电气工程及其自动化专业毕业设计

1、目 录绪论1第一章主接线方案确定31.1 电气主接线概述31.2 电气主接线方案拟定7第二章主要设备选择102.1 导线的选择102.2 变压器的选择112.3 给定发电机13第三章短路电流的计算143.1 短路电流计算的目的、步骤和规定143.2 短路电流的计算15第四章电气一次设备的选择304.1 母线的选择304.2 断路器和隔离开关的选择334.3 互感器的选择384.4 设备布置图40第五章厂用电设计42第六章变压器保护的配置446.1 变压器保护的配置原则446.2 变压器保护的配置整定46结束语53致谢54参考文献55绪 论1、电压等级和电压制合理电压制中的“求三舍二”原则 。为

2、避免各级电压送变电设备容量的过多重复与供电面积的过多迭盖，尽力降低电网线损及系统无功损耗，以便有效的发挥各级电压的应有作用，从而取得良好的经济合理性，各电压等级必须服从“求三舍二”原则，否则便不经济、也不合理，更谈不上“优化”。所谓“舍三求二”，是指标准系列或电网电压制中，各相邻级所差的倍数应力求接近、等于或超过“3”，同时又要舍弃倍数接近或小于“2”的两级中的某一级。2.对电气主接线的基本要求，应满足可靠性、灵活性和经济性三方面。3.电气主接线设计原则电气主接线设计的基本原则是以下达的设汁任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、

3、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节约投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性和可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。4.电力系统继电保护的基本要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足4个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。5.变压器保护现代生产的变压器,虽然结构可靠,故障机会少,但在实际运行中,仍有可能发生各种类型的故障和异常运行,为了保证电力系统安全稳定的运行,并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围,必须根据变压器容量的大小、电压等级等因素装设必要的、动作可靠性高的继电保护装置。 变压器保护的配置原则： 1）反应变压器油箱内部故障和油面

4、降低的瓦斯保护 容量800KVA及以上的油浸式变压器，均应该装设瓦斯保护。当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，保护装置应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，瓦斯保护宜动作于断开变压器各电源侧断路器。2）相间短路保护 反应变压器绕组和引出线的相间短路的纵联差动保护或电流速断保护。 3）后备保护 过电流保护，宜用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故时可能出现的过电流。复合电压启动的过电流保护，宜用于升压变压器和系统联络变压器及过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。负序电流保护和单相式低电压启动的过电流保护，可用于63000KVA及以上的升压变压器。中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时

5、的零序电流保护 过负荷保护过激磁保护6.毕业设计的任务和目的任务：完成安康水电厂电气主接线的设计和变压器保护设计。目的：通过对题目的训练，是学到的理论联系实际的综合训练，培养综合运用所学理论知识和基本技能、解决工程实际及科学研究问题的能力；培养创新意识和能力。第一章 主接线方案确定1.1 电气主接线概述 电气主接线设计原则和程序电气主接线是发电厂、变电站设计的主体。采用何种主接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订都有较大的影响。因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具

6、体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。一、对电气主接线的基本要求对主接线的要求，概括地说应满足可靠性、灵活性和经济性三方面的要求。1.可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失将更加严重，在经济发达地区，故障停电的经济损失是实时电价的数十倍，乃至上百倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，电气主接线必须保证供电可靠。电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电站来说是可靠的，而对另外一些发

7、电厂和变电站则不一定能满足可靠性要求。所以，在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。2.灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：（1）操作的灵活性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，结线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。（2）调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生故障时，要能尽快的切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运

8、行。（3）扩建的方便。对将来要扩建的发电厂和变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。尤其是火电厂和变电站，在设计时应留有发展扩建的余地。3.经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性从以下几个方面考虑：（1）节省一次投资。主接线应简单清晰，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器的数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。（2）占地面积少。主接线设计要为配电布置节约土地的条件，尽可能使占地面积少；同时要注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。（3）电能损耗少。在发电厂或变电站中，电能损耗主要来自变压器，应经济合理

9、地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。二、电气主接线设计原则电气主接线设计的基本原则是以下达的设汁任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节约投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性和可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。三、电气主接线的设计程序电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差

10、异，但总的设计思路、方法和步骤基本相同。设计步骤和内容如下：1.对原始资料分析（1）工程情况，包括发电厂类型，设计规划容量，单机容量及台数，最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。（2）电力系统情况，包括电力系统近期及远景发展规划，发电厂或变电站在系统中的作用和地位。（3）负荷情况，包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。（4）环境条件，包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素。（5）设备供货情况。这往往是设计能否成立的重要前提，为使设计的主接线具有可行性，必须对各主设备的性能、制造能力和供应情况、价格等资料汇集分析比较。2.主接线方案的

11、拟定与选择根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，根据对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量及母线结构等不同的考虑，可拟定若干个主接线方案。依据对主接线的要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留2-3个技术上相当，又能满足任务书要求的方案，再进行经济比较。3.短路电流计算和主要电气设备选择4.绘制电气主接线图1.1.2 电气主接线设计原则和程序一、单母线接线及单母线分段接线1.单母线接线单母线接线的优点：接线简单，操作方便、设备少、经济性好，母线便于向两端延伸，扩建方便。缺点：可靠性差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作。调度不方便，电源只能并列运

12、行，不能分裂运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。所以，这种接线形式一般只用在出现回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。2.单母线分段接线这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站的6-10KV接线中。由于这种接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线的数目，使整个系统可靠性受到限制。在重要负荷的出线回路较多、供电容量较大时，一般不予采用。二、双母线接线及双母线分段接线1.双母线接线优点：供电可靠、调度灵活、扩建方便。广泛用于6-10KV配电装置；35-60KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110-220KV出线5回及以上时。2.双母线分段接线这种接线比双母接

13、线增加了两台断路器，投资增加，但有较高的可靠性和灵活性。三、带旁路母线的单母线和双母线接线断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修。为了能使采用单母线分段或双母线的配电装置检修断路器时，不致中断该回路供电，可增设旁路母线。通常，旁路母线有三种接线方式：有专用旁路断路器的旁路母线接线；母联断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线；用分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线。旁路母线接线方式，可靠性更高，采用母联断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线或用分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线时，节省断路器的投资，但倒闸操作复杂，降低可靠性。当110KV出线6回以上、220KV出线在4回及以上时，宜采用

14、带专用旁路断路器的旁路母线。四、一台半断路器及台断路器接线多用于330KV及以上配电装置中，供电可靠，但投资很大。1.2 电气主接线方案拟定结合原始资料，根据其要求初步拟定三种方案。1.2.1方案一图1-1方案说明：110KV侧出线输送容量76MW，其余容量经过联络变压器送到系统，110KV侧采用单母带旁路母线接线，330KV侧采用双母带旁路母线接线。厂用电可从联络变压器取，也可以接至330KV侧母线上。1.2.2方案二图1-2方案说明：110KV侧采用母联断路器兼作旁路断路器接线，供电可靠。330KV侧采用双母带旁路母线接线方式，供电可靠，调度灵活。1.2.3方案三图1-3方案说明：110K

15、V侧采用双母接线，以满足可靠性要求。1.2.4方案比较说明方案一110KV侧采用单母带旁路母线接线，可靠性低；方案二由于采用了，双母带旁路母线接线，可靠性提高，但采用了母联断路器兼作旁路母线断路器，增加了倒闸操作的复杂性，可靠性有所降低；方案三，采用双回路双母接线以满足可靠性要求，而且操作方便，接线简单。 方案的确定通过比较，最终确定方案三比较合理，所以选择方案三作为主接线方式。第二章 主要设备选择2.1 导线的选择2.1.1 110KV出线导线的选择由公式 式（1.1）根据额定载流量选取导线：由电气设计手册查得，选取标准导线截面积LHBJ-300的额定载流量为465A456A。所以选择导线L

16、HBJ-300（X=0.113/km）。2.1.2330KV出线导线的选择由式（1.1）得根据额定载流量选取导线：由电气设计手册查得，选取扩经导线LGKK-1400的额定载流量为1621A1447.1A。所以选择扩经导线LGKK-1400（X=0.02163/km）2.2 变压器的选择2.2.1变压器容量和台数的选择一、单元接线的主变压器单元接线时变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则计算出的两台机容量之和来确定。二、具有发电机电压母线接线的主变压器连接在发电机电压母线与系统之

17、间的主变压器的容量，应考虑一下因素：1、当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。2、当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或者因供热机组热负荷变动而需要限制本厂出力时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。3、若发电机电压母线上接有2台及以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故障退出运行时，其他主变压器应能输送母线剩余功率的70%以上。三、连接两种升高电压母线的联络变压器联络变压器一般只设置一台，最多不超过2台。联络变压器的容量选择应考虑以下两点：1、联络变压器容量

18、应能满足两种电压网络在各种不同的运行方式下有功功率和无功功率交换。2、联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将容量送入另一侧系统。2.2.2 1B变压器的选择1B变压器低压侧电压13.8KV，高压侧电压110KV，采用单元接线，发电机容量200MW，所以选择西安变压器厂生产的型号SSP-240000/110型变压器。主要参数：额定容量 240000KVA高压侧 12122.5%KV 低压侧 13.8KV联结组别 Y d11 空载损耗 141.4KW负载损耗

19、681KW 阻抗电压（%）13.12空载电流 0.4% 2.2.3 2B、3B和4B变压器的选择三个变压器环境相同，选择同一型号变压器，低压侧电压13.8KV，高压侧电压330KV，采用单元接线发电机容量200MW，所以选择西安变压器厂生产的型号SSP-240000/330型变压器。主要参数：额定容量 240000KVA 高压侧 36322.5%KV 低压侧 13.8KV联结组别 Y d11 空载损耗 161.4KW 负载损耗 799KW 阻抗电压（%）14.5 空载电流 0.19% 2.2.3 5B联络变压器的选择联络变压器高压侧电压330KV，中压侧电压110KV，低压侧电压10.5KV，

20、传输容量124MW，所以选择型号OSSP2-180000/330型变压器。主要参数：额定容量 180000KVA高压侧 363KV 中压侧 12161.67%KV低压侧 10.5KV联结组别 YN a0 d11 空载损耗 105.5KW负载损耗高中474KW 中低50.24KW 高低47.5KW 阻抗电压（%） 高中9.32 中低14.85 高低25 空载电流 0.18% 2.3 给定发电机根据原始资料，容量为200MW，出口电压13.8KV，东方电机厂生产的型号SF200-56/12800型水轮发电机。主要参数：额定功率 200MW 额定转速 107.1r/min 飞逸转速 227r/min

21、 相数 3功率因数 0.875 额定电压 13.8KV 额定电流9560A 1.08970.3167 0.21 第三章 短路电流的计算3.1 短路电流计算的目的、步骤和规定3.1.1 短路电流计算的目的1.电气主接线的比较与选择2.选择断路器汇流母线等电气设备，并对这些设备提出技术要求3.为继电器保护的设计以及调试提供依据4.评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施5.分析计算送电线路对通讯设施的影响3.1.2 短路电流计算的规定1.计算的基本情况(1) 系统中所有电源均在额定负荷下运行(2) 所有同步电机都自动调整励磁装置(3) 短路的所有电源电动势相位相同2.接线方式计算短路电流所用的接

22、线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线式。3.短路种类一般按三相短路计算。4.短路计算点一般选取母线为短路计算点。3.1.3 短路电流计算的步骤1.选择短路点2.绘出等值网络，并将各元件电抗统一编号3.化简等值网络，求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗4.求计算电抗Xjs5.由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量的标幺值6.计算无限大容量的电源供给的短路电流周期分量的标幺值7.计算短路电流周期分量有名值8.计算短路电流的周期分量3.2 短路电流的计算等值网络的绘制和短路点选择图3-1等值网络的绘制和短路点选择网络参数的计算短路电流的计算采用标幺值进行近似计算，取统一基准容将各级电压

23、的平均额定电压取为基准电压，即短路电流的计算图3-1各参数计算如下：1d1点短路，其等值电路图见图3-2图3-2d1点短路等值电路图化简得到图3-3，如下：图3-3其中：计算电抗：短路电流标幺值：归算到13.8KV侧短路电流周期分量2.d2点短路，其等值电路图见图3-4图3-4 d2点短路等值电路图见图其中：化简得到图3-5，如下：图3-5计算电抗：短路电流标幺值：归算到110KV侧短路电流周期分量d2点短路电流：3.d3点短路，其等值电路图见图3-6图3-6 d3点短路等值电路图图3-7计算电抗：短路电流标幺值：归算到330KV侧短路电流周期分量d3点短路电流：4.d4点短路，其等值电路图见

24、图3-8图3-8 d4点短路等值电路图图3-9计算电抗：短路电流标幺值：归算到13.8KV侧短路电流周期分量：表3-1 短路电流计算成果表短路点d1d2d3d4额定电压（KV）13.811033013.8电源种类系统电站系统电站系统电站系统电站t=0s标幺值16.565.2967.894.15347.783.9211.760.99有效值KA69.254.1833.16.567.983.95253.33617.2t=0.06s标幺值16.564.1967.893.66847.783.5611.760.974有效值KA69.243.733.16.07.983.50753.33616.9t=0.1s

25、标幺值16.563.9967.893.55647.783.4111.760.978有效值KA69.241.7733.15.87.983.37253.33616.98t=0.2标幺值16.563.8467.893.5647.783.2711.761.00有效值KA69.240.3433.15.6787.983.27353.33617.4t=4s标幺值16.563.6467.893.73647.782.8411.761.068有效值KA69.238.433.16.217.982.77353.33618.7冲击短路电流KA17610030.37137第四章 电气一次设备的选择4.1 母线的选择4.1

26、.1 110KV母线的选择1.母线最大持续工作电流按经济电流密度选择 以上，选用TMY-12510矩形母线,其集肤效应系数当周围环境温度为37时,温度修正系数：2. 热稳定校验正常时运行的最高温度: 查发电厂电气部分P202,表6-9得C=182, 满足短路时发热的最小导体截面为：满足热稳定要求。3. 动稳定校验已知 母线相间电动力导体对垂直于作用力方向轴的截面系数最大允许跨距：4.1.2330KV母线的选择1.母线最大持续工作电流按经济电流密度选择 以上，选用,80/72管型母线,导体截面955mm2，载流量2100A。2. 热稳定校验正常时运行的最高温度: 查发电厂电气部分P202,表6-

27、9得C=178, 满足短路时发热的最小导体截面为：满足热稳定要求。3. 动稳定校验已知 母线相间作用力：导体对垂直于作用力方向轴的截面系数最大相间应力4.2 断路器和隔离开关的选择 断路器选型要求1.工作可靠2.具有足够的开短能力3.动作快速4.具有自动重合闸性能5.结构简单，经济合理4.2.2 1B变压器出口断路器隔离开关的选择1.流过断路器的持续工作电流：通过断路器的短路电流为:选择LW6-110型断路器，参数如下：额定电压110KV 额定电流3150A热稳定电流40KA 极限通过电流100KA2.校验(1) 断路器的额定开断电流应满足:IekdId 40KA3.84KA(2)断路器的额定

28、关合电流不应小于短路电流的最大冲击值:IegIch 100KA9.8KA(3)热稳定：满足条件。隔离开关：选择GW6-110型隔离开关，参数如下：额定电压110kv 额定电流1600A热稳定电流40KA 动稳定电流100KA4.2.3母联及母线断路器隔离开关的选择1.流过断路器的持续工作电流：通过断路器的短路电流为:选择LW6-110型断路器，参数如下：额定电压110KV 额定电流3150A热稳定电流50KA 极限通过电流125KA2.校验(1) 断路器的额定开断电流应满足:IekdId50KA39.7KA(2)断路器的额定关合电流不应小于短路电流的最大冲击值:IegIch 125KA101K

29、A(3)热稳定：满足条件。隔离开关：选择GW6-110型隔离开关，参数如下：额定电压110kv 额定电流1600A热稳定电流40KA 动稳定电流100KA联络变110kv侧断路器隔离开关的选择1.流过断路器的持续工作电流：通过断路器的短路电流为:选择LW6-110型断路器，参数如下：额定电压110KV 额定电流3150A热稳定电流40KA 极限通过电流100KA2.校验(1) 断路器的额定开断电流应满足:IekdId 40KA6.4KA(2)断路器的额定关合电流不应小于短路电流的最大冲击值:IegIch 100KA16.4KA(3)热稳定：满足条件。隔离开关：选择GW6-110型隔离开关，参数

30、如下：额定电压110kv 额定电流1600A热稳定电流40KA 动稳定电流100KA联络变330kv侧断路器隔离开关的选择1.流过断路器的持续工作电流：通过断路器的短路电流为:选择LW6-330型断路器，参数如下：额定电压330KV 额定电流3150A热稳定电流40KA 极限通过电流100KA2.校验(1) 断路器的额定开断电流应满足:IekdId 40KA9.5KA(2)断路器的额定关合电流不应小于短路电流的最大冲击值:IegIch 100KA25KA(3)热稳定：满足条件。隔离开关：选择GW6-330型隔离开关，参数如下：额定电压330kv 额定电流2000A热稳定电流40KA 动稳定电流

31、100KA4.2.6 2B-4B变压器出口断路器隔离开关的选择1.流过断路器的持续工作电流：通过断路器的短路电流为:选择LW6-330型断路器，参数如下：额定电压330KV 额定电流3150A热稳定电流40KA 极限通过电流100KA2.校验(1) 断路器的额定开断电流应满足:IekdId 40KA1.3KA(2)断路器的额定关合电流不应小于短路电流的最大冲击值:IegIch 100KA3.3KA(3)热稳定：满足条件。隔离开关：选择GW6-330型隔离开关，参数如下：额定电压330kv 额定电流2000A热稳定电流40KA 动稳定电流100KA4.3 互感器的选择 电压互感器的选择1. 13

32、.8KV侧电压互感器的选择:考虑到保护.测量.同期.绝缘监视的作用，故选用JDZX-15型三相五柱式电压互感器.参数：准确等级0.5/40VA ，考虑发电机励磁调节，同上。2.110KV母线电压互感器选择：考虑到保护测量同期绝缘监视的作用，选用SVTR-10C型互感器，参数：330/3 / 0.1/3 /0.1/3/0.1KV 准确等级0.2/75VA 0.5/100VA 3P/150VA 3P/300VA。3.330kv母线电压互感器选择:考虑到保护.测量.同期.绝缘监视的作用，故选用GV-301型电压互感器.参数：330/3 / 0.1/3 / 0.1/3 准确等级3P/400VA 0.5

33、/200VA 3P/100VA 电流互感器的选择1.发电机保护测量用电流互感器的选择。所接电网电压 U=13.8kv 最大持续工作电流I=10040A 选择LMZB5-15 12000/5A 准确等级 0.5级。2.发电机出口变压器低压侧保护测量用电流互感器的选择所接电网电压 U=13.8kv 最大持续工作电流I=10040A 选择LMZB5-15 12000/5A 准确等级 0.5级。3.变压器高压侧（110KV）保护测量用电流互感器的选择。所接电网电压 U=110kv 最大持续工作电流I=1260A 选择LVQB-110W 1400/5A 准确等级 0.5级。4.110KV母联保护测量用电

34、流互感器的选择所接电网电压 U=110kv 最大持续工作电流I=1260A 选择LVQB-110W 1400/5A准确等级 0.5级。5. 110KV出线保护测量用电流互感器的选择。所接电网电压 U=110kv 最大持续工作电流I=478A 选择LVQB-110W 800/5A 准确等级 0.2级。6.联络变压器110KV侧保护测量用电流互感器的选择所接电网电压 U=110kv 最大持续工作电流I=781A 额定电流I=945A 选择LVQB-110W 2000/5A 准确等级 0.5级。7. 变压器高压侧（330KV）保护测量用电流互感器的选择。所接电网电压 U=330kv 最大持续工作电流

35、I=420A 选择LVQBT-500 500/5A 准确等级0.2 级 50VA8.联络变压器330KV侧保护测量用电流互感器的选择所接电网电压 U=330kv 最大持续工作电流I=260A 额定电流I=315A 选择LVQBT-500 800/5A 准确等级 0.2级。9. 330KV母线保护测量用电流互感器的选择。所接电网电压 U=330kv 最大持续工作电流I=1448A 选择LVQBT-500 2000/5A 准确等级0.2 级 50VA10. 330KV出线及母联保护测量用电流互感器的选择所接电网电压 U=330kv 最大持续工作电流I=1448A 选择LVQBT-500 2000/

36、5A 准确等级 0.2级。4.4 设备布置图图4-1 110KV双母接线设备布置图1、2-母线、；3、7-隔离开关；4-支持绝缘子；5-断路器；6-互感器；8-避雷器；9-阻波器；10-悬式绝缘子串；11-架空地线；12-母线构架；13-耦合电容器图4-2 330KV双母线带旁路母线设备布置图1、2、14-母线、和旁路母线；3、7、10-隔离开关；4-支持绝缘子；5-断路器；6-互感器；8-避雷器；9-阻波器；11-耦合电容器；12-架空地线；13-母线构架；15-悬式绝缘子串第五章 厂用电设计一、厂用电接线的要求厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重的采用成

37、熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证机组安全、经济的运行。厂用电接线的设计应满足下述要求：（1）各机组的厂用电系统应是独立的。特别是200MW及以上机组，应做到这一点。在任何运行方式下，一台机组故障停运或辅机的电器故障不应影响另一台机组的运行，并要求受厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复运行。（2）全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。（3）充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动电源能在短时间投入。（4）充分考虑电厂分期建设和连续施工工程中厂用电系统的运行方式，特别注意对公用负荷供电的影响，便于过渡，

38、尽量减少改变接线和更换设置。（5）200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。二、厂用电接线设计原则厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；接线应能灵活的适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单；设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极地采用新技术、设备，使厂用电接线具有可行性和先进性；在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用接

39、线形式等问题进行分析和论证。三、厂用电的电压等级厂用电的电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。发电厂和变电站中，低压厂用电压采用400V，高压厂用有3、6、10KV等。按发电机容量、电压确定高压厂用高压电压：（1）容量在60MW及以下，发电机电压为10.5KV，可采用3KV作为厂用高压电压;（2）当容量在100-300MW时，选用6KV作为厂用高压电压；（3）当容量在300MW以上时，若经济技术合理，可采用两种高压厂用电压，即3KV和10KV两级电压。根据本厂情况

40、，采用6KV和400V两个电压等级，厂用电分别取自联络变压器和发电机组。联络变压器低压侧电压10.5KV，经变压器与厂用电6KV电压等级相连，采用单母分段接线形式。具体见下图：图5-1 厂用电接线图第六章 变压器保护的配置6.1 变压器保护的配置原则变压器的不正常运行状态有：由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因引起的油面降低。此外，对大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度相当接近于铁心的饱和磁通密度，因此在过电压或低频率等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。根据上述故障类型和不正常运行状态，对变

41、压器应装设下列保护。1.瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反映于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯保护和动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器。应装设瓦斯保护的变压器容量界限是：800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器。2.纵差动保护或电流速断保护对变压器绕组、套管及引出线上的故障，应根据容量的不同，装设纵差动保护或电流速断保护。纵差动保护适用于：并列运行的变压器，容量为6300KVA以上时；单独运行的变压器，容量为10000KVA以上时；发电厂厂用工作变压器和工业企业中的重要变压器，容量为6300KVA以

42、上时。电流速断保护用于10000KVA以下变压器，过流保护的时限大于0.5S时。对2000KVA以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动保护。以上各保护动作后，均应跳开变压器各电源侧的断路器。3.外部相间短路时，应采用的保护对于外部相间短路引起的变压器过电流，应采用下列保护：（1）过电流保护，一般用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的过负荷电流。（2）复合电压起动的过电流保护，一般用于升压变压器及过电流保护不满足灵敏性要求的降压变压器上。（3）负序电流及单相式低电压起动的过电流保护，一般用于大容量升压变压器和系统联络变压器。（4）阻抗保护，对于升压

43、变压器和系统联络变压器，当采用（2）、（3）的保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。4.外部接地短路时，采用的保护对中性点直接接地电力网内，由外部接地短路引起过电流时，如变压器中性点接地运行，应装设零序电流保护。对自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组变压器，当有选择性要求时，应增设零序方向元件。当电力网中部分变压器中性点接地运行，为防止发生接地短路时，中性点接地的变压器跳开后，中性点不接地的变压器仍带接地故障继续运行，应根据具体情况，装设专用的保护装置，如零序过电压保护，中性点装放电间隙加零序电流保护等。5.过负荷保护对400KVA以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行

44、并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过古河的情况，装设过负荷保护。过负荷保护接于一相电流上，并延时作用于信号。对于无经常值班人员的变电所，必要时过负荷保护可动作于自动减负荷或跳闸。6.过励磁保护高压侧电压为500KV及以上的变压器，对频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流的升高，应装设过励磁保护。在变压器允许的过励磁范围内，保护动作于信号，当过励磁超过允许值时，动作于跳闸。过励磁保护反映于实际工作磁密和额定工作磁密之比而动作。7.其他保护对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行变压器标准的要求，装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。6.2 变压器保护的配置整定6.2.1 1B变压

45、器保护的配置整定1.瓦斯保护轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳开变压器各侧断路器。2.差动保护整定表6-1 变压器各侧的一次及二次电流值额定电压13.8KV110kv额定电流电流互感器变比12000/51400/5二次额定电流4.18A4.5A1）,按躲过变压器励磁涌流整定：2）,按躲过外部短路时最大不平衡电流整定:=1.3(10.1+0.05+0.05)3.86=1.0036KA3）,按躲过电流互感器二次断线整定: =1.31260=1638A动作电流取最大:1638A确定继电器基本侧线圈匝数计算基本侧继电器动作电流为：基本侧继电器线圈匝数为：确定继电器基本侧线圈接入匝数：即平衡线圈取1匝，差

46、动线圈取9匝非基本侧工作线圈匝数和平衡线圈的计算 :确定平衡线圈实用匝数为2匝计算由于实用匝数与计算匝数不等引起的相对误差: 灵敏度校验：3)复合电压启动的过电流保护整定:对于低电压元件其定值计算为互感器二次电压值：75/1100=68.2V对于负序电压元件按躲过正常运行时的最大不平衡电压计算.即互感器二次电压值：6.3V电流元件定值计算，按变压器额定电流整定.即4)过负荷保护装设于变压器一相上的过负荷信号装置，动作后延时发出信号,其动作电流计算为: 互感器二次电流值：5.56A6.2.22-4B变压器保护的配置整定1.瓦斯保护轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳开变压器各侧断路器。2.差动保护整

47、定表6-2 变压器各侧的一次及二次电流值额定电压13.8KV330kv额定电流电流互感器变比12000/5500/5二次额定电流4.18A4.2A1）,按躲过变压器励磁涌流整定：2）,按躲过外部短路时最大不平衡电流整定:=1.3(10.1+0.05+0.05)1.27=329.8KA3）,按躲过电流互感器二次断线整定: =1.3420=546A动作电流取最大:546A确定继电器基本侧线圈匝数计算基本侧继电器动作电流为：基本侧继电器线圈匝数为：确定继电器基本侧线圈接入匝数：即平衡线圈取1匝，差动线圈取10匝非基本侧工作线圈匝数和平衡线圈的计算 :确定平衡线圈实用匝数为1匝计算由于实用匝数与计算匝

48、数不等引起的相对误差: 灵敏度校验：3)复合电压启动的过电流保护整定:对于低电压元件其定值计算为互感器二次电压值：225.65/3300=68.4V对于负序电压元件按躲过正常运行时的最大不平衡电压计算.即互感器二次电压值：6.3V电流元件定值计算，按变压器额定电流整定.即4)过负荷保护装设于变压器一相上的过负荷信号装置，动作后延时发出信号,其动作电流计算为: 互感器二次电流值：5.56A6.2.35B变压器保护的配置整定1.瓦斯保护轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳开变压器各侧断路器。2.差动保护整定表6-3变压器各侧的一次及二次电流值额定电压（kv）33011010.5额定电流A互感器变比60

49、0/51200/512000/5二次侧电流A3.414.093.941）,按躲过变压器励磁涌流整定：2）,按躲过外部短路时最大不平衡电流整定:=1.3(10.1+0.05+0.05) 4.725=1842KA3）,按躲过电流互感器二次断线整定: =1.3945=1228.5A动作电流取最大:1842A确定继电器基本侧线圈匝数计算基本侧继电器动作电流为基本侧继电器线圈匝数为：确定继电器基本侧线圈接入匝数：非基本侧工作线圈匝数和平衡线圈的计算 :实际工作线圈匝数为9.计算由于实用匝数与计算匝数不等引起的相对误差: =1.3(110.1+0.05+0.05+0.06)4725=1597A二次动作电流

50、为7A差动线圈匝数为607=8.68故可选 =8 灵敏度校验：3.复合电压起动的过电流保护整定330KV侧电流元件低电压元件负序电压元件110KV侧电流元件低电压元件负序电压元件10.5KV侧电流元件低电压元件负序电压元件4.过负荷保护整定三侧均装设过负荷保护，各侧额定电流： 330kv侧：I=315A 110kv侧：I=945A 10.5kv侧：I=9450A动作电流： 330kv侧： Iop=1.053150.85=389A 110kv侧： Iop=1.059450.85=1167A 10.5kv侧：Iop=1.0594500.85=11673A结束语通过对题目的训练，是学到的理论联系实际

51、的综合训练，培养综合运用所学理论知识和基本技能、解决工程实际及科学研究问题的能力。培养创新意识和能力；培养调查研究和查阅、收集、分析、整理资料的能力；培养制定设计方案的能力和基本设计、计划、绘图、实验、研究的能力；培养数据处理、综合分析、总结归纳的能力；培养撰写论文的能力。选择这个题目是对学过的理论应用到实际的一次综合训练，对以后的学习和工作有重要意义。通过这个题目，使我能对发电厂电气一次的接线设计及变压器和变压器继电保护有更详细的理解。随着高压配电装置广泛采用六氟化硫断路器及国产断路器、隔离开关的质量逐步提高，同时系统备用容量的增加，电网结构趋于合理与联系紧密、保护双重化得完善以及设备检修逐步由计划检修向状态检修过渡，为简化接线，总的趋势将逐步取消旁路设施。随着大容量机组和大型发电厂的出现，发电机-变压器组保护的接线方式在电力系统中获得了广泛应用。由于本次设计主要针对变压器保护，所以发电机保护、发电机-变压器组保护没有考虑应用。其他没有涉及到题目的地方，均示意表示。由于本人知识有限，设计参数不能详细收集，所以设计难免有不足之处，希望批评指正。致 谢四年的大学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，论文即将完成之日，感慨良多。我的本科毕业设计论文一直是在导师张靠