MW发电厂电气部分初步设计(励磁系统)

1、封面(摘要此次设计的主要任务是1X125MW+4X300MW的火电厂电气部分的初步设计。首先确定电气主接线方案，选择发电 机、主变压器、联络变压器、厂用变压器和启/备变压器。用所选择的发电机与 变压器的参数进行标幺值的计算；并做出可能发生各种短路的等值电路图，分 别计算各电源对短路点的计算电抗，列出短路计算结果表；通过对各设备最大 持续电流的计算，分别对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷 器、熔断器、全连式分相封闭母线等设备进行选择，并通过短路计算结果中的 各短路值对所选的设备进行校验。了解该电厂励磁系统的原理如设计方法。业设计:P说明书仅供个人学习关键词：电气主接线；短路计算；设

2、备选择；AbstractThe main assignment of the design is the initial plan of electric with regard toregional fossillfule plant (1x1250MW+3x300MW). To begin with ,we must ensurethe project of electric main line .What more ,we select the capacity of generator ,weselectgenerato、r transformer、liasion transforme

3、r、transformer which used in the factoryand enlighten spare transformer. We can carry out the short circuit calculation .Thediagram of equivalent can be make out at the basic of transformer and generator datarespectively. At last, we calculate the reactance which the point of short circuit to everypo

4、wer system and lay out the table of short circuit. Interrupter, disconnect switch, busbar,lighting arresters can be selected by way of the calculation. We can check the install wechoose via the result of short circuit. Find out the protection principle of 600MWgenerator and transformer, know the mov

5、ement situation of the protection.Keywords:electric main line。short-circuit calculation。equipment choice。-容量-负荷-能量电势-系统基准容量（MVA）-变压器额定容量专用符号-励磁电流-短路电流冲击值（KA）-最大持续工作电流-稳态三相短路电流-Os短路电流周期分量（标幺值）-0s短路电流周期分量（有名值）-断路器的额定开断路器（KA）-断路器极限通过电流峰值（KA）-断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量（KA）-断路器t秒热稳定电流-短路容量（MVA）-支路计算电抗（标幺值）-支路转

6、移电抗（标幺值）-固有分闸时间（s）-热稳定系数-母线截面系数-经济电流密度目录引言4第一章电气主接线设计41.1主接线的设计原则和要求41.2电气主接线的设计步骤51.2.2主接线的类型与使用范围61.2.3设计方案的介绍71.2.3主接线方案的评定81.3发电机和主变压器的选择81.3.1发电机的选择81.3.2主变压器和联络变压器的选择9第二章厂用电设计102.1厂用电的设计原则和基本要求102.2本厂厂用电主接线设计112.3厂用变压器的选择11第三章短路电流计算133.1短路电流计算的目的13常用符号：-电流-额定电流基值电压（KV）-二次侧额定电压（V）-电压-电抗符号说明基值电流

7、（KA）-额定电压（一次侧）（KV）电网工作电压（KV）-电阻-短路电流发热等值时间（又称假象时间）s)383.2短路电流计算的一般规定133.3短路电流的计算步骤143.4主接线及厂高压短路电流计算153.4.1发电机电抗标么值计算153.4.2变压器电抗标么值计算153.4.3发电厂电气一次部分各短路点短路电流计算 第四章电气设备的选择与校验204.1电气设备选择的一般原则204.2断路器的选择与校验214.2.1断路器的选择原则214.2.2断路器的选择与校验224.3隔离开关的选择与校验244.4接地开关的选择与校验254.4.1接地开关的选择原则254.4.2接地开关的选择与校验25

8、4.5电压互感器的选择与校验264.5.1电压互感器的选择原则264.5.2电压互感器的选择与校验274.6电流互感器的选择与校验284.6.1电流互感器的选择原则284.6.2电流互感器的选择与校验294.7高压熔断器的选择与校验304.7.1高压熔断器的选择原则304.7.2高压熔断器的选择304.8避雷器的选择314.8.1避雷器的选择原则314.8.2避雷器的选择324.9母线与架空线的选择与校验324.9.1母线与架空线的选择原则324.9.2母线的选择与校验334.9.3架空线的选择334.9.4封闭母线的选择34第五章励磁系统的设计 错误！未定义书签。5.1励磁系统的主要作用35

9、5.2励磁系统的初步设计365.2.1发电机励磁方式的选择365.2.2自并励励磁系统原理及优缺点365.2.3100MW发电机微机型自并励励磁系统的设计 六章发电机的主保护设计386.1发电机保护配置原则386.2发电机的纵差动保护396.3发电机100%定子绕组单相接地保护406.4发电机定子绕组匝间短路保护416.5发电机励磁回路接地保护426.6发电机失磁保护43第七章配电装置的设计437.1设计原则与要求437.1.1配电装置的设计原则437.1.2配电装置设计必须满足的要求437.2610 KV配电装置44157.3220 KV配电装置44结论45参考文献45谢辞46引言电力自从应

10、用于生产以来，已成为现代化生产、生活的主要能源，在工农 业、交通运输业、国防、科学技术和人民生活等方面都得到了广泛的应用。电 力工业发展水平和电气化程度已经成为衡量一个国家国民经济发展水平的重要 标志。至2001年，我国已投产和正在建设的100万kW及以上的电厂达113座， 其中火电厂为85座。随着经济的不断发展，我国的电力工业已经进入了大机 组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。电力工业的迅速发展，对发电厂的设计提出了更高的要求。随着一次能源 的不断减少，对能源的利用率要求也越来越高；而大机组的能源利用率高、在 环境污染方面较小机组要小；因此，在火电厂的设计中，大机组的设计

11、已经成 为现在设计的主流。这就引出了本次设计的主要内容，某地区2*100MW+4*300MV火力发电厂的电气 部分进行初步设计。第一章 电气主接线设计1.1 主接线的设计原则和要求发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变 压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完 成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、 配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳 定、灵活和经济运行。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足 国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。设计主接

12、线的基本要求是：（1）可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满 足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是：1断路器检修时，能否不影响供电。2线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。3发电厂全部停运的可能性。4对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。（2）灵活性1调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配 电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。2检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全 检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。（3）经

13、济性1投资省：主接线应简单清晰，控制保护方式不过复杂，适当限制断路器 电流。2占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。3电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次 变压而增加电能损失。1.2 电气主接线的设计步骤电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，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、广度也有所差异，但总的设计 思路、方法和步骤相同。具体步骤如下：（1）本工程情况发电厂类型： 区域性凝气式火电厂，设计规划容量1 125+3 300。远离负 荷中心。（2）电力系统情

14、况系统的电压等级：电厂联入系统的电压等级为330KV330KV架空线4回,负荷为466小-640MVY为1、II级负荷，cos=0.85.Tmax=6500h;110KV架空线6回,负荷为80120MW为1、II级负荷，cos=0.85.Tmax=6000h,其余送220KV系统。厂用电率8%。（3）环境条件当地年最高温度36C,年最低温度29C,最热月平均最高温度29C,最热月平 均地下温度15C,当地海拔高度1000M,当地雷暴日14日/年1.2.1大、中型 发电厂及配电装置的接线要求4技术要求：1）电气主接线设计、厂用电设计，要满足可靠性、灵活性、方便性、经济性（2）主变和厂用变型号容量

15、选择要按照新型设备选择，主要电气设备尽量选新 型设备并要求校验，要求绘制电气设备选择结果总表。 （3）短路电流计算要准确无误，并要求绘制短路计算结果表。5. 220KV主保护动作时间为0.02s,后备保护动作时间为1s, 110KV主保护动作 时间为0.03s,后备保护动作时间为2s,大型发电厂（总容量1000MV及以上，单机容量200MW以上），一般距负荷 中心较远，电能须用较高电压输送，故宜采用简单可靠的单元接线方式，直接 接入高压或超高压系统。其主接线的特点是：（1）在系统中的地位重要、主要承担基本负荷、负荷曲线平稳、设备利用 小时数高、发展可能性大，因此，其主接线要求较高。（2） 不设

16、发电机电压母线，发电机与主变压器采用简单可靠的单元接线，发电机出口至主变压器低压侧之间采用封闭母线。除厂用电外，绝大部分电能 直接用220KV及以上的12种升高电压送入系统。附近用户则由地区系统供 电。（3） 升高电压部分为220KV及以上。220KV配电装置，一般采用双母线带 旁路母线、双母线分段带旁路母线，接入220K V配电装置的单机容量一般不超 过300MW；中型发电厂 （总容量2001000MW单机容量50200MW和小型发电厂 （总容量200MW以下、单机50MW以下），一般靠近负荷中心，常带有610KV电压级的近区负荷，同时升压送往较远用户或与系统连接。发电机电压超过10KV时，

17、一般不设机压母线而以升高电压直接供电。对于6220KV电压配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类，包 括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为 无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。1.2.2主接线的类型与使用范围1.不分段的单母线：（1）610KV配电装置，出线回路数不超过5回。（2）3563KV配电装置，出线回路数不超过3回。（3）110220KV配电装 置，出线回路数不超过2回。2.分段的单母线：（ 1）610KV 配电装置，出线回路数为 6 回及以上。（ 2）35 63KV 配电装置，出线回路数为 48 回时。（3） 110220KV 配电装

18、置，出线回路数为34回时。3.单母线带旁路母线接线：（1）610KV配电装置，和3563KV配电装 置，一般不设旁路母线。（2）110220KV配电装置，当110KV出线为7回及 以上220KV出线为5回及以上时或对在系统中居重要位置的配电装置，110KV出线为6回及上，220KV出线为4回及以上时。4.一般双母线： （1）610KV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗 器时。 （2）3563KV配电装置，出线回路数超过8回或连接的电源较多、负 荷较大时。（3）110220KV配电装置，出线回路数为5回及以上或该配电装 置在系统中居重要地位、出线回路数为4回及以上时。5.一般双母线带旁路接线

19、：（1）663KV配电装置，一般不设旁路母线。（3）110220KV配电装置，出线回路数为34回时。6.分段的双母线接线：（1） 发电机电压配电装置， 每段母线上的发电机容 量或负荷为25MW及以上时。（2）220KV配电装置，当进出线回路数为1014时，采用双母三分段带旁路；当进出线回路数为15回及以上时，采用双母四分 段带旁路接线。7.一台半断路器接线：用于大型电厂和变电所220KV及以上、进出线回路 数4回及以上的高压、超高压配电装置中。对于220KV系统，DL5000-2000火 力发电厂设计技术规程中有如下规定：若采用双母分段接线不能满足电力系统稳定和地区供电可靠性要求，且技术经济合

20、理时，容量为300MV及以上机组发电厂的220KV配电装置也可用一台半断路器接线方式。a8.43台断路器接线：可靠性降低，布置比较复杂，很少采用。1.2.3设计方案的介绍本厂为110KV和220KV电压等级，单机容量为100和300MW，故宜采用可 靠的单元接线，直接接入系统。对于220KV配电装置的接线，我们选择了双母 线分段、双母带旁路分段接线两种方案。图1-1方案一图1-2方案二我们初步拟定了两种方案，下面对其进行比较：表1-1方案比较万案工程方案一： 双母线分段万案二：双母分段带旁路可靠性1.任何断路器检修，影响用 户的供电。2有四回出线，任一台断 路器检修和另一台断路器故 障或拒动相

21、重合时，切除两 回以上线路。3.母线检修将导致一半容量 停运。1.220KV任一段母线故障时， 只有的电源和负荷停电。2.220KV任一分段断路器故障 时，只有左右的电源和负何停 电。3.220KV母线，故障范围小， 避免全场停电的可能。1.2.3主接线方案的评定由原始资料可知,设计为大型火电厂,其机组容量为2X100 MW +4X 300MW,最大单机容量300MW年利用小时数为6000h,在电力系统中承担主要负荷,从而 该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性发电机出口电压为20KV,采用单元接线。110KV电压端，为使其出线断路器检修时不停电，应采用双母线接线，以保证其供电的可靠性和灵活性.2

22、20KV电压等级，由于负荷容量大，电压高，输电距 离远,为保证其可靠性，应选可靠性较高的双母分段带旁路接线，结论：两个方案 的可靠性、灵活性均满足设计的要求，从经济上比较方案二明显比方案一可靠 性高，所以选择方案二。所以本厂为110KV与220KV两个电压等级，单机容量为100MW 300MWV故宜采用可靠的单元接线，直接接入系统。对于220KV配电装置的接线我们选择双母带旁接线方法；110KV系统采用双母带旁接线。设计方案接线如图所示： 图1-1发电厂电气主接线接线方案1.3发电机和主变压器的选择1.3.1 发电机的选择由于本次设计的发电厂为，查电气工程专业毕业设计指南一一电力系统分 册，选

23、发电机参数如下表。表1-1发电机参数型号额定容量（MVV功率因 数Cos同步电抗次暂态电抗暂态电抗额定电压（kv）QFN-100-21000.851.8060.1830.28610.5QFS-300-23000.852.2640.1670.26918132 主变压器和联络变压器的选择（1）变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相 适应。（2）联结组别的选择，宜使同一电压等级（高压或低压）的厂用工作、备 用变压器输出的相位一致。（3）阻抗电压及调压形式的选择，宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波 动范围内，厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的。（4）变压器的容量必须保证厂用

24、机械及设备能从电源获得足够的功率。根据以上原则选择变压器如下：（1）主变压器的选择单元接线中的主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷 后，留有10%勺裕度选择。（1-1）式中：-发电机容量-发电机额定功率因数-厂用电率1与100MV发电机相连的主变压器查电气工程专业毕业设计指南电力系统分册，选用SFP7-120000/110型变压器。2与300MV发电机相连的主变压器查电力系统电气设备选择与实用计算，选用SFP7-360000/220表1-2主变压器参数工程100MW机 组300MW机 组型号SFP7-120MVA/110KVSFP7-360MVA/220KV相数33频率（Hz）5

25、050额定容量（KVA120000360000额定电压（KV1212X2.5%/10.52422X2.5%/18联结组编号Yn d11Yn d11阻抗电压（%10.514.3（2）联络变压器的选择：1联络变压器的容量应满足所联络的两种电压网络之间在各种运行方式下的功 率交换，在本厂中1100KV与220KV之间的潮流交换近期约为560800MW2联络变的容量一般不应小于所联络的两种电压母线上最大一台机组容量，以 保证最大一台机组故障或检修时通过联络变来满足本侧负荷的需要，同时也可 在线路检修或故障时，通过变压器将剩余功率送入另一侧系统。所以，查电力工程电气设计200例选一台0SFPS-3600

26、00/220型三相 自耦变压器表1-3联络变压器参数表工程联络变压器型号OSFPS-360000/220额定容量（MVA360000/120000/100000咼中12.1中一低18.8高一低12空载损耗（KW258负载损耗（KW1164绕组形式YNa0，d11相数三相第二章厂用电设计2.1 厂用电的设计原则和基本要求保证厂用电的可靠性和经济性，在很大的程度上取决于正确选择供电电压、供电电源和接线方式、厂用机械的拖动方式、电动机的类型和容量以及运 行中的正确和管理等措施。厂用电接线应保证厂用电的连续供应，使发电厂能 安全满发，满足正常运行安全、可靠、灵活、经济、先进的要求。（1） 对厂用电设计

27、的要求厂用电设计应按照运行、检修和施工的需要，考虑全厂发展规划，积极慎 重的采用经过实验鉴定的新技术和新设备，使设计达到技术先进、经济合理。 （2） 厂用电电压高压厂用电采用6KV低压厂用电采用380/220V的三相四线制系统。（3）厂用母线接线方式高压厂用电和低压厂用电系统应采用单母线接线。当公用负荷较多、容量 较大、采用集中供电方式合理时，可设立公用母线，但应保证重要公用负荷的 供电可靠性。（4）厂用工作电源 当发电机与主变压器采用单元接线时，由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。大容量发电机组，当厂用分支采用分相封闭母线时，在该分支 上不应装设断路器，但应有可拆连接点。（5）厂用备

28、用或起动电源 高压厂用备用或起动电源采用下列引接方式：有发电机电压母线，应由该母线引接1个备用电源。2.2 本厂厂用电主接线设计本厂为2X100MW+4 300MW发电机组，各发电机与主变压器均采用单元接 线，厂用电由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。本厂为六台发电 机组，选择六台厂用电主变压器， 并且配备两台高压启动/备用变，1#备用变供1#、2#发电机备用，2#备用变供3#、4#、5#、6#发电机备用。1#备用变由110K V系统接入，2#备用变由联络变低压侧接入。咼压厂用电压米用6KV）厂用 分支采用分相封闭母线，分支上不应装设断路器，但应有可拆连接点。通过分 裂绕组厂用高压变压

29、器供6KV厂用的A段和B段。厂用电主接线图：图2-1厂用电高压接线2.3 厂用变压器的选择由发电厂电气部分可知厂用电由每台发电机供给，100MWA 300MW厂用备用高压变压器每两台机组设一台，故2台100MW和4台300MW发电机各设置1台厂备用变压器。(1)100MW发电机厂用高压变压器容量的选择：备用变压器的容量与两厂用变压器最大者容量相同。(2)300MV发电机厂用高压变压器容量的选择：备用变压器的容量与两厂用变压器最大者容量相同型号额定容量(kVA)电压阻抗 电压(%联接组接法空载 电流(%损耗(kW)咼压(kV)低压(kV)空载负载SF7-10000/1010000102X2.5%

30、6.37.5YN,d110.813.653表2-1 1#、2#厂用主变压器的参数型号额定容 量(kVA)电压(kV)阻抗 电压 (%联接组接法空载 电流(%)损耗(kW咼压低压空载负 载SFP7-31500/110315001102X2.5%6.310.5YN,d110.858.5148表2-21#厂用备用变压器参数型号额定容量(MVA额定电压(kV)联接 组接 法损耗(kW空载电流(%)半穿 越阻抗电 压(%全穿越 阻抗电 压(%空载负载SFPF7-31500/2父182XD,d0,30.21530.7513.367.70631500/18汉160002.5%/6.3d0表2-33#、4#厂

31、用变压器参数型号容量分配（MVA电压（kV）联接组接法损耗（kW空载 电流（%）半穿 越阻 抗电压（%）全穿 越阻 抗电压（%）分 裂系 数咼压低压空载负 载SFF7-315000/238.5 6.3-YN,d11,281500.516.69.53.315000X200005%6.3d114表2-42#厂用备用变压器参数第三章短路电流计算3.1 短路电流计算的目的在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：（1） 在选择电气主接线时，为了比较各种方式的接线方案，或确定某一接线 是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2

32、） 在选择电气设备时， 为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3） 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地 的安全距离。（4） 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路电流为依据。（5） 接地装置的设计，也需用短路电流。3.2短路电流计算的一般规定验算导体和电器时所用短路电流，一般有以下规定。（1）计算的基本情况1电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；2所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；3短路发生在短路电流为最大值的瞬间；4所有电源的电动势相位角相同；5应考虑对短路电流值有

33、影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。（2）接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能最大短路电流的正常接线方式 （即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。（3） 计算容量 应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考 虑本工程建成后5 10年）。（4） 短路种类 一般按三相短路计算。 若发电机出口的两相短路， 或中性点直接接地系统 以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行比较。（5）短路计算点 在正常接线方式时，通过电器

34、设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算 点。3.3 短路电流的计算步骤（1） 选择所需要计算的短路点。（2） 绘制等值次暂态网络图，并将各元件电抗统一编号。（3） 化简等值网络，将等值网络化简为以短路点为中心的辐射型等值网络， 并求出各电源与电路点之间的电抗，即转移电抗。（4）求计算电抗：（3-1）其中为各等值发电机或系统的额定容量。（5） 应用运算曲线查出各电源供给短路点的短路电流周期分量的标幺值。（6） 计算无限大容量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的有名值和短路容量1.第i台等值发电机提供的短路电流为 ：（3-2）2.无限大功率电源提供的短路电流为 ：

35、（3-3）（8） 计算短路电流的冲击值，计及负荷影响时短路点的冲击电流标幺值为： （3-4）其中为短路电流周期分量的幅值，对于小容量的电动机和综合负荷，取， 容量为20到50MW勺电动机，取，容量为50到100MW勺异步电动机，容量为125MW以上的异步电机，。9） 计算异步电机供给勺短路电流，只在计算厂低压短路电流时考虑(10)绘制短路电流计算结果表。3.4主接线及厂高压短路电流计算3.4.1发电机电抗标么值计算(1) 发电机G1、G2的电抗标么值的计算 已知：，(2) 发电机G3、G4、G5、G6的电抗标么值的计算: 已知：，3.4.2变压器电抗标么值计算(1)1#，2#发电机主变压器电抗

36、标么值的计算 已知:，(2)3#，4#发电机主变压器电抗标么值的计算 已知:，(3)1#,2#发电机厂用变压器电抗标么值计算已知: ， ，(4)3#,4#发电机厂用变压器电抗标么值计算已知: ， 全穿越阻抗电压7.076(5)1#,2#发电机厂用/启动备用变压器电抗标么值计算 已知: ， ，(6)3#,4#发电机厂用/启动备用变压器电抗标么值计算已知: ，半穿越阻抗电压16.6，全穿越阻抗电压9.5，(7)220KV联络变压器的电抗标么值计算已知:， ，3.4.3发电厂电气一次部分各短路点短路电流计算发电机G2相对短路点的计算电抗为:图3-1发电厂等值电路图(1) 点短路即220KV母线处短路

37、图3-2点短路等值电路图星角变换：发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为:220KV系统相对短路点计算电抗为：(2)点短路即220KV母线处短路图3-3点短路等值电路图发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为:220KV系统对短路点计算电抗为：(3) 点短路即1#主变压器低压侧短路图3-4点短路等值电路图发电机G1相对短路点的计算电抗为：发电机G3 G4、G5 G6相对短路点的计算电抗为:220KV系统相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点的计算电抗为：（4）点短路即3#主变压器低压

38、侧短路图3-5点短路等值电路图发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3相对短路点的计算电抗为：发电机G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点的计算电抗为：（5）点短路即联络变压器低压侧短路图3-6点短路等值电路图星角变换：发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为:220KV系统相对短路点的计算电抗为：（6）点短路即1#发电机高压厂用变压器低压侧短路要计算点短路时各电源对短路点的计算电抗，先要计算点短路时各电源对短路 点的转移电抗，由前面计算知：? ? ? ?点短路计算：图3-7点短路等值电路图发电机G1相对短路

39、点的计算电抗为：发电机G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3 G4、G5 G6相对短路点计算电抗为：220KV系统相对短路点计算电抗为：（7）点短路即1 #，2#发电机启动/备用变压器低压侧短路图3-8点短路等值电路图星角变换：发电机G1 G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3 G4、G5 G6相对短路点的计算电抗为:8）点短路即3#，4#发电机启动/备用变压器低压侧短路在点短路计算的基础上再进行计算：图3-9点短路等值电路图已知：发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3 G4、G5 G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点的计算电抗为：（9） 点短路即3#发电机高压厂用

40、变压器低压侧短路 要计算点短路时各电源对短路点的计算电抗，先要计算点短路时各电源对短路 点的转移电抗，由前面计算知：? ? ?点短路的等值电路图为：图3-10点短路等值电路图已知：发电机G1、G2相对短路点计算电抗为：发电机G3相对短路点的计算电抗为：发电机G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为:220KV系统对短路点的计算电抗为：由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只作到=3.5）。计算无限大容量（或3）的电源供给的短路电流周期分量；计算短路 电流周期分量有名值和短路容量；计算短路电流冲击值。并根据计算结果列出 短路电流结果表。由计算电抗查电气工程专业毕业设计指南一电力

41、系统分册汽轮发电机计算曲线数字表，查OS得OS短路电流周期分量，查0.2S得0.2S短路电流， 查4S得稳态电流；若计算电抗超过3.45,则取计算电抗的倒数即为短路电流值。短路电流冲击值系数取2.6，全电流最大有效值系数取1.62，列短路电流计算表如附表3-1、附表3-2、附表3-3、附表3-4、附表3-5。第四章电气设备的选择与校验4.1电气设备选择的一般原则由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即：要保证电气设备可靠地工作， 必须按正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定。导体和电器的选择设计，同样必须执行国家的有关

42、技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足 电力系统安全经济运行的需要。导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按 环境条校核电器的基本使用条件。（1）在正常运行条件下，各回路的电流，应按表4-1、4-2计算。（2）验算导体和电器时，所用短路电流的有关规定见节（短路电流）（3）验算导体和110KV以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采 用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。断路器全分闸时间包括断路 器固有分闸时间和电弧燃烧时间。表4-1各回路持续工作电流回路名称计算公式发电机或同相调相机 回路三相变压器回路母联断路

43、器回路馈电回路注： 等都为设备本身的额定值。2各标量的单位为：I（A）、U（KV、P（kW、S（KVA（4）环境条件，选择导体和电器时，应按当地环境条件校核。在选择导体和电器时，一般按表4-2所列各项进行选择和校验。选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运 行。表4-2导体和电器设备选择和校验工程、工程 电器、正常工作条件短路条件额定电压额定电流开断谷量动稳定热稳定断路器VVVOO隔离开关VVVOO熔断器V VVOO电抗器V VOO电流互感器V VOO电压互感器V OO导线VO注：表中“V”代表选择工程，“O”代表校验工程。2封闭电器的选择与校验工程与断路器的

44、相同。4.2断路器的选择与校验4.2.1断路器的选择原则断路器型式的选择， 除需满足各项技术条件和环境条件外， 还应考虑便于 安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据当前我国生产制造 情况，电压35 110KV的电网一般选用真空断路器；电压110 5000KV的电 网，当真空断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫断路器。1.断路器选择的具体技术条件简述如下：（1） 电压：（电网工作电压）。（4-1）（2） 电流：（最大持续工作电流）。（4-2）由于高压开断电器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各 种可能运行方式下回路持续工作电流的要求，即取最大持续工作电流。当断路

45、器使用的环境温度高于设备最高允许环境温度，即高于+40C（但不 高于+60C）时，环境温度每增高1C,建议减少额定电流的1.8%;当使用的环 境温度低于+40C时，环境温度每降低1C，建议增加额定电流的0.5%，但其最大过负荷不得超过20%（3）开断电流（或开断容量）：（4） 动稳定：（4-4） 式中：-三相短路电流冲击值；(4-3)-断路器极限通过电流峰值。（5） 热稳定：（4-5）式中：-稳态三相短路电流；-短路电流发热等值时间（又称假想时间）；-断路器T秒热稳定电流。根据当前我国生产制造情况，电压6 220KV的电网一般选用少油断路器；电压110330KV的电网，当少油断路器技术条件不能

46、满足要求时，可选 用六氟化硫或空气断路器；大容量机组采用封闭母线时，如果需要装设断路 器，宜选用发电机专用断路器。表4-3断路器的选型参考表安装使用场所r可选择的主要型式参考型号规范发电机回路大型机组专用、空气断路器配电装置610KV少油、真空、断路器SN1O-10 ZN-10、LN-10系 列、SN4-10G35KV多油、少油、真空、断路器DW-35 SN10-35 SW2-35、ZN-35、LN-35、LW-35系列110330KV少油、真空、断路器SW-11C330、KW-11330、LW-11C330系列500KV断路器LW-500系列4.2.2断路器的选择与校验一、最大持续工作电流的

47、计算1、110KV侧及母联侧2、110K V出线侧3、220KV侧与联络变压器相连处4、联络变压器低压侧5、220KV母线侧6 220KV出线侧7、1#,2#发电机厂用变压器低压侧8、3#,4#、5#,6#发电机厂用变压器低压侧9、1#,2#厂用启动/备用变压器咼压侧10、1#,2#厂用启动/备用变压器低压侧11、3#,4#,5#,6#厂用启动/备用变压器低压侧12、3#,4#,5#,6#厂用启动/备用变压器高压侧表4-4各处最大持续工作电流所处位置最大持续工作电流(kA)110KV则及母联侧0.661110K V出线侧0.247220KV侧与联络变压器相连处0.992联络变压器低压侧1.73

48、2220KV母线侧0.992220KV出线侧1.5841#,2#发电机厂用变压器低压侧1.013#,4#,5#,6#发电机厂用变压器低压侧3.1831#,2#厂用启动/备用变压器高压侧0.1741#,2#厂用启动/备用变压器低压侧3.1833#,4#,5#,6#厂用启动/备用变压器高压侧0.5463#,4#,5#,6#厂用启动/备用变压器低压侧3.183二、断路器的选择与校验(1)110kV母线侧及母联侧：110KV母线侧以及母联断路器的型号相同，并都采用六氟化硫断路器：由 表4-3得：，查发电厂电气部分选用OFPI-110型断路器表4-5断路器参数型号额定电 压 额定电 流额定开断 电流动稳

49、定电流()热稳定电 流固有分 闸时间(S)OFPI-110110125031.58031.5（3）0.021额定电压：2额定电流：3开断电流：4动稳定校验：5热稳定校验：短路电流计算时间：。（其中，一后备保护动作时间，一固有分闸时间） 查发电厂电气部分课程设计参考资料112页图5-1得：则：短路电流热效应：故知，根据以上校验知，所选断路器满足要求。综上所述，所选的所有断路器列表如下。表4-12断路器参数选择表型号额定电流110kV母线侧及母联侧OFPI-1101250110kV出线侧OFPI-11012501#2#厂用启动/备用变压器低压侧SN4-1050003#、4#、5#、6#厂用启动/备

50、用变压器低压侧SN4-105000联络变压器低压侧SW2-352000220kV母线侧SW6-2201200220kV出线侧SFM220-22020001#、2#厂用变压器低压侧ZN12-10/125012503#、4#、5#、6#厂用变压器低压侧SN4-1050004.3隔离开关的选择与校验一、隔离开关的校验条件（1） 电压：（2） 电流：（3） 开断电流（或开断容量）：（4） 动稳定：（5） 热稳定：二、隔离开关的选择及校验（1）110KV母线侧及母联侧：查电气工程专业毕业设计指南一一电力系统分册选择GW4-110型隔离开关表4-13隔离开关参数型号额定电压额定电流动稳定电流（）热稳定电流

51、GW4-35/2500110250010040（4）1额定电压：2额定电流：3动稳定校验：4热稳定校验：由前面所选断路器知，短路电流热效应，根据以上校验，所选隔离开关满足要求。 根据以上校验知，所选隔离开关满足要求 综上所述，所选的所有隔离开关列表如下表4-17隔离开关参数选择表所处位置型号110KV母线侧及母联侧GW4-110/10001000220KV出线侧GW4-220/200020001#、2#厂用变压器低压侧GW2-10/20002000220KV母线侧GW4-220/20002000110KV出线侧GW4-110/12501250220KV侧与联络变压器相连处GW7-220D100

52、0联络变压器低压侧GW4-35D25004.4接地开关的选择与校验4.4.1接地开关的选择原则为保证检修安全在断路器的两侧和母线等处，皆应装有手动或电动的接地 开关。快速接地开关的作用相当于接地短路器，可就地和远方控制。一般下列情况需要装设快速接地开关。停电回路的最先接地点，用来防止 可能出现的带电误合接地造成封闭电器的损坏。利用快速接地开关来短路封闭 电器内部的电弧，防止事故扩大，一般为分相操作，投入时间不小于接地飞弧 后1秒。4.4.2接地开关的选择与校验110KV母线接地开关的选择与校验查发电厂电气部分课程设计参考资料选择JW2-110型表4-18接地开关参数型号额定电压动稳定电流()热

53、稳定电流JW2-11011010040(2)1动稳定校验:2热稳定校验:查发电厂电气部分课程设计参考资料图5-1得：则：短路电流热效应：又知，,根据以上校验，所选接地开关满足要求。其他位置的接地开关的选择及校验同上面的方法相类似，这里这里不在细述, 具体所有的接地开关选择列表如下。表4-19接地开关选择表位置型号额定电压(kV)动稳定电流(kA)热稳定电流(kA)110K V母线处JW2-11011010040(2S)220K V母线处JW2-220W22010040(2S)1#，2#发电机主变及启/备变中性点JW2-11011010040(2S)4.5电压互感器的选择与校验4.5.1电压互感

54、器的选择原则(1)电压互感器的选择1电压互感器的配置原则：应满足测量、保护、同期和自动装置的要求；保证在运行方式改变时，保 护装置不失压、同期点两侧都能方便地取压。2母线：6220KVI压级的每相主母线的三相上应装设电压互感器，旁路母 线则视各回路出线外侧装设电压互感器的需要而确定。3线路：当需要监视和检测线路断路器外侧有无电压，供同期和自动重合 闸使用，该侧装一台单相电压互感器。4主变压器：根据继电保护装置、自动装置和测量仪表的要求，在一相或三 相上装设。(2)型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择：1620KV屋内配电装置，一般采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘 结构的电压互感器。2

55、35110KV的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器。3220K V以上，一般釆用电容式电压互感器4当需要和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或有 第三绕组的单相电压互感器组。(3) 次电压：1.1 0.9(4-6)为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压波动范围即土10%(4) 二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按下表选用所需的二 次额定电压。表4-20电压互感器二次额定电压选择表绕组主二次绕组附力卩二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点接地用于中性点不接地二次额定电压(V)220220/羽220220/3(5)准确等级

56、：用于发电机、变压器、调相机、厂用或所用馈线、出线等回路中的电度表，供所有计算电费的电度表，其准确等级要求为0.2级4.5.2电压互感器的选择与校验具体所有电压互感器的选择列表如下。表4-21电压互感器参数选择表所处位置型号变比110kV母线侧110/0.1/0.1/0.1110kV出线侧110/0.1/0.1/0.1220kV侧220/0.1/0.1/0.1联络变压器低压侧35/0.1/0.1/3100MV发电机出口侧10/0.1/0.1/3300MV发电机出口侧20/0.1/0.1/0.1/3厂用变压器低压母线处6/0.1/0.1/厂用变压器低压侧电流互感器6/0.1/0.1/间4.6电流

57、互感器的选择与校验461电流互感器的选择原则（1）电流互感器的选择原则根据电力工程电气设计手册1一次部分P711凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、 保护和自动装置要求。2在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，发电机和变压器的中 性点、出口。3对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求 按两相或三相配置。（2）参数选择：电流互感器的二次侧额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A,强电 系统用5A,当配电装置距离控制室较远时，亦可考虑用1A。1一次额定电流的选择：当电流互感器用于测量时， 其一次额定电流应尽量选择的比回路中正常 工作电流大1/3左

58、右，以保证测量仪表有最佳工作，并在过负荷时，使仪表有 适当的指示。当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，只能选用相同的一次电流。一次侧额定电流：（4-7）式中：为电流互感器原边额定电流:为电流互感器安装处一次回路最大工作电流。2一次侧额定电压：（4-8）式中：为电流互感器安装处一次回路的工作电压 为电流互感器额定电压。（3）准确等级的选择：准确级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准确级不得低于所 供仪表的准确级；当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的 仪表来确定电流互感器准确级。用于测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500KV电压等级的电压互感器，宜用0.

59、2级；2供重要回路(如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等)中的电能表和所有计费用的电能表的电流互感器，不应低于0.5级；3供运行监视的电流表、功率表、电能表的电流互感器，用0.51级；4供估计被测数值的仪表的电流互感器，可用3级；5供继电保护用的电流互感器，应用D级；(4)热稳定校验：电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流来校验：(4-9)式中：为电流互感器的1s热稳定倍数；(5)动稳定校验：内部动稳定可用下式校验：(4-10)式中：-电流互感器的一次绕组额定电流(A)-短路冲击电4流的瞬时值(KA)-电流互感器的1s动稳定倍数，它等于电流互感器极限通过电流 峰值与一次绕组额定

60、电流峰值之比，即：(4-11)4.6.2 电流互感器的选择与校验220KV侧断路器与主变高压侧之间：查电气工程专业毕业设计指南一一电力系统分册选择LCW-220型电流互感器表4-22电流互感器参数型号额定电流比准确级次1S热稳定倍数动稳定倍数LCW-200D60601额定电压：2额定电流：3动稳定校验:4热稳定校验:由前面所选断路器知，此处短路电流热效应,根据以上校验，所选电流互感器满足要求。对于其他处的电流互感器的选择及校验，方法同上完全一样，这里不在细 述，具体列表如下。表4-23电流互感器的选择表所处位置型号额定电流比110k V侧与主变压器间LB-1102400/5220kV出线侧及母