4300MW火力发电厂一次系统设计

1、题 目：4300MW火力发电厂一次系统设计院 系：电气工程学院专 业：电气工程及其自动化姓 名：指导教师：院系 电气工程学院专业电气工程及其自动化年级 学号姓 名 学习中心 指导教师题目 4300MW火力发电厂一次系统设计 指导教师评 语是否同意答辩过程分(满分20)指导教师 (签章) 评 阅 人评 语评 阅 人(签章)成 绩答辩组组长 (签章) 年 月 日 毕 业 设 计 任 务 书班 级 电气自动化及其自动化学生姓名学 号42发题日期： 年 月 日 完成日期：年 月 日题 目4300MW火力发电厂一次系统设计题目类型：工程设计 技术专题研究 理论研究 软硬件产品开发一、 设计任务及要求 1

2、. 按某 4300MW火力发电厂电气部分需求设计。 2. 从主接线形式的选择，主变压器的选择、短路电流的计算、高压电气设备的选择和校验，高压配电装置的布置等方面详细地讲述了发电厂电气部分的设计过程。 3. 采用大量的文字说明和大量的图表来说明设计和计算过程。 二、 应完成的硬件或软件实验三、 应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等） 毕业设计、毕业论文四、 指导教师提供的设计资料300MW火电厂运行培训教材黄纯华主编 发电厂电气部分课程设计参考资料水利电力出版社西北电力设计院编 电力工程电气设备手册，电力出版社五、 要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域

3、） 电厂电气部分原始资料 发电厂电气部分课程设计参考资料六、 设计进度安排第一部分熟练课题，收集、整理课题相关资料 （ 1 周）第二部分电厂设计需求分析、计算及总体设计 （ 2 周）第三部分详细设计、计算 （ 3 周）第四部分 毕业设计论文、文档的编写 （ 3周 ） 评阅及答辩（ 周）指导教师： 年 月 日学院审查意见：审 批 人： 年 月 日诚信承诺一、 本设计是本人独立完成；二、 本设计没有任何抄袭行为；三、 若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。承诺人（钢笔填写）：年月日摘 要本文讲述了本次毕业设计的内容,即“4300MW火力发电厂一次系统设计”的说明、计算及绘图的全部过程。

4、文章是根据现行的相关规程，通过对原始资料的分析，从主接线形式的选择，主变压器的选择、短路电流的计算、高压电气设备的选择和校验，高压配电装置的布置等方面详细地讲述了发电厂电气部分的设计过程，文章中不仅有大量的文字说明，还有大量的图表来说明设计和计算过程。关键词：300MW 、电气部分、短路电流、选择校验目 录第1章 绪论现代化发电厂的设计是一门综合性的科学，它是多专业的有机配合和协作下完成的一个统一的整体。设计工作是电力工程建设的基础，作好设计工作对于工程的工期、质量、投资费用以及建成投产后的运行可靠性和生产的综合经济效益起着决定性的作用。其中电气部分的设计在整个设计中起着举足轻重的作用。随着我

5、国现代电力工业的飞速发展，大容量、超高压的特点越来越明显，新的技术、新的设备大量出现，这就为电厂电气部分设计提出了更高的要求。本文主要阐述了4300MW火电厂一次部分设计的基本原则、要求和计算方法，包括说明书和和计算书两部分。说明书部分首先对原始资料进行分析，确定了本电厂的类型以及在电力系统中的地位和作用，分析了对设计的初步要求。第二章在原始资料分析的基础上依据相关规程通过对各方案的可靠性、灵活性、经济性的比较对主接线进行了设计，接着选择了主变压器，并对厂用电进行了简要的设计。第三章对厂用电部分进行了初步设计，选择了厂用变压器。第四章对前面设计好的主接线进行短路电流计算。随后依据短路电流计算结

6、果对各种电气设备进行了选择和校验。最后还规划了配电装置。计算书则是对设计中计算部分内容的详细说明，包括主变压器的选择、短路电流计算和电气设备的选择和校验。第2章 原始资料分析2.1 原始资料2.1.1 建设性质及规模待建电厂位于某大型煤矿区，原料由煤矿直接供给。电厂生产的电力用6回220KV架空线路送往系统。2.1.2 厂址概况厂址地质条件较好，地势平坦，属非地震多发区，所区海拔200m，最大风速20m/s。最高气温+39，最低气温-18，年平均气温+10，最热月平均最高气温为+30。2.1.3 机组资料锅炉： 4*HG发电机：4*QFSN-300-22.1.4 电力系统接线简图厂用电率按8%

7、考虑，高压厂用电压等级为6KV。2.2 原始资料分析本电厂建在大型煤矿区，原料由煤矿直接供给，其总容量为4300MW=1200MW，最大单机容量为300MW，按其容量划分具有区域性大型火电厂的特点，本电厂是电力系统主要电源，可见该电厂在未来电力系统中的作用和地位是至关重要的，本电厂没有发电机电压级负荷，可以不用设发电机电压级母线。由于在电力系统中将主要承担基本负荷，从而主接线设计任务着重考虑可靠性，因此它需要有十分可靠的供电配电装置，考虑到实际运行中的条件，对电气设备要求十分严格，同时还要联系电力系统的近期和远景发展规划，使它能够长期、稳定地在电力系统中运行。第3章 电气主接线设计3.1 电气

8、主接线设计要求和原则3.1.1 主接线的设计要求主接线是有高压电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主接线。主接线代表了发电厂或变电所电气部分主体结构，是电力系统网络的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电器选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订都有决定性的作用。对电气主接线的基本要求，概括地说包括可靠性、灵活性和经济性三方面。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。分析和评估主接线可靠性通常应从以下几个方面综合考虑： （1） 发电厂在电力系统中的地位和作用 （2

9、） 发电厂接入电力系统的方式 （3） 发电厂的运行方式和负荷性质 （4） 设备 的可靠程度影响主接线的可靠性 （5） 长期运行经验的积累是提高可靠性的重要条件对于单机容量在300MW及以上的发电厂，可靠性准则建议如下：任何断路器检修，不得影响对用户的供电任一进、出线断路器故障，不应切除一台以上机组和相应的线路任一台断路器检修或另一台断路器故障相重合时，以及分段或母联断路器故障时，都不应切除两台以上机组和相应线路在保证系统稳定和发电厂不致全停的条件下，允许切除两台以上300MW机组2、灵活性 主接线应满足调度、检修及扩建时的灵活性： （1） 调度时，应可以灵活地切除或投入发电机、变压器和线路，调

10、配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求 （2） 检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网络运行和对用户的供电 （3） 扩建时，可以容易的从初期接线过度到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组，变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建量最少3、经济性 主接线在满足可靠性和灵活性要求的前提下应做到经济合理，具体表现在以下几个方面： （1） 投资省 A、主接线应力求简单，以节省电气设备的数量，减低投资；B、能让继电保护和二次回路不过于复杂，以利于运行和节约二次设备及控制电缆投资；C、

11、要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备和轻型电器 （2） 占地面积少 主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少 （3） 电能损失少 经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免两次变压而造成的电能损失3.1.2 主接线的设计原则电气主接线的设计原则是以设计任务书为依据，以国家经济方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，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，尽可能地节约投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性，坚持可靠、先进、经济、美观的原则。大中型电厂的电压等级不宜多于三级，一般情况下升高电压1-3级电气参数 A、最小负荷为

12、最大负荷的60-70% B、负荷的同时率，110KV及以下取85-90%，大型企业取90-100% C、负荷的功率因数综合负荷取80%，大型冶金企业取95% D、厂用率：凝汽机组取5-8%，热电厂取8-13%，水电厂取0.5-1%3.2 主接线的基本接线形式和主接线的拟定主接线的基本形式就是主要电气设备的连接方式，概括说有两种：有汇流母线的和无汇流母线的接线方式。在进出线较多时，为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。无汇流母线的接线使用开关电器较少，占地面积少，只适用于进出线回路少，不再扩建的发电厂和变电所，本电厂共4台300MW机组，出线

13、有六回，因此考虑有汇流母线的接线方式。有汇流母线的接线方式有：单母线接线、单母线分段、双母线接线、双母线分段、双母线带旁路、双母线分段带旁路、一台半接线，变压器组接线和3-5角型接线。旁路母线设置的原则：110KV及以上高压配电装置中，因为电压等级高，输送功率大，停电影响大，同时高压断路器每台检修通常都需57天的较长时间，因此不允许因检修断路器而长期停电，故设置旁路母线，从而使检修与它相连的任一回路的断路器时，该回路便可以不停电，提高了供电的可靠性，鉴于本厂的实际情况，要求主接线有高可靠性，可以考虑以下几种接线：双母线带旁路优点：A、供电可靠通过两组母线隔离开关的倒换操作可轮流检修一组母线而不

14、致供电中断，又因为带有旁路，检修出线断路器时可以不停止供电；B、调度灵活：各个电源和各回路负荷可以任意分配到一组母线上，能灵活的适应各种运行方式和潮流变化；C、扩建方便，可以向双母线左右任一方向扩建缺点：当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器之用，容易误操作。为了防止隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：在系统中居重要地位，出线回路数四回及以上时。双母线分段带旁路（或带旁路隔离开关）接线超高压配电装置可靠性要求高，为限制故障范围，当进出线6回及以上时一般采用此种接线。当一段母线故障或连在母线上的进出线断路器故障时，停电范围为三分之一，而当一段母线故障合并分段或母

15、联断路器拒动时停电范围为三分之二。采用分段时，应注意分段后母线的保护的复杂性。比双母线带旁路多用了两台断路器，增加了投资。隔离开关作为倒换操作母线用时，比双母线带旁路更容易产生误操作。一台半断路器接线有高度的可靠性：发生母线故障时，只跳开与母线相连的断路器而不终止回路供电，与母线相连的断路器故障或检修时也可不终止供电。运行调度灵活：正常时两组母线和所有断路器都投入工作，从而形成多环供电，运行调度灵活。操作检修方便：隔离开关仅供检修时用，避免了将隔离开关作操作用时的倒闸操作；检修断路器时，不需带旁路的倒闸操作；检修母线时，回路不需要切换。继电保护及二次回路复杂。投资过高，经济性差，在该设计中比双

16、母线带旁路多用了三台断路器。综上所述，通过主接线各种基本接线形式的分析，结合本电厂的实际情况，对其主接线的可靠性和灵活性要求都很高，兼顾经济性，采用双母线带旁路接线，装有专用旁路断路器，这样可以用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电，考虑到单机容量达到300MW的大型机组停运对系统影响很大，故在变压器进线回路中也接入旁路母线；若采用一台半断路器，就会有一串中接两条出线，在母线故障时，会使两条出线都停电。接线图见下图：3.3 主变压器的选择和发电机接入系统方式的选择3.3.1 发电机接入母线原则1、大型电厂一般指总容量为1000MW及以上，单机容量在200MW及以上的电厂，其接

17、入一般采用简单可靠的单元接线方式。鉴于本电厂实际情况，应采用发电厂变压器单元接线。2、300MW机组，一般采用双绕组变压器组成单元接线，而不采用三绕组变压器。3、对于单机容量在300MW以上的机组，由于机组容量大，额定电流和短路电流都很大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求也较高，所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，分相封闭母线中一般不装设断路器和隔离开关，本厂采用分相封闭母线。3.3.2 变压器的选择1、变压器容量的确定 单元接线时，变压器的容量应按发电机的容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。2、变压器台数的确定 对于单元接线应和发电机

18、组台数一样。3、变压器形式的选择 A、相数的确定：在330KV及以下电力系统中一般选用三相变压器，因为单相变压器相对来讲投资大，占地多，运行损耗也大，同时配电装置结果复杂，也增加维修工作量。鉴于此种考虑，如三相变压器满足要求则优先选用三相变压器。B、绕组数的确定：由以上分析来看， 一般选用双绕组变压器。C、变压器接线组别的确定：变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压、相位一致，否则不能并列运行。我国110KV及以上电压变压器三相绕组都采用“YN”连接。35KV及以下电压变压器三相绕组都采用“D”连接。再考虑到限制对电源的影响因素。本厂主压器及决定采用“YND11”常规连接。通过以上分析可以计算

19、并选取主变压器参数如下表。具体计算过程在计算说明书中。变压器型号额定容量（MVA）额定电压（KV）Ud%SFP7-360/220360242/18143.4 中性点接地方式的讨论一、电力网中性点接地方式中性点非直接接地 A、中性点不接地方式简单，单相接地时允许带故障运行两小时，供电连续性好。但由于过电压水平高要求有较高的绝缘水平不宜用于110KV及以上电网中。B、中性点经消弧线圈接地当接地电流超过允许值时， 可采用消弧线圈补偿电容电流。C、中性点经高电阻接地当接地电容电流超过允许值时， 也可以采用中性点经高电阻接地方式。一般用于大型发电机中性点。中性点直接接地直接接地方式的单相短路电流很大，线

20、路或设备须立即切除，增加断路器负担，降低供电连续性。但由于过电压较低，绝缘水平可下降，减少设备造价，特别是在电压，超高压电网中经济效益显著。鉴于本电网为500KV电压等级，决定采用中型点直接接地方式。二、主变压器中性点接地方式 电力网的中性点接地方式，决定了主变压器的中性点接地方式：主变压器的110-500KV侧采用中性点直接接地方式，且所有变压器的中性点都应经隔离开关接地。主变压器6-63KV侧采用中性点不接地方式。因此，本电厂的主变压器中性点选用经隔离开关接地。三、发电机中性点接地方式：采用发电机中性点不接地方式，适用于125MW及以下的中小型机组。采用发电机中性点经消弧线圈接地方式，适用

21、于单相接地电流大于允许值的中小机组或200MW及以下大机组要求能带单相接地故障运行时。采用发电机中性点经高阻接地方式：A、采用后可达到限制过电压不超过2.6倍额定相电压；限制接地故障电流不超过10-15A；为钉子接地保护提供电源便于检修。B、适用于200MW及以上的机组。由以上分析，本厂发电机中性点接地方式决定采用经高电阻接地第4章 厂用电系统本章讲述了厂用电接线的设计原则及接线的形式，厂用系统供电电压的确定、厂用电源的正确引接和厂用变压器、备用变压器的选择。4.1 厂用电接线的设计原则和接线的形式发电厂在启动、运转、停运、检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备（如锅

22、炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、除灰，除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明等总的耗电量称为厂用电，厂用电的中断会给电力生产造成严重的损失和设备的损坏，甚至危及人身安全。因此在设计时要严格按照设计原则和设计程序。4.1.1 厂用电接线设计的原则和要求按机组自成系统，特别是200MW及以上的机组，一台机组的故障、停运或其辅助设备的电气故障，不应影响另一台机组的正常运行，并能在短时间内恢复本机组的正常运行，。保证在厂用工作电源故障，机组启动和停运过程中必需的厂用机械的供电，一般应配置备用电源，在机组启动、停运和事故时的切换操作要少，并能与工作电源短时并列。满

23、足机组安全运行的前提下，设置数量少的厂用变压器和厂用母线段，使接线简单明了和操作方便。充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用系统运行方式，特别注意对公用负荷的供电影响，要便于过度，尽少改变接线和更换设备。200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源，当厂用工作电源和备用电源都失效时，可以快速启动和自动投入，配备电能质量符合热工负荷要求的不间断直供电源。4.1.2 厂用电压等级的确定火电厂采用3KV、6KV、和10KV作为高压厂用电压，在满足技术前提下应优先采用较低电压以获得较高经济效益。按发电机容量，电压决定高压厂用电压，当容量在100-300MW时，宜采用6KV作为厂用电高压。根据

24、本厂情况选择6KV作为厂用电高压。4.1.3 厂用电源的引接当有发电机电压母线时，由各段母线引接，供给接在该段母线上的机组的厂用负荷。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，发电机容量在125MW及以下时，一般在厂用分支上装设断路器，若断路器开断容量不够时，也可采用能满足动稳定要求的负荷开关，连接片等方式；大容量发电机组，当厂用分支采用分相封闭母线时，在该分支上不装设断路器，但应有可拆连接点。考虑到本厂情况，采用下图连接方式：4.1.4 备用电源的引接厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的供电容量

25、，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电下仍能从系统中获得厂用电源。对于200MW以上大型机组，为了确保机组安全和厂用电源的可靠，一般采用启动电源兼备用电源的方式设置，而且一般都是从系统经启动/备用变压器（简称启/备变）引接，这种方式，从备用的角度看是一种明备用（另一种是暗备用），平时不接通高压厂用母线，不带机组负荷，当工作电源故障断开时，由备用电源自动投入装置进行切换接通，代替故障的工作电源，承担全部厂用负荷。启动/备用变压器平时是否处于运行工况，要看是否带有公用负荷，如果全厂的公用负荷由各机组工作变压器分担，启动/备用变压器平时不带公用负荷，则它平时不投入运行，一次侧断开，可省去空载损耗，其

26、容量也可减少；但工作变压器容量稍大，故障时动作的断路器较多，可靠性略差。另一种方式，启动/备用变压器平时带有较多的公用负荷，容量较大，而工作变压器的容量响应减小，启动/备用变压器代替工作电源时，动作的断路器较少，可靠性有所提高，但启动/备用变压器将长期带电，使损耗增加。对本厂情况，两台机组设一台公用的启动/备用变压器4.1.5 厂用电接线的基本形式厂用电系统接线通常采用单母线分段接线形式。火电厂的厂用负荷容量较大分布面较广，为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，一般采用厂用母线按锅炉的台数分成若干段。低压380/220V厂用电接线，对大型火电厂，一般亦采用单母线分段接线。总结 由于本厂具有大

27、型火电厂的特点，结合以上分析可得：厂用电电压等级为6KV，厂用工作电源从发电机出口直接引接，厂用备用电源从220KV母线上引接，厂用母线采用单母线分段的接线方式。高压厂用电采用6KV一个电压等级，每两台机组设置一台启动/备用变压器，不设6KV公用负荷母线段，将全厂公用负荷（如输煤、除灰，化水等）分别接在各机组两段厂用母线上，其特点是公用负荷分别接在不同机组的变压器上，供电可靠性高、投资省，但也由于公用负荷分别接于各机组工作母线上，机组工作母线清扫时，将影响公用负荷的备用，另外由于公用负荷分别接于两台机组的工作母线上，因此，在一台机组发电时，必须安装好另一台机组的6KV厂用配电装置，并启动备用变

28、压器供电。高压工作变压器高压侧不设断路器和隔离开关，若高压工作厂用变压器发生故障，将由发电机变压器组高压侧断路器切除。厂用电设计如下图：4.2 厂用变压器的选择4.2.1 厂用负荷的分类 厂用负荷包括机组负荷和全厂公用负荷。按其重要性可分为以下几类：1、类负荷：指短时停电将影响人身或设备安全，使机组停运或发电量大幅度下降的负荷。如给水泵、凝结水泵、送引风机等。2、类负荷：指允许短时停电，但较长停电有可能损坏设备或影响机组正常运转的负荷。如输煤设备、工业水泵、疏水泵等。3、类负荷：指长时间停电不会直接影响生产者。如试验室和中央修配厂的用电设备等。4、事故保安负荷：指在停机过程中及停机后的一段时间

29、内仍应保证供电的负荷，否则将引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或推迟恢复供电。5、不间断供电负荷：在机组启动、运行到停机过程中，甚至停机一段时间内，需要连续供电并具有恒压恒频特性的负荷。如实时控制用计算机。4.2.2 厂用负荷的计算负荷计算一般采用换算系数法。按下式计算：S=（KP）K=UKMKL/cos式中：S厂用分支上的负荷 P电动机的计算功率（KW） K换算系数 Km同时系数 Kl负荷率效率cos功率因数 换算系数K，一般按下表取：机组容量（KW）1250012500给水泵及循环水泵电动机凝结水泵电动机其他高压电动机其他低压电动机电动机的计算功率按其负荷的运行方式和特殊确定：1、连续运

30、行的电动机：P= PN式中PN电动机的额定功率2、经常短时及经常断续运行的电动机不经常短时及不经常断续运行的设备，一般不予计算：P=0中央修配厂：5式中P全部电动机额定功率总和（KW）P5其中最大五台电动机额定功率总和（KW）煤厂机械负荷：3式中P3其中最大三台电动机额定功率总和（KW）照明负荷：P=Kd Pi式中KdPi安装容量（KW）4.2.3 厂用变压器容量的选择厂用变压器容量选择的基本原则应考虑的因数为：变压器原、副边额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致。高压厂用工作变压器容量应按高压电动机计算负荷的110%与低压厂用电计算负荷之和来选择。为了增加厂用电源的可靠性，该厂将厂用

31、电压母线分成两段，所以采用低压分裂绕组变压器。采用此种类型变压器对两组母线供电时，当一段母线发生短路时，除能有效的限制短路电流外，还能使另一段母线电压保持一定水平，不致影响运行。选用分裂绕组变压器时，其各绕组容量应满足：高压绕组 Sts1Sc- Sr分裂绕组 Sts2Sc 其中Sc=1.1Sh+Sl式中 Sts1厂用变压器高压绕组额定容量（KVA） Sts2厂用变压器分裂绕组额定负荷（KVA） Sc厂用变压器分裂绕组计算负荷（KVA） Sr分裂绕组两分支重复计算负荷（KVA） Sh高压厂用电计算负荷之和Sl低压厂用电计算负荷之和厂高压备用变压器的容量应与最大一台高压厂用变压器容量相同。4.2.

32、4 6KV厂用工作变压器负荷计算及容量选择设备名称额定容量（KW）厂用高压变压器A段B段重复容量（KW）台数容量（KW）台数容量（KW）电动给水泵循环水泵凝结水泵P155001250315115500125031570652125003152815315315引风机送风机一次风机排粉机磨煤机凝结水升压泵主汽机调速油泵碎煤机喷射水泵1#皮带机4#皮带机P222401000300680100063035032026030030011122111112240100030013602000630260300300839011122112240100030013602000630320785063063

33、0SH=P2（KVA）机炉变压器（KVA）电除尘变压器（KVA）化水变压器（KVA）公用变压器（KVA）输煤变压器（KVA）灰浆泵变压器（KVA）负压风机房变压器（KVA）污水变压器（KVA）修配变压器（KVA）水源地电源（KVA）照明变压器（KVA）S16001250100010001000100010003158001000315111116001250100010004850111111111116001250100010001000100031580010003159280160012502850S（KVA）7888分裂绕组负荷Sc=1.1Sh+Sl（KVA）183243358高压绕组

34、负荷Sc- Sr（KVA）选择分裂绕组变压器（KVA）40000/22000由上表计算可得厂用高压变压器选用容量为40000KVA的分裂绕组变压器。因为厂用高压备用变压器的容量应与最大一台高压厂用变压器容量相同，所以厂用高压备用变压器也选用同一容量的变压器。综上所述，300MW机组的厂用变压器选择的型号为：SFP7-40000/18。厂用高压备用变压器选择型号为：SFPZL-40000/220。有关数据见下表：变压器型号容量（MW）电压比SFP7-40000/1840SFPZL-40000/22040第5章 短路电流计算5.1 短路电流计算的要求和有关规定一、计算目的：选择导体和高压电器等设备

35、。比选电气接线。用于选择继电保护方式和整定计算。接地装置的设计也需要短路电流计算。二、基本假设：正常工作时，三相系统对称运行。所有电源的电动势相位角相同。系统中的电机均为理想电机。电力系统中各元件的磁路不饱和。电力系统中所有电源都在额定负荷下运行。同步电机都有自动调节励磁装置（包括强行励磁）。短路发生在短路电流为最大值瞬间。不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。10、元件的计算参数都取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。11、输电线路的电容略去不计。三、一般规定1、验算电器和导体动稳定、热稳定以及电器开断电流，所用

36、电流应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划（一般为本工程建成后510年）。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式。2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。四、等值电源的归并当网络中有几个电源时，可将条件席哪个类似的发电机，按下述情况连接成一组，分别求出到短路点的转移阻抗：同类型且

37、到短路点的电气距离大致相等的发电机。至短路点的电气距离较远，即X1的同一类型或不同类型的发电机。直接连接于短路点上的同类型发电机。五、综述 鉴于本次设计的需要，短路电流计算主要为导体和电器的选择提供依据，因此本次短路电流计算只按照三相短路计算。5.2 计算过程说明标幺值的基本关系基准值的确定本设计中选取的基准值： SB=1000MVA UB=230KV则有：IB=SB/ UB XB=/ 各元件参数标幺值的确定=选取短路点在正常运行方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点作为短路电流计算点。为了选取母联断路器，应在220KV母线上选取一处短路点（d1），进线断路器也可以以此校验。为了选取与发电

38、机有关的各种设备，应在发电机出线侧选取一短路点（d2）。高压厂用变压器低压侧出现短路时，对系统影响也很大，故在此选择一短路点（d3）。短路点选择如下图：画出个短路点等值网络，并求等值电抗和短路电流根据短路电流计算点的选取，简化网络以利于计算。计算各元件电抗：发电机：=变压器：=线 路：= 3、计算不同短路电流计算点的等值计算电抗 4、计算各短路点短路电流交流分量的标幺值 先将电源对短路点的等值电抗归算到以下电源容量为基准值的计算电抗值，查相应的发电机运算曲线，即可得到短路电流交流分量的标幺值。再把转为有名值。其中：=（KA）可以由运算曲线查出。计算各短路点短路电流的标幺值及有名值。计算在最大运

39、行方式下的各短路电流值最大持续工作电流：=短路电流冲击值：= (本次取1.85，则取2.62)短路电流最大有效值：=短路容量：=五、短路电流计算结果如下表：短路点d1点d2点d3点注：表中、的单位均为KA，短路容量为KVA。第6章 电气设备及导体的选择和校验6.1 电气设备选择的一般条件正确的选择电器设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。一、按正常工作条件选择电气设备1、额定电压 按电器额定电压不低于装置地点电网额定电压。 即： 2、额定电流 电器的额定电

40、流是指在额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流。 即： 其中： （1）、对于发电机、调相机、变压器的应为发电机、调相机、变压器的额定电流的1.05倍。 （2）、母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的。 （3）、母线分段电抗器的应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%80%。 （4）、出线回路的除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时从其他回路转移过来的负荷。 （5）、旁路断路器的参数应能满足所需代用断路器的需要。二、按短路情况校验1、短路热稳定校验 短路电流通过电器时，电器各部件

41、温度不超过允许值。满足热稳定的条件是：t式中：短路电流产生的热效应、t电器允许通过的热稳定电流和时间2、电动力稳定校验 电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为：或式中：、短路冲击电流幅值及其有效值、电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值下列情况下可以不校验热稳定和动稳定：（1）、熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。（2）、采用有限流电阻的熔断保护的设备，可不校验动稳定。（3）、装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不校验热稳定。6.2 高压断路器的选择和校验高压断路器的主要功能是：正常运行时用它来倒换运行方式，把设备或线路接入或推出

42、运行，起着控制作用：当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，能起保护作用。在运行中其开断能力是标志性的基本指标。所谓开断能力，就是指断路器在切断电流时熄灭电弧的能力，以保证顺利的分、合电路的任务。一、断路器种类和形式的选择一般断路器在实用中的选型如下表所示：安装场所电压等级可选择的主要型式参考型号范围发电机回路发电机回路U大型机组少油断路器专用断路器专用空气断路器SN10SN310配电装置35KV及以下少油断路器多油断路器真空断路器断路器610KV馈线SN10母联、分段SN310SN41035KV：SN1035ZN1035110KV330KV少油断路器空气断路器断路

43、器SW4110（330）SW6110（330）KW4110（330）500KV断路器LW500二、额定电压的选择：三、额定电流的选择：四、开断电流的选择：高压短路引起的额定开断电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流。即：五、短路关合电流的选择断路器的额定关合电流不应小于短路电流最大冲击值。即：六、热稳定校验：t七、动稳定校验：八、具体选择的型号为：SW6220/1200具体选择过程和校验见计算书。6.3 高压隔离开关的选择和校验一、隔离开关的主要用途： 1、隔离电压：在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。 2、倒闸操作：投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式

44、时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。 3、分、合小电流。二、隔离开关的选择： 1、种类和形式的选择：A、屋外220KV及以下配电装置选双柱式，如GW4等。B、高型硬母线选V型，如GW5（适用于35110KV）。C、硬母线布置选单柱型，如GW6（适用于220500KV）。D、220KV及以上配电装置选三柱式（适用于220500KV）。 2、额定电压的选择： 3、额定电流的选择： 4、热稳定校验：t5、动稳定校验：三、本设计220KV隔离开关选择型号为GW6220D/1000506.4 互感器的选择互感器（包括CT和PT）是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线

45、圈和电压线圈供电，正确的反映电气设备的正常运行和故障情况。一、互感器的作用： 1、将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压（100KV）和小电流（5A或1A），使测量仪表和装置标准化，小型化，并使其结构轻巧，价格便宜和便于屏内安装。 2、使二次设备和高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身的安全。二、电流互感器的配置： 为了满足测量和保护的要求，在发电机、变压器出口、出线、母线、分段及母联断路器等回路中应装设电流互感器。三、电流互感器的选择 1、一次回路额定电流和额定电压的选择：为了确保供电仪表的准确度，互感器一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近。 2、二次侧额定电

46、流的选择：电流互感器二次侧的额定电流有5A和1A两种，一般系统用1A，强电系统用5A，但应尽量用1A。 3、型号与种类的选择：对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器，常用L（C）系列。 4、热稳定和动稳定校验 5、选择结果表电流互感器选择地点互感器的型号母联断路器LCW220主变进线处LCW220发电机出口处LMZD20四、电压互感器的配置 1、母线：除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器用于同步测量仪表和保护装置。 2、线路：35KV及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压，进行同步和设置重合闸，装有一台单相互感器。 3、发电机：一

47、般装设23组电压互感器，一组（三只单相，双绕组）供自动调节励磁装置，另一组供测量仪表、同期和保护装置使用。 4、变压器：变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的需要，设有彝族电压互感器。五、电压互感器的选择 1、互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级），应不小于电压互感器的二次负荷。 2、635KV屋内配电装置，一般选择油浸式或浇注式，110KV220KV配电装置特别是母线上装设的电压互感器，通常采用串级式电磁式；当容量和准确级满足要求时，通常多在出线上采用电容式电压互感器。 3、110KV及以上的互感器可靠性较高，只经过隔离开关和电网连接。 4、具体选择结果见下表：安装地点额定电压（KV

48、）选择型号母线220JCC2220出线220YDR220发电机出口三相18JSJW15单相18JDJ15注：详细计算见计算书，由于本次设计缺少二次负荷等资料，暂不作校验。6.5 避雷器的选择和校验 一、避雷器配置的原则： 1、配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外。 2、220KV及以下变压器到避雷针的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。 3、中性点直接接地系统中，变压器中性点一般应装设避雷器。 4、单元出线的发电机出线宜装设一组避雷器。 5、发电厂、变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线连接处应装设避雷器。 6、110220KV线路侧一般不装设

49、避雷器；330500KV的线路侧如操作电压超过保护水平，应装设避雷器。二、避雷器的选择 1、型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，宜按下表选择：型号型式应用范围FS配电用普通阀型10KV及以下的配电系统FZ电站用普通阀型35220KV配电装置FCZ电站用瓷吹阀型1、330KV及需要限制操作过电压的220KV及以下配电装置2、降低绝缘的配电装置3、布置场所特别狭窄或高烈度地震区4、某些变压器的中性点FCD旋转电机用瓷吹阀型用于旋转电机，屋内 2、额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。 3、灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器的最大容许电压（灭弧电压）。在中性点非直

50、接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压。在中性点直接接地的电网中应不低于最高运行线电压的80%。 4、工频放电电压：在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一般应大于最大运行相电压的3.5倍；在中性点直接接地电网中，工频放电电压应大于最大运行相电压的3倍。工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。五、避雷器的选择见下表：安装地点额定电压（KV）选择型号母线220FCZ220J出线220FCZ220J变压器中性点220FZ110J6.6 母线导体的选择一、导体材料的选择发电厂和变电所的母线和导体大都采用硬铝或铝锰、铝镁合金制成：1、纯铝的管型导体由于强度稍低，110KV以以上配电装置敞露布置

51、时不宜采用。2、铝锰合金载流量大，但强度较差，采用一定的补强措施后可广泛使用。3、铝镁合金导体机械强度大，但载流量小，主要缺点是焊接困难，因此受到限制。二、导体型式的选择1、回路工作正常工作电流在4000A及以下时，一般选择矩形导体。2、在40008000A时，一般选用槽型导体。3、对于容量为200MW及以上的发电机引出线和厂用电源、电压互感器等分支线，应采用全连封闭母线。4、110KV及以上高压配电装置，一般采用软导体，当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。三、导体截面的选择和校验1、按回路持续工作电流选择 式中：相应于某导体长期允许工作电流；导体回路持续工作电流。2、按电晕条件校验 对110KV及以上电压母线应按电晕电压校验： 式中：回路工作电压；电晕临界电压。3、按短路热稳定校验 式中：导体截面积；短路电流热效应；与导体材料及发热温度有关的系数。4、按短路动稳定校验 式中：导体材料的允许应力；短路时产生的总机械应力。5、具体选择结果：6.7 支柱绝缘子、穿墙套管的选择支柱绝缘子应按额定电