发电厂电气部分课程设计报告

1、课程设计报告专 业 新能源科学与工程 班 级 新能131 姓 名 杨俊杰 学 号 指导教师 杨国清 2016年春季 目录一、原始资料分析11.1 设计原始资料11.2 设计任务11.3 设计资料分析1二、主接线设计32.1 主接线设计原则32.2 备选主接线方案32.3 技术经济指标对比42.4 拟定主接线5三、厂（站）用电设计63.1 厂用负荷分类及容量统计63.2 厂用电压等级设定73.3 厂用电主接线设计7四、短路电流计算104.1 机组（或变压器）选型104.2 电路元件参数计算134.3 网络变换144.4 短路点选择174.5 短路电流计算174.6 计算成果汇总21五、电气设备选

2、型225.1 电气设备选型的技术要求225.2 高压断路器选型225.3 隔离开关选型245.4 互感器选型255.5 母线导体的选型29六、附录33一、原始资料分析1.1 设计原始资料1、发电厂情况（1）类型：火电厂。（2）发电厂容量与台数 ，发电机电压15.75Kw,。（3）发电厂年利用小时数。（4）发电厂所在地最高温度40，年平均温度20，气象条件一般，所在地海拔高度低于1000m。2、电力负荷情况（1）发电机电压负荷：最大20MW，最小10MW，。（2）110KV电压负荷：最大50MW，最小15MW，。（3）其余功率送入330KV系统，系统容量15000MVA。归算到330KV母线阻抗

3、为0.02其中。（4）自用电8%。（5）供电线路数目：发电机电压，架空线路6回，每回输送容量5MW，。110KV架空线路2回，每回输送容量45MW，。330KV架空线路2回，与系统连接。1.2 设计任务（1）电气主接线设计；（2）厂用电接线设计；（3）短路电流计算；（4）电气设备选择。1.3 设计资料分析该火电厂年利用小时数在4500h以上，发电厂容量为，占电力系统容量的，小于电力系统的检修备用容量8%-15%，没有达到事故备用容量10%，为中型基荷火电厂，对电气主接线的要求不是很高，可以灵活选取；温度情况正常，气象情况一般，海拔在1000m以下，都不需要进行特殊计算。从负荷特点及电压等级可知

4、，发电机电压为15.75KV，电压等级负荷不大，但在总共10回出线中占6回，为保证检修出线断路器时不至于造成停电，故采用双母线分段接线方式；对于110KV电压等级，共2回出线90MW，故可以采用单母线分段接线方式；对于330KV电压等级，虽然也是2回出线，但容量为，占较大的输出比例，可见其对接线要求较高，故采用双母线带旁路母线接线方式。二、主接线设计2.1 主接线设计原则电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定与电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，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定有较大影响

5、。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。1、 主接线设计依据（1） 发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用；（2） 发电厂、变电所的分期和最终建设规模；（3） 负荷的大小和重要性；（4） 系统备用容量大小；（5） 系统专业对电气主接线提供的具体资料。2、 主接线设计的基本要求（1） 可靠性可靠性要求主接线满足：断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电；尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性；大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求

6、。（2） 灵活性灵活性要求主接线满足：调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，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；检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。（3） 经济性经济性要求主接线满足：投资省；占地面积小；电能损失少。2.2 备选主接线方案根据上述分析及要求，结合各方面的优缺点，在淘汰了一些相对较差的电气主接线方案之后，现初步拟定以下两种主接线方案：方案1：方案2：2.3 技术经济指标对比在经济性方面，通过对变压器、断路器、

7、母线等的成本比较发现，这两种方案的花费相差不大。在可靠性方面，两个方案的各电压等级的母线在故障检修时都能很好地保障电力供应，但方案1和方案2相比，不同之处是在330KV和110KV的联系上。方案1采用三绕组变压器连接330KV和110KV这两个电压等级的母线，而方案2采用三绕组变压器分别连接330KV和110KV两个电压等级的母线。对于方案1来说，330KV和110KV两个电压等级之间可以相互备用，当某一个发生大的故障时可以切换到另一个的母线上以维持供电，确保了电力供应的可靠性。在灵活性方面，两个方案都能够很好地切除故障，操作难易程度相差不大，但方案1由于其三绕组变压器连接的巧妙性在运行时会更

8、加灵活。综上所述，选择方案1作为主接线方案。2.4 拟定主接线三、厂（站）用电设计3.1 厂用负荷分类及容量统计1、厂用负荷分类根据厂用电设备在生产中的作用，以及中断供电时对人身、设备、生产的影响，厂用电负荷可以分为五类：（1） 类负荷类负荷指短时停电（如手动切换电源）都会影响人身或设备安全，使机组停止运行或发电量大幅度下降的负荷。如火电厂中的给水泵、凝结水泵、循环水泵、吸风机、送风机、给粉机等以及水电厂中的调速器、压油泵、润滑油泵等。（2） 类负荷类负荷允许短时停电（几秒至几分钟），但较长时间的停电有可能损坏设备或影响机组的正常运行。如火电厂中的输煤设备、工业水泵、疏水泵、灰浆泵和化学水处理

9、设备等，水电厂中的吊车、整流设备、漏油泵等。（3） 类负荷类负荷允许较长时间的停电而不会直接影响生产的直接运行。如实验室、油处理室及中央修配厂的用电设备等。（4） 事故保安负荷事故保安负荷是指在停机过程中及停机后的一段时间内必须保证供电的负荷，否则将导致主要设备损坏、重要的自动控制失灵或恢复供电的延迟。事故保安负荷有直流保安负荷和交流保安负荷两种：直流保安负荷，如发电机的直流润滑泵、事故氢密封油泵等交流保安负荷，如盘车电动机、交流润滑油泵、交流密封油泵等。（5） 不间断供电负荷不间断供电负荷必须保证连续供电（发生事故后电源自动切换时间不大于5ms），并且要求电压和频率非常稳定。如实时控制用的计

10、算机、热工保护、自动控制和调节装置等。2、 厂用电负荷的工作方式厂用电负荷的工作方式根据其使用时间划分，有经常、不经常、连续、短时和断续五种情况：经常-指每天都要使用的用电设备；不经常-指仅在检修、事故或机炉起停期间使用的用电设备；连续-每次使用均带负荷运转2h以上的用电设备；短时-每次使用均带负荷运转10-20min的用电设备；断续-每次使用从带负荷到空载或停止，反复周期性地工作，每一周期（工作时间加停止时间）不超过10min的用电设备。3、厂用电容量按厂用电率确定厂用电容量：厂用电率，则厂用电容量为。3.2 厂用电压等级设定厂用电系统的电压等级要根据发电机额定电压、厂用电系统的可靠性和经济

11、性等多方面因素综合考虑。发电厂厂用电压等级不能太多，一般分为高压和低压两级。低压级为0.4KV（380/220V），高压级可在3、6、10KV中选用一种。超大大容量机组，如600MW，则可选用两级高压。厂用电电压的选择原则：(1)当发电机电压为6.3KV时，采用6KV；(2)当发电机电压为10.5KV时，采用3KV。当采用燃油锅炉时，由于高压电动机台数较少，厂用电电压也可选用6KV。但在设计中，由于系统容量较大，超过300MW，在技术经济合理的情况下，也可采用两种高压厂用电压； (3)125MW机组一般采用6KV，当技术经济合理时也可采用3KV； (4)发电机的电压和容量不同时，应优先采用统一

12、的3KV或6KV。只有经济上有显著优势时，才可采用3KV和6KV并存的厂用电系统。根据上述原则，由于发电机容量为100-200MW，发电机电压为15.75KV，故采用厂用电压等级高压/低压为6KV/0.38KV。3.3 厂用电主接线设计1、厂用电源的引接方式（1）厂用工作电源的引接厂用工作电压对可靠性要求很高，工作电压的引接方式与电气主接线有密切联系。根据电气主接线的方案设计，此处厂用高压工作电源从机压母线上引接，厂用低压工作电源从330KV的高压母线上引接。（2）厂用备用电源的引接当事故情况下厂用负荷失去了工作电源时，即会自动切换到备用电源上继续运行。因此，要求厂用备用电源具有供电的独立性，

13、并有足够的容量，最好与系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统获得厂用电源。故此处从机压母线的不同分段上引接厂用备用电源。厂用备用电源分明备用和暗备用两种，火电厂一般采用明备用。由于该火电厂仅4台机组，根据火电厂厂用备用变压器的配置原则，厂用高压变压器和厂用低压变压器均设1台备用即可。（3）由于机组容量不是很大，故未另设专用的起动电源和事故保安电源。2、厂用母线接线方式火力发电机组的高、低压厂用电系统均采用单母线分段的接线方式。3、厂用电系统中性点接地方式（1）高压厂用电系统中性点接线方式，高压（3、6、10KV）厂用电系统中性点接地方式的选择，与接地电容电流的大小有关。中性点不接地方式：当高

14、压厂用电系统发生单相接地故障时，流过短路点的电流为电容性电流，且三相线电压基本平衡。中性点经高电阻接地方式：高压厂用电系统的中性点经过适当的电阻接地，可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数不超过额定相电压的2.6倍，避免故障扩大。中性点经消弧线圈接地方式：在这种接地方式下，厂用电系统发生单相接地故障时，中性点的唯一电压产生感性电流流过接地点，补偿电容电流，将接地点的综合电流限制到10A以下，达到自动熄弧、继续供电的目的。由于接地电容电流小于10A，所以本厂的高压厂用电系统选择采用中性点不接地方式。（2） 低压厂用电系统中性点接地方式主要有中性点经高电阻接地和中性点直接接地两种接地方式。中性点

15、经高电阻接地方式：接地电阻值的大小以满足所选用的接地指示装置动作作为原则，但不应超过电动机带单相接地运行的允许电流值，一般按10A考虑。中性点直接接地方式：在低压厂用电系统中，发生单相接地故障时，中性点不发生位移，防止了相电压出现不对称和超过250V，保护装置立即动作于跳闸。火力发电厂低压厂用电系统，特别是原有低压厂用电系统采用中性点直接接地的扩建电厂和主厂房外供给、类负荷的辅助车间，宜采用中性点直接接地方式。在本次设计中采用中性点经高电阻接地方式，而且火力发电厂的低压厂用电系统一般均可采用此种方式。4、厂用变压器型号额定容量（KW）额定电压（KV）高压低压QSFPS-20000/15.752

16、000015.756QSFPS-10000/61000060.385、厂用电接线方案四、短路电流计算4.1 机组（或变压器）选型主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5-10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。1、主变压器容量的确定（1）具有发电机电压母线接线的主变压器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。当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时，主变压

17、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。此时，应适当考虑发电机电压母线上负荷可能的增加以及变压器的允许过负荷能力。若发电机电压母线上接有两台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其它主变压器在允许正常过负荷范围内，应能输送剩余功率的70%以上。火电厂主变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线上最大负荷的要求。根据系统经济运行的要求，如充分利用丰水季节的水能，而限制火电厂的输出功率。此时火电厂的变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线上最大负荷的要求。根据上述原则，本次设计中选择了容量为150MVA的升压主变压器。（2）单元接线

18、的主变压器单元接线时的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，其容量应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。根据上述原则，本次设计中选择了容量为120MVA和240MVA的单元接线主变压器。（3）连接两种升高电压母线的联络变压器应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间有功功率和无功功率交换。其容量一般不小于接于两种电压母线上最大一台机组的容量。为了布置和引线方便，联络变压器通常只选一台，最多不超过两台。2、主变压器台数的确定（1）与系统具有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下

19、，主变压器应不少于两台。（2）与系统联系较弱的中、小型电厂和低压侧电压为6-10KV的变电所或与系统联系只是备用性质时，可只装一台主变压器。（3）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设三台主变压器。根据以上确定条件可以选择火力发电厂主变压器。此外，带负荷调压变压器，可以在不停电的情况下调节分接头，调整电压值，并且在以下情况下比普通变压器合理：具有可送工作特点；功率潮流变化较大；发电机常在低功率因数下运行。根据原则，本次设计选择了4台主变压器。除此之外，一般宜选用普通分接头变压器。当综合考虑继电保护、通讯干扰和系统发展因素进行分析比较后，如果技术经济合理时，可选用全星形连接的变压器，

20、否则仍应选用普通星角连接组别的变压器。3、绕组数的确定（1）当最大机组容量为125MW及以下的发电厂，当有两种升高电压向用户供电或与系统连接时，可以采用二台双绕组或三绕组变压器。但采用三组变压器时，其每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%及以上，否则绕组未能充分利用，反而不如选择两台双绕组变压器显得经济合理。（2）对于最大机组为200MW及以上发电厂，由于机组容量大，额定电流及短路电流都甚大，发电机出口断路器制造困难，价格又比较昂贵，且对供电可靠性要求较高。所以，一般与双绕组变压器构成单元连接比较合理。（3）在110KV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场所，均可优先

21、选用自耦变压器。它损耗小、体积小、效率高，但限制短路电流的效果比较差，变比不宜过大。根据原则和接线，本次设计中机组容量为120MW、150MW和200MW，所以选择两台双绕组变压器和两台三绕组变压器。4、变压器的型号和符号含义：型号中字符排列顺序含义代表符号内容类别1线圈耦合方式自耦降压或升压02相数单相D三相S3冷却方式油浸自冷J干式空气自冷G干式浇注绝缘C油浸风冷F油浸水冷S强迫油循环风冷FP强迫油循环水冷SP4线圈数双线圈-三线圈S5线圈导线材质铜-铝L6调压方式无励磁调压-有载调压Z加强干式Q干式防火H移动式D成套T5、本厂变压器的选择两台相同的升压变压器：型号额定容量（KW）额定电压

22、（KV）阻抗电压（%）高压中压低压高-中高-低中-低QSFPS-/33033011015.7513238两台单元接线变压器：型号额定容量（KW）额定电压（KV）阻抗电压（%）高压低压QSFPS-/33033015.7510.5QSFPS-/33033015.7513补：本厂发电机选型：型号额定容量（MW）额定电压（KV）转速（r/min）功率因数cos超瞬变电抗Xd%QFQS-200-220015.7530000.8515.44SQF-100-210015.7530000.8521.114.2 电路元件参数计算取Sd=100MW,Ud=Uav，则对G0：X0=0.02对G1：X1=Xd%SdS

23、N=0.2111.85=0.18对G2：X2=Xd%SdSN=0.2111.85=0.18对G3：X3=Xd%SdSN=0.2111.85=0.18对G4：X4=Xd%SdSN=0.1544.85=0.07对T1：由Uk1-2%=0.13，Uk2-3%=0.08，Uk3-1%=0.23 得Uk1%=0.14，Uk2%=-0.01，Uk3=0.09 故X5=Uk1%SdSN=0.14=0.09 X6=Uk2%SdSN=-0.01=-0.007 X7=Uk3%SdSN=0.09=0.06对T2：由Uk1-2%=0.13，Uk2-3%=0.08，Uk3-1%=0.23 得Uk1%=0.14，Uk2%

24、=-0.01，Uk3=0.09 故X8=Uk1%SdSN=0.14=0.09 X9=Uk2%SdSN=-0.01=-0.007 X10=Uk3%SdSN=0.09=0.06对T3：X11=Uk%SdSN=0.105=0.09对T4：X12=Uk%SdSN=0.13=0.054.3 网络变换对下图进行短路电流的计算：K1点短路时的等值电路图如下所示：进行网络化简变换如下所示： K2点短路时的等值电路图及网络化简如下所示：K3点短路时的等值电路图及网络化简如下所示：4.4 短路点选择选取了三个短路点：K1点在15.75KV母线上，K2点在110KV母线上，K3点在330KV母线上。4.5 短路电流

25、计算1、K1点短路对G0：Xca=X23SNSd=0.11=16.53.45 按照无穷大电源计算 故I23=1X23Sd3Ud=10.11100315.75=23.3KA对G1：Xca=X1SNSd=0.18=0.18 查得当t=0s时，I*=6.0；当t=2s时，I*=2.6；当t=4s时，I*=2.5 当t=0s时，I1=I*SN3Ud=6.0100315.75=12.0KA； 当t=2s时，I1=I*SN3Ud=2.6100315.75=9.5KA； 当t=4s时，I1=I*SN3Ud=2.5100315.75=9.2KA对G2：Xca=X2SNSd=0.18=0.18 查得当t=0s时

26、，I*=6.0；当t=2s时，I*=2.6；当t=4s时，I*=2.5 当t=0s时，I2=I*SN3Ud=6.0100315.75=12.0KA； 当t=2s时，I2=I*SN3Ud=2.6100315.75=9.5KA； 当t=4s时，I2=I*SN3Ud=2.5100315.75=9.2KA对G3：Xca=X24SNSd=1.54=1.54 查得当t=0s时，I*=0.68；当t=2s时，I*=0.69；当t=4s时，I*=0.69 当t=0s时，I24=I*SN3Ud=0.68100315.75=2.5KA； 当t=2s时，I24=I*SN3Ud=0.69100315.75=2.5KA

27、； 当t=4s时，I24=I*SN3Ud=0.69100315.75=2.5KA对G4：Xca=X25SNSd=0.68=1.36 查得当t=0s时，I*=0.75；当t=2s时，I*=0.80；当t=4s时，I*=0.80 当t=0s时，I25=I*SN3Ud=0.75200315.75=5.5KA； 当t=2s时，I25=I*SN3Ud=0.80200315.75=5.9KA； 当t=4s时，I25=I*SN3Ud=0.80200315.75=5.9KA总短路电流：当t=0s时，I=I23+I1+I2+I24+I25=23.3+12.0+12.0+2.5+5.5=55.3KA；当t=2s时

28、，I=I23+I1+I2+I24+I25=23.3+9.5+9.5+2.5+5.9=50.7KA；当t=2s时，I=I23+I1+I2+I24+I25=23.3+9.2+9.2+2.5+5.9=50.1KA冲击电流ish=2KpI=21.855.3=140.7KA2、K2点短路：对G0：Xca=X22SNSd=0.07=10.53.45 按照无穷大电源计算 故I22=1X22Sd3Ud=10.071003110=7.5KA对G12：Xca=X25SNSd=0.12=0.24 查得当t=0s时，I*=4.6；当t=2s时，I*=2.5；当t=4s时，I*=2.4 当t=0s时，I25=I*SN3

29、Ud=4.62003110=4.8KA；当t=2s时，I25=I*SN3Ud=2.52003110=2.6KA；当t=4s时，I25=I*SN3Ud=2.42003110=2.5KA对G3：Xca=X23SNSd=0.91=0.91 查得当t=0s时，I*=1.15；当t=2s时，I*=1.3；当t=4s时，I*=1.3 当t=0s时，I23=I*SN3Ud=1.151003110=0.6KA；当t=2s时，I23=I*SN3Ud=1.31003110=0.7KA；当t=4s时，I23=I*SN3Ud=1.31003110=0.7KA对G4：Xca=X24SNSd=0.40=0.8 查得当t=

30、0s时，I*=1.3；当t=2s时，I*=1.4；当t=4s时，I*=1.5 当t=0s时，I24=I*SN3Ud=1.32003110=1.4KA；当t=2s时，I24=I*SN3Ud=1.42003110=1.5KA；当t=4s时，I24=I*SN3Ud=1.52003110=1.6KA总短路电流：当t=0s时，I=I22+I25+I23+I24=7.5+4.8+0.6+1.3=14.2KA；当t=2s时，I=I22+I25+I23+I24=7.5+2.6+0.7+1.5=12.3KA；当t=4s时，I=I22+I25+I23+I24=7.5+2.5+0.7+1.6=12.3KA冲击电流i

31、sh=2KpI=21.814.2=36.1KA3、K3点短路：对G0：Xca=X0SNSd=0.02=3 查得当t=0s时，I*=0.23；当t=2s时，I*=0.34；当t=4s时，I*=0.34 当t=0s时，I0=I*SN3Ud=0.23330=6.0KA；当t=2s时，I0=I*SN3Ud=0.34330=8.9KA；当t=4s时，I0=I*SN3Ud=0.34330=8.9KA对G12：Xca=X24SNSd=0.165=0.33 查得当t=0s时，I*=3.1；当t=2s时，I*=2.2；当t=4s时，I*=2.3 当t=0s时，I24=I*SN3Ud=3.12003330=1.1

32、KA；当t=2s时，I24=I*SN3Ud=2.22003330=0.8KA；当t=4s时，I24=I*SN3Ud=2.32003330=0.8KA对G3：Xca=X13SNSd=0.27=0.27 查得当t=0s时，I*=4.0；当t=2s时，I*=2.4；当t=4s时，I*=2.4 当t=0s时，I13=I*SN3Ud=4.01003330=0.7KA；当t=2s时，I13=I*SN3Ud=2.41003330=0.4KA；当t=4s时，I13=I*SN3Ud=2.41003330=0.4KA对G4：Xca=X14SNSd=0.12=0.24 查得当t=0s时，I*=4.6；当t=2s时，

33、I*=2.5；当t=4s时，I*=2.4 当t=0s时，I14=I*SN3Ud=4.62003330=1.6KA；当t=2s时，I14=I*SN3Ud=2.52003330=0.9KA；当t=4s时，I14=I*SN3Ud=2.42003330=0.8KA总短路电流：当t=0s时，I=I0+I12+I3+I4=6.0+1.1+0.7+1.6=9.4KA；当t=2s时，I=I0+I12+I3+I4=8.9+0.8+0.4+0.9=11KA；当t=4s时，I=I0+I12+I3+I4=8.9+0.8+0.4+0.8=10.9KA冲击电流ish=2KpI=21.89.4=23.9KA4.6 计算成果

34、汇总短路点短路电流（KA）冲击电流（KA）t=0st=2st=4sK155.350.750.1140.7K214.212.312.336.1K39.411.010.923.9五、电气设备选型5.1 电气设备选型的技术要求1、一般原则（1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；（2）应按当地环境条件校核；（3）应力求技术先进和经济合理；（4）与整个工程的建设标准应协调一致；（5）同类设备应尽量减少品种；（6）选用的新产品均具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。2、技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过

35、电压、过电流的情况下保持正常运行。（1）长期工作条件电压：选用的电气设备允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug，即UmaxUg。电流：选用的电气设备的额定电流IN不得低于该回路的最大长期工作电流Imax，即INImax。（2）短路稳定条件短路的热稳定校验制造厂一般直接给出定型设备允许的动稳定峰值电流imax，动稳定条件为imaxish式中，ish-所在回路的冲击短路电流，KA； imax-设备允许的动稳定电流（峰值），KA。短路的动稳定校验通常制造厂直接给出设备和热稳定电流（有效值）It及允许持续时间t。热稳定条件为It2tQk式中，It-设备允许承受的热效应，KA2s； Q

36、k-所在回路的短路电流热效应，KA2s。5.2 高压断路器选型1、型式：除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑安装调试和运行维护的方便。一般6-35KV选用真空断路器，35-500KV选用SF6断路器。2、额定电压的选择为UNUNS。3、额定电流的选择为INImax。4、额定开断电流的检验条件为INbrIt式中，It-断路器实际开断时间t的短路电流周期分量。实际开断时间tk为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。5、热稳定校验应满足I12tQk6、动稳定校验应满足iesim7、根据上述要求，现选择本厂各电压等级的断路器如下所示：（1）15.75KVUN15.75KV，选取UN=35

37、KV；最大负荷电流Imax=1.05S3Ucos=1.0515.750.85=1358A,所以 IN1358A选得SF6高压断路器LW8-35：型号额定电压（KV）额定电流（A）动稳定峰值电流（KA）热稳定时间（s）热稳定电流（KA）LW8-3535160063425（2）110KVUN110KV，选取UN=110KV；最大负荷电流Imax=1.05S3Ucos=1.051100.85=584A,所以 IN584A选得SF6高压断路器LW14-110：型号额定电压（KV）额定电流（A）动稳定峰值电流（KA）热稳定时间（s）热稳定电流（KA）LW14-110110200080331.5动稳定校验

38、：ies=80KAim=36.1KA，满足要求。热稳定校验：Qk=t12I2+10It22+It2=41214.22+1012.32+12.32=621.9KA2s I12t=31.523=2976.75KA2sQk=621.9KA2s，所以满足要求。（3）330KVUN330KV，选取UN=330KV；最大负荷电流Imax=1.05S3Ucos=1.053300.85=735A,所以 IN735A选得SF6高压断路器SFM-330：型号额定电压（KV）额定电流（A）动稳定峰值电流（KA）热稳定时间（s）热稳定电流（KA）SFM-3303302000100340动稳定校验：ies=100KAi

39、m=23.9KA，满足要求。热稳定校验：Qk=t12I2+10It22+It2=3129.42+10112+10.92=472.4KA2s I12t=4023=4800KA2sQk=472.4KA2s，所以满足要求。5.3 隔离开关选型1、型式：除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑安装调试和运行维护的方便。2、额定电压的选择为UNUNS。3、额定电流的选择为INImax。4、热稳定校验应满足I12tQk5、动稳定校验应满足iesim6、根据上述要求，现选择本厂各电压等级的隔离开关如下所示：（1）15.75KVUN15.75KV，选取UN=35KV；最大负荷电流Imax=1.05S3Ucos

40、=1.0515.750.85=1358A,所以 IN1358A选得高压隔离开关GN10-20/5000：型号额定电压（KV）额定电流（A）动稳定峰值电流（KA）热稳定时间（s）热稳定电流（KA）GN10-20/50002050002241074动稳定校验：ies=224KAim=140.7KA，满足要求。热稳定校验：Qk=t12I2+10It22+It2=41255.32+1050.72+50.72=KA2s I12t=74210=54760KA2sQk=10444KA2s，所以满足要求。（2）110KVUN110KV，选取UN=110KV；最大负荷电流Imax=1.05S3Ucos=1.05

41、1100.85=584A,所以 IN584A选得高压隔离开关GW4-110：型号额定电压（KV）额定电流（A）动稳定峰值电流（KA）热稳定时间（s）热稳定电流（KA）GW4-11011060050416动稳定校验：ies=50KAim=36.1KA，满足要求。热稳定校验：Qk=t12I2+10It22+It2=41214.22+1012.32+12.32=621.9KA2s I12t=1624=1024KA2sQk=621.9KA2s，所以满足要求。（3）330KVUN330KV，选取UN=330KV；最大负荷电流Imax=1.05S3Ucos=1.053300.85=735A,所以 IN73

42、5A选得高压隔离开关GW6-330：型号额定电压（KV）额定电流（A）动稳定峰值电流（KA）热稳定时间（s）热稳定电流（KA）GW6-330330200080340动稳定校验：ies=80KAim=23.9KA，满足要求。热稳定校验：Qk=t12I2+10It22+It2=3129.42+10112+10.92=472.4KA2s I12t=4023=4800KA2sQk=472.4KA2s，所以满足要求。5.4 互感器选型1、电流互感器（1）型式的选择根据安装的场所和使用条件，选择电流互感器的绝缘结构（浇注式、瓷绝緣式、油浸式等）、安装方式（户内、户外、装人式、穿墙式等）、结构型式（多匝式、

43、单匝式、母线式等）、测量特性（测量用、保护用、具有测量暂态的特性等)。一般常用型式为：低压配电屏和配电装置中，采用LQ线圈式和LM母线式，6-20KV户内配电装置和高压开关柜中，常用LD单匝贯穿式或复匝贯穿式；发电机回路或2000A以上的回路，可采用LMC、LMZ、LAJ、LBJ型或LRD、LRZD型；35KV及其以上的电流互感器多采用油浸式结构。在条件允许时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节省占地和减小投资。（2）按额定电压选择电流互感器的额定电压不小于装设电流互感器回路所在电网的额定电压。（3）按额定电流选择电流互感器的一次额定电流不小于装设回路的最大持续工作

44、电流。电流互感器的二次额定电流，可根据一次负荷的要求分别选择5A或1A等。为了保证测量仪表的最佳工作状态，并且在过负荷时使仪表有适当的指示，当TA用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右。（4）按准确度选择电流互感器的准确度级应符合其二次测量仪表、继电保护等的要求。用于电能计量的电流互感器，准确度级不应低于0.5级。用于电保护的电流互感器，误差应在一定的限值之内，以保证过电流时的测量准确度的要求。根据电力系统要求切除短路故障和继电保护动作时间的快慢，对互感器保证误差的条件提出了不同的要求。在大多数情况下，继电保护动作时间相对来说比较长，对电流互感器规定稳态下的误差

45、就能满足使用要求，这种互感器称为一般保护用电流互感器，适合于电压等级较低的电力网。如果系统要求继电保护实现快速保护时，应选用铁芯带有小气隙的暂态特性好的电流互感器，因为它能保证其暂态误差在规定的范围内。（5）校验二次负荷的容量为保证电流互感器工作时的准确度符合要求，电流互感器的二次负荷不超过（某准确度下）允许的最大负荷。电流互感器的二次总负荷包括二次测量仪表、继电器电流线圈、二次电缆和接触电阻等部分的电阻。当电流互感器的二次负荷不平衡时，应按最大一相的二次负荷校验。校验二次负荷的公式：按容量校验 S2SN2按阻抗校验 Z2ZN2式中，S2-电流互感器二次的最大一相负荷，VA；SN2-电流互感器

46、的二次额定负荷，VA；Z2-电流互感器二次的最大一相负荷，；ZN2-电流互感器的额定二次负荷，。计算电流互感器二次的最大一相负荷时，通常不计阻抗中的电抗，只计其电阻。在发电厂或变电所中，互感器用连接导线应采用铜芯控制电缆，根据机械强度要求，导线截面不得小于l.5mm2。（6）校验热稳定电流互感器的热稳定能力用热稳定倍数Kr表示，热稳定倍数Kr等于互感器1s热稳定电流与一次额定电流IN1之比，故热稳定条件为(KrIN1)2Qk式中，Qk-短路热效应。（7）校验动稳定电流互感器的内部动稳定能力用动稳定倍数Kd表示，动稳定倍数Kd等于互感器内部允许通过的极限电流（峰值）与Kd倍一次额定电流IN1之比

47、。故互感器内部动稳定条件为Kd2IN1im式中，im-通过电流互感器一次侧绕组的最大冲击电流。此外，还应校验电流互感器外部动稳定（即一次侧瓷绝缘端部受电动力的机械动稳定）。电流互感器外部动稳定条件为FyFmax式中，Fy-电流互感器一次侧端部允许作用力；Fmax-电流互感器一次侧瓷绝缘端部所受最大电动力。2、电压互感器（1）型式的选择根据电压互感器安装的场所和使用条件，选择电压互感器的绝缘结构和安装方式。一般6-20KV户内配电装置中多采用油浸或树脂浇注绝缘的电磁式电压互感器；33KV配电装置中宜选用电磁式电压互感器；110KV及其以上的配电装置中尽能选用电容式电压互感器。在型式选择时，还应根

48、据接线和用途的不同，确定单相式、三相式、三相五柱式、一个或多个副绕组等不同型式的电压互感器。接在110KV及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通信时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。为了节省投资，如有些22KV路不设电压互感器，利用220KV电流互感器绝缘套管未屏抽取电压。（2）按额定电压选择为保证测量准确性，电压互感器一次额定电压应在所安装电网额定电压的90-110之间。电压互感器二次额定电压应满足测量、继电保护和自动装置的要求。通常，一次绕组接于电网线电压时，二次绕组额定电压选为100V；一次绕组接于电网相电压时，二次绕组额定电压选为100/3V。当电网为中性点直接

49、接地系统时，互感器辅助副绕组额定电压选为1100/3V；当电网为中性点非直接接地系统时，互感器辅助副绕组额定电压选为100/3V。（3）按容量和准确度级选择电压互感器按容量和准确度级选择的原则与电流互感器的选择相似，要求互感器一次最大一相的负荷S2不超过设计要求准确度级的额定二次负荷S2，而且S2应该尽量接近SN2，因S2过小也会使误差增大。电压互感器的二次负荷S2的计算为S2=(P0)2+(Q0)2式中，P0、Q0-同一相仪表和继电器电压线圈的有功功率、无功功率。统计电压互感器一次负荷时，首先应根据仪表和继电器电压线圈的要求，确定电压互感器的接线，并尽能将负荷分配均匀。然后计算各相负荷，取其

50、最大一相负荷与互感器的额定容量比较。在计算各相负荷时，要注意互感器与负荷的接线方式。当互感器接线与负荷接线不一致时，其计算方法可查阅有关内容。电压互感器不校验动稳定和热稳定。3、根据上述原则，选择本厂所用互感器如下：电流互感器（1）15.75KVUN15.75KV，选取UN=35KV；最大负荷电流Imax=1.05S3Ucos=1.0515.750.85=1358A,所以 I1N1358A选得电流互感器LCWD1-35型号额定电流比（A）准确级次1s热稳定倍数动稳定倍数LCWD1-351500/50.5B302.530动稳定校验：2I1NKd=2150075=159KAim=140.7KA，满足要求。热稳定校验：Qk=t12I2+10It22+It2=41255.32+1050.72+50.72=KA2s (I1NKd)2=（150030）2=20250KA2sQk=10444KA2s，所以满足要求。（2）110KVUN110KV，选取UN=110KV；最大负荷电流Imax=1.05S3Ucos=1.051100.85=584A,所以