【發(fā)電廠電氣部分課程設計】300MW機組容量凝汽式火電廠一次部分初步設計

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1、 發(fā)電廠電氣部分課程設計 題 目 凝汽式火電廠一次部分 學院名稱 電氣工程學院 指導教師 職 稱 副教授 班 級 電力071班 學 號 學生姓名

2、 2012年 6月 15日 凝汽式火電廠一次部分課程設計 1．原始資料 1．1 發(fā)電廠建設規(guī)模 1.1.1 類型:300MW凝汽式火電廠 1.1.2 最終容量、機組的型式和參數(shù): 2300MW、年利用小時數(shù)：6000h/a 1．2 電力系統(tǒng)與本廠的連接情況 1.2.1 電廠在電力系統(tǒng)中的作用與地位：區(qū)域電廠 1.2.2 發(fā)電廠聯(lián)入系統(tǒng)的電壓等級：220KV， 220KV母線系統(tǒng)正序阻抗標么值x1=0.1，零序阻抗標么值x0=0.03 1.2.3 電力系統(tǒng)總裝機容量：600MW，短路容量：100MVA 1．3 電力負荷水平: 1.3.

3、1 發(fā)電機組額定電壓20KV,額定功率：300MW，cosΦ=0.85，Xd=15.59﹪。 1.3.2 220KV電壓等級：架空線8回。 1.3.3 廠用電率：8%。 1.3. 4 高壓廠用電壓6KV;零序廠用電380∕220KV。 1.4 環(huán)境條件 1.4.1 當?shù)啬曜罡邷?0℃，最低溫33℃，年平均最高溫度15℃，土壤最高溫度30℃。 1.4.2 當?shù)睾０胃叨葹?00m 1.4.3 本廠位于某縣邊緣，距負荷中心30km，供電半徑70km。 2.設計任務 2.1 發(fā)電廠電氣主接線設計 2.2 廠用電設計 2.3 短路電流的計算 2.4 主要

4、電氣設備的選擇 2.5 配電裝置 3.設計成果 3.1 設計說明書、計算書一份 3.2 圖紙一張 目 錄 摘要 3 1．電力工業(yè)發(fā)展的概況 4 2.電氣主接線 4 2.1主接線的設計原則與要求 4 2.2主接線方案的選擇 5 2.3廠用電接線方案的選擇 6 3.變壓器的選擇 7 3.1變壓器的選擇原則 7 3.2變壓器臺數(shù)及容量的確定 8 4.短路電流分析計算 10 4.1短路電流計算的目的及規(guī)則 10 4.2短路等值電抗電路及其參數(shù)計算 11 4.3各短路點短路電流計算 12 5.

5、電氣設備的選擇 15 5.1電氣設備選擇的一般原則 15 5.2主要電氣設備的選擇 17 5.3電氣設備選擇的結果表 31 結束語 33 參考文獻 34 附錄Ⅰ：短路計算 附錄Ⅱ：電氣設備的選擇結果表 附錄Ⅲ ：設計總圖 摘 要 在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電力工業(yè)在國民經濟中有著重要作用，它不僅全面地影響國民經濟其他部門的發(fā)展，同時也極大的影響人民的物質與文化生活水平的提高。 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關。并且對電氣設備選擇

6、、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。電能的使用已經滲透到社會、經濟、生活的各個領域，而在我國電源結構中火電設備容量占總裝機容量的75%。本文是對配有2臺200MW和2臺300MW汽輪發(fā)電機的大型火電廠一次部分的初步設計，主要完成了電氣主接線的設計。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；主變壓器、啟動/備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計算、臺數(shù)和型號的選擇；短路電流計算和高壓電氣設備的選擇與校驗。 關鍵詞： 發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護；電氣設備。 1、電力工業(yè)的發(fā)展概況： 火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在

7、提出和諧社會，循環(huán)經濟的環(huán)境中，我們在提高火電技術的方向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響，對不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在我國已有部分核電機組，但火電仍占領電力的大部分市場，近年電力發(fā)展滯后經濟發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術必須不斷提高發(fā)展，才能適應和諧社會的要求。 “十五”期間我國火電建設項目發(fā)展迅猛。2001年至2005年8月，經國家環(huán)保總局審批的火電項目達472個，裝機容量達344382MW，其中2004年審批項目135個，裝機容量107590MW，比上年增長207%；2005年1至8月份，審批項目213個，裝機容量168546MW，同比增長420%。隨著中國電力供應的逐步寬松以及國

8、家對節(jié)能降耗的重視，中國開始加大力度調整火力發(fā)電行業(yè)的結構。 由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產系統(tǒng)等）轉化成電能，再經輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結構和運行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設置相應的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產和輸運過程進行測量、調節(jié)、 控制、保護

9、、通信和調度，確保用戶獲得安全、經濟、優(yōu)質的電能。 電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉換為其它的能源，而且便于控制、管理和調度,易于實現(xiàn)自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經濟、社會生產和人民生活的各個方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎，得到迅猛發(fā)展。本設計的主要內容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。計算短路電流，并根據(jù)計算結果來選擇和效驗主要電氣設備。 2、電氣主接線 2.1、主接線的設計原則和要求 發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、線

10、路和斷路器等電氣設備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務。它的設計，直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經濟運行。由于電能生產的特點是：發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，所以主接線設計的好壞，也影響到工農業(yè)生產和人民生活。因此，主接線的設計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關技術經濟政策的前提下，力爭使其技術先進、經濟合理、安全可靠。 （1）可靠性 供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個要求。衡量主接線運行可靠性的標志是：① 斷路器檢修時，能否不影響供電。

11、② 線路、斷路器或母線檢修時，停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。③ 發(fā)電廠全部停運的可能性。④ 對大機組超高壓情況下的電氣主接線，應滿足可靠性準則的要求。 （2）靈活性 ① 調度靈活，操作簡便：應能靈活地投入某些機組、變壓器或線路，調配電源和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運行方式下的調度要求。② 檢修安全：應能方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運行及對用戶的供電。 （3）經濟性 ① 投資省：主接線應簡單清晰，控制、保護方式不過于復雜，適當限制斷路器電流② 占地面積?。弘姎庵鹘泳€設計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件

12、。③ 電能損耗少：經濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。 2.2、主接線方案的選擇 2.2.1 方案設計 1）單元接線 其是無母線接線中最簡單的形式，也是所有主接線基本形式中最簡單的一種，此種接線方法設備更多。 本設計中機組容量為300MW，所以發(fā)電機出口采用封閉母線，為了減少斷開點，可不裝斷路器。這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過

13、大，使得選擇斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成的困難。 2）單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線 優(yōu)點：在正常工作時，旁路斷路器以及各出線回路上的旁路隔離開關，都是斷開的，旁路母線不帶電，通常兩側的開關處于合閘狀態(tài)，檢修時兩兩互為熱備用；檢修QF時，可不停電；可靠性高，運行操作方便。 缺點：增加了一臺旁路斷路器的投資。 3）單母分段線分段斷路器兼作旁路斷路器的接線 優(yōu)點：可以減少設備，節(jié)省投資；同樣可靠性高，運行操作方便； 4）雙母線接線 優(yōu)點：供電可靠，調度方式比較靈活，擴建方便，便于試驗。 缺點：由于220KV電壓等級容量大，停電影響范圍廣，雙母線接線方式有一定

14、局限性，而且操作較復雜，對運行人員要求高。 5）雙母線帶旁路母線的接線 優(yōu)點：增加供電可靠性，運行操作方便，避免檢修斷路器時造成停電，不影響雙母線的正常運行。 缺點：多裝了一臺斷路器，增加投資和占地面積，容易造成誤操作。 方案一：300MW發(fā)電機G-1,G-2通過雙繞組的變壓器與220kv母線連接，220kv電壓級出線為8回，采用雙母線接線，并且?guī)月纺妇€能提高供電的可靠性。 方案二：有方案一，我們很容易想到110kv母線采用單母線分段帶旁路連接，220kv母線采用雙母線連接。 2.2.2 比較并確定主接線方案 在所實現(xiàn)的目的要求相差不大的情況下，采用最小費用法對擬定

15、的兩方案進行經濟比較，兩方案中的相同部分不參與比較計算，只對相異部分進行計算，計算內容包括投資，年運行費用。很容易知道當采用單母線分段帶旁路的時候，必須多增加較多斷路器，這在穩(wěn)定的可靠性，及經濟上都是不具有優(yōu)勢的，因此采用方案一。接線圖如圖2-1所示。 圖2-1 主接線圖 2.3、廠用電接線的選擇 廠用電接線的設計原則基本上與主接線的設計原則相同。首先，應保證對廠用電負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉；其次，接線應能靈活地適應正常，事故，檢修等各種運行方式的要求；還應適當注意經濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新技術、新設備，使其具有可行性和先進性。此外，在設

16、計廠用電系統(tǒng)接線時還要對供電電壓等級，廠用供電電源及其引接進行分析和論證。 火電廠的輔助機械多、容量大，供電網(wǎng)絡復雜，其主要負荷分布在鍋爐、氣機、電氣、 輸煤、出灰、化學水處理以及輔助車間和公用電氣部分，因此，廠用電以單母線分段接線形式合理地分配廠用各級負荷。 現(xiàn)將該火電廠的廠用電接線的系統(tǒng)圖設計示于圖2-2。 圖2-2 廠用電接線圖 3、變壓器的選擇與計算 3.1 變壓器的選擇原則 1、 主變壓器的選擇原則 （1）為節(jié)約投資及簡化布置，主變壓器應選用三相式。 （2） 為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。在計

17、算通過主變壓器的總容量時，至少應考慮5年內負荷的發(fā)展需要，并要求：在發(fā)電機電壓母線上的負（荷為最小時，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機停運時，能滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電需要；因系統(tǒng)經濟運行而需限制本廠出力時，亦應滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電。 （3） 在高、中系統(tǒng)均為中性點直接接地系統(tǒng)的情況下，可考慮采用自耦變壓器。當經常由低、高壓側向中壓側送電或由低壓側向高、中壓側送電時，不宜使用自耦變壓器。 （4） 對潮流方向不固定的變壓器，經計算采用普通變壓器不能滿足調壓要求是，可采用有載調壓變壓器。 二、廠用變壓器容量選擇的基本原則和應考慮的因素為：

18、 （1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓一致。 （2）變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率。 （3）廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用設備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。 3.2 確定變壓器臺數(shù)及容量 ? 臺數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設發(fā)電機母線，發(fā)電機與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機電壓出線的供電可靠，主變壓器200WM發(fā)電機組的主變壓器選用三繞組變壓器2臺，300WM發(fā)電機組的主變壓器選用兩繞組變壓器2臺

19、。向本廠供電變壓器選用三相式兩繞組變壓器4臺，廠用備用電源選用兩繞組變壓器1臺。 ? 容量：單元接線中的主變壓器容量SN 應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，預留10％的裕度選擇，為 —發(fā)電機容量； —通過主變的容量 —廠用電：　 —發(fā)電機的額定功率，廠用電率％，單元接線中的主變壓器容量SN 應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，預留10％的裕度選擇。 表3-1 發(fā)電機參數(shù) 型號 額定功率（MW） 額定電壓（KV） 額定電流（KA） 功率因數(shù)（） 同步電抗(Xd%) 瞬變電抗(Xd%) 超瞬變電抗(X"d%) QFSN-200-2

20、200 15.75 8625 0.85 203.5 24.3 14.8 QFSN-300-2 300 18 11320 0.85 236.35 31.93 17.1 發(fā)電機G-1、G-2的額定容量為300MW，扣除廠用電后經過變壓器的容量為： 發(fā)電機G-3、G-4的額定容量為200MW，扣除廠用電后經過變壓器的容量為： 經計算后選取變壓器如下 300MW發(fā)電機組所選變壓器型號為：SFP-360000/220 兩臺 200MW發(fā)電機組所選變壓器型號為：SFPS-240000/220 兩臺 廠用變壓器選

21、擇 與300MW發(fā)電機組相連的廠用變壓器型號為：SFF7-40000/18兩臺 與200MW發(fā)電機組相連的廠用變壓器型號為：SFF-31500/15 兩臺 廠用備用電源變壓器型號為：SFPFZI-40000/220 一臺 其具體參數(shù)如表3-2所示 表3-2 所選變壓器型號及其參數(shù) 型號 額定容量（KVA） 額定電壓 空載電流（%） 空載損耗（KW） 負載損耗（KW） 阻抗電壓（UK%） 高壓（KV） 中壓（KV） 低壓（KV） SFP7-360000/220 360000 18 0.28 190 860 14.3 SFPS-2

22、40000/220 240000 121 15.75 175 800 高中 高低 中低 25 14 9 SFF7-40000/18 400000/220000 6.3-6.3 0.8 30 225.3 全穿越 半穿越 系數(shù) 9.5 15.3 3.74 SFF-31500/15 31500/220000 6.3-6.3 1.45 27 150 全穿越 半穿越 9.5 16.6 SFPFZI-40000/220 40000 6.3 1.2 57.2 165.4 21.15 變壓

23、器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y型和△型，高、中、低三側繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。三相變壓器的一組相繞組或連接成三相組的三相變壓器的相同電壓的繞組連接成星型、三角型、曲折型時，對高壓繞組分別以字母Y、D或Z表示，對中壓或低壓繞組分別以字母y、d 或z表示。如果星型連接或曲折型連接的中性點是引出的，則分別以YN、ZN表示，帶有星三角變換繞組的變壓器，應在兩個變換間已“-”隔開。我國110KV以上電壓，變壓器的繞組都采用Y連接。35KV以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。 4、短路電流分析計算： 4.1 短路電流計算目的及規(guī)

24、則： 在發(fā)電廠電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的的主要有以下幾個方面：1、電氣主接線的比選。2、選擇導體和電器。3、確定中性點接地方式。4、計算軟導線的短路搖擺。5、確定分裂導線間隔棒的間距。6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。7、選擇繼電保護裝置和進行整定計算。 一、短路電流計算條件： 1) 正常工作時，三項系統(tǒng)對稱運行。 2) 所有電流的電功勢相位角相同。 3) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。 4) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 5) 不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻略去不計。 6) 不考慮短路

25、點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流。 7) 元件的技術參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍。 8) 輸電線路的電容略去不計。 二、短路計算的一般規(guī)定： 1） 驗算導體的電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景的發(fā)展計劃。 2）選擇導體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流影響。 3）選擇導體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大地點。 4）導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。 4.2 短路等值電

26、抗電路及其參數(shù)計算 由2300MW+2200MW火電廠電氣主接線圖，和查的給出的相關參數(shù)，可畫出系統(tǒng)的等值電抗圖如圖4-1所示。 圖4-1 系統(tǒng)等值電抗圖 選取基準容量為SB=600MVA VB=Vav SB—— 基準容量； Vav—— 所在線路的品平均電壓 以上均采用標幺值計算方法，省去“*”。 1、對于QFSN-300-2型發(fā)電機的電抗 2、對于QFSN-200-2型發(fā)電機的電抗 Xd%——變壓器短路電壓的百分數(shù)（%）； SN——最大容量繞組的額定容量（MVA）。 3、 對于OSSPSL-360000/220型兩繞組變壓器的電抗

27、 4、 對于OSSPSL-240000/220型三繞組變壓器的電抗 4.3 各短路點短路電流計算： 短路點的選擇應選擇通過導體和電器的短路電流為最大的那些點作為短路計算點。 首先，應在兩條電壓等級的母線上選擇兩個短路計算點d1、d2。無線大功率系統(tǒng)的德主要特征是：內阻抗X=0，端電壓U=C，它所提供的短

28、路電流周期分量的幅值恒定且不隨時間改變。雖然非周期分量依指數(shù)率而衰減，但一般情況下只需計及他對沖擊電流的影響。因此，在電力系統(tǒng)短路電流計算中，其主要任務是計算短路電流的周期分量。而在無限大功率系統(tǒng)的條件下，周期分量的計算就變得簡單。 如取平均額定電壓進行計算，則系統(tǒng)的短電壓U=Uav，若選取Ud=Uav，則無限大功率系統(tǒng)的短路電壓的標幺值 無限大功率電源供給的短路電流周期分量的標幺值為 式中 XFS——無限大系統(tǒng)功率系統(tǒng)對短路點的組合電抗的標幺值。 無限大功率電源提供的短路電流為

29、 第i臺等值發(fā)電機提供的短路電流為 式中SNi——第i臺等值發(fā)電機的額定容量，即由它所代表的那部分發(fā)電機的額定容量之和。 短路點周期電流的有名值為 則短路點沖擊電流為 式中kim 、 kimLD——沖擊系數(shù)，表示沖擊電流對周期分量幅值的倍數(shù)。 在以下的計算中，取kim =1.85；kimLD=1。 1、短路計算過程如附錄Ⅰ所示 2、短路計算結果如表4-1所示 表4-1 短路計算結果表 短路電流計算表短 路 點 編 號 短路 點平 均電 壓

30、 (kv) 基準 電流 IB (KA) 分支線 名稱 分支 電抗 xjs 分支 額定 電流 IN (KA) 短路電流標么值 短路電流值(KA) 0s 0.2s 4s 0s 0.2s 4s d1 115KV 0.504 無限大系統(tǒng) 1.104 0.504 0.906 0.457 300MW發(fā)電機分支 1.182 3.012 0.880 0.830 0.946 2.651 2.499 2.849 200MW發(fā)電機分支 0.108 2.008 9.102 5.400 2.5

31、12 18.277 10.843 5.044 d2 230KV 0.252 無限大系統(tǒng) 0.350 0.252 2.857 0.747 300MW發(fā)電機分支 0.291 1.506 3.763 2.836 2.362 5.927 4.467 3.720 200MW發(fā)電機分支 0.282 1.004 3.872 2.939 2.378 4.066 3.086 2.497 5、 電氣設備的選擇： 5.1 電氣設備選擇的一般原則及短路校驗 一、設備選擇的一般原則 1、①應力求技術先

32、進，安全適用，經濟合理。 ②應滿足正常運行、檢修和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。 ③應與整個工程的建設標準協(xié)調一致。 ④選擇的導體品種不應太多。 2、選用的電器最高允許工作電壓，不得低于該回路最高運行電壓。 3、選用導體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。由于高壓開斷電器設有持續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 4、驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流作用的短路電流，應按具體工作的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景規(guī)劃。 5、驗算導體和電器的短路電流，按下列情況計算： （1）、除計算短路

33、電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡電流外，元件的電阻都應略去不計。 （2）、對不帶電抗器回路的計算，短路點應選擇在正常接線方式短路電流為最大的點。 6、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流按發(fā)生短路時最嚴重情況計算。 7、驗算裸導體短路熱效應應計算時間，應采用主保護動作時間和相應的斷路器全分閘時間，繼電器的短路熱效應計算時間，宜采用后備保護動作時間和相應的斷路器全分閘時間。 8、在正常運行時，電氣引線的最大作用力不應大于電器端子允許的負載。 二、 按短路條件進行校驗 電氣設備按短路故障情況進行校驗，就是要按最大可能的短路故障（通常為三相短路故障）時的動、熱穩(wěn)定度進行校驗。但有

34、熔斷器和有熔斷器保護的電器和導體（如電壓互感器等），以及架空線路，一般不必考慮動穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗，對電纜，也不必進行動穩(wěn)定度的校驗。 在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設備安全、可靠的運行，各種設備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 （1）熱穩(wěn)定校驗 校驗電氣設備的熱穩(wěn)定性，就是校驗設備的載流部分在短路電流的作用下，其金屬導電部分的溫度不應超過最高允許值。如果滿足這一條件，則選出的電氣設備符合熱穩(wěn)定的要求。 作熱穩(wěn)定校驗時，已通過電氣設備的三項短路電流為依據(jù)，工程計算中常用下式校

35、驗所選的電氣設備是否滿足熱穩(wěn)定的要求，即： 式中 ，——三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值（KA）； —— 等值時間（亦稱假想時間s）； ——制造廠規(guī)定的在ts內電器的熱穩(wěn)定電流（KA）；t為與Ith相對應的時間（s）。 短路計算時間。校驗短路熱穩(wěn)定的短路計算時間應為繼電保護動作時間top和斷路器全開斷時間toc之和，即 式中 ， —— 保護動作時間，主要有主保護動作時間和后備保護動作時間，當為主保護動作時間時一般取0.05s；當為后備保護時間時一般取2.5s； —— 斷路器全開斷時間（包括固有分閘時間和燃弧時間）。 如果缺

36、乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，對快速及中速動作的斷路器，取toc=0.1-0.5s,對低速動作的斷路器，取toc=0.2s。 校驗導體和110KV以下電纜的短路熱穩(wěn)定性時，所用的計算時間，一般采用主保護的動作時間加上相應地斷路器的全分閘時間.如主保護有死區(qū)時，則應采用能對該死區(qū)起作用的后備保護的動作時間，并采用相應處的短路電流值。校驗電器和110KV以上沖油電纜的短路電流計算時間，一般采用后備保護動作時間加相應的斷路器全分閘時間。 （2）動穩(wěn)定校驗 當電氣設備中有短路電流通過時，將產生很大的電動力，可能對電氣設生嚴重的破壞作用。因此，各制造廠所生產的電器，都用最大允許的電流的值imax或最

37、大有效值Imax 表示其電動力穩(wěn)定的程度，它表明電器通過上述電流時，不至因電動力的作用而損害。滿足動態(tài)穩(wěn)定的條件為 ish≤ imax或Ish≤ Imax 式中ish及Ish——三相短路時的沖擊電流及最大有效值電流。 電氣設備的選擇除了要滿足上述技術數(shù)據(jù)要求外，尚應根據(jù)工程的自然環(huán)境、位置（氣候條件、厭惡、化學污染、海拔高度、地震等）、電氣主接線極短路電流水平、配電裝置的布置及工程建設標準等因素考慮。 220KV側各個回路的最大工作電流 （1）出線回路 IN1 =1000/（10UN ）=0.308KA

38、 IMAX1 =1.05 I N1N =0.324KA （2）母線側 IN2 =1000/（UN ）=420/（*220*0.85）=3.082KA IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA （3）雙繞組變壓器回路 IN3 =300/（UN ）=0.926KA IMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA （4）三繞組變壓器回路 IN4=200/（UN ）=200/（*220*0.85）=0.6175KA IMAX4=1.05 IN4=0.6484KA 110KV側各個回路的最大

39、工作電流 （1）出線回路 IN5 =180/（8**UN ）=180/（8**110*0.85）=0.139KA IMAX3=1.05 IN5=0.146KA （2）母線側 IN6 =180/（UN ）=180/（*110*）=1.112KA IMAX6=1.05 IN6=1.167KA （3）三繞組變壓器回路 IN7=200/（UN ）=200/（*110*0.85）=1.2350KA IMAX7=1.05 IN7 =1.2967KA 5.2 主要電氣設備的選擇 一、隔離開關的選擇

40、 隔離開關是電力系統(tǒng)中應用最多的一種高壓電器，它的主要功能是： （1） 建立明顯的絕緣間隙，保證線路或電氣設備修理時人身安全； （2） 轉換線路、增加線路連接的靈活性。 在電網(wǎng)運行情況下，為了保證檢修工作電安全進行，除了使工作點與帶電部分隔離外，還必須采取檢修接地措施防止意外帶電。為此，要求在高壓配電裝置的母線側和線路側裝設帶專門接地刀閘的隔離開關，以便在檢修母線或線路斷路器時，使之可靠接地。這種帶接地刀閘的隔離開關的工作方式為：正常運行時，主刀閘閉合，接地刀閘斷開；檢修時，主刀閘斷開，接地刀閘閉合。這種工作方式由操作機構之間具有機械閉鎖的裝置來實現(xiàn)。 1. 隔離開關的配置

41、 （1）中小型發(fā)電機出口一般應裝設隔離開關；容量為200MW及以上大 機組與雙繞組變壓器的單元連接時，其出口不裝設隔離開關，但應有可拆連接點。 （2）在出線上裝設電抗器的6~10KV配電裝置中，當向不同用戶供電的兩 回線共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應各裝設一組出線隔離開關。 （3）接在發(fā)電機、變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關。 （4）一臺半斷路器接線中，視發(fā)變電工程的具體情況，進出線可裝設隔離開關也可不裝設隔離開關。 （5）斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修時隔離電源。 （6）中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地；自耦變壓器的中性

42、點則不必裝設隔離開關。 原則：① ② 2. 220KV側隔離開關的選擇 （1）出線回路 最大工作持續(xù)電流： IN1 =1000/（10UN ）=0.308KA IMAX1 =1.05 I N1N =0.324KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs 擬選型號為GW4—220/2500系列隔離開關，參數(shù)如表5-3所示。 表5-3 GW4—220/2500系列隔離開關技術數(shù)據(jù) 額定工作 電壓

43、（KV） 額定電流（A） 4s 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定動穩(wěn)定電流峰值（KA） 額定頻率 （HZ） 220 3200 50 125 50 GW4—220W系列隔離開關是三相交流50HZ高壓開關設備，供在有電壓五負載的情況下，斷開或閉合線路之用。該系列隔離開關的主刀閘和接地刀閘可分配各類電動型或手動型操作機構進行三相聯(lián)動操作，主刀閘和接地刀閘有機械連鎖裝置。 1)動穩(wěn)定校驗： IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IMAX=125KA，220KV側短路沖擊電流為IIM =27.155KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2

44、) 熱穩(wěn)定校驗： ， =2.5+0.1=2.6 查周期分量等值時間曲線可得 teq =2.1S 即： 4*50*50=100002.1*40.1204*40.1204=3380.26 滿足熱穩(wěn)定條件。 （2）母線回路 IN2 =1000/（UN ）=420/（*220*0.85）=3.082KA IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA UNs =1.1220KV=242KV

45、 UN UNs 擬選型號為GW4—220/2500系列隔離開關 根據(jù)額定電流和電壓所選型號和動、熱穩(wěn)定校驗與雙繞組變壓器回路基本相同，這里就不再作詳細的敘述。 （3）雙繞組變壓器回路 最大工作持續(xù)電流：IN3 =300/（UN ）=0.926KA IMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs 擬選型號為GW4—220/2500系列隔離開關 根據(jù)額定電流和電壓所選型號和動、熱穩(wěn)定校驗與雙繞組變壓器回路基本相同，這里就不再作

46、詳細的敘述。 （4）三繞組變壓器回路 最大工作持續(xù)電流：IN4=200/（UN ）=200/（*220*0.85）=0.6175KA IMAX3 =1.05 IN4 =0.6484KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs 擬選型號為GW4—220/2500系列隔離開關 根據(jù)額定電流和電壓所選型號和動、熱穩(wěn)定校驗與雙繞組變壓器回路基本相同，這里就不再作詳細的敘述。 3. 110KV側隔離開關的選擇 （1）出線回路 最大工作持續(xù)電流：IN5 =180/（8**UN ）=180/（8**110*0.85）=0.1

47、39KA IMAX3=1.05 IN5=0.146KA UNs =1.1110KV=121KV UN UNs 擬選型號為GW4—110G/1250系列隔離開關，具體參數(shù)如表5-4所示。 表5-4 GW4—110G/1250系列隔離開關技術數(shù)據(jù) 額定工作 電壓（KV） 額定電流流（A） 4s 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定動穩(wěn)定電流峰值（KA） 額定頻率 （HZ） 110 1500 20 8

48、0 50 1)動穩(wěn)定校驗： IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IMAX=50KA，110KV側短路沖擊電流為IIM =55.392KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： ， =2.5+0.1=2.6 查周期分量等值時間曲線可得 teq =2.1S 即： 4*20*20=16002.1*20.3723*20.3723=871.56 滿足熱穩(wěn)定條件。 （2）母線回

49、路 IN6 =180/（UN ）=180/（*110*）=1.112KA IMAX6=1.05 IN6=1.167KA UNs =1.1110KV=121KV UN UNs 擬選型號為GW4—110/2500系列隔離開關，具體參數(shù)如表5-4所示。 表5-4 GW4—110/2500系列隔離開關技術數(shù)據(jù) 額定工作 電壓（KV） 額定電流流（A） 4s 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定動穩(wěn)定電流峰值（KA） 額定頻率 （HZ） 110 1200 31.5 80

50、 50 1)動穩(wěn)定校驗： IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IMAX=80KA，110KV側短路沖擊電流為IIM =55.392KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： ， =2.5+0.1=2.6 查周期分量等值時間曲線可得 teq =2.1S 即： 4*31.5*31.5=39692.1*20.3723*20.3723=871.56 滿足熱穩(wěn)定條件。 （3） 三繞

51、組變壓器回路 最大工作持續(xù)電流：IN7=200/（UN ）=240/（*110*0.85）=1.2350KA IMAX7=1.05 IN7 =1.2967KA UNs =1.1110KV=121KV UN UNs 擬選型號為GW4—110/2000系列隔離開關，具體參數(shù)如表5-5所示。 表5-5 GW4—110/2000系列隔離開關技術數(shù)據(jù) 額定工作 電壓（KV） 額定電LI流（A） 4s 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定動穩(wěn)定電流峰值（KA） 額定頻率 （HZ） 110 2000 40 10

52、0 50 1)動穩(wěn)定校驗： IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IMAX=100KA，110KV側短路沖擊電流為IIM =55.392KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： ， =2.5+0.2=2.7 查周期分量等值時間曲線可得 teq =2.15S 即： 4*40*40=64002.15*20.

53、3723*20.3723=892.32 滿足熱穩(wěn)定條件。 二、斷路器的選擇 斷路器是在電力系統(tǒng)正常運行和故障情況下用作斷開或接通電路中的正常工作電流及開斷故障電流的設備。 SF6斷路器和真空斷路器目前應用廣泛，少油斷路器因其成本低，結構簡單，依然被廣泛應用于不需要頻繁操作及要求不高的各級高壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已基本淘汰。 由于SF6氣體的電氣性能好，所以SF6斷路器的斷口電壓較高。在電壓等級相同、開斷電流和其他性能相接近的情況下，SF6斷路器比少油斷路器串聯(lián)斷口數(shù)要少，可是制造、安裝、調試和運行比較方便和經濟。 SF6斷路器的特點是

54、： （1）滅弧能力強，介質強度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電流大然后時間短； （2）開斷電容電流或電感電流時，無重燃，過電壓低； （3）電氣壽命長，檢修周期長，適于頻繁操作； （4）操作功小，機械特性穩(wěn)定，操作噪音小。 原則：① ② 1. 220KV側斷路器的選擇 （1）出線回路 最大工作持續(xù)電流：IN1 =1000/（10UN ）=0.308KA IMAX1 =1.05 IN1 =0.324KA UNs =1.1220KV=242KV

55、 UN UNs 擬選型號為LW2—220系列六氟化硫斷路器，參數(shù)如表5-1所示。 表5-1 LW2—220系列六氟化硫斷路器技術數(shù)據(jù) 額定工作 電壓 （KV） 最高工作 電壓 （KV） 額定電L流（A） 3s 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定動穩(wěn)定電流峰值 （KA） 固有分閘 時間（S） 額定頻率 （HZ） 220 252 2500 40 125 0.03 50 1)動穩(wěn)定校驗： IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IM

56、AX=125KA，220KV側短路沖擊電流為IIM =27.155KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： ， =2.5+0.1=2.6 查周期分量等值時間曲線可得 teq =2.1S 即： 3*40*40=48002.1*40.1204*40.1204=3380.26 滿足熱穩(wěn)定條件。 （2）母線側IN2 =1000/（UN ）=420/（*220*0.85）=3.0827KA

57、 IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs 擬選型號為LW2—220系列六氟化硫斷路器 根據(jù)額定電流和電壓所選型號和動、熱穩(wěn)定校驗與出線回路基本相同，這里就不再作詳細的敘述。 （3）雙繞組變壓器回路 最大工作持續(xù)電流：IN3 =300/（UN ）=300/（*220*0.85）=0.926KA IMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA UNs =1.1220KV=242KV UN UN

58、s 擬選型號為LW2—220系列六氟化硫斷路器 根據(jù)額定電流和電壓所選型號和動、熱穩(wěn)定校驗與出線回路基本相同，這里就不再作詳細的敘述。 （4）三繞組變壓器回路 最大工作持續(xù)電流：IN4=200/（UN ）=200/（*220*0.85）=0.6175KA IMAX4=1.05 IN4=0.6484KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs 擬選型號為LW2—220系列六氟化硫斷路器。 根據(jù)額定電流和電壓所選型號和動、熱穩(wěn)定校驗與出線回路基本相同，這里就

59、不再作詳細的敘述。 2. 110KV側斷路器的選擇 （1）出線回路 最大工作持續(xù)電流：IN5 =180/（8**UN ）=290/（8**110*0.85）=0.139KA IMAX3=1.05 IN5=0.146KA UNs =1.1110KV=121KV UN UNs 擬選型號為SW6—110系列六氟化硫斷路器，參數(shù)如表5-2所示。 表5-2 SW6—110系列六氟化硫斷路器技術數(shù)據(jù) 額定工作 電壓 （KV） 最高工作 電壓 （KV） 額定電

60、L流（A） 4s 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定動穩(wěn)定電流峰值 （KA） 固有分閘 時間（S） 額定頻率 （HZ） 110 126 1200 21 53 0.04 50 1)動穩(wěn)定校驗： IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IMAX=53KA，110KV側短路沖擊電流為IIM =55.392KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： ， =2.5+0.1=2.6 查周期分量等值時間曲線可得 teq =2

61、.1S 即： 3*21*21=13232.1*20.3723*20.3723=871.56 滿足熱穩(wěn)定條件。 （2）母線回路 最大工作持續(xù)電流：IN6 =180/（UN ）=180/（*110*）=1.112KA IMAX6=1.05 IN6=1.167KA UNs =1.1110KV=121KV UN UNs 擬選型號為SW2—110III系列六氟化硫斷路器，參數(shù)如表5-2所示。 表5-2 SW2—110III系

62、列六氟化硫斷路器技術數(shù)據(jù) 額定工作 電壓 （KV） 最高工作 電壓 （KV） 額定電L流（A） 4s 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定動穩(wěn)定電流峰值 （KA） 固有分閘 時間（S） 額定頻率 （HZ） 110 126 2000 25 63 0.07 50 1)動穩(wěn)定校驗： IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IMAX=63KA，110KV側短路沖擊電流為IIM =55.392KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： ，

63、 =2.5+0.2=2.7 查周期分量等值時間曲線可得 teq =2.15S 即： 4*25*25=25002.15*20.3723*20.3723=871.56 滿足熱穩(wěn)定條件。 （3）三繞組變壓器回路 最大工作持續(xù)電流：IN7=200/（UN ）=240/（*110*0.85）=1.2350KA IMAX7=1.05 IN7 =1.2967KA UNs =1.1110KV=121KV UN UNs 擬選型號為SW2—110III系列六氟化硫斷路器。

64、根據(jù)額定電流和電壓所選型號和動、熱穩(wěn)定校驗與母線回路基本相同，這里就不再作詳細的敘述。 三、電壓互感器的選擇 電壓互感器的配置原則是應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求；保證在運行方式改變時，保護裝置不失壓、同期點兩側都能方便的取壓。通常如下配置： （1）母線 6—220KV電壓級的每組母線的三相上應裝設電壓互感器，旁母線則視各回路出線外側裝設電壓互感器的需要而定。 （2）線路 當需要堅實和檢測線路斷路器外側有無電壓，共同期和自動重合閘使用，該側裝一臺單相電壓互感器。 （3）發(fā)電機 一般在出口處裝兩組。一組（△/Y）用于自動重合閘。一組供測量儀表、同期和繼電保護使用

65、。 各種互感器的使用范圍 （1）6—220KV配電裝置一般采用油浸絕緣結構；在高壓開關柜或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂膠柱絕緣結構。 （2）35—110KV配電裝置一般采用油浸絕緣結構電磁式電壓互感器 （3）220KV以上配電裝置，當容量和準確登記滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。 （4）接在110KV及以上線路側的電壓互感器，當線路上裝有載波通訊時，應盡量與耦合電容器結合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 1. 220KV母線側 擬選型號為JCC5-220系列電壓互感器,具體參數(shù)如表5-7所示。 表5-7 JCC5-220系列電壓互感器技

66、術數(shù)據(jù) 額定工作電壓（KV） 二次負荷 連接組標號 初級繞組 次級繞組 剩余電壓繞組 1級 3級 220/ 0.1 500VA 500VA 型號含義： J——電壓互感器 C——串級絕緣 C ——瓷箱式 220/——額定電壓 油浸式電壓互感器為串級式全密封結構，由金屬膨脹器、套管、器身、基座及其他部件組成。鐵心采用優(yōu)質硅鋼片加工而成，疊成口字形，鐵心上柱套有平衡繞組、一次繞組，下柱套有平衡繞組、一次繞組、測量繞組、保護繞組及剩余電壓繞組，器身經真空處理后由低介質損耗絕緣材料固定在用鋼板焊成的基座上，裝在充滿變壓器油的瓷箱內 2. 110KV母線側 擬選型號為JCC—110系列電壓互感器具體參數(shù)如表5-8所示。 表5-8 JCC—110系列電壓互感器技術數(shù)據(jù) 額定工作電壓（KV） 二次負荷 連接組標號 初級繞組 次級繞組 剩余電壓繞組 1.