某小城市熱電廠電氣部分設(shè)計

1、題目：某小城市熱電廠電氣部分設(shè)計摘要：本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括電氣一次部分設(shè)計和電氣二次部分設(shè)計。其中電氣一次部分包括電氣主接線及高壓廠用電接線設(shè)計、短路電流計算及主要電氣設(shè)備選擇、配電裝置設(shè)計等，電氣二次部分設(shè)計主要包括主要設(shè)備及輸電線路的保護設(shè)計、變壓器保護整定計算、110kv線路距離保護的整定計算，10kv線路保護的整定計算。關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計、一次部分、二次部分、保護目 錄前言3設(shè)計概述4第一篇 電氣一次部分.6第一章 電氣主接線設(shè)計6第一節(jié) 電廠總體分析與負荷分析.7第二節(jié) 主變壓器配置方案的確定.8第三節(jié) 各電壓等級接線方式的確定11第四節(jié) 高壓廠用電接線設(shè)計.14第二章 短路電流計算

2、16第一節(jié) 電路元件參數(shù)的計算.17第二節(jié) 短路電流計算.19第三章 電氣設(shè)備的選擇.29第一節(jié) 最大長期工作電流的確定.30第二節(jié) 電氣設(shè)備的選擇.32第四章 屋內(nèi)配電裝置的設(shè)計.36第五章 層外配電裝置的設(shè)計.38第二篇 電氣二次部分.39第一章 繼電保護的作用及基本要求.39第二章 保護配置方案設(shè)計40第三章 保護整定計算的注意事項.41第四章 110kv距離保護的整定計算.42第一節(jié) 距離保護定值配合的基本原則43第二節(jié) 距離保護的整定計算.43第三節(jié) 阻抗繼電器二次動作阻抗的選擇.47第五章10kv線路保護的整定計算.48第六章 發(fā)電機保護的整定計算.50第一節(jié) 發(fā)電機縱聯(lián)差動保護的

3、整定計算.51第二節(jié) 復合電壓起動過電流保護的整定計算.52第三節(jié) 過負荷保護的整定計算.54前 言 本次設(shè)計為一個總裝機容量為150mw熱電廠的電氣一次、二次部分的初步設(shè)計，并以此次設(shè)計為契機，復習、回顧“電力系統(tǒng)自動化”專業(yè)所學的各專業(yè)課知識，結(jié)合電力系統(tǒng)的現(xiàn)場實際，理論聯(lián)系實踐，提高獨立分析和解決電力實踐問題的能力，從面更深刻的理解本專業(yè)所學知識，更好的服務(wù)于電力生產(chǎn)，為電力系統(tǒng)的發(fā)展做出自已的貢獻！設(shè)計概述本次設(shè)計的項目為一個總裝機容量為150mw熱電廠，共有四臺機組，其中裝機容量為25mw的機組兩臺(型號：qf2-25-2)，裝機容量為50mw的機組兩臺）型號：qfq-50-2）。2

4、5mw機組的廠用電率為10%,50mw機組的廠用電率為8%。該項目廠址位于主要電、熱用戶附近，其服務(wù)對象是一個以輕工業(yè)為主的新興城市，交通方便、水源豐富、燃煤充足，屬于地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)型。該地區(qū)年最高溫度40度，年最低溫度零下16度，最熱月平均最高溫度32度，海拔高度200m，地震烈度6度。廠區(qū)無嚴得污染，土壤熱阻率t=120cm/w,土壤溫度20度。廠址地理位置如附圖所示。該項目采用1 條110kv輸電線路（廠系線）直接與系統(tǒng)相聯(lián)系；另一條110kv輸電線路（廠甲線）經(jīng)過變電站甲與系統(tǒng)成環(huán)網(wǎng)，該項目還設(shè)雙回110kv線路（廠乙線i、廠乙線ii）向變電站乙供電。甲、乙變電站的主要用戶是煤礦、化

5、肥廠、鋼鐵廠及一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)、農(nóng)業(yè)、居民用電等。另外該項目還有11條10kv線路負荷。該項目所接負荷主要資料詳見附表1,該項目相關(guān)的電力系統(tǒng)接線簡圖如附圖2所示。本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括電氣一次部分設(shè)計和電氣二次部分設(shè)計。其中電氣一次部分包括電氣主接線及高壓廠用電接線設(shè)計、短路電流計算及主要電氣設(shè)備選擇、配電裝置設(shè)計等，電氣二次部分設(shè)計主要包括主要設(shè)備及輸電線路的保護設(shè)計、變壓器保護整定計算、110kv線路距離保護的整定計算，10kv線路保護的整定計算。本次設(shè)計成品包括：l 設(shè)計說明書一份（含電氣一次和二次兩部分）l 廠址地理位置圖（附圖1）l 該項目電力系統(tǒng)接線簡圖（附圖2）l

6、電氣主接線圖1張（附圖3）l 發(fā)電機保護原理圖1張（附圖4）第一篇 電氣一次部分第一章 電氣主接線設(shè)計電氣主接線主要是指發(fā)電三、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預定的功率傳送和運行等要求而設(shè)計的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對供電可靠性、運行靈活性及經(jīng)濟合理性等起著決定性作用。對一個電廠而言，電主接線在電廠設(shè)計時就根據(jù)機組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等，從供電的可靠性、運行的靈活性和方便性、經(jīng)濟性、發(fā)展和擴建的可能性等方面，經(jīng)綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電

7、情況。電氣主接線又稱電氣一次接線。電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點要求：1）供電可靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負荷的供電。2）運行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況，特別當一部分設(shè)備檢修或工作情況發(fā)生變化時，能夠通過倒換開關(guān)的運行方式，做到調(diào)度靈活，不中斷向用戶的供電。在擴建時應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)至最終接線。3）主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。第一節(jié) 電廠總體分析與負荷分析根據(jù)電氣主接線設(shè)計原則，結(jié)合給寂靜接電廠容量2x25mw+2x50mw,機組臺數(shù)為4臺，根據(jù)原始資料中給出的4回1

8、10kv及11回10kv線路回數(shù)，在主要負荷中，對于印染廠、紡機廠等一級負荷必須有兩個獨立電源供電，當任何一個電源失去后，保證對其不間斷供電；對于棉一、二廠、食品廠、市區(qū)線等負荷只需一個電源供電，因此根據(jù)主要負荷性質(zhì)和要求以及接入系統(tǒng)情況、交通環(huán)境情況，作以下綜合分析：一、該項目的必要性分析：該電廠裝機空量為225mw+250 mw,項目投產(chǎn)后將占系統(tǒng)總?cè)萘浚?000mva）比重為：因此建設(shè)該熱電廠很有必要性，該項目屬于地區(qū)性質(zhì)的中小規(guī)模的承擔重要供電任務(wù)的熱電廠。由于該項目所處城市交通便利，水源充足、煤炭資源豐富、相關(guān)資金可靠，因此該項目的建設(shè)可行。二、主要負荷分析：根據(jù)本項目所接帶負荷的同

9、時率以及廠用電負荷,由于該項目出線回路較多,并且負荷性質(zhì)不同,因此同時系數(shù)取較小值,kt=0.9.1、10kv母線綜合最大負荷的計算:p10kvmax=ktpmaxi=0.9(3+3+3+2+2+2.5+2.5+3+3+2+3)=26.1mws10kvmax=p10kvmax/cosp=26.1/0.8=32.625mva2、10kv母線綜合最小負荷的計算:p10kvmin=0.7p10kvmax=0.726.1=18.27mws10kvmin=p10kvmin/cosp=18.27/0.8=22.84mva3、110kv母線綜合最大負荷的計算:p110kvmax=ktpmaxi=0.9(30

10、+20)=45.1mws110kvmax=p110kvmax/cosp=45.1/0.8=56.25mva4、110kv母線綜合最小負荷的計算:p110kvmin=0.7p110kvmax=0.745.1=31.5mws110kvmin=p110kvmin/cosp=31.5/0.8=39.375mva第二節(jié) 主變壓器配置方案的確定主變配置有以下兩種備選方案:分別對以上兩種方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析：在方案a中：4臺發(fā)電機組均連接于機端母線上，廠用負荷也同接于該母線上，通過兩臺升壓變壓器向系統(tǒng)送電，比較經(jīng)濟，投資較小，一臺或兩臺機組停運，也不會造成多系統(tǒng)的危害，可以保證廠用電系統(tǒng)供電的可靠性。但該方

11、案中系統(tǒng)送電方式可靠性差，靈活性差，若一臺主變檢修，另一臺一旦發(fā)生故障，此時該電廠與系統(tǒng)解列，將會影響系統(tǒng)安全。并且選擇的主變壓器容量較大，故障的短路電流也很大，對其它設(shè)備的選擇要求較高，影響其經(jīng)濟性。在方案b中：據(jù)我國現(xiàn)行的火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定，接在機端母線的主要變壓器不能少于兩臺。因此采用兩臺25mw機組直接接在機端母線上，兩臺50mw機組采用單元接線方式，直接送入系統(tǒng)，保證供電可靠性，提高其靈活性。若#1、#2或#3、#4機組退出系統(tǒng)檢修時，另外兩臺可以向其廠用部分送電，保證了機組的安全。并且主變壓器的容量可以不必選擇太大，短路時的電流并不是很大，便于選擇配套裝置。缺點是主變臺數(shù)較

12、多，投資較大。由于本項目所帶負荷較多，在系統(tǒng)中處于重要地位，一旦失去供電，將對社會產(chǎn)生較大影響，對企業(yè)造成很大損失，因此根據(jù)上述分析，主案b應(yīng)為最佳方案。接地機端母線上主變壓器的容量選擇：根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊規(guī)定，連接在發(fā)電機機端母線與系統(tǒng)之間的主變壓器容量應(yīng)滿足以下要求：當發(fā)電機機端母線上負荷最小是，能將發(fā)電機機端母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)，即：2sb2sg -(2s廠+ s10kvmin)-（*10%+22.84）33.41mva故：sb16.705mva2、發(fā)電機端母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺，當其中一臺主變壓器退出運行時，別一臺變壓器應(yīng)能承擔70%的容量，即：sb0.7

13、*sg1-(s廠g1+ s10kvmin)即sb0.7*（(25/0.8) -（(25/0.8)*10%+22.84）23.387mva3、發(fā)電機機端母線上最大一臺發(fā)電機停用時，變壓器能承擔系統(tǒng)供給發(fā)電機機端母線的最大負荷容量，即：2sbs10kvmax+s廠g1-sg133.41-25/0.8=2.15mva故：兩臺主變可滿足該條件。 根據(jù)上述計算結(jié)果，接于#1,#2機組的主變壓器應(yīng)選sfl7-25000/110型變壓器兩臺。三、單元接線主變壓器容量選擇：由于#3、#4機組直接與110kv系統(tǒng)連接，具有單元接線的主變壓器容量應(yīng)滿足以下要求：按照發(fā)電機的額定容量扣除廠用電負荷后，應(yīng)留有10%的

14、裕度，即：sb1.1*(sg3-s廠)1.1*（-*8%）=63.25mva按照發(fā)電機的最大連續(xù)輸出容量扣除本機組的廠用負荷后能輸送容量，即：sbsgmax-s廠-*8%63.25mva注：上式中發(fā)電機最大連續(xù)輸出容量按照過負荷10%考慮。根據(jù)上述計算，結(jié)合單元接線變壓器與發(fā)電機配套原則，根據(jù)變壓器的相關(guān)技術(shù)資料，選擇sfl7-63000/110型變壓器兩臺。第五節(jié) 各電壓等級接線方式的確定一、110kv主母線接線方式的設(shè)計：根據(jù)“火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程”的相關(guān)規(guī)定，高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級的出線回路數(shù)：1、110kv配電裝置的出線回數(shù)小于兩回，可采用單母線接線。2、110kv配

15、電裝置的出線回數(shù)為34回時，可采用單母分段。3、110kv配電裝置的出線回數(shù)為5回及以上，或110kv配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回數(shù)為4回及以上時，可采用雙母線接線，如下圖所示兩種備選方案：雙母線接線的優(yōu)點：1、 供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。2、 調(diào)度靈活，各個電源和各回路負荷可以任意分配至某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各個運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3、 擴建方便，向雙一的左右任何一個反向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷分配，不會引起原有回路的停電。4、 便

16、于試驗，當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一條母線上。雙母線接線的缺點：1、 與單母線相比，增加一組母線使每個回路增加一個母線隔離開關(guān)，使投資增大。2、 當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了辟免隔離開關(guān)誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置，增加了投資。上述兩種方案的區(qū)別主要在于方案a增加了旁路母線，即出線開關(guān)故障檢修時可以用旁母連續(xù)供電，但是，由于增加了旁母線及相關(guān)設(shè)備，使香操作復雜，投資增加。針對本設(shè)計中允許線路停電檢修開關(guān)，沒有必要增加旁路母線，故選擇上述方案b,即110kv選擇雙母線接線方式。二、10kv電壓等級母線接線方式的設(shè)計：

17、根據(jù)“為力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程”的相關(guān)規(guī)定，高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級的出線回路數(shù)：1、610kv配電裝置的出線回路不超過5條，可采用單母接線。2、610kv配電裝置的出線回路為6回以上時，可采用單母線分段接線。3、610kv配電裝置，當短路電流大，出線需要帶電抗器時可采用雙母線接線。4、610kv配電裝置，進出線回數(shù)為1014回時，在一組母線上用斷路器分開，即采用雙母線分段接線。根據(jù)以上原則，由于該項目的10kv線路負荷有11回，因此采用雙母線分段，如下圖所示：上述接線方式中，用分段斷路器把i段母線分段，每段分別用母聯(lián)斷路器與備用母線ii相連。此種接線具有單母分段和雙母線兩者的優(yōu)點

18、，具有很高可靠性、靈活性，適用于大中型發(fā)電廠610kv廣泛采用。當每段母線上發(fā)電機總?cè)萘炕蜇摵蔀?5mw及以上時，都采用此接線方式。在10kv接線中，粗略估算其短路電流大小為：i=2225.27ka其中x為25mw發(fā)電機次暫態(tài)電抗。根據(jù)可供選擇的10kv少油斷路器參數(shù)，其開斷電流一般僅為16ka，因此需要加裝電抗器進行限流，根據(jù)給定的可供先選擇的電抗器技術(shù)數(shù)據(jù)在分段開關(guān)處應(yīng)選擇nkl10-1500-10型，在各出線開關(guān)處應(yīng)加裝nkl-10-300-4型電抗器。根據(jù)以上綜合分析，10kv接線方式應(yīng)選擇為雙母分段帶電抗器接線。第六節(jié) 高壓廠用電接線設(shè)計一、 廠用電電壓等級的確定現(xiàn)代發(fā)電廠的廠用電，

19、一般都是由主發(fā)電機通過廠用變壓器或電抗器由電纜線路供電，因此廠用電系統(tǒng)電壓等級要根據(jù)發(fā)電機額定電壓、廠用電動機的額定電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的運行可靠性等諸方面因素相互配合，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟綜合比較后確定。從廠用電動機方面來看，發(fā)電廠里拖動各種廠用機械設(shè)備的電動機其容量相差很大，從幾瓦到幾千千瓦，而電動機的電壓與容量有關(guān)，因此只有一種電壓等級的電動機是不能滿足要求的，必須根據(jù)所拖動設(shè)備的功率以及電動機的生產(chǎn)情況來進行電壓等級的選擇。實踐經(jīng)驗表明，電動機容量為75kw以下，采用380v電壓等級；100200kw,采用6kv電壓等極；1000kw以上應(yīng)采用10kv電壓等級是比較合理的。從廠用電供電網(wǎng)絡(luò)方面來

20、看，廠用電系統(tǒng)的電壓最好采用上述電動機的推薦電壓，但電壓等級也不宜過多。否則，將使廠用電供電網(wǎng)絡(luò)接線復雜，導致運行、維修不方便，從而降低供電可靠性。經(jīng)過分析比較，目前在大中型火力發(fā)電廠中，廠用電系統(tǒng)一般都用6kv和380/220v兩種電壓等級。當發(fā)電機電壓為6kv時，廠用電高壓系統(tǒng)也采用6kv，這是可以省去廠用高壓變壓器。同是盡可能將大容量廠用電動機都接于6kv母線上，以減少低壓電動機的數(shù)目，節(jié)省大截面電纜，減少廠用低壓變壓器容量，使廠用電低壓網(wǎng)絡(luò)接線簡化。當發(fā)電機電壓為10.5kv及以上是，可采用廠用高壓降壓變壓器來得到6kv廠用高壓電源。綜合以上分析，該熱電廠項目的高壓廠用電電壓等級選擇為

21、6kv，低壓廠用電電壓選擇為380/220v。二、 高壓廠用工作電源引接方式的確定。根所“火力發(fā)電廠電氣設(shè)計”規(guī)范，發(fā)電廠高壓廠用電源引接線方式主要根據(jù)以下要求選擇：1、 當有發(fā)電機機端母線時，高壓廠用工作電源由各母線段引接，供給接在該母線的機組的廠用負荷，25mw機組接在饋線不帶電抗器的6kv主母線上時，采用輕型斷路器（sn10-10）即能滿足母線短路容量的要求。2、 當發(fā)電機與主變壓器成單運連接時，高壓廠用工作電源一般由主變壓器低壓側(cè)分接，供給該機組的廠用負荷。3、 當兼有發(fā)電機機端母線和單元連接機組時，根據(jù)上述原則分接各自的高壓廠用工作電源。根據(jù)上述原則，該項目中225mw兩臺機組高壓廠

22、用工作電源由雙母線分段中的一段母線引接，供給廠用負荷；另兩臺單元接線機組的高壓工作電源由主變低壓側(cè)分接，供給該機組的廠用負荷。三、 高壓廠用備用電源引接方式的確定根據(jù)火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定，備用電源的引接應(yīng)保證其獨立性，避免與廠用工作電源由同一電源處引接，引接點電源數(shù)量應(yīng)有兩個以上，并有足夠的供電容量。一般情況下當工作電源達到6個及以上時需要設(shè)置第二個備用電源，當有發(fā)電機機端母線時應(yīng)從發(fā)電機的機端母線上引接備用電源。據(jù)上述原則，結(jié)合該項目實際情況，高壓廠用備用電源只需設(shè)置一個即可，并且應(yīng)在雙母線分段處引接備用電源。四、 高壓廠用母線的接線方式設(shè)計根據(jù)火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定，對于蒸發(fā)量在

23、120220t/h的燃煤發(fā)電機組廠用電系統(tǒng)接線通常用單母線接線方式，為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性，一般都采用按爐分段、一爐一段的接線原則，即將廠用電母線按照鍋爐的臺數(shù)分成若干段，既便于運行、檢修，又以使事故范圍局限在一機一爐；，不致過多干擾正常運行機組。因此結(jié)合上述原則，該熱電廠共有四臺機組，因此6kv廠用電接線可分為四段，一臺機組一段，別外設(shè)置一個6kv電源備用段母線，也采用單母線接線方式。第二章 短路電流計算電力系統(tǒng)設(shè)計中進行短路電流計算的主要目的有：1、 校驗電氣設(shè)備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。2、 校驗開關(guān)的遮斷容量。3、 確定繼電保護及自動裝置的定值。4、 為系統(tǒng)設(shè)計用選擇電氣主接線提

24、供依據(jù)。5、 進行故障分析6、 確定輸電線路對相鄰通信線路的電磁干擾。電氣設(shè)備要能在實際運行中可靠的工作，必須按照正常工作條件下進行選擇，并按照短路狀態(tài)下來校驗其性能。電力系統(tǒng)運行中三相短路產(chǎn)生的危害最大，因此在本章中只對三相短路電流進行計算，來校驗電氣設(shè)備。該項目的電力系統(tǒng)接線簡圖見附圖2。第一節(jié) 電路元件參數(shù)的計算一、 基準容量取sb=100mva.基準電壓取平均電壓，即ub=uar(10.5kv,115kv)二、 各無件的電抗計算1、 發(fā)電機：xg1*xg2*=x=0.4352xg3*xg4*=x=0.18562、 變壓器：xt1*xt2*=(10.5/100)(100/25)=0.42

25、xt3*xt4*=0.1673、 電抗器機端母線分段開關(guān)處電抗器：xk1*=0.3496kv機端母線各饋線開關(guān)處電抗器：xk2*=0.6984、 線路廠系線：xl1*x0l1=0.480=0.242廠甲線：xl2*x0l2=0.460=0.181甲系線：xl3*x0l3=0.450=0.1515、 系統(tǒng)xs*=x1=0.9=0.09三、 根據(jù)上述等效電抗畫出等值計算網(wǎng)絡(luò)電路圖如下：（其中d1、d2、d3、d4為短路計算點）第二節(jié) 短路電流計算1、 設(shè)置d1點為短路點，則等值網(wǎng)絡(luò)簡化如下：x1xs+xl1/(xl2+xl3)=0.09+=0.23x2=(xt3+xg3)/(xt4+xg4)= =

26、0.1763x2=(xt1+xg1)/(xt2+xg2)= =0.4276則對應(yīng)的計算電抗： =0.23=2.3 =0.1763=0.22 =0.4276=0.267查汽輪發(fā)電機運算曲線數(shù)字表，得：系統(tǒng)：0.4348 i0.2*0.4348 i*0.4348發(fā)電機g1、g2: 4.167 i0.2*3.1 i*2.403發(fā)電機g3、g4: 4.938 i0.2*3.487 i*2.444所以短路電流為：系統(tǒng)：i0.2*i*0.43482.1829ka發(fā)電機1、g2：=4.167=1.301kai0.2= i0.2*=3.1=0.973kai= i*=2.403=0.754ka發(fā)電機g3、g4：

27、=4.938=3.101kai0.2= i0.2*=3.487=2.189kai= i*=2.444=1.535kad1點總的短路電流為：2.1829+1.301+3.1016.5849kai0.22.1829+0.937+2.1895.3449kai2.1829+0.754+1.5354.4719kaiimp=2.55=2.556.5849=16.7915ka2、 設(shè)置d2點為短路點，則等值網(wǎng)絡(luò)簡化過程如下:x1=xs+xl1/(xl2+xl3)=0.09+=0.23x2=(xt3+xg3)/(xt4+xg4)= =0.1763x3=0.148x4=0.123x5=x4=0.123x7=x2

28、+x3+=0.1763+0.148+=0.435x8=x1+x3+=0.23+0.148+=0.571x9=x4+xg2=0.123+0.4352=0.5582使用系數(shù)分布法：x10=0.1712x11=x10+x5=0.1712+0.123=0.29421=0.3 1=0.3936 1=0.3067x12=0.981 x13=0.745 x14=0.959對應(yīng)計算電抗：發(fā)電機g1:xg1js=xg1=0.4352=0.136發(fā)電機g1:xg2js=x14=0.959=0.3發(fā)電機g1:xg34js=x13=0.745=0.931系統(tǒng):x系統(tǒng)js=x12=0.981=9.81查汽機發(fā)電機運行曲

29、線表得：系統(tǒng)：0.102 i0.2*0.102 i*0.102發(fā)電機g1: 7.718 i0.2*4.878 i*2.526發(fā)電機g2: 3.603 i0.2*2.785 i*2.347發(fā)電機g3、g4: 1.1146 i0.2*1.0221 i*1.23所以短路電流為：發(fā)電機1：=7.718=13.26kai0.2= i0.2*=4.878=8.39kai= i*=2.526=4.345ka發(fā)電機2：=3.603=6.197ai0.2= i0.2*=2.785=4.79kai= i*=2.347=4.04ka發(fā)電機g3、g4：=1.1146=4.904kai0.2= i0.2*=1.0221

30、=4.497kai= i*=1.23=5.412kad2點總的短路電流為：13.26+6.197+4.904+5.6129.971kai0.28.39+4.79+4.497+5.615.3449kai4.345+4.04+5.412+5.6119.407kaiimp=2.7=2.729.971=80.92ka3、設(shè)置d3點為短路點，則等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：用系數(shù)分布法：x15=0.175x16=x15+xk2=0.175+0.698=0.8731=0.402 2=0.178 3=0.235 4=0.182x17=2.17 x18=4.89 x19=3.72 x20=4.78對應(yīng)計算電抗：發(fā)電機g1:

31、xg1js=x17=2.17=0.7發(fā)電機g1:xg2js=x20=4.78=1.5發(fā)電機g1:xg34js=x19=3.72=4.65系統(tǒng):x系統(tǒng)js=x18=4.89=48.9查汽機發(fā)電機運行曲線表得：系統(tǒng)：0.02 i0.2*0.02 i*0.02發(fā)電機g1: 1.492 i0.2*1.338 i*1.734發(fā)電機g2: 0.686 i0.2*0.644 i*0.713發(fā)電機g3、g4: 0.215 i0.2*0.215 i*0.215所以短路電流為：系統(tǒng): i0.2*i*0.02=1.45ka發(fā)電機1：=1.492=2.57kai0.2= i0.2*=1.338=2.3kai= i*=

32、1.734=2.98ka發(fā)電機2：=0.686=1.18ai0.2= i0.2*=0.644=1.11kai= i*=0.713=1.23ka發(fā)電機g3、g4：=0.215=1.45kai0.2= i0.2*=0.215=1.45kai= i*=0.215=1.45kad2點總的短路電流為：2.57+1.18+1.45+1.16.3kai0.22.3+1.11+1.45+1.15.96kai2.98+1.23+1.45+1.16.76kaiimp=2.55=2.556.3=16.07ka4、設(shè)置d4點為短路點，則等值網(wǎng)絡(luò)圖簡化過程如下：化簡計算如下圖:x1xs+xl1/(xl2+xl3)=0.

33、09+=0.23x2=(xt1+xg1+xt2+xg2)=0.42+0.4325=0.8552x3=xt3+xg3=0.167+0.1865=0.3535使用系數(shù)分布法：x4=0.1198x5=x4+xt4=0.1198+0.167=0.28681=0.521 2=0.14 3=0.339x6=0.55 x7=2.05 x8=0.85對應(yīng)計算電抗：發(fā)電機g1g2:xg12js=x7=2.05=1.3發(fā)電機g3:xg3js=x8=0.85=0.53發(fā)電機g4:xg4js=xg4=0.1865=0.12系統(tǒng):x系統(tǒng)js=x6=0.55=5.5查汽機發(fā)電機運行曲線表得：系統(tǒng)：0.182 i0.2*0

34、.182 i*0.182發(fā)電機g12: 0.793 i0.2*0.74 i*0.836發(fā)電機g3: 2.011 i0.2*1.736 i*1.985發(fā)電機g3、g4: 8.963 i0.2*5.220 i*2.512所以短路電流為：系統(tǒng): i0.2*i*0.182=10ka發(fā)電機12：=0.793=2.275kai0.2= i0.2*=0.74=2.543kai= i*=0.836=2.873ka發(fā)電機3：=2.011=6.911kai0.2= i0.2*=1.736=5.966kai= i*=1.985=6.822ka發(fā)電機g4：=8.963=30.8kai0.2= i0.2*=5.22=1

35、7.94kai= i*=2.512=8.633kad4點總的短路電流為：2.725+6.911+30.8+1050.436kai0.22.543+5.966+17.94+1036.449kai2.873+6.822+8.633+1028.328kaiimp=2.7=2.750.436=136.1772ka短路計算結(jié)果列表如下：短路點i0.2iiimpd16.585.354.4716.79d229.9723.2819.4180.92d36.35.966.7616.07d450.4636.4528.328136.1772第三章 電氣設(shè)備的選擇正確地選擇高備是電氣主接線和配電裝置達到安全經(jīng)濟運行的重

36、要條件。在進行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際性況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。在具體進行設(shè)備選型及技術(shù)參數(shù)的先擇時應(yīng)保證發(fā)電廠的安全運行和供電可靠性，并留有適當?shù)陌l(fā)展裕度，盡量選用輕型設(shè)備和常用產(chǎn)品。在同一發(fā)電廠中，應(yīng)量減少設(shè)備和材料的種類。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊相關(guān)規(guī)定，要保證所選擇的電氣設(shè)備能夠可靠工作，必須按照正常工作條件進行選擇，并按照短路狀態(tài)來校驗其短路的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性。即：1、 所選擇的電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓。ueuew2、 所選擇的電氣設(shè)備的額定電流ie或載流導體的長期允許電流iy不

37、得小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流imax，即ie(或ig) imax3、 所選擇的電氣設(shè)備必須通過短路狀態(tài)校驗，即熱穩(wěn)定校驗：qdqy或qdit;動穩(wěn)定校驗：ichidw或ichidw4、 短路校驗時短路電流的計算條件：必須使用電路可能發(fā)生的最大短路電流的接線方式計算，一般按照電路三相短路來校驗。第一節(jié) 最大長期工作電流的確定1、 發(fā)電機：g1和g2:ig1max=ig2max=1.8kag3和g4:ig3max=ig4max=3.6ka2、 變壓器:t1和t2：igt1max=igt2max=1.44kat3和t4：igt3max=igt4max=3.64ka3、10kv主母線及母聯(lián)、分段回

38、路：10kv主母線及母聯(lián)回路：igmax=ig1max=1.8ka母線分段回路：igmax=0.8ie=0.8=1.37ka4、110kv系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線：igmax=0.547ka5、 用戶線路：1） 單回路線路：廠甲線：igmax=棉一廠線、棉二廠線、農(nóng)機廠線、市區(qū)i線、市區(qū)ii線、食品廠線：igmax=市區(qū)iii線：igmax=2)雙回路線線路:廠乙線:igmax=印染廠線路：igmax=紡機廠線路：igmax=第二節(jié) 電氣設(shè)備的選擇一、10.5kv機端母線的選擇：10.5kv機端母線為匯流母線，一般按照長期發(fā)熱允許電流選擇截面。1、已知當?shù)仄骄鶞囟葹?2度則溫度修正系數(shù)0.92因 則1.96

39、ka故選擇單片矩形鋁導體，單條豎放，導體尺寸125*8mm2,集膚系數(shù)kf=1.08,額定電流ie=2087a2、熱穩(wěn)定校驗：用最小截面法校驗smin=而tb=0.03s,tgf=0.06s,則tkd=0.03+0.06=0.09stb=tb1=0.05s,tr=tb1+tkd=0.05+0.09=0.14s則tfz=0.05=0.12s查曲線tz=f(,tr)得tz=0.25s故tdz=tz+tfz=0.25+0.12=0.37ssmin=821.131258mm2因此選擇該類型母線符合熱穩(wěn)定要求3、短路動穩(wěn)定校驗：icj=80.9271ka相間電動力：fx=1.7310-7最大旁矩：mw相

40、間應(yīng)力：因此選擇該類型母線符合動穩(wěn)定要求。二、110kv主母線的選擇：已知當?shù)仄骄鶞囟葹?2度則溫度修正系數(shù)0.92因 則0.595ka故選擇lgj-240型剛芯鋁絞線，kf=1因110kv軟母線可不進行電暈校驗的最小導體型叼為lgj-70,因此該選擇不需要進行電暈校驗。校驗短路穩(wěn)定：有前述計算可得tdz=0.37s 則：smin=30.72mm2igmax=1.8kaiekd=40kai=20.971kaqy=402tqd=29.9712t所以選擇sn10-110iii型斷路器滿足要求。2、隔離開關(guān)選擇：gn2-10/2000型，其ue=10kv,ie=2000a, i動穩(wěn)85ka ，i熱穩(wěn)

41、51ka，操作機構(gòu)為cs6-2校驗：ue=10kv=uewie=2kaigmax=1.8kaqy=512tqd=29.9712ti動穩(wěn)85kaich=80.927ka所以選擇gn2-10/2000型隔離開關(guān)滿足要求。四、10kv棉一線回路中斷路器與隔離開關(guān)選擇：故斷路器選為sn10-10i型，其ie=630a,iekd=16ka,i動穩(wěn)=40ka, i熱穩(wěn)16ka ，t固分0.06s，t固合0.2s校驗：ue=10kv=uewie=630aigmax=220aiekd=16kai=6.3kaqy=162tqd=6.32tidf40kaich=16.07ka所以選擇sn10-10i型斷路器滿足要

42、求。2、隔離開關(guān)選擇：gn6-10t/600型，其ue=10kv,ie=600a, i動穩(wěn)52ka ，i熱穩(wěn)20ka校驗：ue=10kv=uewie=600aigmax=220aqy=202tqd=6.32tidf52kaich=16.07ka所以選擇gn6-10t/600型隔離開關(guān)滿足要求。五、110kv系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線回路中斷路器與隔離開關(guān)選擇：1、因廠甲線igmax=0.2ka,ue=110kv,廠乙線igmax=0.22ka,ue=110kv故均選擇sw6-110型斷路器，其其ue=110kv,ie=1200a, iekd=21ka i動穩(wěn)53ka ，i熱穩(wěn)21ka校驗：ue=110kv=u

43、ewie=1200aigmax=200aqy=212tqd=6.58392tidf53kaich=16.7915ka所以選擇sw6-110型斷路器滿足要求。2、隔離開關(guān)選擇：gw4-110g(d)/1000型，其ue=110kv,ie=1000a, i動穩(wěn)50ka ，i熱穩(wěn)14ka校驗：ue=110kv=uewie=1000aigmax=200aqy=142tqd=6.58392tidf50kaich=16.7915ka所以選擇gw4-110g(d)/1000型隔離開關(guān)滿足要求。第四章 屋內(nèi)配電裝置的設(shè)計屋內(nèi)配電裝置的機構(gòu)型式與電氣主接一和電壓等級，母線容量、斷路器型式、出線回數(shù)和方式，在無電

44、抗器等有著密切的關(guān)系。此外，還與施工、檢修條件、運行經(jīng)驗等因素有關(guān)。隨著新設(shè)備和新技術(shù)的采用，運行、檢修經(jīng)驗的不斷豐富，配電裝置的結(jié)構(gòu)和型式將會不斷發(fā)展。發(fā)電廠和變電所中610kv屋內(nèi)配電裝置，按照其布置型式的不同，一般可分為三層、二層和單層式。三層式是將所有電氣設(shè)備按照輕重和接線順序分別布置于三層中，具有安全、可靠、占地面積小等優(yōu)點，但其結(jié)構(gòu)復雜、施工時間長、造價較高、檢修和運行不大方便。二層式是將所有電氣設(shè)備布置在二層中，與三層相比，它的造價較低，運行和檢修方便，但點地面積有所增加。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。單層式是將所有的設(shè)備布置在一層，適用于出線無電抗器的情況。單層式占地

45、面積較大，如容量不太大，通常采用成套配電裝置以減少占地面積。35220kv的屋內(nèi)配電裝置，只有二層和單層式。屋內(nèi)配電裝置的總體布置原則是：1、 既要考慮設(shè)備的重量，把最重的設(shè)備（如電抗器）放在底層，以減輕樓板荷重和方便安裝，又需要按照主接線圖的順序來考慮設(shè)備的連接，做至進出線方便。2、 同一回路的電氣和導體應(yīng)布置在同一個間隔（小間）內(nèi)，而各回路的間隔則相互隔離以保證檢修時的安全及限制故障范圍。3、 在母線分段處要用墻把各段母線隔開，以防止母線事故的蔓延，并保證檢修安全。4、 布置要盡量對稱，以便利操作。5、 充分利用各間隔的空間。6、 容易擴建。屋內(nèi)配電裝置通常包括下列間隔：1）發(fā)電機。2）變

46、壓器。3）線路。4）母線聯(lián)絡(luò)斷路器。5）電壓互感器和避雷器。此次設(shè)計項目中，因10kv系統(tǒng)有出線電抗器，故設(shè)計采用屋內(nèi)兩層式，母線和隔離開關(guān)裝在母線下面的敞開小室內(nèi)，用隔板隔開，防止事故蔓延。斷路器和電抗器較笨重，設(shè)置在第一層，按雙列布置，中間為操作通道，斷路器和隔離開關(guān)的操作機構(gòu)集中在第一層打操作通道內(nèi)操作，操作比較方便，出線電抗器布置在小室內(nèi)，設(shè)有通風道改善冷卻條件。這種兩層通道式配電裝置，操作地點集中，巡視路線短。斷路器布置在一層，對檢修、運行維護比較方便；母線單列布置，可增加配電裝置的總長度。第五章 層外配電裝置的設(shè)計屋外配電裝置的結(jié)構(gòu)型式與電氣主接線、電壓等級、容量、重要性及所采用的

47、斷路器、隔離開關(guān)、母線和構(gòu)架的型式等都有密切關(guān)系。屋外配電裝置根據(jù)電氣設(shè)備和母線的布置高度和重疊情況，分為低型、中型、半高型和高型等幾種類型。低型和中型屋外配電裝置的特點是把所有電氣設(shè)備都裝設(shè)在同一水平面內(nèi)較低的基礎(chǔ)上。低型的主母線一般由硬母線組成，而母線與隔離開關(guān)基本布置在同一水平面上。中型配電裝置是把所有電氣設(shè)備都安裝在地面基礎(chǔ)上，或安裝在設(shè)備支架上，以保持帶電部分與地之間必要的高度，這樣使各種電氣設(shè)備基本處在同一水平面內(nèi)。母線布置在比電氣設(shè)備較高的水平面內(nèi)，母線和各種電氣設(shè)備均不上下重疊布置。所以無認在施工、運行和檢修方面都比較方便，而且可靠，但占地面積較大。中型配電裝置大都采用懸掛式軟

48、母線，近幾年來硬母線的采用也日益增多。在半高型和高型屋外配電裝置中，電氣設(shè)備分別裝在幾個水平面內(nèi)。高型布置中母線隔離開關(guān)位于斷路器之上，主母線又在母線隔離開關(guān)之上，整個配電裝置的電氣設(shè)備形成了三層布置。半高型的高度則處于中型和高型之間。我國目前采用最多的是中型配電裝置，近幾年來半高型配電裝置的采用也有所增加，而高型配電裝置由于運行、維護檢修都不方便，只是在山區(qū)及丘陵地帶，當布置受到地形條件的限制時才采用。低型配電裝置由于占地面積太大，目前基本上不采用。本項目中110kv系統(tǒng)屋外配電裝置采用中型方案。第二篇 電氣二次部分第一章 繼電保護的作用及基本要求繼電保護裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件

49、發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。電力系統(tǒng)在運行過程中，出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)和短路故障是難以避免的，特別是大系統(tǒng)中的一些嚴重短路故障，可能使電氣設(shè)備由于遭到短路電流的熱效應(yīng)和電動力作用而損壞，甚至使電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定運行而造成系統(tǒng)崩潰。采用繼電保護裝置、借助于斷路器，自動地、迅速地、有選擇地切除故障元件是防止電氣設(shè)備損壞和事故擴大的最為有效的方法。故障切除后可使非故障部分正常運行，同時也使故障元件免于繼續(xù)受到損壞。當系統(tǒng)中發(fā)生了不正常運行情況時，繼電保護裝置能給出信號，以便及時處理，防止了事態(tài)擴大。繼電保護是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行、

50、防止事故發(fā)生或擴大起重要做用。繼電保護對電力系統(tǒng)安全運行起著重要作用，擔負如此重要任務(wù)的繼電保護必須滿足四點基本要求：1、 選擇性：有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除。2、 速動生：保護動作力求迅速，快速切除故障，減少故障對電氣設(shè)備和系統(tǒng)的影響。3、 可靠性：保護該動作時不能拒動，不該動作時不能誤動。4、 靈敏性：對于保護裝置保護范圍內(nèi)發(fā)生的任何故障，均應(yīng)能敏銳地感覺出并保證動作，將故障切除。第二章 保護配置方案設(shè)計1、發(fā)電機保護配置：1）防御定子線圈相間短咱的保護。2）防御定子線圈單相接地的保護。3）定子線圈有并聯(lián)分支時，防御定子線圈匝間短路的保護。4）防御外部短路的保護，同時又作為防御發(fā)電

51、機內(nèi)部短路的后備保護。5)對稱過負荷保護。6）勵磁回路一點及兩點接地保護。2、主變壓器保護配置：1）防御繞組及其引了線的相間短路和中性點直接接地側(cè)的單相接地保護。2）防御變壓器油箱內(nèi)部短路和油面降低的保護。3）防御外部相間短路并作為瓦斯保護和縱差保護后備的過電流保護。4）防御中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路的零序電流保護。5）防御過負荷的保護。3、110kv輸電線路保護設(shè)置： 1） 反應(yīng)接地短路的保護。2）反應(yīng)相間短路的保護。4、10kv線路保護：1）反應(yīng)相間短路的過電流保護。2）反應(yīng)單相接地故障的保護（只發(fā)信號）。第三章 保護整定計算的注意事項一、保護方式的選擇：采用什么樣的保護，主要視其能否滿足保護規(guī)程及題目給定的要求來決定。所采用的保護能滿足規(guī)程及題目要求時，就算合格；不滿足要求時必須采取措施使其符合要求，或改用其它保護方式。當靈敏度不滿足要求時，在滿足速運性的前提下，可考慮采用保護的相繼動作以提高保護的靈敏性。后備保護的動作必須相互配合，要保證上一元件保護的動作值大于下一元件保護的動作值，且要留有一定裕度，以保證選擇性。二、系統(tǒng)運行方式的確定繼電保護整定計算中用到最大運行方式和最小運行方式，在確定系統(tǒng)的最大、最小運行方式時，不考慮極少的特