700MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 發(fā)電廠電氣部分發(fā)電廠電氣部分 課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）題目：題目： 700MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 院（系）：院（系）： 新能源學(xué)院新能源學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電氣電氣132132班班 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 131803037131803037 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 崔曉川崔曉川 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 起止時(shí)間：起止時(shí)間：2012014 929 2012015 9本科生課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：新能源學(xué)院 教研室：電氣工程及其自動(dòng)化 注：成績(jī)

2、：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算學(xué) 號(hào)131803037學(xué)生姓名崔曉川專(zhuān)業(yè)班級(jí)電氣32課程設(shè)計(jì)題目700MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)1.某地區(qū)根據(jù)電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，擬新建一座裝機(jī)容量為 700MW 的凝汽式火力發(fā)電廠，裝機(jī) 4 臺(tái)，2 臺(tái) 50MW 機(jī)組（UN =10.5kV） ，2 臺(tái) 300MW 機(jī)組（UN =15.75kV）廠用電率為 6%，機(jī)組年利用小時(shí) Tmax=6500h。2電力負(fù)荷及與電力系統(tǒng)連接情況 1）10.5kV 電壓級(jí)：最大負(fù)荷 20MW，最小負(fù)荷15MW，cos0.8,電纜饋線 10 回； 2）220kV 電壓級(jí)：最大負(fù)荷 25

3、0MW，最小負(fù)荷 200MW，cos0.85, Tmax=4500h，架空線 6 回； 3）330kV 電壓級(jí)與容量為3500 MW 的電力系統(tǒng)連接，系統(tǒng)歸算到本電廠 330kV 母線上的標(biāo)幺電抗為0.021（基準(zhǔn)容量為 100MVA） ，330kV 架空線 4 回，備用線 1 回。 3環(huán)條 當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?40，年平均溫度 25；當(dāng)?shù)睾０胃叨?700m；當(dāng)?shù)乩妆┤諗?shù) 30 日年；氣象條件一般，無(wú)嚴(yán)重污染。設(shè)計(jì)具體內(nèi)容：1）設(shè)計(jì)電氣主接線方案；2）完成主變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇；3）短路電流的計(jì)算；4）完成電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；進(jìn)度計(jì)劃1、布置任務(wù)，查閱資料。 （1 天）2、系統(tǒng)總體方

4、案設(shè)計(jì)。 （1 天）3、設(shè)計(jì)主接線。 （2 天）4、設(shè)計(jì)變壓器。 （2 天）5、短路計(jì)算。 （2 天）7、電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)（1）6、撰寫(xiě)、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（1 天）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）摘 要由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通 過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相

5、關(guān)。并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大的影響。電能的使用已經(jīng)滲透到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，而在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中火電設(shè)備容量占總裝機(jī)容量的 75%。本文是對(duì)配有 2 臺(tái)50MW 和 2 臺(tái) 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)的大型火電廠一次部分的初步設(shè)計(jì)，主要完成了電氣主接線的設(shè)計(jì)。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；主變壓器、啟動(dòng)/備用變壓器和高壓廠用/備用變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇；短路電流計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn); 并作了變壓器繼電保護(hù)關(guān)鍵詞: 發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；電氣設(shè)備本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I目 錄第 1 章 緒論 .11.1 本文的研究?jī)?nèi)

6、容 .1第 2 章 電氣主接線的設(shè)計(jì) .22.1 概述 .22.2 電氣主接線的基本思想及工作步驟 .22.3 主接線方案擬定 .3第 3 章 主變壓器的選擇 .63.1 變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定 .63.1.1容量的計(jì)算及確定.63.1.2.繞組接線組別的確定.73.2 主變壓器確定.7第 4 章 短路電流計(jì)算 .94.1概述 .94.2 短路電流計(jì)算 .9第 5 章 電氣設(shè)備的選擇 .195.1斷路器的選擇 .195.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇.215.2.1 330KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇.215.3電流互感器的選擇 .225.3.1 330KV 側(cè)電流互感器的選擇 .235.4發(fā)電機(jī)端封閉母線的選擇

7、 .25第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .26參考文獻(xiàn) .27本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論1.1 本文的研究?jī)?nèi)容由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無(wú)法大量?jī)?chǔ)存，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開(kāi)發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，

8、以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、 控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)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(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)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(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。本要從理論上在電氣主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布局，防雷設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)、變壓器和母線的繼電保護(hù)等方面做詳盡的論述，同時(shí)，在保證設(shè)計(jì)可靠性的前提下，還要兼顧經(jīng)濟(jì)性和靈活性，通過(guò)計(jì)算論證該火電廠實(shí)際設(shè)計(jì)的合理性

9、與經(jīng)濟(jì)性。在計(jì)算和論證的過(guò)程中，結(jié)合新編電氣工程手冊(cè)規(guī)范，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）2第 2 章 電氣主接線的設(shè)計(jì)2.1 概述電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線：由電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線電路圖：用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)并按工作順序排列。詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的接線圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝

10、置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。電氣主接線的基本要求概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 2.2 電氣主接線的基本思想及工作步驟1.主接線的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠的主接線是保證電網(wǎng)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布置、選擇、自動(dòng)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、

11、電氣設(shè)備性能和周?chē)h(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 2.短路電流的計(jì)算 短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。短本科生課程設(shè)計(jì)（論文）3路電流計(jì)算是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要計(jì)算項(xiàng)目，它涉及接線方式及設(shè)備選擇。工程要求系統(tǒng)調(diào)度或系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門(mén)提供接入本電廠和變電所的各級(jí)電壓的的綜合阻抗值，由電氣專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)計(jì)算。 進(jìn)行短路計(jì)算的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。三相短路是危害最嚴(yán)重的短路形式，因此，三相短路電流是選擇和校驗(yàn)電器和導(dǎo)體的基本依據(jù)。 3.電氣設(shè)備的選擇 選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、

12、母線、電纜、避雷器等，選用設(shè)備的型號(hào)正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了事導(dǎo)體和電器無(wú)論在正常情況或故障情況下，均能安全、及經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行、在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況、在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采取新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 4.主變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)是保證系統(tǒng)安全和設(shè)備可靠運(yùn)行的關(guān)鍵裝置之一。當(dāng)電力系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠快速的切出故障，保證系統(tǒng)和設(shè)備的安全發(fā)供電，并能保證其他設(shè)備的正常繼續(xù)運(yùn)行。 為防止變壓器發(fā)生各類(lèi)故障和不正常運(yùn)行造成的不應(yīng)有的損失以及保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，變壓器應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)。2.3 主接線方案擬定綜上

13、所述：發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問(wèn)題，主接線的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)保證其滿發(fā)，滿供，不積壓發(fā)電能力。同時(shí)盡可能減少傳輸能量過(guò)程中的損失，以保證供電的連續(xù)性，因而根據(jù)對(duì)原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：（1）10kV：出線為 8 回，鑒于出線回路多，且發(fā)電機(jī)單機(jī)容量為 50MW，遠(yuǎn)大于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)選用單母線分段接線不得超過(guò) 24MW 的規(guī)定，應(yīng)確定為雙母線分段接線形式，兩臺(tái) 50MW 機(jī)組分別接在兩段母線上，剩余功率通過(guò)主變壓器送往高一級(jí)電壓 110kV。由于 50MW 機(jī)組均接于 10kV 母線上，可選擇輕型設(shè)備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜出線上裝出線電抗器。本科生課程設(shè)計(jì)（論文

14、）4圖2-1 10kV出線（2）110kV：出線 6 回，采用雙母線帶旁路接線形式。進(jìn)線從 10kV 側(cè)送來(lái)剩余容量 250-（7006%）+20=38MW，不能滿足 110kV 最大及最小負(fù)荷的要求。為此以一臺(tái) 300MW 機(jī)組按發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線形式接至 110kV 母線上，其剩余容量或機(jī)組檢修時(shí)不足容量由三繞組變壓器與 330kV 接線相連，相互交換功率。圖2-2 110kV出線（3）330kV：出線 4 回，為使出線斷路器檢修期間不停電，采用 3/2 接線，。其進(jìn)線一路通過(guò)三繞組變壓器與 110kV 連接，另一路為一臺(tái) 300MW 機(jī)組與變壓器組成單元接線，直接接入 330kV，將

15、功率送往電力系統(tǒng)。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）5圖2-3 330kV出線：圖2-4 電氣主接線圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）6第 3 章 主變壓器的選擇3.1 變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定在各種電壓等級(jí)的變電站中,變壓器是主要電氣設(shè)備之一,其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓,進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù).確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證.因此,在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上,確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量,提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義. 變壓器的選擇應(yīng)符合: a）GB/T 17468電力變壓器選用導(dǎo)則 、GB 1094.1電力變壓器 第一部分：總則 、GB 1094.2電力變壓器 第二部分：溫升和 GB

16、 1094.5電力變壓器 第五部分：承受短路的能力的要求。 b）變壓器的參數(shù)應(yīng)符合:GB/T 6451三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求的規(guī)定。 c）變壓器的負(fù)載能力應(yīng)符合:GB/T 15164油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則的要求。 d）變壓器的絕緣水平應(yīng)符合:GB 1094.3電力變壓器 第三部分：絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空間間隙和 GB 311.1高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合的規(guī)定3.1.1 容量的計(jì)算及確定連接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)間的主變壓器容量，應(yīng)考慮一下因素：（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行時(shí)，在滿足發(fā)電機(jī)供電的日最小負(fù)荷，并扣除廠用負(fù)荷后，主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機(jī)母線電壓上的剩余有功和無(wú)功容量送入

17、系統(tǒng)。（2）當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺(tái)機(jī)組檢修或因供熱機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)而需限制本廠出力時(shí)，主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的需要。（3）若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有 2 臺(tái)及以上的主變壓器時(shí)，當(dāng)其中容量最大的一臺(tái)因故退出運(yùn)行時(shí)，其他主變壓器應(yīng)能輸送母線剩余功率的 70%以上。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）73.1.2.繞組接線組別的確定變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“Y”和三角形“d”兩種。全星形接線變壓器用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí)，3 次諧波無(wú)通路，將引起正弦波電壓畸變，并通過(guò)通信設(shè)備發(fā)生干擾，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)

18、整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。在我國(guó)，由于 500、330、220、110KV 均系中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，系統(tǒng)的零序阻抗較小。 為了保證發(fā)電廠供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。通過(guò)變壓器的分接開(kāi)關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無(wú)激磁調(diào)壓。3.2 主變壓器確定（1）330kV 側(cè)雙繞組為 SSP1-360000/330 型。表 3-1 技術(shù)參數(shù)額定容量（kVA）連接組別額定電壓（kV）空載損耗(kW)阻抗電壓（%）360000N11Y ,d高壓：36322.5%低壓：15.7530215(2) 110kV 側(cè)雙繞組為 SFP7

19、-360000/110 型。表 3-2 技術(shù)參數(shù)額定容量（kVA）連接組別額定電壓（kV）空載損耗(kW)阻抗電壓（%）360000N11Y ,d高壓：12122.5%11014本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8低壓：15.57（3）10kV 側(cè)三繞組變壓器選取 OSFPS240000/330 型。表 3-3 技術(shù)參數(shù)額定容量（kVA）容量比/MVA額定電壓（kV）空載損耗(kW)阻抗電壓（%）連接組別2400240000100/100/20高壓：34581.25%中壓：121低壓：10.5121高-中：8.64高-低：94.2中-低：78.5N,n0,11Y y d本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9第 4 章

20、短路電流計(jì)算4.1概述在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，時(shí)常會(huì)發(fā)生故障，其中大多數(shù)是短路故障（簡(jiǎn)稱短路）。所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。在發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)方面：1） 在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采用限制短路電流的措施，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2） 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行全面校驗(yàn)。3） 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線相間和相對(duì)地安全距

21、離。4） 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5） 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。4.2 短路電流計(jì)算系統(tǒng)基準(zhǔn)值100MVA，基準(zhǔn)電壓= BSBU.av nU1、發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值的計(jì)算發(fā)電機(jī)（型號(hào)：QFS-50-2）：=0.1911G2G12XXdd發(fā)電機(jī) （型號(hào)：QFS-300-2）：=0.19533,4G G34XXdd本科生課程設(shè)計(jì)（論文）102、變壓器電抗標(biāo)幺值的計(jì)算330kV 主變壓器：(%)151000.042100100360kBTNUSXS110kV 主變壓器: (%)141000.038100100360kBTNUSXS10kV 側(cè)連接廠備用三

22、繞組變壓器 T（ SSPSO-360000/330）：(1(1 2)(1 3)(2 3)1%)(%)(%)(%)2kUUUU = 1(7.577.566.7)9.152(2(1 2)(2 3)(1 3)1%)(%)(%)(%)2kUUUU = 1(7.566.777.5)1.652 3(1 3)(2 3)(1 2)1(%)(%)(%)(%)2kUUUU =1(77.566.77.5)68.35211(%)9.151000.025100100360kBTNUSXS22(%)1.651000.005100100360kBTNUSXS 33(%)68.351000.19100100360kBTNUS

23、XS10kV 側(cè)三繞組變壓器 T（ SSPSO-240000/330） (1(1 2)(1 3)(2 3)1%)(%)(%)(%)2kUUUU = 1(8.6494.278.5)12.172(2(1 2)(2 3)(1 3)1%)(%)(%)(%)2kUUUU本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11 = 1(8.6478.594.2)3.532 3(1 3)(2 3)(1 2)1(%)(%)(%)(%)2kUUUU =1(78.594.28.64)82.03211(%)12.171000.05100100240kBTNUSXS22(%)3.531000.015100100240kBTNUSXS 33(%)8

24、2.031000.342100100240kBTNUSXS短路點(diǎn)的選擇應(yīng)選擇通過(guò)導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)。應(yīng)在三條電壓等級(jí)的母線上選擇三個(gè)短路計(jì)算點(diǎn) K1、K2、K3。 如取平均額定電壓進(jìn)行計(jì)算，則系統(tǒng)的短電壓 U=Uav，若選取 Ud=Uav 則無(wú)限大功率系統(tǒng)的短路電壓的標(biāo)幺值 ，*1dUUU短路電流周期分量的標(biāo)幺值為 *1PUIXX式中 無(wú)限大功率系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗（即總電抗）的標(biāo)幺值；*X短路電流的有名值為 /=IIBf*IfXIf 則沖擊電流為 KishshIkIfshfM2式中 沖擊系數(shù)，表示沖擊電流對(duì)周期分量幅值的倍數(shù)。0.011aTshKe 當(dāng)時(shí)間常數(shù)

25、 Ta 的值由零偏至無(wú)限大時(shí)，沖擊系數(shù)值的變化范圍為： 12Ksh用于校驗(yàn)設(shè)備的最大三相對(duì)稱短路電流的計(jì)算。本設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算采用近似方法計(jì)算。即發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的次暫態(tài)電勢(shì)=1。圖 4-1 為全系統(tǒng)圖的等值電路E本科生課程設(shè)計(jì)（論文）12k1k3k2k5k4330kV10.5kV110kV 圖 4-1 全系統(tǒng)圖的等值電路k1 點(diǎn)發(fā)生短路，其等值電路圖如下圖 4-2： 圖 4-2 k1 點(diǎn)短路等值電路圖X=X /(X +X )=0.021/(0.191+0.038)=0.0214123X=X +X =0.191+0.042=0.2331545XX +X =0.025-0.005=0.0216=89

26、X=X+X=0.655+0.1953=0.85201213Y本科生課程設(shè)計(jì)（論文）130.05 0.342 0.05 0.015 0.015 0.342610677100.067170.342100.05 0.342 0.05 0.015 0.015 0.342610677101.532180.01570.05 0.342 0.05 0.015 0.015 0.34261067710196XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX0.460.05XX/X0.02/0.067 0.015211617Y本科生課程設(shè)計(jì)（論文）141.532 0.01518210.01122XX1.532 0.

27、46 0.0151819211.532 0.4618190.35123XX1.532 0.46 0.0151819210.46 0.01519210.00324XX1.532 0.46 0.015181921XXXXXXXXXXXXXX+X/ / XXX0.020.011 / / 0.2330.0030.379251422152423（）（+）+（）（）+0. 351= 短路等值阻抗252011 XX/X/ /0.379 / /0.85/ /0.19530.112X短路電流周期分量有效值 11I8.9X0.112100II8.948.9(kA)3 10.5wwwBI最大有效值 imp1.52I

28、1.5248.974.3(kA)Iw沖擊電流 2.55I2.5548.9124.7(kA)shwi短路功率 （MVA）8.9100890ktwBSIS(1) 110kV 母線（k2 點(diǎn)）發(fā)生短路，其等值電路圖如下圖 4-3：X=X /(X +X )=0.021/(0.191+0.038)=0.0214123X=X +X =0.191+0.042=0.2331545XX +X =0.025-0.005=0.0216=89X=X/(X+X)+X=0.1953/(0.655+0.1953)+0.342=0.51711121310本科生課程設(shè)計(jì)（論文）15圖 4-3 110kV 母線短路等值電路圖Y6

29、71867166161967167162067160.05 0.0150.0090.05 0.015 0.020.05 0.020.0030.05 0.015 0.020.015 0.020.0040.05 0.015 0.02XXXXXXXXXXXXXXXXXX本科生課程設(shè)計(jì)（論文）16211419=221718=/+23212220X=X+X=0.02+0.003=0.23XX+X0.5+0.009=0.509XXXX=0.023/0.509+0.004=0.026短路等值阻抗 1523XX/X0.233/ /0.0260.023短路電流周期分量有效值11I43.48X0.023100II

30、I43.4821.83(kA)33 115wBwwBwnSIU最大有效值 imp1.52I1.52 21.8333.18wI沖擊電流 2.55I2.55 21.8355.67(kA)shwi短路功率 (MVA)43.48 1004348ktwBSIS(2) 發(fā)電機(jī)出口（k4 點(diǎn)）短路計(jì)算，其等值電路圖如下圖 4-4：4G圖 4-4 發(fā)電機(jī)出口（k4 點(diǎn)）短路等值電路圖4GX=X /(X +X )=0.021/(0.191+0.038)=0.0214123/15111213101689X=X(X+X)+X=0.1953/(0.655+0.1953)+0.342=0.5X=X +X =0.025-

31、0.005=0.02Y本科生課程設(shè)計(jì)（論文）17671767166161867167161967160.05 0.0150.009XX0.05 0.015 0.020.05 0.02X0.003XX0.05 0.015 0.020.015 0.02X0.004XX0.05 0.015 0.02XXXXXXXXXX205192115172214180.0420.0040.0460.5 0.009 0.5090.02 0.003 0.023XXXXXXXXX短路等值阻抗 2220421X(X/XX) / /X(0.023/ /0.5090.046) / /0.1910.05短路電流周期分量有效值1

32、1I20X0.05100II2010.04(kA)33 115BwwwnSU最大有效值 (kA)imp1.52I1.52 10.0415.26wI沖擊電流本科生課程設(shè)計(jì)（論文）18(kA)2.55I2.55 10.0425.602shwi短路功率 (MVA)I20 1002000ktwBSS本科生課程設(shè)計(jì)（論文）19第 5 章 電氣設(shè)備的選擇5.1斷路器的選擇斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國(guó)斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級(jí)在 10kV220kV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用

33、 SF6斷路器。斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：1）額定電壓校驗(yàn)： maxNUU2）額定電流選擇： maxNII3）開(kāi)斷電流： （短路電流有效值） NbrwII4）動(dòng)穩(wěn)定： （短路沖擊電流） esshii5）熱穩(wěn)定： krQQ隔離開(kāi)關(guān)的選擇校驗(yàn)條件與斷路器相同，并可以適當(dāng)降低要求 (1) 主變 330kV 側(cè)高壓斷路器的選擇流過(guò)斷路器的最大持續(xù)工作電流(kA)max1.053601.050.661I33330NNSU 為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，選擇 LW15-363/Q 高壓斷路器， 開(kāi)斷電流校驗(yàn): 40(kA)8.33(kA) 開(kāi)斷電流校驗(yàn)合格。NbrIwI本科生課程設(shè)計(jì)（論文）20動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：

34、100(kA) 21.24(kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。shishi熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間為 0.15S，全開(kāi)斷時(shí)間為 0.05S，則短路計(jì)算atbt時(shí)間： 0.15+0.050.2(S)kabttt短路電流的熱效應(yīng)2(kA) .s 2228.330.213.878(kA) .swkkItQ 2224046400(kA) .strQI t rQkQ熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。所以，所選斷路器滿足要求。(2) 330kV 出線高壓斷路器的選擇330kV 出線回路設(shè)備應(yīng)按最大負(fù)荷進(jìn)行考慮選擇，所以流過(guò)斷路器的工作電流最大時(shí)為系統(tǒng)全部出力通過(guò)一回 330kV 送入系統(tǒng)時(shí)：（四條出線回路的斷路器相同）ma

35、x35001.051.0541.891(kA)3 330 0.853cosNNPIU 開(kāi)斷電流校驗(yàn): 40(kA)8.33(kA) NbrIwI 開(kāi)斷電流校驗(yàn)合格。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：本科生課程設(shè)計(jì)（論文）21100(kA) 21.24(kA) esiesi動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間為 0.15S，全開(kāi)斷時(shí)間為 0.05S，則短路計(jì)算時(shí)間：atbt 0.15+0.050.2(S)kabttt短路電流的熱效應(yīng)2(kA) .s 2228.330.213.878(kA) .swkkItQ 2224046400(kA) .strQI t rQkQ熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。所以，所選斷路器滿足要求

36、。330kV 四條回路選擇相同的高壓斷路器.5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇5.2.1 330kv 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇 (1) 主變 330kv 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇流過(guò)斷路器的最大持續(xù)工作電流max1.053601.050.661(kA)33330NNSIU 為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，選擇 GW7-363 型隔離開(kāi)關(guān) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：本科生課程設(shè)計(jì)（論文）22=2000=661NIA( )maxI(A)100(kA) 21.24 (kA)shishi動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間為 0.15S，全開(kāi)斷時(shí)間為 0.05S，則短路計(jì)算時(shí)間： atbt 0.15+0.050.2（S）短路電流的熱效

37、應(yīng)kabttt2(kA) .s 2228.330.213.878(kA) .swkkItQ 2224046400(kA) .strQI t rQkQ熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 所以，所選隔離開(kāi)關(guān)滿足要求。(2) 330kV 出線隔離開(kāi)關(guān)的選擇330kV 出線回路設(shè)備應(yīng)按最大負(fù)荷進(jìn)行考慮選擇，所以流過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的工作電流最大時(shí)為系統(tǒng)全部出力通過(guò)一回 330kV 送入系統(tǒng)時(shí)：（四條出線回路的隔離開(kāi)關(guān)相同）max35001.051.0541.891(kA)33300.853cosNNPIU 5.3電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：1型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于6

38、20kV 屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于 35kV 及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）23有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。2一次回路電壓： NSNUU3一次回路電流： （一次回路最大工作電流）（原邊額定電流）maxI1NI 4準(zhǔn)確等級(jí)：要先知道電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類(lèi)型及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求高的表計(jì)來(lái)選擇。5二次負(fù)荷： 2nSS 式中， 2222(VA)NNNZSI2222nSIZ6動(dòng)穩(wěn)定： 12NesShiIK式中，是電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，等于電流互感器極限值，過(guò)電流峰值es

39、K 與一次繞組額定電流 峰值之比，即 esimI12esesNiKI7. 熱穩(wěn)定： 221()NtwkItIK5.3.1 330kV 側(cè)電流互感器的選擇（1）主變 330kV 側(cè) TA 的選擇 1一次回路電壓：(kV)330NNSuu2一次回路電流：(A)1max44360000839.7823333330NNNSIIU由此可得，初選 LM型電流互感器 363(2000/5)表 LM-363（2000/5）型電流互感器技術(shù)參數(shù)型 號(hào)額 定電級(jí)次組合額定輸出/VAcos0.81S 熱穩(wěn)定倍數(shù)/kA動(dòng)穩(wěn)定倍本科生課程設(shè)計(jì)（論文）24流/A數(shù)/kALM-3632000/50.2/0.5/5P/10P30401003動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 12NesshiIK，1222 100282.843(kA)21.24(kA)NesshiIK 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。4熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流的熱效應(yīng)2(kA) .s2228.330.213.878(kA) .swkkItQ 2221()(240)6400(kA) .sNtIK 21()NtIKkQ滿足熱穩(wěn)定要求。綜上所述，所選 LM滿足要求。363(2000/5)（2）330kV 出線回路 TA 的選擇 1一次回路電壓：(kV)330NN SUU2 一次回路電流：(A)1max443500 / 42401.33833333300.85NNNSII