發(fā)電廠主接線設計

1、目錄一、題目分析 1二、電氣主接線方案比較 1三、短路電流計算 4四、電氣設備的選擇 12五、電氣主接線圖 22教育資料、題目分析某水庫電站是一座以灌溉為主，兼顧發(fā)電的季節(jié)性電站，冬、春季有三個多月因水庫不放水或放水量少，電站停止運行不發(fā)電。 電站設計容量為三臺立式機組，總裝機2000KW ( 2X 800KW+1 X 400KW ),裝機年利用小時為 3760h ,多年平均發(fā)電量為 752萬KW.h 。 根據(jù)金塔縣的用電負荷情況，該電站距城南變電所較近，因此，除廠用電外全部電能就近送至城南35KV變電所聯(lián)入系統(tǒng)。鑒于以上特點，本電站電氣主接線采用三臺發(fā)電機兩臺變壓器，高壓側(cè)送電電壓為35KV

2、, 一回出線。二、電氣主接線方案比較方案一：3臺發(fā)電機共用一根母線，采用單母線接線不分段；設置一臺變壓器方案二：1、2號發(fā)電機-變壓器擴大單元接線；3號發(fā)電機-變壓器單元接線;設置了 2臺變壓器；35KV 線路采用單母線接線不分段。2TIT電氣主接線方案比較:(1)供電可靠性方案一供電可靠性較差;方案二供電可靠性較好。(2)運行上的安全和靈活性方案一母線或母線側(cè)隔離開關故障或檢修時，整個配電裝置必須退出運行，而任何一 個斷路器檢修時，其所在回路也必須退出運行，靈活性也較差;方案二1、2號發(fā)電機-變壓器擴大單元接線與3號發(fā)電機-變壓器單元接線相配合，使 供電可靠性大大提高，提高了運行的靈活性。(

3、3)接線簡單、維護和檢修方便很顯然方案一最簡單、維護和檢修方便。(4)經(jīng)濟方面的比較方案一最經(jīng)濟。各種方案選用設備元件數(shù)量及供電性能列表:力殺一一斷路器（臺數(shù)）6. 3KV4437KV12隔離開關（臺數(shù)）6. 3KV8837KV24主變臺數(shù)12供電可靠性差較好供電靈活性F較好母線條數(shù)11接線特點簡單較簡單實現(xiàn)自動化不易較易投資比較不大較大運行維修小方便較方便綜合比較：選方案二最合適。經(jīng)過綜合比較上述方案，本階段選用方案二作為推薦方案。2、變壓器容量及型號的確定:泰甯:500KVA1、ST1 = P1= 2 800 =2000KVA COSf0.8型號額定容量（KVA額定電壓（KV）阻抗電壓（為

4、連接組高壓低壓S9-2000/352000356.36.5Yd11經(jīng)查表選擇 SF7-8000/35型號，其主要技術參數(shù)如下:2、ST2經(jīng)查表選擇SL7-4000/35型號，其主要技術參數(shù)如下:型號額定容量（KVA額定電壓（KV）阻抗電壓（為連接組高壓低壓S9-500/35500356.36.5Yyn0三、短路電流計算3.1 短路電流計算條件為使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作校驗用的短路電流應按下列條件確定。(1)容量和接線按本工程設計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃(一般為 本工程建成后510年)：其接線應采用可能發(fā)生最大短路電

5、流的正常接線方式，但不考慮 在切換過程中可能短時并列的接線方式。(如切換廠用變壓器時的并列)。(2)短路種類一般按三相短路驗算，若其他種類短路較三相短路嚴重時，即應按最嚴重的情況驗算。(3)計算短路點選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。3.2 短路電流計算書短路點的選擇：因本設計電壓等級不多， 接線簡單，一個單母線接線，一個發(fā)電機-變壓器組單元接線， 兩條母線：6.3KV和35KM故在6.3KV母線、3號發(fā)電機出口處及 35KV母線各選取一點作 為短路計算點，分別為 k1、k2、k3o發(fā)電機，變壓器及系統(tǒng)的主要參數(shù)如下：1、發(fā)電機參數(shù)：2 M800KW+1M400KVV cos

6、0 =0.8 , xd =。？，額定電壓 6.3kV2、變壓器參數(shù)：2 臺，1T: Ud%=6.5% 2000KVA,2T： Ud % =6.5%, 500KVA3、線路參數(shù)：一回35kV出線經(jīng)過50km,接入變電所。選取基準值：XiSj=100MV A U j發(fā)電機G1:X1*=X2*發(fā)電機G2:X3*變壓器T1:X4*變壓器T2: X5*線 路：X6*X6GiG2G3二Up=Xd*.*,SN3包二02父10"10 =20SN8000.8Sj=0.2Ud% Sj3100 10404000.83" 3_二3.25100 SN 1002000Ud%100Sj 6.5 100

7、103 _= 二 13SN 100500Sj =X1LU?= 0.4 50 吧=1.463723.2.1當k1點發(fā)生三相短路時:KiX9X7X10G12G3S8X _Xi* _20_1o7* 1022X 8* = X 3* X 5*=40 13 = 53“ Yi =1X 4*LX 6*1X 8*11+3.25 1.461=1.0153所以，X9* =X4* X6* % Y1=3.25 1.46 1.01=4.79X10*=X4* X-Y1 =3.25 53 1.01=173.97 S工單獨作用下,I:*X9*得=0.21穩(wěn)態(tài)短路電流.Sj100 103 一 ,八I - - I -*= 0.21

8、1.94KA"3Uj3 6.3沖擊短路電流ish =2.55 I-2.55 1.92 =4.90KA G12作用下,X7j* = X7S 一 二10 Sj2 800而需"3所以，G12為有限大容量系統(tǒng)。a、 t=0sI* =5.526, Sjcc=I* =5.5263U j2 8000.83 6.3 103= 1.01KAi sh二.2KshI” = 2 1.9 1.01 =2.72KAb、t=2s* =3.378S2 800IZ2 = I* 一j = 3.378 ：0.8，= 0.62KA3U j3 6.3 103c、t=4s , I * = 3.2341 Z4Sj3Uj

9、=3.2342 800 0.8 36.3 103= 0.59KAS400 G3 作用下，X10j* = X10* =173.97 X083=0.86v3jSj100 103所以，G3為有限大容量系統(tǒng)。a、 t=0s ,I* =1.436800isht=2s , Ic、 t=4s ,二I-I *_S_ = 1.436父-0.8 = 0.066KA 3U二 j2KshI”=1.7494I Z2 = I *SjI* =1.8076IZ4 = I *Sj3Uj3 6.3=J2 1.9 0.066-0.177KA400= 1.7494 0.8 =0.08KA3 6.3400= 1.8076' 0

10、18 = 0.083KA3 6.33.2.2 當k2點發(fā)生三相短路時:網(wǎng)絡簡化圖如下X7*X1*K2X9XX3G12G3X4* -10 3.25 =13.25,.xz 111111“ Y2 = =0.84X 5* X 6*X 7*13 1.46 13.25X8* = X5* X7*、Y2 =13 13.25 0.84 =144.69X9* = X5* X6*、Y2 =13 1.46 0.84 = 15.94 S/單獨作用下,1=0.063X9*穩(wěn)態(tài)短路電流I : = I 八.*Sj3U j100 103 公=0.0630.577KA.3 6.3沖擊短路電流ish=2.55 I 二= 2.55

11、0.577 =1.47KAG12作用下,X8j* = X8*S=144.69Sj2 800 0.8100 103= 2.89 v 3所以，G12為有限大容量系統(tǒng)。a、 t=0s ,I* =0.845Sj=I* j=0.845.3U2 8000.8= 0.155KAish =、. 2KshI'' = . 2 1.85 0.155 =0.405KAb、t=2s , I* =0.933S2 800IZ2 =I*j=0.933，0.8=0.171KA3U j.3 6.3c、t=4s , I* =0.933I Z4 - I *Sj c0.9333Uj2 8000.8.3 6.3=0.17

12、1KAS 800 G3 作用下，X3j* =X3* 一 = 40M083 =0.2 <33jSj 100 103所以，G3為有限大容量系統(tǒng)。a、t=0s , I* =5.526SjI = I * 3Uj400=5.526 0.8 = 0.253KA3 6.3ish = 2KshI'' = , 2 1.85 0.253 = 0.663KAb、t=2s , I* =3.378I Z2_ISjI *3U400-3.378'0.8 =0.155KA j3 6.3c、t=4s , I * = 3.234I Z4,Sj二 I* 3Uj400= 3.234 0.8 =0.148

13、KA.3 6.33.2.3 當k3點發(fā)生三相短路時: 網(wǎng)絡簡化圖如下:S8弋 X6K3J-h/X7X8G 12G3X1*X7* =-X4* =10 3.25 =13.25 2X8* =X3* X5* =40 12 =521 1 S aII獨作用下，Ig=0.685X6*1.46穩(wěn)態(tài)短路電流：100=100 j= = 0.685M=1.06KA 3Uj3 37沖擊短路電流：ish=2.55 I-2.55 1.06 =2.703KA 一SG12 作用下，X7j* =X7*，一=13.25XSj2 800 0.8100 103= 0.265 v 3所以，G12為有限大容量系統(tǒng)。a、t=0sI* =4

14、.064b、t=2s=3.069I Z2Sj2000=I* j =3.0690.096KA3U j3 37c、t=4s= 3.0561 Z4Sj2000=I* j=3.056 : 0.095KA3Uj3 37G3作用下,S 400X8j* =X8* ,一 = 52父0.83 =0.260jSj 100 103所以,G3為有限大容量系統(tǒng)。a:t=0sI* =4.1415Sj2000=I* =4.0640.127KA3Uj. 3 37sh=2Kshl''= 2 1.9 0.127 =0.34KASj500= I* j =4.14150.032KA飛 3U j3 37b:t=2sC:

15、t=4siimI*=2KmI= 3.091= 2 1.9 0.032 = 0.087KASjI = I* -j3.0913U j500.3 37=0.024KAI* =3.0705Sj500IZ4 = I* j =3.07050.024KA3Uj3 373.2.4短路電流計算成果表短路點數(shù)據(jù)''II Z2I Z4ishK1S.1.921.921.924.90Gl21.010.620.592.72G30.0660.080.0830.177合計2.9962.622.5937.797K2S0.5770.5770.5771.47G120.1550.1710.1710.405G30.25

16、30.1550.1480.663合計0.9850.9030.8962.538K3S.1.061.061.062.703Gi20.1270.0960.0950.34G30.0320.0240.0240.087合計1.2191.181.183.13四、 電氣設備的選擇4.1 電氣設備選擇的一般條件:電氣設備選擇是發(fā)電廠和變電所設計的主要內(nèi)容之一，在選擇時應根據(jù)實際工作特點， 按照有關設計規(guī)范的規(guī)定，在保證供配電安全可靠的前提下，力爭做到技術先進，經(jīng)濟合理。為了保障高壓電氣設備的可靠運行，高壓電氣設備選擇與校驗的一般條件， 按正常工作條件包括：電壓、電流、頻率、開斷電流等進行選擇； A 額定電壓和最

17、高工作電壓：高壓電氣設備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設備允許最高工作電壓Ulm不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。一般電氣設備允許的最高工作電壓可達 1.11.15Un,而實際電網(wǎng)的最高運行電壓USm一般不超過1.1UNS因此在選擇電氣設備時，一般可按照電氣設備的額定電壓的額定電壓UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓Uwn的條件選擇，即UNU WNB額定電流電氣設備的額定電流In是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許通過電流。In應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流I g.max,即g max 0按短路條件包括動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定進行校驗。, # #

18、4.2 1、2發(fā)電機回路電氣設備的選擇選擇計算的條件：1、短路點的選擇：以 k1點三相短路電流計算結(jié)果為依據(jù)，短路電流為系統(tǒng)和發(fā)電機G3提供的短路電流合計值。2、短路計算時間：tjs =tb +0.2=3.2S,取 4s；3、最大持續(xù)工作電流：Ig max =1.05Ign =1.05 : 96.2A3 6.3 0.84、短路電流熱效應：一 4222 .2 _Qk(2.996 -1.01)10 (2.620 -0.62)(2.593 -0.59) = 15.985KA S斷路器的選擇根據(jù)UWN =6KV和I g max =96.2A ,初選ZN28-10/630型真空斷路器，其主要技術參數(shù)如下

19、：額定電壓額定電流額定短路開斷電流額定短路關合電流(峰值)4s熱穩(wěn)定電流10KV630A20KA50KA20KA1、按額定短路開斷電流選擇." , I =1.92 +0.066 =1.986KA < I kd =20KAkd2、按額定短路關合電流選擇ish = 7.797-2.72 = 5.077KA< idw =50KA3、按熱穩(wěn)定校驗Qk =15.985KA2 Sv Ir2 t = 202 ,4 = 1600KA2 S4、按動穩(wěn)定校驗ish = 7.797-2.72 = 5.077KA< idw =50KA故ZN28-10/630型真空斷路器符合條件。電流互感器

20、的選擇根據(jù)電流互感器的用途、持續(xù)工作電流、工作電壓等條件，查手冊電流互感器可選用LZZBJ9-10,400/5,0.5/5P10這一型號?？晒┙o測量和差動保護裝置用；1、熱穩(wěn)定校驗Qk=15.985KA2 Sv Ir2 t = 452 1 = 2025KA2 S2動穩(wěn)定校驗ish=5.077KA<112.5KA#4.3 1、2發(fā)電機電壓互感器回路設備選擇一6 0 10 1查手冊，選用JDZX9-6, ；/0=/0KV單33 3(1)電壓互感器的選擇根據(jù)電壓互感器的用途及工作電壓等條件,相三繞組電壓互感器三臺，連接成匕/工/聲接線，可滿足測量、保護和絕緣監(jiān)察的需要。4.4 發(fā)電機-變壓器組

21、回路設備的選擇選擇計算條件：1、短路點的選擇：以k2點三相短路電流計算結(jié)果為依據(jù)，短路電流為系統(tǒng)和發(fā)電機G12提供的。2、短路計算時間：tjs =tb +0.2=3.2s,取 4s；3、最大工作電流：Igmax =1.05 Itn =1.05 800= 96.2A.3 6.3 0.84、短路電流熱效應：Q"4 10.985-0.2532 10 0.903-0.155 2 0.896-0.1482 -2.23KA2 S 12隔離開關的選擇根據(jù)UWN =6KV和Iamax=96.2A,初選GN 810T/200型隔離開關，其主要技術參wing imax數(shù)如下:額定電壓(KV)最高工作電壓

22、(KV)額定電流(A)極限通過電流峰值(KA)4s熱穩(wěn)定電流(短時)(KA)101220025.5101、熱穩(wěn)定校驗Qk =2.23KA2 Sv Ir2 t =102 4 =400KA2 S2、動穩(wěn)定校驗ish =2.538-0.663 = 1.875KA < 晨=25.5KA電流互感器的選擇根據(jù)電流互感器的用途，持續(xù)工作電流、工作電壓及安裝于戶內(nèi)等條件，查手冊可選用LZZBJ9-10,400/5A , 0.5/5P10這一型號，可供給測量和差動保護裝置用。1、按熱穩(wěn)定校驗QK =2.23KA2 S< I r 2 ,t=45 2 X 1=2025 KA 2 ,S2、按動穩(wěn)定校驗is

23、h=1.875KAv 112.5KA電壓互感器回路設備的選擇1、電壓互感器的選擇根據(jù)電壓互感器的用途、裝置于KYN8000-10型高壓開關柜及工作電壓等條件，查資料,可選用JDZX9-6, 6L / 01 /01KV單相繞組電壓互感器三臺，連接成Y。/ 丫。/接線，可,333滿足測量、保護和絕緣監(jiān)察的需要。4.5 6.3KV側(cè)電壓互感器回路設備選擇,查資料，可選用JDZX9-6,1、電壓互感器的選擇根據(jù)母線電壓互感器的用途，及工作電壓等條件0 10 1八，r , ，一，一 “ ，一，/ 01/ 01KV單相繞組電壓互感器三臺，連接成 Y0/ Y 0/接線，可滿足測量、保護和絕33緣監(jiān)察的需要。

24、4.6 變壓器1T低壓側(cè)（6.3KV）設備選擇選擇條件1、短路點選擇：以 K1點三相短路電流計算結(jié)果為據(jù)，短路電流由系統(tǒng)和G3提供2、短路計算時間：tjs = t b+0.2=3+0.2=3.2S,取 4S3、I g.max405X2 8003 6.3 0.8=192.45A斷路器的選擇根據(jù)UWN =6KV和I a max=192.45A,初選SN10-10I型真空斷路器，其主要參數(shù)如下: .額定電壓額定電流額定開斷電流額定短路關合電流（峰值）熱穩(wěn)電流10KV630A16KA40KA16KA1、按額定開斷電流校驗I =2.996-1.01=1.986KAI kd =16KA 2、按額定短路關合

25、電流選擇ish =7.97-2.72=5.25KA V I dw =40KA3、按動穩(wěn)定校驗ish=5.25KAv 40KA4、按熱穩(wěn)定校驗qk=£(1.92 0.066)2 10 (1.92 0.08)2 (1.92 0.083)2 = 15.985 KA2 S 12,22 八< I r t=1600 KA S電流互感器選擇根據(jù) 電流互感器的用途、持續(xù)工作電流、工作電壓等條件，查手冊 ，電流互感器可選 用 LZZBJ9-10,800/5,0.5/5P10這一型號。1、按熱穩(wěn)定校驗222QK =15.985KA SI r xt=6400 KA S2、按動穩(wěn)定校驗i sh=5.2

26、5KA< I dyn=160KA4.7 變壓器1T高壓側(cè)（35KV側(cè)）回路設備選擇 選擇條件1、短路點選擇：以k3點三相短路計算結(jié)果為依據(jù)，短路電流由系統(tǒng)和G3提供;2、短路計算時間：t = tb +tgk =2.5+0.2= 2.7s,取3s,開關電器選擇短路計算時間t=0+0.2=0.2s,導體選擇短路計算時間.2000日十人小 Ig max =1.05Itn =1.05 ： 31.5A3、最大持續(xù)工作電流：g3 38 54、短路電流熱效應：QK1-1.06 0.032 2 10 1.06 0.024 2 1.06 0.024 2 1=4.71KA2 S12斷路器的選擇1、按工作電壓

27、和工作電流選擇In -Igmax =31.5AUn -Uwn =35KV根據(jù)電網(wǎng)電壓以及安裝于屋外的特點，初選SW3-35/600型少油斷路器，其主要技術參數(shù)如下:額定電壓額定電流額定開斷電流極限通過電流及關合電流峰值4s熱穩(wěn)定電流35KV600A6.6KA17KA6.6KA1、按額定關合電流選擇ish =1.47 0.663 =2.133KA idw =17KA2、按額定開斷電流校驗." . _ . _ _ , _ . _ _ _ I =1.219 -0.127 =1.092KA Ikd = 6.6KA kd3、按動穩(wěn)定校驗ish -2.133KA idw -17KA4、按熱穩(wěn)定校

28、驗QK =4.71KA2 S Ir2 t=6.62 4 =174.24KA2 S隔離開關的選擇1、按工作電壓和工作電流選擇In -Igmax =31.5AUn -Uwn =35KV根據(jù)電網(wǎng)電壓以及安裝于屋外的特點，初選GW4-35D/600型隔離開關，其主要技術參數(shù)如下:4s熱穩(wěn)定電流極限通過電流峰值額定電壓最高工作電壓額定電流15.8KA50KA35KV40.5KV600A1、按動穩(wěn)定校驗ish -2.133KA idw -50KA2、按熱穩(wěn)定校驗QK =4.71KA2 S Ir2 t =15.82 4 =998.56KA2 S經(jīng)檢驗，選用的設備合格.(4)電流互感器的選擇根據(jù)用途，計量和測

29、量用選 LR-35-200六只，額定電流變比150/5A,準確度級次0.5級;保護用選LRB-35-200六只，額定電力變比150/5A,準確度級次10P級。LR系列電流互感器不需要進行動、熱穩(wěn)定校驗。4.8 變壓器2T高壓側(cè)(35KV側(cè))回路設備選擇選擇條件1、短路點選擇：以k3點三相短路計算結(jié)果為依據(jù) ，短路電流由系統(tǒng)和 G12提供；2、短路計算時間：t=tb+tgk =2.5+0.2=2.7s,取3s,開關電器選擇短路計算時間；t=0+0.2=0.2s,導體選擇短路計算時間.3、最大持續(xù)工作電流：500 Igmax =1.05Itn =1.05 : 7.87A3 38.54、短路電流熱效

30、應：QK = 11.06 0.127 2 10 1.06 0.096 2 1.06 0.095 2 1=5.37KA2 S12斷路器的選擇1、按工作電壓和工作電流選擇In - Igmax =7.87AUn -Uwn =35KV根據(jù)電網(wǎng)電壓以及安裝于屋外的特點，初選SW3-35/1000型少油斷路器，其主要技術參數(shù)如下：額定電壓額定電流額定開斷電流極限通過電流及關合電流峰值4s熱穩(wěn)定電流35KV1000A16.5KA42KA16.5KA1、按額定關合電流選擇ish =2.538 -0.663 =1.875KA idw =42KA2、按額定開斷電流校驗I =3.455 -0.258 =3.197K

31、A Ikd=16.5KA kd3、按動穩(wěn)定校驗ish =1.219 -0.032 =1.187KA idw =42KA4、按熱穩(wěn)定校驗Qk =5.37KA2 S I r2 t =16.52 4 =1089KA2 S隔離開關的選擇1、按工作電壓和工作電流選擇-Igmax =7.87AUn -Uwn =35KV根據(jù)電網(wǎng)電壓以及安裝于屋外的特點，初選GW4-35D/630型隔離開關，其主要技術參數(shù)如下：4s熱穩(wěn)定電流極限通過電流峰值額定電壓最高工作電壓額定電流20KA50KA35KV40.5KV630A1、按動穩(wěn)定校驗ish =2.538 -0.663 -1.875KA idw -50KA2、按熱穩(wěn)定校驗QK =5.37KA2 S Ir2 t=202 4 =1600KA2 S經(jīng)檢驗，選用的設備合格.(4)電