1、發電廠電氣部分課程設計題目凝氣式火電廠一次部分課程設計指導教師職稱班級學號學生姓名凝汽式火電廠一次部分課程設計1 .原始資料1. 1發電廠建設規模1.1.1 類型：凝汽式火電廠1.1.2 最終容量、機組的型式和參數：2X300MW、年利用小時數：6000h/a1. 2電力系統與本廠的連接情況1.1.1 電廠在電力系統中的作用與地位：地區電廠1.1.2 發電廠聯入系統的電壓等級：220KV1.1.3 電力系統總裝機容量：16000MW,短路容量：10000MVA1.1.4 發電廠在系統中所處的位置、供電示意圖1 . 3電力負荷水平:1.1.1 220KV電壓等級：架空線 8回，備用2回，I級負荷

2、，最大輸送200MW,Tmax=4000h/a1.1.2 110KV電壓等級：架空線8回，I級負荷，最大輸送180MW, Tmax=4000h/a1.1.3 穿越本廠功率為50MVA。1.1.4 廠用電率：8%1.4環境條件1.4.1 當地年最高溫40C,最低溫6 C,最熱月平均最高溫度 28C,最熱 月平均最低溫度24 C1.4.2 當地海拔高度為50m1.4.3 氣象條件無其它特殊要求。2 .設計任務2.1 發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 主要電氣設備的選擇2.5 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 4第一：電

3、氣主接線51系統與負荷資料分析.52 主接線方案的選擇83 主變壓器的選擇與計算94 廠用電接線方的選擇1.1.5主接線圖和廠用接線圖 11第二：短路電流計算1.2.1 短路計算的一般規則142 短路電流的計算14第三：電氣設備的選擇151 電氣設備選擇的一般原則162 電氣設備的選擇條件173 電氣設備的選擇194 電氣設備選擇結果表195 主接線中設備配置的一般規則2.1第四：配電裝置231 配電裝置選擇的一般原則242 配電裝置的選型和依據25第五：安全保護裝置251 避雷器的選擇262 繼電保護的配置26參考文獻27附錄I短路電流計算28附錄H:電氣設備的校驗32摘要本設計是對2X30

4、0MW、裝機容量為600MWJ凝汽式區域性火電廠進行電氣 一次部分及其廠用電高壓部分的設計，它主要包括了五大部分，分別為電氣主接線的選擇、短路電流的計算、電氣設備的選擇、配電裝置的選擇、安全保護裝置。其中詳細描述了短路電流的計算和電氣設備的選擇，從不同的短路情況進行分析和計算，對不同的短路參數來進行不同種類設備的選擇，列出各設備選擇結果表。并對設計進行了理論分析。最后的設計總圖包括主接線，廠用電，斷路器，隔離開關等。關鍵詞：主接線；發電機；變壓器；短路電流；廠用電；廠備用；安全保 護13 / 35第一：電氣主接線1系統與負荷資料分析< 1）工程情況由原始資料可知，。本設計根據電力系統的發

5、展規劃，擬在該地區新建一 座裝機容量為16000MW的凝汽式火力發電廠，發電廠安裝 2臺300MW機組，600MW *彳“0 *10003750總容量占相聯電力系統總容量的16000MW/。=3.75/0，沒有超過電力系統檢修備用容量8%1500和事故備用容量10%的要求，這說明了該火電廠 在未來電力系統中的不占主導作用和地位，主要是負責地區供電，而且年利用 小時數為6000h/a>5000h/a,又為火電廠，在電力系統中將主要承擔基荷，因此 該電廠的電氣主接線要求有較高的可靠性。該發電機端額定電壓為20KV,電廠建成后以6KV電壓供給本廠負荷，廠用電為 8%。以220KV電壓等級供給系

6、統, 架空線8回，屬于I級負荷，最大輸送200MW, Tmax= 4000h/a并以110KV電 壓等級供給負荷，架空線 8回，也屬于I級負荷，最大輸送180MW, Tmax= 4000h/a。并且本設計需要做到的技術指標要求保證供電安全、可靠、經濟，且 功率因數達到0.85。< 2）電力系統情況該發電廠在電力系統中的作用與地位為地區電廠，地區電廠靠近城鎮。電力系統總裝機容量為16000 MW短路容量為10000MVA該發電廠聯入系統的電壓等級為 220KM（3>負荷分析該發電廠有兩個電壓等級，其負荷分析分別如下：220KV電壓等級：有架空線 8回，備用兩回，即十回出線，負荷類型為

7、一級負 荷，最大輸送200 MW最大負荷小時數為4000 h/a ,功率因數為0.85。110KV電壓等級：有架空線8回，即8回出線，負荷類型為一級負荷，最大輸送180 MW最大負荷小時數為4000 h/a ,功率因數為0.85。由于兩個電壓等級所聯負荷均為一級負荷，且最大負荷小時數為4000 h/a ,故對主接線的可靠性要求很高。< 4）環境情況由原始資料可知，當地海拔高 50m,故可采用非高原型的電氣設備；當地年最高溫度為40度，年最低溫度為-6度，最熱月平均最高溫度為 28度，最熱月平 均最低溫度為24度，氣象條件無其他特殊要求。< 5）設備情況原始資料中給出了兩臺發電機的容

8、量，這里對單臺300 MW發電機設備的型號進行選擇。根據原始資料中給出了發電機的容量，可選擇出發電機的型號，選擇結果如表1.1表1.1發電機型號及參數發電機型號額定電壓（KV>額定功率（MW>功率因數次暫態電抗G-1 G-2QFSN-300-2203000.90.062型號含義；2 2極200/300 額定容量N 氫內冷F-發電機Q-汽 輪機S水內冷2主接線方案的選擇 1） 主接線方案的擬定1> 110KV電壓等級：出線為8回架空線路，I級負荷，最大輸送180MW； 為實現不停電檢修出線斷路器，可采用單母線分段帶旁路或雙母線帶旁路接 線形式。2> 220KV電壓等級：出

9、線為12回架空線路，承擔一級負荷，為使其檢修 出線斷路器時不停電，可采用雙母線或雙母分段接線形式，以保證供電的可靠 性和靈活性。兩臺發電機的出口電壓均為220KV單機容量均為 600MW其額定電流和短路電流都很大，發電機出口斷路器制造困難，價格昂貴，并且 600MW及以上機組對供電可靠性要求級高，擬采用分相封閉母線直接與主變壓 器連接，并構成單元接線接至 220KV母線上，可減少出口斷路器和隔離開關， 大大限制短路電流，提高可靠性與經濟性，也減少事故的發生。綜上所述，可擬定兩種主接線方案：方案一：發電機出口采用分相封閉母線；110KV 電壓等級采用單母分段帶旁路接線形式，分段斷路器兼作旁路斷路

10、器；220KV 電壓等級采用雙母接線形式，兩臺發電機與分別與兩臺變壓器接成發電機- 變壓器單元接線形式接至220KV電壓母線上；220KV電壓母線和110KV電壓母線之間設有兩臺聯絡變壓 器；通過這兩臺聯絡變壓器由220KV電壓母線給110KV側負荷供電。方案二發電機出口采用分相封閉母線；110KV電壓等級采用雙母線帶接線形式。220KV電壓等級采用雙母線帶接線形式。兩臺發電機與分別與兩臺變壓 器接成發電機-變壓器單元接線形式接至 220KV電壓母線上；220KV電壓母線和 110KV電壓母線之間設有兩臺聯絡變壓器；通過這兩臺聯絡變壓器由220KV電壓母線給110KV側負荷供電。 2） 2）主

11、接線方案的比較原則對電氣主接線的基本要求，概括的說應該包括可靠性、靈活性和經濟性三方面。可靠性 : 安全可靠是電力生產的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。通常定性分析和衡量主接線可靠性時，從以下幾個方面考慮：斷路器檢修時，是否影響連續供電；線路、斷路器或母線故障，以及在母線檢修時，造成饋線停運的回路數多少和停電時間長短，能否滿足重要的一、二類負荷對供電的要求；本電廠有無全廠停電的可能性；大型機組突然停電對電力系 統穩定運行的影響與產生的后果等因素。靈活性：電氣主接線應能適應各種運行狀態，并能靈活地進行運行方式的轉換。靈活性包括以下幾個方面：操作的方便性；調度的方便性；擴建的方便

12、性。經濟性 : 在設計主接線時，主要矛盾往往發生在可靠性和經濟性之間。通常設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經濟合理。經濟性主要從以下幾 個方面考慮：節省一次投資。占地面積少；電能損耗少。<3)主接線方案的比較與選定方案一 110KV側采用單母分段帶旁路接線形式，220KV側采用雙母接線形式;方案二110KV側采用雙母接線形式，220KV側也采用雙母接線形式，具對比如表1.2所小o表1.2方案接線方式對比電壓等級力殺一力殺一110KV單母分段帶旁路雙母線接線220KV雙母線接線雙母接旁路母線兩個方案發電機出口端都采用分相封閉母線，廠用電均從發電機出口端引 接，所以不需要比較。對于 1

13、10KV電壓等級接線形式，方案一采用的是單母線 分段帶旁路接線形式，方案二采用的是雙母線接線形式。從經濟性方面看，兩 個方案中，方案二占地面積較大，但所用斷路器數量和方案一一樣，因此，在 投資上，兩個方案基本相當；從可靠性方面看，方案一可靠性相對較差；從靈 活性方面看，方案一運行方式單一，靈活性最差。因此，110KV側應選用雙母線接線形式，對于220KV電壓等級接線形式，方案一和方案二接線形式一樣， 可靠性高。因此，選擇方案二3主變壓器的選擇與計算變壓器的選擇包括容量、臺數、型式和結構的選擇(1>單元接線的主變壓器容量的確定原則單元接線時主變壓器應按發電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后

14、， 留有10%勺裕度來確定。采用擴大單元接線時，應盡可能采用分裂繞組變壓器, 其容量亦應按單元接線的計算原則算出的兩臺機容量之和來確定。兩臺主變壓器的容量分別為：SN=1.1pNG(1-Kp>cos =i.i*300*(1-8%>/0.85=357.18MWVA(2>連接兩種升高電壓母線的聯絡變壓器的確定原則聯絡變壓器容量應能滿足兩種電壓網絡在各種運行方式下，網絡間的有功 以保證最大一臺機組故障或檢修時，通過聯絡變壓器來滿足本側負荷的要求; 同時，也可在線路檢修或故障時，通過聯絡變壓器將剩余容量送入另一系統。功率和無功功率交換,般不應小于接在兩種電壓母線上最大一臺機組的容量,

15、SN=1.1PNG(1-KP>cos這里選擇兩臺三繞組變壓器，起容量的大小=1.1*200*(1-8%>/0.85=238.12MWVA(3變壓器臺數的確定原則發電廠或變電所主變壓器的臺數與電壓等級、接線形式、傳輸容量以及和 系統的聯系有密切關系。通常與系統具有強聯系的大、中型發電廠和重要變電 所，在一種電壓等級下，主變壓器應不少于 2臺； (4主變壓器型式和結構的確定原則選擇主變壓器型式時，應從相數、繞組數、繞組接線組別、冷卻方式、調 壓方式等方面考慮，通常只考慮相數和繞組數以及繞組接線組別。一般當最大 機組容量為125MW及以下的發電廠多采用三繞組變壓器，對于最大機組容量為 2

16、00MW及以上的發電廠，通常采用雙繞組變壓器加聯絡變壓器，當采用擴大單 元接線時，應優先選用低壓分裂繞組變壓器，這樣，可以大大限制短路電流。4廠用變壓器的選擇廠用備用電源可由聯絡變壓器從 110KV和220KV的母線上所取得，同時也 可以在某臺發電機檢修時造成母線上功率供應不足時，也可以起到功率傳送的 作用，查表可得SFPF7-150000/22酸壓器符合該要求。具體參數如下名稱型號臺數電壓連接方式廠用變壓器SFF10- 40000/182臺18D,d12, d12廠備用SFFS-240000/151臺15± 2X2.5%YN y11廠用電接線方式的選擇廠用電接線除應滿足正常運行安全

17、、可靠、靈活、經濟和檢修、維護方便等一般要求外，尚應滿足：(1> 充分考慮發電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動<備用)電源能在短時內投入。(2> 盡量縮小廠用電系統的故障影響范圍，并應盡量避免引起全廠停電事故。對于200MW及以上的大型機組，廠用電應是獨立的，以保證一臺機組故障 停運或其輔助機械的電氣故障，不應影響到另一臺機組的正常運行。(3> 便于分期擴建或連續施工，不致中斷廠用電的供應。對公用廠用負荷的供電，須結合遠景規模統籌安排，盡量便于過渡且少改變接線和更換設備。(4>對200MVK以上的大型機組應設置足夠容量的

18、交流事故保安電源。(5> 積極慎重地采用經過實驗鑒定的新技術和新設備，使廠用電系統達到先進性、經濟合理，保證機組安全滿發地運行。火力發電廠廠用電接線的設計原則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，應保證對廠用負荷可靠和連續供電，使發電廠主機安全運轉；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；還應適當注意其經濟性和發展的可能性并積極慎重地采用新技術、新設備，使其具有可行性和先進性。實踐經驗表明：對于火電廠，當發電機容量在60MW彼以下，發電機電壓為10.5KV時，可采用3KV作為廠用高壓電壓；當容量在 100MW1300MW時，宜 選用6KV作為廠用高

19、壓電壓；當容量在 300MWZ上時，若技術經濟合理，可采 用3KV和10KV兩段電壓。火電廠廠用電率較大，為了保證廠用電系統的供電可靠性與經濟性，且便于運行、檢修，一般都采用“按爐分段”的接線原則，即將廠用電母線按鍋爐的臺數分成若干獨立段，既便于運行、檢修，又能使事故影響范圍局限在一機一爐，不致影響正常運行的完好機爐。低壓380/220V 廠用電的接線，對大型火電廠，一般采用單母分段接線，即按爐分段。5 廠用電接線圖主接線圖如下第二短路電流的計算短路計算在設計發電廠主接線的過程中有著重要作用，它為電氣設備的選型、動穩定校正和熱穩定校正提供依據。當短路發生時，對發電廠供電的可靠性可能會產生很大影

20、響，嚴重時，可能導致電力系統失去穩定，甚至造成系統解列。因此，對短路事故的計算是非常有必要的，而且是必須進行一項工作。1短路計算的一般規則短路電流計算中，采用以下假設條件和原則：（ 1） 正常工作時，三相系統對稱運行。（ 2） 所有電源的電動勢相位角相同。（ 3） 系統中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導體集膚效應等影響；轉子結構完全對稱；定子三相繞組空間位置相差120 電氣角度。（ 4） 電力系統中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發生變化。短路計算的一般規定（1> 驗算導體和電器動穩定、熱穩定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程

21、的設計規劃內容計算，并考慮電力系統的遠景發展規劃<一般為本工程建成后5 至 10 年）。確定短路電流時，應按可能發生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。（2> 選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具體反饋作用對異步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。（3> 選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大的點。對帶電抗器的6KV至10KV出線與廠用分支回路，除其母線與母線隔離開關之間隔離板前的引線和套管的計算短路點選擇在電抗器前外，其余導體和電器的計算短路點選擇在電抗器后。(4>

22、; 導體和電器的動穩定、熱穩定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統以及自耦變壓器等回路中的兩相短路嚴重時，則應按嚴重的情況計算。3.1短路電流計算表短 路短路 點平基準 電流分支線分支 電抗分支 額定短路電流標么值短路電流值點 編均電 壓I B(KA>名稱X js電流I N0s0.2s1s2s4s0s0.2s1s2s4sishIsh號(kv>(KA>系統C0.02010.2549.7549.75149.75149.75149.7512.4312.43812.4312.4312.4333.4219.40G1,G20.27261.18

23、12.9392.4642.415183.46888813di2300.25小計3.8722.3784.56915.9062.9082.8502.80612.277.12817.0015.3415.2815.24726.53768445.6918系統C0.0200.505050505050252525252567,1737.5G1,G20.1412.367.7184.8783.2802.8082.52612.2111.5127.7416.6275.961519.05d21150.50小計436.51232.7431.6230.9628.94437.21171156.55496.11462 短路電

24、流的計算短路電流由于其值很大，在極短的時間內就能產生較大的損耗，由于來不急散發熱量而造成電氣設備的溫度急劇升高，引起設備的老化或損壞，對供電的可靠性產生影響。當所選設備不能滿足短路電流的限制時，對供電的可靠性將產生極為嚴重的影響。為此，在設計主接線時，應計算短路電流。短路電流計算的目的是為設備的選型提供依據；初步考察短路事故對發電廠以及系統的可靠性和穩定性的影響，為電廠主接線形式的選定、繼電保護裝置的選擇和整定計算提供依據。此外，通過對短路電流的計算，還可初步確定系統的損耗，為發電廠的經濟運行提供依據。本次短路計算中，選取了兩個短路計算點，110KV母線和220KV母線上各一個；短路類型定為對

25、系統影響最為嚴重的三相短路。詳細計算過程見附錄I第三 ：電氣設備的選擇電氣設備的選擇是發電廠和變電所電氣設計的主要內容之一。正確的選擇電氣設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電氣設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩妥的采用新技術，并注意節省投資，選擇合適的電器。1 電氣設備選擇的一般規則(1> 所選設備應能滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發展；在滿足可靠性要求的前提下，應盡可能的選用技術先進和經濟合理的設備，使其具有先進性；(2> 應按當地環境條件對設備進行校準；(3> 所選設備應予整個工程的建設

26、標準協調一致；(4> 同類設備應盡量減少品種；(5> 選用新產品均應具有可靠的實驗數據，并經正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經正式鑒定的新產品時，應經過上級批準。2 電氣設備的選擇條件正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩妥的采用新技術，并注意節省投資，選擇合適的電器。電器要能可靠的工作，必須按正常條件下進行選擇，并按短路狀態來校驗熱穩定和動穩定。按正常工作條件選擇電氣設備<1）額定電壓和最高工作電壓所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網的最高運行電壓，即 Ualmi&

27、gt; Usm一般情況下，當額定電壓在 220KV及以下時電器允許最高工作電壓Ualm是1.15UN;額定電壓是 330KV-500KV時為1.1UN。而實際電網的最高運行電壓Usm不會超過電網額定電壓的 1.1倍，因此在選擇電器時一般可按電器額定電壓UN不低于裝置地點電網額定電壓 UNs的條件選擇，即UN> UNs（2> 額定電流電器的額定電流IN 是指額定周圍環境溫度下，電器的長期允許電流。IN 應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續工作電流Imax,即 IN>Imaxo由于發電機、調相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應回路的Imax為發電機、調相機

28、或變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有過負荷運行可能時，Imax 應按過負荷確定<1.3-2 倍變壓器額定電流）；母聯斷路器回路一般可取母線上最大一臺發電機或變壓器的Imax；母線分段電抗器的Imax 應為母線上最大一臺發電機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或最大一臺發電機額定電流的50%-80%出線回路的Imax 除考慮正常負荷電流外，還應考慮事故時由其他回路轉移過來的負荷。此外，還與電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進行種類和形式的選擇。（3>環境條件對電氣設備選擇的影響 在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環境條件，當氣溫、風速、溫度、污穢等級、海拔高

29、度、地震烈度和覆冰厚度等環境條件超過一般電器使用條件時，應采取措施。我國目前生產的電器使用的額定環境溫度為40，如周圍環境溫度高于40<但三60C）時，其允許電流一般可按每增高1C,額定電流減少1.8%進行修正，當環境溫度低于 +40C時，額定電流可增加0.5%,但其最大電流不得超過額定電流的20%按短路狀態校驗(1>短路熱穩定校驗短路電流通過電器時，電器各部分的溫度應不超過允許值.滿足熱穩定的條件為 ItXItXTkQk；式中Q為短路電流產生的熱效應，It、t分別為電器允許 通過的熱穩定電流和時間。(2>電動力穩定校驗電動力穩定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩定。

30、滿足動穩 定的條件為ies > ish , Ies >Ish ;式中ish、Ish分別為短路沖擊電流幅值和 有效值，ies、Ies分別為電器允許的動穩定電流的幅值和有效值。電氣設備的具體選擇與動穩定校驗和熱穩定校驗過程見附錄II o3電氣設備的選擇高壓斷路器和隔離開關的選擇(1>斷路器的種類和形式的選擇因為110KV側有8回出線，220KV側有12回出線，所以接入 110KV,220KV側的高壓斷路器應選擇 SF6斷路器。(2>額定電壓的選擇110KV側：UN=UNs=i.i X110KV=121KV220KV側:UN=U Ns=1.1 X 220KV=242KV(3&

31、gt;額定電流的選擇110KV 側:IN > Imax=1.05 X 200X1000/ <3 X110X 0.85=1.373KA220KV側：I N > 1max=1.05 X200X 1000/ <3 X 220X 0.9=0.686KA(4>開斷電流的選擇高壓斷路器的額定開斷電流I Nbr不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量IPt,為了簡化計算可應用此暫態電流I"進行選擇，即1 Nbr >I" o110KV 側：INbr2”=37.214KA220KV側：I Nbr > I"=17.007KA(5>短路關合

32、電流的選擇為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定關合電流I Ncl不應小于短路電流最大沖擊值Ish, IP INcl> Ish0110KV側：INcl> Ish=1.9 22 X37.214=96.116KA220KV側：I Ncl > Ish=1.9X 17.007=45.698KA(6>熱穩定校驗I t 2t > Qk取口(短路切除時間>=4s0110KV 側：I"=37.214KA I 2 =31.627KA I 4=30.961KA周期分量熱效應 Qpt= (I" 2+10I22+I42>X tk/12=3207.1

33、76 (KA> 2 - st>1S不計非周期分量Qk= QPt220KV 側：I"=17.007KA I 2 =15.288KA I 4=15.244KA周期分量熱效應 Qpt= (I" 2+10I22+I42>X tk/12=714.712 (KA> 2 - st>1s不計非周期分量Qk = Qpt(7>動穩定校驗ies ? ish110KV側：ies >96.116KA220KV側：ies >45.698KA器件選擇結果記入表4.1 表4.4電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇和配置應按下列條件：（1 >型式：620KV

34、屋內互感器的型式應根據使用條件可以采用樹脂膠主絕 緣結構的電壓互感器；35KV110KVE電裝置一般采用油浸式結構的電壓互感器; 220KV級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求，一般采用電容式電壓 互器。在需要檢查和監視一次回路單項接地時，應選用三項五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單項電壓互感器。<2）準確等級：電壓互感器影子哪一準確等級下工作，需根據接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設備對準確等級的要求確定，規定如下：用于發電機、變壓器、調相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，共所有計算的電度表，其準確等級要求為0.5 級。供監視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準確等級

35、，要求一般為1級。用于估計被測量數值的標 記，如電壓表等，其準確等級要求較低，要求一般為3級即可。在電壓互感器 二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應按要求準確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確度等級。電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應按下列條件：（ 1）型式：電流互感器的型時應根據使用環境條件和產品情況選擇。對于620KV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構和樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于35KV 及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量采用套管式電流互感器。（2） 一次回路電壓：UN >UNs（3） 一次回路電流：I

36、1N > Imax<4）準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。<5）二次負荷：互感器按選定準確級所規定的額定容量S2N 應大于或等于二次側所接負荷I22N Z2L,即S2N > I 22N Z2LZ2L =ra+rre +rL +rc<3.1 )式中，ra、1分別為二次側回路中所接儀表和繼電器的電流線圈電阻<忽略電抗)；rc為接觸電阻，一般可取0.1?; rL為連接導線電阻。(6)動穩定：內部動穩定校驗式為：ies > ish 或 22 IlNKesish<3.2)27 / 35

37、式中ies、Kes電流互感器的動穩定電流及動穩定電流倍數，有制造廠提 供。外部動穩定校驗式為：L<3.3F2:Fa1 >0.5 X 1.73 X 107i sh a (N>式中Fa1一作用于電流互感器瓷帽端部的允許力，有制造廠提供;l電流互感器出現端至最近的一個母線支柱絕緣子之間的跨距；a 一相間距離；0.5 一系數,表示互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。<7)熱穩定：電流互感器熱穩定能力常以 1s允許通過的熱穩定電流1t或一次額定電流I1N的倍數Kt來表示，熱穩定校驗式為：2I tQk 或(Kt I1N> > Qk <3.4)4電氣設備選擇結果表

38、表3.1 110 KV側的斷路器選擇110KV 側計算值工程LW11-110Uns110KVUn110KVImax1297AIn16003150AI”37.214KAINbr40/31.5KAIsh96.116KAINcl100/80KAQk3207.176(KA>2 - sIt2t402 X 3=4800(KA> - sIsh56.554KAIes100/80KA表3.2 220 KV側的斷路器選擇220KV 側計算值工程LW6 220Uns220KVUn220KVImax648.5AIN3150AI"17.007KAINbr50KAIsh45.698KAINcl125

39、KAQk714.712(KA>2 - sIt2t7500(KA< sIsh26.531KAies125KA表3.3 110 KV側的隔離開關選擇110KV 側計算值工程GW4 110DUns110KVUn110KVImax1297AIn2.0KAQk3207.176(KA>2 - sIt2t 26400(KA> , sIsh56.554KAies100KA表3.4 220 KV側的隔離開關選擇220KV 側計算值工程GW6- 220DUns220KVUn220KVImax648.5AIn1.0KAQk714.712(KA>2 - sIt2t1764(KA>&

40、quot; - sIsh26.531KAies50KA表3.5各部分電壓互感器的選擇工程型號一次/KV二次/V剩余電壓繞組/VImaxA110KVJCC1M-110/ / 0.5110/3, 0.5100/31001297A220KVJCC5-2200.5220/30.5100/3100648.5A主變壓器側JDZ8-3535100100/發電機出口端JDZ6-2020100100/表3.6各部分電流互感器的選擇工程型號額定電流比/A短時熱穩電流/KA額定動穩電流/KA泄匝額定輸出/VA準確級110KVLCWB6-110)2X 300/531.580500.2220KVLCWB7-220)2X

41、600/12X212 X55400.2主變壓器LZZB7-35800/531.580500.2發電機出口LDZJ1-101500/580163400.2J-電壓互感器 油浸式）L-電流互感器C-S緣 用級式）W-戶外B- 保護5主接線中設備配置的一般原則隔離開關的配置1）中小型發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 610KV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）接在發電機、變壓器引出線或中性點上的避

42、雷器可不裝設隔離開關。<4）一臺半斷路器接線中，視發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；自耦變壓器的中性點則不必裝設隔離開關。電壓互感器的配置<1 ）電壓互感器的數量和配置與主接線方式有關，并應滿足測量、保護同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點的兩側都能提取到電壓。<2） 6220KV電壓等級的每組主母線的三相上應裝設電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設電壓互感器，應視各

43、回出線外側裝設電壓互感順的情況和需要確定。<3）當需要監視和檢測線路側有無電壓時，出線側的一相上應裝設電壓互感器。<4）當需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電 容式套管上的電壓抽取裝置。<5）發電機出口一般裝設兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調整裝置需要。當發電機配有雙套自動電壓調整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設一組電壓互感器。電流互感受器的配置<1 ）凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器，其數量應滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。<2）在未設斷路器的下列地點也應裝設電流互感器；發電機和變壓器的中性點、發電機和變壓器

44、的出口、橋形接線的跨條上等。<3）對直接接地系統，一般按三相配置。對非直接接地系統，依具體要求按兩相或三相配置。<4)一臺半斷路器接線中，線路一線路串可裝設四組電流互感器，在能滿足保護和測量要求的條件下也可裝設三組電流互感器可以利用時，可裝設三組電流互感器。第四：配電裝置配電裝置是發電廠和變電所的重要組成部分。它是根據主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。按電器裝設的地點不同，配電裝置可分為屋內型和屋外型。1 配電裝置選擇的一般原則高壓配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經濟政策，遵循上級頒發的有關規程、規范及技術規定

45、，并根據電力系統條件、自然環境特點和運行、檢修以及施工方面的要求，合理指定布置方案和選用設備，積極慎重的采用新的布置、新設備、新材料、新結構，使配電裝置設計不斷創新，做到技術先進、經濟合理、運行可靠、維護方便。火力發電廠及變電所的培植形式的選擇，應考慮所在地區的地理情況及環境條件，因地制宜，節約用地，并結合運行、檢修和安裝要求，通過技術經濟比較予以確定。配電裝置應滿足以下四點要求：(1> 節約用地：我國人口眾多，但耕地不多，因此節約用地是我國現代化 建設的一項帶戰略性的方針。(2> 運行安全和操作巡邏方便：配電裝置要整齊清晰，并能在運行中滿足 對人身和設備的安全要求。使配電裝置在一

46、旦發生事故時，也能將事故限制在 最小范圍和最低程度，并使運行人員在正常的操作和處理事故中不致發生意外， 以及在維修維護中不致損害設備。(3> 便于檢修和安裝：對各種形式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝 的條件。(4> 節約材料，降低造價：在保證安全的前提下，配電裝置應采用布置緊 湊，力求節約材料和降低造價。2 配電裝置的選擇及依據配電裝置的型式的選擇，應考慮所在地區的地理情況及環境條件，因地制宜、節約用地，并結合運行及檢修要求通過技術經濟比較確定。一般情況下，在大、中型發電廠和變電所中， 35KV及以下的配電裝置宜采用屋內式；110KV 及以上多為屋外式。普通中型配電裝置國內采用

47、比較多，廣泛用于 110500KV 電壓級，在這方面我國已經有豐富的經驗。本設計的地理環境較好，沒有地震，雷暴日也很少，且沒有明顯的環境污染，所以綜合所有條件和技術，選用屋外式中型配電裝置。第五：安全保護裝置在電力系統中，一定的保護裝置是必要的，主要是防雷保護和繼電保護。1避雷器的選擇避雷器應按下列條件選擇：<1）型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，按 下表選擇：型號型式應用范圍FS配電用普通閥型10KV以下配電系統、電纜終端盒FZ電站用普通閥型3220KV發電廠、變電所配電裝置FCZ電站用磁吹閥型1、330KV及需要限制操作的 220KV以及以卜配電2、某些變

48、壓器中性點FCD旋轉電機用磁吹閥型用于旋轉電機、屋內<2）額定電壓：避雷器的額定電壓應與系統額定電壓一致。<3）滅弧電壓：按照使用情況，校驗避雷器安裝地點可能出現的最大導線對 地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓 <滅弧電壓）。（4>工頻放電電壓Ugf:在中性點絕緣或經阻抗接地的電網中，工頻放電電 壓一般大于最大運行相電壓的 3.5倍。在中性點直接接地的電網中，工頻放電 電壓應大于最大運行相電壓的 3倍。工頻放電電壓應大于滅弧電壓的 1.8倍（5>沖擊放電電壓和殘壓：一般國產閥式避雷器的保護特性與各種電器的具 有均可配合，故此項校驗從略。根據避雷器配置原則，

49、配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器，變壓器中 性點接地必須裝設避雷器，并接在變壓器和斷路器之間；110、35kv線路側一般不裝設避雷器。本工程采用220KV 110KV配電裝置構架上設避雷針，10KV配電裝置設獨 立避雷針進行直接需保護。考慮到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優越于碳化硅避雷器，且沒有串聯 間隙，保護特性好，沒有工頻續流、滅弧等問題，所以本工程220KV 110KV系統中，采用氧化鋅避雷器。表5.1避雷器的選擇裝設地點型號額定電壓 后效值<KV）滅弧電 壓后效 值<KV）工頻放電電壓峰值（KV>沖擊放電電 壓峰值不大 于<八/）不小于不大于220KV母線

50、側FCZ2-20N220250340390520110KV母線側FCZ2-110N1102502552903452繼電保護的配備<1）變壓器繼電保護配置電力變壓器是電力系統的重要電氣設備之一，它的安全運行直接關系到電 力系統的連續穩定運行，特別是大型電力變壓器，由于其造價昂貴，結構復雜, 一旦因故障而遭到損壞，具修復難度大，時間也很長，必然造成很大的經濟損 失。所以，本設計中主變保護配置如下：1）縱聯差動保護2）非電量保護3) 過電流保護4) 過負荷保護和零序過流保護<2) 220KV線路保護220KV線路的安全運行，對整個電力系統有著相當重要的影響，所以，本工程為 220KV線路

51、配置的保護如下：1) 光纖縱聯差動保護2) 距離保護3) 零序過流保護4) 過電流保護<3) 110KV線路保護110KV由于直接連接在兩個工廠，輸電距離較短，但穩定性同樣要求較高, 所以，110KV線路保護配置如下：1) 距離保護2) 零序方向保護3)過電流保護參考文獻1 傅知蘭 . 電力系統電氣設備選擇與使用計算M. 北京：中國電力出版社 ,2004.2 水利水電部西北電力設計院編. 電力工程電氣設計手冊M. 北京：中國電力出版社 ,2002.3 何仰贊、溫增銀. 電力系統分析上、下）M. 武漢：華中科技大學出版社 ,2002.4 熊信銀 . 發電廠電氣部分第三版）M. 北京：中國電

52、力出版社,2004.5 何仰贊 . 電力系統分析第三版） M. 武漢：華中科技大學出版社,2002.附錄I短路計算1首先畫出短路電流計算接線圖及其等值電路，分別為圖 1,圖2所示:圖1短路電流計算圖110KV9/0.01311/0.0542/0-0543/0.0624/0,0G2dlc!25/0,02236/0,03807/0,02288/0,0380J'S-圖2短路電流等值電路根據所2取基準容量為SB=100MVA基準電壓UB取用平均電壓，即UB=UaM 選擇的聯絡變壓器的相關參數，可計算出其各繞組的等值電抗標幺值：X1=(X1-2+X1-3-X2-3>/2=(0.0607+0

53、.0258-0.0410>/2=0.0228X2=(X1-2+X2-3-X1-3>/2=(0.0607+0.0410-0.0258>/2=0.0380X3=(X2-3+X1-3-X1-2>/2=(0.0410+0.0258-0.0607>/2=0.0031各元件的等值電抗標幺值見圖2。計算各發電機的額定容量：SG1=SG2=200/0.85MVA=235MVA3短路電流計算由于三相短路故障最為嚴重，故只計算三相短路情況(1) 短路點didi短路時等值電路圖如圖310/0.0589/C.013111/0.0304短路點的額定電壓為220KV取基準電壓為230KM基準

54、電流 IB=SB/'|Z3UB=100/(石 X 230>KA=0.25(KA>再算系統電抗及系統的短路容量：X10=vX1+X3 /(X2+X4>=0.058X11=<X5+X6 /(X7+X8>=0.03042臺發電機組對短路點di的轉移電抗為：Xk=X10/X11=0.0199Sk=SB/Xk=100MVA/0.0199=5025.13MVASc=10000MVA-5025.13MVA=4974.87MVA可求得系統電抗為：X9=SB/SC=100/4974.87=0.0201發電機G1, G2對短路點的計算電抗為Xjs10=0.058 X 235X2/100=0.2726其分支額定電流為 IN=SN八'r3uB=235>< 2/( V3 x 230>KA=1.18(KA>系統C對短路點的計算電