1、摘 要這次設計的是凝汽式火力發電廠。主要對一下幾個內容進行分析和設計：首先需要對主接線進行選擇，設計主接線的原則是將可靠性、經濟性和靈活性三者綜合考慮的。因為本次設計所需的機組容量比較大，對主接線的可靠性要求非常高，所以就單母線的接線方式而言可以暫不考慮，重點考慮雙母接線以及一臺半斷路器的接線方式。然后就是對主變壓器、聯絡變壓器的型號進行確定，在類負荷情況下保證檢修也不能停電。最重要的是進行了三相短路計算，并根據最后的結果選擇隔離開關、斷路器、電流互感器、電壓互感器并進行了短路狀態進的校驗。關鍵詞電氣主接線 、短路電流 、電力變壓器 、高壓電氣設備 abstractThis design is

2、 the thermal power plant. Its design content mainly includes following several aspects: First was has carried on the choice to the electrical host wiring plan, considered had the large capacity big unit to this power plant the characteristic after the entire factory power cut will affect supplies po

3、wer, therefore hosting wiring way design request redundant reliability; Then to the main transformer, contacted the transformer the model to carry on the determination, afterwards carried on again three-phase short-circuits the computation; Finally has chosen the isolator, the circuit breaker, the c

4、urrent transformer, the voltage transformer and the basis moves stable and the thermally stable carries on the verification. Designs the host wiring the principle is reliable, so the efficient and flexible three syntheses considerations.Keywords：electrical host wiring plan short-circuit currentpower

5、 transformer high-handed electric equipment引 言設計工作是工作建設的關鍵環節。做好設計工作，對工程建設的工期、質量、投資費用和建設投產后的運行安全可靠性和生產的綜合效益，起著決定性的作用。設計是工程建設的靈魂。設計是一門涉及科學、技術、經濟和方針政策等各方面的綜合性的應用技術科學。設計又是先進技術轉化為生產力的紐帶。電力行業是國民經濟發展的基礎和關鍵，國家“十一五”計劃著重發展火電、水電、核電，高質量的電力資源和可靠的供電水平是衡量電力行業發展的指標，電力的發展與時俱進。<<發電廠電氣部分>>是電力專業的一門主要課程, 主要包

6、括課堂講學、課程設計、生產實習三個主要部分。在完成理論學習的基礎上，為了進一步加深對理論的理解，進行了本次課程設計。本次對凝氣式火電廠的主接線進行設計，該火電廠的裝機容量為2×200MW + 2×300MW、電力負荷有220KV與110KV兩個電壓等級，其中220KV接入系統110KV接線形式的設計和發電機接線形式的設計。首先，通過對各段接線形式的設計，擬定了三種可行性方案；然后通過方案比較選取了我認為最優的主接線方案，之后對廠用電主接線形式也進行了簡單設計。隨后進行了短路計算、高壓斷路器、隔離刀閘、電壓互感器和電流互感器等電氣設備的選擇，最后對配電裝置的選擇進行了簡要介紹

7、和選擇。本次設計參考了電力工程電氣設計手冊、發電廠電氣部分、電力系統分析、大型火力發電廠廠用電系統等技術資料。設計過程中得到了各位老師的重要指導；此外，還得到了一些同學的幫助。在此深表謝意。由于本人水平有限，設計中難免存在不足之處，希望大家多多指正，謝謝！凝汽式火電廠電氣一次部分設計1.系統與負荷資料分析設計電廠為大型凝氣式火電廠，其容量為2×200MW + 2×300MW，最大單機容量為300MW，即具有大型容量的規模、大型機組的特點。當電廠全部機組投入運行后，將占電力系統總容量1000/（16000+1000）5.88%，小于電力系統的檢修備用容量和事故備用容量15%的

8、標準，說明該電廠在未來電力系統中的作用和地位不是至關重要的。從年利用小時數看，該電廠年利用小時數為6000h/a>5000h/a，又為火電廠，在電力系統中將主要承擔基荷，因此，該廠主接線要求有較高的可靠性；從負荷特點及電壓等級可知，該電廠具有110KV和220KV兩級電壓負荷。110KV電壓等級有8回架空線路，承擔一級負荷，最大輸送功率為180MW,最大年利用小時數為4000h/a，說明對其可靠性有一定要求；220KV電壓等級有10回架空線路，承擔一級負荷，最大輸送功率為1000MW，最大年利用小時數為4500h/a,最大可能接受本廠送出的電力為1000-1000×6%=940

9、MW，可見其可靠性要求較高，為保證檢修出線斷路器不致對該回路斷電，擬采用帶旁路母線接線形式。最大發電機出口電壓為18KV，既無直供負荷，又無特殊要求，擬采用單元接線形式，可節省昂貴的出口斷路器，又有利于配電裝置的布局。2.電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能組成的接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統。對電氣主接線的基本要求，概括起來主要包括可靠性、靈活性和經濟性三個方面。因此，在設計電氣主接線時應從這三方面出發。此外，還應考慮未來5-10年的發展。2.1主接線方案的選擇 發電廠生產的首要問題是發電、供電的可靠性問題。主接線的設計，首先

10、應保證其滿發、滿供、不積壓發電能力，同時盡可能減少傳輸能量過程中的損耗，以保證供電的連續性。為此，對大、中型發電廠主接線的可靠性，擬從以下幾個方面考慮：(1) 斷路器檢修時，不宜影響對系統的供電。(2) 斷路器和母線故障以及母線維修時，盡量減少停運的回路數和停運時間，并要保證對一級負荷及全部和部分二級負荷的供電。(3) 盡量避免發電廠、變電所全部停運的可能性。(4) 大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。所以對大、中型發電廠電氣主接線，除一般定性分析其可靠性外，還需進行可靠性定量計算。主接線還應具有足夠的靈活性，能適應多種運行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態下操作方便、調度靈活、檢

11、修安全，擴建、發展方便。主接線的可靠性與經濟性應綜合考慮，在滿足技術要求前提下，盡可能投資省、占地面積少、電能損耗少、年費用（投資與運行）為最小。各電壓等級接線形式的擬定根據對原始資料的分析，現將各電壓等級可能采用的較佳方案列出。進而，以優化組合方式，組成最佳可比方案。(1) 110KV電壓等級 110KV電壓等級：架空線8回，I級負荷，最大輸送180MW，Tmax4000h/a。為保證不停電檢修出線斷路器，可采用單母線分段帶旁路或雙母接線接線形式。由于四臺發電機組單機容量2×200MW + 2×300MW，而110KV側的最大負荷為180MW，其全年平均負荷為180

12、15;4500÷8760=92.47MW。，通常200MW及以上的發電機組不接在110KV電壓等級及以下電壓等級母線上，所以發電機不與110KV側連接，而是聯絡變壓器從220KV側引接來給110KV側負荷供電，考慮其帶一級負荷，所以必須帶兩臺聯絡變壓器互為備用。這樣做雖然多了一個變壓器，使變壓器損耗增加，但是相對110KV側有發電機組來說，其可靠性和安全性將大大提高，事故率大大減小，也不會大量積壓發電能力。因此，對于110KV電壓等級，擬采用不接發電機組的方式。(2) 220KV電壓等級 出線為10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，且其出現回路較多，可采用雙母線

13、帶旁路或雙母線分段帶旁路接線形式，充分確保供電的可靠性和靈活性。考慮到200MW及以上機組對供電可靠性要求高，將采用分相封閉母線直接與主變壓器連接，可節省昂貴的出口斷路器和隔離開關，大大限制短路電流，提高可靠性，減少事故的發生。所以四臺發電機組均采用單元接線形式接在220KV電壓母線上。發電機選型及參數見表1.1。表1.1 發電機選型及參數發電機型 號額 定電 壓/KV額定功率/MW額定電流/A功率因數次暫態電抗Xd“/%效率/%G-1、G-2QFQS-200-215.7520086250.8514.4398.64G-3、G-4QFSN-300-218300113200.8519.1598.6

14、462.1.2 主接線方案的擬定根據以上分析、篩選、組合，可保留以下三種可行性主接線方案。 方案一發電機出口采用分相封閉母線；110KV電壓等級采用單母線分段帶旁路接線形式，分段斷路器兼旁路斷路器并且旁路母線接至電源側；220KV電壓等級采用雙母線帶旁路接線形式，并設有專用旁路斷路器。4臺機組按發電機-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自藕變壓器；通過這兩臺聯絡變壓器由220KV電壓母線給110KV側負荷供電。見圖1.1所示。 圖1.1 110KV單母分段帶旁路220KV雙母帶旁路圖方案二 發電機出口采用分相封閉母線；110KV電

15、壓等級采用雙母線帶旁路接線形式。220KV電壓等級采用一臺半短路器接線方式。，4臺機組按發電機-變壓器單元接線形式接至220KV電壓母線上；同方案一一樣，110KV和220KV兩電壓等級之間設兩臺聯絡變壓器。見圖1.2所示。圖1.2 110KV雙母帶旁路220KV一臺半接線方案三 發電機出口采用分相封閉母線；110KV電壓等級采用雙母線接線形式， 220KV電壓等級采用雙母分段帶旁路接線形式；兩電壓等級之間也設也兩臺聯絡變壓器。接線圖如附圖III所示。 2.1.3 主接線方案的比較與選擇 三個方案發電機都是采用單元接線且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

16、110KV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，方案二和方案三采用的是雙母線接線形式或帶有旁路。從可靠性上看，方案一要比方案二和方案三的可靠性要低，考慮到110KV側也是接的類負荷，應該被排除。從經濟性方面看，方案二接的是一臺半斷路器接線，通常在330KV-550KV配電裝置中，當進出線為6回及以上，配電裝置在系統中具有重要地位，則宜采用一臺半斷路器接線。對于220KV等級的主接線來說雙母帶旁路已經足夠了，經濟上將更劃算，從靈活性方面看，方案一運行方式單一，靈活性最差，方案二一臺半斷路器接線方式運行方式的可靠性和靈活性很高，但通常在500KV及以上的超高壓電網中得到廣泛應用

17、，特別是其投資太大，需要的斷路器太多，成本太高。考慮220KV側有10回架空線路承擔一級負荷供電，要求有較高的可靠性，采用雙母線單分段接線形式。因此，220KV側選用雙母線單分段帶旁路接線形式。通過比較可知，三種方案中方案三是最優方案，所以選擇方案三作為該凝汽式火電廠的主接線方案。2.2 主變壓器的選擇與計算2.2.1 變壓器容量、臺數和型式的確定原則(1) 單元接線的主變壓器容量的確定原則 .發電機與主變壓器為單元接線時，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇： 按發電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度。.按發電機的最大連續輸出容量扣除本機組的廠用負荷。(2) 連接兩種升

18、高電壓母線的聯絡變壓器的確定原則滿足兩種電壓網絡的各種不同運行形式下，網絡間有功功率和無功功率的交換。其容量一般不小于接在兩種母線上最大一臺機組的容量，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。(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；而對弱聯系的中、小型發電廠和低壓側電壓為6-10KV的變電所或與系統只是備用性質時，可只裝一臺主變壓器；對地區性孤立的一次變電所或大型工業專用變電所，可設3臺主變壓器。(4)

19、主變壓器型式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。選擇主變壓器的相數，需考慮幾點原則：當不受運輸條件限制時，在330KV及以下電力系統，一般都應選用三相變壓器；當發電廠和系統連接的電壓為500KV時宜經技術經濟比較后，確定選用三相變壓器、兩臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機容量為300MW、并直接升壓到500KV的，宜選用三相變壓器；對于大型三相變壓器，當受到制造條件和運輸條件的限制時，則宜選用兩臺小容量的三相變壓器來取代一臺大容量三相變壓器，或者選用單相變壓器。對于最大機組容量為200MW及

20、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。變壓器三繞組的接線組別必須與系統電壓相位一致，否則，不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只有星型“Y”和三角形“D”兩種。變壓器三相繞組的連接方式應根據具體工程來確定。我國規定，110KV及以上電壓等級，變壓器三繞組都采用“YN”連接；35KV采用“Y”連接，其中性點通過消弧線圈接地；35KV以下高壓電壓，變壓器三繞組都采用“”連接。在發電廠和變電所中，一般考慮系統或機組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響因素，根據以上繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一

21、般選用YN，d11常規接線。2.2.2 變壓器的選擇與計算按照變壓器容量、臺數和型式的確定原則，該發電廠主接線采用四臺三相雙繞組主變壓器和兩臺聯絡變壓器。四臺主變壓器分別和四臺發電機組組成單元接線，聯絡變壓器選用三相三繞組降壓變壓器。(1) 主變壓器的選擇對于與兩臺200MW機組相連的主變壓器，其輸送容量為200-200×6%，200MW發電機的功率因素是0.85，所以這兩臺變壓器的容量為（200-200×6%）×(1+0.1) /0.85=243.3MVA,考慮已經給它留了1.1的裕度，所以選擇容量為240MVA的變壓器即容量為240MV的雙繞組升壓變壓器，具體

22、型號選擇SFP37-240000/220,其參數見表2.1。同理可得，對于與兩臺300MW機組相連的主變壓器，其容量為（300-300×6%）×1.1/0.85=365MW,所以選擇容量為360MVA的雙繞組升壓變壓器，具體型號選擇SFP3-360000/220,其參數見表2.1。(2) 聯絡變壓器的選擇因為是類負荷，兩臺聯絡變壓器的容量和形式一樣且互為備用，為保證變壓器檢修時不停電，其容量要保證本側的負荷要求，S=(180÷0.85)×1.1=232， 選擇接近標準容量為240MVA的變壓器即容量為240MVA的三相三繞組降壓自耦變壓器，具體型號選擇S

23、SPS-24000220。當一臺聯絡變壓器故障或停運檢修時，240×0.85MW>180×70%MW即選擇容量為240MVA的三繞組降壓變壓器能夠滿足要求。其參數見表2.1。(3) 廠用變壓器的選擇本次設計廠用電系統主接線采用單母線分段接線方式，廠用電分別從四臺發電機的出口端引接，因此，需要四臺廠用變壓器。由于四臺發電機都屬于大型機組，為限制短路電流，提高可靠性，四臺變壓器均采用低壓分裂繞組變壓器，兩低壓側分別接到兩段母線上，達到相互備用的效果。廠用電通常采用6KV電壓等級。對應于300MW機組的廠用變壓器，由于機端電壓為18KV，其各側電壓為18/6.3/6.3，容

24、量為300×6%/0.85=21.18MVA，選用SFPF-31500/18分裂繞組變壓器。對應于200MW機組廠用變壓器，由于機端電壓為15.75KV，其各側電壓為15.756.36.3，容量為200×6%0.85=14.12MVA,選用SFFL-25000/15分裂繞組變壓器其參數見表2.1。變壓器型 號額定容量/MVA額定電壓/KV短 路阻 抗Xd/%聯結組高壓中/低壓主變T-13SFP7-240000/2202402422.5%×215.7514YNd11主變T-24SFP-360000/2203602422.5%×21814.3YNd11聯絡變

25、T-56SSPS-240000/220240/240/1202422.5%×212115.75U12=24.5U13=14.5U23=8.5YNYn0d11廠用變T-7/9SFFL-25000/15250001600016000-15.755%×26.36.3全穿越- 半穿越16.6DD11D11廠用變T-8/10SFPF-31500/18315001600016000182.5%×26.3/6.3全穿越7.076半穿越13.36DD11D11表2.1 變壓器型號與參數2.3 廠用電接線方式的選擇2.3.1對廠用電接線的基本要求 廠用電設計應按照運行、檢修和施工的

26、要求，考慮全廠發展規劃，妥善解決分期建設引起的問題，積極慎重地采用經過鑒定的新技術和新設備，使設計達到經濟合理、技術先進，保證機組安全，經濟和滿發的運行。 廠用電接線應滿足的下列要求： （1）各機組的廠用電系統應是獨立的。特別是200MW及以上機組，更要做到這一點。一臺機組的故障停運或其輔機的電氣故障，不應影響到另一組機組的正常運行。并能在短時間內恢復本機組的運行。 （2）充分考慮機組啟動和停運過程中的供電要求。一般應配備可靠地啟動電源。 （3）充分考慮電廠分別建設和連續施工過程中廠用電系統的運行方式。 （4）200MW及以上機組應設置足夠容量的交流事故保安電源。當全廠停電時，可以快速啟動和自

27、動投入，向保安負荷供電。2.3.2 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。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；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；廠用電源的對應供電性，本機、爐的廠用負荷由本機組供電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。在設計廠用電接線時，對廠用電的電壓等級、中性點的接地方式等問題進行分析和論證。實踐經驗表明：對于火電廠，當發電機容量在60MW及以下，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100MW300MW時，宜選用6

28、KV作為廠用高壓電壓；當容量在300MW以上時，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。2.3.3廠用電接線形式的擬定依據對廠用電接線的基本要求，在本次設計中，廠用電接線采用單母線分段的接線方式。分段采取“按爐分段”的接線原則，由于本廠發電機組的容量等于300MW或200MW

29、，其鍋爐的容量亦較大，為了安全起見，每個鍋爐用兩段廠用母線供電，即共分為四段，并且保證廠用負荷在各段上盡可能分配均勻。本廠機組容量介于100MW-300MW之間，選用6KV作為廠用高壓電壓.廠用工作電源從發電機出口端引接，通過分裂繞組廠用高壓變壓器給6KV廠用高壓母線供電，廠用高壓變壓器兩低壓側分別接在兩段廠用母線上。從6KV廠用母線上以變壓器分別引接到低壓廠用段母線，構成廠用低壓系統。由于該電廠為大型電廠，應設置事故保安電源。本次設計中，備用母線段備有柴油發電機作為事故保安電源。2.4 主接線中設備配置的的一般規則配電裝置是發電廠和變電站的重要組成部分，在電力系統中起著接受和分配電能的作用。

30、配電裝置是根據電氣主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器，母線和必要的輔助設備組件而成的總體裝置。其作用 是在正常的運行情況下，用來接受和分配電能，而在系統剛發生故障時，迅速切斷故障部分，維系系統正常工作。為此，配電裝置應滿足下述基本要求。1 保證運行可靠.要按照系統 和自然條件以及有關規程要求合理選擇電氣設備，使選用的電氣設備具有正確的技術參數，保證具有足夠的安全間距。2便于操作、巡視和檢修. 配電裝置的結構和布置應力求整齊、清晰，便于操作巡視和檢修；配電裝置的結構應使操作集中，盡可能避免運行人員在操作一個回路時需要走幾層樓或幾條走廊。3保證工作人員的安全.為了保證工作人員的安全，對配

31、電裝置應采取一系列措施，4力求提高經濟性.在滿足上述的前提下，電氣設備的布置應緊湊，節省占地面積，節約鋼材、水泥和有色金屬等原材料，并降低造價。5具有擴建的可能.要根據發電廠和變電站的具體情況，分析是否有發展和擴建的可能。3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。3.1短路計算的一般規則 (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，

32、應按本工程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) 導體和電器的動穩

33、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。3.1.1 短路計算的基本假設短路電流的計算中，常采用以下假設和原則：(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、渦流以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度電角度；(4) 電力系統中，各個器件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設備電抗值不隨電流大小變化而變化； (5) 同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）；

34、(6) 短路發生在短路電流為最大值的瞬間；(7) 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；(8) 除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，器件的電阻都忽略不計；(9) 器件的參數都取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍；(10) 輸電線的電容略去不計；(11) 用概率統計法制定短路電流運算曲線。3.2 短路電流的計算 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

35、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；短路類型定為對系統影響最為嚴重的三相短路。 3.3 短路電流的計算表短路電流計算的結果如表3.1所示，詳細計算過程見附錄短 路 電 流 值（KA）4s2.8064.069 20.081.1951.569 5.7232s2.8064.069 20.081.1951.569 5.7231s2

36、.9084.00 20.081.1951.569 5.7230.2s3.4684.571 20.081.1631.488 5.7230s4.5695.776 20.081.2261.559 5.723短 路 電 流 標 幺 值4s2.3782.299-0.5280.443-2s2.4152.279-0.5280.443-1s2.4642.2605-0.5280.443-0.2s2.9392.5825-0.4920.420-0s3.8723.2635-0.5190.440-分支額定電流INKA1.1811.77220.082.3603.5455.723分 支電 抗Xjs0.28160.33170

37、.1251.9762.3280.8772分 支 線 名 稱G1G2GSG1 G2GS基準電流IBKA2.515.03短 路 點 平 均 電 壓230115短 路 點 編 號d1d2 4.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。盡管電力系統中各種電氣設備的作用和工作條件不一樣，具體選擇方法也不盡相同，但對它們的基本要求是一致的。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態來校驗熱穩定和動穩定。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。4.1電氣設備選擇的一般原則(1)

38、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。4.2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

39、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。4.2.1按正常工作條件選擇電器(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UalmUsm。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330KV500KV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UNUNs。(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。I

40、N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INImax。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（1.23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

41、等要求，對電器進行種類和形式的選擇。4.2.2按短路情況校驗(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It×It×TkQk ；式中Qk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。滿足動穩定的條件為iesish，IesIsh；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。(3) 按當地環境條件來校驗在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環境條件，當氣溫、風速、溫度、

42、污穢等級、海拔高度、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。例如：當地區海拔高度超過制造部門的規定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當海拔在10003500m范圍內，若海拔比廠家規定值每升高100m，則電器允許最高工作電壓要下降1%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采取高原型電器，或采用外絕緣提高一級的產品。對于110KV及以下電器，由于外絕緣裕度較大，可在海拔2000m以下使用。當污穢等級超過使用規定時，可選用有利于防污的電瓷產品，當經濟上合理時可采用屋內配電裝置。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

43、度高于40（但60）時，其允許電流一般可按每增高1，額定電流減少1.8%進行修正，當環境溫度低于+40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%。4.3 電氣設備的選擇 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。4.4電氣設備選擇結果表表4.1 110 KV側的斷路器和隔離開關選擇表110KV側計算值斷路器LW11-110隔離開關GW4-110UNs110KV/121KVUN110KV/126KV110KV/126KVImax1.061KAIN1.60KA1.25KAI"8.508KAINbr31.5KAIsh22.887KAINcl80KAQk28

44、8.24(KA)2·s It2t3969(KA)2·s 3969(KA)2·sIsh22.887KAies80KA80KA表4.2 220KV側、發電機支路以及聯絡變側斷路器和隔離開關選擇表 220KV側計算值斷路器LW-220隔離開關GW4-220UNs220KV/242KVUN220KV/252KV220KV/252KVImax0.884KAIN1.60KA1.25I"30.425KAINbr40KAIsh81.843KAINcl100KAQk2974.28(KA)2·s It2t 6400(KA)2·s6400(KA)2

45、3;sIsh81.843KAies100KA100KA表4.3 各部分電壓互感器的選擇型號UN次(KV)一次(KV)剩余電壓繞組(A)ImaxA110KVJCC1-110110000/30.5100/30.51002000220KVJCC1-220220000/30.5100/30.51002000主變壓器JDJJ-3535000/30.5100/30.5100/30.51000發電機出口JCC2-110110000/30.5100/30.51002000注：以上所選電壓互感器的準確級全部為0.5。主變壓器的電壓互感器安裝在低壓側。表4.4 各部分電流互感器的選擇型號端子標志額定電流比（A）準

46、確級110KVLR110K1-K32000/10.2220KVLR110K1-K21250/10.5主變壓器LRB220K1-K31500/15P20發電機出口LRB20K1-K215000/15P205 配電裝置配電裝置是發電廠和變電所的重要組成部分。在電力系統中起著接受和分配電能的作用。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，其作是在正常運行情況下，而在系統發生故障時，迅速切斷故障部分，維系系統正常部分。5.1配電裝置選擇的一般原則配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經濟政策，遵循有關規程、規范及技術規定，并根據電力系統條件、自然環境特點和運行、

47、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

48、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。此外還應重視運行維護時的方便條件。(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。此外還必須考慮分期建設和擴建過渡的便利。(4) 節約材料，降低造價。配電裝置的設計還應采取有效措施，減少三材消耗，努力降低造價。5.2配電裝置的選型和依據 配電裝置按電氣設備裝設地點不同，可分為屋內配電裝置和屋外配電裝置；按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。在現場將電器組裝而成的成為裝配配電裝置；再制造廠按要求預先將開關電器、互感器等組成各種電路成套后運至現場安裝使用的稱為成套配電裝置。在發電廠和變電站中，35K

49、V及以下的配電裝置多采用屋內配電裝置；其中310KV的大多采用成套配電裝置；110KV及以上的配電裝置大多采用屋外配電裝置。成套配電裝置一般布置在屋內，110500KV 的SF6全封閉組合電器也已得到應用。此次設計的環境因素可以忽略，依據經驗綜合所有條件和技術，選用屋外式中型配電裝置。5.3主接線中設備配置的一般原則5.3.1 、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

50、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。5.3.2、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

51、互感器。旁路母線上是否需要裝設電壓互感器，應視各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

52、性點、發電機和變壓器的出口、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。結束語本次課程設計到此就結束了，通過這次設計粗略的了解了發電廠的設計方法，并把一年來所學的理論和實踐結合起來，特別是將原來沒有重視或重視不夠的地方重新清晰化、條理化了。在短路計算中，有很多很細微但是很重要的東西，例如求轉移阻抗，等值電路化簡等基礎內容并不能完整的獨立的完成。一些原本在課堂上必須掌握的東西卻不了解，可見

53、在以前的學習過程中還很不扎實，有很多欠缺，特別是將各門知識綜合運用的能力不是很強。本次設計是對人的一次綜合的訓練，從查資料到電力系統分析到發電廠電氣部分最后到利用CAD軟件進行作圖都需要自己親手去嘗試，不僅要學好還要用好。總的來說，通過這次設計，在獲得知識之余，還增強了獨立工作能力，增加了工作閱歷，得到了不少的收獲和心得。在思想方面上更加成熟，個人能力也有進一步發展，對以后的生活和工作有很大的幫助。 最后此次設計的順利完成與同學的合作互助是分不開的，在同學們的幫助下很多問題才能解決。當然更與老師的悉心教導、指點分不開的，由于老師們的耐心指導才使設計得以順利進行下去，在此對他們提出衷心的感謝。

54、參考文獻1熊信銀 .發電廠電氣部分.M. 北京：中國電力出版社 2004.2. 何仰贊 .電力系統分析.M武漢：華中科技大學出版社 2002.3. 戈東方 .電力工程電氣設計手冊. M. 北京：中國電力出版社 1998.4. 曹繩敏.電力系統課程設計及畢業設計參考資料. M.北京：中國電力出版社1995.5. 黃其勵 .電力工程師手冊.M.北京：中國電力出版社 20026. 張大森 .中小型變電站電氣設備的原理和運行.M.北京：中國科學出版社 1991.7. 周文俊 .電氣設備實用手冊.M.北京：中國水利水電出版社 1999.8. 周 章 .輸配電設備手冊.M.北京：機械工業出版社 2000.9. 卓樂友.電力工程電氣設計200例.M.北京：中國電力出版社；10.東北電業管理局調度通信中心.電力系統運行操作和計算（修訂版）.M. 沈陽：遼寧科學技術出版社，1996，10；11. 中國電器工業協會.輸配電設備手冊.M. 北京：機械工業出版社；12. 馮炳陽.輸電設備手冊.M.北京：機械工業出版社；13. 周文俊.電器設備實用手冊.M.北京：中國水利水電出版社14 卓樂友.電力工程電氣設計手