畢業設計〔論文〕題目大型熱電廠電氣主系統設計學生徐蓉**2012152201專業電氣工程及其自動化班級20121972指導教師鐵評閱教師完成日期2016年5月20日畢業設計〔論文〕課題任務書〔20142015學年〕學院名稱：電氣與新能源學院課題名稱大型熱電廠電氣主系統設計學生徐蓉專業電氣工程及其自動化**2012152201指導教師鐵任務書下達時間2015年11月20日課題概述：本次設計為電氣一次局部初步設計，并繪制電氣主接線圖及其他圖紙。該發電廠為熱電廠，包括2臺凝氣式機組300MW〔額定電壓15.75kV，COS=0.9，〕和2臺供熱機組50MW〔額定電壓10.5kV，COS=0.9，〕，廠用電率5%,機組的年利用小時數＝6300h。1〕10.5kV電壓級最大負荷20MW，最小負荷15MW，＝0.8,電纜潰線10回；2〕220kV電壓級最大負荷250MW，最小負荷200MW，＝0.85，＝4500h，架空線5回；3〕500kV電壓級與容量為3500MW的電力系統相連，系統歸算到500kV母線上的標么電抗*＝0.021,〔基準容量100)，500kV架空線4回，備用線1回。本設計包括：發電廠電氣主接線設計，主變壓器的臺數、容量、型號等主要技術數據確實定，短路電流計算，主要電氣設備選擇及校驗；繪制電氣接線圖。要求閱讀或檢索的參考資料及文獻：［1］弋."電力工程電氣設計手冊〔電氣一次局部〕"[M];中國電力,1989。12。［2］熊信銀."發電廠電氣局部"[M];中國電力，2009.［3］王成江."發電廠變電站電氣局部"[M];中國電力，2008.［4］何仰贊."電力系統分析"[M];華中科技大學，2002.［5］黃純華."發電廠電氣局部課程設計參考資料"[M];水利電力，1987，6.［6］國家電力公司成套設備部。"城鄉電網建立改造設備使用手冊"〔技術參數分冊Ⅲ〕；中國電力，2001，10［7］中國工程建立標準化協會電氣工程委員會。"注冊電氣工程師執業資格考試必備標準規匯編"；2003，8.［8］躍."電氣工程專業畢業設計指南·電力系統分冊"：中國水利水電，2003.8［9］胡國根."高電壓技術"；大學，1996.1..［10］芙蓉."電氣工程專業畢業設計指南".:中國水利水電,2003［11］樊靈孟.對我國500KV線路防雷的新思考.中國電力,2004,37(12):18～21［12］斷.電氣裝置的過電壓保護.:電力工業,1982［13］尚發.大型發電廠電氣主接線優化方案的研究,電力建立，2006［14］立權.熱電廠電氣的主接線分析,科技論壇，2014[15]焦玉寶.探討熱電廠電氣主接線特點.科技風，2010[16]戴平.發電廠電氣主接線可靠性比擬分析..電氣技術,2014[17]許清萍.淺談電氣主接線各種連接方式及應用.科技向導，2013[18]F.Goderya,FASTDETECTIONANDIDENTIFICATIONOFISLANDSINPOWERNETWORKS,IEEE，1980學位論文原創性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進展研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承當。作者簽名：年月日學位論文使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規定，同意學校保存并向有關學位論文管理部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優秀學士學位論文評選機構將本學位論文的全部或局部容編入有關數據庫進展檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、□，在_________年解密后適用本授權書。2、不□?！舱堅谝陨舷鄳娇虼颉啊台暋匙髡吆灻罕仨毐救撕炞帜暝氯諏熀灻罕仨毐救撕炞帜暝氯漳夸汿OC\o"1-3"\h\u摘要1前言21緒論21.1課題來源21.2課題研究的目的和意義31.3國外的研究現狀和開展趨勢31.4課題設計任務41.4.1設計主接線的方案4確定主變形式4短路電流計算4合理地選擇主要的電氣設備4完成圖紙設計42電氣主接線的選擇52.1電氣主接線的根本要求52.2電氣主接線的根本形式52.3電廠主接線的設計9原始資料9對該熱電廠容量負荷分析設計10主接線方案的擬定102.4主接線方案的選擇133變壓器的選擇143.1發電機及變壓器中性點的接地方式14電力網中性點接地方式143.1.2變壓器中性點接地方式153.1.3發電機中性點接地方式153.2發電機的選型153.2.1選型153.3變壓器的選型163.3.1.變壓器容量確實定原則163.3.2.變壓器臺數確實定原則183.3.3.繞組連接方式確實定183.3.4.變壓器調整方式的選擇183.3.5.變壓器的選型183.4電氣設備的配置19斷路器的配置19隔離開關的配置19接地刀閘的配置20電壓互感器的配置20電流互感器的配置20避雷器的配置204短路電流計算214.1短路電流概述21短路的原因及后果21短路計算的目的和簡化假設224.2各系統短路電流的計算23短路計算的根本假定和計算方法23電抗圖及電抗計算24短路點的選擇、短路電流以及沖擊電流的計算255電氣設備的選擇335.1電氣設備的選擇條件33按正常工作條件選擇34按短路條件進展校驗365.2電氣設備的選擇37系統各個回路的最大工作電流37斷路器的選擇39高壓隔離開關的選擇47互感器的選擇53電抗器的選擇62導線及電纜的選擇及校驗63避雷器的選擇69參考文獻70致71大型熱電廠電氣主系統設計學生：徐蓉指導教師：鐵〔三峽大學電氣與新能源學院〕摘要：經濟社會的不斷開展，人們不斷提高生活質量，對電的需求也越來越大，從而促進了多種事業的開展，熱電廠在這樣的形勢下逐漸開展起來。熱電廠通常都建在大城市及工業區的電、熱用戶附近。它不僅發電，還可向用戶供熱，這樣可以減少被循環水帶走的熱量損失，提高總效率。本設計是對熱電廠電氣一次局部進展設計，在理論上，通過對幾種電氣主接線的分析比擬，考慮其經濟性和靈活性確定最優接線方案；以此為依據，選出發電機、變壓器的型號并作出等值電抗圖，進展短路電流計算，通過所得的短路電流選擇各種電氣設備并進展校驗。結合新編電氣工程規，采用CAD軟件繪制出電氣圖，進一步完善設計。關鍵詞：熱電廠；電氣主接線；短路電流；配電裝置；電氣設備選擇DesignofmainelectricsysteminlargescalethermalpowerplantStudent:*uRongSupervisor：ChenTie〔CollegeofElectricalEngineeringandNewEnergy,ChinaThreeGorgesUniversity〕Abstract:Withthedevelopmentofeconomicandsocialpeoplecontinuetoimprovethequalityoflife,thedemandforelectricityisalsoincreasing,thuspromotingthedevelopmentofavarietyofcareer,thermalpowerplantgraduallydevelopedinsuchasituation.Thermalpowerplantsareusuallybuiltinlargecitiesandtheheatusernearindustrialareasofelectricity.Itisnotonlysupplyelectricity,butalsototheuser'sheating,sothatcanbetakenawaybycirculatingwaterheatloss,improvethetotalefficiency

.Thisdesignisapartofthepowerplantelectricalonthedesign,intheory,throughanalysisofseveralmainelectricalwiringandparison,considertheeconomyandfle*ibilitytodeterminetheoptimalconnectionscheme.Takingthisasthebasis,choosethegenerator,transformermodelandmakeequivalentreactancediagram,short-circuitcurrentcalculation,shortcircuitcurrentthroughinechooseallkindsofelectricalequipmentandcheck.binedwiththenewelectricalengineeringspecification,usingCADsoftwaretodrawtheelectricaldiagram,tofurtherimprovethedesign.

Keywords:thermalpowerplant;electricalmainwiring;short-circuitcurrent;powerdistributionequipment;electricalequipmentselection

前言電能是經濟開展最重要的一種能源，可以方便、高效地轉換成其他能源形式。提供電能的形式有水利發電，火力發電，風力發電，隨著人類社會跨進高科技時代又出現了太陽能發電，磁流體發電等。但對于大多數開展中國家來說，火力發電仍是今后很長一段時期的必行之路。火力發電是現在電力開展的主力軍，在現在提出和諧社會，循環經濟的環境中，我們在提高火電技術的方向上要著重考慮電力對環境的影響，對不可再生能源的影響，雖然現在在我國已有局部核電機組，但火電仍占領電力的大局部市場，近年電力開展滯后經濟開展，全國上了許多火電廠，但火電技術必須不斷提高開展，才能適應和諧社會的要求。1緒論1.1課題來源本課題為大型熱電廠電氣主系統設計，課題來源于生產實際，具有工程背景，課題類型為論文型。本課題涉及到發電廠電氣主接線設計；主變壓器臺數、容量、型號等主要技術數據確實定；短路電流的計算；主要電氣設備的選型及校驗以及繪制電氣接線圖。這要求我們對所學的專業知識學會靈活運用，結合實際，綜合分析，從而使該設計得以順利進展。1.2課題研究的目的和意義在熱電廠中，電氣主接線是將各種電氣設備之間相互連接起來的電路，它具有傳輸電能的作用，對整個熱電廠電氣設備的正常運行具有決定性作用，因此它們的連接方式顯得尤其重要。如果出現電氣主接線連接不當的情況，會導致整個熱電廠電氣設備癱瘓，最終造成熱電廠停頓運行，供熱系統受到破壞，在寒冷的冬天，這種情況是災難性的，因此，我們必須對整個熱電廠電氣設備的主接線進展分析研究，確保接線合理性，提高供熱平安。本課題的設計需要對電氣工程專業所有課程有整體的理解和反思，掌握使電力系統平安運行以及如何排除其不正常運行故障的知識，能運用電機，發電廠、變電所電氣局部，高電壓技術，電力系統自動化，電力系統繼電保護等專業知識解決實際問題，為本次畢業設計做了充分的知識原料準備。1.3國外的研究現狀和開展趨勢新中國成立以后，特別是改革開放以來，我國電力工業得到了迅速開展。在黨中央、國務院的正確領導下，廣闊電力職工發奮圖強，辛勤耕耘，中國的電力工業取得了令人矚目的成就。1987年，全國電力裝機容量邁上1億千瓦臺階；1995年突破2億千瓦；到2000年底，全國電力裝機容量已達3.19億千瓦。從1949年到改革開放前的1978年，我國電力裝機由185萬千瓦增加到5712萬千瓦，增長了29.9倍；年發電量由43億千瓦時增加到2566億千瓦時，增長了58.7倍。而從1978年到二十世紀末，我國電力裝機和年發電量又分別增長了4.58和4.33倍。目前，我國的電力裝機容量和年發電量均居世界第2位；我國的電力工業也已從大電網、大機組、超高壓、高自動化階段，進入了優化資源配置、實施全國聯網的新階段[1]。我國是開展中國家，工業的迅速開展推動了用電的高速增加。由于技術和人才限制，我國電力行業的技術水平和裝備配置稍落后于其他興旺國家，因此，通過不斷地引進新技術進展吸收和創新，堅持不懈的創立一流的工作條件，提高我國電力企業的管理水平，盡早達成與興旺國家并肩的企業目標。此外，我國人均用電水平較低，電力企業仍然面臨著許多挑戰。我國發電技術突飛猛進，不斷地開展創新。為實現全國節能減排的目標，“十一五〞期間，電力行業已累計關停小火電機組7077萬KW，國產30萬~60萬KW火電機組已成為主力機組；60萬KW及以上清潔機組占火電機組比重到達34%，其中在運百萬KW超超臨界機組已經到達30多臺，我國成為世界上擁有超超臨界機組最多的國家；靈武電廠二期工程百萬千瓦機組建成投產，成為世界上首個百萬KW超超臨界空氣冷卻發電機組。[2]1.4課題設計任務1.4.1設計主接線的方案:分析原始資料、確定主接線。進展經濟比擬并確定最正確方案、合理的選擇各側接線方式、確定廠用電接線方式。1.4.2確定主變形式：包括主變壓器臺數、容量和型號的選定。1.4.3短路電流計算：合理選擇計算短路點、計算各點的短路電流、并列出計算結果表。1.4.4合理地選擇主要的電氣設備：對主要電氣設備進展合理地選型及校驗1.4.5完成圖紙設計2電氣主接線的選擇電氣運行人員在進展各項操作和事故處理的時候，電氣主接線圖顯得尤為重要，它為運行人員的操作處理提供重要依據。因此，不僅要求電氣運行人員必須熟悉本廠電氣主接線，而且要了解主接線電路中所有電器設備的用途和性能，檢修維護的步驟和工程。此外，電氣主接線圖很直觀說明了發電機、變壓器、斷路器等電氣設備的數量和連接方式，發電廠電氣一次局部的投資大小根本可由主接線確定。電能生產過程中需要發電、變電、輸電、用電在同一時刻完成，所以主接線的形式與電力系統是否能夠平安穩定運行密切相關。電氣主接線的擬定是一個綜合性的問題，必須在滿足國家有關技術和經濟政策的前提下，力爭使其技術先進，經濟合理，平安可靠。2.1電氣主接線的根本要求電氣主接線應滿足以下幾點要求：運行的可靠性：在電力企業始終秉承“平安第一〞的生產觀念，供電的可靠性對城市用電，工業用電至關重要，一旦故障發生，將會導致十分嚴重的后果，比方變壓器停運，全部電源進線停運，甚至全廠停電事故等。因此，對電氣主接線的要求也會更嚴格，優先選擇可靠性更高的接線形式，促進電力平安生產。運行的靈活性：在電力生產過程中由于供需、自然環境、檢修的影響，需要在多種運行方式中自由切換，因此所設計的電氣主接線必須要符合靈活性的要求，能夠在不同情況下適應多種運行狀態?！?〕運行的經濟性：在保證技術先進，平安可靠后，盡量要滿足節約投資，控制占地面積，用料省，效用大的要求。我國國土面積有限，特別是工業的迅速開展，土地顯得尤為珍貴，并且電氣設備的價格昂貴，應盡量節省一次設備的投資。因此使電氣主接線占地面積小，投建費用低必須要在設計過程中著重考慮。2.2電氣主接線的根本形式根據是否有母線，主接線的根本形式可以分為有母線和無母線兩大類，有母線的連接方式又分為單母線接線、雙母線接線等不同形式。而橋型接線〔橋，外橋〕、單元接線和角型接線均屬于無母線類接線。1.單母線接線單母線接線只有一組母線，如圖2-1所示是一個典型的單母線接線圖。特點是電源和供電線路都連在同一母線上，接線簡單清晰。為了方便投入或切除，任何一條進、出引線都裝有可以切除故障電流和負荷電流的斷路器。從圖中知該接線方式所用設備少，故投資本錢小。在進展操作或檢修時十分方便，擴建容易。單母線接線一般只適用于一臺發電機或一臺變壓器，電壓等級在6~220KV，并且出線回路少的小容量發電廠或變電站中。它的缺陷是母線停運〔母線檢修、故障，線路故障后線路保護或斷路器拒運〕將使全部支路停運，即停電圍為該整段母線，并且停電時間很長，一旦母線自身損壞，則需要待母線修復之前方能使各支路恢復運行。2.單母線分段接線可以通過將母線分段的方法來克制單母線接線的缺點。如圖2-2所示，通過裝設隔離開關和斷路器將母線分成兩段，可從兩段母線引出兩條回路由兩個電源供電，增加其穩定性。這種接線方式可以滿足對重要用戶的供電。當其中一段母線故障，分段斷路器能夠在保證正常段繼續供電的同時自動切除故障段。與單母線分段相比，僅僅增加了一組斷路器，接線簡單清晰，但供電可靠性大大提高，經濟性好，故廣泛應用于中小容量發電廠。表1適用圍接線方式配電裝置電壓等級出線回路數單母線分段6～10KV6回及以上單母線分段35～63KV4～8回單母線分段110～220KV3～4回但是該接線方式也有其局限性，一旦其中一段母線或母線隔離開關故障檢修時，需要全面檢修停電。當出線為雙回路時會使架空線路出現穿插跨越；擴建時需要向兩個方向均衡擴建。由此，對于大容量發電廠來說，該接線方式仍需改良。3.雙母線接線該接線方式有兩組母線，由母聯斷路器相連，即工作母線和備用母線并列運行。這種接線方式既可以作單母線運行，也可以在合上母聯斷路器后作為單母線分段方式運行，操作斷路器的原則是：在等電位下先斷后通。雙母線在與單母線相比具有供電可靠性大的優勢，為了防止供電中斷現象的發生，應采用輪流對母線進展檢修的方式進展保障，當其中一組母線出線故障時，應在另一組母線與故障母線相倒換，促使供電得到迅速恢復；另一方面，雙母線還具有調度、擴建及方便檢修的優勢，其缺點是每一回路都增加了一組隔離開關，使配電裝置的構架及占地面積，投資費用都相應增加；同時由于配電裝置的復雜，在改變運行方式倒閘操作時容易發生誤操作，且不宜實現自動化；尤其是當母線故障時，需短時切除較多的電源和線路，這對特別重要的大型發電廠和變電站是不允許的。[3許靜萍]表2適用圍：接線方式配電裝置電壓等級出線回路數雙母線6～220KV回路數較多雙母線35~60KV超過8回雙母線110KV6回及以上雙母線220KV4回及以上4.單元接線發電機和變壓器直接串聯連接成一個單元，組成發電機-變壓器組，稱為單元接線。單元接線的特點是幾個元件直接連接，不設母線之類的橫的連接，這樣不僅減少了電器的數目，簡化配電裝置的構造以及降低工程造價，同時也大大減少了故障發生的可能性。發電機-雙繞組〔三繞組〕變壓器組成的單元接線。在圖2-4〔a〕和〔b〕中，發電機和變壓器連接成為一個單元組，電能經變壓器升壓后直接進入高壓電網。這種接線由于發電機和變壓器無法單獨運行，因此，二者的容量應當相等。單元接線的缺點是兩個根本原件其中之一損壞或檢修時，整個單元都將被迫停頓工作。這種接線形式適用于大型的發電廠。發電機-變壓器-線路單元接線。如圖2-4〔c〕所示，該接線方式不需在發電廠或變電所中建造高壓配電裝置，占地面積大大減少，造價降低，并簡化了運行。但這種接線也具有一樣的局限性，線路故障或檢修時，變壓器停運；變壓器故障或檢修時，線路停運。5.橋型接線將兩個“變壓器-線路〞連接，便構成橋型接線，分為橋接線和外橋接線兩種。由于變壓器的可靠性遠遠大于線路，在應用中多采用橋接線，下面只介紹橋接線。橋型接線：優點：所用高壓斷路器數量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：a需要對兩臺斷路器進展操作來投入或切除變壓器，操作過程比擬復雜，甚至導致其中一回線路暫時停運。b橋聯斷路器檢修時，兩個回路需解裂運行。c出線斷路器檢修時，線路需較長時期停運。因此，在檢修斷路器時保證變壓器的正常運行，需要在橋形外側附近增設一組隔離開關，即長期開環運行的四邊形接線。在變壓器不經常切換的情況下可采用該接線方式。2.3電廠主接線的設計2.3.1原始資料該熱電廠包括兩臺凝汽式機組2×300MW和兩臺供熱機組2×50MW，廠用電率為5％，年利用小時數為6300h，；10.5kV電壓級最大負荷20MW，最小負荷15MW，,電纜潰線10回；220kV電壓級最大負荷250MW，最小負荷200MW，，，架空線5回；500KV出線共有5回，其中4回架空線，1回為備用線，通常在進展標幺值計算為計算方便都選擇基準容量，歸算后500KV母線電抗標幺值2.3.2對該熱電廠容量負荷分析設計經計算，機組總容量，假設理想情況下全部投入運行，可計算出，此計算結果超過規定的檢修備用容量〔一般為8％~15％〕，事故備用容量為10％。超過此限值說明在電力系統中該熱電廠占有一定主導地位。此外，機組年利用小時為6300h∕年,遠超我國電力系統中發電機組平均最大負荷利用小時數5000h∕年，所以該電廠為基荷電廠，因此，在進展主接線設計時，應著重考慮其可靠性。2.3.3主接線方案的擬定〔1〕方案一a.10KV電壓等級的方案選擇：由于10KV電壓等級有10回電壓饋線,可選擇單母線分段接線。b.220KV電壓等級的方案選擇：根據原始資料，220KV電壓等級擬選雙母線接線。c.500KV電壓等級的方案選擇：由原始資料分析，擬選雙母線分段帶旁路母線接線，兩臺300MW發電機接在雙母線的兩段母線上。主接線形式表示如圖2-5所示：圖2-5方案一接線圖(2)方案二a.10KV電壓等級的方案選擇：10KV電壓等級仍選擇單母線分段接線形式。因為在進展主接線的設計中，必須時刻考慮可靠性、靈活性和經濟性的要求。b.220KV電壓等級的方案選擇：由于220KV電壓等級的電壓饋線數目5回，可選擇雙母線接線形式，工作母線故障時，可將全部回路轉移到備用母線上，從而恢復用戶供電；可用母聯斷路器代替任意回路需要檢修的斷路器，在這種情況下，只需短時停電。c.500KV電壓等級的方案選擇：由于500KV電壓等級的電壓饋線數目是5回，為使接線簡單方便，使用設備少以節省投資，可以選擇單母線接線形式。主接線形式如圖2-6所示：圖2-6方案二接線圖〔3〕方案三500KV電壓等級的接線方式選擇單母線接線，220KV電壓等級選擇單母線分段接線，10KV電壓等級上將原來方案一的500KV電壓等級兩個上的發電機組全部接至10KV電壓等級上。主接線形式如圖2-7所示：圖2-7方案三接線圖2.4主接線方案的選擇電氣主接線的形式是多種多樣的，在此對上述三種接線方案及其特點進展分析比擬。在選擇電氣主接線時首先要考慮其可靠性和靈活性，顯然，在技術上分析，雙母線接線方式相對單母線接線有更高的可靠性，能夠滿足電力系統的平安穩定性的需要，但同時投資增加，所用電氣設備數量相應增加。在10KV電壓等級上的出線上多為Ⅱ、Ⅲ類負荷，對這類用戶可以進展短時停電，并不會造成人身危險以及設備的破壞，也不會給國民經濟帶來巨大的損失，綜合考慮，可以選擇單母線分段的接線形式。方案一和方案三的比擬，方案一將兩臺發電機直接接入500KV的系統中，方案三是把四臺發電機接入10KV母線上造成浪費，在10KV母線上有兩臺發電機已經足夠；由于500KV電壓等級與無窮大系統連接，承受該發電廠的剩余功率。所以考慮將剩余兩臺發電機通過發電機-變壓器接線方式連接到500KV系統中。由于發電機-變壓器接線方式單元性強，可在機組單元控制室集中控制，不設網控室，使運行管理較靈活方便。通過對三種方案的比擬，并且連同電氣主接線的可靠性、經濟性和靈活性的設計原則綜合考慮，選擇出的最優方案是方案一。3變壓器的選擇3.1發電機及變壓器中性點的接地方式3.1.1電力網中性點接地方式電力系統中性點是指發電機和變壓器繞組的中性點，其接地方式的選擇是一個綜合性問題，它與電壓等級、過電壓水平、單相接地短路電流、保護配置等有關，直接影響電網的絕緣水平、系統供電的可靠性和連續性、發電機和變壓器的運行平安以及對通信線路的干擾等因素有關。[4]敏江埡電力網中性點接地方式有以下幾種：1、中性點非直接接地a.中性點不接地中性點不接地方式最簡單。單相接地時允許帶故障運行兩小時，供電連續性好，接地電流僅為線路及設備的電容電流等幾項優點，但是，由于該方式對電網電容電流及負荷水平有嚴格的限制，超過一定數值后將引起電弧接地過電壓，因而適用圍有限。[5]寧①中性點消弧線圈接地消弧線圈的作用是用來補償電容電流，保證在接地電容電流超過規定值的條件下，能夠瞬間將電弧熄滅，從而消除接地過電壓〔弧光間歇產生〕。②中性點經高電阻接地當接地電容電流超過允許值時，也開采用中性點經高電阻接地。此接地方式降低弧光間隙接地過電壓，同時可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護可靠動作，一般用于大型發電機中性點。b.中性點直接接地單相短路一旦發生在直接接地系統中，將會產生很大的短路電流，必須立即切除線路或設備來降低故障損失，如此便會使供電連續性減弱，也會加重斷路器的負擔。但在高壓或超高壓電網中，這種接地方式產生的過電壓比擬低，所以絕緣水平也下降，可使設備投資減少，具有比擬顯著的經濟效益。故適用于110KV及以上電網中。3.1.2變壓器中性點接地方式由上文110KV及以上電網采用中性點直接接地方式，由于主變壓器中性點的接地方式由電力網中性點接地方式來決定，因此該接線方式同樣可適用與主變壓器的110-500KV側?！?〕但凡自耦變壓器，其中性點需要直接接地或經小阻抗接地。〔2〕終端變電所的變壓器中性點一般不接地。〔3〕假設需要靈活選擇接地點使調度方便，則所有的普通型變壓器都要接地,此時需要用到隔離開關?！?〕選擇接地時應保證任何故障形式都不應使電網解列成為中性點不接地的系統。雙母線接線有兩臺以上主變壓器時，可考慮兩臺主變壓器中性點接地。3.1.3發電機中性點接地方式發電機中性點采用非直接接地方式，當單相接地故障發生時，發電機定子繞組接地點有電流，該電流是它本身和它相連接元件的對地電容電流。本次設計采用發電機中性點經消弧線圈接地方式。消弧線圈可接在直配線發電機的中性點上。當發電機為單元接線時，則應接在發電機的中性點上。3.2發電機的選型3.2.1選型選擇：QF—50—2型號含義：2——2極50——額定容量F——發電機Q——汽輪機QFSN-300-2型號含義：2——2極300——額定容量N——氫冷F——發電機Q——汽輪機S——水冷表3汽輪發電機主要參數型號額定容量〔MW〕電壓〔KV〕電流〔KA〕功率因數電抗〔標幺值〕QF—50—2型5010.53.440.850.124QFSN-300-2300201.010.850.171本次設計容裝機容量裝機4臺，分別為供熱式機組2×50MW,凝氣式機組2×300MW，所以可以選四臺發電機。3.3變壓器的選型在發電廠中，用來向電力系統輸送功率的變壓器是主變壓器。用于在兩種電壓等級之間起交換功率的變壓器稱之為聯絡變壓器。3.3.1.變壓器容量確實定原則當變壓器為單元接線時，它的容量是發電機額定容量與本機組廠用負荷差值的1.1倍。分裂繞組變壓器應該用于擴大單元接線比擬合理，它的容量確定方法跟單元接線類似。主變壓器容量和臺數與主接線的形式相互影響，主接線形式最正確則主變壓器的臺數和容量的選型也會相對更優。不僅要從原始資料入手，還要看電力系統的開展規劃，以及電壓等級的大小和輸送功率的多少，它們都對主變壓器的選擇有影響。容量選的大，比擬浪費資源，不能將應有的作用發揮到極致，如果選的太小，又容易造成線路發生故障，導致嚴重損失。為此，在選擇發電廠主變壓器時，應遵循以下根本原則:a.單元接線的主變壓器容量應按以下條件中較大者選擇。b.發電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%裕度。c.按發電機的最續容量扣除一臺廠用變壓器的計算負荷和變壓器繞組的平均溫升，在標準環境溫度或冷卻水溫度不超過65K的條件進展選擇。[6]淺談大容量機組主變壓器的選擇王建方該65℃是依據我國電力變壓器標準，即在正常使用條件下，油浸變壓器在連續額定容量穩態下的繞組平均溫度。單元接線的主變壓器：式中--發電機的額定功率；--額定功率因數；--廠用電率該電廠*3、*4發電機的額定容量為300MW,扣除廠用電后經過變壓器的容量為：〔2〕具有發電機電壓母線接線的主變壓器：連接在發電機電壓母線和系統間的主變壓器的容量應考慮以下素：a.在發電機全部工作并且滿足其供電的日最小負荷的情況下，主變壓器應該在去除廠用負荷后將母線上剩下的容量〔有功和無功〕輸入到系統里。b.在檢修發電機電壓母線上連著的最大一臺機組時，或者熱負荷的變動使得本廠的輸出功率被限制時，則主變壓器需要具有從電力系統倒送功率的特點，這樣才能滿足電壓母線的要求。c.當有兩臺或者更多的主變壓器接在發電機電壓母線上時，由于*種原因，最大容量的一臺機組退出了運行，則其余的主變壓器為了滿足運行要求，至少要輸送大于70%的母線剩余功率。綜上，本設計各電壓等級計算結果如下：a.10KV電壓等級下的最大容量b.220KV電壓等級下的最大容量c.500KV電壓等級下的最大容量從上述計算結果可知低壓側的容量為最大，故以此為基準可以選擇一個三繞組的變壓器.3.3.2.變壓器臺數確實定原則發電廠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，對于大中型火電廠在一種電壓等級下，主變壓器應不少于2臺，而中小型發電廠，只裝一臺主變壓器。3.3.3.繞組連接方式確實定變壓器的連接方式必須和系統電壓相位一致，否則無法并列運行。Y型和△型是電力系統中最常見的繞組連接方式，但是具體如何排列組合高中低三側繞組視實際情況而定。三相變壓器的三個繞組在一樣電壓的條件下可以連接成星型、三角型、曲折型，通常，以字母Y、D或Z表示高壓繞組，字母y、d或z則表示中低壓繞組。如果星型連接或曲折型連接的中性點是引出的，則分別以YN、ZN表示，帶有星三角變換繞組的變壓器，應在兩個變換間以“-〞隔開。Y型繞組連接方式在我國110KV及以上的電壓等級中，變壓器繞組采用此種方式。35KV以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。3.3.4.變壓器調整方式的選擇變壓器有分接頭，用作電壓調整，即通過分接開關切換至不同的檔位，改變了變壓器的變比，從而改變電壓。有兩種切換方式，其中一種切換后電壓調整圍在5%左右，因為它不帶負荷切換，故可以稱為無勵磁調壓，另一種是帶負載切換，稱為有載調壓，調整圍可達20%-30%。一般變壓器在110KV以下電壓等級時才考慮有載調壓方式。綜合考慮發電廠的發電機運行出力變化不大，所以在本次的設計中采用的變壓器調整方式是無勵磁調壓。3.3.5.變壓器的選型500KV發電機側變壓器SFP-360000/500表4SFP-360000/500型變壓器參數額定容量〔KVA〕額定電壓〔KV〕阻抗電壓〔%〕損耗〔W〕高壓低壓空載短路36000052518162251060500KV母線側變壓器OSFPSZ-360000/500表5OSFPSZ-360000/500型變壓器參數額定容量(VA)額定電壓(KV)阻抗電壓(%)負載損耗〔W〕高中上下中低高中上下中低高中上下中低36000055024610%101026418003.4電氣設備的配置3.4.1斷路器的配置斷路器實際上是一種開關設備，在正常工作情況下接通電路，故障條件下則斷開電路以保護線路。SF6斷路器和真空斷路器目前應用廣泛，少油斷路器因其本錢低，構造簡單，依然被廣泛應用于不需要頻繁操作及要求不高的各級高壓電網中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器根本被淘汰。3.4.2隔離開關的配置隔離開關在10KV配電裝置中的每回出線都應該裝設，因為10KV出線上裝設有電抗器來限制短路電流，并且斷路器和電抗器為不同供電用戶所共用。1．接在變壓器因出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關。2．當避雷器和電壓互感器同時都接在母線上時，只需合用一組隔離開關。接在母線上的避雷器和電壓互感器可以合用一組隔離開關。3．一組斷路器應該配置兩個隔離開關，在檢修線路時，由于斷路器的滅弧能力，應先斷開斷路器，隔離電源，防止事故發生。4．當普通型變壓器的接地方式為中性點直接接地時，應該通過隔離開關來接地。3.4.3接地刀閘的配置接地刀閘配置的意義在于維護運行設備及母線線路的檢修平安，應該配置幾組接地刀閘需要根據電壓等級以及母線長度等因素來確定。接地刀閘裝設時還應考慮它們的間距適中。對于母線來說，其接地刀閘既可以安裝在母線隔離開關基座上，也可以裝在其電壓互感器的隔離開關上。3.4.4電壓互感器的配置1.電氣主接線的形式不僅對主變壓器的配置有影響，也對電壓互感器的選擇有關鍵性的作用。保證保護裝置不會失壓是對電壓互感器的最根本要求，同時也要符合保護同期和自動裝置的要求。2.6~220KV電壓等級的每組主母線上的三相上裝設電壓互感器。3.電壓互感器可以用來檢測線路側是否有電壓，因此電壓互感器應該裝設在需要檢測有無電壓的出線側的一相。3.4.5電流互感器的配置1．電流互感器應該安裝在有斷路器的回路，即斷路器必須裝設有電流互感器，并且要滿足保護和自動裝置的要求。2．再在未裝設斷路器的變壓器的中性點變壓器出口橋形接線的跨條上也裝設電流互感器。3．對直接接地系統，一般按三相配置。對非直接接地系統，配置情況應根據不同的條件擇優選擇兩相或者三相。3.4.6避雷器的配置1．配電裝置的每相母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器是除外。2．避雷器應該裝設在電氣距離超過允許值的變壓器附近。3．當變壓器采取三繞組變壓器時，避雷器應該裝設在其低壓側。4．變壓器中性點也應裝設避雷器，因為在直接接地的系統中，變壓器的中性點安裝有隔離開關。4短路電流計算4.1短路電流概述電力系統運行時有多種狀態，當所有電氣設備良好線路良好時，運行正常即為正常運行狀態，相對應的也有非正常運行狀態，短路故障是運行過程中危害最大的一種情況。所以在設計過程中，要考慮到在該種接線方式或此種電氣設備配置情況下可能出線的故障情況，以此配置各種保護保證電力系統穩定運行。對供電系統危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動力效應和發熱效應以及電壓的降低等。因此，短路電流計算是電氣主接線的方案比擬、電氣設備及載流導體的選擇、接地計算以及繼電保護選擇和整定的根底。4.1.1短路的原因及后果1.短路原因造成短路的原因通常有以下幾種：〔1〕電氣設備在運行正常使用過程中可能會因摩擦碰撞遭受機械損傷，在雷暴天氣會因打雷，電壓過大對設備的絕緣保護造成危害，載流導體也是如此，絕緣老化也是造成電氣設備短路的重要原因之一?！?〕電線桿塔由架空線路相連，因此受天氣的制約非常大，在大風或嚴重冰雪天氣，導線結冰增加了重量，可能會使桿塔承重減弱而倒塌；此外，鳥類飛禽也是導致短路的一個主要因素，可能會跨接裸露導體造成傷亡。〔3〕電氣設備因設計、安裝、維護不良和運行不當或設備本身不合格引發的短路?！?〕由于人為因素導致的短路，如在檢修線路時，運行人員倒閘操作時由于技術不嫻熟或者專業知識不到位違反操作原則等原因帶負荷拉隔離開關，再者檢修完線路或者設備忘記了將之前安裝的接地線去除就直接給設備加壓投運。這些都是難以防止的未知因素，因此在操作時一定要專業技術人員強烈按照操作原則來執行?！?〕其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導致短路。2．短路后果系統*處一旦發生短路，作出該處回路的等值電抗圖可以計算出相對于正常情況下，短路電抗減小很多，由于電源電壓瞬間沒有變化，因此可以計算出此時的電流相當于正常工作電流的幾倍甚至幾十倍，即為短路電流，電流過大的危害顯而易見?！?〕電氣設備都應在適宜的溫度下運行，超過此適宜溫度將會對設備造成不良影響，而設備流過電流的大小是影響設備溫度的一個重要原因，電流越大，設備發出的熱量就越多并且發熱速度越快，使設備周圍溫度急劇上升，時間越久設備可能會被燒壞。〔2〕電氣設備可以看作一個良好的導體，導體之間有力的作用，如果此時有短路電流通過并且電流很大時，則導體間會有很大的電動力產生，力的沖擊作用加速了導體的損害，當到達*種程度導體會扭曲變形，設備徹底被摧毀。〔3〕短路雖然在短時間使通過電氣設備的電流驟然上升，但卻降低了系統電壓，在系統中異步電動機是將電能轉變為機械能的設備，由于系統電壓下降，轉矩下降，異步電動機減速甚至停轉。長此以往，設備勢必會報廢，重新購置又增加了投資?！?〕正常運行時，功率分布正常。一旦短路發生，原本穩定的系統將會瞬時間產生巨大變化，功率分布的變化使的原本并列運行的發電廠失步，這樣的后果是大局部供電將會受損，引起大面積停電，會給國民經濟帶來嚴重損失，必須要防止這類情況的發生。〔5〕電生磁，因此短路電流越大，磁場越強，磁場對各種重要系統都會造成影響，磁場越強會干擾通訊，信號減弱，特別是現在發電廠采用自動化裝置，如果周圍磁場很強，這些裝置將無法順利將設備的運行數據及時反應到管理系統，會造成工作的缺失和管理的不便。4.1.2短路計算的目的和簡化假設如何衡量短路造成后果的嚴重性就需要短路電流的大小來決定，根據短路電流的數據計算結果，在選擇電氣設備時必須按照最大允許電流一定要大于短路電流的條件來選擇，選擇導流載體是也要分析短路電流，并且在安裝繼電保護裝置時仍然離不開對短路電流的參考，因此短路電流計算是故障分析和排除的大前提。概括起來，計算短路的主要目的在于：〔1〕電氣設備在選型之后必須要進展動穩定和熱穩定的校驗，只有校驗合格后才能投入使用，而檢驗的標準就是該電氣設備所在回路發生短路時的短路電；〔2〕為設計和選擇發電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數據；〔3〕繼電保護裝置是每個電廠投入運行后必須裝設的，至于裝設設備的選型是通過整定計算來確定的，整定參數需要短路電流作為參考依據，最終做到合理配置，做到不浪費并保證平安度。在實際短路計算中，為了簡化計算工作，通常采用一些簡化假設，其中主要包括：〔1〕符合用恒定電抗標識或忽略不計；〔2〕如果是在高壓網絡中，各種元件的電阻和導納相對很小要忽略不計，并且參數不會隨之發生變化，可認為是穩定不變化的，不涉及復數運算，因為對發電機來說，它的電勢相位一樣，給計算帶來方便?！?〕認為系統是三相對稱的。4.2各系統短路電流的計算4.2.1短路計算的根本假定和計算方法1．根本假定〔1〕正常工作時，三相系統對稱運行?！?〕所有電源的電動勢相位角一樣?！?〕不考慮電機本身因素如集膚效應，渦流等對電抗電流造成的影響，為了方便計算，假想系統中所選擇的電機都是理想狀態?！?〕短路發生在短路電流為最大的瞬間；〔5〕短路電流發生時，*些情況下可能會產生電弧阻抗，變壓器也會產生勵磁涌流，此時都不予考慮。2．短路電流計算的方法將系統視作無限大容量系統，短路電流的計算要求要在最大運行方式下來計算，選取適宜短路點，求得需要的、值?！喽搪冯娏?；——三相短路沖擊電流。4.2.2電抗圖及電抗計算短路電流的計算需要電路圖直觀簡潔，而電氣主接線圖此時不滿足直觀的條件，因此轉換為等值電抗圖十分必要，相關參數在任務書中給出，相應要標注在等值電抗圖中，如圖3-1所示，才會更加清晰，方便計算。選取基準容量為；——基準容量；——所在線路的平均電壓〔注：以下均采用標幺值計算方法，省去“*〞〕對于QF—50—2型發電機的電抗；其中2．對于QFSN-300-2型的雙繞組變壓器的電抗；其中式中%——變壓器短路電壓的百分數〔%〕；——最大容量繞組的額定容量〔MVA〕；——基準容量〔MVA〕。圖3-1對于OSSPSL—360000/220型三繞組的電抗(線路阻抗)4.2.3短路點的選擇、短路電流以及沖擊電流的計算無限大容量電力系統是指容量相對于用戶供電系統容量大得多的電力系統，當用戶供電系統發生短路時，電力系統變電所饋電母線上的電壓根本保持不變，可將該電力系統視作無限大容量電力系統。[7]何仰贊電力系統分析但是，在實際電力系統中，它的容量和阻抗都有一定的數值，當用戶供電系統發生短路時，電力系統變電所饋電母線上的電壓相應的有所變動。通常都是線路發生短路都是在小容量的供電系統，母線電壓幾乎沒有任何變化可忽略不計。由于無限大容量電力系統的三相短路電流是對稱的，所以它的變化規律只需考慮一相的。短路點的選擇應選擇通過導體和電器的短路電流為最大的那些點作為短路計算點。首先，應在三條電壓等級的母線上選擇三個短路計算點d1、d2、d3。由于10KV電壓等級有電纜饋線10回，所以在10KV的出線上需加設電抗器。當d4點短路時，因受電抗器的限制，流過出線上的斷路器的電流較小，所以在工程計算中選取d4點為短路計算點，以便使出線斷路器選擇輕型的。由于，，即阻抗為零，端電壓也為零，因此短路電流的周期分量不會改變，這是無限大容量系統最主要的特點。雖然非周期分量隨指數率而衰減，但一般情況下只需計及它對沖擊電流的影響。因此，在電力系統短路電流計算中，其主要任務是計算短路電流的周期分量。而在無限大功率系統的條件下，周期分量的計算就變得簡單。如取平均額定電壓進展計算，則系統的短電壓，假設選取，則無限大功率系統的短電壓的標幺值,短路電流周期分量的標幺值為式中——無限大系統功率系統對短路點的組合電抗〔即總電抗〕的標幺值短路電流的有名值為則沖擊電流為式中——沖擊系數，表示沖擊電流對周期分量幅值的倍數，當隨〔時間常數〕變化，時，在以下的計算中，取;1、500KV母線上短路〔d1點〕的計算圖3-2圖3-3短路點短路電流的計算：2、220KV母線上發生短路〔d2〕時的計算圖3-4圖3-5圖3-6圖3-73、10KV母線上發生短路電流〔d3〕時的計算限流電抗器的初選選型為*KK—10—4000—12所以，限流電抗器的電抗值應為圖3-8圖3-9圖3-10圖3-11圖3-124、10KV出線上發生短路〔d4〕時的短路計算出線上限流電抗器的初選選型為*KK—10—200—8所以，限流電抗器的電抗值應為圖3-13圖3-14圖3-15圖3-16圖3-17圖3-18表6系統短路電流小結電流短路點500KV〔d1點〕220KV〔d2點〕10KV〔d3點〕10KV〔d4點〕電流周期分量標幺值96.3638.767.5511.61電流周期分量有名值10.59KA9.69KA41.51KA63.84KA短路沖擊電流26.95KA24.66KA105.65KA162.486KA電氣設備的選擇5.1電氣設備的選擇條件在設計發電廠電氣主系統時，除了設計適宜的電氣主接線外，最主要的就是選擇各種電氣設備來滿足電氣運行條件，電力系統是否能夠平安穩定的運行與電氣設備密切相關，不管是正常運行還是故障檢修，平安是第一原則，在選擇時還要遵循經濟合理。5.1.1按正常工作條件選擇1．額定電壓電氣設備的額定電壓是標示在其銘牌上的線電壓。最高允許工作電壓是110%-115%額定電壓。當在220KV及以下時其為1.15，當為330-500KV是，其為。在選擇電氣設備時，為了保證能夠正常運行，要求電氣設備的額定電壓必須要大于安裝處電網的額定電壓才能滿足運行條件，否則會燒壞電氣設備。即式中，－電氣設備銘牌上所標示的額定電壓〔KV〕；－電網額定工作電壓〔KV〕。110KV以下電壓等級的電氣設備絕緣裕度較大。以安裝處的電網額定電壓為參考電壓，在選擇時，電氣設備額定電壓低于電網額定電壓的都不能滿足工作條件，這種選擇原則適用于非高海拔地區，對于高海拔地區此處不作論述。額定電流電氣設備需要適宜的溫度運行，溫度過高會燒壞電氣設備破壞絕緣性，所以在選擇時，其額定電流必須要大于所在工作回路的最大工作電流，即，留有一定的裕度，在導體發熱升溫時能夠不超過允許值，起到保護電氣設備保護電路的作用。式中，－電氣設備銘牌上所標示的額定電流〔A〕－回路中的最大工作電流〔A〕在決定時，應以變壓器和線路的負荷作為出發點，同時考慮這些設備的長期工作狀態。變壓器有可能因為故障出現過負荷運行，所以確定最大長期工作電流時應該要予以考慮。母線分段電抗器的最大長期工作電流應為保證該母線負荷所需的電流；同樣地，對于出線回路，不僅是正常過負荷電流，發生事故時有負荷從其他回路轉移而來，這些因素都能影響最大長期工作電流。表7各支路最大持續電流回路名稱最大長期工作電流變壓器回路1.3~2倍的變壓器額定電流出線回路1.05倍的最大負荷電流母聯回路母線上最大一臺變壓器的分段回路變電所應滿足用戶的一級負荷和二級負荷匯流回路按實際潮流分布計算3.環境條件電氣設備的選擇除了考慮額定電壓和額定電流外，還會受到自然環境的影響。電氣設備的平安穩定運行離不開適宜的溫度、枯燥清潔的環境、在地震多發地帶還要考慮地震強度，在嚴寒地帶要考慮可能的覆冰厚度等等，這些因素都是無法防止的同時對設備有著較大影響的?？諝鉁囟?。標準的電氣周圍空氣溫度為40℃。溫度在40℃-60℃之間時空氣散熱條件差，設備的額定電流需要按照進展修正。式中，——電氣設備的額定電流經實際的周圍環境溫度修正后的允許電流〔A〕——溫度修正系數——電氣設備的長期發熱最高允許溫度〔℃〕——實際的周圍環境溫度，取所在地方最熱月平均最高溫度〔℃〕——電氣設備的額定環境溫度〔℃〕我國生產的電氣設備一般使用的額定環境溫度=+40℃，如周圍環境溫度高于+40℃，〔但+60℃)時，其允許電流一般可按每增加1℃，額定電流減少1.8%進展修正；當環境溫度低于+40℃，環境溫度每降低1℃，額定電流可增加0.5%，但其最大電流不得超過其額定電流的20%。[8]熊新銀發電廠裸導體的額定環境溫度一般取25℃，如安裝地點的環境溫度在-5℃~50℃圍變化時，其允許通過的電流可按上式進展修正?！?〕海拔高度。在電氣設備使用條件中，制造廠規定的基準海拔高度為1000米。當海拔升高時，空氣密度降低，散熱條件變壞，使得高壓電器在運行中溫升增加，但應空氣溫度隨海拔高度升高而遞減，其值足以補償海拔升高對電氣溫升的影響，因而高壓電在高海拔地區〔不超過4000米〕使用時，其額定電流可以保持不變。當海拔高度超過規定值時，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，顯然對絕緣影響較小，但對外絕緣影響較大。在海拔高度為1000~3500米的圍，海拔高度每升高100米，電器最高工作電壓要下降1%，以此修正電器最高工作電壓值。5.1.2按短路條件進展校驗通常情況三相短路故障發生頻率最高，因此該短路故障是最大可能的短路故障。電氣設備動穩定和熱穩定校驗可依此判斷。特殊的電氣設備和導體是不需要檢驗動、熱穩定性的，如有熔斷器保護的電壓互感器，架空線路、電纜等。在電力系統中盡管各種電氣設備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是一樣的。不僅需要對額定電流和額定電壓嚴格選擇滿足平安可靠性，還要對所選的電氣設備進展校驗，只有校驗符合要求后才可投入使用。1、熱穩定校驗金屬導體在有電流通過時會有一定程度發熱效應，當有短路電流通過時，電氣設備的載流局部升高的溫度不能夠超過最大的允許值，如果滿足這一條件，則選出的電氣設備符合熱穩定的要求，否則會導致設備燒壞。熱穩定校驗的公式為式中，——發生三相短路后電路穩定所流過電流周期分量值〔KA〕；——等值時間〔亦稱假想時間s〕；——在ts流過電氣設備的熱穩定電流〔KA〕；t為與相對應的時間〔s〕。短路計算時間的公式為式中，——保護動作時間，一般取0.05s或2.5s；視采取的保護動作而定。——斷路器全開斷時間〔包括固有分閘時間和燃弧時間〕，取=0.1-0.5或，視具體情況而定。動穩定校驗電氣設備可以看作是一個導體，如發生短路產生很大的短路電流，會引發強大的磁場，則電氣設備之間將會由于磁場的作用產生巨大的電動力，電動力對于電氣設備會有很強的破壞作用。假設三相短路時沖擊電流或者最大有效值電流超過最大允許的電流的幅值或最大有效值，則動穩定性不滿足條件，滿足動態穩定的條件用公式表示：或式中及——三相短路時的沖擊電流及最大有效值電流。電氣設備的選擇除了要滿足上述技術數據要求外，尚應根據工程的自然環境、位置〔氣候條件、厭惡、化學污染、海拔高度、地震等〕、電氣主接線極短路電流水平、配電裝置的布置及工程建立標準等因素考慮。5.2電氣設備的選擇5.2.1系統各個回路的最大工作電流1、500KV側各個回路的最大工作電流〔1〕出線回路發電機回路三繞組變壓器回路2、220KV側各個回路的最大工作電流〔1〕出線回路〔2〕三繞組變壓器回路〔3〕220KV等級下的分段回路3、10KV側各個回路的最大工作電流〔1〕出線回路〔2〕發電機回路〔3〕分段回路5.2.2斷路器的選擇斷路器通俗意義上是一種具有滅弧能力的開關，正常運行時合上斷路器接通電路，故障情況下首先斷開斷路器以切斷電源，防止事故發生。所以它是電力系統中最重要的開關電器。要求它開斷要迅速準確，動作時間要簡短，可靠性要高。斷路器構造簡單，便于操作和檢修，具有防火和防暴性能，尺寸小，重量輕，價格低等優點。SF6斷路器和真空斷路器目前應用廣泛，少油斷路器因其本錢低，構造簡單，依然被廣泛應用于不需要頻繁操作及要求不高的各級高壓電網中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已根本淘汰。由于SF6氣體的電氣性能好，所以SF6斷路器的斷口電壓較高。在電壓等級一樣、開斷電流和其他性能相接近的情況下，SF6斷路器比少油斷路器串聯斷口數要少，制造、安裝、調試和運行比擬方便和經濟。SF6斷路器的特點是：〔1〕滅弧能力強，介質強度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電流大；〔2〕開斷電容電流或電感電流時，無重燃，過電壓低；〔3〕電氣壽命長，檢修周期長，適于頻繁操作；〔4〕操作功小，機械特性穩定，操作噪音小。原則：①②1、500KV側斷路器的選擇〔1〕出線回路最大工作持續電流：擬選型號為LW6—500系列六氟化硫斷路器表8LW6—500系列六氟化硫斷路器技術數據額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KA〕額定電流(A)3s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕固有分閘時間〔S〕5005503150501250.028①電氣設備實用手冊①動穩定校驗：動穩定電流，500KV側短路沖擊電流為，即：滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：,滿足熱穩定條件?！?〕三繞組變壓器回路最大工作持續電流：擬選型號為LW12—500系列六氟化硫斷路器表9LW12—500系列六氟化硫斷路器技術數據額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流值(KA)固有分閘時間〔S〕5005502500~4000501250.02①電氣設備實用手冊①動穩定校驗：動穩定電流，500KV側短路沖擊電流為即：滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：滿足熱穩定條件?！?〕發電機回路發電機回路和出線回路的所選型號和動熱穩定性的校驗根本一樣2、220KV側斷路器的選擇〔1〕分段回路最大工作持續電流：擬選型號為LW—220系列六氟化硫斷路器LW—220系列六氟化硫斷路器是配用液壓操作機構，能進展快速自動重合閘，并帶有LRB—220型電流互感器，供測量保護之用。斷路器在最高工作電壓下能斷開120—360MVA變壓器的電感電流；在最高工作電壓下，能斷開200—400KM空在架空線路的電容電流，斷路器在檢修情況下，應能承受滿容量開斷不大于10次或開斷累計電流值500KA以上。表10LW—220系列六氟化硫斷路器技術數據額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流值(KA)固有分閘時間〔S〕2202522500401000.06①電氣設備實用手冊①動穩定校驗：動穩定電流，220KV側短路沖擊電流為即：滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：,滿足熱穩定條件〔2〕三繞組變壓器回路最大工作持續電流：,擬選型號為LW12—220系列六氟化硫斷路器LW12—220系列六氟化硫斷路器是斷路器和電流互感器構成的復合電器，它有較完善地二次控制和保護回路，可以有效防止斷路器非全相動作。雙分閘回路可確保斷路器放在故障時可靠動作。LW12—220系列六氟化硫斷路器為斷口構造，可配用液壓式或汽動操作機構。該型號斷路器的滅弧介質和絕緣介質是SF6氣體，由于SF6的化學性質，使得滅弧性能十分優良。表11LW12—220系列六氟化硫斷路器技術數據額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流值(KA)固有分閘時間〔S〕2202522000401000.02①電氣設備實用手冊①動穩定校驗：動穩定電流為，220KV側短路沖擊電流為即：，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：，滿足熱穩定條件?！?〕出線回路最大工作持續電流：,擬選型號為LW12—220系列六氟化硫斷路器表12LW12—220系列六氟化硫斷路器技術數據額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流值(KA)固有分閘時間〔S〕2202522000401000.02①電氣設備實用手冊①動穩定校驗：動穩定電流，220KV側短路沖擊電流為即：，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：滿足熱穩定條件。3、10KV側斷路器的選擇〔1〕分段回路最大工作持續電流：擬選型號為SN4—10G改良型高壓少油斷路器表13SN4—10G改良型高壓少油斷路器技術數據額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕固有分閘時間〔s〕1060001203000.15①動穩定校驗：動穩定電流，10KV側短路沖擊電流為，即：，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：，滿足熱穩定要求?！?〕發電機回路根據額定電流和電壓所選型號和動、熱穩定校驗與分段回路根本一樣，這里就不再作詳細的表達。〔3〕出線回路最大工作持續電流：擬選型號為SN4—10G改良型高壓少油斷路器,技術數據同上表13.①動穩定校驗：動穩定電流，10KV側短路沖擊電流為，即：，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：，滿足熱穩定條件。5.2.3高壓隔離開關的選擇隔離開關是電力系統中應用最多的一種高壓電器，它的主要功能是：〔1〕隔離開關相當于一段間隙作絕緣用，因此在一定程度上可以保證設備檢修時平安可靠；〔2〕轉換線路、增加線路連接的靈活性。檢修時，主刀閘斷開，接地刀閘閉合。原則：①②1、500KV側隔離開關的選擇〔1〕發電機回路最大工作持續電流：擬選型號為GW4—245系列隔離開關該系列隔離開關的主刀閘和接地刀閘可分配各類電動型或手動型操作機構進展三相聯動操作，主刀閘和接地刀閘有機械連鎖裝置。表14GW4—245系列隔離開關技術數據額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)220630205050電氣設備實用手冊①動穩定校驗：動穩定電流，500KV側短路沖擊電流為即：，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：，滿足熱穩定條件。〔2〕出線回路最大持續工作電流：,GW4—245系列隔離開關根據額定電流和電壓所選型號和動、熱穩定校驗與雙繞組變壓器回路根本一樣，這里就不再作詳細的表達?！?〕三繞組變壓器回路最大工作持續電流：擬選型號為GW4—245系列隔離開關2、220KV側隔離開關的選擇〔1〕分段回路最大工作持續電流：擬選型號為GW4—220W系列隔離開關表15GW4—220W系列隔離開關技術數據額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)22020005012550電氣設備實用手冊動穩定校驗：動穩定電流，220KV側短路沖擊電流為，即：，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：，滿足熱穩定條件〔2〕三繞組變壓器回路最大工作持續電流：擬選型號為GW4—220W系列隔離開關表16GW4—220W系列隔離開關技術數據額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)220100021.58050電氣設備實用手冊動穩定校驗：動穩定電流,220KV側短路沖擊電流為，即：,滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：,滿足熱穩定條件〔3〕出線回路最大工作持續電流：擬選型號為GW4—220W系列隔離開關，技術數據同表16。3、10KV側隔離開關的選擇〔1〕分段回路最大工作持續電流：擬選型號為GN10—10W系列隔離開關表17GN10—10W系列隔離開關技術數據額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)10600010530050①動穩定校驗：動穩定電流，10KV側短路沖擊電流為即，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：滿足熱穩定條件。(2)發電機回路最大工作持續電流：根據額定電流和電壓所選型號和動、熱穩定校驗與分段回路根本一樣，這里就不再作詳細的表達?！?〕出線回路最大工作持續電流：擬選型號為GN10—10W系列隔離開關表18GN10—10W系列隔離開關技術數據額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)10600010520050①動穩定校驗：動穩定電流，10KV側短路沖擊電流為即：，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得即：，滿足熱穩定條件。5.2.4互感器的選擇根據變換信號的不同，互感器可以分為電壓互感器和電流互感器兩大類。電壓互感器向二次系統提供電壓，可以將高電壓變成規定的低電壓；電流互感器可以反映一次系統的工作狀況。將大電流變成規定的小電流?；ジ衅鞫尉€圈連著測量儀表和繼電器的線圈，所以必須可靠接地，保證電氣設備能夠平安穩定。互感器發揮的作用不僅僅在于隔離一次和二次回路，還能使所供電的二次設備標準化、小型化，在保護運行人員平安的同時也使運行維護簡單方便。一、電流互感器的選擇1．500KV側〔1〕三繞組變壓器回路最大工作持續電流：擬選型號為LB1—500〔W〕系列電流互感器表19LB1—500〔W〕系列電流互感器技術數據額定工作電壓〔KV〕準確級5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕5000.2/0.550125①電氣設備實用手冊根據額定電流和電壓所選型號和動、熱穩定校驗與分段回路根本一樣，這里就不再作詳細的表達。(2)發電機回路最大工作持續電流：擬選型號為LB1—500〔W〕系列電流互感器表20LB1—500〔W〕系列電流互感器技術數據額定工作電〔KV〕準確級5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕5000.2/0.550125①動穩定校驗：動穩定電流，500KV側短路沖擊電流為即：，滿足動穩定條件2.220KV側〔1〕分段回路最大工作持續電流：擬選型號為LCWB—220〔W〕系列電流互感器表21LCWB—220〔W〕系列電流互感器技術數據額定工作電壓〔KV〕準確級額定電流比(A)5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕220252242110①電氣設備實手冊①動穩定校驗：動穩定電流，220KV側短路沖擊電流為即：,滿足動穩定條件②熱穩定校驗：，查周期分量等值時間曲線可得即:,滿足熱穩定條件〔2〕三繞組變壓器回路最大工作持續電流：擬選型號為LCWB—220〔W〕系列電流互感器表22LCWB—220〔W〕系列電流互感器技術數據額定工作電流〔KV〕準確級額定電流比〔A〕5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕22025242110①電氣設備實用手冊①動穩定校驗：動穩定電流，220KV側短路沖擊電流為即：，滿足動穩定條件②熱穩定校驗：查周期分量等值時間曲線可得，即：，滿足熱穩定條件?！?〕出線回路最大工作持續電流：擬選型號為LCWB—220〔W〕系列電流互感器表23LCWB—220〔W〕系列電流互感器技術數據額定工作電壓〔KA〕準確級額定電流比〔A〕5s熱穩定電流〔KA〕額定動穩定電流峰值〔KA〕22025242110①電氣設備實用手