2200MW發(fā)電廠電氣部分設(shè)計

1、 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計論文題目：400MW火力發(fā)電廠系 部： 電氣工程系 專 業(yè)： 供用電技術(shù) 班 級： 2013級01班學(xué)生姓名： 王炳銀 學(xué) 號： 130315147 指導(dǎo)教師： 聶真 2016年 4 月 30 日目錄摘要I緒論2第1章 發(fā)電機和變壓器的選擇31.1 發(fā)電機的選擇31.2 主變壓器的選擇3第2章 電氣主接線設(shè)計52.1 主接線的設(shè)計原則和要求52.2 主接線設(shè)計步驟62.3 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計6第3章 電氣設(shè)備的選擇93.1 電氣設(shè)備的選擇原則93.2 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗103.3 互感器的選擇15第4章 發(fā)電廠自用電接線設(shè)計224.1 廠用電設(shè)計的基本要

2、求和原則224.2 高壓廠用變壓器的選擇22第5章 短路電流計算245.1 短路電流計算的目的245.2 短路計算點的確定及短路電流的計算24 展望26致謝27參考文獻(xiàn)28附錄29摘要電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要行業(yè)之一，它既為現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力，且和廣大人民群眾的日常生活有著密切的聯(lián)系，我國具有豐富的能源資源，發(fā)電廠是把各種天然能源，如煤炭、水能、核能等轉(zhuǎn)換為電能的工廠，以滿足人民生活的需要。關(guān)鍵詞: 斷路器 變壓器 母線要求：題目：400MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計原始資料：1. 發(fā)電廠情況 裝機兩臺，容量2x200MW，發(fā)電機額定電壓15.75KV，cos=0.

3、85，機組年利用小時數(shù)5500h，廠用電率5.5% ，發(fā)電機主保護(hù)時間0.05s，后備保護(hù)時間3.9s，環(huán)境條件可不考慮。2. 接入電力系統(tǒng)情況 發(fā)電廠除廠用電外， 剩余功率送入220V電力系統(tǒng)，架空線路4回，系統(tǒng)容量2500MW，通過并網(wǎng)斷路器的最大短路電流： 3、 廠用電采用6kv及380/220三級電壓 緒論隨著社會的發(fā)展，電能被日益廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民的日常工作中。因為電能可以方便的轉(zhuǎn)化為其他形式的能源，例如：機械能、熱能、光能、磁能等等；并且電能的輸送和分配易于實現(xiàn)，可以輸送到需要它的任何工作場所和生活場所；電能的應(yīng)用規(guī)模也很靈活。以電作為動力，可以促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機械化和

4、自動化，保證產(chǎn)品質(zhì)量，大幅提高勞動生產(chǎn)率。電力工業(yè)電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費與其他工業(yè)的區(qū)別在于： 1.與國民經(jīng)濟各部門的關(guān)系非常密切 2.電力系統(tǒng)從一種運行方式過度到另一種運行方式的過度過程非常短促； 3.電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費實際上是同時完成的，不能大量儲存。根據(jù)電力工業(yè)的特點，對電力系統(tǒng)有以下要求 ： 1.保證可靠的持續(xù)供電 2.保證良好的電能質(zhì)量 3.保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性所以說，電力工業(yè)是 國家的基礎(chǔ)行業(yè)，是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，我們就是要運用所學(xué)習(xí)的知識為電力工業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。 根據(jù)突然中斷供電所引起的損失程度分類，一般將電力負(fù)荷分為三級。 一級負(fù)荷：是指突然中斷供電將會

5、造成人身傷亡或會引起對周圍環(huán)境嚴(yán)重污染的，突然中斷供電將會造成經(jīng)濟上的巨大損失；突然中斷供電將會造成社會秩序嚴(yán)重混亂或在政治上產(chǎn)生嚴(yán)重影響的用電負(fù)荷。 二級負(fù)荷：是指突然中斷供電將會造成經(jīng)濟較大的損失，如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞，產(chǎn)品大量報廢或減產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)過程需較長時間才能恢復(fù)；突然中斷供電將會造成社會秩序混亂或在政治上產(chǎn)生較大影響的用電負(fù)荷。 三級負(fù)荷：是指不屬于一級、二級負(fù)荷的其他負(fù)荷，對這類負(fù)荷，突然中斷供電所造成的損失不大或不會造成直接損失。第1章 發(fā)電機和變壓器的選擇1.1 發(fā)電機的選擇發(fā)電機型號的選擇：按照要求采用的發(fā)電機容量是200MW，選取發(fā)出電壓是20KV，因此采用的發(fā)電機的型號

6、為QFSN-200-2。其主要技術(shù)參數(shù)如下：發(fā)電機型號發(fā)電機的額定功率發(fā)電機的額定電壓發(fā)電機的額定電流功率因數(shù)轉(zhuǎn)速（r/min）同步電抗（%）瞬變電抗（%）超瞬變電抗（%）QFSN-200-220020101900.853000188.5919.6517.1裝機容量：2 x 200MW臺數(shù)：2臺年利用小時數(shù)：5500h/年 1.2 主變壓器的選擇（1）為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。在計算通過主變壓器的總?cè)萘繒r，至少應(yīng)考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，并要求：在發(fā)電機電壓母線上的負(fù)荷為最小時，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機停運時，能

7、滿足發(fā)電機電壓的最大負(fù)荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟運行而需限制本廠出力時，亦應(yīng)滿足發(fā)電機電壓的最大負(fù)荷用電。（2）對潮流方向不固定的變壓器，經(jīng)計算采用普通變壓器不能滿足調(diào)壓要求是，可采用有載調(diào)壓變壓器2。廠用變壓器容量選擇：（1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓一致。（2）變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率。（3）廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應(yīng)與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。確定變壓器臺數(shù)及容量：（1）臺數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設(shè)發(fā)電機母線，發(fā)電機與變壓

8、器采用單元接線，保證了發(fā)電機電壓出線的供電可靠，200MW發(fā)電機組的主變壓器選用兩繞組變壓器2臺3。向本廠供電變壓器選用三相式兩繞組變壓器2臺，廠用備用電源選用兩繞組變壓器1臺，三個電壓等級的母線之間的母連變壓器選用三相三繞組變壓器。（2）容量：單元接線中的主變壓器容量SN 應(yīng)按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留10的裕度選擇，為 發(fā)電機容量； 通過主變的容量； 發(fā)電機的額定功率 ；廠用電率 單元接線中的主變壓器容量 應(yīng)按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留10的裕度選擇。發(fā)電機G-1、G-2的額定容量為200MW，扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為： 經(jīng)計算后選取變壓器如下：1、2

9、00MW發(fā)電機組所選變壓器型號為：SFP-250000/220 兩臺；2、三個等級母線間的變壓器型號為：SFPS-240000/220一臺；3、與200MW發(fā)電機組相連的廠用變壓器型號為：SFF7-40000/20兩臺；4、廠用備用電源變壓器型號為：SF27-40000/20 一臺；5、連接6KV與三繞組變壓器的變壓器型號為：SFF-31500/20一臺。第2章 電氣主接線設(shè)計2.1 主接線的設(shè)計原則和要求發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)

10、備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。由于電能生產(chǎn)的特點是：發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，所以主接線設(shè)計的好壞，也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、安全可靠。設(shè)計主接線的基本要求是：（1）可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個要求。衡量主接線運行可靠性的標(biāo)志是： 斷路器檢修時，能否不影響供電。 線路、斷路器或母線檢修時，停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 發(fā)電廠

11、全部停運的可能性。 對大機組超高壓情況下的電氣主接線，應(yīng)滿足可靠性準(zhǔn)則的要求。（2）靈活性 調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活地投入某些機組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 檢修安全：應(yīng)能方便地停運斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運行及對用戶的供電。（3）經(jīng)濟性 投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，適當(dāng)限制斷路器電流。 占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件。 電能損耗少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。2.2 主接線設(shè)計步驟電氣主接線的選擇原則是根據(jù)國

12、家規(guī)定現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟適用、符合國情”的電力建設(shè)與發(fā)展方針，按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實際的特點步驟：1.原始資料分析根據(jù)任務(wù)書的要求，在分析基本資料的同時各級電壓可擬訂數(shù)個主接線方案2.對擬訂的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較選出最佳方案3.繪制電氣主接線圖根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求分析情況，現(xiàn)將各電壓級可能采用的可行性方案列出，進(jìn)而以優(yōu)化組合的方式，確定最佳的電氣主接線形式。220KV出線回路數(shù)為4回，為了使進(jìn)出線斷路器在檢修時不停電，經(jīng)過初步考慮采用單母線接線、雙母線接線形式、單母線分段接線三種電氣主接線形式比較確定最佳的接線方式。2.3 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計2.3.1 基本接線的特點及使用范圍1.單

13、母線接線 特點是整個配電裝置只有一組母線，所有電源和出線都在同一組母線上。有簡單、清晰、設(shè)備少、投資少、運行操作且有利于擴建等優(yōu)點，但可靠性及靈活性較差。適用于出線較少的配電裝置。2.雙母線及其分段或帶旁路的雙母線接線（1）雙母線：有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用，每一電源和出線的電路都經(jīng)過一臺斷路器和兩組母線隔離開關(guān)分別與兩組母線連接。提高可靠性和靈活性。便于擴建，但接線比較復(fù)雜，隔離開關(guān)數(shù)目多，增大投資。適用于A：35-60KV出線數(shù)目超過8回；B：110-220KV出線數(shù)目為5回以上。（2）雙母線分段：為縮小母線故障的影響范圍，用分段斷路器將工作母線分段，每段用母聯(lián)斷路器與備用母線

14、相連，有較高的可靠性和靈活性，但投資較多。適用于配電裝置進(jìn)出線總數(shù)達(dá)10-14回時，一組母線分段，配電裝置進(jìn)出線總數(shù)達(dá)15回以上時，兩組母線分段。（3）雙母線帶旁路接線：雙母線接線可以用母聯(lián)斷路器臨時代替出現(xiàn)斷路器工作，但出線數(shù)目較多時，母聯(lián)斷路器經(jīng)常被占用，降低了工作的可靠性和靈活性，為此可以設(shè)置旁路母線。3.一個半斷路器接線每一路經(jīng)一臺斷路器接至一組母線，兩回路間設(shè)一聯(lián)絡(luò)斷路器，形成一個“串”，兩回路共用三臺斷路器。接線特點：（1）3/2接線兼有旁路環(huán)行接線和雙母線接線的優(yōu)點，有高的可靠性和靈活性。（2）與雙母線帶旁路相比它的配電裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，土建投資少。（3）隔離開關(guān)僅做隔離

15、電源用，不易產(chǎn)生誤操作在比較各種電氣主接線方式的優(yōu)劣時，應(yīng)考慮其可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三個方面。2.3.2 主接線方案的選擇本次設(shè)計的220KV變電站，根據(jù)原始資料，安裝兩臺200MW汽輪發(fā)電機組。此變電站為與電廠配套的升壓變電站。以220KV的電壓等級接入系統(tǒng)。電廠為區(qū)域性電廠，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心。所以必須滿足供電可靠性和靈活性，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。目前在發(fā)電廠中廣泛應(yīng)用的基本接線形式分：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。其中有匯流母線的接線形式有：單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、雙母線分段接線、增設(shè)旁路母線或旁路隔離開關(guān)。無匯流母線的接線形式有： 發(fā)電機-雙繞組變壓器組成的

16、單元接線、橋形接線、角形接線。2.3.3 發(fā)電機出口母線接線形式的選擇發(fā)電廠的電源即2臺發(fā)電機，其端電壓級只有廠用電負(fù)荷，而沒有其他負(fù)載，所以不需要設(shè)置發(fā)電機端電壓級匯流母線，且發(fā)電機容量較大，當(dāng)這一級電壓配電裝置處發(fā)生短路時，短路電流非常大，對發(fā)電機、主變及電網(wǎng)都會造成很大的破壞，這是不能允許的，所以發(fā)電機出口主接線應(yīng)選擇接線簡單，運行可靠性高，相間、相地間短路機率很小的主接線方式。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部分的規(guī)定：200600MW發(fā)電機出線母線應(yīng)采用全連式分相封閉母線。其優(yōu)缺點如下：運行可靠性高，能防止相間短路且外殼多點接地，可保障人體接觸時的安全。 但母線散熱條件較差。對減小短

17、路電動力有明顯效果，但外殼產(chǎn)生損耗。外殼電流的屏蔽作用可改善母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱 ，但金屬消耗量增加。安裝和維護(hù)工作量小 。故待設(shè)計變電站所屬發(fā)電廠的發(fā)電機出口母線選擇全連式分相封閉母線，使每相母線各封裝在單獨的外殼內(nèi)，外殼兩端用短路板連接起來。 分相封閉母線主要用于大型發(fā)電機組，對200MW及以上發(fā)電機引出線回路中采用分相封閉母線的目的是： （1）減少接地故障，避免相間短路。大容量發(fā)電機出口的短路電流很大，給斷路器的制造帶來極大困難，發(fā)電機也承受不了出口短路的沖擊。封閉母線因有外殼保護(hù)，可基本消除外界潮氣?；覊m以及外物引起的接地故障，提高發(fā)電機運行的連續(xù)性。母線需要分相封閉

18、，也基本杜絕相間短路的發(fā)生。 （2）消除鋼構(gòu)發(fā)熱。敝漏的大電流母線使得周圍鋼構(gòu)和鋼筋在電磁感應(yīng)下產(chǎn)生渦流和環(huán)流，發(fā)熱溫度高、損耗大，降低構(gòu)筑物強度。封閉母線采用外殼屏蔽可以根本上解決鋼構(gòu)感應(yīng)發(fā)熱問題。 （3）減少相間短路電動力。當(dāng)發(fā)生短路很大的短路電流流過母線時，由于外殼的屏蔽作用，使相間導(dǎo)體所受的短路電動力大為降低。 （4）母線封閉后，便有可能采用微正壓運行方式，防止絕緣子結(jié)露，提高運行安全可靠性，為母線采用通風(fēng)冷卻方式創(chuàng)造了條件。 （5）封閉母線由工廠成套生產(chǎn)，質(zhì)量較有保證，運行維護(hù)工作量小，施工安裝簡便，而且不需設(shè)置網(wǎng)欄，簡化了結(jié)構(gòu)，也簡化了對土建結(jié)構(gòu)的要求。第3章 電氣設(shè)備的選擇電氣裝

19、置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運行和短路狀態(tài)時都必須安全可靠地運行。為保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟性，必須正確選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。步驟是先按正常工作條件選擇出設(shè)備，再按短路電流條件校驗其動態(tài)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。選擇時必須執(zhí)行國家有關(guān)的經(jīng)濟政策，并做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟合理，安全可靠，運行方便為以后發(fā)展擴建留有余地。表4-1 高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗項目電氣設(shè)備名稱額定電壓額定電流開斷能力短路電流校驗環(huán)境條件動穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器負(fù)荷開關(guān)隔離開關(guān)熔斷器電流互感器電壓互感器支柱絕緣子穿墻套管3.1 電氣設(shè)備的選擇原則 1.按正常運行條件選擇（1）類型和型式的選擇。根據(jù)設(shè)備的安裝地點，使用條件等因素，確定

20、選擇戶內(nèi)和戶外。（2）額定電壓。按電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的額定電壓不小于裝設(shè)地點的電網(wǎng)額定電壓選擇，即： （3）額定電流。額定電流或載流導(dǎo)體的長期允許電流不小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流 按交流高壓電器的長期工作時發(fā)熱規(guī)定。斷路器、隔離開關(guān)、電抗器。設(shè)備在環(huán)境溫度高于+140而低于+60時，每增高1，額定電流減少1.8%，當(dāng)?shù)陀?40時每降低1，額定電流增加0.5%，但是總的增加值不得超過額定電流的20%2.按短路狀態(tài)校驗當(dāng)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過短路電流時，會同時產(chǎn)生電動和發(fā)熱兩種效應(yīng)。一方面使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體受到很大的電動力的作用，同時又使溫度急速升高，使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣受到損壞，在進(jìn)

21、行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇時必須對短路電流進(jìn)行電動力和發(fā)熱計算，以校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 3.2 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗 在電力系統(tǒng)中，斷路器的主要作用是：在正常情況下控制各電力線路和設(shè)備的開斷及關(guān)合；在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動切除短路電流，以保證電力系統(tǒng)正常運行。按照電力工程設(shè)計手冊高壓斷路器選擇規(guī)定：斷路器型式的選擇除應(yīng)滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定選擇斷路器。3.2.1 斷路器選擇內(nèi)容（1）斷路器種類和型式按斷路器采用的滅弧介質(zhì)可分為油斷路器（多油、少油）、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊（電

22、氣一次部分）規(guī)定：10KV及以下，可選用少油、真空、多油斷路器等，應(yīng)注意經(jīng)濟性。110KV可選用少油、SF6、空氣斷路器等。本次設(shè)計的斷路器全選擇六氟化硫斷路器。（2）額定電壓和額定電流選擇，、分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，KV；、分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流,A。（3）開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流,不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量, 即： （4）短路關(guān)合電流的選擇斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值， 即 （5）短路熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗式中 -由生產(chǎn)廠家給出的電氣設(shè)備在時間t秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流；-短路穩(wěn)態(tài)電流值； -與相對應(yīng)的時間；-短路電流熱效應(yīng)等

23、值計算時間； 、-短路沖擊電流幅值及其有效值； 、-電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。（6）短路計算時間短路電流發(fā)熱的等值時間：曲線查出。其中，-短路電流持續(xù)時間，10KV側(cè)一般取1S，35KV側(cè)取2S，110、220KV側(cè)一般取4S。表4-2 非周期分量衰減時間常數(shù)短路點位置發(fā)電機出口及母線0.150.2發(fā)電機升高電壓母線及出線發(fā)電機電壓電抗器后0.080.1變電所各級電壓母線及出線0.05由于短路點在發(fā)電機升高電壓母線所以=0.14.2.2高壓220KV側(cè)斷路器選擇（SF斷路器）表4-3 高壓220KV側(cè)斷路器型號額定電壓KV最高工作電壓KV額定電流A額定開斷電流KA額定關(guān)合電

24、流峰值KA動穩(wěn)定電流峰值KA熱穩(wěn)定電流3S固有分閘時間S合閘時間S全開斷時間SLW-220I2202521600409010040額定電流的校驗Imax= 1.05PN/ UNcos=(1.05x200x1000)/(0.85xx220)=648.38A>648.38A，滿足要求。開斷電流校驗40KA,滿足要求。短路關(guān)合電流的校驗90KA,滿足要求。短路熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗短路電流發(fā)熱的等值時間：其中，則 在220KV側(cè)一般取4S曲線查得為3.5S=0.1S,.61熱穩(wěn)定校驗滿足要求。由計算得=33.17KA<100KA 動穩(wěn)定校驗滿足要求。3.2.3 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是高

25、壓設(shè)備的一種，在結(jié)構(gòu)上，隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置因此不能用來拉合負(fù)荷電流和短路電流。正常分開位置時，隔離開關(guān)兩端之間有符合安全要求的可見絕緣距離，在電網(wǎng)中，其主要用途有：設(shè)備檢修時，用來隔離有電和無電部分，形成明顯的開斷點，保證工作人員和設(shè)備的安全；和斷路器相配合，進(jìn)行倒閘操作，以改變系統(tǒng)接線的運行方式。 隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路、熱穩(wěn)定校驗的相同。但是，由于隔離開關(guān)不能用來接通和切除短路電流，無須進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗。表4-4 隔離開關(guān)選型參照表使用場合特點參考型號屋內(nèi)屋內(nèi)配電裝置成套開關(guān)柜三級，10KV以下GN2,GN6,GN8,GN19發(fā)電機回路

26、大電流回路單級，大電流3000-13000AGN10三級，15KV，200-600AGN11三級，10KV，大電流2000-3000AGN18,GN22,GN2單級，插入式結(jié)構(gòu)，帶封閉罩20KV，大電流1000-13000AGN14屋外220KV及以下各型配電裝置雙柱式，220KV及以下GW4高型，硬母線布置V型，35-110KVGW5硬母線布置單柱式，220-500KVGW6表4-5 高壓220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇型號額定電壓KV額定電流A極限通過電流峰值KA4S熱穩(wěn)定電流KAGW4-2202000220200010040短路熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗短路電流發(fā)熱的等值時間：其中，則 在220K

27、V側(cè)一般取4S曲線查得為3.5S=0.1S,熱穩(wěn)定校驗滿足要求。由計算得=33.17KA<100KA 動穩(wěn)定校驗滿足要求。3.3 互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷?、大電流按比例變成低電壓和小電流，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表。二次繞組必須有可靠的接地，以防止繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。1.電壓互感器選擇互感器的特點：（1）容量很小，結(jié)構(gòu)上要求有較高的安全系數(shù)；（2）二次側(cè)儀表和繼電器的電壓線圈阻抗大，互感器接近空載運行。電壓互感器將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，供各種設(shè)備和儀表用。2.互感器的用途（1）供

28、電量計算用（2）做繼電保護(hù)的電壓信號源（3）用作合閘和重合閘檢查同期、檢無壓信號3.電壓互感器的配制原則（1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運行方式改變時，保護(hù)裝置不得失壓，同期點的兩側(cè)都能提取到電壓。 （2）6220kV電壓等級的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。 （3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （4）當(dāng)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

29、。 （5）發(fā)電機出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護(hù)和自動電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機配有雙套自動電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時，可再增設(shè)一組電壓互感器。4.導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86：電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗（1）一次回路電壓（2）二次電壓、負(fù)荷（3）準(zhǔn)確度等級（4）繼電保護(hù)及測量的要求電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇：320KV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。110KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。5.電壓互感器的接線在3220KV系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用三臺單相三繞組電壓

30、互感器構(gòu)成YN，yn,d0或YN，y,d0接線，其二次繞組用于測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。3.3.1 高壓220KV母線電壓互感器的選擇（PT選相同型號）1.電容式電壓互感器由于結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小，占地少、成本低，且電壓越高效果越顯著，此外，分壓電容還可兼作載波通信的耦合電容器，故廣泛應(yīng)用于110500KV中性點直接接地系統(tǒng)。但其缺點是輸出容量較小，誤差較大，暫態(tài)特性不如電磁式電壓互感器。故選戶外三只單相TYD220/ -0.01H型電容式電壓互感器，一次額定電壓：220/KV二次額定電壓：a-x   1

31、00/ v a0-x0  100v 2.準(zhǔn)確度級的選擇 準(zhǔn)確級：0.5/1/3P。因電壓互感器主要負(fù)荷是保護(hù)及電度表等測量儀表，故選0.5級。與此對應(yīng)，互感器3P相總的額定容量為S=150VA 表4-6 各項負(fù)荷統(tǒng)計表儀表名稱每個線圈消耗功率cosP(W)Q(Var)P(W)Q(Var)電  壓  表0.310.30.3無功電度表1.50.380.9250.571.391.39有功電度表1.50.380.9250.571.391.39有功功率表0.610.60.6無功功率表0.510.50.5總      計2.5

32、42.542.782.78 S= S=3.77VAcosUV= cosVW= 2.54/3.77=0.6737UV=VW =47.64ºU相負(fù)荷：P= SCos(47.64º-30º)/  + P0=3.77xCos17.64º/  +0.3=2.37 (W)Q= SSin (47.64º-30º)/ =3.77x Sin17.64º/  =0.66(Var)V相負(fù)荷： P= SCos(47.64º+30º)+ S Cos(47.64º-30&#

33、186;)/   + 0.3=2.84 (W)Q= SSin (47.64º+30º)+ SSin (47.64º-30º)/=2.79(Var)顯示易見，V相負(fù)荷較大，故應(yīng)按V相總負(fù)荷進(jìn)行校驗：S= 3.98(VA)<150/3 (VA)  所選互感器滿足要求。在110KV及以上配電裝置中，考慮到互感器及配電裝置可靠性較高，且高熔斷器制造比較困難，價格昂貴，廠家不生產(chǎn)220KV及以上的熔斷器，故220KV電壓互感器只經(jīng)隔離開關(guān)與電網(wǎng)連接。3.3.2 發(fā)電機15.75KV側(cè)電壓互感器的選擇（二臺機選用相同型號）1.選戶

34、內(nèi)型樹脂灌注電磁式三只單相JDZJ-15型電壓互感器 接線組別：1/1/1-12/12 一次額定電壓：15/KV 二次額定電壓：100/v 二次輔助線圈電壓：100/3v 2.準(zhǔn)確度級的選擇 電壓互感器主要負(fù)荷是保護(hù)及電度表等測量儀表，故選0.5級即可，額定負(fù)荷為100VA，開口三角形額定負(fù)荷為200VA。3.3.3 電流互感器選擇電流互感器是專門用作變換電流的特種變壓器。一次繞組串聯(lián)在電力線路中，線路中的電流就是互感器的一次電流，二次繞組接有測量儀表和保護(hù)裝置，作為二次繞組的負(fù)荷。一、二次繞組之間有足夠的絕緣，保證低壓設(shè)備和高壓相隔離。電力系統(tǒng)中的電流各不相同，通過電流互感器的一、二次繞組不

35、同的閘數(shù)比的配置，可以將大小懸殊的線路電流變換成大小相同、便于測量的電流值。1.特點（1）一次繞組串聯(lián)在電路中，閘數(shù)少電流取決于被測電的負(fù)荷電流，與二次電流大小無關(guān)（2）電流線圈的阻抗小，在正常情況下，接近于短路狀態(tài)運行2.根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定320KV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應(yīng)根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35KV及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，在有條件時，應(yīng)采用套管式電流互感器。3.根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊（電氣一次部分）（1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器。（2）發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓

36、器的出口、橋形接線的跨條上等也應(yīng)裝設(shè)電流互感器。（3）對直接接地系統(tǒng)，按三相配置；對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相裝配。電流互感器的選擇條件，我們分別選出220KV電流互感器，二次側(cè)電流型號為5A。4.電流互感器的選擇：（1）一次回路額定電壓和電流：UN1UNs    IN1Imax  式中UN1 IN1為電流互感器一次額定電壓和電流 （2）二次額定電流的選擇：有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A。當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時，為使電流互感器能多帶二次負(fù)荷或減小電纜截面，提高準(zhǔn)確級，應(yīng)盡量采用1A。 1） 當(dāng)電流互感器用于測量時，其

37、一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負(fù)荷時使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽?2）電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的1/3進(jìn)行選擇。 3）中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電流互感器，在發(fā)生單相接地故障時，通過的零序電流較中性點直接接地系統(tǒng)小得多。為保證保護(hù)裝置可靠動作，應(yīng)按二次電流及保護(hù)靈敏度來檢驗零序電流互感器的變比，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的變比不能滿足要求時，應(yīng)向制造廠特殊訂貨。同時注意，電纜式零序電流互感器窗口應(yīng)能通過一次回路的所有電纜，母線式零序電流互感器的母線截面應(yīng)按一次回路的電流選擇，

38、其窗口尚應(yīng)考慮有一根繼電保護(hù)用的二次電纜要從窗口穿過。 4）電流互感器種類和型式的選擇：應(yīng)根據(jù)安裝地點和安裝方式選擇其型式，選用母線型時應(yīng)注意校核窗口尺寸。 （3）電流互感器準(zhǔn)確級和額定容量的選擇：為保證測量儀表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級，且互感器二次所接負(fù)荷應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級所規(guī)定的額定容量。 3.3.4 高壓220KV母線電流互感器的選擇額定電壓為220KV，計劃選LCWB7-220W型電流互感器，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：表4-7 LCWB7-220W型電流互感器主要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓KV最高工作電壓KV二次負(fù)載值額定一次電流A額定二次電流A額定短時熱穩(wěn)定電流K

39、A-S動穩(wěn)定電流KALCWB7-220W22025222550100其變比根據(jù)負(fù)荷電流的大小可選用1250/5，2500/5。并應(yīng)使CT一次額定電流比正常工作電流大1/3。熱穩(wěn)定電流31.5KA、動穩(wěn)定電流為80KA。 1.一次回路額定電壓：220KV 2.一次回路額定電流的選擇（變比的選擇）： 仍選主變至220KV母線處的斷路器所安電流互感器進(jìn)行校驗。此時CT的最大持續(xù)工作電流在為： Imax= 1.05PN/ UNcos=(1.05x200x1000)/(0.85xx220)=648.38A CT變比應(yīng)選1250/5 3.準(zhǔn)確度級的選擇： 由于互感器要供給計費電能表用，所以全部選用0.5級

40、即可滿足。一般測量儀表與保護(hù)裝置宜分別接于不同的二次繞組。當(dāng)一個二次繞組的容量不能滿足要求時，可將兩個二次繞組串聯(lián)使用或兩個CT串聯(lián)。 4.母線CT二次負(fù)荷有：電流表，有功功率表，無功功率表，三相三線有功電能表及三相三線無功電能表。最大相負(fù)荷阻抗：ra=Pmax/ =2.55/25=0.102()CT為完全星形接線，連接線的計算長度為：LC=LL為電流互感器與測量儀表的距離，取60米。Z=2SL/( Z-ra-rc)=1.75x10x60/(2-0.102-0.1)=1.01 x10(m)=1.01(mm)選用標(biāo)準(zhǔn)截面為1.5mm的銅線。3.3.5 發(fā)電機15.75KV出口電流互感器的選擇1.

41、兩臺機均選用相同的CT，且根據(jù)不同的用途，每臺發(fā)電機分別在首尾端各選用四組CT，且準(zhǔn)確度不同。 Imax=(200x1000)/(0.85x15.75x )=8625A，Ue15.75KV 選用LRZ-20型電流互感器，其參數(shù)如下：電壓：20KV變比：12000/5=2.4 。1s熱穩(wěn)定倍數(shù)：40，動穩(wěn)定倍數(shù)：90 2.準(zhǔn)確度級的選擇： 電度計量用電流互感器，選用0.2級 電流測量用電流互感器，選用0.5級 繼電保護(hù)用電流互感器，選用B級3.3.6 雙繞組主變壓器套管電流互感器的選擇  1.高壓套管電流互感器的的選擇（1）選用LRD-220型套管CT： 變比600/5，二次負(fù)荷100

42、VA（2）準(zhǔn)確度級的選擇：選用0.5級 2.高壓中性點電流互感器的選擇（1）選用LRD-110型套管CT： 變比600/5，二次負(fù)荷100VA（2）準(zhǔn)確度級的選擇：選用D級三繞組高廠變高壓主側(cè)套管電流互感器的選擇選用LR-35-B型套管CT： 變比1500/5，二次負(fù)荷50VA準(zhǔn)確度級的選擇：選用0.5級.第4章 發(fā)電廠自用電接線設(shè)計4.1 廠用電設(shè)計的基本要求和原則 廠用變壓器容量選擇的原則：1.變壓器原、副邊額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓相一致。2.變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率，因此對高壓廠工作變壓器的容量應(yīng)按高壓廠用電計算負(fù)荷的110與低壓廠用電計算負(fù)荷之和

43、進(jìn)行選擇。4.2 高壓廠用變壓器的選擇分裂變壓器正廣泛運行于大型火電廠的廠用變壓器和水電廠的升壓變壓器中。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，發(fā)電機單機容量日趨增大，從而使廠用負(fù)荷增加，要求其廠用變壓器的容量增大。同時，由于目前一般都采用輕型的廠用斷路器，出于安全和經(jīng)濟上的考慮，又要求廠用容量，特別是短路容量要小，廠用接線盡可能的簡單可靠，為了減少短路電流，合理地選擇輕型電器，可選擇計算阻抗較大的接線和運行方式，在發(fā)電廠廠用電接線中，廠高變采用低壓分裂繞組變壓器，由于分裂繞組變壓器在正常和低壓側(cè)短路時其電抗值不同，從而起到限制短路電流的效果。    分裂變壓器是多繞組變壓器中的一

44、種特殊形式，和普通多繞組變壓器不同點在于：它的低壓繞組中有一個或幾個繞組分裂成額定容量相等的幾個支路，這幾個支路沒有電氣上的聯(lián)系，而僅有較弱的磁的聯(lián)系。在電力系統(tǒng)中，用得比較多的是雙繞組雙分裂變壓器，它有一個高壓繞組和兩個分裂的低壓繞組，分裂繞組的額定電壓和額定容量相同，它們的總?cè)萘康扔谧儔浩鞯目側(cè)萘俊?#160;   低壓線圈分裂后，可以大大地增加高壓線圈與低壓線圈各分裂部分之間，以及低壓線圈分裂后的各部分之間的短路阻抗值，這對限制網(wǎng)絡(luò)的短路電流，節(jié)省建設(shè)投資與占地面積有著一定的實際經(jīng)濟意義，因而分裂變壓器正在電力工業(yè)中被廣泛采用。分裂變壓器與普通變壓器，按其結(jié)構(gòu)看，幾乎

45、沒有什么區(qū)別,其區(qū)別僅僅是在各鐵芯柱上的低壓圈線本身，沒有串聯(lián)或并聯(lián)而將其始端和終端各自引出，無論采取哪種結(jié)構(gòu)方式，其分裂的二次繞組之間磁的耦合是比較弱的，因此，對分裂變壓器的基本要求是：    (1)低壓繞組線圈分裂的幾個部分與高壓線圈的絕緣結(jié)構(gòu)，要求有足夠的電氣強度；    (2) 低壓線圈每一部分與高壓線圈之間的阻抗值要相等；    (3) 使用時，低壓線圈的每一部分可分別接到發(fā)電機或電動機上，且可同時運行，也可單獨運行，具有相同額定電壓的分裂線圈可以并聯(lián)運行；   

46、(4) 結(jié)構(gòu)要簡單，盡可能接近無分裂線圈變壓器的結(jié)構(gòu)。    當(dāng)然，分裂變壓器比起普通(無分裂)變壓器(在相同容量、電壓等級、調(diào)壓范圍及級數(shù)，總損耗和短路電壓等情況下)相比,材料消耗較多(包括硅鋼片、線圈用銅鋁量等),從而使變壓器的成本有所增加。4.2.1 高壓廠用變型號的選擇對于分裂式變壓器，其容量有如下關(guān)系： 高壓繞組：Sts1SC-St，分裂繞組：Sts2SC 其中：SC-廠用變壓器分裂繞組計算負(fù)荷（KVA）； St-分裂繞組2分支重復(fù)計算負(fù)荷（KVA）； Sts1-廠用變壓器高壓繞組額定容量（KVA）； Sts2-廠用變壓器分裂繞組額定容量（KVA）。 高

47、壓繞組：(200x7%x110%)/0.85=20.70MVA  低壓繞組：(200x4%x110%)/0.85=10.355MVA 所以，查閱電氣設(shè)備手冊后，本次設(shè)計的兩臺高廠變的容量均選擇為25MVA，接線組別為/-12-12，其冷卻方式為自然循環(huán)風(fēng)冷。高廠變型號為：SFF3-25000/15(戶外型)4.2.2 廠用高壓備用變壓器的選擇根據(jù)廠用高壓備用變壓器的容量不應(yīng)小于最大一臺高壓廠用工作變壓器的容量，所以高備變的容量選擇為31.5MVA。為了能更好的調(diào)整異常情況下高壓廠用段的電壓，高備變的高壓側(cè)應(yīng)設(shè)置能遠(yuǎn)動帶電調(diào)壓裝置，所以高壓側(cè)應(yīng)為星形接線，調(diào)壓范圍應(yīng)為±7x2

48、.5，接線組為Y0-11-12,其冷卻方式為自然循環(huán)風(fēng)冷。高備變的型號為：SFFZ3-31500/220(戶外型)高廠變、高備變的參數(shù)第5章 短路電流計算所選發(fā)電機的主要技術(shù)參數(shù)：表6-1 發(fā)電機的參數(shù)型號額定功率MW額定電壓KV額定電流A功率因數(shù)XXXQFQS200-220015.7586250.851.940.240.14QFQS200-2 北京重型電機廠生產(chǎn)，發(fā)電機冷卻方式為水氫氫型，即定子繞組為水直接冷卻，轉(zhuǎn)子繞組為氫直接冷卻，定子鐵心為氫表面冷卻。5.1 短路電流計算的目的 在電力系統(tǒng)中,短路故障造成發(fā)電機功率不平衡而失去同步,給系統(tǒng)帶來很大危害.其中短路的形式分為三相短路,兩相短路

49、,單相短路接地,兩相短路接地,在四種短路形式中,三相短路時短路電流最大.短路故障使電源供電回路的總阻抗減小,產(chǎn)生暫態(tài)過程,電流增加超過額定電流值很大,短路點產(chǎn)生電弧燒壞電氣設(shè)備,并引起電力網(wǎng)絡(luò)中電壓降低，在靠近短路點部分用戶的用電設(shè)備破壞.功率發(fā)生變化,當(dāng)機械功率大于輸出的電磁功率時,發(fā)電機的轉(zhuǎn)速增加,破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,引起大片地區(qū)的停電. 計算短路電流的目的是選擇電氣設(shè)備的依據(jù),是比較選擇電力系統(tǒng)接線圖的依據(jù)5.1.1 短路電流計算的基本情況1.電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行，相位角相等，頻率相同在短路前電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的；2.以變壓器為理想變壓器，鐵心處于飽和狀態(tài)，電抗

50、值不隨電流的變化而變化；3.輸電線路的分布電容可省略不計；4.應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，不考慮短路點的電弧電阻；5.采用平均電壓，這樣在計算短路電流時，可減小誤差，計算發(fā)電機，變壓器，線路等元件的電抗；5.2 短路計算點的確定及短路電流的計算1.發(fā)電機出口發(fā)生短路：d12.高壓母線上發(fā)生短路：d23.雙回線路末端發(fā)生短路：d3設(shè)計技術(shù)條件、技術(shù)參數(shù)如下：1）發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模（1）類型：凝汽式火電廠（坑口電廠）；（2）最終容量、臺數(shù)：2×200MW，Un=15.75kv,Tmax=7000h/年2）本廠與電力系統(tǒng)的連接情況（1）本廠在電力系統(tǒng)中的作用：承擔(dān)全部負(fù)荷，為主力電廠；（2）本廠與系統(tǒng)以220kv兩回線長220km的線路連接；（3）系統(tǒng)運行容量：S.max=1223MVA；S.min=1023MVA；X*.max=0.09229。3）發(fā)變組保護(hù)出口，出口過流保護(hù)整定時間4s(后備保護(hù))，主保護(hù)開斷時間由選出的設(shè)備而定；廠用電率：7%4）環(huán)境條件：海拔高度1000m；雷暴日數(shù)30日/年；地震烈度3級；土壤電阻率：p=1×1000.cm，污穢等級：0級；該地區(qū)人少地多，電廠不占用良田，有出線走廊，交通方便系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值的計算：選取基準(zhǔn)功率