水電站電氣主系統(tǒng)初步設(shè)計及升壓電站設(shè)備布置

摘要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，該設(shè)計為誰電站電氣主系統(tǒng)初步設(shè)計及主系統(tǒng)保護配置，并繪制有發(fā)電機側(cè)接線方案比較圖、升高壓側(cè)接線方案比較圖、電氣主接線圖及主系統(tǒng)保護圖各一份。該水電站發(fā)電機側(cè)和升高壓側(cè)均采用單母線接線，其中發(fā)電機出口電壓為10.5KV，升高壓側(cè)為220KV，設(shè)置了兩臺相同的變壓器并列運行。本設(shè)計進行了電氣主接線的設(shè)計、短路電流計算、主要電氣設(shè)備的選擇及校驗，并進行了升壓站電氣設(shè)備的布置設(shè)計。設(shè)計是以《發(fā)電廠電氣部分》、《電力工程設(shè)計規(guī)范》等為依據(jù)，結(jié)合自己所學(xué)知識，設(shè)計的內(nèi)容符合國家有關(guān)經(jīng)濟技術(shù)政策。關(guān)鍵詞：水電站，電氣主接線，配電裝置ABSTRACTAccordingtothedesignrequirementsofthemissionstatementofthemainelectricalpowersystemdesignforwhomthepreliminarydesignandprotectionofthemainsystemconfigurationandconnectionschemesforthegeneratortodrawacomparisonchartorthehighsidecomparedWiringdiagram,wiringdiagramandthemainmainelectricalsystemprotectionFigureeach.Thehydropowergeneratorsideandliftthehighsidearesingle-busconnection,inwhichtheexportvoltagegenerator10.5KV,rosehighsideforthe220KV,setuptwoidenticalparalleloperationoftransformer.

Thedesignoftheelectricalmainwiringdesign,short-circuitcurrentprices,selectionandcalibrationofelectricalequipmentandelectricalequipmentforaboosterstationlayoutdesign.Designisbasedon"ElectricPowerPlantparts","Powerengineeringdesign"asthebasis,combinedwithhisownknowledgetodesignthecontentconformtotherelevanteconomicandtechnicalpolicies.Keywords:Station,mainelectricalwiring,powerdistributionunit目錄21703摘要 14850緒論 417633Introduction 5153591原始資料分析 718091.1原始資料 7202321.2對原始資料的分析 731492電氣主接線設(shè)計 889432.1主接線的設(shè)計原則 825362.2主接線設(shè)計的基本要求 8209402.3主變臺數(shù)的確定 9193012.3.1主變?nèi)萘康拇_定 9214342.3.2主變壓器相數(shù)的確定 10247162.3.3主變壓器繞組與接線組別的確定 10309952.3.4調(diào)壓方式和冷卻方式的確定 1085072.4發(fā)電機側(cè)接線方案比較 1119162.4.1擬選接線方案 11237372.5.1升高壓側(cè)接線方案比較 1462632.5.2各方案經(jīng)濟比較 16308603短路電流計算 1834093.1

短路電流計算的目的 1889993.2短路電流計算條件 18193623.3短路電流的計算 1984313.3.1計算各元件阻抗表幺值 19201573.3.2短路電流計算 19118704電氣設(shè)備選擇 28158174.1主要電氣設(shè)備的選擇 2821304.1.1電氣設(shè)備的選擇條件 28295164.1.2各回路最大工作電流的計算 29296444.2主要電氣設(shè)備的選擇 2926784.2.1斷路器的選擇 29104074.2.2隔離開關(guān)的選擇 33264854.2.3電流互感器的選擇 35243414.2.4電壓互感器的選擇 3770515升壓站電氣設(shè)備布置 40322195.1對配電裝置的基本要求 40191405.2配電裝置的類型及其特點 406058屋內(nèi)配電裝置 4010372屋外配電裝置 406152裝配式配電裝置 412361成套配電裝置 41175655.3配電裝置型式的選擇 41151005.4配電裝置的安全凈距 4176595.5屋外配電裝置設(shè)計 429195普通中型配電裝置 42170765.5.2分相中型配電裝置 4323666高型配電裝置 4321400半高型配電裝置 4327888結(jié)論 44188參考文獻 4520814致謝 46緒論發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是電能的發(fā)源地，它是保證給用戶可靠供電的前提。電氣主接線是發(fā)電廠的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇，是水電站投資大小的決定因素。在設(shè)計過程中，遵照國家現(xiàn)行定力設(shè)計規(guī)程，方針，秉著電氣主接線應(yīng)具有可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的原則，結(jié)合設(shè)計的實際材料，應(yīng)用自己所學(xué)的知識進行設(shè)計。變電站是把一些設(shè)備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點，變電站主要分為：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。由于我的知識水平有限，在設(shè)計過程中還存在很多問題，希望大家給于指出。IntroductionElectricitypowerplantsareanimportantcomponentofthesystemisthecradleofpower,itistoensureareliablesupplyofelectricitytotheuserpremise.MainElectricalConnectionistheprimarytaskofpowerplants,butalsoconstituteanimportantpartofthepowersystem.Theformulationofthemainelectricalwiringfactorywithadirectbearingonthechoiceofelectricalequipmentistostationthesizeofthedeterminantsofinvestment.Duringthedesignprocess,inaccordancewiththeorderinforceinthecountrydesign,principlesandfaithshouldhavetheMainElectricalConnectionreliability,flexibility,economicprinciples,combinedwiththedesignoftheactualmaterials,theapplicationoftheirknowledgetodesign.Substationistoassemblesomeoftheequipmentusedtocutofforturn,changeoradjustthevoltageinthepowersystem,transmissionanddistributionsubstationsaretheassemblypoints,substationsaredividedinto:step-upsubstation,maingridsubstations,secondarySubstations,powerdistributionstations.Transformationsubstationinpowersystemvoltage,receivinganddistributingpower,controlandadjusttheflowofelectricityvoltagepowerfacilities,throughitspowergridvoltagetransformerwillbelinkedatalllevelsSincemyknowledgeislimited,duringthedesignprocess,therearestillmanyproblemsinthehopethatwepointedout.1原始資料分析1.1原始資料①發(fā)電機：型號QUOTE3×SF100—28/7650;3臺發(fā)電機單機容量都為100MW；發(fā)電機出口電壓UN=10.5KV;QUOTEcosφ=0.875;年利用小時數(shù)5000；②升高壓側(cè):出線兩回U=220KV；距地區(qū)變電所L=120KM；③系統(tǒng)歸算至電站220KV母線；短路電抗Xs=0.231.2對原始資料的分析①工程情況：通過對原始資料的分析可得:該水電站為中小型水電站，三臺單機容量為100MW的發(fā)電機，最大年利用小時數(shù)為5000h。②電力系統(tǒng)情況：該水電站在近期5-10年內(nèi)不會擴建。③負(fù)荷情況：發(fā)電機出口側(cè)電壓等級為10.5kv,經(jīng)過升壓變壓器變?yōu)?20kv,無近區(qū)負(fù)荷,有兩回出線。④環(huán)境條件：無具體要求，可按照理想條件設(shè)計。2電氣主接線設(shè)計電氣主接線是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運行等要求而設(shè)計的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線應(yīng)合理。發(fā)電廠電氣主接線是指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。發(fā)電廠的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。2.1主接線的設(shè)計原則基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護方便、盡可能地節(jié)省投資，就近取材。力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟美觀的原則。2.2主接線設(shè)計的基本要求①運行的可靠；斷路器檢修時是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)目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。②具有一定的靈活性；主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。③操作應(yīng)盡可能簡單、方便；主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電④經(jīng)濟上合理；主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益⑤應(yīng)具有擴建的可能性；由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。發(fā)電廠電氣主接線的選擇，主要決定于發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。2.3主變臺數(shù)的確定水電站一般地處偏僻山區(qū)，因而它的布置在一定程度上受地形條件的限制?？紤]小型水電站的特點，它在電網(wǎng)中不占重要地位，一般情況下小型水電站主變一般設(shè)一到兩臺。結(jié)合該水電站的實際情況和主接線方式，所以設(shè)置兩臺變壓器并列運行，兩臺容量相同。2.3.1主變?nèi)萘康拇_定主變壓器的總?cè)萘浚瑧?yīng)保證在正常情況下，能將水電站全部功率送至用戶。對于一般的兩臺并運行的變壓器，當(dāng)一臺故障時，另一臺在應(yīng)能輸送附加故障臺容量的70%。所選變壓器的容量計算如下：式中：S——所需變壓器總?cè)萘浚琄VA——發(fā)電機總有功功率，KW——發(fā)電機電壓母線側(cè)最小負(fù)荷值，KW——發(fā)電機額定功率因數(shù)，結(jié)合原始資料，忽略發(fā)電機側(cè)母線上的最小負(fù)荷，則變壓器的總?cè)萘繛椋河捎诓捎脙膳_容量相同的變壓器，所以所選容量為：應(yīng)選容量為300MVA的變壓器。2.3.2主變壓器相數(shù)的確定容量為330MW的發(fā)電廠及及以下容量變壓器，和330MW及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器，因為單相變壓器組相對投資大、占地多、運行損耗大，同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修的工作量。在此設(shè)計中，選用三繞組變壓器2.3.3主變壓器繞組與接線組別的確定由于該水電站只有兩個電壓等級，且發(fā)電機側(cè)和升高壓側(cè)均采用單母線接線，所遇選用雙繞組變壓器。變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓保持一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的接線方式只有星形“Y”和三角形兩種。根據(jù)原始資料，該水電站10.5KV側(cè)采用三角形接線，220KV側(cè)采用星形“Y”接線。2.3.4調(diào)壓方式和冷卻方式的確定為了保證電網(wǎng)各種運行方式下的電壓水平，電力變壓器在高壓側(cè)均設(shè)有可調(diào)分接頭。對于小容量的水電站一般采用無激磁調(diào)壓變壓器。對于中小型變壓器，一般采用自然風(fēng)或強迫風(fēng)冷卻，該水電站采用自然風(fēng)冷卻即可滿足要求。經(jīng)過以上分析，所選變壓器的參數(shù)如下：型號聯(lián)結(jié)組電壓組合空載損耗(kW)負(fù)載損耗（kW）短路阻抗（%）SFPS-300000YNd11高壓：242

低壓：10.52201000142.4發(fā)電機側(cè)接線方案比較2.4.1擬選接線方案由于原始資料顯示有三臺單機容量為100MW的發(fā)電機，根據(jù)電氣主接線的設(shè)計要求，擬采用以下三種接線方式。方案一：單母線接線只有一條母線，且每一支路均有QF，主接線的基本構(gòu)成：電源——母線——出線。接線方案圖如圖2-1：圖2-1單母線接線圖優(yōu)點：接線簡單清晰；運行維護方便；設(shè)備少投資少；斷路器與隔離開關(guān)間易實現(xiàn)可靠的防誤閉鎖，操作安全、方便，母線故障的幾率低；易擴建和采用成套式配電裝置。缺點：發(fā)電機電壓配電裝置元件多，增加檢修工作量；母線或與其所連得隔離開關(guān)故障檢修時，需全廠停電，可靠性稍差。適用范圍：小型骨干水電站４臺以下或非骨干水電站發(fā)電機電壓母線的接線；110kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路≯２回。方案二：擴大單元接線多臺發(fā)電機——變壓器——出線，接線圖如圖2-2：優(yōu)點：接線簡單清晰，運行維護方便；減少主變壓器高壓側(cè)出線，簡化高壓側(cè)接線布置，整個電氣設(shè)備投資較省。220KV圖2-2擴大單元接線圖220KV缺點：二臺(或二臺以上)機組接一臺主變壓器,故障影響范圍較大,主變壓器故障或檢修時,兩臺發(fā)電機容量不能送出，可靠性差。適用范圍：當(dāng)電站在電網(wǎng)中占重要地位，機組臺數(shù)在四臺以上時，可以采用2個或2個以上的擴大單元。方案三：單母線分段接線QF分段單母線——用QF將母線分為兩組。接線圖如圖2-3單母線分段接線圖優(yōu)點：主變數(shù)量少，投資省；縮小了母線故障和母線檢修時的停電范圍；接線簡單明了，運行方便。缺點：任一回路斷路器檢修，該回路停電；不易擴建。適用范圍：在電網(wǎng)中占有重要地位的小型電站采用；機組較多且有近區(qū)負(fù)荷的電站采用。2.3.2各方案經(jīng)濟比較1）技術(shù)比較從以上優(yōu)缺點可以看出，在可靠性方面，單母線分段接線較高，但對于所設(shè)計的小型水電站，三種接線均可滿足所需的可靠性，三種接線方式的運行靈活性也都差不多，都能滿足所需的靈活性。而單母線接線簡單、清晰，便于配置繼電保護，且有利于擴建，選擇設(shè)備的可能性最大。所以在技術(shù)方面單母線接線最優(yōu)。2）經(jīng)濟比較根據(jù)水電站的實際情況，結(jié)合各種接線方案的適用范圍，再加上各方案的一次設(shè)備配置和二次保護所需的電氣設(shè)備，綜合比較，得出單母線接線最經(jīng)濟，單母分段接線次之。2.5升高壓側(cè)接線方案比較2.5.1升高壓側(cè)接線方案比較1、方案一：外橋型接線優(yōu)點：接線簡單，高壓斷路器數(shù)量少，為進出線數(shù)減一；一臺主變壓器回路故障或檢修，不影響線路和另一臺主變壓器運行；布置簡單占地小，可發(fā)展為單母線分段接線。缺點：線路投切操作復(fù)雜，故障檢修影響其它回路；（2）變壓器斷路器故障檢修該回路停電。圖2-4外橋型接線圖適用范圍：（1）只有2臺變壓器和2條線路雙線的水電站、變電所35～220kV側(cè)；（2）主變年負(fù)荷利用小時數(shù)低（經(jīng)常切換），而線路較短（故障少）或有功率穿越的場合。方案二：單母線接線圖2-5升高壓側(cè)單母線接線圖優(yōu)點：（1）主變壓器數(shù)量少，投資省，電能損失小；接線簡單明了，運行方便；（2）斷路器與隔離開關(guān)間易實現(xiàn)可靠的防誤閉鎖；（3）便于擴建和采用成套配電裝置；（4）進出線的正常操作由斷路器承擔(dān)。缺點：（1）發(fā)電機電壓配電裝置元件多，增加檢修工作量；（2）母線或與其所連得隔離開關(guān)故障檢修時，需全廠停電，可靠性較差。適用范圍：在多回進出線的電廠廣泛采用。3、方案三：變壓器——線路組接線優(yōu)點：（1）接線簡單；（2）設(shè)備少，投資省。缺點：線路故障或檢修時，主變停止運行，反之亦然。適用范圍：單回出線的電站采用。圖2-6變壓器——線路組接線2.5.2各方案經(jīng)濟比較經(jīng)過以上的優(yōu)缺點分析，外橋型接線和單母線接線在一臺變壓器檢修時，均不影響線路和另一臺變壓器的正常運行，且外橋型接線所需斷路器數(shù)量最少，但是，單母線的兩臺變壓器可以互為備用，供電可靠性高。變壓器線路接線雖然接線簡單、設(shè)備少，但是在主變故障時，線路停止供電，反之亦然。用在所設(shè)計的水電站中，可靠性得不到保障。所以升高壓側(cè)推薦采用單母線接線，外橋型接線備用。最終確定發(fā)電機側(cè)和升高壓側(cè)均采用單母線接線，電器主接線圖如圖2-7：圖2-7電氣主接線圖\3短路電流計算3.1

短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的的主要有以下幾個方面：在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采用限制短路電流的措施，均需進行必要的短路電流計算。在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同時又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進行全面校驗。在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線相間和相對地安全距離。在選擇繼電保護方式和進行整定計算，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。3.2短路電流計算條件①基本假定：正常工作時，三項系統(tǒng)對稱運行所有電流的電功勢相位角相同電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍輸電線路的電容略去不計。②一般規(guī)定驗算導(dǎo)體的電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景的發(fā)展計劃。選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流影響。選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流最大地點導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。3.3短路電流的計算3.3.1計算各元件阻抗表幺值取基準(zhǔn)=100MVA，則：發(fā)電機電抗標(biāo)幺值：變壓器電抗標(biāo)幺值：220KVV系統(tǒng)等效電抗圖如圖4-1：220KVV圖4-1系統(tǒng)等效電抗圖3.3.2短路電流計算當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電機出口上d1點時：簡化等效電抗圖如圖4-2：圖4-2發(fā)電機出口短路簡化等效電抗圖（1）當(dāng)時，查水輪機運算曲線數(shù)字表得：(2)同理可得，當(dāng)時：(3)對于系統(tǒng)側(cè)，當(dāng)時所以d1點短路的短路電流為：=33.311+66.622+21.453=121.386(KA)=20.894+41.789+21.453=84.136(KA)=20.172+40.343+21.453=81.968(KA)d1點沖擊電流及全電流最大有效值的計算：取，則：=1.414×1.9×121.386=326.116(KA)d1點短路時，5s熱效應(yīng)為：=6434.157２、當(dāng)變壓器低壓側(cè)d2發(fā)生短路時：等效簡化電抗圖如圖4-3所示：圖4-3在圖4-2中、、是三角形接線，經(jīng)過星――三角接線轉(zhuǎn)換后，等效電抗圖如圖4-4圖4-4圖中：由上式可以看出，相當(dāng)于開路，即可以忽略不計，所以上圖就等效于圖4-5所示：圖4-5變壓器低壓側(cè)短路等效電抗圖（1）當(dāng)時，查水輪機運算曲線數(shù)字表得：(2)對于系統(tǒng)側(cè)，當(dāng)時所以d2點短路的短路電流為：=99.934+21.453=121.387(KA)=62.683+21.453=84.136(KA)=60.515+21.453=81.968(KA)d2點沖擊電流及全電流最大有效值的計算：取，則：=1.414×1.9×121.387=326.118(KA)d2點短路時，5s熱效應(yīng)為：=6434.259變壓器高壓側(cè)d3點短路時:簡化等效電抗圖如圖4-6所示：即電流經(jīng)三臺發(fā)電機并聯(lián)，兩臺變壓器并聯(lián)到短路點，系統(tǒng)電流經(jīng)兩條線路并連到短路點?；喗Y(jié)果如圖下圖4-7圖4-7d3短路等效簡化電抗圖=0.29當(dāng)時，查水輪機運算曲線數(shù)字表得：(2)對于系統(tǒng)側(cè)，當(dāng)時所以d3點短路的短路電流為：=1.155+1.091=2.246(KA)=0.909+1.091=2(KA)=0.915+1.091=2.006(KA)d3點沖擊電流及全電流最大有效值的計算：取，則：=1.414×1.9×2.246=6.034（KA)d3點短路時，5s熱效應(yīng)為：三相短路電流計算成果表短路點分支回路計算電抗額定電流KAKAd1點1G0.2125.94833.3112G-3G0.2125.93866.622SC0.25416.26621.453合計121.386433.0756434.157d2點1G-3G0.2118.85299.934SC0.2545.44921.453合計121.387326.1186434.259d3點1G-3G0.290.31.155SC0.230.2511.091合計2.2466.03416.3564電氣設(shè)備選擇由于電氣設(shè)備的用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗項目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備在正常運行和短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：（1）應(yīng)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(fā)展;（2）應(yīng)滿足安裝地點和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核;（3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理;（4）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種;（5）與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致;（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格。4.1主要電氣設(shè)備的選擇4.1.1電氣設(shè)備的選擇條件盡管各種電氣設(shè)備都有自己的特點，有各自的校驗標(biāo)準(zhǔn)，但是電氣設(shè)備的選擇都按正常工作條件進行選擇。（1）額定電壓規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的堆高工作電壓電壓為電氣設(shè)備的1.1—1.15倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓波動一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍，因此，在選擇電氣設(shè)備時，一般按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點的額定電壓的條件選擇，即(2)額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。應(yīng)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，即（3）環(huán)境條件電氣設(shè)備的選擇與環(huán)境條件，如溫度、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度等，都有關(guān)系，對于環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備的使用條件時，應(yīng)采取措施。在本設(shè)計中無環(huán)境條件，故所有選擇的電氣設(shè)備均理解為按可承受環(huán)境條件進行選擇。4.1.2各回路最大工作電流的計算（1）發(fā)電機出口最大工作電流:（2）變壓器低壓側(cè)最大工作電流:（3）變壓器高壓側(cè)最大工作電流：（4）線路上最大工作電流:4.2主要電氣設(shè)備的選擇4.2.1斷路器的選擇斷路器是發(fā)電廠及變電所的重要電氣設(shè)備。在正常情況下，高壓斷路器用于倒換運行方式，把電器設(shè)備導(dǎo)入電網(wǎng)或退出電網(wǎng)，起控制作用；或當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保障無故障部分正常運行，起保護作用。短路器的最大特點是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。選擇斷路器時應(yīng)滿足以下基本要求：在合閘運行時應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。應(yīng)有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便。斷路器的種類可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器和真空斷路器，鑒于各種斷路器的特點及供貨情況，在發(fā)電機出口擬采用戶內(nèi)少油斷路器，在變壓器低壓側(cè)和線路上均采用SF6斷路器。發(fā)電機出口斷路器的選擇根據(jù)發(fā)電機回路、及斷路器安裝在屋內(nèi)的要求，可選SN5-20G/8000型少油斷路器。表5-1列出所需斷路器的計算數(shù)據(jù)和所選斷路器的有關(guān)參數(shù)：表5-1：計算數(shù)據(jù)SN5-20G/8000型斷路器參數(shù)10KV20KV 6598.289A8000A121.386KA130KA433.075KA500KA6434.157433.075KA500KA1）開斷電流的校驗=130KA=121.386KA滿足條件，即：滿足開斷電流條件。2）關(guān)合電流的校驗=500KA，=433.075KA滿足條件，即：滿足關(guān)合電流條件。3）熱穩(wěn)定校驗=，=6434.259滿足條件，即：滿足熱穩(wěn)定條件。4）動穩(wěn)定校驗=500KA，=433.075KA滿足條件，即：滿足動穩(wěn)定條件。變壓器低壓回路斷路器的選擇根據(jù)變壓器低壓側(cè)、及斷路器安裝在屋外的要求，可選SN-10III/16000型戶內(nèi)斷路器。表5-2列出所需斷路器的計算數(shù)據(jù)和所選斷路器的有關(guān)參數(shù)：表5-2：計算數(shù)據(jù)SN-10III/16000型斷路器參數(shù)10KV10KV 15835.893A16000A121.387KA130KA326.118KA400KA6434.259326.118KA400A1）開斷電流的校驗=130KA，=121.387KA滿足條件，即：滿足開斷電流條件。2）關(guān)合電流的校驗=400KA，=326.118KA滿足條件，即：滿足關(guān)合電流條件。3）熱穩(wěn)定校驗=，=6434.259滿足條件，即：滿足熱穩(wěn)定條件。4）動穩(wěn)定校驗400KA，=326.118KA滿足條件，即：滿足動穩(wěn)定條件。③變壓器高壓回路斷路器的選擇根據(jù)變壓器升高壓側(cè)、及斷路器安裝在屋外的要求，可選SW6-220/1200型表5-3列出所需斷路器的計算數(shù)據(jù)和所選斷路器的有關(guān)參數(shù)：表5-3：計算數(shù)據(jù)SW6-220/1200220KV220KV755.804A1200A2.246KA21KA6.034KA55KA16.35617646.034KA55KA1)開斷電流的校驗=21KA，=2.246KA滿足條件，即：滿足開斷電流條件。2）關(guān)合電流的校驗=55KA，=6.034KA滿足條件，即：滿足關(guān)合電流條件。3）熱穩(wěn)定校驗=1764，=16.356滿足條件，即：滿足熱穩(wěn)定條件。4）動穩(wěn)定校驗=55KA，=6.034滿足條件，即：滿足動穩(wěn)定條件。④線路上斷路器的選擇根據(jù)變壓器升高壓側(cè)、及斷路器安裝在屋外的要求，可選SW6-220/1200表5-4列出所需斷路器的計算數(shù)據(jù)和所選斷路器的有關(guān)參數(shù)：表5-4計算數(shù)據(jù)SW6-220/1200110KV110KV944.755A1250A2.296KA35KA6.974KA80KA16.3564936.756.974KA80KA1)開斷電流的校驗=21KA，=2.246KA滿足條件，即：滿足開斷電流條件。2）關(guān)合電流的校驗=55KA，=6.034KA滿足條件，即：滿足關(guān)合電流條件。3）熱穩(wěn)定校驗=1764，=16.356滿足條件，即：滿足熱穩(wěn)定條件。4）動穩(wěn)定校驗=55KA，=6.034滿足條件，即：滿足動穩(wěn)定條件。4.2.2隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。擇隔離開關(guān)時應(yīng)滿足以下基本要求：隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。隔離開關(guān)斷開點之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度。隔離開關(guān)在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，動作要可靠。帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。①發(fā)電機出口處隔離開關(guān)的選擇根據(jù)、的要求，擬選GN10-20T型戶內(nèi)型隔離開關(guān)。其參數(shù)及其計算數(shù)據(jù)如表5-5：表5-5：計算數(shù)據(jù)GN10-20T隔離開關(guān)10KV20KV 6598.289A8000A433.075KA500KA6434.1571）動穩(wěn)定校驗=433.075KA,而=500KA滿足條件，即：滿足動穩(wěn)定條件。2)熱穩(wěn)定校驗=，=6434.157滿足條件，即：滿足熱穩(wěn)定條件。所以所選隔離開關(guān)符合條件。②變壓器低壓回路隔離開關(guān)的選擇根據(jù)、的要求，擬選GN2-10/30000型戶內(nèi)型隔離開關(guān)，技術(shù)參數(shù)如下表5-6：表5-6：計算數(shù)據(jù)GN2-10/160000隔離開關(guān)10KV10KV15835.893A16000A326.118KA400A6434.2591）動穩(wěn)定校驗=326.118KA,而=400KA滿足條件，即：滿足動穩(wěn)定條件。2)熱穩(wěn)定校驗=，=38434.259滿足條件，即：滿足熱穩(wěn)定條件。所以所選隔離開關(guān)符合條件。③變壓器高壓回路隔離開關(guān)的選擇選用GW7-220型戶外隔離開關(guān)，該隔離開關(guān)的參數(shù)如下表5-7：表5-7：計算數(shù)據(jù)GW7-220型隔離開關(guān)220KV220KV 275.562A1000A9.164KA50KA16.3561）動穩(wěn)定校驗=9.164KA,而=50KA滿足條件，即：滿足動穩(wěn)定條件。2)熱穩(wěn)定校驗==16.356滿足條件，即：滿足熱穩(wěn)定條件。所以所選隔離開關(guān)符合條件。（3）出線上隔離開關(guān)的選擇根據(jù)電流電壓的需要，采用與變壓器高壓回路同型號的GW4-110D/1000-80型隔離開關(guān)，該隔離開關(guān)的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定的校驗與上相同，校驗結(jié)果合格。4.2.3電流互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次電氣設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。電流互感器是把一次電流轉(zhuǎn)換為1A或5A的電流，以滿足系統(tǒng)繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求。電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：電流互感器的型時應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于6~20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。一次回路電壓和電流的選擇：一次回路額定電壓和電流應(yīng)滿足：，為確保所供儀表的準(zhǔn)確級，電流互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。3）準(zhǔn)確級和額定容量的選擇電流互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級，，互感器的額定容量應(yīng)大于或等于二次側(cè)所接負(fù)荷。在該設(shè)計中，由于原始資料及設(shè)計要求的限制，故理解為所選電流互感器容量均滿足要求。4）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗只對本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進行熱穩(wěn)定校驗，電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的熱穩(wěn)定電流或一次額定電流的倍數(shù)來表示，校驗公式為：或?qū)τ诙嘣咽嚼@組，需進行內(nèi)部動穩(wěn)定校驗，公式為：或式中:、電流互感器的動穩(wěn)定電流及動穩(wěn)定電流倍數(shù)。由于所給原始資料及設(shè)計要求的限制，無需進行外部動穩(wěn)定校驗。①發(fā)電機出口電流互感器的選擇根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓、最大工作電流和安裝地點的要求，查《電力工程設(shè)計手冊》選LMZD-20,系列電流互感器，其參數(shù)如表5-8：表5-8:型號額定一次電流（A）額定工作電壓（KV）級次組合10P準(zhǔn)確限值系數(shù)1s熱穩(wěn)定電流（KA）LMZD-208000/5200.5/0.51840由上表可以看出，所選電流互感器的型號和一次額定電壓、電流及準(zhǔn)確級均滿足條件。1）動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗：==8000[(KA)]2S,[(KA)]2S滿足條件，所以滿足熱穩(wěn)定條件。變壓器低壓側(cè)電流互感器的選擇根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓、最大工作電流和安裝地點的要求，查《電力工程設(shè)計手冊》選LMZD-20系列電流互感器,系列電流互感器，其參數(shù)如表5-9：表5-9:型號額定一次電流（A）額定工作電壓（KV）級次組合10P準(zhǔn)確限值系數(shù)1s熱穩(wěn)定電流（KA）LMZD-208000/5200.5/0.51840由上表可以看出，所選電流互感器的型號和一次額定電壓、電流及準(zhǔn)確級均滿足條件。1）動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗：==8000[(KA)]2S,[(KA)]2S滿足條件，所以滿足熱穩(wěn)定條件。變壓器高壓回路電流互感器的選擇在此應(yīng)選戶外型電流互感器，根據(jù)一次側(cè)額定電流電壓擬選LCWD2-220電流互感器，參如表5-10表5-10:型號額定電流比（A）額定工作電壓（KV）級次組合10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)LCLWD2-2202×600/1220(0.5/D1)/(D1/D2)2021(5秒)381）動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗：[(KA)]2S,[(KA)]2S滿足條件，所以滿足熱穩(wěn)定條件。2）內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：（KA），=6.034（KA）滿足條件，即滿足動穩(wěn)定條件。（4）出線上電流互感器的選擇根據(jù)一次側(cè)額定電流電壓擬選LCWD-110型戶外電流互感器，參如表5-11表5-11：型號額定電流比（A）額定工作電壓（KV）級次組合1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)LCLWD2-2202×300/5220(0.5/D)/(D/D)20381）動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗：=212=441[(KA)]2S,[(KA)]2S滿足條件，所以滿足熱穩(wěn)定條件。2）動穩(wěn)定校驗=38KA,=6.034KA滿足條件，即滿足動穩(wěn)定條件。4.2.4電壓互感器的選擇1）電壓互感器的選擇要求電壓互感器是把一次電壓轉(zhuǎn)換為100V的電壓，以滿足繼電保護、自動裝置、測量儀表的要求。選擇電壓互感器時，應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點和使用條件進行選擇電壓互感器的種類和型式。且一次側(cè)額定電壓和額定電流應(yīng)滿足：，在6-35KV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油寖式或澆注式電壓互感器，110KV-220KV通常采用串級式電磁式電壓互感器。當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時，通常采用電容式電壓互感器。電壓互感器一次繞組額定電壓U，應(yīng)根據(jù)互感器的接線方式來確定其相電壓或相間電壓。2)電壓互感器的準(zhǔn)確等級：電壓互感器影子哪一準(zhǔn)確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定，規(guī)定如下：用于發(fā)電機、變壓器、調(diào)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(zhǔn)確等級要求為０.５級。供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準(zhǔn)確等級，要求一般為１級。用于估計被測量數(shù)值的標(biāo)記，如電壓表等，其準(zhǔn)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(yīng)按要求準(zhǔn)確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準(zhǔn)確度等級。發(fā)電機出口PT的選擇：按配置原則，發(fā)電機用的PT一般要裝2~3組，結(jié)合實際情況，本設(shè)計發(fā)電機出口裝兩組電壓互感器。其型號及參數(shù)如下表5-12表5-12:型號額定電壓(KV)二次繞組額定容量(VA)最大容量(VA)10000/1000.513JDZ-1080150300500②10.5KV母線電壓互感器的選擇1）型式：采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)PT，用于同步、測量儀表和保護裝置。2）電壓：額定一次電壓：=10KV

=KV3）準(zhǔn)確等級：用于保護、測量、計量用，其準(zhǔn)確等級為0.5級。查《發(fā)電廠電氣部分》選定PT型號：JDJ-10表5-13：10.5KV母線電壓互感器參數(shù)表型號額定電壓(KV)二次繞組額定容量(VA)最大容量(VA)一次繞組二次繞組輔助繞組0.513JDJ-10100.180125320640③220KV母線電壓互感器的選擇1）型式：采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)PT，用于同步、測量儀表和保護裝置。2）電壓：額定一次電壓：=10KV

=KV3）準(zhǔn)確等級：用于保護、測量、計量用，其準(zhǔn)確等級為0.5級。查《發(fā)電廠電氣部分》選定PT型號：JDJ-110，額定變比為：10/0.1KV出線回路PT的選擇接在220KV及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。1)型式：采用電容式電壓互感器，作電壓、電能、測量及繼電保護用。2)電壓：額定一次電壓：=220KV。3)準(zhǔn)確等級：用于估計電壓數(shù)值，周期用，其準(zhǔn)確等級為3級。查《發(fā)電廠電氣部分》選定PT型號：YRD-110表5-14：YDR-110型電壓互感器參數(shù)型號額定電壓(KV)二次繞組額定容量(VA)最大容量(VA)一次繞組二次繞組輔助繞組0.513YDR-2200.115022044012005升壓站電氣設(shè)備布置配電裝置是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分，在電力系統(tǒng)中起著接受和分配電能的作用。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電氣。保護和測量電氣，母線和必要的輔助設(shè)備組件而成的總體裝置。其作用是在正常運行情況下，用來接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運行。為此配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求。5.1對配電裝置的基本要求配電裝置是發(fā)電廠和變電站中的重要組成部分，它是按主接線的要求，由母線、開關(guān)設(shè)備、保護電器、測量電器和必要的輔助設(shè)備組成的電工建筑物。對配電裝置的基本要求是：符合國家技術(shù)經(jīng)濟政策，滿足有關(guān)規(guī)程要求；保證運行可靠；設(shè)備選擇合理，布置整齊、清晰，保證有足夠的安全距離；節(jié)約用地。運行安全和操作巡視、檢修方便。便于安裝和擴建；節(jié)約用材，降低造價。5.2配電裝置的類型及其特點配電裝置按電壓等級的不同，可分為高壓配電裝置和低壓配電裝置；按安裝地點的不同，可分為屋內(nèi)配電裝置、屋外配電裝置；按其結(jié)構(gòu)形式，又可分為裝配式配電裝置和成套配電裝置。5.2.1屋內(nèi)配電裝置屋內(nèi)配電裝置的特點是：由于允許安全凈距小和可以分層布置，因此，占地面積??；維修、操作、巡視在室內(nèi)進行，比較方便，且不受氣候影響；外界污穢不會影響電氣設(shè)備，減輕了維護工作量；房屋建筑投資較大。5.2.2屋外配電裝置屋外配電裝置的特點是：土建工程量較少，建設(shè)周期短；擴建比較方便；相鄰設(shè)備之間的距離較大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；受外界污穢影響較大，設(shè)備運行條件較差；外界氣象變化使對設(shè)備維護和操作不便。5.2.3裝配式配電裝置在現(xiàn)場將電氣組裝而成的稱為裝配式配電裝置。裝配式配電裝置的特點是：建造安裝靈活；投資較少；金屬消耗量少；安裝工作量大，施工工期較長。5.2.4成套配電裝置在制造廠預(yù)先將開關(guān)電器、互感器等組成各種電路成套供應(yīng)的稱為成套配電裝置。成套配電裝置的特點是：電氣設(shè)備布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；所有電器元件已在工廠組裝成一個整體(開關(guān)柜)，大大減少了現(xiàn)場安裝工作量，有利于縮短建設(shè)工期，也便于擴建和搬遷；運行可靠性高，維護方便；耗用鋼材較多，造價較高。5.3配電裝置型式的選擇配電裝置型式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行及檢修要求，通過經(jīng)濟技術(shù)比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電站中，110kV及以上電壓等級一般多采用屋外配電裝置。35kV及以下電壓等級的配電裝置多采用層內(nèi)配電裝置。5.4配電裝置的安全凈距配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸，是綜合考慮設(shè)備外形尺寸、檢修和運輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，即所謂的A1和A2值。最小安全凈距，是指在此距離下，無論是處于最高工作電壓之下，或處于內(nèi)外過電壓下，空氣間隙均不致被擊穿。我國《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的屋內(nèi)、屋外配電裝置的安全凈距，如表1-1和表1-2所示，其中，B、C、D、E等類電氣距離是在A1值的基礎(chǔ)上再考慮一些其它實際因素決定的，其含義如圖1-1和1-2所示。圖1屋內(nèi)配電裝置安全凈距校驗圖表1-1屋內(nèi)配電裝置的安全凈距符號適用范圍額定電壓（kV）361015203560110J110220JA11.帶電部分至接地部分之間2.網(wǎng)狀和板狀遮攔向上延伸線距地2.5m處，與遮攔上