坑口火电厂二期扩建工程电报接线设计毕设论文.doc

一绪论31.1本课题的研究背景与意义31.2火电厂原始资料41.2.1工程概况41.2.2气象特征与环境条件41.2.3设计范围41.2.4设计综合说明4二电气主接线设计52.1主接线设计原则与依据52.2主接线的确定52.2.1原始资料分析52.2.2案一双母线接线62.2.3方案二双母线带专用旁路母线接线8三变压器的选择93.1主变压器的选择93.1.1主变压器容量与台数的选择93.1.2主变压器型式的选择103.1.3高压厂用工作变压器123.1.4高压启动/备用变压器133.1.5发电机型号的确定133.1.6中性点接地14四短路电流计算154.1短路电流的危害与意义154.2短路计算的基本假定：154.3短路电流的计算164.3.1电抗图及电抗计算164.3.2三相短路电流计算234.3.3不对称短路电流计算244.3.4短路电流计算结果25五电气设备的选择265.1电器选择的一般原则265.2断路器的选择265.2.1断路器选择结果27高低压厂用电设计原则及布置305.1 6kV厂用电接线305.2高压厂用电系统供电回路开关的选择305.3 低压厂用电接线315.3.4 每台机组设置一台空冷型柴油发电机组作为本单元的应急保安电源。发电机容量为500kW，三相、50Hz、Y接法，中性点直接接地。柴油发电机组可远方或就地，可手动或自动予以起动。315.4 厂用母线电压运行水平校验325.5 厂用电布置32六 发电机小室、A排外电气设备及220kV配电装置布置356.1 发电机小室布置356.2 A排外电气设备布置356.3 变压器区外至升压站变压器进线区域布置356.4 220kV屋外配电装置布置35七过电压保护及接地367.1 直击雷保护367.2 雷电侵入波过电压保护367.3 接地368 照明和检修网络378.1 照明系统378.2 检修电源系统388.3 管路系统389 电缆及电缆设施399.1 电缆选型399.2 全厂电缆设施399.3 电缆防火40一绪论1.1本课题的研究背景与意义随着国家电网的迅猛发展，国内火电机组的容量越来越多，大型机组将不可避免地导致大型火电厂容量越来越多。因此国内火电发展的主要特点之一是大电厂的建设和采用高参数大容量机组。这样做有利于降低发电成本和单位成本，提高发电率，而且还可以便于集中，降低分布，加快我国电力建设的整体化进程。我国电力生产能力正在保持稳步增长，城乡居民的生活用电量增长大幅上升。今年以来，全国城乡居民生活用电量始终保持高速增长态势，各月增速均高出全社会用电量增速4个百分点左右，这是今年电力需求呈现出来的一个新特点。电力工业不仅与人们的日常生活，社会稳点密切相关，而且也是国家经济发展战略的关键。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。伴随着装机容量的不断增加，火电的发电量也逐年增加，正在逐渐淘汰低容量的机组，整体遵循“节能减排，上大压小”政策进行新建与关停。我国电力工业机构不合理是非常突出的。在我国的电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%，其余主要为水力发电，核能、地热能、潮汐能、太阳能发电等发展缓慢，由于现阶段我国电力供给相对紧张，能源结构中煤炭占比依旧很高，以及新能源发电在成本和技术上还有待提高，火电发展显现比较平稳，我国人均用电水平还较低，火力发电将在很长一段时间内继续存在并且扮演者不可缺少的角色。发电厂是构成电力系统的重要环节，它直接影响整个电力系统的安全和经济运行。发电厂的设计或者扩建既要保证灵活性、可靠性与经济性，还应注意保护环境，节约资源。因此，首先应从电力系统整体出发，在电气主接线上力求可靠简化，配置与电网结构相应的保护系统，采用安全环保的设计方案。因此，本设计内容具有十分重要的现实意义。本设计内容为某坑口火力发电厂扩建工程的电气一次部分设计，将发电厂相关知识理论运用到实际工程运用上，掌握电力工程设计的基本技能，熟悉国家规程、规范、标准、和有关规定，贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针，提高综合运用能力、分析问题并解决实际问题的能力，为将来走上工作岗位，从事电力行业打下良好的基础。1.2火电厂原始资料1.2.1工程概况本次设计为坑口火电厂二期扩建工程，一期工程建4×135MW发电机组，采用发电机变压器组接线接入升压站220kV母线，电厂用两回220kV线路接入系统，220kV采用双母线接线和户外软母线改进半高型断路器单列布置型式。本期扩建2×300MW等级循环流化床锅炉的机组，由于一、二期工程的单机容量及机炉运行参数相差较大，为了便于运行管理，全厂两期工程除个别生产系统，如电厂补给水系统及燃油系统相互有一定联系外，其它输煤、除灰、化学水、供水等生产系统（包括主厂房）均是完全分开布置和运行，与系统相连接的220kV系统也各自独立，互不相连，设计要求以2回220kV线路接入卓然500kV变电站。1.2.2气象特征与环境条件见附录11.2.3设计范围1） 主厂房内电气主接线设计2） 相关电气设备选择3） 发电机小室、A排外电气设备及220kV配电装置布置4） 过电压保护及接地设计1.2.4设计综合说明二电气主接线设计2.1主接线设计原则与依据主接线应满足可靠性、灵活性、和经济性三项基本要求。主接线可靠性的具体要求：（1） 母线或者断路器故障以及母线检修时，应尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及大部分二级负荷的供电；（2） 断路器检修时，不宜影响对系统的供电；（3） 尽量避免发电厂全部停电的可能性；（4） 大机组超高压电气主接线应该满足可靠性的特殊要求。主接线灵活性的具体要求：（1） 检修时，应可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进线安全检修而不致于影响电力网的运行和用户的供电。（2） 扩建时可以方便地从初期接线过渡到最终接线；（3） 调度时可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷并能满足特殊调度要求。主接线经济性的具体要求：（1） 投资省，主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关等一次设备；（2） 占地面积小，为配电装置布置创造条件；（3） 经济合理地选择主变压器和相关电气设备，减少电能损耗。2.2主接线的确定电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。它既是发电厂电气设计的首要环节，也是构成电力系统的重要部分。2.2.1原始资料分析本设计电厂为大、中型火电厂，其规划装机容量为2×300=600MW，最大单机容量为300MW，年利用小时数为6000h>5000h，可见在电力系统中作用和地位至关重要，从而该厂的主接线设计务必着重考虑其可靠性，并留有扩建空间，要求一定的灵活性。从负荷特点及电压等级可知，220kv电压级出线回路数为4回，呈强联系形式，送出最大电力600-36=564MW。为了保证检修出线断路器不至于对该回路停电，拟采用带旁路母线接线形式为宜；发电机机端电压20kv，既无直配负荷，又无特殊要求，拟采用单元接线形式，可节省发电机出口断路器，又利于配电装置的布局。因此，2台发电机组均采用发电机-变压器组单元接线，以220kV电压接入系统，发电机出口不装设断路器。2.2.2案一双母线接线 有两组工作母线的接线称为双母线接线。每个回路均经过一台断路器和两台母线隔离开关分别与两组母线连接，其中一台隔离开关闭合，另一台隔离开关断开，两母线之间通过母线联络断路器连接，使得运行的可靠性和灵活性大为提高。110kv-220kv配电装置，当出线回路数位5回及以上或该配电装置在系统中居于重要地位，出线回路数为4回及以上时一般采用双母线接线。优点：1） 、供电可靠。检修任一回路的母线侧隔离开关时，仅造成该回路停电；检修任一母线时，可以利用母联把运行于该母线上的全部回路倒换到另一组母线上，不会中断供电，俗称“热倒”；任一组母线故障失电时，可将所有接于该母线上的进出回路倒换到另一组母线上，使各完好回路迅速恢复运行，俗称“冷倒”。2） 、运行方式灵活。可以采用两组母线并列运行或者两组母线分裂运行，亦可一组母线工作，另一组母线备用的运行方式，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3） 、扩建方便，可以想母线的任一端扩建。4） 、便于试验，可以完成一些特殊功能。当个别回路需要单独进行试验时候，可将该回路分开，单独接于一组母线上。缺点：1） 、在母线检修或故障时，隔离开关作为倒换操作电气，操作复杂，容易发生误操作。2） 、当一组母线故障还是短时停电。3） 、检修人一回路的断路器，该回路仍停电。4） 、双母线存在全停的可能，如母联断路器故障或一组母线检修而另一组母线故障或出线故障而其断路器拒动。5） 、所用设备多，特别是隔离开关，配电装置复杂。6）2.2.3方案二双母线带专用旁路母线接线 为了保证采用单母线分段或双母线的配电装置，在进出线断路器检修时，不中断对用户的供电，可增设旁路母线或旁路隔离开关。优点：1）、供电可靠。检修任一回路的母线侧隔离开关时，仅造成该回路停电；检修任一母线时，可以利用母联把运行于该母线上的全部回路倒换到另一组母线上，不会中断供电，俗称“热倒”；任一组母线故障失电时，可将所有接于该母线上的进出回路倒换到另一组母线上，使各完好回路迅速恢复运行，俗称“冷倒”。 2）、运行方式灵活。可以采用两组母线并列运行或者两组母线分裂运行，亦可一组母线工作，另一组母线备用的运行方式，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。 3）、扩建方便，可以想母线的任一端扩建。4） 、便于试验，可以完成一些特殊功能。当个别回路需要单独进行试验时候，可将该回路分开，单独接于一组母线上。5） 、保证某一回路检修时，不中断对外供电且操作简便。缺点：1）、增大了占地面积和投资。2）、增加了一组母线、一台断路器和若干隔离开关。3）、当母线故障或检修时，容易误操作。4）、接线所用设备多，配电装置复杂，故经济性差。 经过两个方案的比较，双母线带旁母的接线与双母线相比，主要解决了双母接线的断路器检修时间长、停电影响较大的问题，但带旁母的接线大大增加了投资。双母线接线的缺点可在选择断路器时进行弥补，预选择的LW14型SF6断路器具有运行可靠，检修维护量小等优点。所以，最终确定本设计的主接线型式为双母线接线。三变压器的选择发电厂中，用于向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器，只用于两种升高电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器。3.1主变压器的选择 主变压器容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的选择除依据基础资料外，主要取决于输送功率的大小、与系统联系的紧密程度、运行方式及负荷的增长速度等关键因素，同时考虑5-10年内负荷的发展需要。如果容量选的过小、台数过少，则容易封锁发电厂剩余功率的输送，影响系统不同电压等级之间的功率交换及运行的可靠性等；如果容量选的过大，台数过多，则会增加初期投资、占地面积和损耗，无法充分发挥设备的效益，并增加运行和检修的工作量。因此，合理的选择主变压器的容量和台数是个非常需要注意的问题。采用两台变压器并列运行有利于系统的稳定性。3.1.1主变压器容量与台数的选择 发电机与主变压器为单元接线时，主变压器的容量可按下列条件中较大者进行选择：（1） 按发电机的额定容量扣除本机组的厂用电负荷后，留有10%的裕度选择，即： MVA式中 -发电机容量，在扩大单元接线中为两台发电机容量之和，MW； -发电机额定功率因数； -厂用电率。每单元的主变压器为一台。按此计算可得 MVA（2） 按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。 MW式中 -发电机的最大连续输出容量； -厂用负荷。因此，按此计算可得MVA综上所述，发电机与变压器为单元接线，主变压器为两台，选定容量为2×370 MVA，变压器型式及型号：SFP10-370000/2203.1.2主变压器型式的选择1.相数的确定在330KV及以下的发电厂和变电所中，通常都选用三相式变压器。由于一台三相式变压器与同容量的三台单相式相比投资小、占地少、损耗少，同时配电装置结构比较简单，运行维护相对方便。如果受到运输、制造等条件（如桥梁负重、隧道尺寸等）限制时，可选用两台容量较小的三相式变压器，在技术经济合理的情况下，也可选用单相变压器组。2.绕组数的确定（1） 只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所，采用双绕组变压器。（2） 有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及眼有三种电压的变电所，可采用双绕组变压器或者三绕组变压器（包括自耦变压器）。（3） 当最大机组容量为200MW及以上时，采用发电机双绕组变压器单元加联络变压器。其联络变压器宜选用三绕组（包括自耦变压器），低压绕组可作为厂用备用电源或启动电源，也可用来连接无功补偿装置。（4） 当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，以限制短路电流。3. 绕组接线组别的确定变压器的绕组连接方式必须使得其线电压与系统线电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统变压器采用的绕组连接方式有星形“Y”和三角形“D”两种。我国电力变压器的三相绕组所采用的连接方式为：110KV及以上电压侧均为“YN”，即有中性点引出并直接接地；35KV作为高、中压侧时都可能采用“Y”，其中性点不接地或者经消弧线圈接地，作为低压侧时可能用“Y”或者“D”。4. 结构型式的选择三绕组变压器或自耦变压器在结构上有两种基本型式。（1） 升压型。升压型的绕组排列为：铁芯中压绕组低压绕组高压绕组，高、中压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗也较大。（2） 降压型。降压型的绕组排列为：铁芯低压绕组中压绕组高压绕组，高、低压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大 应根据功率的传输方向来选择其结构型式，发电厂的三绕组变压器一般为低压侧向高、中压侧供电，应选用升压型。5. 调压方式的确定变压器的电压调整是用分接头开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现的。有载调压变压器的分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂、价格贵，所以其选择必须考虑以下情况：（1） 是否出力变化大，或发电机经常在低功率因数运行的发电厂的主变压器。（2） 电网电压可能有较大变化的220KV及以上的降压变压器。（3） 具有可逆工作特点的联络变压器。无励磁调压变压器的分接头较少，调压范围只有10%（2×2.5%）,且分接头可在带负荷的情况下调节。6. 冷却方式的选择电力变压器的冷却方式，随其容量和型式不同也不同，主要有以下几种冷却方式：（1） 自然风冷却。无风扇，仅借助冷却器热辐射和空气自然对流冷却，额定容量在10000KVA及以下。（2） 风冷。在冷却器间加装数台电风扇，使油迅速冷却，额定容量在8000KVA及以上。（3） 强迫油循环水冷却。采用潜油泵强迫油循环，并用水对油管进行冷却，额定容量在120MVA及以上。由于铜管质量较差，国内已经很少应用此方法。（4） 强迫油循环风冷却。采用潜油泵强迫油循环，并用风扇对油管进行冷却，额定容量在40MVA及以上。（5） 强迫油循环导向冷却。采用潜油泵将油压入线圈之间、线饼之间和铁芯预先设计好的油道进行冷却。（6） 水内冷。将纯水注入空心绕组中，借助水的不断循环，将变压器的热量带走。因此，变压器的冷却方式因根据具体需要与经济对比选择相应的方式。在对变压器的可靠性与经济性的慎重考虑下，最终确定主变压器型式及型号：SFP10-370000/220，三相双线圈铜绕组无励磁调压油浸式低损耗升压变压器两台。额定容量：370MVA额定电压比：2420±2X2.5%/20kV阻抗电压：14%（正序）冷却方式：强油导向风冷（ODAF）调压方式：无励磁调压连接组标号：YNd11制造厂：特变电工衡阳变压器有限公司3.1.3高压厂用工作变压器本设计厂用电系统主接线采用单母线分段接线方式，厂用电分别从两台发电机的出口端引接，因此，需要两台厂用变压器。由于两台发电机都属于大中型机组，为限制短路电流，提高可靠性，两台变压器均采用低压分裂绕组变压器。单机容量在100MW300MW的发电厂，厂用电通常采用6KV电压等级，所以对应于300MW机组的厂用变压器，由于机端电压为20KV，其各侧电压为20/6.3/6.3，容量为300×6%/0.85=21.176MVA.最终选择高压厂用变压器为：型式及型号：SFF10-CY-40000/20，三相铜绕组油浸式低压分裂绕组无励磁调压低损耗变压器两台。额定容量：40/25-25MVA额定电压比：20±2×2.5%/6.36.3kV 调压方式：无励磁调压半穿越阻抗电压：U12=15%冷却方式：ONAN/ONAF（70%/100%容量）接线组别：D，yn1，yn1制造厂：特变电工衡阳变压器有限公司3.1.4高压启动/备用变压器高压厂用起动/备用变压器应与最大一台高压厂用工作变压器的容量相同，当起动/备用变压器的带有公用负荷时，其容量还应满足最大一台高压厂用工作变压器的要求，并考虑起动/备用变压器检修的条件。型式及型号：SFFZ10-CY-40000/220，户外型，三相铜绕组油浸式低压分裂绕组有载调压低损耗降压变。额定容量：40/25-25MVA额定电压比：230±8×1.25%/6.36.3kV 调压方式：有载调压半穿越阻抗电压：U12=15%冷却方式：ONAN/ONAF（70%/100%容量）接线组别：YN，yn0,yn0+d制造厂：特变电工衡阳变压器有限公司3.1.5发电机型号的确定依据设计要求选用发电机的容量为300MW，发电机额定电压20kv，所选发电机型号为QSFN3002额定容量：353MVA额定功率：300MW最大连续输出功率：338MW(注：在额定氢压、额定功率因数下与汽轮机功率相匹配)额定电压：20kV定子额定电流：10189A额定功率因数：0.85(滞后)频率：50Hz额定转速：3000r/min短路比：0.6直轴超瞬变电抗Xd”：16%(饱和值)中性点接地方式：经接地变压器接地效率：99.0定子绕组接线方式：双星形冷却方式：水氢氢励磁方式：静态自并励励磁励磁系统：励磁系统为高起始响应的自并励静止励磁系统。由励磁变压器、可控硅整流装置以及数字式励磁调节器等组成。制造厂：上海电气集团股份有限公司（上海汽轮发电机厂）3.1.6中性点接地发电机中性点经二次侧串接电阻的单相配电变压器接地，限制发电机单相接地故障时接地点流过的接地电容电流不超过允许值（1A），以免对发电机造成的损坏。 主变压器的220kV中性点和为了保持与一期工程一致的#02高压起动/备用变压器220kV中性点均采用经隔离开关并装设相应的避雷器和放电间隙的接地方式，以便满足系统运行采用直接接地或不接地运行方式的要求。四短路电流计算4.1短路电流的危害与意义短路是电力系统中常见的故障，他不仅会影响电力系统的正常供电，还会破坏到电力系统的整体稳定性，当短路电流通过电气设备时，将引起设备短时发热，并产生巨大的电动力，因此，它直接影响电气设备的选择与安全运行。短路的类型、发生的地点和持续性的时间不同，其后果也不同。可能只是破坏了局部地区的正常供电，也可能直接威胁整个系统的安全运行。短路的危害主要有以下几个方面：（1） 由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的机械应力，使得导体变形甚至损坏。如果短路持续时间较长，可能使设备过热甚至损坏。（2） 短路会引起系统电压大幅度下降，对用户影响很大，并且可能造成电动机停转，产品报废，设备损坏等严重后果。（3） 当发生短路点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳点性，造成大面积停电。（4） 发生不对称短路时，线路的三相不平衡电流所产生的总磁通会在相邻的通讯路线上感应出很大的电动势，干扰通讯系统的正常运行。 因此，在发电厂及整个电力系统的设计与运行中，都必须进行短路电流计算。其主要目的是：（1） 电气主接线比选（2） 选择继电保护和进行整定计算（3） 选择电气设备（断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆等） 4.2短路计算的基本假定：（1） 正常工作时，三相系统对称运行，所有电源的电动势相位角相同（2） 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行（3） 元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围（4） 短路发生在短路电流最大值的瞬间（5） 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流（6） 除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的阻抗略去不计（7） 电力系统中各个元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化4.3短路电流的计算在进行短路电流计算时，按照以下原则进行：容量和接线按本工程设计最终容量计算；短路电流一般按照三相短路验算，若其它类型较三相严重，按最严重的情况验算；计算短路点选择通过电器的短路电流最大的那个点。4.3.1电抗图及电抗计算系统短路电流计算图如图3-1所示 图3-1短路电流计算依据：根据系统资料，本设计计算条件以2020年为计算水平年，MVA为基准容量，为基准电压；系统侧各等值阻抗标么值为：220kV系统基准电压（标幺值）230kV正序阻抗（标幺值）0.0071零序阻抗（标幺值）0.00745发电机等值阻抗标幺值：式中：为电机次暂态电抗百分值； 指电机额定容量，单位MW。主变压器等值阻抗标幺值：式中：为变压器的短路电压的百分值； 指系统最大容量绕组的额定容量，单位为MVA。厂用变压器等值阻抗标幺值：半穿越电抗为：；分裂系数：；穿越电抗：;；。（一）正序网络的变换1. 短路点：将图4-31（a）化为图4-31(b)，其中团4-31(b)中，将各个支路电抗并联，得综合正序电抗图： 图4-31（a） 图4-31（b）图4-31（c）2. 短路点 用Y/法（由、）将图4-32（a）化为图4-32(b)，将各个支路电抗并联，得综合正序电抗图： 图3-42（a） 图3-42（b）图3-42（c）3. 短路点接着短路点之图4-32（b）再用分布系数法的图4-33（a）及4-33（b），图中： 图4-33（a） 图4-33(b)4. 短路点接着短路点之图4-31（b）再用分布系数法的图4-34（a）及4-34（b），图中: 图4-34（a） 图4-34（a）（二） 负序网络的变换 由于负序网络中的元件参数与正序网络一样，所以他的网络变换与正序网络一致。（三） 零序网络的变换 1.短路点将图4-41（a）化简为4-41（b）所示，图中：图4-41（a） 图4-41（b）4.3.2三相短路电流计算由于4个短路点的计算方法类同，故只举和点两个例子，详细列出计算过程，其余从略。(1) 短路点计算电抗：系统S1：发电机5、6G：各电源供给的短路电流标幺值:由发电机计算电抗查汽轮机运算曲线数字表运用插值法，得：，T=2秒时短路电流系统S1：见表4-1各电源供给的短路电流周期分量有效值：系统S1：KA发电机5、6G：KA见表4-2短路电流冲击值：KA式中 为冲击系数，发电厂高压侧母线及发电机电压电抗器后取1.85； 为短路电流周期分量有效值总值。短路电流全电流最大有效值：KA(2) 短路点计算电抗：系统S1：发电机5G：发电机6G：各电源供给的短路电流标幺值:由发电机计算电抗查汽轮机运算曲线数字表运用插值法，得：，T=2秒时短路电流，系统S1：见表4-1各电源供给的短路电流周期分量有效值：系统S1：KA发电机5G：KA发电机5G：KA见表4-2短路电流冲击值：KA式中 为冲击系数，发电厂高压侧母线及发电机电压电抗器后取1.85； 为短路电流周期分量有效值总值。短路电流全电流最大有效值：KA4.3.3不对称短路电流计算（1） 短路点计算正序综合电抗负序综合电抗零序综合电抗a. 单相接地短路电流正序电流标幺值：正序电流有名值：KA单相短路电流：KAb. 两相接地短路电流正序电流标幺值：正序电流有名值:KA两相接地短路电流：KAc. 两相短路电流正序电流标幺值：正序电流有名值:KA两相短路电流：KA4.3.4短路电流计算结果短路电流计算结果表如下所示。据短路电流计算结果并考虑一定的裕度，本设计220kV系统短路电流水平按50 kA选择设备。短路电流结束结果表（单位：KA）短路点编号短路点平均电压供给短路电流电源三相短路冲击电流三相短路单相短路两相短路两相接地短路三相短路单相短路两相短路两相接地短路1S35.3535.355G3.2771.8766G3.2771.876合计41.90445.3645.3635.6543.6939.102109.791S59.6459.645G69.5424.296G5.335,716合计134.51112.1189.646352.421S10.62810.6285G11.4311.436G0.960.96电动机11.3711.37合计34.38819.9390.11S20.6620.665G3.5343.5346G3.5343.534电动机11.3711.37合计39.0920.84102.42五电气设备的选择5.1电器选择的一般原则1) 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；2) 应力求技术先进和经济合理；3) 应按当地环境条件校核；4) 与整个工程的建设标准应协调一致；5) 应尽量减少同类设备品种；6) 选用的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式验定合格。在特殊情况 下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。5.2断路器的选择高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。高压断路器的功能是接通和断开工作电流、过负荷电流和故障电流，它是开关电器中最为完善的一种设备。选择高压断路器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行，其通常用七个技术参数来表示其技术性能：额定电压、额定电流、额定开端电流、热稳定电流、动稳定电流、额定关合电流、动作时间T，一般按正常工作条件选择，短路状态校验。（1） 额定电压和最高工作电压的选择所选电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，即，一般情况下，当额定电压在220KV及以下电器时允许最高工作电压是。额定电压选择：式中：断路器的额定电压（kV），电网的额定电压（kV）。（2） 额定电流的选择额定电流是指高压电器在规定的环境温度下，能长期通关且其载流部分和绝缘部分的温度不超过其长期最高允许温度的最大标称电流，用表示。其选择依据，单位kA。式中：指电网的最大负荷电流。（3） 额定开断电流的选择高压断路器进行开断操作时首先起弧的某相电流，称为开断电流。在额定电压下断路器能可靠地开断的最大短路电流，称为额定开断电流，单位kA。式中：指断路器实际开断瞬间的短路电流周期分量。（4） 额定关合电流的选择额定关合电流用来说明断路器关合短路故障的能力，为了能保证断路器在闭合短路电路的瞬间的安全性，要求断路器的额定短路关合电流必须大于等于短路电流的最大冲击值，。（5） 热稳定和动稳定校验T秒热稳定电流是指在保证断路器不损坏的条件下，在规定时间T秒内允许通关断路器的最大短路电流有效值，热稳点校验依据：，式中：指短路电流热效应，。动稳定电流是断路器在闭合状态下，允许通过的最大短路电流峰值，它表明断路器承受短路电流电动力效应的能力。断路器的允许通过电流峰值(或有效值)应大于或等于短路电流冲击值，。5.2.1断路器选择结果 本设计中除220kV母联断路器外，其余部分的断路器的选择相类似，以220KV主变进线侧断路器的计算为例说明。（1）220KV主变进线侧断路器的计算断路器的工作电流：kA额定电压：kV计算结果表如5-1所示：工作电压（KV）工作电流（A）稳态短路电流（KA）次暂态短路电流（KA）短路电流冲击值（KA）2521019.539.10241.904109.79根据计算结果，选择断路器： 型号：3AQ1EG 252kV单断口瓷柱式；3AQ1EE 252kV单断口瓷柱式 额定电压：252kV 额定电流：4000A 额定频率：50Hz额定开断电流：50kA允许电流冲击峰值：125kA 制造厂：西门子（杭州）高压开关有限公司额定电压和额定电流的校验：,开断电流的校验：关合电流的校验：动稳定校验：热稳定校验：校验短路热稳定所用的计算时间S式中：继电保护装置后备保护动作时间（S）：断路器的全分闸时间（S）综上所述，本设计选择的断路器符合要求。（2）220kV母联断路器的计算在一台主变停运时，母联上会流过很大的电流，所以220kV母联选择依据为最大运行条件的短路电流计算。断路器的工作电流：A额定电压：kV计算结果表如5-1所示：工作电压（KV）工作电流（A）稳态短路电流（KA）次暂态短路电流（KA）短路电流冲击值（KA）2522342.239.10241.904109.79根据计算结果，选择断路器： 型号：3AQ1EG 252kV单断口瓷柱式；3AQ1EE 252kV单断口瓷柱式 额定电压：252kV 额定电流：4000A 额定频率：50Hz额定开断电流：50kA允许电流冲击峰值：125kA制造厂：西门子（杭州）高压开关有限公司鉴于此断路器的校验计算与220KV主变进线侧断路器的选型校验计算方法相同，在此不再赘述。220KV起/备变高压侧断路器及220kV出线侧断路器、220kV母联回路断路器的计算与此相类似，详细计算结果和选型见附录2。5.2隔离开关的选择隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器。其主要用途是：（1）在检修电气设备时用来隔离电压，使检修的设备与带电部分之间有明显可见的断口；（2）在改变设备状态（运行、备用、检修）时用来配合断路器协同完成倒闸操作；（3）用来分、合小电流，可用来分、合电压互感器、避雷器和空载母线，分、合励磁电流不超过2A的空载变压器,关合电容电流不超过5A的空载线路：（4)隔离开关的接地开关可替代接地线，保证检修工作安全。但是隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通和断开负荷电流和短路电流，一般只能在电路断开的情况下才能操作。隔离开关的选择计算与高压断路器的选择计算相似，具体计算和选择结果见附录3。5.3电流互感器及电压互感器的选择互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，能将高压变成低压、大电流变成小电流，用于测量或保护系统，其主要作用是：（1） 电流互感器将交流大电流变成小电流（5A或1A）。供电给测量仪表和保护装置的电流线圈，电压互感器将交流高电压变成低电压（100V或V)，供电给测量仪表和保护装置的电压线圈，使测量仪表和保护装置标准化和小型化。（2） 使二次回路可采用低压、小电流控制电缆，实现远方测量和控制。（3） 使二次回路受一次回路限制，接线灵活，维护、调试方便。（4） 使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身安全。根据附录主要设备选择结果表计算中选择各个设备安装地点的互感器： 电流互感器 型号：SAS245/0G；SAS245 额定电压：220kV 系统最高电压：252kV 额定频率：50Hz 内绝缘材料：SF6气体 制造厂：上海MWB互感器有限公司 4.6.2.4 电压互感器 型号：TEMP-220IU（母线）；TEMP-220SU（线路） 额定电压：220kV 设备最高工作电压：252kV 额定电压变比：220/0.1/0.1/0.1/0.1kV（母线） 220/0.1/0.1/0.1kV（线路） 额定频率：