2022年电气自动化课程设计 .pdf

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1、第 1 页 共 33 页西南民族大学电气工程及其自动化课专业课程实习报告教学单位：电气信息工程学院姓名：吕尔军学号： 200831001045 年级： 2008 级专业：电气工程及其自动化指导老师：邵老师名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 2 页 共 33 页发电厂电气一次部分设计摘 要本次设计是在课程设计任务书的基础上，以专业理论知识为依托，翻阅及参考了相关的电气设计资料。本设计的目的是使树立工程观点，加强基

2、本理论的理解和工程设计基本技能的训练，了解现代大型发电厂的电能生产过程及其特点，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练，为今后从事电气设计、运行管理和科研工作，奠定必要的理论基础。本设计是对 2300MW 总装机容量为 6000MW 的凝汽式区域性火电厂进行电气一次部分及其厂用电高压部分的设计，它主要包括了四大部分，分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择。其中详细描述了主接线的选择、短路电流的计算和电气设备的选择，从不同的短路情况进行分析和计算，对不同的短路参数来进行不同种类设备的选择，并对设计进行了理论分析。关键词： 2

3、300MW 火电厂电气一次 初步设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 3 页 共 33 页Power Plant Electrical Once Part Design Abstract The design is based on the curriculum design assignment, relying on the book professional theoretical knowledge,

4、 reading and reference to the related electrical design data. The purpose of the design is to set up engineering point of view, enhance to understand basic theory and practice the basic skill of engineering design. Understanding of modern large power plant electricity production process and its char

5、acteristics. Master of electrical main system of power plant design method, and in the analysis, calculation and to solve practical engineering ability and other aspects of training, for the future in electrical design, operation and management of scientific research work, lay a necessary theoretica

6、l basis. The design of 2 x 300MW total installed capacity is 6000MW condensing regional power plant for an electrical part and factory electric pressure part design, it mainly includes four parts, respectively, for the main electrical wiring, short-circuit current calculation, the choice of electric

7、al equipment, power distribution equipment selection. Which describes in detail the main wiring, short-circuit current calculation and the choice of electrical equipment, different from the situation of short circuit analysis and calculation, the different short circuit parameters for different type

8、s of equipment selection, and the design was analyzed. Keywords：2 300MW Power Plant； electrical once ；preliminary design 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 4 页 共 33 页目 录前言 -4第一章、 系统与负荷资料分析-5 第二章、 电气主接线 -62.1主接线方案的选择-62.1.1方案

9、拟定的依据-62.1.2各电压等级接线形式的拟定-62.1.3主接线方案的拟定-62.1.4主接线方案的比较与选择-72.2主变压器的选择与计算-72.2.1发电机型号的确定-72.2.2变压器容量、台数和型式的确定原则-92.2.3主变压器的选择与计算-92.3厂用电接线方式的选择-112.3.1对厂用电接线的基本要求-112.3.2 火力发电厂厂用电接线的设计原则-122.3.3 厂用电接线形式的拟定-122.4主接线中设备配置的的一般规则-13 第三章、 短路电流的计算-143.1短路计算的一般规则-143.2短路电流的计算-153.3短路电流计算表-15第四章、 电气设备的选择-164

10、.1电气设备选择的一般原则-164.2电气设备选择的条件-174.2.1按正常工作条件选择电器-174.2.2按当地环境条件校验-174.2.3按短路情况校验-184.3电气设备选择结果表-18第五章、 配电装置 -205.1配电装置选择的一般原则-205.1.1隔离开关的配置-205.1.2电压互感器的配置-215.1.3电流互感受器的配置-215.2配电装置的选型和依据-21结语 -23参考文献 -24附录 1：短路计算 -25 附录 2：电气设备的选择-30 附录 3 ：设计总图 -32 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

11、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 5 页 共 33 页前 言发电厂的设计需要考虑诸多复杂的条件因素，本设计是一种简单的整体设计，严格依照设计步骤，即对原始资料分析、主接线方案的拟定与选择、短路电流计算和主要电气选择、绘制电气主接线图、编制工程预算，其中工程预算在本设计中仅作估计处理，不作严格计算，而短路电流的计算是基于变压器，发电机的选择之上且影响到后面电气设备的选择，起着承前启后的作用。设计工作是工程建设的关键环节，是工程建设的灵魂。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠

12、性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。它是一门涉及科学、技术、经济和方针政策等各方面的综合性的应用技术科学。设计工作的基本任务是，在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做出切合实际、安全适用、技术先进、综合经济效益好的设计，有效地为电力建设服务。因此做好设计工作对工程的建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第

13、 6 页 共 33 页第一章、系统与负荷资料分析发电厂容量的确定与国家经济发展规划、电力负荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系统中的地位和作用。设计电厂为大型凝气式火电厂， 其容量为 2300=600MW, 最大单机容量为 300MW ，即具有大中型容量的规模、 大中型机组的特点。 当电厂全部机组投入运行后， 将占电力系统总容量600/600010% ，没有超过电力系统的检修备用容量为8%15%和事故备用容量为10%的限额，说明该电厂在未来电力系统中不占主导作用和主导地位，主要供给地区用电。发电厂运行方式及年利用小时数直接影响着主接线

14、设计。从年利用小时数看，该电厂年利用小时数为6500h/a，远大于我国电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数5000h/年；又为火电厂，所以该发电厂为带基荷的发电厂，在电力系统占比较重要的地位，因此，该厂主接线要求有较高的可靠性；从负荷特点及电压等级可知，该电厂具有 110KV和 220KV两级电压负荷。 110KV电压等级有 8 回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为110MW, 最大年利用小时数为4000h/a，说明对其可靠性有一定要求；220KV电压等级有 10 回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为500MW ，最大年利用小时数为4500h/a, 其可靠性要求较高，为保证检修出线

15、断路器不致对该回路断电，拟采用带旁路母线接线形式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 7 页 共 33 页第二章、电气主接线2.1 、主接线方案的选择2.1.1 方案拟定的依据对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几个方面考虑：断路器检修时，是否影响连续供电；线路、断路器或

16、母线故障，以及在母线检修时，造成馈线停运的回路数多少和停电时间长短，能否满足重要的一、二类负荷对供电的要求；本电厂有无全厂停电的可能性；大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。所以对大、中型发电厂电气主接线，除一般定性分析其可靠性外，还需进行可靠性定量计算。主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化， 且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全，扩建、发展方便。主接线的可靠性与经济性应综合考虑，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积少、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。110KV电压级：出线回路数8 回且为 I 级负荷，应采用双母或双母带旁

17、路，以保证其供电的可靠性和灵活性。220KV电压级：出线回路数 10 回且为 I 级负荷，应采用双母带旁路或一台半。2.1.2 、各电压等级接线形式的拟定根据对原始资料的分析，现将各电压等级可能采用的较佳方案列出。进而，以优化组合方式，组成最佳可比方案。(1) 110KV电压等级：出线为8 回架空线路， I 级负荷，最大输送110MW ，为实现不停电检修出线断路器，可采用单母线分段带旁路或双母线接线形式。 (2) 220KV电压等级：出线为10 回架空线路，承担一级负荷，最大输送 500MW, 为使其检修出线断路器时不停电，可采用双母线带旁路或双母线分段带旁路或采用可靠性更高的一台半接线形式，

18、以保证供电的可靠性和灵活性。两台300MW 发电机组都采用单元接线形式接在220KV电压母线上。都采用单元接线形式， 故接 220KV侧母线的发电机的出线端不需接断路器。2.1.3 、主接线方案的拟定名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 8 页 共 33 页拟定两种方案：方案一： 220KV侧采用双母带旁路接线，110KV侧采用双母接线。方案二： 220KV侧采用双母带旁路接线， 110KV侧采用单母分段带旁路接

19、线。2.1.4 、主接线方案的比较与选择现对这两个方案进行综合比较如表2.1 表 2.1 主接线方案方案项目方案一方案二可靠性1）220KV采用双母带旁路，110KV采用双母线接线， 可靠性较高1） 220KV采用双母带旁路，可靠性高 2) 110KV侧采用单母分段带旁路，对于出线回路数多带一级负荷来说，可靠性低；灵活性1）各电压级接线方式灵活性都好；2）220KV 电压级接线易于扩建。3）110KV电压级用联络变压器连接，灵活性好1) 220KV电压级接线方式灵活性好2） 采用单母线分段兼旁路接线，进出线不多时有足够多的灵活性经济性1）无论是110KV,220KV设备都比较多，投资较大，经济

20、性差；1）110KV设备相对少，投资较小；2）220KV设备都比较多，投 资 较 大 ，经 济 性差， ；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 9 页 共 33 页本设计主要考虑主接线的可靠性和灵活性，经济性只做参考，所以通过比较，现确定第一方案为设计最终方案。其设计简图见图2.1 #主变 T-2 #发电机 1QFS-300-2#发电机 2QFS-300-2220KV110KV#主变T-18回出线10回出线接厂用

21、电接厂用电接厂用电主接线简图接厂用电T-3T-4T-5T-6SFP7-360000/220SFP7-360000/220SSPSO-360000/220SSPSO-360000/220SFF7-40000/18SFF7-40000/18图 2.1 主接线简图2.2 、主变压器的选择与计算2.2.1 、发电机型号的确定根据设计书的要求选用的发电机容量为300MW ， 选择发出的电压为 18KV，所以选择发电机型号为QFSN-300-2 。具体参数如表2.2 表 2.2 所选发电机组的型号与参数发电机型号额 定电 压(KV) 额定功率(MW) 额定电流(A) 功率因数次暂态电抗(%) 效率(%)

22、G-1、G-2 QFS-300-2 18 300 11320 0.8516.7 98.65 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 10 页 共 33 页2.2.2 、变压器容量、台数和型式的确定原则(1) 单元接线的主变压器容量的确定原则单元接线时主变压器应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有 10% 的裕度来确定。 采用扩大单元接线时， 应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则算出的

23、两台机容量之和来确定。(2) 连接两种升高电压母线的联络变压器的确定原则联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种运行方式下，网络间的有功功率和无功功率交换，一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。此外，为了布置和引线方便，通常只设两台，在中性点接地方式准许条件下，以选自耦变压器为宜。其低压绕组兼作厂用备用电源或无功功率补偿装置。应根据 300MW 发电机来选择联络变压器，又为了布线方便，只选两台自耦联络变。(3) 变压器台数的确定原则通常与系统具有强

24、联系的大、 中型发电厂和重要变电所， 在一种电压等级下，主变压器应不少于2 台。考虑到本电厂有 2 台 300MW 发电机，且电厂和系统有较强联系， 故220KV电压等级接两台主变压器。(4) 主变压器型式的确定原则选择主变压器型式时，应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑，通常只考虑相数和绕组数以及绕组接线组别。在 330KV及以下电力系统，一般都应选用三相变压器。一般当最大机组容量为125MW 及以下的发电厂多采用三绕组变压器，对于最大机组容量为 300MW 及以上的发电厂，通常采用双绕组变压器加联络变压器，当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可

25、以大大限制短路电流。综上，该电厂接于330KV以下电力系统，变压器相数选三相；又该发电厂最大机组容量为300MW ，则选双绕组变压器加联络变。110KV及以上电压等级，变压器的接线方式为“YN ”连接，选常规接线 YN ，d11常规接线。2.2.3 、主变压器的选择与计算按照变压器容量、 台数和型式的确定原则， 该发电厂主接线采用两台三相双绕组主变压器和一台联络变压器。两台主变压器分别和两台发电机组组成单元接线。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 33 页

26、- - - - - - - - - 第 11 页 共 33 页(1)主变压器的选择与两台300MW 机组相连的主变压器容量和型式一样，其每台的容量：MVAPSNN94.364%6185.0300%110%61cos%110， 选 择 等 级360MVA 的三相双绕组升压变压器，具体型号选择SFP7-360000/220，其参数见表 2.3 。 (2) 联络变压器的选择根据联络变压器容量的确定原则可知，联络变压器的总容量为300/0.85=352.94MVA， 选择最接近标准容量为360MVA 的变压器即容量 为360MVA的 三 相 三 绕 组 降 压 自 耦 变 压 器 ， 具 体 型 号

27、选 择SSPSO-360000/220 。其参数见表 2.3。(3) 厂用变压器的选择本次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. 联络变压器的低压侧电压为15.75KV，作厂备用电源通过低压分裂绕组降压变压器15.75/6.3/6.3分别接至两段公用母线上。这个低压分裂绕组降压变压器选择SFF-31500/15.75,其参数见表 2.3。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

28、 机组的厂用变压器，由于机端电压 为18KV， 其 各 侧 电 压 为18/6.3/6.3， 容 量 为300 6%/0.85=21.176MVA， 选 用 双 分 裂 两 绕 组 变 压 器 , 型 号 为SFF7-40000/18。其参数见表 2.3 。表 2.3 所选变压器的型号及参数变压器型 号额 定 容量（ KVA ）额定电压 (KV) 短 路阻 抗(%) 空载电流(%) 联结组高压中/ 低压主变 T-1 T-2 SFP7-360000/220 360000 2422.52% 低压18 14.3 0.28 YNd11 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

29、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 12 页 共 33 页2.3 、厂用电接线方式的选择2.3.1 、对厂用电接线的基本要求厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，尚应满足：(1) 充分考虑发电厂正常、 事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。(2) 尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。对于300MW 及以上的大型机组，厂用电应是独立的，以保证一台机组故

30、障停运或其辅助机械的电气故障，不应影响到另一台机组的正常运行。(3) 便于分期扩建或连续施工，不致中断厂用电的供应。对公用厂用负荷的供电，须结合远景规模统筹安排，尽量便于过渡且少改变接线和更换设备。(4) 对 300MW 及以上的大型机组应设置足够容量的交流事故保安电源。(5) 积极慎重地采用经过试验鉴定的新技术和新设备，使厂用电系统达到先进性、经济合理，保证机组安全满发地运行。联 络 变T-3 T-4 SSPSO-36000/220 360000 242 2.5 2% 121 15.75 高中13.1 高低11.96 中低19.2 0.5 YN,yn0 d11 厂 用 变T-5 T-6 SF

31、F7-40000/18 400000/220000 182.52% 6.3/ 6.3 全穿越半穿越0.8 D,d0-d0 9.5 15.3 厂 用 变T-7 T-8 SFF-31500/15 31500 15.752.5 2% 6.3/ 6.3 全穿越半穿越1.45 D,d0-d0 9.5 16.6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 13 页 共 33 页2.3.2 火力发电厂厂用电接线的设计原则厂用电接线

32、的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。实践经验表明：对于火电厂，当发电机容量在60MW 及以下，发电机电压为 10.5KV时，可采用 3KV作为厂用高压电压；当容量在100MW300MW 时，宜选用 6KV作为厂用高压电压；当容量在300MW 以上时，若技术经济合理， 可采用 3KV和 10KV两段电压。该电厂发电机容量在100MW 300MW 之间，应选 6KV做为厂用高压电压等级

33、。火电厂厂用电率较大，为了保证厂用电系统的供电可靠性与经济性，且便于运行、检修，一般都采用“按炉分段”的接线原则，即将厂用电母线按锅炉的台数分成若干独立段，既便于运行、检修，又能使事故影响范围局限在一机一炉，不致影响正常运行的完好机炉。低压 380/220V 厂用电的接线，对大型火电厂，一般采用单母分段接线，即按炉分段。2.3.3 厂用电接线形式的拟定依据对厂用电接线的基本要求， 在本次设计中， 厂用电接线采用单母线分段的接线方式。分段采取“按炉分段”的接线原则，选用6KV作为厂用高压电压， 380V作为厂用低压电压。厂用工作电源从发电机出口端引接， 通过分裂绕组厂用高压变压器给 6KV厂用高

34、压母线供电，厂用高压变压器两低压侧分别接在两段厂用母线上。备用电源从联络变压器的低压侧15.75KV 引接，经低压分裂绕组变压器降压后接在两段共用备用母线上。从6KV厂用母线上以变压器分别引接到低压厂用段母线，构成厂用低压系统。厂用各高压和低压分段母线互为备用。由于该电厂为大型电厂，应设置事故保安电源。本次设计中，备用母线段备有柴油发电机作为事故保安电源。厂用电接线图如图2.2 所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 33 页 - - - - - - -

35、- - 第 14 页 共 33 页#发电机 1QFS-300-2#发电机 2QFS-300-2220KV110KV#主变T-1T-3T-4联络变T-5T-66KV1A1B2A2B6KV备用段 16KV6KV备用段 2T-7T-86KV6KV6KV柴油发动机事故保安电源段SFF-31500/15SFF-31500/15SFP7-360000/220SFP7-3600000#主变 T-2SFF7-40000/18SFF7-40000/18SSPSO-360000/220SSPSO-360000/220图 2.2 厂用电接线图2.4 、主接线中设备配置的的一般规则对电气主接线的基本要求，概括的说应该

36、包括供电的可靠性、经济性、灵活性以及操作的方便性和扩建的可能性等方面。为了满足这些要求，除与主接线形式有重要关系外，与设备的配置也有密切联系。设备配置包括设备的选择和摆放问题，因此，设备配置的一般原则包括设备选择的原则和摆放原则。下面简要介绍一下。(1) 设备选择的原则名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 15 页 共 33 页选择设备时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，必然要选用高

37、质量、现代化的设备和自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，在选择设备时，应综合考虑可靠性与经济性，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证对负荷安全可靠供电要求时，应尽量使投资省，选择电能损耗少、占地面积小、价格便宜以及维护方便的设备。在技术经济条件允许的情况下，应尽可能的使用经过试验鉴定的新设备、新技术以使主接线具有可靠性和先进性。(2) 设备的摆放原则设备的摆放的主接线的可靠性和经济性以及系统的安全性有一定影响，因此，在摆放设备时，应综合考虑其可靠性和经济性，在保证运行安全可靠的前提下，应尽可能使设备布置紧凑、美观，检修、巡视和操作方便，力求节约材料和减

38、少占地面积，以降低投资。第三章、短路电流的计算短路计算在设计发电厂主接线的过程中有着重要作用，它为电气设备的选型、动稳定校正和热稳定校正提供依据。当短路发生时，对发电厂供电的可靠性可能会产生很大影响，严重时，可能导致电力系统失去稳定，甚至造成系统解列。因此，对短路事故的计算是非常有必要的，而且是必须进行一项工作。3.1 、短路计算的一般规则(1) 验算导体和电器动稳定、 热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规划内容计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本工程建成后5 至 10 年） 。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运

39、行的接线方式。(2) 选择导体和电器用的短路电流， 在电气连接的网络中， 应考虑具体反馈作用对异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。(3) 选择导体和电器时， 对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大的点。对带电抗器的 6KV至 10KV出线与厂用分支回路，除其母线与母线隔离开关之间隔离板前的引线和套管的计算短路点选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点选择在电抗器后。(4) 导体和电器的动稳定、 热稳定以及电器的开断电流， 一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的两相短路严重时，则应按严重的情况计算。名师资料总结

40、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 16 页 共 33 页短路电流的计算中，常采用以下假设和原则：(1) 正常工作时，三相系统对称运行；(2) 所有电源的电动势相位角相同；(3) 系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流以及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差120 度电角度；(4) 电力系统中，各个器件的磁路不饱和，即带铁心的电气设备电抗值不随电流大小变化而变化；(5)

41、 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；(6) 短路发生在短路电流为最大值的瞬间；(7) 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； (8) 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，器件的电阻都忽略不计；(9) 器件的参数都取其额定值， 不考虑参数的误差和调整范围；(10) 输电线的电容略去不计；3.2 、短路电流的计算短路电流由于其值很大，在极短的时间内就能产生较大的损耗，由于来不急散发热量而造成电气设备的温度急剧升高，引起设备的老化或损坏，对供电的可靠性产生影响。当所选设备不能满足短路电流的限制时，对供电的可靠性将产生极为严重的影响。为此，在设计主接线时，应计算短路电

42、流。短路电流计算的目的是为设备的选型提供依据；初步考察短路事故对发电厂以及系统的可靠性和稳定性的影响，为电厂主接线形式的选定、继电保护装置的选择和整定计算提供依据。此外，通过对短路电流的计算，还可初步确定系统的损耗，为发电厂的经济运行提供依据。本次短路计算中，选取了两个短路计算点，110KV母线和 220KV母线上各一个；短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路。短路电流计算的结果如表3.1 所示，详细计算过程见附录。3.3 、短路电流计算表短路电流计算表如表3.1 ：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

43、 - - - - - - - 第 16 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 17 页 共 33 页第四章、电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。4.1 、电气设备选择的一般原则(1) 所选设备应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；在满足可靠性要求的前提下，应尽可能的选用技术先进和经济合理的设备，使其具有先进性；(2) 应按当

44、地环境条件对设备进行校准；(3) 所选设备应予整个工程的建设标准协调一致；(4) 同类设备应尽量减少品种；(5) 选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。短路点编号短路点平均电压(kv) 基准电流IB(KA) 分支线名称分支电抗 xjs分支额定电流IN(KA) 短路电流标么值短路电流值0s 0.1s 1s 2s 4s 0s 0.1s 1s 2s 4s d1230KV 0.753 无限大系统0.033 0.753 30.303 22.82 300MW 发电机分支0.306 1.772 3.533 3.03 2.355 2.34

45、4 2.338 6.261 5.369 4.173 4.154 4.143 d2115KV 1.506 无限大系统0.102 0.753 9.804 14.765 300MW 发电机分支0.94 3.554 1.103 1.0434 1.0964 1.216 1.216 3.922 3.708 3.897 4.322 4.322 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 18 页 共 33 页4.2 、电气设备 选

46、择的条件正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。电器要能可靠的工作，必须按正常条件下进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。4.2.1 、按正常工作条件选择电器(1) 额定电压和最高工作电压所选用的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UalmUsm 。一般情况下，当额定电压在220KV 及以下时电器允许最高工作电压Ualm是 1.15UN；额定电压是 330KV 500KV时为 1.1UN。而实际电网的最高运行电压 Usm不会超

47、过电网额定电压的1.1 倍，因此在选择电器时一般可按电器额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNs的条件选择, 即 UN UNs 。(2) 额定电流电器的额定电流IN 是指额定周围环境温度下， 电器的长期允许电流。 IN 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 Imax，即 INImax。由于发电机、调相机和变压器在电压降低5% 时，出力保持不变，故其相应回路的Imax 为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行可能时，Imax 应按过负荷确定（ 1.3-2倍变压器额定电流）；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的 Imax； 母线分段电

48、抗器的Imax 应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50% 80% ；出线回路的 Imax 除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。此外，还与电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类和形式的选择。4.2.2 、按当地环境条件校验在选择电器时， 还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取措施。例如：当地区海拔高度超过制造部门的规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，一般当海拔在1

49、0003500m范围内，若海拔比厂家规定值每升高100m ，则电器允许最高工作电压要下降1% 。当最高工作电压不能满足要求时，应采取高原型电器，或采用外绝缘提高一级的产品。对于110KV及以下电器，由于外绝缘裕度较大，可名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 33 页 - - - - - - - - - 第 19 页 共 33 页在海拔 2000m以下使用。当污秽等级超过使用规定时， 可选用有利于防污的电瓷产品， 当经济上合理时可采用屋内配电装置。我国目前生产的

50、电器使用的额定环境温度为40，如周围环境温度高于 40（但 60）时，其允许电流一般可按每增高1，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于+40时，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20% 。4.2.3 、按短路情况校验(1) 短路热稳定校验短路电流通过电器时 , 电器各部分的温度应不超过允许值. 满足热稳定的条件为ktQtI2；式中 Qk为短路电流产生的热效应，It 、t 分别为电器允许通过的热稳定电流和时间。(2) 电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为ies ish ，Ies Ish ；式中 ish 、Ish 分别