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1、摘 要發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與運行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。在本次設計中，主要針對了一次接線的設計。從主接線方案的確定到廠用電的設計，從短路電流的計算到電氣設備的選擇以及配電裝置的布置，都做了較為詳盡的闡述。二次接線則以發(fā)電機的繼電保護的設計為專題，對繼電保護的整定計算做了深入細致的介紹。設計過程中，綜合考慮了經濟性、可靠性和可發(fā)展性等多方面因素，在確?？煽啃缘那疤嵯?，力爭經濟性。設計說明書中所采用的術語、符號也都完全遵循了現(xiàn)行電力工業(yè)標準中所規(guī)定的術語和符號。畢業(yè)設計任務書1 畢業(yè)設計題目勝利火力發(fā)電廠電氣部分設計專題
2、：發(fā)電機繼電保護設計2 畢業(yè)設計要求及原始資料1、凝氣式發(fā)電機的規(guī)模（1）裝機容量 裝機4臺 容量225MW+250MW，UN=10.5KV（2）機組年利用小時 TMAX=6500h/a（3）廠用電率 按8%考慮（4）氣象條件 發(fā)電廠所在地最高溫度38，年平均溫度25。氣象條件一般無特殊要求（臺風、地震、海拔等）2、電力負荷及電力系統(tǒng)連接情況（1）10.5KV電壓級 電纜出線六回，輸送距離最遠8km，每回平均輸送電量4.2MW，10KV最大負荷25MW，最小負荷16.8MW，COS = 0.8，Tmax = 5200h/a。（2）35KV電壓級 架空線六回，輸送距離最遠20km,每回平均輸送容
3、量為5.6MW。35KV電壓級最大負荷33.6MW，最小負荷為22.4MW。COS=0.8， Tmax =5200h/a。（3）110KV電壓級 架空線4回與電力系統(tǒng)連接，接受該廠的剩余功率，電力系統(tǒng)容量為3500MW，當取基準容量為100MVA時，系統(tǒng)歸算到110KV母線上的電抗X*S = 0.083。（4）發(fā)電機出口處主保護動作時間tpr1 = 0.1S，后備保護動作時間tpr2 = 4S。3 畢業(yè)設計主要任務：3、發(fā)電廠電氣主接線設計4、廠用電的設計5、短路電流計算6、導體、電纜、架空線的選擇7、高壓電器設備8、的選擇9、電氣設備10、的布置設計11、發(fā)電廠的控制與信號設計12、（專題）
4、發(fā)電機的繼電保護設計目 錄第一章 電廠電氣主接線設計1-1 原始資料分析 71-2 主接線方案的擬定81-3 主接線方案的評定101-4 發(fā)電機及變壓器的選擇11第二章 廠用電設計2-1 負荷的分類與統(tǒng)計132-2 廠用電接線的設計162-3 廠用變壓器的選擇18第三章 短路電流計算3-1 概 述 193-2 系統(tǒng)電氣設備標幺電抗計算203-3 短路電流計算23第四章 導體、電纜、架空導體的選擇4-1 導體的選擇4-2 電纜的選擇4-3 架空導線的選擇第五章 高壓電器設備的選擇5-1 斷路器與電抗器的選擇5-2 隔離開關的選擇5-3 互感器的配置第六章 電氣設備的布置設計6-1 概述6-2 屋
5、內配電裝置6-3 屋外配電裝置6-4 發(fā)電機與配電裝置的連接第七章 發(fā)電廠的控制與信號設計7-1 發(fā)電廠的控制方式7-2 斷路器的控制與信號7-3 中央信號裝置7-4 發(fā)電廠的弱電控制第八章 發(fā)電機的繼電保護設計（專題）8-1 概述8-2 縱聯(lián)差動保護8-3 橫聯(lián)差動保護8-4 低電壓起動的過電流保護8-5 過負荷保護8-6 定子繞組單相接地保護8-7 發(fā)電機保護總接線圖說明結束語參考文獻第一章 發(fā)電廠電氣主接線設計第二章 1-1 原始資料分析設計電廠總容量225+250=150MW，在200MW以下，單機容量在50MW以下，為小型凝汽式火電廠。當本廠投產后，將占系統(tǒng)總容量為150/（3500
6、+150）100%=4.1%15%，未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量和事故備用容量，說明該電廠在未來供電系統(tǒng)中的地位和作用不是很重要，但Tmax=6500h/a5000h/a，又為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔基荷，從而該電廠主接線的設計務必著重考慮其可靠性。從負荷特點及電壓等級可知，它具有10.5KV，35KV，110KV三級電壓負荷。10.5KV容量不大，為地方負荷。110KV與系統(tǒng)有4回饋線，呈強聯(lián)系形式，并接受本廠剩余功率。最大可能接受本廠送出電力為150-16.8-22.4-1508%=98.8MW，最小可能接受本廠送出電力為150-25-33.6-1508%=79.4MW，可見，該廠1
7、10KV接線對可靠性要求很高。35KV架空線出線6回，為提高其供電的可靠性，采用單母線分段帶旁路母線的接線形式。10.5KV電壓級共有6回電纜出線其電壓恰與發(fā)電機端電壓相符，采用直饋線為宜。2-2 主接線方案的擬訂在對原始資料分析的基礎上，結合對電氣接線的可靠性、靈活性及經濟性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術，積極政策的前提下，力爭使其技術先進，供電安全可靠、經濟合理的主接線方案。發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產的首要問題，主接線的設計，首先應保證其滿發(fā)，滿供，不積壓發(fā)電能力。同時盡可能減少傳輸能量過程中的損失，以保證供電的連續(xù)性，因而根據對原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：（1）10KV電
8、壓級 鑒于出線回路多，且為直饋線，電壓較低，宜采用屋內配電。其負荷亦較小，因此采用單母線分段的接線形式。兩臺25MW機組分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓35KV。由于25MW機組均接于10KV母線上，可選擇輕型設備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜饋出線上裝出線電抗器。（2）35KV電壓級 出線6回，采用單母線分段帶旁路接線形式。進線從10KV側送來剩余容量225-（1508%）+25=13MW，不能滿足35KV最大及最小負荷的要求。為此以一臺50MW機組按發(fā)電機一變壓器單元接線形式接至35KV母線上，其剩余容量或機組檢修時不足容量由聯(lián)絡變壓器與110KV接線相連，相互交
9、換功率。（3）110KV電壓級 出線4回，為使出線斷路器檢修期間不停電，采用雙母線帶旁路母線接線，并裝有專門的旁路斷路器，其旁路母線只與各出線相連，以便不停電檢修。其進線一路通過聯(lián)絡變壓器與35KV連接，另一路為一臺50MW機組與變壓器組成單元接線，直接接入110KV，將功率送往電力系統(tǒng)。據以上分析，接線形式如下：3主接線方案的評定該電氣主接線的設計始終遵循了可靠性、靈活性、經濟性的要求。在確?？煽啃?、靈活性的同時，兼顧了經濟性。在可靠性方面該主接線簡單清晰，設備少，無論檢修母線或設備故障檢修，均不致造成全廠停電，每一種電壓級中均有兩臺變壓器聯(lián)系，保證 在變壓器檢修或故障時，不致使各級電壓解列
10、。機組的配置也比較合理，使傳遞能量在變壓器中損耗最小。但是10KV及35KV母線檢修將導致一半設備停運。在靈活性方面，運行方式較簡單，調度靈活性差，但各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展。在經濟性方面，投資小，占地面積少，采用了單元接線及封閉母線，從而避免了選擇大容量出口斷路器，節(jié)省了投資，有很大的經濟性。通過以上分析，該主接線方案對所設計的這一小型火電廠而言，是比較合理的，可以采納。1-4發(fā)電機及變壓器的選擇1、發(fā)電機的選擇 查電力工程設計手冊（第三冊），兩臺25MW發(fā)電機選用QF2-25-2型汽輪發(fā)電機，兩臺50MW的發(fā)電機選用QFS-50-2型汽輪發(fā)電機。2、變壓器的選擇 35KV電壓母線所接
11、的主變壓器容量S = 50/0.8 = 62.5MW，查電力工程設計手冊（第三冊），變壓器選用SSPL60000/35型，其短路電壓百分數UK%=8.5；110KV電壓母線所接的主變器容量S = 50/0.8 = 62.5MW，查電力工程設計手冊（第三冊），變壓器選用SFPL163000/110型，其短路電壓百分數為UK%=10.5；用于聯(lián)絡三級電壓的聯(lián)絡變壓器，通過它向110KV傳輸的最大容量為50-22.4+（252）-16.8-1508%=48.8MW，當35KV母線所連機組和10.5KV母線所連機組各有一臺檢修時，通過聯(lián)絡變壓器的最大容量為14.2+12=26.2MW。綜合考慮，聯(lián)絡變
12、壓器應選48.80.8=61MW，故選SFSL60000/110型，其中UK(1-2)%=17.5，UK(2-3)%=6.5，UK(3-1)%=10.5，?，F(xiàn)將發(fā)電機和變壓器的選擇結果列表如下，以供查詢：表1-1發(fā)電機G1,G2QF2-25-2發(fā)電機G3,G4QFS-50-2變壓器T1SSPL60000/35, UK%=8.5變壓器T2SFPL163000/110 ,UK%=10.5變壓器T3SFSL60000/110，UK(1-2)%=17.5，UK(2-3)%=6.5，UK(3-1)%=10第二章 廠用電設計1-1 負荷的分類與統(tǒng)計發(fā)電廠在電力生產過程中，有大量的電動機械，用以保證主要設備
13、和輔助設備的正常運行。這些電動機及全廠的運行操作、試驗、修配、照明等用電設備的總耗電量，統(tǒng)稱為廠用電或自用電。廠用負荷，按其用電設備在生產中的作用和突然中斷供電時造成危害程度可分為四類：（1）類廠用負荷 凡短時停電會造成設備損壞，危及人身安全，主機停運及大量影響出力的廠用負荷，都屬于類負荷。如火電廠的給水泵，凝結水泵，循環(huán)水泵，引風機，送風機，給粉機等以及水泵的調速器，壓油泵，潤滑油泵等。通常他們都設有兩套設備互為備用，分別接到兩個獨立電源的母線上。（2）類廠用負荷 允許短時停電，恢復供電后，不致造成生產紊亂的廠用負荷，均屬于類負荷。如火電廠的工業(yè)水泵，疏水泵，灰漿泵，輸煤設備和化學水處理設備
14、等，一般它們應由兩段母線供電，并采用手動切換。（3）類廠用負荷 較長時間停電，不會影響生產，僅造成生產上的不方便者，都屬于類廠用負荷。如試驗室，中央修配廠，油處理室等負荷，通常由一個電源供電。（4）事故保安負荷 指在停機過程中及停機后一段時間內仍應保證供電的負荷，否則將引起主要設備損壞，重要的自動控制裝置失靈或推遲恢復供電，甚至可能危及人身安全的負荷稱為事故保安負荷。它分為直流保安負荷，如發(fā)電機組的直流潤滑油泵等，其直流電源由蓄電池組供電；交流保安負荷，如盤車電動機，實時控制用的電子計算機等都屬于交流保安負荷?，F(xiàn)將火電廠的主要負荷統(tǒng)計如下（見表2-1）表2-1分類名稱負荷類別運行方式備注鍋爐部
15、分引風機鼓風機磨粉機給粉機或經常，連續(xù)無煤粉倉時為汽機部分凝結水泵循環(huán)水泵給水泵給水油泵生水泵工業(yè)水泵經常，連續(xù)給水泵不帶主油泵時電氣及公用部分充電機變壓器變壓器冷卻風機通訊電源硅整流裝置不經常，斷續(xù)經常，短時經常，連續(xù)經常，連續(xù)經常，連續(xù)出灰負荷灰漿泵碎渣機電氣除塵器沖灰水泵經常，連續(xù)輔助車間油處理設備中央修理車間起重機電氣實驗室經常，連續(xù)經常，連續(xù)不經常，斷續(xù)不經常，斷續(xù)2-2 廠用電接線的設計廠用電接線的設計原則基本上與主接線的設計原則相同。首先，應保證對廠用電負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉；其次，接線應能靈活地適應正常，事故，檢修等各種運行方式的要求；還應適當注意經濟性和發(fā)展
16、的可能性并積極慎重的采用新技術、新設備，使其具有可行性和先進性。此外，在設計廠用電系統(tǒng)接線時還要對供電電壓等級，廠用供電電源及其引接進行分析和論證?；痣姀S的輔助機械多、容量大，供電網絡復雜，其主要負荷分布在鍋爐、氣機、電氣、輸煤、出灰、化學水處理以及輔助車間和公用電氣部分，因此，廠用電電壓必須由10KV和0.4KV兩級電壓，以單母線分段接線形式合理地分配廠用各級負荷?，F(xiàn)將該火電廠的廠用電接線的系統(tǒng)圖設計示于圖2-1。一、 廠用供電電壓等級的確定發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據發(fā)電機額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電網絡的可靠運行等諸方面因素，由上一節(jié)負荷分析可知，取兩級廠用電壓，高壓級取6KV，
17、由兩組廠用主變壓器從25MW機組的電壓母線上取，低壓級取380V，采用母線分段式。1、 6KV電壓等級供電分析對同樣的廠用系統(tǒng)，6KV網絡不僅節(jié)省有色金屬及費用，且短路電流也較小，同時6KV電壓等級電動機功率可制造得較大，滿足大量負荷要求。擬采用兩段6KV的廠母線，另外再設置兩段6KV備用母線，以提高供電可靠性。2、 380V電壓級低壓供電分析380V廠用電一般采用動力和照明共用的三相四線制接地系統(tǒng)，在技術經濟合理時，采用動力和照明分開供電及其引接。二、 廠用電工作電源及其引接 圖2-1所設計電廠廠用電接線圖，廠內裝在二機三爐，發(fā)電機電壓為10.5KV，6KV廠用高壓母線分單母線，按鍋爐臺分為
18、三段，通過T11、T12、T13廠用高壓變壓器分別接于主母線上兩個分段上，380/220V低壓廠用母線，由于機組容量不大，設啟動電源和事故保安電源，低壓廠用母線分為兩段，備用電源采用明備用形式，即專設一臺T10備用廠用高壓變壓器，平時斷開，當任一段廠用工作母線的電源回路發(fā)生故障時QF3斷開，QF1和QF2在備用電源自動投入裝置作用下合閘。于是，T10廠用高壓變壓器代替T11廠用高壓變壓器工作。為了在主母線上發(fā)生故障時，仍有可靠的備用電源，運行中可將T10備用廠用高壓變壓器和主變壓器T2都接到備用母線上，并將主母線第段的母聯(lián)斷路器QF4合上，使備用母線和工作母線均帶電運行。這樣，當主母線發(fā)生事故
19、時，QF4斷開，T10變壓器還可通過T2供電。2-3 廠用變壓器的選擇廠用變壓器容量選擇的基本原則和應考慮的因素為：（1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網絡電壓一致。（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與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用設備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。據此，廠用變壓器T4，T5，T6，T7，選擇如下：S=（252+502）8% / 0.83=5000KVA，查設計手冊，應選SJL1-6300 / 10型雙繞組鋁線電力變壓器。第三章 短路電流計算1-1 概 述電力系統(tǒng)中，常
20、見的短路故障有三相對稱短路、兩相短路和單相接地短路。其中三相短路電流的計算是為了選擇和校驗QF、QS、母線等電氣設備，兩相短路電流用于整定繼電保護裝置。短路發(fā)生后，短路電流的值是變化的，變化的情況決定于系統(tǒng)電源容量的大小、短路點離電源的遠近以及系統(tǒng)內發(fā)電機是否帶有電壓自動調整裝置等因素。按短路電流的變化情況，通常把電力系統(tǒng)分為無限容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)。無限容量系統(tǒng)短路電流的計算，采用短路回路總阻抗法計算；有限容量系統(tǒng)短路電流的計算采用運算曲線法，這中間要用到網絡的等效變換。本次設計中，短路電流的計算就涉及到這兩個方面的內容。3-2 系統(tǒng)電氣設備標幺電抗計算一、系統(tǒng)設備電運算 100MVA，基
21、準電壓Uj = Upj1、發(fā)電機標2、幺電抗的計算發(fā)電機G1：X*G1Xd*N”0.1250.4發(fā)電機G2：X*G2X*G1發(fā)電機G3：X*G3Xd*N”0.1250.2發(fā)電機G4：X*G4X*G30.23、變壓器標4、幺電抗的計算變壓器T1：X*T10.142變壓器T2：X*T20.167變壓器T3：UK1%UK(1-2)%UK(3-1)%UK(2-3)%17.510.56.510.75UK2%17.510.56.56.75UK3%10.56.517.50.25X*T3.10.215X*T3.20.135X*T3.3-0.0055、架空線、電纜標6、么值計算35KV出線架空線：XL*1X1L
22、0.4200.58410.5KV出線架空線：XL*2X1L0.0680.4357、電抗器的電抗標8、么值：1、母線電抗器：發(fā)電機G1(或G2)的額定電流ING1.72KA。母線電抗器一般取發(fā)電機額定電流的58，電抗百分值取為812，照此標準選得電抗器為NKL-10-1000-8型，額定電流為IN1KA，額定電壓UN10KV，電抗百分數XR%8，由此得電抗標么值為：XR*j10.4192、線路電抗器：線路電抗器的額定電流為300600A，電抗百分值取36，照此標準選電抗器NKL-10-400-4型，額定電流IN0.4KA，UN10KV，電抗百分比數XR%4，由此得電抗標么值為：XR*j20.52
23、49、系統(tǒng)歸算到110KV側的電抗標10、么值：X*S0.08333 短路電流計算2 用于校驗設備的最大三相對稱短路電流的計算。、10.5KV電壓等級發(fā)電機出口處d1點發(fā)生短路（假定QS5閉合，QS6打開），其等值電路圖如下：2 網絡化簡，求計算電抗系統(tǒng)S對d1點的轉移阻抗X180.34，計算電抗為Xsjs0.3414.88。電源歸并后，G3G4對d1點的轉移阻抗X170.357，計算電抗為X3js0.3570.45。電源G2對d1點的轉移阻抗X150.819，計算電抗為X2js0.8190.26。電源G1對d1點的轉移阻抗X110.4，計算電抗為X1js0.40.13。4 查供電技術氣輪機運
24、算曲線數值表，求短路電流：a由于Xsjs14.883，b所以I*0.067。cG3G4各時刻短路電流：I0*2.302，I0.2*1.95，I2*1.963，I4*2.088，dG2各時刻短路電流：I0*4.178，I0.2*3.106，I2*2.467，I4*2.404，eG1各時刻短路電流：I0*8.963，I0.2*5.22，I2*2.795，I4*2.512，、各時刻短路電流的有名值：I00.0672.3024.1788.96316.1815.887.2115.4654.73KA。I0.20.0671.9503.1065.2216.1813.465.369.044KA。I20.0671
25、.9632.4672.79516.1813.544.264.8238.8KA。I40.0672.0882.4042.51216.1814.414.154.3339.07KA。、校驗QF1、QS1的短路電流為：I0（QF1）I0I0G154.7315.4639.27KAI0.2（QF1）I0.2I0.2G1449.035KAI2（QF1）I2I2G138.84.8233.98KAI4（QF1）I4I4G139.074.3334.74KA2、母線d2點發(fā)生三相短路故障其等值電路圖如下：網絡化簡為：可見，d2點的短路電流與d1點的短路電流完全相同，但是校驗QF4，QS5，QS6的短路電流為：I0（Q
26、F4）I0I0G2I0G154.737.2115.4632.06KAI0.2（QF4）I0.2I0.2G2I0.2G1445.369.035KAI2（QF4）I2I2G2I2G138.84.264.8229.72KAI4（QF4）I4I4G2I4G139.074.154.3330.59KA3、母線電抗器d3點發(fā)生三相對稱短路等值電路圖如下：2 網絡化簡，求計算電抗系統(tǒng)S對d3點的轉移阻抗X201.513，計算電抗為Xsjs1.51366.19。電源歸并后，G1、G3、G4對d3點的轉移阻抗X190.841，計算電抗為X3js0.8411.31。電源G2對d3點的轉移阻抗X110.4，計算電抗為
27、X2js0.40.13。3 、供電技術氣輪機運算曲線數值表，求短路電流：a、由于Xsjs66.193，所以I*0.02。b、電源G1、G3、G4各時刻短路電流：I0*0.793，I0.2*0.74，I2*0.836，I4*0.836，C、電源G2各時刻短路電流：I0*8.963，I0.2*5.220，I2*2.795，I4*2.512，、各時刻短路電流的有名值：I00.020.7938.9634.836.8415.4627.13KA。I0.24.830.745.224.836.389.020.21KA。I24.830.8362.7954.837.214.8216.86KA。I44.830.83
28、62.5124.837.214.3316.37KA。、校驗QF3、QS3、QS4及電抗器L1的短路電流為：I0（QF3）I0I0G227.1315.4611.67KAI0.2（QF3）I0.2I0.2G220.219.011.21KAI2（QF3）I2I2G216.864.8212.04KAI4（QF3）I4I4G216.374.3312.04KA4、電纜出線處d4點發(fā)生三相對稱短路等值電路圖如下：現(xiàn)將計算結果列于下表：表31I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.918.568.698.69校驗QF3、QS3、QS4及電抗器L1的短路電流8.918.568.698
29、.695、電纜末端d5點發(fā)生三相對稱短路等值電路圖如下：現(xiàn)將計算結果列于下表：表32I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流5.315.195.325.32校驗電纜的短路電流5.315.195.325.32、35KV電壓級1、發(fā)電機變壓器母線d6點發(fā)生三相短路等值電路圖如下：計算結果列于下表：表3-3I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流10.878.928.238.45校驗QF11、QS19、QS31 、QF19、QS43、QS44的短路電流5.935.435.676.01 2、35KV架空線出線d7處發(fā)生三相短路時，同d6點的短路電流完全相
30、同，計算結果列于下表：表34I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流10.878.928.238.45校驗QF12、QS29、QS30 、QS33 、QS32 、QF13、QS20、QS21、QS22的短路電流10.878.928.238.45、110KV電壓級3 發(fā)電機變壓器母線d8點發(fā)生三相短路故障時，其等值電路圖如下：計算結果列于下表：表35I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.688.067.807.84校驗QF27、QS63、QS64的短路電流7.27.017.037.115 聯(lián)絡變壓器d9點發(fā)生三相短路時，其等值電路圖如下：短路
31、電流計算結果列于下表：表36I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.387.837.657.72校驗QF20、QS45、QS46、QS47的短路電流7.366.936.656.617 110KV母線d10處發(fā)生三相短路時，短路電流計算結果列于下表：表37I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.387.837.657.72校驗QF26、QS69、QS70、的短路電流8.387.837.657.729 110KV出線d11處發(fā)生三相短路時，短路電流計算結果列于下表：表37I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.38
32、7.837.657.72校驗QF21、QS48、QS49、QS50、QS51、QF23、QS56、QS57、QS58的短路電流8.387.837.657.723 用于發(fā)電機繼電保護的最小兩相短路電流的計算：1、發(fā)電機G1，2、G2的繼電保護流過發(fā)電機G1出口處斷路器QF1的最小兩相短路電流：I0(2)0.86615.4613.39KAI0.2(2)0.86697.79KAI2(2)0.8664.824.17KAI4(2)0.8664.333.75KA3、發(fā)電機G3，4、G4的繼電保護由于采用了封閉式母線，使出口處發(fā)生短路的幾率大大減小，故可以不裝保護。第四章 導體、電纜、架空導體的選擇4-1導
33、體的選擇一、10.5KV母線的選擇選用鋁質，矩形截面；三相水平布置，平放，相間距a0.75m，絕緣子跨距L1.2m，彈性模量E71010Pa。1 按長期發(fā)熱允許電流選截面ImaxIal，式中Imax導體所在回路最大持續(xù)工作電流。Ial在額定環(huán)境溫度0=25時的導體允許電流。Imax225103/10.50.83437A，查手冊，選3條125mm10mm矩形鋁導體，平放允許電流Ial3903A，集膚效應系數Ks1.8，可見合乎要求。2 熱穩(wěn)定校驗 短路持續(xù)時間為：tk=4s周期分量的熱效應：Qp46525KA2S因t1s，故忽略非周期分量熱效應。QK=QP正常運行時導體溫度：0+（al- 0）I
34、max2/ Ial 225+（70-25）34372/3903260（）查手冊，C91滿足導體短路時發(fā)熱的最小導體截面：Smin/C/911191（mm2）3125103750（mm2）滿足熱穩(wěn)定要求。3 動穩(wěn)定校驗導體的自振頻率由以下求得：mhbw0.1250.0127003.375(kg/m)Ibh3/120.010.1253/121.6310-6(m4)按匯流母線為兩端簡支多跨梁查手冊，Nf3.56，則f1454.5（HZ）155（HZ），故1。發(fā)電機出口短路時，沖擊系數K1.9，則ish=1.9I2.6954.73147KA。母線相間應力：fph1.7310-7ish2/a1.7310
35、-71470002/0.754984(N/m)導體截面系數W0.5bh20.50.010.125278.12510-6m3，則ph fphl2/10W49841.22/1078.12510-69.2106Pa同相條間作用應力計算：0.08，10/(10+125) 0.074， 30/1350.222查設計手冊導體形狀系數K120.37，K130.57，得fb8(K12+K13) 10-9ish2/b8(0.37+0.57) 10-91470002/0.0116250 Pa條間襯墊跨距計算：每相三條鋁導體1197，臨界跨距l(xiāng)crb411970.0140.63mbalal-ph(70-9.2)10
36、660.8106 Pa條間襯墊最大跨距：lbmaxb0.010.31m 0.63m為了便于安裝，每跨絕緣子中設三個襯墊：lbl/41.2/40.3m二、35KV母線和110KV母線均用鋼芯鋁絞線，其型號分別為：LGJQ600和LGJ400。4-2 電纜的選擇1 按經濟電流密度選截面通過每回電纜的最大持續(xù)工作電流：Imax1.0525103/10.56240(A)，原263查手冊Tmax5200h/a,J0.9A/mm2,則Imax/J240/0.9267 mm2,選用6根10KV ZLQ2-3240三芯油浸紙絕緣鋁芯鉛包鋼帶鎧裝防腐電纜，每根電纜S240 mm2，Ial25325A，正常允許最
37、高溫度60，X0.073/km，r0.155/km。2 按長期發(fā)熱允許電流校驗Ial25325A240A。3 熱穩(wěn)定校驗周期分量熱效應Qp=4113KA2S由于tk1，故QkQp113KA2S短路前電纜最高運行溫度為： 0+（al- 0）Imax2/ Ial 225+（60-25）2632/325250電纜的熱穩(wěn)定系數：C10-210-269.5熱穩(wěn)定所需最小截面積為Smin/C/69.5153mm240mm4 電壓降校驗 U%173 ImaxL(rcos+xsin)/U1732638(0.1550.80.0730.6)/105005.5%4-3 架空導線的選擇一、 選擇原則架空線路導線的選擇
38、，目前，一般均選用鋁線或鋼芯鋁絞線。送電線路和高壓配電線路的導線截面，一般根據經濟電流密度選擇。二、經濟電流密度選導線截面： Imax1.05(33.66)10/350.83123(A)查手冊,Tmax5200h/a，J0.9A/mm,則SImax/J123/0.9136mm選用LGJ-120型鋼芯鋁絞線。2、按全線電壓損失校驗導線截面負荷矩MPL(33.66)20112(MW-km)查手冊，cos0.8時，U%0.0416%(MW-km)，全線電壓損失UL%U%M0.0416%1124.7%5%現(xiàn)將母線，電纜，架空線的選擇結果列表如下：表4-110.5KV母線3條125mm10mm矩形鋁導體
39、10.5KV電纜6根ZLQ2-3240型3KV架空線6根LGJ-120型第五章 高壓電氣設備的選擇5-1 斷路器與電抗器的選擇為了保證電氣設備的可靠運行，并在通過最大可靠的短路電流時不致受到嚴重損壞，除了根據正常情況正氣額定電壓斷路器選擇外，還需要對短路電流產生的動、熱穩(wěn)定性進行校驗校驗電器的熱穩(wěn)定時間tktpr2tinta取tin0.06S,ta0.04S,tpr24S,則tk4.1S4S，2S。10.5KV電壓級1 校驗QF1、QF2 *104頁發(fā)電機最大持續(xù)工作電流：Imax1.052510/10.50.81804A根據發(fā)電機斷路器的UNS、Imax及安裝在屋內的要求，查表，可選SN10
40、-10/2000型少油斷路器。周期分量熱效應Qp=44765(KAS)由于tk1,故QkQp4765(KAS)沖擊電流ish=1.9I=2.6939.27=105.6KA表5-1列出斷路器的有關參數，并與計算數據進行比較。表5-1計算數據SN10-10/2000UNS 10KVUN 10KVImax 1804AIN 2000AI 39.3KAInbr 43.3KAish 105.6KAinc1 130 KAQk 4765Itt 43.34=7500 KASish 105.6KAics 130KA由選擇結果表可見，SN10-10/2000合乎要求。2 校驗QF3Imax1.05(25-16.82
41、)10/10.50.81198AQp4577KAS由于tk1，故QkQp577KASish2.6911.6731.4KA表5-2計算數據SN10-10/1000UNS 10KVUN 10KVImax 1198AIN 1000AI 11.7KAInbr 31.5KAish 31.4KAinc1 80 KAQk 577 KASItt 31.52=1985 KASish 31.4KAics 80KA3 校驗QF4Imax1.05(225-16.8)10/10.50.82405AQkQp43561KASish2.6932.0686.2KA表5-3列出斷路器的有關參數，并與計算數據進行比較。表5-3計算
42、數據SN10-10/3000UNS 10KVUN 10KVImax 2405AIN 3000AI 32.06KAInbr 43.3KAish 86.2KAInc1 130 KAQk 3561KASItt 43.34=7499 KASish 86.2KAIcs 130KA4 校驗QF5、QF6、QF7、QF8、QF9、QF10。Imax1.05(256)10/10.50.8=302AQkQp4303(KAS)ish2.698.9124KA表5-4計算數據SN9-10/600UNS 10KVUN 10KVImax 302AIN 600AI 8.9KAInbr 14.4KAish 24KAInc1
43、36.8KAQk 303KASItt 14.44=829 KASish 24KAIcs 36.8KA可見，SN9-10/600滿足要求。、35KV電壓級1 校驗QF11、QF12Imax1.055010/350.81103AQkQp4131KASish2.695.9316KA表5-5計算數據SW2-35/1000UNS 35KVUN 35KVImax 1103AIN 1000AI 5.9KAInbr 24.8KAish 16KAInc1 63.4KAQk 131KASItt 24.84=2460 KASish 16KAIcs 63.4KA 2、校驗斷路器QF13、QF14、QF15、QF16、
44、QF17、QF18Imax1.05(33.66)10/350.8123AQkQp(10.87+108.23+8.45)4/12289KASish2.6910.8729.2KA表5-6列出了斷路器的有關參數，并與計算數據進行了比較，由表5-6可見，所選擇的斷路器還是滿足要求的。表5-6計算數據DW8-35/600UNS 35KVUN 35KVImax 123AIN 600AI 10.9KAInbr 16.5KAish 29.2KAInc1 41KAQk 289KASItt 16.54=1089 KASish 29.2KAIcs 41KA3、校驗QF19Imax1.0533.610/350.874
45、1AQkQp(5.93+105.67+6.01)4/12131KASish2.695.9316KA表5-7計算數據SW2-35/1000UNS 35KVUN 35KVImax 741AIN 1000AI 5.9KAInbr 24.8KAish 16KAInc1 63.4KAQk 131KASItt 24.84=2460 KASish 16KAIcs 63.4KA110KV電壓級1、校驗QF20Imax1.0548.810/1100.8338AQkQp(7.36+106.65+6.61)4/12180KASish2.697.3619.8KA表5-8計算數據SW4-110/1000UNS 110K
46、VUN 110KVImax 338AIN 1000AI 7.4KAInbr 18.4KAish 19.8KAInc1 55KAQk 180KASItt 215=2205 KASish 19.8KAIcs 55KA 2、校驗QF21、QF22、QF23、QF24、QF25Imax1.05(98.84)10/1100.8171AQkQp(8.38+107.65+7.72)4/12218 KASish2.698.3822.5 KA表5-9計算數據SW4-110/1000UNS 110KVUN 110KVImax 171AIN 1000AI 8.38KAInbr 18.4KAish 22.5KAInc
47、1 55KAQk 218KASItt 215=2205 KASish 22.5KAIcs 55KA 3、校驗QF26Imax1.05(48.8+50)10/1100.8685AQkQp(8.38+107.65+7.72)4/12218 KASish2.698.3822.5KA表5-10計算數據SW4-110/1000UNS 110KVUN 110KVImax 685AIN 1000AI 8.4KAInbr 18.4KAish 22.5KAInc1 55KAQk 218KASItt 215=2250 KASish 22.5KAIcs 55KA 4、校驗QF27Imax1.055010/1100.
48、8347AQkQp(7.2+107.03+7.11)4/12199 KASish2.697.213.4KA表5-11計算數據SW4-110/1000UNS 110KVUN 110KVImax 347AIN 1000AI 7.2KAInbr 18.4KAish 13.4KAInc1 55KAQk 199KASItt 215=2250 KASish 13.4KAIcs 55KA5-2 電抗器選擇1、母聯(lián)電抗器預選電抗器為NKL-10-1000-8型，其UN10KV，IN1000A，XR%8，動穩(wěn)定電流ies31.9 KA，Itt37.11376 KAS。動穩(wěn)定校驗：ishKshI2.5511.67
49、29.8 KAies。由于tK1，故QkQp(11.67+1012.04+12.04)4/12=577KAS1376 KAS滿足要求。2、出線電抗器預選NKL-10-400-4型，UN10 KV，IN400 A，XR%4，ies=31.9 KA，Itt37.11376 KAS。動熱穩(wěn)定校驗：ish2.558.9122.7KA25.5 KA，由于tK1，故QkQp(8.91+108.69+8.69)4/12303KAS493 KAS合乎要求。 現(xiàn)將斷路器、電抗器的選擇結果列表于下：表5-12SN10-10/2000QF1、1F2SN10-10/1000QF3SN10-10/3000QF4SN9-
50、10/600QF5、QF6、QF7、QF8、QF9、QF10SW2-35/1000QF11、QF12、QF19DW8-35/600QF13、QF14、QF15、QF16、QF17、QF18SW4-110/1000QF20、QF21、QF22、QF23、QF24、QF25、QF26、QF27電抗器L1NKL-10-1000-8電抗器L2、L3、L4、L5、L6、L7NKL-10-400-45-2 隔離開關的選擇一、10.5KV電壓級1 校驗QS1、QS2表5-13計算數據GN10-10T/3000-160UNS 10KVUN 10KVImax 1804AIN 3000AQK 4765KASItt
51、 755=28125 KASish 10.56KAies 160KA2 校驗QS3、QS4表5-14計算數據GN6-10/1000-80UNS 10KVUN 10KVImax 1198AIN 1000AQK 577KASItt 31.45=3969 KASish 31.4KAies 80KA3 校驗QS5、QS6表5-15計算數據GN10-10T/3000-160UNS 10KVUN 10KVImax 2405AIN 3000AQK 3561KASItt 755=28125 KASish 86.2KAies 160KA4 校驗QS7、QS8、QS9、QS10、QS11、QS12、QS13、QS
52、14、QS15、QS16、QS17、QS18表5-16計算數據GN6-10/600-52UNS 10KVUN 10KVImax 302AIN 600AQK 303KASItt 205=1600 KASish 24KAies 52KA二、35KV電壓級1 校驗QS19、QS31、QS29、QS32表5-17計算數據GW5-35G/1000-83UNS 35KVUN 35KVImax 1103AIN 1000AQK 131KASItt 255=2500 KASish 16KAies 83KA4 驗QS20、QS21、QS22、QS23、QS24、QS25、QS26、QS27、QS28，斷路器QS3
53、0，斷路器QS33、QS34、QS35、QS36、QS37、QS38、QS39、QS40、QS41、QS42表5-18計算數據GW5-35G/600-72UNS 35KVUN 35KVImax 123AIN 600AQK 289KASItt 165=1024 KASish 29.2KAies 72KA5 驗QS43、QS44表5-19計算數據GW5-35G/1000-83UNS 35KVUN 35KVImax 741AIN 1000AQK 131KASItt 255=2500 KASish 16KAies 83KA三、110KV電壓級1、校驗QS45、QS46、QS47表5-20計算數據GW4-110D/600-50UNS 110KVUN 110KVImax 338AIN 600AQK 180KASItt 145=980KASish 19.8KAies 50KA2 QS48、QS49、QS50、QS51、QS52、QS53、QS54、QS55、QS56、QS57、QS58、QS59、QS60、QS61、QS62、QS65、QS66、QS67
火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設計論文.doc
