火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計論文.doc

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(shè)計中，主要針對了一次接線的設(shè)計。從主接線方案的確定到廠用電的設(shè)計，從短路電流的計算到電氣設(shè)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(shè)計為專題，對繼電保護的整定計算做了深入細(xì)致的介紹。設(shè)計過程中，綜合考慮了經(jīng)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(jīng)濟性。設(shè)計說明書中所采用的術(shù)語、符號也都完全遵循了現(xiàn)行電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的術(shù)語和符號。畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書1 畢業(yè)設(shè)計題目勝利火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計專題：發(fā)電機繼電保護設(shè)計2 畢業(yè)設(shè)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(fēng)、地震、海拔等）2、電力負(fù)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(yuǎn)8km，每回平均輸送電量4.2MW，10KV最大負(fù)荷25MW，最小負(fù)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(yuǎn)20km,每回平均輸送容量為5.6MW。35KV電壓級最大負(fù)荷33.6MW，最小負(fù)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(dāng)取基準(zhǔn)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(shè)計主要任務(wù)：3、發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計4、廠用電的設(shè)計5、短路電流計算6、導(dǎo)體、電纜、架空線的選擇7、高壓電器設(shè)備8、的選擇9、電氣設(shè)備10、的布置設(shè)計11、發(fā)電廠的控制與信號設(shè)計12、（專題）發(fā)電機的繼電保護設(shè)計目 錄第一章 電廠電氣主接線設(shè)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(shè)計2-1 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計132-2 廠用電接線的設(shè)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(shè)備標(biāo)幺電抗計算203-3 短路電流計算23第四章 導(dǎo)體、電纜、架空導(dǎo)體的選擇4-1 導(dǎo)體的選擇4-2 電纜的選擇4-3 架空導(dǎo)線的選擇第五章 高壓電器設(shè)備的選擇5-1 斷路器與電抗器的選擇5-2 隔離開關(guān)的選擇5-3 互感器的配置第六章 電氣設(shè)備的布置設(shè)計6-1 概述6-2 屋內(nèi)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(shè)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(shè)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(fù)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(jié)束語參考文獻第一章 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計第二章 1-1 原始資料分析設(shè)計電廠總?cè)萘?25+250=150MW，在200MW以下，單機容量在50MW以下，為小型凝汽式火電廠。當(dāng)本廠投產(chǎn)后，將占系統(tǒng)總?cè)萘繛?50/（3500+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(dān)基荷，從而該電廠主接線的設(shè)計務(wù)必著重考慮其可靠性。從負(fù)荷特點及電壓等級可知，它具有10.5KV，35KV，110KV三級電壓負(fù)荷。10.5KV容量不大，為地方負(fù)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110KV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(chǔ)上，結(jié)合對電氣接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)，積極政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進，供電安全可靠、經(jīng)濟合理的主接線方案。發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問題，主接線的設(shè)計，首先應(yīng)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(jù)對原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：（1）10KV電壓級 鑒于出線回路多，且為直饋線，電壓較低，宜采用屋內(nèi)配電。其負(fù)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(shè)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(cè)送來剩余容量225-（1508%）+25=13MW，不能滿足35KV最大及最小負(fù)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(luò)變壓器與110KV接線相連，相互交換功率。（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(luò)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(jù)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(shè)計始終遵循了可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求。在確?？煽啃?、靈活性的同時，兼顧了經(jīng)濟性。在可靠性方面該主接線簡單清晰，設(shè)備少，無論檢修母線或設(shè)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。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(dǎo)致一半設(shè)備停運。在靈活性方面，運行方式較簡單，調(diào)度靈活性差，但各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展。在經(jīng)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(jīng)濟性。通過以上分析，該主接線方案對所設(shè)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(shè)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電壓母線所接的主變壓器容量S = 50/0.8 = 62.5MW，查電力工程設(shè)計手冊（第三冊），變壓器選用SSPL60000/35型，其短路電壓百分?jǐn)?shù)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(shè)計手冊（第三冊），變壓器選用SFPL163000/110型，其短路電壓百分?jǐn)?shù)為UK%=10.5；用于聯(lián)絡(luò)三級電壓的聯(lián)絡(luò)變壓器，通過它向110KV傳輸?shù)淖畲笕萘繛?0-22.4+（252）-16.8-1508%=48.8MW，當(dāng)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(luò)變壓器的最大容量為14.2+12=26.2MW。綜合考慮，聯(lián)絡(luò)變壓器應(yīng)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(jié)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(shè)計1-1 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中，有大量的電動機械，用以保證主要設(shè)備和輔助設(shè)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(shè)備的總耗電量，統(tǒng)稱為廠用電或自用電。廠用負(fù)荷，按其用電設(shè)備在生產(chǎn)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(fù)荷 凡短時停電會造成設(shè)備損壞，危及人身安全，主機停運及大量影響出力的廠用負(fù)荷，都屬于類負(fù)荷。如火電廠的給水泵，凝結(jié)水泵，循環(huán)水泵，引風(fēng)機，送風(fēng)機，給粉機等以及水泵的調(diào)速器，壓油泵，潤滑油泵等。通常他們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接到兩個獨立電源的母線上。（2）類廠用負(fù)荷 允許短時停電，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷，均屬于類負(fù)荷。如火電廠的工業(yè)水泵，疏水泵，灰漿泵，輸煤設(shè)備和化學(xué)水處理設(shè)備等，一般它們應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動切換。（3）類廠用負(fù)荷 較長時間停電，不會影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上的不方便者，都屬于類廠用負(fù)荷。如試驗室，中央修配廠，油處理室等負(fù)荷，通常由一個電源供電。（4）事故保安負(fù)荷 指在停機過程中及停機后一段時間內(nèi)仍應(yīng)保證供電的負(fù)荷，否則將引起主要設(shè)備損壞，重要的自動控制裝置失靈或推遲恢復(fù)供電，甚至可能危及人身安全的負(fù)荷稱為事故保安負(fù)荷。它分為直流保安負(fù)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(fù)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(fù)荷?，F(xiàn)將火電廠的主要負(fù)荷統(tǒng)計如下（見表2-1）表2-1分類名稱負(fù)荷類別運行方式備注鍋爐部分引風(fēng)機鼓風(fēng)機磨粉機給粉機或經(jīng)常，連續(xù)無煤粉倉時為汽機部分凝結(jié)水泵循環(huán)水泵給水泵給水油泵生水泵工業(yè)水泵經(jīng)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(fēng)機通訊電源硅整流裝置不經(jīng)常，斷續(xù)經(jīng)常，短時經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)出灰負(fù)荷灰漿泵碎渣機電氣除塵器沖灰水泵經(jīng)常，連續(xù)輔助車間油處理設(shè)備中央修理車間起重機電氣實驗室經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)不經(jīng)常，斷續(xù)不經(jīng)常，斷續(xù)2-2 廠用電接線的設(shè)計廠用電接線的設(shè)計原則基本上與主接線的設(shè)計原則相同。首先，應(yīng)保證對廠用電負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)；其次，接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常，事故，檢修等各種運行方式的要求；還應(yīng)適當(dāng)注意經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新技術(shù)、新設(shè)備，使其具有可行性和先進性。此外，在設(shè)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。火電廠的輔助機械多、容量大，供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，其主要負(fù)荷分布在鍋爐、氣機、電氣、輸煤、出灰、化學(xué)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(fù)荷?，F(xiàn)將該火電廠的廠用電接線的系統(tǒng)圖設(shè)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(jù)發(fā)電機額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠運行等諸方面因素，由上一節(jié)負(fù)荷分析可知，取兩級廠用電壓，高壓級取6KV，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(wǎng)絡(luò)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(fù)荷要求。擬采用兩段6KV的廠母線，另外再設(shè)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(shù)經(jīng)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(shè)計電廠廠用電接線圖，廠內(nèi)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(shè)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(shè)一臺T10備用廠用高壓變壓器，平時斷開，當(dāng)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(dāng)主母線發(fā)生事故時，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(yīng)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(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；低壓廠用設(shè)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。據(jù)此，廠用變壓器T4，T5，T6，T7，選擇如下：S=（252+502）8% / 0.83=5000KVA，查設(shè)計手冊，應(yīng)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(shè)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(yuǎn)近以及系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機是否帶有電壓自動調(diào)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(wǎng)絡(luò)的等效變換。本次設(shè)計中，短路電流的計算就涉及到這兩個方面的內(nèi)容。3-2 系統(tǒng)電氣設(shè)備標(biāo)幺電抗計算一、系統(tǒng)設(shè)備電運算 100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj = Upj1、發(fā)電機標(biāo)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(biāo)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(biāo)6、么值計算35KV出線架空線：XL*1X1L0.4200.58410.5KV出線架空線：XL*2X1L0.0680.4357、電抗器的電抗標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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?jǐn)?shù)XR%8，由此得電抗標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)選電抗器NKL-10-400-4型，額定電流IN0.4KA，UN10KV，電抗百分比數(shù)XR%4，由此得電抗標(biāo)么值為：XR*j20.5249、系統(tǒng)歸算到110KV側(cè)的電抗標(biāo)10、么值：X*S0.08333 短路電流計算2 用于校驗設(shè)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(wǎng)絡(luò)化簡，求計算電抗系統(tǒng)S對d1點的轉(zhuǎn)移阻抗X180.34，計算電抗為Xsjs0.3414.88。電源歸并后，G3G4對d1點的轉(zhuǎn)移阻抗X170.357，計算電抗為X3js0.3570.45。電源G2對d1點的轉(zhuǎn)移阻抗X150.819，計算電抗為X2js0.8190.26。電源G1對d1點的轉(zhuǎn)移阻抗X110.4，計算電抗為X1js0.40.13。4 查供電技術(shù)氣輪機運算曲線數(shù)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。I20.0671.9632.4672.79516.1813.544.264.8238.8KA。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(wǎng)絡(luò)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（QF4）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(wǎng)絡(luò)化簡，求計算電抗系統(tǒng)S對d3點的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移阻抗X190.841，計算電抗為X3js0.8411.31。電源G2對d3點的轉(zhuǎn)移阻抗X110.4，計算電抗為X2js0.40.13。3 、供電技術(shù)氣輪機運算曲線數(shù)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。I44.830.8362.5124.837.214.3316.37KA。、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(jié)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8.918.568.698.695、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(jié)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(jié)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同，計算結(jié)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(jié)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(luò)變壓器d9點發(fā)生三相短路時，其等值電路圖如下：短路電流計算結(jié)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(jié)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(jié)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(dǎo)體、電纜、架空導(dǎo)體的選擇4-1導(dǎo)體的選擇一、10.5KV母線的選擇選用鋁質(zhì)，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(dǎo)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(dǎo)體允許電流。Imax225103/10.50.83437A，查手冊，選3條125mm10mm矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流Ial3903A，集膚效應(yīng)系數(shù)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(yīng)：Qp46525KA2S因t1s，故忽略非周期分量熱效應(yīng)。QK=QP正常運行時導(dǎo)體溫度：0+（al- 0）Imax2/ Ial 225+（70-25）34372/3903260（）查手冊，C91滿足導(dǎo)體短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)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(dǎo)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(shù)K1.9，則ish=1.9I2.6954.73147KA。母線相間應(yīng)力：fph1.7310-7ish2/a1.7310-71470002/0.754984(N/m)導(dǎo)體截面系數(shù)W0.5bh20.50.010.125278.12510-6m3，則ph fphl2/10W49841.22/1078.12510-69.2106Pa同相條間作用應(yīng)力計算：0.08，10/(10+125) 0.074， 30/1350.222查設(shè)計手冊導(dǎo)體形狀系數(shù)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(dǎo)體1197，臨界跨距l(xiāng)crb411970.0140.63mbalal-ph(70-9.2)10660.8106 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(shè)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(jīng)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(yīng)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(shù)：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(dǎo)線的選擇一、 選擇原則架空線路導(dǎo)線的選擇，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(dǎo)線截面，一般根據(jù)經(jīng)濟電流密度選擇。二、經(jīng)濟電流密度選導(dǎo)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(dǎo)線截面負(fù)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(jié)果列表如下：表4-110.5KV母線3條125mm10mm矩形鋁導(dǎo)體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(shè)備的選擇5-1 斷路器與電抗器的選擇為了保證電氣設(shè)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(yán)重?fù)p壞，除了根據(jù)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(chǎn)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(jù)發(fā)電機斷路器的UNS、Imax及安裝在屋內(nèi)的要求，查表，可選SN10-10/2000型少油斷路器。周期分量熱效應(yīng)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(guān)參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表5-1計算數(shù)據(jù)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(jié)果表可見，SN10-10/2000合乎要求。2 校驗QF3Imax1.05(25-16.82)10/10.50.81198AQp4577KAS由于tk1，故QkQp577KASish2.6911.6731.4KA表5-2計算數(shù)據(jù)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(guān)參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表5-3計算數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)SN9-10/600UNS 10KVUN 10KVImax 302AIN 600AI 8.9KAInbr 14.4KAish 24KAInc1 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(shù)據(jù)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、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(guān)參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)DW8-35/600UNS 35KVUN 35KVImax 123AIN 600AI 10.9KAInbr 16.5KAish 29.2KAInc1 41KAQk 289KASItt 16.54=1089 KASish 29.2KAIcs 41KA3、校驗QF19Imax1.0533.610/350.8741AQkQp(5.93+105.67+6.01)4/12131KASish2.695.9316KA表5-7計算數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)SW4-110/1000UNS 110KVUN 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(shù)據(jù)SW4-110/1000UNS 110KVUN 110KVImax 171AIN 1000AI 8.38KAInbr 18.4KAish 22.5KAInc1 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(shù)據(jù)SW4-110/1000UNS 110KVUN 110KVImax 685AIN 1000AI 8.4KAInbr 18.4KAish 22.5KAInc1 55KAQk 218KASItt 215=2250 KASish 22.5KAIcs 55KA 4、校驗QF27Imax1.055010/1100.8347AQkQp(7.2+107.03+7.11)4/12199 KASish2.697.213.4KA表5-11計算數(shù)據(jù)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(yù)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：ishKshI2.5511.6729.8 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(yù)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(jié)果列表于下：表5-12SN10-10/2000QF1、1F2SN10-10/1000QF3SN10-10/3000QF4SN9-10/600QF5、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(guān)的選擇一、10.5KV電壓級1 校驗QS1、QS2表5-13計算數(shù)據(jù)GN10-10T/3000-160UNS 10KVUN 10KVImax 1804AIN 3000AQK 4765KASItt 755=28125 KASish 10.56KAies 160KA2 校驗QS3、QS4表5-14計算數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)GN10-10T/3000-160UNS 10KVUN 10KVImax 2405AIN 3000AQK 3561KASItt 755=28125 KASish 86.2KAies 160KA4 校驗QS7、QS8、QS9、QS10、QS11、QS12、QS13、QS14、QS15、QS16、QS17、QS18表5-16計算數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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QS30，斷路器QS33、QS34、QS35、QS36、QS37、QS38、QS39、QS40、QS41、QS42表5-18計算數(shù)據(jù)GW5-35G/600-72UNS 35KVUN 35KVImax 123AIN 600AQK 289KASItt 165=1024 KASish 29.2KAies 72KA5 驗QS43、QS44表5-19計算數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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