2乘600MW火电站电气设计.docx

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1、一、毕业设计（论文）任务课题冉晞600MW火电机组目前已经是我国电力系统中的主力机组，由600MW机组为主的火力发电厂也属于我国电力系统的大型主力发电厂。大型火电厂的电气主接线设计，包括方案拟定、设备选型和装置布置，在不同的前提下都有不同的要求，从而得到不同的结果。本课题的设计内容主要完成2600MW机组火力发电厂的电气主接线方案拟定、设备选型和装置布置的初步设计，同时还应考虑今后扩建的可能性，并采纳CAD绘制指定的图纸。课题任务要求1 .熟识发电厂电气一次部分初步设计的范围和步骤，驾驭设计方法，树立工程观点；2 .娴熟驾驭AutoCAD绘图软件；3 .依据原始资料，通过相应的分析、计算和比较

2、，确定电气主接线方案，选择主变压器的台数、容量和型式，选择各电压级各主要电气设备，进行电压互感器和电流互感器的配置，确定各电压级的配电装置型式，完成设备的整体布置设计；4 .与厂用电部分协作，完成毕业设计论文的写作和图纸绘制；5 .总结课题，并通过毕业论文答辩。课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）1 .毕业设计论文及相关图纸；2 .英文翻译内容：原文和译文；3 .学校要求提交的其他设计文件和材料。主要参考文献与外文翻译文件（由指导老师选定）（1范锡普.发电厂电气部分M,中国电力出版社,1992,102-129,168-206.2西北电力设计院.电力工程设计手册M,上海科学技术出版社，19

3、72,53-88,255-279.3西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）M,中国电力出版社，1987,45-62,119-123,214-260.4西北电力设计院.电力工程电气设备手册M,中国电力出版社，1990.15黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料M,中国电力出版社，1987.6胡志光.火电厂电气设备及运行M,中国电力出版社，2001.71郭启全.AutoCAD2000基础教程M,北京理工高校，2000.8郑忠.新编工厂电气设备手册M,兵器工业出版社,1994.9涂光瑜.汽轮发电机及电气设备M,中国电力出版社,1998,179-288.10陈尚发.大型发电厂电气主接线探

4、讨J,中国电力，2003年36卷7期，起止页码：64-66.11苏志杨.大型电厂500KV电气主接线探讨J,电力技术经济，2003年4期，起止页码:34-35.12杨民，寇正华.电站电气一次设计J,海河水利，1997年3期，起止页码：35-36.（13 SrdjanSkokph.D.TransientAnalysisofAuxiliaryDCInstallationsinPowerPlantsandSubstationsUlJEEECHF,8-11Nov.2004Page（三）:277-280.（14 IEEERecommendedPracticefortheDesignofDCAUXilia

5、ryPowerSystemsforGeneratingSlalionsJ,IEEESTD946-1992,Decemeber,2nd1992.注：1.此任务书由指导老师填写。如不够填写，可另加页。2 .此任务书最迟必需在毕业设计（论文）起先前一周下达给学生。3 .此任务书可从教务处网页2600MW火电厂电气主接线与设备布置方案设计摘要本设计探讨的是2600MW火电厂电气主接线方案与设备布置，火电厂电气一次部分设计是电力工程设计的主要工作之一，设计的合理与否对于提高电力系统运行的牢靠性、经济性具有重要意义。它对发电厂内电气设备选择和布置，继电爱护和自动装置的设计起到确定性作用。设计具体说明白各种

6、设备选择的基本的要求和依据。在分析原始资料，确保供电牢靠，调度敏捷，满意各项技术要求的基础上，选择出一种与发电厂在系统中的地位和作用相适应的接线方式，接下来选择了主变压器，进行了短路计算，设备选择，设备校验，然后进行了设备布置方案的设计,绘制了主接线图、配电装置平面布置图、配电装置进（出）线断面图和配电装置配置图。本设计留意了新技术和新型设备的应用，把握了当代设计新趋势。关键词：发电厂；电气主接线；短路计算；设备选择THEDESIGNOFMAINE1.ECTRICA1.WIRINGAND1.AYOUTINTHERMA1.POWERP1.ANTOF2600MWABSTRACTThedesigni

7、sreferedtothepartof2600MWthermalpowerplantmainelectricitywiringandequipmentlayout.Thedesignofsubstationelectricalfirstpartisoneofthekeytasksinthepowerengineeringdesign.Whetheritisreasonableornotisofgreatsignificancetoraisereliabilityandeconomyofpowersystemrunning.Itplaysadecisiveroleinchoiceandarran

8、gementofelectricalequipmentinsubstation,indesignofrelayprotectiveandautomatic.Thepaperdetailthechoiceofvariousequipmentbasicrequirementsandbasis.Ontheanalysisoftheoriginalmateria1.andensuringreliablepowersupply,scheduling,meetthetechnicalrequirementsforfiexibleandchoosetherightmainelectricalwiringde

9、sign,inthesystemandthestatusandsuitedtotheroleoftheconnectionmode,andthenchoosethemaintransformerandmakeshortcircuitcalculation,chooseandcalibrateequipment,thendesignthetheequipmentlayout.Inaddition,thefinalofthethesisaddedmainelectricalwiring,equipmentlayoutofpowerdistribution,distributiondevicecut

10、(out)intolineandconfigurationdiagramofdistributiondevice.Thenewtechnologyandnewequipmentareappliedinthedesign,anditaccommodatestothenewtrendsincontemporarydesign.Keywords：Thermalpowerplant；Themainelectricalwiring；shortcircuitcalculation；equipmentselection第一篇设计说明书1电气主接线设计11.1 电气主接线1电气主接线的基本要求1电气主接线的设

11、计原则11.2 发电机电压级接线21.3 220kV电气主接线2单母线分段带旁路接线2双母线接线31.4 6kV厂用电接线42负荷计算及变压器选择62.1 厂用负荷计算62.2 主变台数、容量和型式的确定6主变压器台数的确定7主变压器容量的确定7主变压器型式的选择72.3 厂用变台数、容量和型式的确定9工作变压器的台数和型式的确定9厂用变压器的容量的确定93最大持续工作电流及短路计算113.1 各回路最大持续工作电流113.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果11短路电流计算的目的11电气设备基本假定11短路电流计算的一般规定124主要电气设备选择144.1 高压断路器的选择说明144.

12、2 隔离开关的选择164.3 母线的选择174.3.1220kV母线的选择17发电机出口封闭母线的选择184.4 绝缘子和穿墙套管的选择说明18型式选择18额定电压选择19穿墙套管的额定电流选择与窗口尺寸的协作19穿墙套管的热稳定校验19动稳定校验194.5 电流互感器的配置和选择20电流互感器的配置20技术条件21动稳定校验214.6 电压互感器的配置和选择说明21互感器的配置22技术条件224.7 各主要电气设备选择结果一览表224.8 电气总平面布置及配电装置的选择23配电装置应满意的基本要求23配电装置的设计原则23高压配电装置的选择231短路电流计算书251.1 各元件电抗标幺值的计

13、算251.2 220kV母线短路电流的计算261.3 600MW发电机出口的短路电流282主要电气设备选择计算书312.1 高压断路器的选择计算312.2 高压隔离开关的选择计算312.3 母线的选择计算322.3.1 220kV母线的选择32发电机出口封闭母线的选择332.4 高压绝缘子和穿墙套管的选择计算342.5 电流互感器的选择计算342.5.1 220kV侧电流互感器的选择342.5.2 21kV侧电流互感器的选择352.6 电压互感器的选择计算362.6.2220kV电压互感器的选择36结论37参考文献38致谢39附录设计图纸41附录1：电气主接线图附录2：220kV总平面布置图附

14、录3：220kV出线、主变间隔断面图附录4：220kV母联、3#厂用变间隔断面图附录5：220kVPT/I母联接线桥间隔断面图第一篇设计说明书1电气主接线设计1.1电气主接线电气主接线既是电气设计的首要部分，又是构成电气系统的主要环节。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和安排电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称之电气主系统或一次接线。主接线代表了发电厂电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，干脆影响运行的牢靠性、敏捷性并对电器选择、配电装置布置、继电爱护、自动装置和限制方式的拟定都有确定性的关系。因此,主接线的正确合理设计，必需综合处理各个方面的因

15、素，经过技术、经济论证比较后方可确定。电气主接线的基本要求1）运行的牢靠性：主接线系统应保证对用户供电的牢靠性，特殊是保证对重要负荷的供电。2）运行的敏捷性：主接线系统应能敏捷地适应各种工作状况，特殊是当一部分设备检修或工作状况发生变更时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度敏捷，不中断向用户的供电。在扩建时应能很便利的从初期建设到最终接线。3）主接线系统还应保证运行操作的便利以及在保证满意技术条件的要求下，做到经济合理，尽量削减占地面积，节约投资山。电气主接线的设计原则以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际状况，在保证供电牢靠、调度敏捷、满意各项技

16、术要求的前提下，兼顾运行、维护便利，尽可能地节约投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与牢靠性，坚持牢靠、先进、适用、经济、美观的原则刈。本设计发电厂为设计规模如下：1）发电机和变压器采纳单元接线。2）220kV线路4回，另预留2回备用。3）高压厂用电采纳6kVo4）低压厂用采纳380/220V的三相四线。1.2 发电机电压级接线发电机和变压器采纳单元接线。单元接线是大型机组广泛采纳的接线形式。发电机出口不装断路器，为调试便利可装隔离开关。对220MW以上机组，发电机出口采纳分相封闭母线，为削减开断点，亦可不装隔离开关，但应留可拆点。以利于机组调试。这种单元接线，避开了由于额定电流或短路电

17、流过大，使得选择出口断路器时受到制造条件或价格高等缘由造成的困难。接线图如下图1.1所示。图1.1发电机-双绕组变压器单元接线（采纳封母闭线）1.3 220kV电气主接线由于此发电厂为地区大型发电厂,考虑到为220kV高压配电装置接线且出线为4回,按发电厂技术标准及规程规范，首先要满意牢靠性准则的要求，有两种可能接线方式：单母线分段带旁路接线和双母线接线。单母线分段带旁路接线其牢靠性比单母线分段高，断路器经过长期运行或者开断肯定次的短路电流之后，其机械性能和灭弧性能都会下降，必需进行检修以复原其性能。一般状况下，该回路必须停电才能检修。设置旁路母线的唯一目的，就是可以不停电的检修任一台出线断路

18、器,但旁路母线不能代替母线工作。其极大的提高了牢靠性，但这增加了一台旁路断路器的投资。但旁路母线系统增加了很多设备，造价昂贵，运行困难，只有在出线断路器不允许的状况下，才应设置旁路母线。凡采纳很多年内不需检修的SF6断路器时，可不装设旁路母线。接线图如下图1.2所示。图1.2单母线分段带有专用旁路母线接线双母线接线此接线有两组母线，并且互为备用。每一电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。此接线停电的机会减小了，必需的停电时间缩短了，供电牢靠、调度敏捷、扩建便利、便于试验。但当母线故障时，隔离开关作为倒换操作电

19、器，使操作的刚好性、快速性受到肯定影响。接线图如下图1.3所示。图1.3双母线接线综述：从技术、经济及供电牢靠性等多方面进行比较，此发电厂220kV电气主接线选择双母线接线方式。1.4 6kV厂用电接线按发电厂技术标准及规程规范，高压厂用电采纳6kV,高压厂用电系统应采纳单母线分段接线。实行牢靠的“按炉分段”的接线原则，每台锅炉由两段母线供电，两段母线由同一台厂用变压器供电。低压厂用母线采纳单母线分段接线，即按炉分段。且由于低压系统负荷较多，故采纳动力与照明分开，分组供电。单母线分段的特点如下：单母线用分段断路器进行分段，当任一段母线或某一台母线隔离开关故障及检修时，自动或手动跳开分段断路器，

20、仅有一半线路停电，另一段母线上的各回路仍可正常运行。重要的负荷分别从两段母线上各引出一条供电线路，就保证了足够的供电牢靠性，两段母线同时故障的概率较小，此接线还具有良好的敏捷性、经济性，但当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期停电U接线图如下图1.4所示。图1.4单母线分段接线低压厂用采纳380/220V的三相四线制系统。厂用工作电源从主变压器的低压侧引接，供应本机组厂用负荷。接线图如1.5所示。图1.5厂用电源变压器低压侧引接高压厂用启动（备用）电源经由启/备变压器从220kV母线上引接。接线图如1.6所示。图16从发电机电压母线上引接低压厂用启动（备用）电源引自相

21、应的高压厂用6kV母线段。2负荷计算及变压器选择2.1厂用负荷计算计算变压器的容量时，不但要统计变压器连接分段母线上实际所接电动机的台数和容量，还要考虑它们是常常工作的还是备用的，是连续运行的还是断续运行的。为了计及这些不同的状况，选出既能满意负荷要求又不致容量过大的变压器，所以又提出按使用时间对负荷运行方式进行分类。常常负荷是指每天都要运用的电动机；不常常负荷是指只在检修、事故或机炉起停期间运用的负荷；连续负荷是指每次连续运转2小时以上的负荷；短时负荷是指每次仅运转10120min的负荷；断续负荷是指反复周期性地工作,其每一周期不超过IOmin的负荷。变压器母线分段上负荷计算原则如下：1）常

22、常连续运行的负荷应全部计入。如吸风机、送风机、电动给水泵、循环水泵、凝聚水泵、真空泵等电动机。2）连续而不常常运行的负荷应计入。如充电机、事故备用油泵、备用电动给水泵等电动机。3）常常而断续运行的负荷亦应计入。如疏水泵、空压机等电动机。4）短时断续而又不常常运行的负荷一般不予计算。如行车、电焊机等。但在选择变压器时，变压器容量应留有适当裕度。5）由同一台变压器供电的互为备用的设备，只计算同时运行的台数。除了考虑所接的负荷因素外，还应考虑：自启动时的电压降；低压侧短路容量；再有一定的备用裕度。2.2 主变台数、容量和型式的确定在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器

23、。主变压器的容量、台数干脆影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应依据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。假如变压器容器选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗,设备未能充分发挥效益；若容量选的过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满意不了变电所的须要，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资。为此，在选择变电所主变压器时，应符合一些要求。主变压器台数的确定对于单元接线的主变压器，因为它有两台发电机与系统联系紧

24、密，故选用二台主变压器。主变压器容量的确定对于单元接线的主变压器：发电机的额定容量扣除本机的厂用负荷后，留有10%的裕度；按发电机的最大连续容量，（制造厂家供应的数据）扣除一台厂用变压器计算负荷和变压器绕组平均升温在标准环境温度或冷却水温不超过65的条件选择。该65是依据我国电力变压器的标准，即在正常运用条件下，油浸变压器在连续额定容量稳态下的绕组平均温度。主变压器型式的选择变压器的选择包括相数的选择、绕组数的选择、绕组联结租好的选择、调压方式和中心点接地方式的选择。1）相数的选择当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂均应选用三相变压器。当发电厂与系统连接的电压为220kV时，经过技

25、术经济比较后，确定选用三相变压器、两台半容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为600MW、并干脆升压到220kV的，宜选用三相变压器。容量为600MW机组单元接线的主变压器和500KV电力系统中的主变压器应综合考虑运输和制造条件，经技术经济比较，可采纳单相组成三相变压器。采纳单相变压器时，由于备用相一次性投资大，利用率不高，故应综合考虑系统要求、设备质量及按变压器故障率引起的停电损失费用等因素，确定是否装设备用相。若确需装设，可按地区或同一电厂34组的单相变压器，合设一台备用考虑。所以选用三相变压器。2）绕组数绕组的形式主要有双绕组和三绕组。发电厂以两种上升电压等级向用户供电或与系统连接

26、时，可采纳两台双绕组变压器或三绕组变压器。规程上规定，机组容量为200MW第7页共40页以上的发电机采纳发电机双绕组变压器单元接入系统，而两种上升电压级之间加装联络变压器更为合理，故应实行双绕组变压器。3)绕组联接组号在发电厂和和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，主变压器联接组号一般选用YNdll常规接线叱4)调压方式为了保证发电厂或变电所的供电质量，电压必需维持在允许范围内，通过变压器的分接开关切换，变更变压器高压绕组匝数，从而变更其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压，调压范围通常在2x2.5%以内。另一种是带负荷

27、切换，称为有载调压，调整范围可达30%o但由于有载调压变压器结构困难,价格昂贵，只有在以下范围选用：a、接于出力大的发电厂的主变压器，特殊是潮流方向不固定，且要求变压器二次电压维持在肯定水平常。b、接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要求母线电压恒定时山。通常，发电厂主变压器很少采纳有载调压，因为可以通过调整励磁来实现调整电压，因此本设计只采纳无载调压的变压器。5)中性点的接线方式电网的中性点接地方式，确定了主变压器中性点的接地方式。规程上规定；凡是110kV-500kV侧其中性点必须要干脆接地或经小阻抗接地；主变压器6-63kV采纳中性点不接地。所以主变

28、压器的220、6kV侧的中性点均采纳干脆接地方式。变压器的容量：Sne1.1ENjJ(2-1)C0s7n式中：SN为变压器的计算容量(kVA)；PN为发电机的额定功率(kW)；KP为发电机的厂用电率，一般取8%；cos7n为发电机的功率因数，一般取0.85。得：SgJ6l0/g三8）=714353kVA（2.2）所以选择SFP7-750000/220变压器，具体参数见表2-1：表2-1SFP-750000/220参数型号SFP-750000/220连接组别YNd,l1额定容量(kVA)额定电压(kV)空载损耗(kW)短路损耗(kW)空载电流(%)阻抗电压(%)高压低压750000220/242

29、202706300.25142.3 厂用变台数、容量和型式的确定工作变压器的台数和型式的确定工作变压器的台数和型式主要与高压厂用母线的段数有关，而母线的段数又与高压厂用母线的电压等级有关。当只有6KV或IOKV一种电压等级时，一般分2段；对于200MW以上机组可分4段。当只有6KV或IOkV一种电压等级时，高压厂用工作变压器可选用1台全容量的低压分裂绕组变压器，两个分裂支路分别供2段母线；或选用2台50%容量的双绕组变压器，分别供2段母线。对于200MW以上机组，高压厂用工作变压器可选用2台低压分裂绕组变压器，分别供4段母线。因此，此发电厂高压厂用电按2台工作分裂绕组变压器和1台备用变压器设置

30、。厂用变压器的容量的确定厂用变压器的容量必需满意厂用电机械从电源获得足够的功率。因此，对高压厂用工作变压器的容量按高压厂用计算负荷的110%与低压厂用计算负荷之和进行选择；而低压厂用工作变压器的容量应留有10%左右的裕度。1)高压厂用工作变压器的容量。当为双绕组变压器时按下试选择容量51.1Sh+Sl(2-3)式中：ST为高压厂用计算负荷之和；S1.为低压厂用计算负荷之和。当选用低压绕组分裂绕组变压器时，其各绕组容量应满意高压绕组SIN口Sc.St(2-4)低压分裂绕组SlN&Sc(2-5)Sc=1.ISh+Sl(2-6)式中：SN为厂用变压器高压绕组额定容量(kVA)；S2N为厂用变压器分裂

31、绕组额定容量(kVA)；SC为厂用变压器分裂绕组计算负(kVA);Sr为分裂绕组两分支重复计算负荷(kVA)o2)高压厂用备用变压器容量。高压厂用备用变压器或启动变压器应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用变压器容量相同。3)低压厂用工作变压器容量。可按下式选择变压器容量K.SsSl(2-7)式中：S为低压厂用变压器容量(kVA)；K)为变压器温度修正系数，一般对装于屋外或由屋外进风小间内的变压器，可取K0=l,但宜将小间进出风温度限制在I(TC以内，对由主厂房进风小间内的变压器，当温度变更较大时，随地区而异，应当考虑温度进行修正。厂用变压器容量的

32、选择，除了考虑所接负荷的因素外还应当考虑:电动机自启动时的电压降;变压器低压侧短路容量;留有肯定的裕度。3最大持续工作电流及短路计算尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一样的。电气设备要能牢靠的工作，必需按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定3.1各回路最大持续工作电流电气设备的额定电流/N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8,mao依据公式（3-1）可以计算出各回路最大持续工作电流。gma=1.05-2-（3-1）3（11其中：Sa为所统计各电压侧负荷容量，Un为各电压级额定电压。3.2短路电

33、流计算点的确定和短路电流计算结果短路电流计算的目的在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一方案是否要采纳限制短路电流的措施，均需进行短路电流的计算；在选择电气设备时，为了保证电气设备在正常运行和故障状况下都能平安牢靠的工作，同时要节约资金，这就须要按短路状况进行安全校验；在选择屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对于地的安全距离；接地装置的设计也须要用短路电流；在选择继电爱护和整定计算时须要短路电流。电气设备基本假定短路电流好用计算中，采纳以下假设条件和原则：1）正常工作时，三相系统对称运行。2）全部电源的电动势相位角相同。3）系统中的同步和异步电机为志向电机，不考虑

34、电机饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间相差120。电气角。4）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小变化。5）电力系统中全部电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧。6）同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。8）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。9）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，元件的电阻都略去不计。10）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。11）输电线路的电容略去不计。12）用概率统计法制定短路电

35、流运算曲线。短路电流计算的一般规定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容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成的5-10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，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响。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为最大的地点。对电抗器的610kV出线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其

36、余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。4）计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式）。5）导体和电器的动稳定、热稳定和电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路，或中性点干脆接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严峻时，则应按严峻状况计算校验。6）短路计算点为通过电器设备的短路电流为最大的地点。为此，结合本设计任务书只要求对一次主设备选择和校验计算，而无须进行继电保护装置选择和进行整定计算等其它任务。本设计只按三相短路进行短路电流计算，并选择在220kV母线和发电机出口这两个短路点进行短路计算。4主要电气设备

37、选择电气选择的一般原则为：1）应满意正常运行、检修、短路和过电压状况下的要求，并考虑远景发展；2）应按当地环境条件校验；3）应力求技术先进和经济合理；4）与整个工程的建设标准应协调一样；5）同类设备应尽量削减品种。选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生电压、过电流的状况下保持正常运行叫各种高压电器的一般技术条件如下表4-1所示。表4-1各种高压电器的一般技术条件序号电器名称额定电压（kV）额定电流（八）机械负荷（N）额定开断电流（kA）短路稳定性绝缘水平热稳定动稳定1高压断路器q2隔离开关3电压互感器4电流互感器q5限流电抗器6避雷器7绝缘子4.1高压断路器的选择说明1）额定电压：断路器的

38、额定电压，应不小于所在电网的额定电压，即Ug（电网工作电压）Un（4-1）断路器的额定电流应不小于回路的持续工作电流，即8max(最大持续电流)n(4-2)3)开断电流：dkd(或SdiSkd)(4-3)其中：d,为断路器实际开断时间t秒的短路电流周期重量Si,为断路器t秒的开断容量kd为断路器的额定开断电流Skd为断路器的额定开断容量4)动稳定：所谓动稳定校验系指在冲击电流作用下，断路器的载流部分多产生的电动力是否能导致断路器的损坏。为防止这种破坏，断路器极限电流必需大于三相短路时通过断路器的冲击电流，即chznax(4-4)式中：嬴X为断路器极限通过电流峰值Zch为三相短路电流冲击值5)热

39、稳定：所谓热稳定校验系指稳态短路电流在假想时间内通过断路器时，其各部分的发热量不会超过规定的最大允许温度，即I2ldzW(4-5)式中：足为稳态三相短路电流U为短路电流发热等值时间为断路器t秒热稳定电流6)按构造型式选择：在相同技术参数的条件下，有各种型式的短路器，如多油断路器、少油断路器、空气断路器、SF6断路器等。要依据配电装置的工作条件和要求，结合各断路器的特点来选用。a、少油断路器的特点是油量少，重量轻，不用实行特殊的防火防爆措施。其尺寸小、占地面积小，造价低。因此，凡是在技术上能满意要求的场合应优先采纳。但少油断路器由于油量少，在低温下易于凝冻，故不相宜寒冷地区低温下运行，也不适于多

40、次重合的场合。b、空气断路器的特点是无油不会起火而且其动作速度快，断路时间短，断流容量大，适用于多次重合的场合。但是，其结构困难，附有一套压缩空气装置，价格高。因此，只在要求动作速度快，多次重合的状况下，才选用空气断路器。c、SF6断路器的特点灭弧性能好，断流容量大，检修期长，结构紧凑，占地面积小，有益于变电所小型化。但是设备价格高，在封闭不好的状况下，在断路器四周环境中易于沉积SF6气体，并需进行充气旬。考虑到牢靠性、经济性，便利运行维护和实现变电所设备的无油化目标，故在220kV侧采纳六氟化硫断路器、6kV侧采纳真空断路器。4.2隔离开关的选择1）额定电压：断路器的额定电压，应不小于所在电

41、网的额定电压，即Ug（电网工作电压）3S（4-7）2）额定电流：断路器的额定电流应不小于回路的持续工作电流，即g三（最大持续电流）n（4-8）3）动稳定：所谓动稳定校验系指在冲击电流作用下，断路器的载流部分多产生的电动力是否能导致断路器的损坏。为防止这种破坏，断路器极限电流必需大于三相短路时通过断路器的冲击电流，即ichmax（4-9）式中：嬴X为断路器极限通过电流峰值Zch为三相短路电流冲击值4）热稳定：所谓热稳定校验系指稳态短路电流在假想时间内通过断路器时，其各部分的发热量不会超过规定的最大允许温度，即I2fdzt2f（4-10）式中：/为稳态三相短路电流为断路器t秒热稳定电流4.3 母线

42、的选择母线在电力系统中主要担当传输功率的重要任务，电力系统的主接线也须要用母线来汇合和分散电功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所运用导体的类型也不相同。4.3.1 220kV母线的选择(4-11)1）按最大持续工作电流选择导线截面S,即IgmaxKoly其中：Iy为相应某一母线布置方式和环境温度为+25时的导体长期允许载流量K）为温度修正系数当导体允许最高温度为+70C和不计日照时，K值可用下式计算(4-12)式中，Q、（分别为导体长期发热允许最高温度和导体安装地点实际温度环境温度,（o为导体额定载流量的基准温度。2）按经济电流

43、密度J选择在选择导体截面S时，除配电装置的汇流母线、厂用电动机的电缆等外，长度在20Z以上的导体，其截面S一般按经济电流密度选择。即其中：J为导体的经济电流密度（mm2）按此条件选择的导体截面S,应尽量接近经济计算截面Sjo当无合适规格导体时,允许小于SJQ3）热稳定校验：热稳定校验公式为：其中：Smin为依据热稳定确定的导体最小允许截而（mm2）C为热稳定系数1为稳态短路电流（kA）Zdz为短路电流等值时间（三）4）动稳定校验：仆仆（4-15）其中：八为母线材料的允许应力，铜为1400Ncm2,铝为500-700Ncm2,钢为100ON/cmi,铝镁系为8820NZcm2o为作用在母线上的最

44、大计算应力。发电机出口封闭母线的选择对功率为200MW及以上的发电机引出线、厂用电源等分支线，为避开相间短路和削减导体对邻近钢构的感应发热，宜采纳全连式分相封闭母线；对厂用高压变压器高压侧不设断路器，为提高厂用电系统的供电牢靠性，由厂用高压变压器低压侧至厂用高压配电装置宜采纳共箱封闭母线。如选定型产品，将供应有关的额定电压、电流和动稳定等参数，可按电气设备选择的一般原则进行选择和校验。如选用非定型封闭母线，应进行导体和外壳发热，应力及绝缘子抗弯的计算，并进行共振校验。封闭母线，就是将载流量导体用金属外壳加以爱护，爱护外壳用非磁性材料制成。三相载流导体合用一个金属外壳，但相间有金属隔板的称为合相

45、封闭母线。各相各有一个单独的金属外壳的称为分相封闭母线，分相封闭母线有利于通风散热，也便于安装检修，还可以削减相邻磁场间的相互影响。封闭母线的主要优点：a、消退了外来因素造成母线相间短路的可能性，使运行平安牢靠，维护工作量小。b、封闭母线由工厂成套制造，运到现场进行组装，施工简洁快速。4.4 绝缘子和穿墙套管的选择说明型式选择依据装置地点、环境，选择屋内、屋外或防污式及满意运用要求的产品型式。一般屋外采纳联合胶装多棱式，屋外采纳棒式，须要倒装时，采纳悬挂式。额定电压选择无论支持绝缘子或套管均要负荷产品额定电压大于或等于所在电网电压要求。穿墙套管的额定电流选择与窗口尺寸的协作具有倒替的穿墙套管额定电流/N应大于或等于回路中最大持续工作电流/max,当环境温度为,导体温度为Q,额定环境温度（。为+25C,/n应依据一下公式修正J（/max（4-16）母线型穿墙套管，只需保证套管的型式与穿过母线的窗口尺寸协作即可。穿墙套管的热稳定校验具有导体的套管，应对导体校验热稳定，其套管的热稳定实力A21,应大于或等于短路电流通过套管所产生的热效应Qy，即t2rkO母线型穿墙套管无需热稳定校验。动稳定校验无论是支持绝缘子或套管均要进行动稳定校验。布置在同一平面内三相导体，在发生短路时，支持绝缘子（或套管）所受的力为该绝缘子相邻跨导体上电动力的平均值。例如某一绝缘子所受电动力Fmax为FmU=1.