发电厂电气部分
课程设计
题 目 凝气式火电厂次部分课程设计
指导教师
职 称 讲师
班 级
学 号
学生姓名
2011年 X月X日
凝汽式火电厂次部分课程设计
1．原始资料
1．1 发电厂建设规模
111 类型凝汽式火电厂
112 终容量机组型式参数：2×300MW年利时数：6000ha
1．2 电力系统厂连接情况
121 电厂电力系统中作位：区电厂
122 发电厂联入系统电压等级：220KV
123 电力系统总装机容量：16000MW短路容量：10000MVA
124 发电厂系统中处位置供电示意图
1．3 电力负荷水
131 220KV电压等级：架空线8回备2回I级负荷输送200MW
Tmax＝4000ha
132 110KV电压等级：架空线8回I级负荷输送180MWTmax＝4000ha
133 穿越厂功率50MVA
134 厂电率：8
14 环境条件
141 年高温40℃低温－6℃热月均高温度28℃热月均低温度24℃
142 海拔高度50m
143 气象条件特殊求
2设计务
21 发电厂电气接线设计
22 厂电设计
23 短路电流计算
24 电气设备选择
2．5 配电装置
3设计成果
31 设计说明书计算书份
32 图纸张
凝汽式火电厂次部分课程设计
摘
电种清洁二次源电仅便输送分配易转换源便控制理调度易实现动化电已广泛应国民济社会生产民生活方面绝数电电力系统中发电厂提供电力工业已成国实现现代化基础迅猛发展国电源结构中火电设备容量占总装机容量75设计配2台300MW汽轮发电机型火电厂次部分初步设计完成电气接线设计包括四部分分电气接线选择短路电流计算电气设备选择配电装置选择中详细描述接线选择短路电流计算电气设备选择短路情况进行分析计算短路参数进行种类设备选择设计进行理分析设计2×300MW总装机容量600MW凝汽式区域性火电厂进行电气次部分厂电高压部分设计包括五部分分电气接线选择短路电流计算电气设备选择配电装置选择安全保护装置中详细描述短路电流计算电气设备选择短路情况进行分析计算短路参数进行种类设备选择列出设备选择结果表设计进行理分析
设计总图包括接线厂电断路器隔离开关等
［关键词］： 接线 发电机 变压器 短路电流 厂电 厂备 安全保护
电气接线
1系统负荷资料分析
（1）工程情况
原始资料知设计根电力系统发展规划拟该区新建座装机容量1200MW凝汽式火力发电厂发电厂安装2台600MW机组总容量占相联电力系统总容量＝没超电力系统检修备容量—事备容量求说明该火电厂未电力系统中占导作位负责区供电年利时数6000>5000火电厂电力系统中承担基荷该电厂电气接线求较高性该发电机端额定电压20KV电厂建成6KV电压供+厂负荷厂电8220KV电压等级供系统架空线8回属I级负荷输送200MWTmax＝4000ha110KV电压等级供负荷架空线8回属I级负荷输送180MWTmax＝4000ha设计需做技术指标求保证供电安全济功率数达085
（2）电力系统情况
该发电厂电力系统中作位区电厂区电厂城镇
电力系统总装机容量16000 MW短路容量10000MVA
该发电厂联入系统电压等级220KV
(3)负荷分析
该发电厂两电压等级负荷分析分 ：
220KV电压等级：架空线8回备两回十回出线负荷类型级负荷输送200 MW负荷时数4000 ha功率数085
110KV电压等级：架空线8回8回出线负荷类型级负荷输送180 MW负荷时数4000 ha功率数085
两电压等级联负荷均级负荷负荷时数4000 ha接线性求高
（4）环境情况
原始资料知海拔高50m采非高原型电气设备年高温度40度年低温度6度热月均高温度28度热月均低温度24度气象条件特殊求
（5）设备情况
原始资料中出两台发电机容量里单台300 MW发电机设备型号进行选择
根原始资料中出发电机容量课选择出发电机型号选择结果表
发电机代号
发电机型号
额 定
电 压(KV)
额定
功率(MW)
功率
数
步电抗
瞬变电抗
超瞬变电抗
台数
G1~~G2
QFSN3002
20
300
085
18859
1968
189
2
型号含义 2——2极
300——额定容量
N——氢冷
F——发电机
Q——汽轮机
S——水冷
2接线方案选择
（1） 接线方案拟定
1) 110KV电压等级：出线8回架空线路I级负荷输送180MW实现停电检修出线断路器采单母线分段带旁路双母线带旁路接线形式两台发电机组单机容量均300MW110KV侧负荷180MW全年均负荷330×4300÷876016198MW接台300MW机组容量远负荷330MW年均负荷16198MW联络变压器出现障时会造成发电机量积压容量引起发电机出现甩负荷现象选择变压器时定困难110KV侧接发电机通两台联络变压器220KV侧引接110KV侧负荷供电输送200MW型号发电机般接电压等级联络变容量竟110KV电压等级拟采接发电机组方式
2) 220KV电压等级：出线10回架空线路承担级负荷检修出线断路器时停电采双母线双母分段接线形式保证供电性灵活性两台发电机出口电压均220KV单机容量均300MW额定电流短路电流发电机出口断路器制造困难价格昂贵600MW机组供电性求级高拟采分相封闭母线直接变压器连接构成单元接线接220KV母线减少出口断路器隔离开关限制短路电流提高性济性减少事发生
综述拟定两种接线方案：
方案： 发电机出口采分相封闭母线110KV电压等级采单母分段带旁路接线形式分段断路器兼作旁路断路器220KV电压等级采双母接线形式两台发电机分两台变压器接成发电机变压器单元接线形式接220KV电压母线220KV电压母线110KV电压母线间设两台联络变压器通两台联络变压器220KV电压母线110KV侧负荷供电
方案二 发电机出口采分相封闭母线110KV电压等级采双母线带接线形式220KV电压等级采双母线带接线形式两台发电机分两台变压器接成发电机变压器单元接线形式接220KV电压母线220KV电压母线110KV电压母线间设两台联络变压器通两台联络变压器220KV电压母线110KV侧负荷供电
（2） 接线方案较原
电气接线基求概括说应该包括性灵活性济性三方 面
性安全电力生产首务保证供电电气接线基求通常定性分析衡量接线性时方面考虑：断路器检修时否影响连续供电线路断路器母线障母线检修时造成馈线停运回路数少停电时间长短否满足重二类负荷供电求电厂全厂停电性型机组突然停电电力系统稳定运行影响产生果等素
中型发电厂电气接线般定性分析性外需进行性定量计算
灵活性：电气接线应适应种运行状态灵活进行运行方式转换灵活性包括方面：操作方便性调度方便性扩建方便性
济性设计接线时矛盾发生性济性间通常设计应满足性灵活性前提做济合理济性方面考虑：节省次投资占面积少电损耗少
（3）接线方案较选定
方案110KV侧采单母分段带旁路接线形式220KV侧采双母接线形式方案二110KV侧采双母接线形式220KV侧采双母接线形式表
电压等级
方案
方案二
110KV
单母分段带旁路
双母线接线
220KV
双母线接线
双母线接线
两方案发电机出口端采分相封闭母线厂电均发电机出口端引接需较110KV电压等级接线形式方案采单母线分段带旁路接线形式方案二采双母线接线形式济性方面两方案中方案二占面积较断路器数量方案样投资两方案基相性方面方案性相较差灵活性方面方案运行方式单灵活性差110KV侧应选双母线接线形式220KV电压等级接线形式方案方案二接线形式样性高220KV侧选双母线接线形式
通较出较结果表两种方案中方案二优方案选择方案二作该凝汽式火电厂接线方案
方案
项目
方案
方案二
性
较差
较高
灵活性
较差
较高
济性
相较高
相较低
3变压器选择计算
变压器选择包括容量台数型式结构选择
(1) 单元接线变压器容量确定原
单元接线时变压器应发电机额定容量扣机组厂负荷留10裕度确定采扩单元接线时应采分裂绕组变压器容量应单元接线计算原算出两台机容量确定
两台变压器容量300300×8276MW300MW发电机功率素085两台变压器容量276×(1+01) 0853572MVA选取变压器容量360MW
变压器
型号（额定量360MW）
额定电压KV
短路
阻抗
()
空载电流
()
额定
容量
连接组标号
台数
空载损耗（KW）
短路损耗（KW）
高压
中压低压
SFP7
360000220
242±2
×25
20
140
07
360MW
YN d11
2
195
860
(2) 连接两种升高电压母线联络变压器确定原
联络变压器容量应满足两种电压网络种运行方式网络间功功率功功率交换般应接两种电压母线台机组容量保证台机组障检修时通联络变压器满足侧负荷求时线路检修障时通联络变压器剩余容量送入系统设计题目中求 220KV电压等级架空线8回备2回I级负荷输送200MW求110KV电压等级架空线8回I级负荷输送180MW穿越厂功率50MVA里选择两台三绕组变压器容量变压器容量计算查表选择三相三绕组变压器额定容量360MW
联络变压器
型号
额定电压KV
短路阻抗
额定
容量
连接
组标
号
空载电流
台数
高压
中压低压
SFPS7
360000220
242±2
×25
1211575
高中130
高低120
中低194
360MW（100
10050）
YN d11
N0
07
2
(3) 变压器台数确定原
发电厂变电变压器台数电压等级接线形式传输容量系统联系密切关系通常系统具强联系中型发电厂重变电种电压等级变压器应少2台弱联系中型发电厂低压侧电压610KV变电系统备性质时装台变压器区性孤立次变电型工业专变电设3台变压器
(4) 变压器型式结构确定原
选择变压器型式时应相数绕组数绕组接线组冷方式调压方式等方面考虑通常考虑相数绕组数绕组接线组330KV电力系统般应选三相变压器单相变压器组相讲投资占运行损耗较时配电装置结构复杂增加维修工作量型三相变压器受制造条件运输条件限制时宜选两台容量三相变压器取代台容量三相变压器者选单相变压器般机组容量125MW发电厂采三绕组变压器机组容量200MW发电厂通常采双绕组变压器加联络变压器采扩单元接线时应优先选低压分裂绕组变压器样限制短路电流
变压器三绕组接线组必须系统电压相位致否列运行电力系统采绕组连接方式星型Y三角形D两种变压器三相绕组连接方式应根具体工程确定国规定110KV电压等级变压器三绕组采YN连接35KV采Y连接中性点通消弧线圈接35KV高压电压变压器三绕组采D连接发电厂变电中般考虑系统机组步列求限制三次谐波电源影响素根绕组连接方式原变压器接线组般选YNd11常规接线厂电率8厂变压器容量：
*8300*8*110853105MVA 选变压器型号参数外厂备电源联络变压器110KV220KV母线取时某台发电机检修时造成母线功率供应足时起功率传送作查表SFPF740000220变压器符合该求具体参数表：
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
厂变压器
SFF74000020
4000002×20000
2025×2
63
63
全穿越
半穿越
08
Dd0d0
95
153
厂变压器
SFF3150020
4000002×20000
2025×2
63
63
全穿越
半穿越
145
Dd0d0
95
161
二 厂电接线方式选择
厂电接线应满足正常运行安全灵活济检修维护方便等般求外尚应满足：
(1) 充分考虑发电厂正常事检修启动等运行方式供电求切换操作简便启动（备）电源短时投入
(2) 量缩厂电系统障影响范围应量避免引起全厂停电事200MW型机组厂电应独立保证台机组障停运辅助机械电气障应影响台机组正常运行
(3) 便分期扩建连续施工致中断厂电供应公厂负荷供电须结合远景规模统筹安排量便渡少改变接线更换设备
(4) 200MW型机组应设置足够容量交流事保安电源
(5) 积极慎重采试验鉴定新技术新设备厂电系统达先进性济合理保证机组安全满发运行
1火力发电厂厂电接线设计原
厂电接线设计原基接线设计原相首先应保证厂负荷连续供电发电厂机安全运转次接线应灵活适应正常事检修等种运行方式求应适注意济性发展性积极慎重采新技术新设备具行性先进性
实践验表明：火电厂发电机容量60MW发电机电压105KV时采3KV作厂高压电压容量100MW—300MW时宜选6KV作厂高压电压容量300MW时技术济合理采3KV10KV两段电压
火电厂厂电率较保证厂电系统供电性济性便运行检修般采炉分段接线原厂电母线锅炉台数分成干独立段便运行检修事影响范围局限机炉致影响正常运行完机炉低压380220V厂电接线型火电厂般采单母分段接线炉分段
2 厂电接线形式拟定
600MW汽轮发电机组高压厂电系统常两种供电方案见图14方案Ⅰ（图14a）设6KV公负荷段全厂公负荷分接机组AB段母线方案II（图14b）单独设置二段公负荷母线集中供全厂公负荷电该公负荷段正常起动备变压器供电
厂
高
压变
压器
启
动备
变
压器
启
动备
变
压器
厂
高
压变
压器
6
6
6
6
6
公
公
300
300
（a） （b）
图14 高压厂电系统供电方案
（a） 设公负荷母线（b）设置公负荷母线
方案II优点公负荷集中渡问题单元机组独立性强便机组厂母线清扫缺点公负荷集中起动备变压器工作变压器作备(第二台起动备变压器作备时)工作变压器考虑起动备变压器检修障时带公段运行起动备变压器均较方案I变压器分支容量配电装备增投资较
方案I优点公负荷分接机组变压器供电性高投资省公负荷接机组公母线机组工作母线清扫时影响公负荷备外公负荷分接两台机组公母线#1机发电时必须安装#2机6kV厂配电装置起动备变压器供电二种方案优缺点应技术济较选定
设计采述方案II厂电压分两级高压6kV低压380220kV厂高压设全厂6kV公厂母线
三 短路电流计算
短路计算设计发电厂接线程中着重作电气设备选型动稳定校正热稳定校正提供短路发生时发电厂供电性会产生影响严重时导致电力系统失稳定甚造成系统解列短路事计算非常必必须进行项工作短路电流值极短时间产生较损耗急散发热量造成电气设备温度急剧升高引起设备老化损坏供电性产生影响选设备满足短路电流限制时供电性产生极严重影响设计接线时应计算短路电流
短路电流计算目设备选型提供初步考察短路事发电厂系统性稳定性影响电厂接线形式选定继电保护装置选择整定计算提供外通短路电流计算初步确定系统损耗发电厂济运行提供次短路计算中选取两短路计算点110KV母线220KV母线短路类型定系统影响严重三相短路详细计算程次短路计算中选取两短路计算点110KV母线220KV母线短路类型定系统影响严重三相短路
系统等效电路图图
设计算元件标幺值：
系统电抗标幺值：
发电机电抗标幺值：
变压器电抗标幺值：
联络变压器绕组阻抗标幺值：
1 110KV母线f2点短路：
系统等效电路化简图图
元件标幺值：
00547
简化电源短路点转移阻抗图：
基值计算：
系统：KA
发电机：MVA
计算电抗：
根转移电抗结果求发电机G1G2合短路点计算电抗
0秒时通计算曲线求出短路电流标幺值：
系统：
发电机：11045
总短路电流：
击电流：
短路容量：
2 220KVf1点短路计算：
等值电路图图
基值计算：
系统：KA
发电机：
计算电抗：
发电机：
0秒时通计算曲线求出短路电流标幺值：
系统：
发电机：
总短路电流：
击电流：
短路容量：
理根计算电抗值查计算曲线数字表意时刻短路周期电流标幺值然求名值结果记入表表
短
路
点
编
号
短路
点
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)
短路电流标值
短路电流值
0s
01s
1s
2s
4s
0s
01s
1s
2s
4s
d1
230KV
0753
限系统
003
0753
303
2282
300MW发电机分支
0306
1772
3533
303
2355
2344
2338
6261
5369
4173
4154
4143
d2
115KV
1506
限系统
0105
0753
952
14765
300MW发电机分支
094
3554
1103
10434
10964
1216
1216
3922
3708
3897
4322
4322
四 电气设备选择
电气设备选择发电厂变电电气设计容正确选择电气设备电气接线配电装置达安全济运行重条件进行电气设备选择时应根工程实际情况保证安全前提积极稳妥采新技术注意节省投资选择合适电器
1电气设备选择般规
(1)选设备应满足正常运行检修短路电压情况求考虑远景发展满足性求前提应选技术先进济合理设备具先进性
(2)应环境条件设备进行校准
(3)选设备应予整工程建设标准协调致
(4)类设备应量减少品种
(5)选新产品均应具实验数正式鉴定合格特殊情况选未正式鉴定新产品时应级批准
2电气设备选择条件
正确选择电器电气接线配电装置达安全济运行重条件进行电器选择时应根工程实际情况保证安全前提积极稳妥采新技术注意节省投资选择合适电器电器工作必须正常条件进行选择短路状态校验热稳定动稳定
正常工作条件选择电气设备
（1）额定电压高工作电压 选电器允许高工作电压低接电网高运行电压Ualm≥Usm
般情况额定电压220KV时电器允许高工作电压Ualm
115UN额定电压330KV—500KV时11UN实际电网高运行电压Usm会超电网额定电压11倍选择电器时般电器额定电压UN低装置点电网额定电压UNs条件选择UN≥UNs
(2)额定电流 电器额定电流IN指额定周围环境温度电器长期允许电流IN应该回路种合理运行方式持续工作电流ImaxIN≥Imax
发电机调相机变压器电压降低5时出力保持变相应回路Imax发电机调相机变压器额定电流105倍变压器负荷运行时Imax应负荷确定（132倍变压器额定电流）母联断路器回路般取母线台发电机变压器Imax母线分段电抗器Imax应母线台发电机跳闸时保证该段母线负荷需电流台发电机额定电流50～80出线回路Imax考虑正常负荷电流外应考虑事时回路转移负荷
外电器装置点条件检修运行等求电器进行种类形式选择
（3环境条件电气设备选择影响
选择电器时应考虑电器安装点环境条件气温风速温度污秽等级海拔高度震烈度覆冰厚度等环境条件超般电器条件时应采取措施例：区海拔高度超制造部门规定值时气压力空气密度湿度相应减少空气间隙外绝缘放电特性降般海拔1000—3500m范围海拔厂家规定值升高100m电器允许高工作电压降1高工作电压满足求时应采取高原型电器采外绝缘提高级产品110KV电器外绝缘裕度较海拔2000m
污秽等级超规定时选利防污电瓷产品济合理时采屋配电装置
国目前生产电器额定环境温度40℃周围环境温度高40℃（≦60℃）时允许电流般增高1℃额定电流减少18进行修正环境温度低+40℃时额定电流增加05电流超额定电流20
短路状态校验
(1)短路热稳定校验
短路电流通电器时电器部分温度应超允许值满足热稳定条件××≥ 式中短路电流产生热效应t分电器允许通热稳定电流时间
(2)电动力稳定校验
电动力稳定电器承受短路电流机械效应力称动稳定满足动稳定条件ies≥ishIes≥Ish式中ishIsh分短路击电流幅值效值iesIes分电器允许动稳定电流幅值效值
电气设备具体选择动稳定校验热稳定校验程见附录I
3电气设备选择结果表
表31 110 KV侧断路器选择
110KV侧
计算值
项目
LW11110（P）
UNs
110KV
UN
110KV126KV
Imax
1984KA0076KA
IN
20KA
I
18675KA
INbr
315KA
Ish
4885KA
INcl
80KA
Qk
1452968(KA)2·s
It2t
3969(KA)2·s
Ish
4885KA
Ies
80KA
表32 220 KV侧断路器选择
220KV侧
计算值
项目
LW12220
UNs
220KV
UN
220KV252KV
Imax
0992KA0138KA
IN
20KA
I
40460KA
INbr
50KA
Ish
7607KA
INcl
125KA
Qk
2818282(KA)2·s
It2t
6400(KA)2·s
Ish
7607KA
ies
125KA
表33 110 KV侧隔离开关选择
110KV侧
计算值
项目
GW4110D
UNs
110KV
UN
110KV126KV
Imax
1415KA0118KA0737KA
IN
20KA
Qk
274469(KA)2·s
It2t
3969(KA)2·s
Ish
9951KA
ies
80KA
表34 220 KV侧隔离开关选择
220KV侧
计算值
项目
GW4200D
UNs
220KV
UN
220KV252KV
Imax
1061KA0177KA0589KA
IN
20KA
Qk
6053673(KA)2·s
It2t
6400(KA)2·s
Ish
10586KA
ies
125KA
表35 部分电压互感器选择
项目
型号
次KV
二次V
剩余电
压绕组V
ImaxA
110KV
JCC1M110
110305
100305
100
2000
220KV
JCC5220
220305
100305
100
2000
联络变压器低压侧
JDZ835
35
100
100
1000
发电机
出口端
JDZ620
18
100
100
500
表36 部分电流互感器选择
项目
型号
额定电流
A
短时热稳
电流KA
额定动稳
电流KA
满匝额定输出VA
110KV
LCWB6110
2×3005
315
80
50
220KV
LCWB7220
2×6001
2×21
2×55
40
联络变低压
LZZB735
8005
315
80
50
发电机出口
LDZJ110
15005
80
163
40
五 配电装置
配电装置发电厂变电重组成部分根接线连接方式开关电器保护测量电器母线必辅助设备组建成接受分配电装置电器装设点配电装置分屋型屋外型
1配电装置选择般原
高压配电装置设计必须认真贯彻国家技术济政策遵循级颁发关规程规范技术规定根电力系统条件然环境特点运行检修施工方面求合理指定布置方案选设备积极慎重采新布置新设备新材料新结构配电装置设计断创新做技术先进济合理运行维护方便火力发电厂变电培植形式选择应考虑区理情况环境条件制宜节约结合运行检修安装求通技术济较予确定配电装置应满足四点求：
(1)节约：国口众耕节约国现代化建设项带战略性方针
(2)运行安全操作巡逻方便：配电装置整齐清晰运行中满足身设备安全求配电装置旦发生事时事限制范围低程度运行员正常操作处理事中致发生意外维修维护中致损害设备
(3)便检修安装：种形式配电装置妥善考虑检修安装条件
(4)节约材料降低造价：保证安全前提配电装置应采布置紧凑力求节约材料降低造价
隔离开关配置
（1）中型发电机出口般应装设隔离开关容量200MW机组双绕组变压器单元连接时出口装设隔离开关应拆连接点
（2）出线装设电抗器6~10KV配电装置中户供电两回线台断路器组电抗器时回线应装设组出线隔离开关
（3）接发电机变压器引出线中性点避雷器装设隔离开关
（4）台半断路器接线中视发变电工程具体情况进出线装设隔离开关装设隔离开关
（5）断路器两侧均应配置隔离开关便断路器检修时隔离电源
（6）中性点直接接普通型变压器均应通隔离开关接耦变压器中性点必装设隔离开关
电压互感器配置
（1）电压互感器数量配置接线方式关应满足测量保护
期动装置求电压互感器配置应保证运行方式改变时保护装置失压期点两侧提取电压
（2）6~220KV电压等级组母线三相应装设电压互感器旁路母线否需装设电压互感器应视回出线外侧装设电压互感情况需确定
（3）需监视检测线路侧电压时出线侧相应装设电压互感器
（4）需330KV变压器回路中提取电压时量利变压器电容式套电压抽取装置
（5）发电机出口般装设两组电压互感器供测量保护动电压调整装置需发电机配双套动电压调整装置采零序电压式匝间保护时增设组电压互感器
电流互感受器配置
（1）装断路器回路均应装设电流互感器数量应满足测量仪表保护动装置求
（2）未设断路器列点应装设电流互感器发电机变压器中性点发电机变压器出口桥形接线跨条等
（3）直接接系统般三相配置非直接接系统具体求两相三相配置
（4）台半断路器接线中线路线路串装设四组电流互感器满足保护测量求条件装设三组电流互感器利时装设三组电流互感器
2配电装置选择
配电装置型式选择应考虑区理情况环境条件制宜节约结合运行检修求通技术济较确定般情况中型发电厂变电中35KV配电装置宜采屋式110KV屋外式普通中型配电装置国采较广泛110～500KV电压级方面国已丰富验
设计理环境较没震雷暴日少没明显环境污染综合条件技术选屋外式中型配电装置
六 安全保护装置
电力系统中定保护装置必防雷保护继电保护
1避雷器选择
避雷器应列条件选择：
（1）型式：选择避雷器型式时应考虑保护电器绝缘水特点表选择：
型号
型式
应范围
FS
配电普通阀型
10KV配电系统电缆终端盒
FZ
电站普通阀型
3~220KV发电厂变电配电装置
FCZ
电站磁吹阀型
1 330KV需限制操作220KV配电
2 某变压器中性点
FCD
旋转电机磁吹阀型
旋转电机屋
（2）额定电压：避雷器额定电压应系统额定电压致
（3）灭弧电压：情况校验避雷器安装点出现导线电压否等避雷器容许电压（灭弧电压）
(4)工频放电电压Ugf：中性点绝缘阻抗接电网中工频放电电压般运行相电压35倍中性点直接接电网中工频放电电压应运行相电压3倍工频放电电压应灭弧电压18倍
(5)击放电电压残压：般国产阀式避雷器保护特性种电器具均配合项校验略
根避雷器配置原配电装置组母线般应装设避雷器变压器中性点接必须装设避雷器接变压器断路器间11035kv线路侧般装设避雷器
工程采220KV110KV配电装置构架设避雷针10KV配电装置设独立避雷针进行直接需保护
防止反击变构架设置避雷针
考虑氧化锌避雷器非线性伏安特性优越碳化硅避雷器没串联间隙保护特性没工频续流灭弧等问题工程220KV110KV系统中采氧化锌避雷器
表51避雷器选择
装设点
型号
额定电压效值（KV）
灭弧电压效值（KV）
工频放电电压峰值(KV)
击放电电压峰值（KV）
220KV母线侧
FCZ220N
220
250
340
390
520
110KV母线侧
FCZ2110N
110
250
255
290
345
2继电保护配备
（1）变压器继电保护配置
电力变压器电力系统重电气设备安全运行直接关系电力系统连续稳定运行特型电力变压器造价昂贵结构复杂旦障遭损坏修复难度时间长必然造成济损失设计中变保护配置：
1） 联差动保护
2） 非电量保护
3） 电流保护
4） 负荷保护零序流保护
（2）220KV线路保护
220KV线路安全运行整电力系统着相重影响工程220KV
（2）线路配置保护：
1） 光纤联差动保护
2） 距离保护
3） 零序流保护
4） 电流保护
（3）110KV线路保护
110KV直接连接两工厂输电距离较短稳定性样求较高110KV线路保护配置：
1） 距离保护
2） 零序方保护
3） 电流保护
结束语
课程设计已结束通凝汽式区发电厂次部分设计发电厂电气部分更深刻解掌握初步学会运理知识设计实际中需设备初步学会理转化实践次设计中求画电气接线图深知电气接线图电气技术员电气工分析实际机械设备电路蓝图次设计求设计绘制电气接线图说种挑战次练兵AutoCAD软件理知识学学时机练三次次求AutoCAD软件画图着实点难度通次设计AutoCAD软件应更解
学工科学生说深知学知识必须理指导实践实践验证理通次设计加深发电厂电气部分门学科认识接线方案选择接线连接方式变压器联络变压器配电装置选择定解时加深学该学科兴趣通课参考书籍翻阅进步提高利手头拥材料完成设计力时进行短路电流计算时进步温电力系统分析
整课程设计中次体会学关心老师关怀次课程设计资料相少班全面学相互体谅相互帮助没找资料学提供资料老师辞辛苦办公室答疑帮找出问题提出问题相关解法设计更加完整特感谢盛义发老师帮助指导感谢学帮助设计利完成
参考文献
[1] 熊信银发电厂电气部分（第三版）[M]北京：中国电力出版社2004
[2] 仰赞电力系统分析（第三版）[M]武汉：华中科技学出版社2002
[3] 戈东方电力工程电气设备手册[M]北京：中国电力出版社1998
[4] 黄励电力工程师手册（）[M]北京：中国电力出版社2002
[5] 张森中型变电站电气设备原理运行 北京中国科学出版社1991
附录I 电气设备选择
1高压断路器选择(QF)
(1) 断路器种类形式选择
通常110KV侧8回出线220KV侧10回出线接入110KV220KV侧高压断路器应选择SF6断路器
(2) 额定电流选择
A 110KV侧：
母联断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×360（1732×110）1984KA
接负荷出线断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×110（1732×110×8）0076KA
B 220KV侧
母联断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×360（1732 ×220）0992KA
接负荷出线断路器旁路断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×500（1732 ×220×10）0138KA
220KV侧变压器出线断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×360（1732 ×220）0992KA
(3) 开断电流选择
高压断路器额定开断电流INbr应实际开断瞬间短路电流周期分量IPt简化计算应暂态电流I进行选择INbr≥I
110KV侧 INbr≥I18675KA
220KV侧 INbr≥I2908KA
(4) 短路关合电流选择
保证断路器关合短路时安全断路器额定关合电流INcl 应短路电流击值IshINcl≥Ish
短路发生发电厂高压侧母线时取Kim 185
110KV侧 INcl≥Ish1414×185 I1414×185×186754885KA
220KV侧 INcl≥Ish1414×185 I1414×185×404607607KA
(5) 热稳定校验
检验式：It2t≥Qk
取tk(短路切时间)4s
110KV侧 I18675KA I2 19087KA I419087KA
周期分量热效应
Qpt (I2+10I22+I42)×tk12
(18675×18675+10×19087×19087+19087×19087)×412
1452068(KA)2·s
t>1s计非周期分量 Qk Qpt 1452968(KA)2·s
220KV侧 I2908KA I2 26234KA I426963KA
周期分量热效应
Qpt (I2+10I22+I42)×tk12 2818282(KA)2·s
t>1s计非周期分量 Qk Qpt2818282 (KA)2·s
(6)动稳定校验
ies ≥ish
110KV侧 ies ≥4885KA
220KV侧 ies ≥7607KA
器件选择结果记入表31表32
2高压隔离开关选择(QS)
选择方式计算方式高压断路器
器件选择结果记入表33表34
3电压互感器选择(TV)
选择方式计算方式高压断路器
器件选择结果记入表35
4电流互感器选择(TA)
选择方式计算方式高压断路器
器件选择结果记入表36
附录II 火电厂电气接线图
附录图附件
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发电厂电气部分
课程设计
题 目 凝气式火电厂次部分课程设计
指导教师
职 称 讲师
班 级
学 号
学生姓名
2011年 X月X日
凝汽式火电厂次部分课程设计
1．原始资料
1．1 发电厂建设规模
111 类型凝汽式火电厂
112 终容量机组型式参数：2×300MW年利时数：6000ha
1．2 电力系统厂连接情况
121 电厂电力系统中作位：区电厂
122 发电厂联入系统电压等级：220KV
123 电力系统总装机容量：16000MW短路容量：10000MVA
124 发电厂系统中处位置供电示意图
1．3 电力负荷水
131 220KV电压等级：架空线8回备2回I级负荷输送200MW
Tmax＝4000ha
132 110KV电压等级：架空线8回I级负荷输送180MWTmax＝4000ha
133 穿越厂功率50MVA
134 厂电率：8
14 环境条件
141 年高温40℃低温－6℃热月均高温度28℃热月均低温度24℃
142 海拔高度50m
143 气象条件特殊求
2设计务
21 发电厂电气接线设计
22 厂电设计
23 短路电流计算
24 电气设备选择
2．5 配电装置
3设计成果
31 设计说明书计算书份
32 图纸张
凝汽式火电厂次部分课程设计
摘
电种清洁二次源电仅便输送分配易转换源便控制理调度易实现动化电已广泛应国民济社会生产民生活方面绝数电电力系统中发电厂提供电力工业已成国实现现代化基础迅猛发展国电源结构中火电设备容量占总装机容量75设计配2台300MW汽轮发电机型火电厂次部分初步设计完成电气接线设计包括四部分分电气接线选择短路电流计算电气设备选择配电装置选择中详细描述接线选择短路电流计算电气设备选择短路情况进行分析计算短路参数进行种类设备选择设计进行理分析设计2×300MW总装机容量600MW凝汽式区域性火电厂进行电气次部分厂电高压部分设计包括五部分分电气接线选择短路电流计算电气设备选择配电装置选择安全保护装置中详细描述短路电流计算电气设备选择短路情况进行分析计算短路参数进行种类设备选择列出设备选择结果表设计进行理分析
设计总图包括接线厂电断路器隔离开关等
［关键词］： 接线 发电机 变压器 短路电流 厂电 厂备 安全保护
电气接线
1系统负荷资料分析
（1）工程情况
原始资料知设计根电力系统发展规划拟该区新建座装机容量1200MW凝汽式火力发电厂发电厂安装2台600MW机组总容量占相联电力系统总容量＝没超电力系统检修备容量—事备容量求说明该火电厂未电力系统中占导作位负责区供电年利时数6000>5000火电厂电力系统中承担基荷该电厂电气接线求较高性该发电机端额定电压20KV电厂建成6KV电压供+厂负荷厂电8220KV电压等级供系统架空线8回属I级负荷输送200MWTmax＝4000ha110KV电压等级供负荷架空线8回属I级负荷输送180MWTmax＝4000ha设计需做技术指标求保证供电安全济功率数达085
（2）电力系统情况
该发电厂电力系统中作位区电厂区电厂城镇
电力系统总装机容量16000 MW短路容量10000MVA
该发电厂联入系统电压等级220KV
(3)负荷分析
该发电厂两电压等级负荷分析分 ：
220KV电压等级：架空线8回备两回十回出线负荷类型级负荷输送200 MW负荷时数4000 ha功率数085
110KV电压等级：架空线8回8回出线负荷类型级负荷输送180 MW负荷时数4000 ha功率数085
两电压等级联负荷均级负荷负荷时数4000 ha接线性求高
（4）环境情况
原始资料知海拔高50m采非高原型电气设备年高温度40度年低温度6度热月均高温度28度热月均低温度24度气象条件特殊求
（5）设备情况
原始资料中出两台发电机容量里单台300 MW发电机设备型号进行选择
根原始资料中出发电机容量课选择出发电机型号选择结果表
发电机代号
发电机型号
额 定
电 压(KV)
额定
功率(MW)
功率
数
步电抗
瞬变电抗
超瞬变电抗
台数
G1~~G2
QFSN3002
20
300
085
18859
1968
189
2
型号含义 2——2极
300——额定容量
N——氢冷
F——发电机
Q——汽轮机
S——水冷
2接线方案选择
（1） 接线方案拟定
1) 110KV电压等级：出线8回架空线路I级负荷输送180MW实现停电检修出线断路器采单母线分段带旁路双母线带旁路接线形式两台发电机组单机容量均300MW110KV侧负荷180MW全年均负荷330×4300÷876016198MW接台300MW机组容量远负荷330MW年均负荷16198MW联络变压器出现障时会造成发电机量积压容量引起发电机出现甩负荷现象选择变压器时定困难110KV侧接发电机通两台联络变压器220KV侧引接110KV侧负荷供电输送200MW型号发电机般接电压等级联络变容量竟110KV电压等级拟采接发电机组方式
2) 220KV电压等级：出线10回架空线路承担级负荷检修出线断路器时停电采双母线双母分段接线形式保证供电性灵活性两台发电机出口电压均220KV单机容量均300MW额定电流短路电流发电机出口断路器制造困难价格昂贵600MW机组供电性求级高拟采分相封闭母线直接变压器连接构成单元接线接220KV母线减少出口断路器隔离开关限制短路电流提高性济性减少事发生
综述拟定两种接线方案：
方案： 发电机出口采分相封闭母线110KV电压等级采单母分段带旁路接线形式分段断路器兼作旁路断路器220KV电压等级采双母接线形式两台发电机分两台变压器接成发电机变压器单元接线形式接220KV电压母线220KV电压母线110KV电压母线间设两台联络变压器通两台联络变压器220KV电压母线110KV侧负荷供电
方案二 发电机出口采分相封闭母线110KV电压等级采双母线带接线形式220KV电压等级采双母线带接线形式两台发电机分两台变压器接成发电机变压器单元接线形式接220KV电压母线220KV电压母线110KV电压母线间设两台联络变压器通两台联络变压器220KV电压母线110KV侧负荷供电
（2） 接线方案较原
电气接线基求概括说应该包括性灵活性济性三方 面
性安全电力生产首务保证供电电气接线基求通常定性分析衡量接线性时方面考虑：断路器检修时否影响连续供电线路断路器母线障母线检修时造成馈线停运回路数少停电时间长短否满足重二类负荷供电求电厂全厂停电性型机组突然停电电力系统稳定运行影响产生果等素
中型发电厂电气接线般定性分析性外需进行性定量计算
灵活性：电气接线应适应种运行状态灵活进行运行方式转换灵活性包括方面：操作方便性调度方便性扩建方便性
济性设计接线时矛盾发生性济性间通常设计应满足性灵活性前提做济合理济性方面考虑：节省次投资占面积少电损耗少
（3）接线方案较选定
方案110KV侧采单母分段带旁路接线形式220KV侧采双母接线形式方案二110KV侧采双母接线形式220KV侧采双母接线形式表
电压等级
方案
方案二
110KV
单母分段带旁路
双母线接线
220KV
双母线接线
双母线接线
两方案发电机出口端采分相封闭母线厂电均发电机出口端引接需较110KV电压等级接线形式方案采单母线分段带旁路接线形式方案二采双母线接线形式济性方面两方案中方案二占面积较断路器数量方案样投资两方案基相性方面方案性相较差灵活性方面方案运行方式单灵活性差110KV侧应选双母线接线形式220KV电压等级接线形式方案方案二接线形式样性高220KV侧选双母线接线形式
通较出较结果表两种方案中方案二优方案选择方案二作该凝汽式火电厂接线方案
方案
项目
方案
方案二
性
较差
较高
灵活性
较差
较高
济性
相较高
相较低
3变压器选择计算
变压器选择包括容量台数型式结构选择
(1) 单元接线变压器容量确定原
单元接线时变压器应发电机额定容量扣机组厂负荷留10裕度确定采扩单元接线时应采分裂绕组变压器容量应单元接线计算原算出两台机容量确定
两台变压器容量300300×8276MW300MW发电机功率素085两台变压器容量276×(1+01) 0853572MVA选取变压器容量360MW
变压器
型号（额定量360MW）
额定电压KV
短路
阻抗
()
空载电流
()
额定
容量
连接组标号
台数
空载损耗（KW）
短路损耗（KW）
高压
中压低压
SFP7
360000220
242±2
×25
20
140
07
360MW
YN d11
2
195
860
(2) 连接两种升高电压母线联络变压器确定原
联络变压器容量应满足两种电压网络种运行方式网络间功功率功功率交换般应接两种电压母线台机组容量保证台机组障检修时通联络变压器满足侧负荷求时线路检修障时通联络变压器剩余容量送入系统设计题目中求 220KV电压等级架空线8回备2回I级负荷输送200MW求110KV电压等级架空线8回I级负荷输送180MW穿越厂功率50MVA里选择两台三绕组变压器容量变压器容量计算查表选择三相三绕组变压器额定容量360MW
联络变压器
型号
额定电压KV
短路阻抗
额定
容量
连接
组标
号
空载电流
台数
高压
中压低压
SFPS7
360000220
242±2
×25
1211575
高中130
高低120
中低194
360MW（100
10050）
YN d11
N0
07
2
(3) 变压器台数确定原
发电厂变电变压器台数电压等级接线形式传输容量系统联系密切关系通常系统具强联系中型发电厂重变电种电压等级变压器应少2台弱联系中型发电厂低压侧电压610KV变电系统备性质时装台变压器区性孤立次变电型工业专变电设3台变压器
(4) 变压器型式结构确定原
选择变压器型式时应相数绕组数绕组接线组冷方式调压方式等方面考虑通常考虑相数绕组数绕组接线组330KV电力系统般应选三相变压器单相变压器组相讲投资占运行损耗较时配电装置结构复杂增加维修工作量型三相变压器受制造条件运输条件限制时宜选两台容量三相变压器取代台容量三相变压器者选单相变压器般机组容量125MW发电厂采三绕组变压器机组容量200MW发电厂通常采双绕组变压器加联络变压器采扩单元接线时应优先选低压分裂绕组变压器样限制短路电流
变压器三绕组接线组必须系统电压相位致否列运行电力系统采绕组连接方式星型Y三角形D两种变压器三相绕组连接方式应根具体工程确定国规定110KV电压等级变压器三绕组采YN连接35KV采Y连接中性点通消弧线圈接35KV高压电压变压器三绕组采D连接发电厂变电中般考虑系统机组步列求限制三次谐波电源影响素根绕组连接方式原变压器接线组般选YNd11常规接线厂电率8厂变压器容量：
*8300*8*110853105MVA 选变压器型号参数外厂备电源联络变压器110KV220KV母线取时某台发电机检修时造成母线功率供应足时起功率传送作查表SFPF740000220变压器符合该求具体参数表：
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
厂变压器
SFF74000020
4000002×20000
2025×2
63
63
全穿越
半穿越
08
Dd0d0
95
153
厂变压器
SFF3150020
4000002×20000
2025×2
63
63
全穿越
半穿越
145
Dd0d0
95
161
二 厂电接线方式选择
厂电接线应满足正常运行安全灵活济检修维护方便等般求外尚应满足：
(1) 充分考虑发电厂正常事检修启动等运行方式供电求切换操作简便启动（备）电源短时投入
(2) 量缩厂电系统障影响范围应量避免引起全厂停电事200MW型机组厂电应独立保证台机组障停运辅助机械电气障应影响台机组正常运行
(3) 便分期扩建连续施工致中断厂电供应公厂负荷供电须结合远景规模统筹安排量便渡少改变接线更换设备
(4) 200MW型机组应设置足够容量交流事保安电源
(5) 积极慎重采试验鉴定新技术新设备厂电系统达先进性济合理保证机组安全满发运行
1火力发电厂厂电接线设计原
厂电接线设计原基接线设计原相首先应保证厂负荷连续供电发电厂机安全运转次接线应灵活适应正常事检修等种运行方式求应适注意济性发展性积极慎重采新技术新设备具行性先进性
实践验表明：火电厂发电机容量60MW发电机电压105KV时采3KV作厂高压电压容量100MW—300MW时宜选6KV作厂高压电压容量300MW时技术济合理采3KV10KV两段电压
火电厂厂电率较保证厂电系统供电性济性便运行检修般采炉分段接线原厂电母线锅炉台数分成干独立段便运行检修事影响范围局限机炉致影响正常运行完机炉低压380220V厂电接线型火电厂般采单母分段接线炉分段
2 厂电接线形式拟定
600MW汽轮发电机组高压厂电系统常两种供电方案见图14方案Ⅰ（图14a）设6KV公负荷段全厂公负荷分接机组AB段母线方案II（图14b）单独设置二段公负荷母线集中供全厂公负荷电该公负荷段正常起动备变压器供电
厂
高
压变
压器
启
动备
变
压器
启
动备
变
压器
厂
高
压变
压器
6
6
6
6
6
公
公
300
300
（a） （b）
图14 高压厂电系统供电方案
（a） 设公负荷母线（b）设置公负荷母线
方案II优点公负荷集中渡问题单元机组独立性强便机组厂母线清扫缺点公负荷集中起动备变压器工作变压器作备(第二台起动备变压器作备时)工作变压器考虑起动备变压器检修障时带公段运行起动备变压器均较方案I变压器分支容量配电装备增投资较
方案I优点公负荷分接机组变压器供电性高投资省公负荷接机组公母线机组工作母线清扫时影响公负荷备外公负荷分接两台机组公母线#1机发电时必须安装#2机6kV厂配电装置起动备变压器供电二种方案优缺点应技术济较选定
设计采述方案II厂电压分两级高压6kV低压380220kV厂高压设全厂6kV公厂母线
三 短路电流计算
短路计算设计发电厂接线程中着重作电气设备选型动稳定校正热稳定校正提供短路发生时发电厂供电性会产生影响严重时导致电力系统失稳定甚造成系统解列短路事计算非常必必须进行项工作短路电流值极短时间产生较损耗急散发热量造成电气设备温度急剧升高引起设备老化损坏供电性产生影响选设备满足短路电流限制时供电性产生极严重影响设计接线时应计算短路电流
短路电流计算目设备选型提供初步考察短路事发电厂系统性稳定性影响电厂接线形式选定继电保护装置选择整定计算提供外通短路电流计算初步确定系统损耗发电厂济运行提供次短路计算中选取两短路计算点110KV母线220KV母线短路类型定系统影响严重三相短路详细计算程次短路计算中选取两短路计算点110KV母线220KV母线短路类型定系统影响严重三相短路
系统等效电路图图
设计算元件标幺值：
系统电抗标幺值：
发电机电抗标幺值：
变压器电抗标幺值：
联络变压器绕组阻抗标幺值：
1 110KV母线f2点短路：
系统等效电路化简图图
元件标幺值：
00547
简化电源短路点转移阻抗图：
基值计算：
系统：KA
发电机：MVA
计算电抗：
根转移电抗结果求发电机G1G2合短路点计算电抗
0秒时通计算曲线求出短路电流标幺值：
系统：
发电机：11045
总短路电流：
击电流：
短路容量：
2 220KVf1点短路计算：
等值电路图图
基值计算：
系统：KA
发电机：
计算电抗：
发电机：
0秒时通计算曲线求出短路电流标幺值：
系统：
发电机：
总短路电流：
击电流：
短路容量：
理根计算电抗值查计算曲线数字表意时刻短路周期电流标幺值然求名值结果记入表表
短
路
点
编
号
短路
点
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)
短路电流标值
短路电流值
0s
01s
1s
2s
4s
0s
01s
1s
2s
4s
d1
230KV
0753
限系统
003
0753
303
2282
300MW发电机分支
0306
1772
3533
303
2355
2344
2338
6261
5369
4173
4154
4143
d2
115KV
1506
限系统
0105
0753
952
14765
300MW发电机分支
094
3554
1103
10434
10964
1216
1216
3922
3708
3897
4322
4322
四 电气设备选择
电气设备选择发电厂变电电气设计容正确选择电气设备电气接线配电装置达安全济运行重条件进行电气设备选择时应根工程实际情况保证安全前提积极稳妥采新技术注意节省投资选择合适电器
1电气设备选择般规
(1)选设备应满足正常运行检修短路电压情况求考虑远景发展满足性求前提应选技术先进济合理设备具先进性
(2)应环境条件设备进行校准
(3)选设备应予整工程建设标准协调致
(4)类设备应量减少品种
(5)选新产品均应具实验数正式鉴定合格特殊情况选未正式鉴定新产品时应级批准
2电气设备选择条件
正确选择电器电气接线配电装置达安全济运行重条件进行电器选择时应根工程实际情况保证安全前提积极稳妥采新技术注意节省投资选择合适电器电器工作必须正常条件进行选择短路状态校验热稳定动稳定
正常工作条件选择电气设备
（1）额定电压高工作电压 选电器允许高工作电压低接电网高运行电压Ualm≥Usm
般情况额定电压220KV时电器允许高工作电压Ualm
115UN额定电压330KV—500KV时11UN实际电网高运行电压Usm会超电网额定电压11倍选择电器时般电器额定电压UN低装置点电网额定电压UNs条件选择UN≥UNs
(2)额定电流 电器额定电流IN指额定周围环境温度电器长期允许电流IN应该回路种合理运行方式持续工作电流ImaxIN≥Imax
发电机调相机变压器电压降低5时出力保持变相应回路Imax发电机调相机变压器额定电流105倍变压器负荷运行时Imax应负荷确定（132倍变压器额定电流）母联断路器回路般取母线台发电机变压器Imax母线分段电抗器Imax应母线台发电机跳闸时保证该段母线负荷需电流台发电机额定电流50～80出线回路Imax考虑正常负荷电流外应考虑事时回路转移负荷
外电器装置点条件检修运行等求电器进行种类形式选择
（3环境条件电气设备选择影响
选择电器时应考虑电器安装点环境条件气温风速温度污秽等级海拔高度震烈度覆冰厚度等环境条件超般电器条件时应采取措施例：区海拔高度超制造部门规定值时气压力空气密度湿度相应减少空气间隙外绝缘放电特性降般海拔1000—3500m范围海拔厂家规定值升高100m电器允许高工作电压降1高工作电压满足求时应采取高原型电器采外绝缘提高级产品110KV电器外绝缘裕度较海拔2000m
污秽等级超规定时选利防污电瓷产品济合理时采屋配电装置
国目前生产电器额定环境温度40℃周围环境温度高40℃（≦60℃）时允许电流般增高1℃额定电流减少18进行修正环境温度低+40℃时额定电流增加05电流超额定电流20
短路状态校验
(1)短路热稳定校验
短路电流通电器时电器部分温度应超允许值满足热稳定条件××≥ 式中短路电流产生热效应t分电器允许通热稳定电流时间
(2)电动力稳定校验
电动力稳定电器承受短路电流机械效应力称动稳定满足动稳定条件ies≥ishIes≥Ish式中ishIsh分短路击电流幅值效值iesIes分电器允许动稳定电流幅值效值
电气设备具体选择动稳定校验热稳定校验程见附录I
3电气设备选择结果表
表31 110 KV侧断路器选择
110KV侧
计算值
项目
LW11110（P）
UNs
110KV
UN
110KV126KV
Imax
1984KA0076KA
IN
20KA
I
18675KA
INbr
315KA
Ish
4885KA
INcl
80KA
Qk
1452968(KA)2·s
It2t
3969(KA)2·s
Ish
4885KA
Ies
80KA
表32 220 KV侧断路器选择
220KV侧
计算值
项目
LW12220
UNs
220KV
UN
220KV252KV
Imax
0992KA0138KA
IN
20KA
I
40460KA
INbr
50KA
Ish
7607KA
INcl
125KA
Qk
2818282(KA)2·s
It2t
6400(KA)2·s
Ish
7607KA
ies
125KA
表33 110 KV侧隔离开关选择
110KV侧
计算值
项目
GW4110D
UNs
110KV
UN
110KV126KV
Imax
1415KA0118KA0737KA
IN
20KA
Qk
274469(KA)2·s
It2t
3969(KA)2·s
Ish
9951KA
ies
80KA
表34 220 KV侧隔离开关选择
220KV侧
计算值
项目
GW4200D
UNs
220KV
UN
220KV252KV
Imax
1061KA0177KA0589KA
IN
20KA
Qk
6053673(KA)2·s
It2t
6400(KA)2·s
Ish
10586KA
ies
125KA
表35 部分电压互感器选择
项目
型号
次KV
二次V
剩余电
压绕组V
ImaxA
110KV
JCC1M110
110305
100305
100
2000
220KV
JCC5220
220305
100305
100
2000
联络变压器低压侧
JDZ835
35
100
100
1000
发电机
出口端
JDZ620
18
100
100
500
表36 部分电流互感器选择
项目
型号
额定电流
A
短时热稳
电流KA
额定动稳
电流KA
满匝额定输出VA
110KV
LCWB6110
2×3005
315
80
50
220KV
LCWB7220
2×6001
2×21
2×55
40
联络变低压
LZZB735
8005
315
80
50
发电机出口
LDZJ110
15005
80
163
40
五 配电装置
配电装置发电厂变电重组成部分根接线连接方式开关电器保护测量电器母线必辅助设备组建成接受分配电装置电器装设点配电装置分屋型屋外型
1配电装置选择般原
高压配电装置设计必须认真贯彻国家技术济政策遵循级颁发关规程规范技术规定根电力系统条件然环境特点运行检修施工方面求合理指定布置方案选设备积极慎重采新布置新设备新材料新结构配电装置设计断创新做技术先进济合理运行维护方便火力发电厂变电培植形式选择应考虑区理情况环境条件制宜节约结合运行检修安装求通技术济较予确定配电装置应满足四点求：
(1)节约：国口众耕节约国现代化建设项带战略性方针
(2)运行安全操作巡逻方便：配电装置整齐清晰运行中满足身设备安全求配电装置旦发生事时事限制范围低程度运行员正常操作处理事中致发生意外维修维护中致损害设备
(3)便检修安装：种形式配电装置妥善考虑检修安装条件
(4)节约材料降低造价：保证安全前提配电装置应采布置紧凑力求节约材料降低造价
隔离开关配置
（1）中型发电机出口般应装设隔离开关容量200MW机组双绕组变压器单元连接时出口装设隔离开关应拆连接点
（2）出线装设电抗器6~10KV配电装置中户供电两回线台断路器组电抗器时回线应装设组出线隔离开关
（3）接发电机变压器引出线中性点避雷器装设隔离开关
（4）台半断路器接线中视发变电工程具体情况进出线装设隔离开关装设隔离开关
（5）断路器两侧均应配置隔离开关便断路器检修时隔离电源
（6）中性点直接接普通型变压器均应通隔离开关接耦变压器中性点必装设隔离开关
电压互感器配置
（1）电压互感器数量配置接线方式关应满足测量保护
期动装置求电压互感器配置应保证运行方式改变时保护装置失压期点两侧提取电压
（2）6~220KV电压等级组母线三相应装设电压互感器旁路母线否需装设电压互感器应视回出线外侧装设电压互感情况需确定
（3）需监视检测线路侧电压时出线侧相应装设电压互感器
（4）需330KV变压器回路中提取电压时量利变压器电容式套电压抽取装置
（5）发电机出口般装设两组电压互感器供测量保护动电压调整装置需发电机配双套动电压调整装置采零序电压式匝间保护时增设组电压互感器
电流互感受器配置
（1）装断路器回路均应装设电流互感器数量应满足测量仪表保护动装置求
（2）未设断路器列点应装设电流互感器发电机变压器中性点发电机变压器出口桥形接线跨条等
（3）直接接系统般三相配置非直接接系统具体求两相三相配置
（4）台半断路器接线中线路线路串装设四组电流互感器满足保护测量求条件装设三组电流互感器利时装设三组电流互感器
2配电装置选择
配电装置型式选择应考虑区理情况环境条件制宜节约结合运行检修求通技术济较确定般情况中型发电厂变电中35KV配电装置宜采屋式110KV屋外式普通中型配电装置国采较广泛110～500KV电压级方面国已丰富验
设计理环境较没震雷暴日少没明显环境污染综合条件技术选屋外式中型配电装置
六 安全保护装置
电力系统中定保护装置必防雷保护继电保护
1避雷器选择
避雷器应列条件选择：
（1）型式：选择避雷器型式时应考虑保护电器绝缘水特点表选择：
型号
型式
应范围
FS
配电普通阀型
10KV配电系统电缆终端盒
FZ
电站普通阀型
3~220KV发电厂变电配电装置
FCZ
电站磁吹阀型
1 330KV需限制操作220KV配电
2 某变压器中性点
FCD
旋转电机磁吹阀型
旋转电机屋
（2）额定电压：避雷器额定电压应系统额定电压致
（3）灭弧电压：情况校验避雷器安装点出现导线电压否等避雷器容许电压（灭弧电压）
(4)工频放电电压Ugf：中性点绝缘阻抗接电网中工频放电电压般运行相电压35倍中性点直接接电网中工频放电电压应运行相电压3倍工频放电电压应灭弧电压18倍
(5)击放电电压残压：般国产阀式避雷器保护特性种电器具均配合项校验略
根避雷器配置原配电装置组母线般应装设避雷器变压器中性点接必须装设避雷器接变压器断路器间11035kv线路侧般装设避雷器
工程采220KV110KV配电装置构架设避雷针10KV配电装置设独立避雷针进行直接需保护
防止反击变构架设置避雷针
考虑氧化锌避雷器非线性伏安特性优越碳化硅避雷器没串联间隙保护特性没工频续流灭弧等问题工程220KV110KV系统中采氧化锌避雷器
表51避雷器选择
装设点
型号
额定电压效值（KV）
灭弧电压效值（KV）
工频放电电压峰值(KV)
击放电电压峰值（KV）
220KV母线侧
FCZ220N
220
250
340
390
520
110KV母线侧
FCZ2110N
110
250
255
290
345
2继电保护配备
（1）变压器继电保护配置
电力变压器电力系统重电气设备安全运行直接关系电力系统连续稳定运行特型电力变压器造价昂贵结构复杂旦障遭损坏修复难度时间长必然造成济损失设计中变保护配置：
1） 联差动保护
2） 非电量保护
3） 电流保护
4） 负荷保护零序流保护
（2）220KV线路保护
220KV线路安全运行整电力系统着相重影响工程220KV
（2）线路配置保护：
1） 光纤联差动保护
2） 距离保护
3） 零序流保护
4） 电流保护
（3）110KV线路保护
110KV直接连接两工厂输电距离较短稳定性样求较高110KV线路保护配置：
1） 距离保护
2） 零序方保护
3） 电流保护
结束语
课程设计已结束通凝汽式区发电厂次部分设计发电厂电气部分更深刻解掌握初步学会运理知识设计实际中需设备初步学会理转化实践次设计中求画电气接线图深知电气接线图电气技术员电气工分析实际机械设备电路蓝图次设计求设计绘制电气接线图说种挑战次练兵AutoCAD软件理知识学学时机练三次次求AutoCAD软件画图着实点难度通次设计AutoCAD软件应更解
学工科学生说深知学知识必须理指导实践实践验证理通次设计加深发电厂电气部分门学科认识接线方案选择接线连接方式变压器联络变压器配电装置选择定解时加深学该学科兴趣通课参考书籍翻阅进步提高利手头拥材料完成设计力时进行短路电流计算时进步温电力系统分析
整课程设计中次体会学关心老师关怀次课程设计资料相少班全面学相互体谅相互帮助没找资料学提供资料老师辞辛苦办公室答疑帮找出问题提出问题相关解法设计更加完整特感谢盛义发老师帮助指导感谢学帮助设计利完成
参考文献
[1] 熊信银发电厂电气部分（第三版）[M]北京：中国电力出版社2004
[2] 仰赞电力系统分析（第三版）[M]武汉：华中科技学出版社2002
[3] 戈东方电力工程电气设备手册[M]北京：中国电力出版社1998
[4] 黄励电力工程师手册（）[M]北京：中国电力出版社2002
[5] 张森中型变电站电气设备原理运行 北京中国科学出版社1991
附录I 电气设备选择
1高压断路器选择(QF)
(1) 断路器种类形式选择
通常110KV侧8回出线220KV侧10回出线接入110KV220KV侧高压断路器应选择SF6断路器
(2) 额定电流选择
A 110KV侧：
母联断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×360（1732×110）1984KA
接负荷出线断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×110（1732×110×8）0076KA
B 220KV侧
母联断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×360（1732 ×220）0992KA
接负荷出线断路器旁路断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×500（1732 ×220×10）0138KA
220KV侧变压器出线断路器额定电流：
IN1≥Imax1105×360（1732 ×220）0992KA
(3) 开断电流选择
高压断路器额定开断电流INbr应实际开断瞬间短路电流周期分量IPt简化计算应暂态电流I进行选择INbr≥I
110KV侧 INbr≥I18675KA
220KV侧 INbr≥I2908KA
(4) 短路关合电流选择
保证断路器关合短路时安全断路器额定关合电流INcl 应短路电流击值IshINcl≥Ish
短路发生发电厂高压侧母线时取Kim 185
110KV侧 INcl≥Ish1414×185 I1414×185×186754885KA
220KV侧 INcl≥Ish1414×185 I1414×185×404607607KA
(5) 热稳定校验
检验式：It2t≥Qk
取tk(短路切时间)4s
110KV侧 I18675KA I2 19087KA I419087KA
周期分量热效应
Qpt (I2+10I22+I42)×tk12
(18675×18675+10×19087×19087+19087×19087)×412
1452068(KA)2·s
t>1s计非周期分量 Qk Qpt 1452968(KA)2·s
220KV侧 I2908KA I2 26234KA I426963KA
周期分量热效应
Qpt (I2+10I22+I42)×tk12 2818282(KA)2·s
t>1s计非周期分量 Qk Qpt2818282 (KA)2·s
(6)动稳定校验
ies ≥ish
110KV侧 ies ≥4885KA
220KV侧 ies ≥7607KA
器件选择结果记入表31表32
2高压隔离开关选择(QS)
选择方式计算方式高压断路器
器件选择结果记入表33表34
3电压互感器选择(TV)
选择方式计算方式高压断路器
器件选择结果记入表35
4电流互感器选择(TA)
选择方式计算方式高压断路器
器件选择结果记入表36
附录II 火电厂电气接线图
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