发电厂课程设计水电站设计

1摘摘 要要电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再通过由变压器、电力线路的等变换、输送、分配电能设备所组成的电力网络将电能供应到各负荷中心，供给用户使用。电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。电气一次部分主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身投资的大小、运行的灵活性、经济以及供电的可靠性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。随着社会的进步和经济的发展，电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域。本文是对装设有 4 台 125MW 水轮机组的中性水电站电气一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计，其中包括电气主接线的形式的比较、选择及确定；主变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验。关键词关键词： 发电厂；变压器；电力系统；电气设备发电厂；变压器；电力系统；电气设备2 目目 录录目目 录录 .2 21 1 绪绪 论论 .3 31.1 电力系统概述.32 2 4*125MW4*125MW 水力发电厂电气主接线的确定水力发电厂电气主接线的确定.3 32.1 概 述.32.2 电气主接线的选择.42.2.1 主接线的设计.42.2.2 方案的选择.83 3 主变压器的选择主变压器的选择 .9 93.1 变压器的选型.93.3.1 具有发电机电压母线的主变压器.104 4 水力发电厂短路电流计算水力发电厂短路电流计算 .13134.1 概 述.134.2 各系统短路电流的计算.134.2.1 短路计算的基本假定和计算方法.134.2.2 电抗图及电抗计算.145 5 水电站一次设备的选择水电站一次设备的选择 .23235.1 选择电气一次设备遵循的条件.235.2 电气设备的选择.235.2.1 系统各个回路的最大工作电流.235.2.2 电气设备的选择.2431 绪绪 论论 1.1 电力系统概述 由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通 过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷 中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约 了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、 控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。到 2003 年底，我国发电机装机容量达 38450 万千瓦，发电量达 19080 亿度，居世界第 2 位。工业用电量已占全部用电量的 5070%，是电力系统的最大电能用户，供配电系统的任务就是企业所需电能的供应和分配。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。2 4*125MW 水力发电厂电气主接线的确定水力发电厂电气主接线的确定2.1 概 述 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。 发电厂的电气主接线是保证电力网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。42.2 电气主接线的选择电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定于电压等级和出线回路数。电气主接线是由高压电气设备连成的接收和分配电能的电路，是发电厂和变电所最重要的组成部分之一，对安全可靠供电至关重要。因此设计的主接线必须满足如下要求：(1) 满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求；(2) 接线简单、清晰，操作简便；(3) 必要的运行灵活性和检修方便；(4) 投资少，运行费用低；(5) 具有扩建的可能性。 发电厂的主接线的基本环节是电源（发电机或变压器）和引出线。母线（又称汇流母线）是中间环节，它起着汇总和分配电能的作用。由于多数情况下引出线数目要比电源数目多好几倍，故在二者之间采用母线连接既有利于电能交换，还可以使接线简单明了和运行方便。2.2.1 主接线的设计 1 1、课程设计的技术背景和设计依据、课程设计的技术背景和设计依据 （1）电厂规模：装机容量: 装机 4 台，容量分别为 125MW, UN=10.5KV气象条件：年最高温度 40 度，平均气温 25 度，气象条件一般，无特殊要求厂用电率：0.5%。（2）出线回数：a. 110KV 电压等级：出线 5 回，其中两回以双回路送铜山岭有色金属矿，另两回5分别送水圻口变电站和大沃集变电站。110KV 最大负荷 30MW,最小负荷 25MW,cos =0.85, Tmax=5500h，为类负荷。b.220KV 电压等级：出线 4 回，两回与无穷大系统连接，接受该发电厂的剩余功率。另一回与一 220KV 变电站相连，最大负荷 125MW，Tmax=5500h,为类负荷。220KV 和 110KV 出线各预留 1 回。 2 2、主接线的方案、主接线的方案（1） 方案一a.220KV 电压等级的方案选择。带有专用旁路断路器的接线，多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于汇线较多，负荷对供电可靠高的特殊场合，是十分必要的，由于 220KV负荷有类负荷，所以采用双母线带专用旁路断路器的接线方式。采用这种接线方式的优点是：与单母线相比，投资有所增加，但运行的可靠性灵活性大为提高，扩建方便，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，并且采用旁路母线之后，在出线断路器和隔离开关检修的时候，对重要负荷的供电不会停，保证了供电的可靠性。b.110KV 电压等级的方案选择。由于 110KV 电压等级的负荷为类负荷，所以在本方案中的可选择的接线形式是单母线分段带专用旁路断路器的接线，用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间，供电和不致使重要用户停电。并且采用旁路母线之后，在出线断路器和隔离开关检修的时候，对重要负荷的供电不会停，保证了供电的可靠性。c.10KV 电压等级的方案选择。本方案中的可选择的接线形式是单母线分段接线。用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同的段引出两条回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器会自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。所以可以将主接线形式表示如图 2-1 所示。 6图 2-1 方案一接线图（2） 方案二a.220KV 电压等级的方案选择。由于 220KV 电压等级的电压馈线数目是 4 回，所以在本方案中的可选择的接线形式是双母线接线形式。由于双母线接线的可靠性和灵活性高，它可以轮流检修母线，而不中断对用户的供电；当检修任意回路的母线隔离开关时，只需断开该回路；工作母线故障时，可将全部回路转移到备用母线上，从而使用户迅速恢复供电；可用母联断路器代替任意回路需要检修的断路器，在种情况下，只需短时停电；在个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分离出来，并单独接至备用母线上。双母线接线形式正好克服了单母线分段接线形式的缺点，所以在大、中型发电厂中这种接线形式被广泛应用。b.110KV 电压等级的方案选择。由于 110KV 电压等级的电压馈线数目是 5 回，所以 110 KV 电压等级的接线形式可以选择单母线接线形式。由于单母线接线本身的简单、经济、方便等基本优点，采用设备少、投资省、操作方便、便于扩建和采用成套配电设备装置，所以 110 KV 电压等级的接线形式选择为单母线接线。c.10KV 电压等级的方案选择。 在方案二中的 10KV 电压等级的接线形式选择双母线分段接线形式。因为在进行7主接线的设计中，必须时时刻刻考虑到可靠性、灵活性和经济性等要求，并且考虑扩建的可能性。综合上述原因，采用双母线分段接线。综上，所以可以将主接线形式表示如图 2-2 所示 图 2-2 方案二接线图8（3）方案三 220KV 及 110KV 电压等级利用方案一选择的双母线带专用旁路断路器的接线方式，10KV 采用单母线分段接线方式，接线图如下图 2-3 所示 图 2-3 方案三接线图2.2.2 方案的选择 设计发电厂的电气主接线时，首先应按技术要求确定可能选用的方案。当有多个方案在技术上相当时，则需进行经济比较。技术上可行方案的选择 设计发电厂主接线时在技术上应考虑的主要问题是：91）保证全系统运行的稳定性，不在本厂、站内的故障造成系统的瓦解；2）保证负荷、特别是重要负荷供电的可靠性及电能质量；3）各设备、特别要注意高、中压联络变压器的过载是否在允许范围内。 在上述三种方案中，他们在技术上都是有显著差异。单母线分段在投资上是比双母线接线的投入要小的，而双母线接线的可靠性又比单母线分段接线的可靠性高。根据设计任务书中的要求，在 110KV 电压等级上的出线上为类负荷，相对类负荷对这类用户可以进行短暂的停电，停电不会造成人身危害以及设备的破坏，综合考虑，则选择单母线分段带专用旁路断路器的接线形式。 在方案一和方案二的比较中，不同的地方是方案二中 220kv 和 110kv 没有带旁路母线，不能不停电检修断路器，供电可靠性较差，采用不同型号和数量的变压器，经济性差。考虑到水电站的扩建及用地，采用两台变压器比采用四台更加经济合理，所以优先考虑方案一。在方案一和方案三的比较中，不同的地方是采用不同型号和不同数量的变压器，方案三在 10KV 母线上有采用四台变压器，其中两台与 110KV 母线相连，另两台与220KV 母线相连；而方案一采用两台三绕组变压器。考虑到水电站的扩建及用地，采用两台变压器比采用四台更加经济合理，所以优先考虑方案一。 通过对三种方案的比较，并且连同电气主接线的设计原则即可靠性、经济性和灵活性以及水电站扩建的可能性的综合考虑，选择出的最优方案是方案一。3 主变压器的选择主变压器的选择3.1 变压器的选型 电力变压器（文字符号为 T 或 TM） ，根据国际电工委员会的界定，凡是三相变压器的额定容量在 5KVA 及以上，单相的在 1KVA 及以上的输变电用变压器，均成为电力变压器。电力变压器是发电厂和变电所中重要的一次设备之一，随着电力系统电压等级的提高和规模的扩大，电压升压和降压的层次增多，系统中变压器的总容量已达发电机容量的 7-10 倍。可见，电力变压器的运行是电力生产中非常重要的环节。 主变压器在电气设备投资中所占比例较大，同时与之相适应的配电装置，特别是大容量、高电压的配电装置的投资也很大。因此，主变压器的选择对发电厂、变电所的技术性影响很大。例如，大型大电厂高、中压联络变压器台数不足（一台）或者容量不足将导致电站、电网的运行可靠性下降，来年络变压器经常过载或被迫限制两级电网的功率交换。反之。台数过多、容量过大将增加投资并使配电装置复杂化。10发电厂 200MW 及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL50002000火力发电厂设计技术规程的规定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过 650C 的条件进行选择” 。3.3.1 具有发电机电压母线的主变压器1.容量的计算及确定连接在发电机电压母线与系统间的主变压器容量，应按下列条件计算： （1）当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统，但不考虑稀有的最小负荷情况。 （2）当发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统供给发电机电压的最大负荷。在电厂分期建设过程中，在事故断开最大一台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可以考虑变压器的允许过负荷能力和限制非重要负荷。 （3）根据系统经济运行的要求，而限制本厂的输出功率时能供给发电机电压的最大负荷。 （4）按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。特别注意发电厂初期运行时当发电机电压母线负荷不大时，能将发电机电压母线上的剩余容量送入系统。 （5）发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台。对装设两台变压器的发电厂，当其中一台主变退出运行时，另一台变压器应承担 70%的容量。 具体计算的过程如下：最大容量S =（SG-SG0.5%）1.1/0.85= (4125-41250.5%) 1.1/0.85 =643.8MVA根据上面的计算可知道低压侧的容量为最大，所以，以此为基准可以选择两个三绕组的变压器.两台变压器应该满足当其中一台主变推出运行时，另一台变压器应承担 70%的容量，因才采用 480MVA 的两台变压器。（1）相数的选择变压器的相数有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。规程上规定，当不受运输条件限制时，在330KV 及以下的发电厂及变电站，均选用三相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。本发电厂应选用三相变压器。11（2）绕组数绕组的形式主要有双绕组和三绕组。规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器。因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的 15%及以上，否则绕组未能充分利用发不如选用两台双绕组变压器在经济上更加合理。同时三绕组变压器比同容量的双变压器价格要贵 40%50%，对深入引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。根据本发电厂的条件、占地面积及经济性，应该选用三绕组变压器。（3）普通型还是自耦型在大型电力系统和降压变电站中，普通的三绕组变压器应用范围有限、当主网电压为 110220KV 而中伏网为 35KV 时使用，这主要是由于它们的中性点具有不接地方式的缘故，当中压侧为 110KV 及以上电压时，降压变压器和联络变压器多采用自耦，应自耦变压器的高、中压绕组构成直接的电气联系，而有巨大的经济优势。自耦变压器较电压比和容量相同的普通三绕组变压器便宜，价格只有后者的 65%75%左右。因此应选用自耦变压器。（4）中性点的接线方式电网的中性点接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。本水电站所选用的主变为自耦型三绕组变压器，主变压器的 10.5KV 侧的中性点采用直接接地方式。（5）绕组接线组别变压器三绕组的接线组别必须与系统电压相位一致，否则，不能并列运行。电力12系统采用的组别接线方式只有星行“Y”和三角形“d”两种。因此，变压器三绕组的连接方式应根据具体工程来决定。在发电厂和和变电站中，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，根据以上变压器绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般选用 YNdd11 常规接线。因此选用连接组别为 YN，d0，d11 的三绕组自耦变压器。（6）调压方式为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压绕组匝数，从而改变其变比，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22.5%以内，应视具体工程情况决定。另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达 30%。但由于有载调压变压器结构复杂，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，特别是潮流方向不固定，且要求变压 器二次电压维持在一定水平时。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。通常，发电厂主变压器很少有采用有载调压，因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，因此本发电厂采用无激励磁调压。综上所述和查有关变压器型号手册所选主变压器的技术数据如下：型号：SSPSLO-220/480 型号的含义： S三相风冷强迫油循环 F风冷 P无励磁调压 S为铜导线13 L为铝导线 220高压绕组电压等级 480额定容量 额定容量：480MVA 接线组别：YN，d0，d11 阻抗电压：U12=12%，U13=8%，U23=14%。4 水力发电厂短路电流计算水力发电厂短路电流计算 4.1 概 述 电力系统运行有三种状态：正常运行状态、非正常运行状态和短路故障。在供电系统的设计和运行中，还要考虑到可能发生的故障以及不正常运行情况。对供电系统危害最大的是短路故障。短路电流将引起电动力效应和发热效应以及电压的降低等。因此，短路电流计算是电气主接线的方案比较、电气设备及载流导体的选择、节地计算以及继电保护选择和整定的基础。 短路就是指不同电位导电部分之间的不正常短接。如电力系统中，相与相之间的水中性点直接节地系统中的相与地之间的短接都是短路。为了保证电力系统的安全、可靠运行，在电力系统设计和运行分析中，一定要考虑系统等不正常工作状态。4.2 各系统短路电流的计算4.2.1 短路计算的基本假定和计算方法 1基本假定 （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）系统中的电机均为理想电机，不考虑电磁饱和、磁滞、涡流及导体肌肤效应等影响；转子结构完全对称； （4）短路发生在短路电流为最大的瞬间； （5）不考虑短路电的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 2短路电流计算的方法 对应系统最大运行方式下，按无限大容量系统，进行相关的短路点的三项短路电流计算，求得I/、ish值。 I/ 三相短路电流；14无穷大系统 ish 三相短路冲击电流。4.2.2 电抗图及电抗计算 由 4125MW 水电厂电气主接线图，和设计任务书中给出的相关参数，可画出系统的等值电抗图如图 4-1 所示。图 4-1 系统等值电抗选取基准容量为 MVASB100KV5 .10U 1 . 1*ZBSB 基准容量；UB 基准电压； 以上均采用标幺值计算方法。 1发电机的电抗 227. 01 . 1/25. 0*XG2对于 SSPSLO-220/480 型三绕组变压器的电抗值计算 3%)%(21%2313121UUUUKKkK 9%)%(21%1323122UUUUKKkK 5%)%(21%1213231UUUUKKkK15 K2=266. 3480*100242*242*3100%211SUUXNNKT2425 .10 98.10480*100242*242*9100%222SUUXNNKT 1 . 6480*100242*242*5100%231SUUXNNKT转化为标么值并归算到 10.5KV 侧得： 00625. 0*1XT0187. 0*2XT0104. 0*3XT 3线路阻抗222/110*4 . 0XL0376. 0*XL3.短路点的选择，短路电流及冲击电流的计算 无限大容量电力系统是指容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压基本不变，可将该电力系统视为无限大容量电力系统。但是，在实际电力系统中，他的容量和阻抗都有一定的数值，一次，当用户供电系统发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压相应的有所变动。但一般的供电系统，由于它是在小容量线路上发生短路，电力系统母线电压基本不变，因此，电力系统可视为无限大容量电力系统。由于无限大容量电力系统的三相短路电流是对称的，所以他的变化规律只需考虑一相的。 短路点的选择应选择通过导体和电器的短路电流为最大的那些点作为短路计算点。 首先，应在三条电压等级的母线上选择三个短路计算点 d1、d2、d3。1、220KV 母线上短路（d1 点）的计算16220KV5431313图 4-2 235. 02/ )3113(XXXXTTG 0325. 0/13XXXL 短路点短路电流的计算： 77.300325. 01I244. 4*13I5 .26*IL244. 4*IG*5500A=23342A374. 0IG AIT116713AIT38.5061 1710.5KV 短路计算短路计算图 4-3图 4-407. 8235. 00376. 0/227. 01*I46. 4227. 01*GI7 . 3227. 01*LI7 . 3*LIAIG24530 18AIG5 .24529 1AIL1114AIT101753AIT625.48512、110KV 母线上发生短路（d2）时计算 图 4-5*1230.0855.180.140.019GXXXX经过 Y-变换如图 4-6, 图 4-619其中 0602. 0*0362. 0*0201. 0*132323321212231313XXXXXXXXXXXXXXX 简化后再-Y 变换得图 4-7, 图 4-7其中 0052. 0*21*0093. 0*21*0031. 0*21*231312231362313122312513231213124XXXXXXXXXXXXXXXXXX 简化得图 4-8，20图 4-8其中0454. 0*0428. 0*2301. 0*8787/XXXXX 57.18*45. 3*03.22*1*8776878545XXXIIXXXIIXI 546546图 4-9由 Y-电流关系可得， 21 03.10*54. 8*73.10*656454III 最后经过-Y 变换得图 4-10123图 4-10 计算得11565*2437*5783*9487*102135*18975*285. 9*015.11*725. 1*5110332211321KIIIKIIIKIIIIIIIIIIIIIIIBKVBTTBTTBTTBLGGTTTLB单相短路计算在电气设备选择时进行的短路计算中，短路种类一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算，因此在本水电站电气设备选择时，应考虑在相同短路点情况下，单相短路电流是否比三相短路电流大，按照较大的短路电流选择并校验电气设备。三相短路时，0(1)ffUIZ22单相短路时，0(1)(1)(2)(0)3ffUIZZZ因为 ，所以只需比较与的大小，若(1)(2)ZZ(0)Z(1)Z(1)(0)ZZ则，若则所以首先求系统零序阻抗，(1)ffII(1)(0)ZZ(1)ffII系统零序电抗电路如图 4-11332112图 4-1110.5KV 母线单相短路计算00754. 0)0(X(0)(1)(2)XXX所以(1)ffII110KV 母线单相短路时(0)(2)0.110.184XX 所以(1)ffII选择校验电气设备时应取5 .86742sI220KV 单相短路时，0325. 011. 0)2()1()0(XXX所以ffII)(235 水电站一次设备的选择水电站一次设备的选择 5.1 选择电气一次设备遵循的条件 电气设备的选择是变电所电气设计的主要内容之一，正确的选择电气设备的目的是为了使导体和电器无论在正常情况或故障情况下，均能安全、经济合理的运行。在进行设备选择时，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，并注意节约投资，选择合适的电气设备。 在发电厂和变电所中，采用的电气设备种类很多，其作用和工作条件并不一样，具体选择的方法也不同，但对他们的基本要求都是相同的。 电气设备的选择的一般要求是：（1） 满足工作要求。应满足正常运行、检修以及短路过电压情况下的工作要求。（2） 适应环境条件。阴干当地的环境条件进行校验。（3） 先进合理。应力求技术先进和经济合理。（4） 整体协调。应与整个工程的建设标准协调一致。（5） 适应发展。应适当考虑发展，留有一定的裕量。 电气设备能安全、可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，斌干短路条件来校验其动稳定和热稳定。 5.2 电气设备的选择5.2.1 系统各个回路的最大工作电流 1 1、220KV220KV 侧各个回路的最大工作电流侧各个回路的最大工作电流 （3）三绕组变压器回路 AUsINNN6 .1322305. 1max 2 2、110KV110KV 侧各个回路的最大工作电流三绕组变压器回路及 110KV 等级下的铜山岭线路24 AUSAUSAUSNaxNaxNax78.137305.1I78.137305.1I34.165305.1I3m2m1m负荷负荷负荷大沃集线路水析口线路3、 10KV 侧各个回路的最大工作电流 （1）出线回路 max4800001.051.0526393.933 10.5NNNSUI （2）发电机回路 max15600010.51.058591.7733 10.5NNNSAUI （3）分段回路 max2 8591.7717183.54NAI5.2.2 电气设备的选择断路器是在电力系统正常运行和故障情况下用作断开或接通电路中的正常工作电流及开断故障电流的设备。开关电器在合闸状态下，靠触头接通电路。当断开电路时，在开关的触头之间可以看到强烈而刺眼的亮光。这是由于在触头之间产生了放电，这种放电称为电弧。此时触头虽以分开，但是电流通过触头间的电弧仍继续流通，也就是说，电路并未真正断开，要使电路真正断开，必须将电弧熄灭，高压断路器具有能熄灭电弧的装置，它能用来断开或闭合电路中的正常工作电流，也用来断开电路中的过负荷或短路电流。所以它是电力系统中最重要的开关电器。对它的基本要求是：具有足够的开断能力，尽可能短的动作时间和高的工作可靠性；结构简单，便于操作和检修，具有防火和防暴性能，尺寸小，重量轻，价格低等。SF6 断路器和真空断路器目前应用广泛，少油断路器因其成本低，结构简单，依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中，压缩空气断路器和多油断路器已基本淘汰。25由于 SF6 气体的电气性能好，所以 SF6 断路器的断口电压较高。在电压等级相同、开断电流和其他性能相接近的情况下，SF6 断路器比少油断路器串联断口数要少，可是制造、安装、调试和运行比较方便和经济。SF6 断路器的特点是： （1）灭弧能力强，介质强度高，单元灭弧室的工作电压高，开断电流大然后时间短；（2）开断电容电流或电感电流时，无重燃，过电压低；（3）电气寿命长，检修周期长，适于频繁操作；（4）操作功小，机械特性稳定，操作噪音小。隔离开关是电力系统中应用最多的一种高压电器，它的主要功能是：（1） 建立明显的绝缘间隙，保证线路或电气设备修理时人身安全；（2） 转换线路、增加线路连接的灵活性。 在电网运行情况下，为了保证检修工作电安全进行，除了使工作点与带电部分隔离外，还必须采取检修接地措施防止意外带电。为此，要求在高压配电装置的母线侧和线路侧装设带专门接地刀闸的隔离开关，以便在检修母线或线路断路器时，使之可靠接地。这种带接地刀闸的隔离开关的工作方式为：正常运行时，主刀闸闭合，接地刀闸断开；检修时，主刀闸断开，接地刀闸闭合。这种工作方式由操作机构之间具有机械闭锁的装置来实现。 1 1、 220KV220KV 侧电气设备的选择侧电气设备的选择三绕组变压器回路及分段回路（1）工作电压 =220KVUN（2）最大工作电流 =1.32KAIMax（3） KAIos79. 3 参数选择：（1）按工作电压KVUUNMax220（2）按工作电流KAIIMaxN32. 1（3）按开断电流选择KAINBr79. 3（4）按关合电流选择KAiIshNCL18.10（5）按热稳定校验，有 QttINBr2QK39. 12 . 115. 004. 0tK2600.71.393.79SSSKAIII 97.1939. 1121079. 379. 379. 3222QK2SKA(6)按动稳定校验、有：KViishes18.10 根据以上条件选择如下表 5-1：计算数据：SW7-220/1500GW4-220DW=220KVUN=220KVUN=220KVUN=1.32IMax=1.500KAINKAIN000. 2,79. 3 KAI=21KAINBr=10.18KAishKAINCL55=19.97QK2SKA176442221SKAQt=Qt84644462=10.18KA,ishKAies55=104KAies表 5-12 2、 110KV110KV 侧断路器的选择侧断路器的选择变压器出线回路(1) 工作电压 =110KVUN ( 2) 最大工作电流KAIN551. 0(3) KAI286. 3 KAies82. 8参数选择：（1）按工作电压KVUUNMax110（2）按工作电流KAIIMaxN551. 0（3）按开断电流选择KAIINBr286. 3 (4) 按关合电流选择 KAiIshNCL82. 8stK5 . 1(5) 按热稳定校验 00.751.53.286SSSKAIII20.165 . 11210286. 3286. 3286. 3222QK272SKA (6) 按动稳定校验、有：KViishes82. 8计算数据：GW4-110D/1000-80GW4-110D/1000-80=110KVUN=110KVUN=110KVUN=0.551KA,IMax=1.000KAIN=1.000KAINKAI286. 3 =18.4KAINBr=8.82KAIsh=55KAINCL=8.82KAIsh=55KAies=80KAies216.20 ()kKAsQ22205 ()tKAsQ213005 ()tKAsQ表 5-2分段回路(1) 工作电压 =110KVUN ( 2) 最大工作电流KAIN551. 0(3) KAI64322. 1 KAies41. 4参数选择：（1）按工作电压KVUUNMax110（2）按工作电流KAIIMaxN551. 0（3）按开断电流选择KAIINBr64322. 1 (4) 按关合电流选择 KAiIshNCL41. 4stK5 . 1(5) 按热稳定校验 00.751.51.64SSSKAIII05. 45 . 1121061. 164. 164. 1222QK2SKA28 (6) 按动稳定校验、有：KViishes82. 8计算数据：GW4-110D/1000-80GW4-110D/1000-80=110KVUN=110KVUN=110KVUN=0.551KA,IMax=1.000KAIN=1.000KAINKAI64. 1 =18.4KAINBr=4.41KAIsh=55KAINCL=4.41KAIsh=55KAies=80KAies216.20 ()kKAsQ22205 ()tKAsQ213005 ()tKAsQ表 5-33、 10.5KV 侧断路器的选择（1）分段回路二号断路器及隔离开关的选择电抗器采用 1 秒热稳定为 135KA10/12000NKLZ1.9247126130shesiiKA222474710471.11351822512ktQQ计算数据SN4-10G/18000 GN10-10t/1800010.5NUKV10.5NUKV10.5NUKVmax17.18IKA18NIKA18NIKA47IKA105NIKA126shi150NIKA2922474710471.1243012kQ2150122500tQ 24648464tQ 126shi150esiKA200esiKA表 5-4断路器及隔离开关选择工作条件 10.5NUKV最大工作电流 26NIKA99IKA参数选择：max10.5NUUKVmax26NIIKA按开断电流 99NBrIIKA按关合电流 267.8NCLshIIKA按热稳定校验222999910991.1 1078012kQKAS按动稳定校验 267.8esshiIKA计算参数4 10/ 26000SNG10 10 / 26000GNt10.5NUKV10.5NUKV10.5NUKVmax26IKA26NIKA26NIKA99IKA105NBrIKA267.8shIKA300NCLIKA210780kQKAS22120572000tQKAS275316875tQ 267.8shiKA300esiKA350esiKA表 5-5（2） 发电机回路电气设备的选择工作电压10.5NUKV最大工作电流8.591NIKA 76.76IKA206.24shiKA参数选择：30按工作电压：maxU10.5NUKV按工作电流：NImax8.591IKV按开断电流：N BrII76.76KV按关合电流：NclI206.24shiKA按热稳定校验： 22276.7676.761076.761.1648112kQKAS按动稳定校验：esshii根据以上条件选择如下表 5-6：计算参数SN4-10G/120001020/13000GN10.5NSUKV10.5NSUKV10.5NSUKVmax8.591IKA12000NIA13000NIA76.76IKA87NBrIKA206.24shIKA230esiKA206.24shIKA230esiKA270esiKA6481kQKA8464tQKA28125tQKA表 5-6（3）出线回路 工作电压10.5NUKV最大工作电流26NIKA 99IKA267.87shiKA参数选择：按工作电压：maxU10.5NUKV按工作电流：NImax26IKA按开断电流：N BrII99KA按关合电流：NclI267.87shiKA按热稳定校验： 00.751.599SSSKAIII222999910991.11078012kQKAS31按动稳定校验：267.8esshiiKA根据以上条件选择如下表 5-7：计算参数4 10/26000SNG1020/13000GN10.5NSUKV10.5NSUKV10.5NSUKVmax26IKA26000NIA26000NIA99IKA105NBrIKA267.8shIKA300NCLiKA267.8shIKA300esiKA350esiKA210780kQKAS22120572000tQKAS2275316875tQKAS 表 5-7电抗器的选择初选型号，按正常工作电压和最大工作电流选择 NKL-10.5G/1200, 10.5NKVU12000NAI归算到电抗器前的总阻抗(5.180.014)/0.1750.1695.194X 0.191X45KAI% *12000 10.5%0.960.1691.68591.77 10NBLBNI uXXI uX所以采用 2%电抗器，NKL-10.5G/1200-2 型号电抗器，其, ，1%2%LX150esKAI秒动稳定电流为 300KA8591.77 10.52%0.0143212000 10.5LX0.0140.1690.183X32*18591.7747KAXI满足动稳定1.9 2120.89300shKAII满足热稳222222101.1242912474747()()150KtSSQKAQKA定电压损失和残压分别为： 17183.54%0.020.61.72%5%12000u 4747%0.278%1212reLuX所以满足要求。主要高压电气设备的选择结果汇总表主要高压电气设备的选择结果汇总表220KV110KV电压等级设备类型三绕组、双绕组回路及系统出线母联处天河及柚山出线分段回路及三绕组回路出线回路高压断路器LW12220系列六氟化硫断路器LW220系列六氟化硫断路器LW12220 系列六氟化硫断路器LW6110系列六氟化硫断路器SW2110（W）系列高压少油断路器高压隔离开光GW4220W 系列隔离开关GW6-220DW防污型隔离开光GW4220W 系列隔离开关GW4110W 系列隔离开关GW4110W系列隔离开关33电流互感器LCWB220（W）系列电流互感器LCWB220（W）系列电流互感器LCWB110（W）系列电流互感器LCWB110（W）系列电流互感器电压互感器系列电压互感器220/30.005TYDJCC110 系列电压互感器母线LMY1491 的矩形母线LMY-273 的矩形母线电抗器XKK10400012 系列电抗器