毕业设计--2×300MW发电厂厂用电电气部分

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1、摘 要本毕业设计是对发电厂厂用电进行设计，主要运用发电厂电气部分、高电压技术、电力系统分析、电力系统自动化、电力系统继电保护等专业知识完成“发电厂厂用电的设计”，具体设计内容包括厂用电接线设计、负荷分析计算、变压器选择、电动机自启动校验，继电保护设计、配电装置设计、防雷设计、绘制厂用电接线图、继电保护二次回路接线图、绘制配电装置图。本设计严格遵循发电厂电气部分的设计原则，并结合实际情况确定了厂用电母线电压等级确定为6KV，利用换算系数法进行负荷分析计算，变压器选择低压分裂三绕组变压器，确定了合适的短路点进行短路电流计算。根据防雷保护要求确定避雷器；最后绘制了相关的图纸。关键词：发电厂；变压器；

2、继电保护；避雷器ABSTRACTThe text is designed towards the electricity power plant, using electrical power plants, high-voltage technology, power system analysis, power system automation, power system protection, and other expertise to complete, “Power Plant power of design” mainly. Specific design elements i

3、ncluding electricity cable plant design, load analysis, the choice of transformers, motors start checking, protection design, distribution design, mine design, drawing electricity plant wiring diagram, the second circuit protection wiring diagram, mapping distribution setup. The design follows stric

4、kly to the design principles of the electrical power plants, combined with the actual situation identifying the bus voltage electricity plant as 6 KV, using conversion factor method to calculate the load, transformer chooses the low-voltage winding. Fix the appropriate short-circuit point to calcula

5、te the short-circuit current.Key word: power plant; transformer; relay protection; arrester目 录0前 言11厂用电电压等级确定及接线设计21.1 厂用电的电压等级确定21.2 厂用电接线设计22厂用电负荷计算及变压器选择42.1 厂用电负荷的计算原则42.2厂用负荷的计算方法62.2.1 换算系数法62.2.2 电动机计算功率确定62.3 厂用变压器的选择102.3.1 额定电压102.3.2 厂用变压器的容量103电动机的自启动校验143.1 电动机自启动校验定义143.2 电动机自启动分类143.3

6、 电动机自启动校验163.3.1 电压校验163.3.2 电动机自启动母线电压校验184短路计算及电气设备选择234.1 短路计算的目的及意义234.2 短路计算244.3 电气设备选择的要求和原则254.4 校验的原则及热稳定条件264.5 环境条件274.6 电气设备的选择284.6.1 断路器参数的选择284.6.2 隔离开关参数的选择284.6.3 形式选择284.6.4 电流互感器的选择304.6.5 电压互感器的选择314.7 母线的选择314.7.1 母线材料、形式、和布置方式的选择314.7.2 母线选择计算325继电保护总体方案345.1 主变压器保护规划345.2 变压器保

7、护355.3 母线保护355.4 厂用母线保护应满足的要求365.5 厂用母线保护的选择366配电装置377防雷保护设计397.1 雷电过电压的形式及危害性397.2 直击雷和感应雷保护397.3 雷电波入侵保护407.4 避雷器的选择408 接地设计428.1 降阻设计428.2 材料防腐分析428.3 地网接地电阻的推算448.4 阴极保护设计458.4.1 阴极保护的概念458.4.2 阴极保护方法的选择458.5 牺牲阳极法与外加电流法的技术特点比较458.6 牺牲阳极材料的选择468.6.1 选定阳极材料468.6.2 锌基、率基、镁基牺牲阳极的性能比较469结论49致谢50参考文献

8、51附录 A52附录 B53附录 C540 前 言中国电力工业一直以高速发展，1949年全国电力装机容量为1850MW，发电量为43.1KW/h.1998年低，全国电力装机容量为2.77万KW，发电量11576.97亿KW/h。我国电力装机容量和发电量仅次于美国跃居世界第二位，持续多年的电力供需矛盾得以缓解。我国当前的电源构成情况大致是火力发电占75%左右，其余主要为水力发电，核能发电才刚刚开始发展，火力发电中烧煤超过90%，烧油约为6.78%，其余用其他原料。近20年来水电装机容量增长了3.45倍，改革开放的20年间，在开发利用的风能、地热能、潮汐能、太阳能等新能源发面有了较大的发展。随着W

9、TO的加入，及政府的正确指导，我国经济高速增长，与此相伴，我国的电力消费始终保持强劲增长态势。2004年，全社会用电量达到21735亿KWh，比2003年增长15%，预计，2007年，全社会用电量约为24414-24935亿KWh，增长速度在12.325%-14.725%之间，虽然近两年已加快了电力投资，但总装机容量不足很问题仍严重。随着“振兴东北老工业基地”号角的吹响，东北的经济将以更快的速度增长，因此迫切需求更多的电力能源作为经济发展的坚强后盾，作为振兴的先锋辽宁省电力供不应求局面将进一步加剧，2005全年电量缺口约40-50亿KWh，电力缺口约100-200万KW。随着大型发电厂的建设，

10、机组容量不断的增大，这对承担整个发电厂动力保证的发电厂厂用电系统来说，其运行稳定和供电可靠性提出了更高的要求。目前国内大型火力发电厂大容量的发电机组一般都采用发电机变压器组单元制布置，每台机组机组常用系统设有2台启动备用变压器油，对2台机组厂用电系统交叉备用方式。1 厂用电电压等级确定及接线设计1.1 厂用电的电压等级确定厂用电的电压等级是根据发电机的额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网络的等因素，相互配合，经过技术经济综合比较决定的。为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电压等级不宜过多。在发电厂和变电站中，低压厂用电常采用400V，高压厂用电电压有3、6、10KV等。为了正确选择高

11、压厂用电的电压等级，需进行急速经济论证。火力发电厂常采用3、6、10KV作为厂用电电压，发电厂中拖动各种厂用机械设备的电动机，容量相差悬殊，从数千瓦到数千千瓦，而且和电动机的电压和容量有关。在满足技术要求的前提下优先采用电压较低的电动机，以获得较高的经济效益；而高压电动机，制造容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、价格高、空载和负载损耗均较大，效率较低。但是，结合厂用电供电网络综合考虑，电压等级较高时，可选择截面较小的电缆或导线，不仅节省有色金属，还能降低供电网络的投资。本设计2x300MW发电厂厂用电设计采用6KV作为厂用电电压。6KV电动机的功率可制造的较大，以满足大容量负荷的要求；6K

12、V和3KV厂用电系统相比，不仅节省有色金属和费用，而且短路电路亦较小；发电机电压若为6KV时，可以省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经电抗器供厂用电，以防止厂用电系统故障直接威胁主系统并限制其短路电流。1.2 厂用电接线设计300MW汽轮发电机组高压厂用电系统有两种接线方案，如图2.1所示。(a)所示方案，不设6KV公用负荷母线，将全厂公用负荷分别接在各机组A、B段母线上；如图b所示方案，单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电，该公用负荷母线段正常由启动备用变压器供电。方案的优点是公用负荷集中，无过度问题，各单元机组独立性强，便于各机组厂用母线清扫。其缺点是由于公用负荷集中，并

13、因启动备用变压器要用工作变压器做备用，故工作变压器也要考虑在启动备用变压器检修或故障时带公用负荷母线段运行。因此，启动备用变压器和工作变压器均较方案变压器分支的容量大，配电装置也增多，投资较大。方案的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上，供电可靠性高、投资省，但也由于公用负荷分接于各机组公用母线上，机组工作母线清扫时，将影响公用负荷的备用。另外，由于公用负荷分接于2台机组的公用母线上，因此，在机组G1发电时，必须也安装好机组G2的6KV厂用配电装置，并启动备用变压器供电。这两种方案各有优缺点，经过技术经济比较后选定方案。图1-1高压厂用供电系统2 厂用电负荷计算及变压器选择为了合理正确选择厂用

14、变压器的容量，需对每段母线上引接的电动机台数和容量进行统计和计算。2.1 厂用电负荷的计算原则1. 经常连续运行的负荷应全部计入。如引风机、送风机、排粉机、循环水泵等用的电动机。2. 连续而不经常运行的负荷亦应计入。如充电机、备用励磁机、事故备用油泵等用的电动机。3. 经常而连续的负荷亦应计入。如疏水泵、空气压缩机等用的电动机。4. 短时断续而又不经常运行的负荷一般不予计算。如行车、电焊等。但在选择变压器时，变压器容量应留有适当的裕度。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。6. 对于分裂变压器，其高低压绕组负荷应分别计算。表2-1 火电厂主要厂用电负荷及其类别分类名称

15、负荷类别运行方式备注锅炉负荷引风机送风机排粉机磨粉机给煤机给粉机或或或经常、连接用于送粉时为无煤粉仓时为无煤粉仓时为汽轮机负荷射水泵凝结水泵循环水泵经常、连续经常、连续经常、连续用汽动给水泵就无给水泵项分类名称负荷类别运行方式备注汽轮机负荷给水泵备用给水泵经常、连续不经常、连续用汽动给水泵就无给水泵项电气及公共负荷充电机浮充电装置空压机不经常、连续经常、连续经常、短时电气及公共负荷空压气冷却风机通信电源经常、连续经常、连续事故保安负荷盘车电动机顶轴油泵交流润滑油泵浮充电装置机炉自控电源保安保安保安保安保安不经常、连续不经常、短时不经常、连续经常、连续经常、连续输煤负荷输煤皮带碎煤机电气除尘器经

16、常、连续经常、连续经常、连续出灰负荷灰浆泵碎渣机电气除尘器经常、连续经常、连续经常、连续场外水工负荷中央循环水泵消防水泵生活水泵或经常、连续不经常、短时经常、短时与工业水泵合用时生活水泵负荷类别为场外水工负荷冷却塔通风机经常、连续辅助车间负荷化学水处理器中央修配间电气实验室起重机械或经常、连续经常、连续经常、短时经常、断续大于300MW机组时，化学水处理室负荷类别为注表示类厂用电负荷，表示类厂用电负荷，表示类厂用电负荷，保安表示保安厂用电负荷。2.2厂用负荷的计算方法2.2.1 换算系数法 式中 厂用母线上的计算负荷，KVA电动机的计算功率，KW换算系数，可取表5-2所列的数值同时系数符合系数

17、效率功率因数表2-2 换算系数机组容量（MW）给水泵及循环水泵电动机1.01.0凝结水泵电动机0.81.0其他高压电动机及厂用电低压变压器（KVA）0.80.85其他低压电动机0.80.72.2.2 电动机计算功率确定对经常、连续运行的设备和连续而不经常运行的设备，即连续运行的电动机均应全部计入。按下式计算对经常短时及经常断续运行的电动机应按下式计算 对不经常短时及不经常断续运行的设备，一般可不与计算对中央修配厂的用电负荷，通常按下式计算式中全部电动机额定功率总和，KW其中最大5台电动机的额定功率总和，KW煤场机械负荷中，对大型机械应根据机械具体情况具体分析确定。对中小型机械，应按下式计算翻斗

18、机 轮斗机 式中 其中最大3台电动机的额定功率之和，KW对照明负荷计算式为 式中 需要系数，一般0.81.0 安装容量，KW根据表3.1、3.2和3.3负荷运行方式及特点计算如下由公式S= A段负荷B段负荷 同理A段同理B段 表2-3 6KV厂用负荷及高压变压器容量设备名称额定容量(KW)号厂用高压变压器号厂用高压变压器A段B段重复容量(KW)A段B段重复容量（KW）台数容量(KW)台数容量(KW)台数容量(KW)台数容量(KW)电动给水泵55001550015500循环水泵125011250225001125022500凝结水泵315315131531513151315315引风机22401

19、2240122401224012240送风机100011000110001100011000一次风机3001300130013002300排粉机68021360213602136021360磨粉机100022000220002200012000凝结水升压泵630163016306301630630630主汽机调速水泵35011碎煤机32011320喷射水泵260126026012601号皮带机300130030013004号皮带机30013003001300机炉变压器（KVA）1600116001160016001160011600除尘变压器（KVA）125011250112501250112

20、5011250机炉变压器（KVA）1600116001160016001160011600化水变压器（KVA）10001100011000公共变压器（KVA）1000110001100011000输煤变压器（KVA）1000110001100011000灰浆泵变压器（KVA）100011000负压风机房变压器（KVA）100011000污水变压器（KVA）31513151315修配变压器（KVA）8001800水源地电源（KVA）10001100011000照明变压器（KVA）315131513152.3 厂用变压器的选择2.3.1 额定电压厂用变压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源

21、引接出电压确定,变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致.各种变压器的台数和型式工作变压器的台数和型式主要与厂用高压母线的段数有关,而母线的段数又与厂用高压母线等级有关.当只有6kV一种电压等级时，一般分两段；当10kV与3kV电压等级同时存在时，则分四段（10kV和3kV两段）。当只有6kV一种电压等级时，厂用高压工作变压器可选用1台全容量的分裂绕组变压器，两个分裂支路分别供两段母线；或者选用2台50%容量的双绕组变压器，分别供两段母线。如出现10kV和3kV两种电压等级时，厂用高压工作变压器可选用2台50%容量的三绕组变压器，分别供四段母线。2.3.2 厂用变压器的容量

22、厂用变压器的容量必须满足厂用电负荷从电源获得足够的功率。因此，对厂用高压工作变压器的容量应按厂用电高压计算负荷的110%与厂用电低压计算负荷之和进行选择；而厂用低压工作变压器的容量应留有10%左右的裕度。1) 厂用高压工作变压器容量。当为双绕组变压器时按下式选择容量式中厂用电高压计算负荷之和 厂用电低压计算负荷之和当选用分裂绕组变压器时，其各绕组容量应满足高压绕组分裂绕组式中厂用变压器高压绕组容量，KVA厂用变压器分裂绕组容量，KVA厂用变压器分裂绕组计算负荷，KVA，分裂绕组两支重复计算负荷，KVA2) 厂用高压备用变压器容量。厂用高压备用变压器或启动变压器应与最大一台厂用高压工作变压器的容

23、量相同；厂用低压备用变压器的容量应于最大一台厂用低压工作变压器容量相同。3) 厂用低压工作变压器容量。可按下式选择变压器容量式中S厂用低压工作变压器容量，KVA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，可去=1，但宜将小间进出风温差控制在10以内；对由住厂进风小间内的变压器，当温度变化较大时，随地区而异，应当考虑温度进行修正。厂用变压器容量的选择，除了考虑所接负荷的因素外，还应考虑：电动机自启动时的电压降；变压器低压侧短路容量；留有一定的备用裕度。4) 厂用变压器的阻抗变压器的阻抗是厂用工作变压器的一项重要指标。厂用工作变压器的阻抗要求比一般动力变压器的阻抗大，这是因为要限

24、制变压器低压侧的短路容量，否则将影响到开关设备的选择，一般要求阻抗应大雨10%；但是，阻抗过大又将影响厂用电动机的自启动。厂用工作变压器如果选用分裂绕组变压器，则能在一定程度上环节上诉矛盾，因为分裂绕组变压器在正常工作时具有较小阻抗，而分裂绕组出口短路时则具有较大的阻抗。5) 变压器选择计算A段 B段 段重复容量负荷A段分裂绕组负荷 KVAB段分裂绕组负荷 KVA重复分裂绕组负荷 KVA高压绕组负荷 KVA根据计算选择变压器本设计选用三绕组低压分裂变压器，电压比为18/6-6KV,短路电压为U(%)=15,容量比为40/20-20MVA。A段B段段重复容量负荷A段分裂绕组负荷 KVAB段分裂绕

25、组负荷 KVA重复分裂绕组负荷 KVA高压绕组负荷 KVA本设计选用三绕组低压分裂变压器，电压比为18/6-6KV,短路电压为U(%)=15,容量比为40/20-20MVA。3 电动机的自启动校验3.1 电动机自启动校验定义厂用电系统中运行的电动机，当突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短的时间（一般在0.5-1.5s）内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。若参加自启动的电动机数量多、容量大时，启动电

26、流过大，可能会使厂用母线及厂用电网络电压下降，甚至引起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行，因此必须进行电动机自启动校验。若经校验不能自启动时，应采取响应的措施。3.2 电动机自启动分类根据运行状态，自启动分为三类：1) 失压自启动。运行中突然出现事故，厂用电压降低，当事故消除、电压恢复时形成的自启动；2) 空载自启动。备用电源处于空载状态时，自动投入失去电源的工作母线的工作母线段时形成的自启动；3) 带负荷自启动。备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作母线段时形成的自启动。4) 厂用工作电源一般仅考虑失压自启动，而厂用备用电源或启动电源则需考虑失压自启动、空载自启

27、动及带负荷自启动等三种方式。为了叙述方便，假设异步电动机的转矩、额定转矩和最大转矩分别用、和表示，机械负荷转矩用、和表示，机械负荷转矩表示，均为归算到基准值得标幺值。图3-1 异步电动机转矩与电压、转速的关系异步电动机得转矩与电压成正比。一般电动机在额定电压下运行时，其最大转矩约为额定转矩的2倍，如图4-1.随着电压下降，电动机转矩急剧下降。当电压下降到某一数值时，如下降到70%，那么它的最大转矩相应的变为。若电动机已带有额定负载转矩，则此时剩余转矩变为负值，电动机受到制动开始惰行，最终可能停止运转。出现惰行的电动压称为临界电压，这时电动机最大化转矩恰好等于机械负载转矩，根据式中电动机在额定电

28、压临界电压标幺值由于异步电动机最大转矩为1.8-2.4，所以临界电压为0.64-0.75，即电压降低到额定值的64%-75%，电动机就开始惰行。为使厂用电系统稳定运行，规定电动机正常启动时，厂用母线电压的最低允许值为额定电压的80%；电动机端电压最低值为额定电压的70%。但是，自启动时，有成组电动机的启动，被拖动设备飞轮转矩很大，具有惯性。当电压降低后，电磁转矩立即下降，而机械转速由于惯性造成的时延，在短时内几乎无大变化。为了保证厂用负荷自启动且考虑到机械的因数，规定厂用母线电压在电动机自起动时，应不低于表3.1所示的数值。表3-1 电动机自启动要求厂用母线最低电压名称类型自启动电压为额定压的

29、百分值（%）厂用高压母线高温高压电场65-70（1）中压电厂60-75（1）厂用低压母线由低压母线单独供电电动机自启动60由低压母线和高压母线串接供电电动机自起动55对于厂用高压母线失压或空载自启动时取上线值，带负荷自启动时取下限值3.3 电动机自启动校验电动机自启动校验可分为电压校验和容量校验。而电压校验又分为两种情况；一是单台电动机自启动或成组电动机自启动母线电压校验；二是电动机经厂用高压变压器和低压变压器串联自启动母线电压校验。3.3.1 电压校验单台电动机自启动或成组电动机自启动母线电压校验。如图3.3.1(a)所示为一组电动机经厂用高压变压器自启动接线及等值电路。假设成组电动机在电压

30、消失或下降后全部处于制动状态，当恢复供电后同时开始启动。如果忽略变压器供电的电源视为无穷大电源，即电源母线电压。以变压器容量为基准值，个元件参数用标幺值表示，由图（b）可得变压关系。（a）（b）图3-2 厂用电动机自启动接线及等值电路 (3-1) (3-2)参加自启动电动机的启动电流标幺值总和；电源母线电压标幺值，一般采用经电抗器供厂用电是取1，采用无激磁调压变压器取1.05，采用有载调压变压器时取1.1；厂用电变压器或电抗器的电抗标幺值；参加自启动电动机的等值电抗标幺值。电动机自启动开始瞬间，厂用高压母线上的电压为 (3-3)将4-2带入4-3得 (3-4)对于一台静止得电动机，在启动瞬间的

31、电抗有关系，式中K为该电动机的启动电流数倍。如果自启动的电动机取一启动电流数倍，则全部电动机经折算后的等值电抗标幺值可写为 (3-5)厂用变压器额定容量，KVA全部电动机总容量，KVA电动机自启动电流平均倍数，对备用电源一般当快速切换时可取2.5，慢速切换时可取5。将3-5带入3-4，得到厂用电动机在启动开始瞬间厂用高压母线电压为 (3-6)式中为自启动电动机得容量标幺值， 参加自启动的电动机功率，KVA电动机的效率和功率因数的乘积，一般取0.8。3.3.2 电动机自启动母线电压校验电动机经常用高压变压器和低压变压器串联自启动母线电压校验。如图4.3.2表示厂用高、低压变压器串联，高、低压电动

32、机同事自启动得等值电路。假设高压母线已带有负荷，自启动过程中继续运行。在这种情况下，对应的厂用高压母线电压和厂用低压母线电压分别进行校验。1) 厂用高压母线电压的校验由图3.3.2 可知电压关系，得 (3-7)式中厂用高压变压器电源侧电压标幺值；厂用高压母线电压标幺值；自启动时通过厂用高压变压器得电流以常用高压变压器容量为基准的标幺值；厂用高压变压器电抗标幺值。3-3 厂用高、低压电动机同时自启动的等值电路图电动机自启动时，通过厂用高压厂用变压器得电流为= (3-8)；式中、分别为负荷支路0、1、2的电动机启动电流倍数。因项所占比重很小，可以忽略，且，将带入电压关系式中，即得故 (3-9)式中

33、厂用高压母线得合成负荷标幺值。 当厂用高压变压器采用分裂绕组变压器时，高压绕组额定容量为,分裂绕组额定容量为，即 (3-10)式中 当厂用高压变压器采用采用分裂绕组变压器时，厂用高压变压器电抗标幺值； 电源母线电压标幺值。2) 厂用低压母线电压校验同理假设低压母线带有负荷,厂用低压变压器容量为，由电压关系可得 又因 带入电压关系式，可得 (3-11) (3-12) 式中 厂用低压变母线的合成负荷标幺值； 常用低压变压器电抗标幺值；厂用高压母线电压标幺值；厂用电压母线电压标幺值；以求得常用母线电压及，应分别不低于电动机自动启动要求的厂用母线电压最低值。 本发电厂产厂用电系统为6KV和0.38KV

34、两级电压。常用高压备用变压器为分裂绕组变压器，其高压绕组额定容量为40000 KV、低压绕组额定容量为20000 KVA，已高压绕组电抗为基准的半穿越电抗标幺值为19%，厂用高压变压器电源测母线电压标幺值（有载调压）。厂用低压变压器额定容量为1000 KVA，阻抗电压为10%。厂用高压备用变压器已带负载6200 KW，参加自启动电动机总容量为13363KW。厂用低压母线上参加自启动电动机电机容量为500KW。计算电动机自启动校验如下厂用高压变压器电抗标幺值为高压常用母线标幺值由3-9得满足要求厂用低压母线电压校验:厂用低压母线得合成负荷标幺值由式3-12厂用低压变压器电抗标幺值为低压母线电抗标

35、幺值由2-11满足要求。厂用高压母线电压校验和常用低压母线电压校验，均满足电动机自启动要求得厂用电母线电压最低值，可见本厂用高压备用变压器可以顺利的实现自投高、低压母线串接自启动。4 短路计算及电气设备选择4.1 短路计算的目的及意义1. 短路计算的目的系统的设计和运行都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况。而这些故障多数是由于短路引起的，所以要靠短路电流来选择校验设备。2. 短路计算的规定1) 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；2) 短路发生在短路电流为最大值的瞬间；3) 所有电源的电动势相位角相同；4) 所有接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式；5) 计算容量应考虑电

36、力系统的远景发展规划；6) 应按最严重的情况进行校验；7) 应注意选择短路点。3. 短路电流计算的意义1) 电气主接线的比选；2) 选择导体和电器；3) 设计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地安全距离；4) 选择继电保护装置和进行整定计算；4.2 短路计算图4-1 短路计算图变压器T=40MVA ，取MVA , 设a处得短路功率为1000MVA，则它的电抗标幺值变压器电抗标幺值为在网络电压级的基准电流为点短路时短路电流为 点短路时短路点和电流相同不做计算基准容量：= 100MVA系统的正序阻抗为 发电机计算电抗为：根据汽轮发电机计算曲线数字表得 4.3 电气设备选择的要求

37、和原则1) 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；2) 应按当地环境条件校核；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致；5) 同类设备应尽量减少品种；6) 选用的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式验定合格。在特殊情况 下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。电压： （4-1）式中： 电器允许最高工作电压 最高运行电压电流： （4-2）式中： 电器额定电流 持续工作电流由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度比较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能

38、运行方式下回路持续工作电流的要求。4.4 校验的原则及热稳定条件1. 校验的一般原则：1) 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定效验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流,若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。2) 用熔断器保护的电器可不验算热稳定；当熔断器有限流作用时，可不演算动稳定；用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。2. 短路的热稳定条件： （4-3） （4-4）式中： Qk 短路电流产生的热效应1. 电动力稳定效验： （4-5）式中： 短路冲击电流幅值 电器允许通过的动稳定电流的幅值

39、3. 下列几种情况下可不效验热稳定或动稳定：1) 用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定；2) 采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定；3) 装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。4.5 环境条件1. 温度：按交流高压电器在长期工作时的发热（GB763-74）的规定，普通高压电器在环境最高温度为+400C时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+400C（但不高于+600C）时，每增高10C，建议额定电流减少1.8%；当低于+400C时，每降低10C，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。本电厂地区夏季最

40、高温度为380C，冬季最低温度为-250C摄氏度，年平均气温为100C，应选用普通高压电器。因此按环境温度最高时求得温度整定系数：2. 日照：屋外高压电器在日照影响下将产生附加温升。但高压电器的发热实验是在避免阳光直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器额定电流的80%选择设备。日照整定系数： 3. 污染：根据资料显示，厂址附近无严重空气污染，可不考虑。4. 海拔：本电厂地区海拔高度为700米，可选择普通高压电器。5. 地震：本地区为五级地震区，故可不考虑防震。4.6 电气设备的选择4.6.1 断路器参数的选择1) 按额定电压选择： 2) 按

41、额定电流选择： 3) 按开断电流选择： 4) 按额定关合电流选择： 5) 热稳定效验： 6) 动稳定效验： 4.6.2 隔离开关参数的选择1) 按额定电压选择： 2) 按额定电流选择： 3) 热稳定效验： 4) 动稳定效验： 4.6.3 形式选择 断路器的形式选择，除应满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试的运行维护，并经技术经济比较后确定。发电机的主保护按种类和形式选择：隔离开关的形式和种类的选择应根据配电装置的布置特点和使用条件等因素进行综合技术比较后确定。时间 后备保护时间配电装置内最高室温40发电机最大持续工作电流为根据发电机回路、及断路器安装在室内的要求，查表，可选/30

42、00少油断路器短路计算电抗 短路计算时间根据短路计算电抗查短路电路计算曲线，并换算成有名值后，所得短路电路为由于，不计非周期热效应。短路电流的热效应等于周期分量热效应,即S冲击电流 表4-1 断路器和隔离开关选择结果及数据比较计算数据/3000型断路器/3000型隔离开关 6.3KV 10KA 10 2246A 3000A 3000 4KA 43.3KA 71.0KA 130KA 3401(KA)It2 7499（KA）2sIt2 13005（KA）2s 71.0KA 130KA 85KA4.6.4 电流互感器的选择参数的选择1. 按一次额定电压选择： 2. 按一次额定电流选择： 为了确保所供

43、仪表的准确度，互感器的一次额定电流应尽可能与最大工作电流接近。3. 按二次额定电流选择：一般弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距离控制室较远时亦可考虑用1A。4. 按二次级数量选择：二次级的数量决定于测量仪表、保护装置和自动装置的要求。一般情况下，测量仪表与保护装置宜分别接于不同的二次绕组，否则应采取措施，避免互相影响。5. 按准确度级选择：为了保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所测量仪表的准确级。因此，需先要知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确级的要求，并按准确等级要求最高的表计选择电流互感器，具体要求如下：1) 装设在发电机、电力变压器、调相机、厂用馈线、

44、出线等回路中的电度表及所有用于计算电费的电度表用电流互感器，其准确等级应为0.5级。2) 供运行、监视、估算电能的电度表、功率表和电流表用电流互感器，其准确等级应为1级。3) 供指示被测数值是否存在或大致估计被监测数值的表计用的电流互感器，其等级为3级和10级。6. 热稳定效验： 7. 动稳定校验 型式的选择动稳定效验： 10KV及以下配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。综上所述：本设计电流互感器选用LA-10 50/5 0.5级 4.6.5 电压互感器的选择参数的选择1、按一次回路电压选择：为了保证电压互感器的安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压应在（

45、0.81.2）范围内变动，即应满足下列条件：2、按准确度级选择：参照电流互感器的准确等级进行选择。、按接线方式选择在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线。在需要检查和监视一次回路单相接地时，采用三个单相三绕组电压互感器。三个单相三线圈电压互感器适用范围：主二次绕组连接成星形以供电给测量表计、继电器以及绝缘检查电压表。对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时才能接入。附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压路过器供电给保护继电器和接地信号（绝缘检查）继电器。表4-2 电压互感器技术参数安装地点型 号额定变比（KV）原绕组副绕组辅助绕组6KV侧JDZJ66/0

46、.1/0.1/4.7 母线的选择4.7.1 母线材料、形式、和布置方式的选择1. 由于铝的导电性能好、成本低，因此，母线材料一般采用铝或铝合金材料。2. 常用的母线有软母线和硬母线，本设计220KV采用软母线。软母线选择的一般条件：1) 配电装置中软母线的选择，应根据环境和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构形式；2) 在空气中含盐较大的沿海地区或周围气体对铝有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐型铝绞线；当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线，当电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面必须满足电晕的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根数；3) 对

47、于220KV及以下的配电装置，电晕对选择导线截面一般不起决定作用，故可根据负荷电流选择导线截面，导线的结构形式可采用单根钢芯铝绞线组成的复导线。3. 母线的散热条件和机械强度与母线的布置方式有关，其布置方式可分为支持和悬挂式；支持式使用和母线工作电压的支持绝缘子把母线固定在钢架或墙板等建筑物上，采用水平布置方式。4.7.2 母线选择计算（1）汇流母线按正常工作最大电流选择其截面S（），即按长期发热允许电流选择，要求导体所选的电路中最大持续工作电流应不大于导体长期发热允许电流，即（2）按短路热稳定校验： (4-6)式中 散热系数；肌肤效应系数。（3）按电晕电压校验（35kV及以上电压级母线）：使

48、晴天工作电压小于临界电晕电压，即 (4-7)式中 临近电晕电压（kV）；其值按下式计算： (4-8)式中 三相导体等边三角形布置取1，水平布置取0.96；导体表面粗糙系数，管型母线及单股导线取0.980.93，多股绞线取0.870.83；空气相对密度；导体半径,矩形母线为四角的曲率半径；相间距离。（4）硬母线校验动稳定 （4-9）式中 允许应力5 继电保护总体方案5.1 主变压器保护规划本厂发电机容量为300MW，结合发电机的容量，针对发电机的故障类型及其不正常运行状态，配置发电机继电保护。按照规程的规定，设计本厂发电机继电保护。电力变压器是电力系统中经常使用的重要电气设备，它的故障对供电可靠

49、性和系统的正常运行带来严重后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件。因此，必须根据变压器容量和重要程序装设性能，动作可靠的保护。变压器故障可分为油箱内部和油箱外部故障，油箱内部故障包括相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路。油箱内部故障对变压器来说是非常危险的，高温电弧不仅会烧毁绕组和铁心，而且还会使变压器油绝缘受热分解产生大量气体，引起变压器油箱爆炸的严重后果。变压器油箱外部故障包括引线及套管处会产生各种相间短路和接地故障。现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小

50、范围，必须根据变压器容量的大小、电压变压器保护的配置原则。变压器一般应装设以下保护：1. 变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护2. 短路保护3. 后备保护4. 中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护5. 过负荷保护5.2 变压器保护本厂用电主变压器容量40 MVA，高压备用变压器容量40 MVA，结合变压器的容量，针对变压器的故障类型及其不正常运行状态，配置发电机继电保护。表5-1 表变压器保护配置序号保护的配置规程要求主变高工变高备变1瓦斯保护对于油箱内的各种故障以及由面的降低，0.8MVA及以上的油浸式变压器2纵差动保护对于绕组、套管及引出线上的故障，并列运行的变压器，容量为6.3MVA及以上厂用工作变压器，10MVA及以上 厂用备用变压器。3过流保护对于外部相间短路引起的变压器过电流，一般降压变压器。4阻抗保护对于外部相间短路引起的变压器过电流，一般用于大容量升压变压器。5零序电流保护对于外部接地短路引起过电流6零序电压保护为防止发生接地短路时，中性点接地的变压器跳开后，中性点不接地的