电气工程及其自动化毕业设计（论文）-国电大渡河铜街子水电厂电气部分设计.doc

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1、长春工程学院毕业设计（论文） 目目 录录 1 引言引言 .1 2 电气主接线方案的确定电气主接线方案的确定 .2 2.1 电气主接线设计原则.2 2.2 对原始资料分析.2 2.3 电气主接线确定.3 3 厂用电接线设计厂用电接线设计 .5 3.1 厂用电接线的要求.5 3.2 厂用电接线的设计原则.6 3.3 厂用电源及其引接.6 3.4 厂用电接线形式.7 4 短路计算短路计算 .8 4.1 计算各元件电抗.8 4.2 对各短路点进行短路计算.9 5 导体和电气设备的选择及校验导体和电气设备的选择及校验 .15 5.1 设备选择原则.15 5.2 设备选择及校验.16 6 继电保护继电保护

2、 .25 6.1 继电保护要求.25 6.2 发电机保护.25 6.3 变压器保护.26 6.4 母线保护.27 7 高压配电装置高压配电装置 .28 7.1 配电装置的设计原则.28 7.2 设计要求.29 7.3 屋外配电装置.30 7.4 布置方案确定.31 总结总结 .32 参考文献参考文献 .33 致谢致谢 .34 长春工程学院毕业设计（论文） 1 1 引言 铜街子水电站位于四川省大渡河下游河段上，距乐山市80km。是大渡河流域梯 级开发下游最后一级电站。电站距上游龚嘴水电站 33 公里，距成昆铁路轸溪车站 17km， 以发电为主，兼顾漂木和下游通航。 电站安装 4 台轴流转桨式水轮

3、发电机组，单机容量 150MW。发电机为空冷半伞式， 额定电压 13.8kV，额定容量 176.47MVA，额定功率因数 0.85。总装机容量 600MW，保 证出力 130MW，多年平均发电量 32.1 亿 kWh。 电站主要为四川电力系统供电，电压 220kV 出线 4 回，并留有 2 回 500kV 出线位置。 系统提供的 220kV 系统阻抗以 Sj=100MVA 为基准时正序阻抗 Xs(1)=0.0168。极端最高气 温 40。 通过查阅相关资料了解到铜街子水电站实际情况，铜街子水电站坝区位于大渡河高 山峡谷到丘陵宽谷的过渡带，坝址正处于峡谷出口处。河谷宽400m，左岸岸坡平缓， 右

4、岸较陡，两岸冲沟发育。坝址出露地层为二叠系峨眉山玄武岩和沙湾组页岩。大坝建 基面以下分布有连续的软弱夹层及层间错动带，断层、裂隙发育。河谷左右各有一个深 槽。左深槽深 70m、宽 40m，充填物为冲积、洪积层，并有20m 厚的沙层。右深槽 深 30m、宽 80m，充填物为冲积层。谷底分布有条断层，斜贯整个枢纽区。地震基 本烈度为度。 本次设计中包括电气主接线方案的选择，站用电接线方案的设计，短路电流的计算，电气 设备的配置，电气设备的选择，配电装置的设计，防雷保护设计等部分。设计按照实际工 程设计的原则设计规程以及典型设计方案进行，力求做到内容尽量完善，达到模拟实训的 最佳效果。 长春工程学院

5、毕业设计（论文） 2 2 电气主接线方案的确定 电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。 本章节是以电气主接线的设计为中心，从工程观点出发，对主接线的基本要求，典型接线 形式等进行详尽的分析。综合阐述各种类型发电厂或变电站电气主接线的特点和主接线设 计的一般原则、步骤、并举例说明。 2.1 电气主接线设计原则 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分配电能的电路成为 传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的电气设备图形符 号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接 关系的单线连接图，

6、称为主接线电路图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结 构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电气选择、 配电装置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正 确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论比较后方可确定。 电气主接线应满足以下几点要求： 1）可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。 2）灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或 工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的 供电。在扩建时应能很方便的从初期建设

7、到最终接线。 3）经济性：主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下， 做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。 2.2 对原始资料分析 电站安装 4 台轴流转桨式水轮发电机组，单机容量 150MW。发电机为空冷半伞式， 额定电压 13.8kV，额定容量 176.47MVA，额定功率因数 0.85。总装机容量 600MW，保 长春工程学院毕业设计（论文） 3 证出力 130MW。电站主要为四川电力系统供电，电压 220kV 出线 4 回，并留有 2 回 500kV 出线位置。 该电站主要为四川电力系统供电，主要承担系统调峰、调相任务，且担负基荷、腰荷 和峰荷，在电力系统中

8、占有较高重要性，所以对可靠性和灵活性要求较高，电气主接线的 确定在满足可靠性和灵活性的前提下还需充分考虑经济性。 2.3 电气主接线确定 结合本设计内容，可提出以下三种待选方案： （1）双母线接线 （2）双母线带旁路接线（3）3/2 接线 当采用双母线带旁路接线时，若母联和旁路各用一台断路器，需要 11 台断路器。它的 运行具有很高的可靠性和灵活性。但投资大，占地面积也大。 当采用 3/2 接线时，同样具有很高的可靠性和灵活性。通常在 330kV500kV 配电装置 中应用比较广泛，对于 220kV 出现回路暂不考虑 3/2 接线。 当采用双母线接线时，拥有较高的可靠性，灵活性，由于每条进出线

9、各需要一台断路 器，另外需要加一台母联断路器，因为共有 8 条进出线，故需要 9 台断路器。这种接线具 有很高的经济性，广泛用于 110kV220kV 出现数为 5 回及以上。 220kV 侧的断路器采用 SF6 断路器，其检修周期长，可靠性高，故可不设旁路母线。 双母线接线是最佳方案。接线如图 1.1 所示： 220kV WL1WL2WL3WL4 W1 W2 S1WL4 WL4 WL4 QF4QF3QF2QF1 QFC 图 2.1 电气主接线线形式图 2.3.1 发电机选择 长春工程学院毕业设计（论文） 4 根据设计资料可知，该火电厂的发电机单机的容量为 150MW。查看电力设备手册 选择，

10、其详细电气参数见表 2-1 所示。 表 2-1 150MW 水轮发电机型号及电气参数 产品型号额定容量 额定电压 额定电流转速功率因数 定子接线 同步电抗次暂态电抗 零序电抗 YFSN-180-2 180MW13.8kV13kA3000r/min0.852-Y236.35%20%9.36% 2.3.2 主变压器的确定 结合本设计的具体情况查看电力设计手册和电力系统设备手册，具有发电机电压采 用单元接线的主变压器在选择容量的时候，应按照发电机的额定容量扣除本机组的厂用负 荷后并留有 10%的裕度。因此： 主变压器容量的计算公式为：发发 发发 %11 . 1 KSSp 其中为厂用电率% KP ,查

11、阅电力工程设备手册，选取与之最接近AMV S 18.192%11 85 . 0 150 1 . 1发发 发 的变压器的容量为 180MVA，具体参数及型号见下表： 表 2.2 主变压器参数 电压组合及分接范 围 额定容 量 (MVA) 高压 (kV) 低压 (kV) 连接标 号 空载 损耗 (KW) 负载 损耗 (KW) 空载 电流 (KA) 空载 损耗 (KW) 负载 损耗 (KW) 空载 电流 (KA) 阻抗 电抗 (%) 240 2422 2.5% 13.8 YN,D1 1 1183850.91264901.312-14 2.3.3 厂用变压器 厂用变压器的选择主要考虑厂用高压工作变压器

12、和启动备用变压器的选择，其选择内 容包括变压器的台数、型式、额定电压、容量和阻抗。 为了正确选择厂用变压器容量，首先应对厂用主要用电设备的容量、数量及运行方式 有所了解，并予以分类和统计，最后确定厂用变压器容量。 结合本设计的具体情况查看电力设计手册和电力系统设备手册，选择厂用变压器规格 如表 1.3 所示： 表 2.3 厂用变压器参数表 型号额定容量（kV.A）高压（kV）低压（kV）电抗百分数% S7-160013.8160013.86.35 长春工程学院毕业设计（论文） 5 3 厂用电接线设计 发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量有电动机拖动的机械设备，用以保 证机组的主要设备（

13、如水轮机、发电机等）和水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的 运行、操作、试验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，通称为厂用电。 对水电厂来说，厂用电负荷属最重要负荷之一。水电厂厂用机械的数量、容量及重要 程度等与机组容量有关，并受水头、流量和水轮机型式以及运行方式等条件影响。当水头 不同时，技术供水、闸门启闭、综合利用等装置的用电要求就有所不同；当机组承但系统 调相、调频任务时，其辅助设备相对也要增加，由于这些不同，使供电容量和方式皆有差 异。一般水电厂最基本的厂用电负荷是水轮机调速系统和润滑系统油泵、压缩空起系统的 空气压缩机、发电机冷却系统和润滑系统的水泵、全场辅助机械系统

14、的电动机、闸门启闭 设备、照明及水利枢纽等设备用电。 3.1 厂用电接线的要求 按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和 新设备，使设计经济合理、技术先进，保证机组安全、经济地运行。 接线应满足下述要求： (1)各机组的厂用电系统应是独立的。特别是 200MW 及以上机组，应做到这一点。在 任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并 要求受厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复运行。 (2)全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。 (3)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能

15、地使切 换操作简便，启动(备用)电源能在短时内投入。 (4)充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公 用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。 (5)200MW 及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快 长春工程学院毕业设计（论文） 6 速启动和自动投入向保安负荷供电。 3.2 厂用电接线的设计原则 厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电； 能灵活适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求； 厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统 发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线

16、也简单； 设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备， 使厂用电接线具有可行性和先进性； 在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其 引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。 3.3 厂用电源及其引接 （1）工作电源 发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作状态的要求，除应具有正常的 工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。一般电厂中，都以启动电源 兼作备用电源。发电厂或变电站的厂用工作电源，是保证正常运行的基本电源。通常，工 作电源应不少于两个。 厂用高压工作电源从发电机电压回路的引接方式与主接线形式有密切联系

17、。 当主接线具有发电机电压母线时,厂用工作电源(厂用变压器或厂用电抗器)一般直接从 母线上引接； 当发电机和主变压器为单元接线时，则厂用工作电源从主变压器的低压侧引接。 （2） 备用电源和启动电源 厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用 电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍 能从系统取得厂用电源。启动电源一般是指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供 电的工况下为该机组的厂用负荷提供的电源。因此，启动电源实质上也是一个备用电源。 备用电源的引方式： 长春工程学院毕业设计（论文） 7 从发电机电压母线的不同分段上，通

18、过厂用备用变压器(或电抗器)引接。 从发电厂联络变压器的低压绕组引接，但应保证在机组全停情况下，能够获得足够 的电源容量。 从与电力系统联系紧密、供电可靠的最低一级电压母线引接。 当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源 或启动电源。 备用电源有明备用和暗备用两种方式。中小型水电厂和降压变电站，多采用暗备用方 式。 （3）事故保安电源 当工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故下能安全停机，事故消除后又能及时 恢复供电，应设置事故保安电源，以保证事故保安负荷供电，如润滑油泵、密封油泵、热 工仪表及自动装置、盘车装置、顶轴油泵、事故照明和计算机等。 事故保安电源通

19、常采用快速自动程序启动的柴油发电机组、蓄电池组以及逆变器将直 流变为交流作为交流事故保安电源。 3.4 厂用电接线形式 发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线形式，并多以成套配电装置接受和 分配电能。为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂用母线均采取按锅炉分段 的原则，即将高压厂用母线分成若干独立段。铜街子电站安装 4 台轴流转桨式水轮发电机 组，单机容量 150MW。发电机为空冷半伞式，额定电压 13.8kV， 长春工程学院毕业设计（论文） 8 13.8kV13.8kV13.8kV13.8kV 0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV 阀间配电盘照明配电盘机组自用配电

20、盘公用配电盘大坝配电盘 图 3.1 站用电接线图 4 短路计算 目的：为了在电气装置的设计和运行中，用来选择电气设备、选择限制短路电流的方 式、设计继电保护装置和分析电网故障等。 短路点的位置：150MW 发电机,220kV 母线处，厂用变低压侧。 4.1 计算各元件电抗 取 100MVA 为基准容量，基准电压为各级电压的平均电压。系统归算到 220kV 母线上 电抗为=0.0168。 表 4.1 各元件电抗型号及百分数 元件名称型号电抗百分数% 发电机YFSN-180-220 主变压器SFP24000022014 厂用变压器S7-160013.85 计算出各元件阻抗标么值 长春工程学院毕业设

21、计（论文） 9 G1 XS 0.0168 X5 0.078 X9 3.125 X1 0.113 A G2 X6 0.078 X10 3.125 X2 0.113 B G3 X7 0.078 X11 3.125 X3 0.113 C G4 X8 0.078 X12 3.125 X4 0.113 D f1 f2 f3 图 4.1 系统等值电抗图 发电机： 113 . 0 85 . 0 /150 100 100 20 cos/100 “ 4321 P Sx xxxx Bd 主变压器： 078.0 180 100 100 14 100 8765 S SU xxxx N Bd 厂用变压器： 125.3

22、6.1 100 100 5 100 1211109 S SU xxxx N Bd 4.2 对各短路点进行短路计算 4.2.1 f1 处短路 X13 0.191 AB X15 0.191 C X16 0.191 D f1 X14 0.191 X17 0.0168 S 长春工程学院毕业设计（论文） 10 图 4.2 220kV 母线短路等效电路图 各电源点对 f1 的转移电抗 0168 . 0 17 x 191 . 0 5113 xxx xxxx 16151413 相应的计算点抗 各发电机回路的计算电抗 287.0 100 150 *191.0 16151413j xxxxjjj 将系统视为无限大

23、电源则计算电抗等于系统电抗的标么值 查水轮机轮机计算曲线数字表，求短路电流周期分量标幺值。查出与之对应的 0s、2s 和 4s 的短路电流周期分量标么值。 表 4.2 各电源提供的短路电流周期分量计算曲线表 电源计算电抗0s2s4s 发电机 A0.2873.8653.0053.023 发电机 B0.2873.8653.0053.023 发电机 C0.2873.8653.0053.023 发电机 D0.2873.8653.0053.023 系统0.016859.559.559.5 发电机的基准电流：kA IG 443. 0 85 . 0 2303 150 发电机回路对短路点提供的短路电流： 0s

24、 时，发电机提供的短路电流： kA II GG 849. 64865. 3 0 . 2s 时，发电机提供的短路电流： kA II GG 325 . 5 4005. 3 2 . 4s 时，发电机提供的短路电流： kA II GG 357 . 5 4023 . 3 4 . 系统在 0s、2s 和 4s 的短路电流为： 0168 . 0 17j x 长春工程学院毕业设计（论文） 11 kA III SSS 94.14 2303 100 5 . 59 4 . 2 . 0 . 流过短路点 f1 点的短路电流： kA III SG 789.2194.14849 . 6 0 . 0 . 0 kA III S

25、G 265.2094.14325 . 5 2 . 2 . 2 kA III SG 297.2094.14357 . 5 4 . 4 .4 发电机的冲击系数 k 取 1.85，短路点的冲击电流为： kAk Iish 00.5785 . 1 789.21414 . 1 2 4.2.2 f2 处短路 取 f2 为短路点时，将系统各支路进行星网变换，求得各点对 f2 的转移电抗 X18 0.113 AB X20 1.074 C X21 1.074 D f2 X19 1.074 X22 1.074 S 图 4.3 发电机出口短路等效电路图 113.0 118 x x 117 . 0 ) 11111 (

26、8473562 5s22 xxxxxxxx xxx s 074 . 1 ) 11111 ( 8473562 562212019 xxxxxxxx xxxxxx s 发发 相应的计算电抗为 51.11 85 . 0 3 150 113 . 0 18j x 94.10 85 . 0 3 150 074 . 1 212019 xxx jj 117 . 0 22j x 长春工程学院毕业设计（论文） 12 查计算曲线短路电流周期分量标么值如下。 表 4.3 各电源提供的短路电流周期分量计算曲线表 电源计算电抗0s2s4s 发电机 A11.510.0870.0870.087 发电机 B10.940.091

27、0.0910.091 发电机 C10.940.0910.0910.091 发电机 D10.940.0910.0910.091 系统0.1178.5478.5478.547 发电机的基准电流：kA IG 062 . 7 85 . 0 8 .133 150 发电机 BCD 回路对短路点提供的短路电流： 0s、2s、4s 时，发电机提供的短路电流： kA IIII GGGG 929 . 1 3091 . 0 4 . 2 . 0 . 发电机 A 回路对短路点提供的短路电流： 0s、2s、4s 时，发电机提供的短路电流： kA IIII GGAGAGA 622 . 0 087. 0 4 . 2 . 0

28、. 系统在 0s、2s 和 4s 的短路电流为： kA III SSS 052. 2 2303 100 547 . 8 4 . 2 . 0 . 流过短路点 f2 点的短路电流： kA IIIIIISGAG 603.4052.2622.0929.1 000420 发电机的冲击系数 k 取 1.9，短路点的冲击电流为： kAk Iish 37.129 . 1603 . 4 414 . 1 2 4.2.3 f3 处短路 将短路点选择 f3 处时，首先对系统相对于 220kv 母线进行一次星网变换，此时 X23 AB X25 C X26 D f3 X24X27 S X28 图 4.4 厂用变压器低压侧

29、短路星角变换电路图 长春工程学院毕业设计（论文） 13 对 220kv 母线的转移阻抗与 f2 处短路值相同，再进行一次星网变换 X29 AB X31 C X32 D f3 X30X33 S 图 4.5 等效等效电路图 则各电源点对 f3 处的转移电抗 242 . 7 ) 111111 ( 28262524923 92332313029 xxxxxx xxxxxx 499 . 7 ) 111111 ( 26252423927 92733 xxxxxx xxx 相应的计算电抗为 499 . 7 33j x 9 . 737 85 . 0 3 150 242 . 7 32313029 xxxx 查计

30、算曲线短路电流周期分量标么值如表 4.4 表 4.4 各电源提供的短路电流周期分量计算曲线表 电源计算电抗0s2s4s 发电机 A737.90.0010.0010.001 发电机 B737.90.0010.0010.001 发电机 C737.90.0010.0010.001 发电机 D737.90.0010.0010.001 系统7.4990.1330.1330.133 发电机的基准电流：kA IG 470.15 85 . 0 3 . 63 150 长春工程学院毕业设计（论文） 14 发电机回路对短路点提供的短路电流： 0s、2s、4s 时，发电机提供的短路电流：kA IIIIGGGG 046

31、. 04001. 0 4 . 2 . 0 . 系统在 0s、2s 和 4s 的短路电流为： kA III SSS 334 . 0 2303 100 133. 0 4 . 2 . 0 . 流过短路点 f3 点的短路电流： kA IIIIISG 380.0334.0046.0 00420 发电机的冲击系数 k 取 1.9，短路点的冲击电流为： kAk Iish 994.085.1380.0414.12 表 4.5 各短路电流总表 短路点电源0s(kA)2s(kA)4s(kA) 发电机 A1.712251.331251.33925 发电机 B1.712251.331251.33925 发电机 C1.

32、712251.331251.33925 发电机 D1.712251.331251.33925 系统14.9414.9414.94 f1 总计21.78920.26520.297 发电机 A0.6220.6220.622f2 发电机 B0.6430.6430.643 长春工程学院毕业设计（论文） 15 发电机 C0.6430.6430.643 发电机 D0.6430.6430.643 系统2.0522.0522.052 总计4.6034.6034.603 发电机 A0.01150.01150.0115 发电机 B0.01150.01150.0115 发电机 C0.01150.01150.0115

33、 发电机 D0.01150.01150.0115 系统0.3340.3340.334 f3 总计0.380.380.38 长春工程学院毕业设计（论文） 16 5 导体和电气设备的选择及校验 为了保证设备工作的可靠性及安全性，必须按照正常的工作条件选择，并按照短路条 件校验其动稳定和热稳定。 5.1 设备选择原则 （1）额定电压 所选电气设备的最高允许电压必须高于或等于所在电网的最高运行电压。 设备允许长期承受的最高工作电压，厂家一般规定为相应电网额定电压的 1.101.15 倍，而电网实际运行的最高工作电压一般不超过其额定电压的 1.15 倍。因此在选择设备时， 一般可按设备的额定电压不低于装

34、设地点电网的额定电压。 UU NSN （2）额定电流 电气设备的额定电流是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。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，即 IINmax 各种回路最大长期工作电流的计算方法: 发电机和变压器回路 由于发电机和变压器在电压降低 5%时，出力可保持不变，故该回路最大工作电流应 不小于相应额定电流的 1.05 倍。若变压器有过负荷运行的可能时，还应计及其实际的过负 荷电流。 馈电线路 s U P I N ax co3 m max 母线分段断路器及母联断路器回路 母线分段断路器的最大工作电流，一般可取母线分段上一台最大发电机额定电流的 50%80%

35、；母联断路器的最大工作电流则应取母线上最大一台发电机或变压器的最大工作 电流。 长春工程学院毕业设计（论文） 17 汇流母线 汇流母线的最大长期工作电流应根据电源支路与负荷支路在母线上的实际排列顺序确 定。往往并不等于接于母线上的全部负荷电流的总和。 （3）环境条件对设备选择的影响 温度和湿度 一般高压电气设备可在环境温度为-30+40的范围内长期正常运行。当使用环境温度 低于-30时，应选用适合高寒地区的产品；若使用环境温度超过+40时，应选用型号后 带“TA”字样的干热带型产品。 我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度为+40，如周围环境温度高于+40 (但+60 )时，其允许电流一般可

36、按每增高 l ，额定电流减少 1.8%进行修正；当环境 温度低于+40 时，环境温度每降低 l ，额定电流可增加 0.5%，但其最大电流不得超过 额定电流的 20%。 污染情况 安装在污染严重，有腐蚀性物质、烟气、粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污 型产品或将设备布置在室内 。 海拔高度 一般电气设备的使用条件为不超过 1000m。当用在高原地区时，由于气压较低，设备 的外绝缘水平将相应下降。因此，设备应选用高原型产品或用外绝缘提高一级的产品。现 行电压等级为 110kV 及以下的设备，其外绝缘都有一定的裕度，实际上均可使用在海拔不 超过 2000m 的地区。 安装地点 配电装置为室内布置

37、时，设备应选户内式；配电装置为室外布置时，设备则选户外式。 此外，还应考虑地形、地质条件以及地震影响等。 5.2 设备选择及校验 5.2.1 断路器的选择及校验 （1）220kV 断路器选择 长春工程学院毕业设计（论文） 18 参考电力工程电气设计手册，对于 220kv 电压等级的高压断路器选择形式为断路 SF6 器。 断路器在正常工作情况下出现的最大电流 kA U S I n n g 486 . 0 85 . 0 2203 15005. 1 3 05. 1 max. 短路电流周期分量 kv789.21 Ipt 最大冲击电流 kA ish 00.57 参考电力工程电气设备手册可选择断路器参数如

38、表 5.1 表 5.1 220kV 断路器参数表 型号额定电压额定电流额定开断电流动稳定电流(峰值)热稳定电流 LW12-220220kV2000A40kv100kA40kA 稳定和动稳定校验计算 若不计短路电流非周期发热量，假设完全切断短路电流的时间为 t=4s,结合前面 f1点的短路 电流计算值 I =21.789KA，I =20.265KA，I =20.297KA， ，则短路电流的热效应为： 024 )(48.16644 12 297.20265.20 10 789.21 4 12 10222 22 2/ 2 skA t I t I I Q kk K 热稳定符合要求。A t Q kA I

39、 k t k40.2040 由前边短路计算得冲击电流峰值为： 动稳定符合要求。kAish10000.57 （2）对于发电机出口处断路器的选择 发电机出口处断路器选择，西门子真空断路器，此型号真空断路器为通用版。 他将系列整个系统和产品的优点都协调地结合在一起，这对大部分应用有决 定意义。它可以完成次操作循环并免维护，包括至的整个中压 系列。3AH 系列真空断路器是西门子公司是上世纪 90 年代中期推向市场的全球第一款免维 长春工程学院毕业设计（论文） 19 护型产品, 供货范围覆盖下列参数：工作电压高达 40.5kV，工作电流高达 6300A，短路开 断电流高达 72kA，几乎覆盖了所有的中压

40、场合，其稳定的优良性能得到了电力系统用户的 一致推崇。 （3）6.3kV 厂用电电压等级断路器的选择 断路器在正常工作情况下出现的最大电流 kA U S I n n g 154 . 0 3 . 63 6 . 105. 1 3 05. 1 max. 短路电流周期分量 kv38 . 0 Ipt 最大冲击电流 kA ish 994 . 0 该电压等级短路器的选择型号为：HS2510M-06MF-C 参数如表 5.2 表 5.2 6.3kV 断路器参数 型号额定电压额定电流开段电流动稳定电流（峰值）热稳定电流 （4S） HS2510M-06MF-C12kV63031.5KA80KA31.5KA )(5

41、776.04 12 38.038.0 10 38.0. 4 12 10222 22 2/ 2 skA t I t I I Q kk K 热稳定符合要求。A t Q kA I k t k38 . 0 5 .31 由前边短路计算得冲击电流峰值为： 动稳定符合要求。kAkAish80994. 0 5.2.2 隔离开关的选择及校验 （1）220kV 隔离开关的选择 隔离开关也是发电厂和变电站中常用的开关电器。他需要与断路器配套使用。但隔离 开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流，因此，隔离开关的选择及校 验项目与断路器相比只少了开断电流和关合电流。 隔离开关在正常工作情况下出现的最大电流

42、： 长春工程学院毕业设计（论文） 20 kA U S I n n g 486 . 0 85. 02203 15005 . 1 3 05. 1 max. 参考电力工程电气设计手册，对于 220kv 电压等级的高压隔离开关选择型号为 GW4- 220DW 其参数如表 5.3： 表 5.3 220kV 隔离开关参数 型号额定电压额定电流动稳定电流(峰值)热稳定电流 GW4-220DW220kV1000A80kA21.5kA 由前面计算 动稳定符合要求A t Q kA I k t k40.20 5 . 21 冲击电流峰值: 热稳定符合要求kAish8000.57 （2）发电机与主变压器之间隔离开关的选

43、择 隔离开关在正常工作情况下出现的最大电流： kA U S I n n g 789 . 6 85. 075.153 15005 . 1 3 05 . 1 max. 参考电力工程电气设计手册，对于 15.75kV 电压等级的高压隔离开关选择型号为 GN10-20/8000 其参数如表 5.4 所示： 表 5.4 发电机出口隔离开关参数 型号额定电压额定电流动稳定电流(峰值)热稳定电流 GN10-20/800020kV8000A224kA74 )(03.4610 12 603.4603.4 10 603.4. 4 12 10222 22 2/ 2 skA t I t I I Q kk K 热稳定符

44、合要求。A t Q kA I k t k145 . 2 74 由前边短路计算得冲击电流峰值为： 动稳定符合要求。kAkAish22437.12 （3）发电机出口到厂用变压器之间隔离开关的选择 隔离开关在正常工作情况下出现的最大电流： 长春工程学院毕业设计（论文） 21 kA U S I n n g 062. 0 75.153 6 . 105. 1 3 05 . 1 max. 参考电力工程电气设计手册，对于 220kv 电压等级的高压隔离开关选择型号为 GN1- 10/200 其参数如表 5.5： 表 5.5 发电机与厂用变压器之间隔离开关参数 型号额定电压额定电流动稳定电流(峰值)热稳定电流

45、GW4-220DW10kV200A25kA10kA （4）厂用变压器低压侧隔离开关的选择 隔离开关在正常工作情况下出现的最大电流： kA U S I n n g 154. 0 3 . 63 6 . 105. 1 3 05. 1 max. 参考电力工程电气设计手册，对于 15.75kV 电压等级的高压隔离开关选择型号为 GN5- 10/200 其参数如表 5.6 所示： 表 5.6 厂用变压器低压侧隔离开关参数 型号额定电压额定电流动稳定电流(峰值)热稳定电流 GN5-10/20010kV200A25.5kA10kV 热稳定符合要求。A t Q kA I k t k38. 010 由前边短路计算

46、得冲击电流峰值为： 动稳定符合要求。kAkAish5 .25994 . 0 5.2.3 电流互感器的选择及校验 电流互感器选择要求 1）电流互感器的额定电压不小于装设电流互感器回路所在电网的额定电压。 2）电流互感器的一次额定电流不小于装设回路的最大持续工作电流。当电流互感器 用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大 1/3 左右，以保证测 量仪表的最佳工作，并在过负荷时使仪表有适当的指示。 3）电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流 选择，一般情况下，可按变压器额定电流的 1/3 进行选择。 长春工程学院毕业设计（论文） 22 4）发电机横

47、联差动保护用的电流互感器一次电流，应按下列情况选择： 安装于各绕组出口处时，一般按定子绕组每个支路的电流选择。 安装于中性点连接线上时，可按发电机允许的最大不平衡电流选择。根据运行 经验，此电流一般取发电机额定电流的 2030。 (1)220kV 等级电流互感器的选择 选择型号：LB-220 kA I 840. 0 2203 240 3 4 max 表 5.7 220kV 电流互感器参数 型号二次组合电流比准确级热稳定倍数动稳定倍数 LB-220B/B/B/0.52600/50.540100 其中： 热稳定符合要求。kA t Q kA I k 40.20 6 . 3340 max 动稳定符合要

48、求。kA i kA Ish 5784100 max （2）发电机出口处电流互感器选择 选择型号： LMZ1-20 kA I 331. 7 75.153 150 3 4 max 表 5.8 发电机出口电流互感器参数 型号额定电流比次级组合准确级 LMZ1-20600012000/50.5/0.5/0.5/B/B/B0.5 (3)厂用变压器低压侧电流互感器选择 选择型号：LFZJ1-10 kA I 196 . 0 3 . 63 6 . 1 3 4 max 表 5.9 厂用变压器低压侧电流互感器参数 型号额定电流比次级组合准确级热稳定倍数动稳定倍数 LFZJ1-1020200/5 0.5/3 及 1/3 0.5120210 )(144.010 12 38.038.0 10