火电厂一次侧设计

电气工程课程设计

题 目 凝汽式火电厂一次部分设计

学院名称 指导教师 职 称 班 级 学 号 学生姓名

年 月 日

引言：

经济要发展，电力需先行。电能是经济发展最重要的一种能源，可以方便高效地转换成其他能源形式。提供电能的形式有水利发电，火力发电，风力发电，随着人类社会跨进高科技时代又出现了太阳能发电，潮汐发电等。但对于大多数发展中国家来说，火力发电仍是今后很长一段时期内的必行之路。

电能作为现在社会国民经济生活的主导。由于其不仅便于输送和分配，可以转换为其它形式的能源，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。本设计的主要是针对于发电厂一次侧设计进行的。它主要包括了四大部分：电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择。其中主要部分为短路电流的计算和电气设备的选择，从不同的短路点进行分析和计算，不同的短路参数选择不同种类设备，并进行理论分析，在理论上证实设计的实际可行性，达到设计要求，做好预先设计工作对工程建设的工期、质量、投资，以及建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着重要的决定性作用。

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1 系统与负荷资料分析

从原始资料可知，本次设计的发电厂类型为凝汽式火电厂,其最终容量为2×200MW + 2×300MW=1000MW,当电厂全部机组投入运行后，将占电力系统容量的1000/（18000+1000）=5.26%,并未超过了电力系统的检修备用容量8%～15%和事故备用容量10%的限额,所以在本次设计中不考虑这两个方面的容量。年利用小时数为6000h/a>5000h/a,远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数（如2005年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5225h/a）。该厂为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该厂主接线设计务必须着重考虑其可靠性。

电力负荷水平有两个电压等级，220KV和110KV。220KV电压等级：架空线10回，I级负荷，最大输送1000MW，Tmax＝4500h/a，110KV电压等级：架空线8回，I级负荷，最大输送150MW，Tmax＝4000h/a。系统出线回路较多，且属于I级负荷，可靠性要求高，是不允许停电的，因此对发电站的供电可靠性要求很高。两个电压等级的供电容量也不一样，但供电的容量都比较大，而且回路数都比较多。厂用电率为6%，由本厂输出最大可能的电力为1000×(1-6%)=940MW。这些设计标准对电厂的设计提出了较高的要求，而且还得考虑当地气温的变化和一些其他因素的影响。

2 电气主接线设计

2.1 主接线概述

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首要环节。电气主接线的确定对于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，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。

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2.2 主接线设计要求

主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本设计要求。 (一)可靠性

供电系统可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先要满足这个要求。包括发生事故可能性及发生事故后要求停电范围小，恢复供电快。 研究主接线可靠性应注意的问题：

(1)应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性分析。

(2)主接线的可靠性要包括一次部分和相应的二次部分在运行中可靠性的综和。

(3)主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。

(4)要考虑所涉及的发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用。 主接线可靠性的具体要求：

(1)断路器检修的时候，不宜影响对系统的供电。

(2)断路器或者母线故障时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证 一级负荷全部和二级负荷的绝大部分供电。

(3)尽量避免发电厂和变电所全部停运的可能性。 (4)大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 （二）灵活性

主接线应该满足在调度、检修及扩建时的灵活性。

(1)调度时应可以灵活的投入和切除发电机变压器，调配电源和负荷，满足系统在事故和检修时以及特殊运行方式下的灵活调度要求。

(2)检修时可以方便的停运断路器、母线及继电保护设备，运行安全检修而不致影响电力网的正常运行和对用户的供电。

(3) 扩建时可以很容易的从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停运的时间最短的情况下，投入新机组，变压器而不互相干扰，并且对一次和二次的改建量最小。 （三）经济性

主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下也要做到经济合理。

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（1）投资省

主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、 避雷器等一次设备。要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。要能限制短路电流，以便于选择电气设备或者轻型电器。如能满足系统安全运行和继电保护要求，110KV及以下终端设备或分支变电所可采用简易电器。 （2）占地面积小

主接线设计要为配电装置布置装造条件，尽量使占地面积减少。 （3）电能损失少

经济合理的选择变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变）、容量、数量，避免因两次变压而增加电能损失。

2.3 主接线基本形式

（一）单元接线

其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。

本设计中发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。 （二）单母线分段接线

优点：用短路器把母线分段后，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时，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不至于是重要用户断电。

缺点：当一段母线或者母线隔离开关故障或者检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电，在出线段为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时须向两个方向均衡扩建。 （三）双母线接线

优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。

缺点：由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。

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2.4 主接线方案选择

2.4.1各电压等级接线方案拟定

根据对原始资料的分析，参考设计手册将各电压等级可能采用的相对较好的方案列出。进行优化组合，得出最佳的方案。

（一）110KV电压等级：架空线为8回，I级负荷，最大输送150MW，为实现不停电检修出现断路器，可采用单母分段带旁路或双母接线形式。且由于110KV侧的最大负荷为150MW，其全年平均负荷为150×4000/（365×24）=68.49MW,不管接的是300MW还是200MW，其容量均远大于150MW和其年平均负荷68.49MW，若当联络变压器出现故障，将造成发电机大量积压容量，可能引起发电机甩荷现象，选择主变压器也困难，因此110KV侧不接发电机，通过两台联络变压器从220KV侧输送功率。

（二）220KV电压等级：出线为10回，承担一级负荷，根据设计手册可知，为使其检修出现断路器时不停电，可采用双母带旁路接线形式，以保证供电的可靠性。但双母带旁路占地面积大，经济性差，因此常用双母线接线方式。又四台发电机均接在220KV电压母线上，根据电力系统一次侧设计手册可知，容量在200MW及以上的大机组一般采用与双绕组变压器组成单元接线而不与三绕组变压器组成单元接线。发电机到变压器采用分相封闭母线相连，这样既节省了断路器的费用，又能限制短路电流，提高了安全性。

2.4.2 主接线方案

综合考虑电气主接线的要求，依据各电压等级接线方案的分析结果，拟定以下两种接线方案。

方案一：110KV侧采用单母线分段，220KV侧采用双母线设计。其主接线如图2.1所示。

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2.1方案一主接线图

方案二：110KV侧采用双母线，220KV侧采用双母线分段。其主接线如图2.2所示。

图2.2 方案二主接线

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2.4.3 设计方案比较

总结两种主接线方式如表2.1。

表2.1 主接线方案

电压等级 110KV 220KV

现对这两个方案进行综合比较如表2.2。

表2.2 方案比较

方案I 单母分段带旁路 双母接线 方案II 双母接线 双母接线 方案一 方案二 110kV可靠性较高，保障了变压器检修和故障时，不致使各可靠性 110kV侧的负荷过重，可靠性稍级电压解列。轮流检修一组母差。 线而不致使供电中断。 可采用多种运行方式，灵活调灵活性 110kV运行方式相对简单，相应度，各电压级接线方式灵活性的保护装置简单，灵活性差。 都好。 经济性 设备相对较少，投资较少。 设备相对较多，投资较大。 通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，确定第二套方案为本设计凝汽式火电厂主接线设计的最终方案。

2.5 厂用电接线设计

发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备（如锅炉、气轮机或水轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试

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验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。

2.5.1 厂用电负荷分类

厂用电负荷，根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度，按其重要性可分为四类：Ⅰ类厂用负荷；Ⅱ类厂用负荷；Ⅲ类厂用负荷；事故保安负荷和不间断供电负荷。

2.5.2 厂用电设计原则

厂用电的设计原则与主接线的设计原则基本相同，主要有：

（1）接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转。 （2）接线应灵活的适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求。 （3）厂用电源的对应供电性。

（4）设计还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和先进性。

（5）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、厂用电源及其引线和厂用电接线形式等问题，进行分析和论证。

2.5.3 厂用电接线方案选择

发电厂的厂用电源，必须可靠供电，且能满足各种工作要求，除满足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。

本设计中每台发电机从各单元机组的一侧接引一台高压工作厂用变压器作为6KV厂用电系统的工作电源。为了能限制厂用电系统的短路电流，以便是6KV系统能采用轻型断路器，并能保证电动机自启动时母线电压水平和满足厂用电缆截面等技术经济指标要求，高压工作厂用变压器选用分裂变压器，其低压分裂绕组分别供6KV两个分段厂用母线。

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为满足机组启动时厂用电供电和作为高压工作变压器的备用。启动备用变压 器电源引自升高电压母线，用联络变压器连接采用明备用式，接线图如图2.3：

图2.3 厂用电接线图

3 电厂主要设备的选取 3.1 发电机的选取

本次设计为2×200MW + 2×300MW的凝汽式火电厂，依据设计手册可知应选发电机型号为：QFSN-200-2和QFSN-300-2。主要技术参数如表3.1所示：

表3.1 发电机参数

型号 额定功率额定电压额定电流功率因数同步电抗瞬变电抗超瞬变电（MW） （KV） 15.75 （KA） （cos?） 8625 0.85 (Xd%) 203.5 (X'd%) 抗(X\24.3 14.8 QFSN-200-2 QFSN-300-2 200 300 18 11320 0.85 236.35 31.93 17.1 44 页 第 9 页 共

3.2 变压器的选取

3.2.1 变压器选取原则

（一）主变压器的选择原则 (1)容量的确定

发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线的剩余有功和无功容量送入系统。接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。若发电机电压母线上接有两台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其它主变压器在允许正常过负荷范围内，应能输送母线剩余功率的70%以上。在电力市场环境下，主变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线上最大负荷的要求。

(2)相数的确定

一般用三相变压器，单相变压器应用于500KV及以上的发电厂、变电站中。 考虑投资、占地、运输、维护等方面因素，本设计中主变压器选用三相变压器。 (3)绕组数和结构的确定

使用三绕组变压器比使用两台双绕组变压器经济,但是200MW及以上的发电机组，考虑到分相封闭母线的采用，以选用双绕组变压器加三绕组的联络变压器为佳。使用自耦变压器不经济，且自耦变压器只能用于高、中压中性点都有效接地的电网，故其只能用于220KV及以上的发电厂和变电站。且自耦变阻抗较小可能使短路电流增加，故应经计算确定。 在电压变化范围大且变化频繁的情况下需使用有载调压变压器。 有载调压变压器的价格较贵，质量不行大大降低其可靠性，所以应慎用。 (4)绕组接线组别的确定

变压器三相绕组的接线组别必须和系统的相位一致，否则，不能并列运行。我国110KV及以上电压，变压器三相绕组都采用“YN”连接，35KV采用“Y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV以下高压电压，变压器三相绕组都采

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用“D”连接。

（二）联络变压器的选择原则

(1)联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功功率和无功功率的交换。

(2)联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求，同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。

(3)联络变压器为了布置和引线方便，通常只选一台，最多不超过两台。在中性点接地方式允许条件下，以选自耦变压器为宜。其第三绕组，及低压绕组兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置。 （三）厂用变压器的选择原则

(1)变压器原、副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。 (2)变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。

(3)厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用设备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。

3.2.2 变压器型号确定

（一）主变压器型号的确定

发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，200WM发电机组的主变压器选用三相式两绕组变压器2台，300WM发电机组的主变压器选用三相式两绕组变压器2台，本次设计中共有4台主变压器。单元接线中的主变压器容量SN 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择，主变压器容量计算公式为：

SN=1.1ΡNG(1-ΚP)COSΦG

ΡNG—发电机容量 SN—通过主变的容量

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??—厂用电：KP=6% COSΦG—发电机的额定功率因数（取COSΦG=0.85）

发电机G-1、G-2的额定容量为200MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为：

SN?1.1?NG1、(1-?P)2COS?G?1.1?200(1-0.06)0.85?243.29MVA

发电机G-3、G-4的额定容量为300MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为：

SN?1.1?NG3、(1-?P)4COS?G?1.1?300(1-0.06)0.85?364.94MVA

经计算后由文献《输配电设备》可知选取变压器为200MW发电机组所选变压器型号为SFP9-240000/220 ，300MW发电机组所选变压器型号为SFPT-370000/220 。主要技术参数如表3.2。

表3.2 技术参数

额定容型号 量（MVA） SFP9-240000/220 SFPT-370000/220

370 240 额定电压（KV） 损耗（KW） 短路电空载电高压 低压 短路 空载 压（%） 抗（%） 242?2?2.5.75 630 200 14 0.7 242?2?2.5v8.18 8 193.2 14.12 0.24 （二）联络变压器型号的确定

联络变压器在发电厂升压站中连接有交换功率的两种电压等级母线的变压器。联络变压器一般采用自耦变压器，在其低压侧一般装设无功补偿装置，但在本课程设计中考虑到方便取厂用电，所以我们取三绕组变压器，其高压中压分别接220KV和110KV母线段，低压侧接厂用电。根据联络变的

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容量一般不小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的容量要求。本设计中110kv侧最大输送送容量为150MV，并且考虑一台联络变压器退出运行时，所以

联络变压器的容量为：SN?PN1500.85cos???176.47MVA

选联络变压器为三绕组无励磁调压电力变压器：SFPS9-180000/220，为了保障运行，需要两台，其具体参数如表3.3。

表3.3 技术参数

额定容联结 量组 型号 (MV·A) 标号 SFPS9-180000/220 180 额定电压(KV) 高 压 中压 低压 10.5 短路阻抗(%) 高-中 12~14 高-低 22~24 中-低 损耗(KW) 空载 95~105 负载 430YNyn0 242±2 dll ×2.5% 121 7~9 ~515 （三）厂用变压器型号的选择

厂用电分别从2×200MW和2×300MW的发电机取得电源，需要4台变压器；在联络变压器的选型当中，低压侧电压是10.5KV，所以也需要两台变压器。由设计手册可知，容量为100MW~300MW的发电机，厂用电电压等级为6KV，故200MW机组的发电厂厂用电15.75/6.3/6.3，300MW机组的发电厂厂用电一般采用6KV，所以发电机电压级的变压器要用18/6.3/6.3,而联络变压器低压侧要用10.5/6.3。

200MW发电机侧的厂用变压器及厂备用变压器容量确定为31.5MVA,300MW发电机侧的厂用变压器容量确定为40MVA。型号分别为：SFF9-31500/15.75，SFPF9-40000/18。厂用备用变压器容量应该满足厂用电,所以其容量取31.5MW。 具体技术参数如表3.4所示。

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表3.4 技术参数

额定容联结 量组 型号 (MV·A) 标号 SFF9-31531.5 00/15.75 SFPF9-40000/18 40 d0 D,d11,d11 D,d0,额定电压(KV) 高压 15.75±2 ×2.5% 18±2 ×2.5% 6.3/6.3 6.3/6.3 低压 阻抗电压(%) 全穿越 损耗(KW) 半穿越 空载 负载 9.5 16.6 28 150 8.18 15.3 29.4 177.7 4 短路电流计算

4.1 短路电流计算目的和条件

所谓短路是指电力系统中不等电位的导体在电气上被短接。产生短路的主要原因，是由于电气设备载流部分绝缘损坏所造成。而绝缘损坏主要是因为绝缘老化、过电压、机械性损伤等引起。人为误操作及鸟兽跨越裸导体等也能引起短路。发生短路时，由于系统中总阻抗大大减少，因而短路电流可能达到很大数值（几万安至十几万安）。这样大的电流所产生的热效应和机械效应会使电气设备受到破坏；同时短路点的电压降到零，短路点附近的电压也相应地显著降低，使此处的电力系统受到严重影响或被迫中断；若在发电厂附近发生短路，还可能使整个电力系统运行解列，引起严重后果。

短路是电力系统中最常见的故障，短路故障将使系统电压降低和回路电流增大，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。导体流过短路电流时，还会产生强大的机械力，使导体变形或支架损坏。因此，在发电厂电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。

4.1.1 短路计算的目的

在发电厂和变电所电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的的主要有以下几个方面：

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（1）电气主接线比选。 （2）选择导体和电器。 （3）确定中性点接地方式。 （4）计算软导线的短路摇摆。 （5）确定分裂导线间隔棒的距离。

（6）验算接地装置的接触电压和跨步电压。 （7）选择继电保护装置和进行整定计算。

4.1.2 短路电流计算条件

短路电流实际计算中，采用以下假设条件和原则： （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）系统中同步电机和异步电机均为理想电机。

（4）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行，磁路均不饱和。 （5）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。

（6）不考虑短路点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

（7）不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流

（8）元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围 （9）输电线路的电容略去不计 短路电流计算的一般规定：

（1）验算导体电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应 按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景的发展计划。

（2）选择导体和电器用的短路电流，在电器连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。

（3）选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点。.

（4）导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。

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4.2 短路电流计算

本次短路电流计算中，选取了两个短路计算点，110KV母线和220KV母线上各一个，短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路,并略去厂用负荷。短路电流计算的结果如表4.1所示，详细计算过程见附录I。

表4.1 短路计算结果表

短 路 点 Uav( IB(KA 分支 分支计算 电抗 xjs 分支基准电流 IN(KA) f1短路电流标么值 短路电流有名值(KA) 编 kv) ) 号 0s 0.2s 2s 4s 0s 0.2s 2s 4s G12 0.285 1.181 3.872 2.939 2.415 2.378 4.573 3.471 2.852 2.808 G34 0.304 1.772 3.603 2.785 2.360 2.347 6.385 4.935 4.182 4.159 系统 总短路电流 31.08 28.53 27.15 27.09 0.295 0.251 80.16 20.12 230 0.251 f2 G12 1.614 2.363 0.642 0.604 0.664 0.664 1.517 1.427 1.569 1.569 G34 1.722 3.543 0.595 0.562 0.611 0.611 2.108 1.991 2.165 2.165 系统 0.071 0.502 总短路电流

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115 0.502 14.104 7.080 10.71 10.50 10.81 10.81

5 电气设备的选择

5.1 电气设备选择的一般要求

（1） 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况的要求，并考虑远景的发展； （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） 同类产品应尽量减少品种；

（6）选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在技术条件上，选择的高压电器能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。

5.2 电气设备选择的原则

5.2.1 按正常工作条件选择电气设备

（一）额定电压和最高工作电压

所选电器允许最高工作电压Ua1m不得低于所接电网的最高运行电压Usm，即：

Ua1m≥Usm

规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1～1.15倍，而电气设备所在电网的运行电压波动，一般不超过电网额定电压的1.15倍。因此，在选择电气设备时， 一般可按照电器的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择，即：

UN≥UNS

（二）额定电流

电器的额定电流IN是指在额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。

IN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Imax,即：

IN≥Imax。

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由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Imax为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行可能时，Imax应按过负荷确定；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax；母线分段电抗器的Imax应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%~80%；出线回路的Imax除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。此外，还与电气设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电气设备进行种类和形式的选择。 （三）按当地环境条件校核

一般高压设备可以在环境温度为-30℃—40℃下长期工作，当环境温度低于-30℃时，应该选择适合高寒地区的电气设备，而当温度高于40℃时，应该选用带“TA”字样的产品。在本次课程设计中当地最高温度为42℃，最低温度为-10℃，最热月平均最高温度为35℃，最热月平均最低温度为25℃。所以要根据温度进行修正，我国目前生产的电器使用的额定环境温度 θ0＝＋40℃，如周围环境温度高于＋40℃（但≤＋60℃）时，其允许电流一般可按每增高1℃，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1℃，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%。

安装在污染严重，环境中有腐蚀气体、粉尘等对设备损害比较大的环境中时，应该选择防污染型设备或者装设在室内的产品。

一般电气设备使用海拔不超过1000米。当在高原环境时，气压相对较低，设备的外部绝缘水平相对降低，设备应该选择适合于高原气候的设备或者外绝缘高一级的设备。现行110KV及以下设备，其外部绝缘用一定的裕度，实际上均可以采用到海拔2000米以下的环境。 而在本次课程设计中，当地海拔高度为80m，所以所有的设备均不受环境限制。

5.2.2 按短路情况校验设备

电气设备按短路故障情况进行校验，就是要按最大可能的短路故障，通常为三相短路故障时的动、热稳定度进行校验。 （一）热稳定校验

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校验电气设备的热稳定性，就是校验设备的载流部分在短路电流的作用下，其金属导电部分的温度不应超过最高允许值。如果满足这一条件，则选出的电气设备符合热稳定的要求。如果设备的散热不好，短路电流产生的巨大热量有可能损坏很多昂贵设备，必须校验设备的热稳定性。

短路电流通过电器时，电器各部件温度（或发热效应）应不超过允许值，

It?t?Qk

2Qk?I2?eqt

式中：Qk─所有短路电流产生的热效应 Itt─电器允许允许承受的热效应 teq─短路电流存在的等效时间 （二）动稳定校验

当电气设备中有短路电流通过时，将产生很大的电动力，可能对电气设备产生严重的破坏作用。因此，各制造厂所生产的电器，都用最大允许的电流的幅值ish或最大有效值Ish 表示其电动力稳定的程度，它表明电器通过上述电流时，不至因电动力的作用而损害。电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定,满足动稳定的条件为：

Ies≥Ish ，ies≥ish

式中：ish，Ish ─ 三相短路时的冲击电流及最大有效值电流 ies，Ies─ 电器允通过的动稳定电流的幅值及其有效值 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：

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。

电气设备的选择除了要满足上述技术数据要求外，尚应根据工程的自然环境、位置（气候条件、厌恶、化学污染、海拔高度、地震等）、电气主接线极短路电流水平、配电装置的布置及工程建设标准等因素考虑。

2 共 44 页 第 19 页

5.3电气设备的选择

5.3.1高压断路器的选择

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。 （一）断路器型号的组成

第一个字母表示：

S——少油断路器、D——多油断路器、K——空气断路器、Q——产气断路器、 L——六氟化硫断路器、Z——真空断路器、C——电磁式断路器 第二个字母表示：

N——户内用、W——户外用 产品名称

使用环境额定电流（A） 设计序号额定电压（KV） （二）断路器的种类和形式的选择

断路器型式的选择，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和运行维护，并经过技术经济比较后确定。为了满足设计要求和达到一定的稳定性，按照省电力公司有关制度的要求，220KV电压等级的断路器要使用SF6断路器，所以在本次设计中我们均采用SF6断路器。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的各级高压电网中。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。

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原则：① IWmax?1.05IN ② UN?UNe （三）220KV侧断路器的选择 （1）出线回路断路器的选择

220KV出线回路设备应按最大负荷进行考虑选择，所以流过断路器的工作电流最大时为系统全部出力通过一回220KV送入系统时：（十条出线回路的断路器相同）

1.05?Imax1?1.05SN3UN1000000?10?0.85?324.18A3?220

UNs =1.1×220KV=242KV UN ? UNs

①计算数据表：

表5.1 220kV高压断路器计算数据表 U(kV) 220 IN1(A) 324.18 Ipt (kA) iim(kA) 31.078 79.11 ②为了满足计算的各项条件，查《电力工程类专题课程设计及毕业设计指导教程》参考资料，拟选型号为LW2—220系列六氟化硫断路器，参数如表5.2所示。

表5.2 LW2-220型高压断路器参数表

型号 额定电压 (kV) 工作电压 (kV) 最高额定电流(A) (kA) 额定开断电流 动稳额定定电短路流峰关合值电流热稳定电流 (kA) 固有合闸全开分闸时间 断时时间 (S) (S) 间 (S) (kA) （kA） 3s 4s LW2-220 220 252 2500 50 125 125 50 0.03 0.15 0.05 （2）母联断路器的选择

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1.05?1000000?3241.8A

最大工作持续电流：Imax2?1.05SN3UN?0.853?220UNs =1.1×220KV=242KV UN ? UNs

拟选型号为LW2—220系列六氟化硫断路器。 （3）200MW主变回路断路器的选择

1.05?200000?648.36A

0.853?220 最大工作持续电流：Imax3?1.05SN3UN? UNs =1.1×220KV=242KV UN ? UNs

拟选型号为LW2—220系列六氟化硫断路器。 （4）300MW主变回路断路器的选择

1.05?300000?972.54A

最大工作持续电流：Imax4?1.05SN3UN?0.853?220 UNs =1.1×220KV=242KV UN ? UNs

拟选型号为LW2—220系列六氟化硫断路器。

（四）110KV侧断路器的选择 （1）出线回路断路器的选择

流过出线断路器的最大电流应按其最大负荷进行考虑和选择，所以断路器的最大工作电流：（八条出线回路的断路器选择相同）

1500001.05?Imax5?1.05SN3UN?8?0.85?121.57A

3?110UNs =1.1×110KV=121KV UN ? UNs

① 计算数据表：

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表5.3 110kV高压断路器计算数据表

U(kV) 110 IN1(A) 121.57 Ipt (kA) iim(kA) 10.705 27.26 ②为了满足计算的各项条件，查《电力工程类专题课程设计及毕业设计指导教程》参考资料，拟选型号为LW11-110系列六氟化硫断路器，参数如表5.4所示。

表5.4 LW11-110型高压断路器参数表

型号 额定最高额定电流 (A) 额定开断电流(kA) 动稳定电流峰值 (kA) 额定短路关合电流kA 热稳定电流(kA) 3s 4s 固有分闸时间(S) 分闸 时间(S) 电压 工作(kV) 电压 (kV) LW11-110 110 123 1600 31.5 80 41 31.5 0.04 0.135 （3）母联断路器的选择

1.05?150000?972.54A

最大工作持续电流：Imax6?1.05SN3UN?0.853?110UNs =1.1×110KV=121KV

UN ? UNs

拟选型号为LW11-110系列六氟化硫断路器。 （五）高压断路器的校验 （1）220KV侧断路器校验

① 开断电流的校验

高压断路器的额定开断电流INbr不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量IPt,为了简化计算可应用次暂态电流I\进行选择,即INbr≥I\。

INbr≥I\

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② 短路关合电流的校验

为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流INcl 不应小于短路电流最大冲击值Ish，即INcl≥Ish。

INcl≥ish=79.11KA

③ 热稳定校验

It2t≥Qk 取tk(短路切除时间)=4s。 I\2=27.152KA,I4=27.078KA

周期分量热效应：

Qpt? (I''2? 10I22?I4)?tk/12?(31.078?10?27.152?27.078)?4/12?2788.41（KA）?S22222

④ 动稳定校验

ies ≥79.114KA ies ≥ish

校验结果如表5.5所示。

表5.5 220KV侧断路器校验结果

220K计算值 V侧 UNs Imax I\Ish Qk Ish （2）110KV侧断路器校验

① 开断电流的校验

220KV 0.973KA 31.078KA 79.11KA 型LW2-220 号 UN IN INbr INcl 220KV 2.5KA 31.5KA 80KA 2976.75(KA)2·s 80KA 通过 通过 通过 通过 通过 通过 校验 2788.41(KA)2·s It2t 79.11KA ies 高压断路器的额定开断电流INbr不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量IPt,为了简化计算可应用次暂态电流I\进行选择,即INbr≥I\。

INbr≥I\

② 短路关合电流的校验

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为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流INcl 不应小于短路电流最大冲击值Ish，即INcl≥Ish。

INcl≥ish=27.25KA

③ 热稳定校验

It2t≥Qk 取tk(短路切除时间)=4s。 I\2=10.814KA,I4=10.814KA

周期分量热效应：

Qpt? (I''2? 10I22?I4)?tk/12?(10.705?10?10.814?10.814)?4/12?466.99（KA）?S22222

④ 动稳定校验

ies ≥27.25KA ies ≥ish

校验结果如表5.6 所示。

表5.6 110KV侧断路器校验结果

110KV侧 UNs Imax I\Ish Qk Ish 计算值 110KV 1.297KA 10.705KA 27.25KA 型号 UN IN INbr INcl LW11-110 110KV 1.6--3.15KA 31.5/40KA 80/100KA 4800(KA)2·s 80/100KA 校验 通过 通过 通过 通过 通过 通过 466.99(KA)2·s It2t 27.25KA ies 5.3.2 隔离开关的选择

隔离开关是高压开关的一种，因为没有专门的灭弧装置，所以不能切断负荷电流和短路电流。但是它有明显的断开点，可以有效的隔离电源，通常与断路器配合使用。隔离开关型式的选择，其技术要求与断路器相同，根据上述断路器相关参数的计算，这里就不在重复，选择出相应的隔离开关,再根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术经济比较后确定。220KV侧和110KV

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侧选择的隔离开关型号分别为GW7-220D和GW4-110D，其技术参数如表5.7所示。

表5.7 隔离开关技术参数表

型号 额定电压（KV） 额定电流IN（A） 动稳定电流ies峰值(kA) 热稳定电流(kA) GW7-220D GW4-220D 220 110 1000 2000 80 100 27 40 根据断路器校验过程对隔离开关进行校验，220KV侧校验结果如表5.8所示，110KV侧校验结果如表5.9所示。

表5.8 220KV侧隔离开关校验结果

220K计算值 V侧 UNs Imax Qk Ish

表5.9 110KV侧隔离开关校验结果

UN IN GW7-220D 220KV 1.0KA 2976.75(KA)2·s 80KA 校验 通过 通过 通过 通过 220KV 0.973KA 2788.41(KA)2·s It2t 79.11KA ies 110KV侧 UNs Imax Qk Ish 计算值 110KV 1.297KA 466.99(KA)2·s 27.25KA UN IN It2t ies GW4-110D 110KV 2KA 6400(KA)2·s 100KA 校验 通过 通过 通过 通过

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5.3.3 电压互感器的选择

（一） 电压互感器的配制原则：

电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。

电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。220kV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。当需要在330kV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。

（二）电压互感器的接线：

在3~220KV系统中，广泛应用三台单相三绕组电压互感器构成YN，yn,d0或YN，y,d0接线，其二次绕组用于测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。

（三）电压互感器的选择和配置应按下列条件

（1）型式：6~20KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV~110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器220KV级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求：一般采用电容式电压互感器。

在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。 （2）．一次电压u1： U?U1?0.9UNN

（3）．二次电压：按表5.10所示选用所需二次额定电压UN

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表5.10 电压互感器技术参数

绕组 主二次绕组 附加二次绕组 用于中性点直接接地系统 用于中性点不接地或经消弧线圈接地 高压侧接接于线接于相电入方式 二次额定电压 100 100/3 电压上 压上 100 100/3 （4）．准确等级：电压互感器应在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：

用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，所有计算的电度表，其准确等级要求为0.5级。

供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为１级。

用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。

在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。

（5）二次负荷S2 ：S2?Sn （四）电压互感器的选择 （1）220KV侧

拟选型号为JCC5-220系列电压互感器,具体参数如表5.11所示。

表5.11 JCC5-220系列电压互感器技术数据 额定工作电压（KV） 初级绕组 次级绕组 220/3

0.1/3 二次负荷 剩余电压绕组 0.1 500VA 500VA 1级 3级 连接组标号 I,I0,I0 共 44 页 第 28 页

（2）110KV侧

拟选型号为JCC—110系列电压互感器具体参数如表5.12所示。表5.12

JCC—110系列电压互感器技术数据

额定工作电压（KV） 初级绕组 次级绕组 3 3 二次负荷 剩余电压绕组 1.级 3级 连接组标号 I,I0,I0 110/0.1/0.1 500VA 1000VA 5.3.4电流互感器的选择

（一）电流互感器的配制原则

凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自 动装置要求。在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、 发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。一台半断路器接线中，线路一线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路一变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。 （二） 电流互感器的选择

(1)一次回路额定电压和电流选择，UN1≥UNs IN1≥Imax 式中UN1 IN1为电流互感器一次额定电压和电流。

(2)二次额定电流的选择，有5A和1A两种，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，为使电流互感器能多带二次负荷或减小电缆截面，提高准确级，应尽量采用1A。

①当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择的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。

②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流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的1/3进行选择。

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③中性点非直接接地系统中的零序电流互感器，在发生单相接地故障时，通过零序电流较中性点直接接地系统小得多。为保证保护装置可靠动作，应按电流及保护灵敏度来检验零序电流互感器的变比，当标准产品的变比不能满要求时，应向制造厂特殊订货。同时注意，电缆式零序电流互感器窗口应能过一次回路的所有电缆，母线式零序电流互感器的母线截面应按一次回路的流选择，其窗口尚应考虑有一根继电保护用的二次电缆要从窗口穿过。

(3)电流互感器种类和型式的选择：应根据安装地点和安装方式选择其型式，选用母线型时应注意校核窗口尺寸。

(4)电流互感器准确级和额定容量的选择：为保证测量仪表的准确度，互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级，且互感器二次所接负荷应不大于该确级所规定的额定容量。

参照高压断路器选择的相关参数计算结果，选择电流互感器。220KV侧和110KV侧选择的电流互感器型号分别为LCWB-220（W）和LCWB—110（W），其技术参数如表5.13所示。

表5.13 LCWB—220（W）系列电流互感器技术数据

型号 额定工作 电压（KV） 准确级 252 252 额定电流 5s 热稳定 比（A） 额定动稳定电流（KA） 电流峰值（KA） LCWB-220（W） LCWB—110（W） 220 110 2?600/5 2?600/5 42 45 110 115 5.3.5 避雷器的选择

雷击是一种自然现象，它能释放出巨大的能量、具有极强大的破坏能力。几个世纪来，人类通过对雷击破坏性的研究、探索，对雷电的危害采取了一定的预防措施，有效地降低了雷害。雷害主要来源有直击雷、感应雷和雷电浪涌。避雷针的作用是防止雷电对设备的造成过电压，从被保护物体上方引导雷电通过，并安全埋入大地，防止雷电直击，减小在其保护范围内的电器设备（架空输电线路及通电设备）和建筑物遭受直击雷的概率。单支避雷针的保护范围如图5-1所示。

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在高度为hX的水平面上，其保护半径rX可按下式计算:

当hX? 当hX?h2h2时，rX?(h?hX)p 时，rX?(1.5h?2hX)p

式中：h为避雷针高度（m）；hX为被保护物体的高度（m）；p为高度影响系数（h?30m时，p＝1；30?h?120m时，p? ha 5.5h）。

h hx rX

图5.1 单支避雷针的保护范围

当变压器高压侧有雷电波入侵时，通过绕组间的静电和电磁耦合，在其低压侧也将出线过电压。三绕组变压器在正常运行时，可能只存在只有高、中压绕组工作，低压绕组开路的情况，此时，在高压或中压侧有雷电波作用时，由于低压绕组对地电容较小，开路的低压绕组上的静电感应分量可达很高的数值，将危及绝缘。考虑到静电感应分量将使低压绕组三相的电位同时升高，故为了限制这种过电压，只要在任一相低压绕组直接出口处对地加装一个避雷器即可。中压绕组虽也有开路的可能，但其绝缘水平较高，一般不装。

（一）避雷器的选择原则

由文献可知，阀式避雷器应按下列条件选择： （1）型式

选择避雷器型号时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，按表5.14选择。

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表5.14 避雷器型号及应用范围

型号 FS FZ 型式 应用范围 配电用普通阀型 10kV以下配电系统、电缆终端盒 电站用普通阀型 3~220kV发电厂、发电厂配电装置 1、330kV及需要限制操作的220kV以及以FCZ 电站用磁吹阀型 下 2、 某些变压器中性点 FCD 阀型 （2）额定电压

旋转电机用磁吹用于旋转电机、屋内 避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。 （3）灭弧电压

按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压（灭弧电压）。 （4）工频放电电压

在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一般大于最大运行相电压的3.5倍。在中性点直接接地的电网中，工频放电电压应大于最大运行相电压的3倍。工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。 （5）冲击放电电压和残压

一般国产阀式避雷器的保护特性与各种电器的具有均可配合，故此项校验从略。

（二）避雷器的选择

由文献可知,根据避雷器配置原则，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器，变压器中性点接地必须装设避雷器，并接在变压器和断路器之间；220kV线路侧一般不装设避雷器。这里选用FZ－220J 保护发电厂，110kV线路选用FZ-110，主变压器处选用FZ—44。所选避雷器的参数 如表5.15所示。

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表5.15 避雷器的参数

安装地点 效值，KV） 220KV母线 110KV母线 主变中性点 FZ-220J FZ-110 FZ—44 （KV） 200 126 50 （有效值，KV） 220 110 44 ??避雷器型号（有灭弧电压 系统额定电压工频参考电压（峰值，KV） 323 254 ?536 314 ?102 122 6 配电装置

配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。配电装置按电器装设地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。按其组装方式，又可分为装配式和成套式：在现场将电器组装而成的称为装配式配电装置；在制造厂预先将开关电器、互感器等组成各种电路成套供应的称为成套配电装置。

火力发电厂及变电所的配电装置形式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行，检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。

6.1配电装置选择的一般原则

配电装置按电器装设地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。

配电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中， 35 k V及以下的配电装置宜采用屋内式；110 kV及以上多为屋外式。当在污秽地区或市区建110kV屋内和屋外配电装置的造价相近时，宜采用屋内型，在上述地区若技术经济合理时，220kV配电装置也可采用屋内型。

6.1.1屋内配电装置的特点

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（1）于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小； （2）维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响； （3）外界污秽空气对电器影响较小，可减少维护工作量； （4）房屋建筑投资较大。

6.1.2屋外配电装置的特点

（1）土建工作量和费用较小，建设周期短； （2）扩建比较方便；

（3）相邻设备之间距离较大，便于带电作业； （4）占地面积大；

（5）受OFW环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘； （6）不良气候对设备维修和操作有影响。

6.1.3成套配电装置的特点

（1）电器布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；

（2）所有电器元件已在工厂组装成一体，大大减少现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁；

（3）运行可靠性高，维护方便； （4）耗用钢材较多，造价较高。

6.2配电装置的选择及依据

配电装置选择时必须要根据很多的罂粟来做出判断，屋内配电装置主要用于35 kV及以下的系统中，有特殊要求时，110-220kV也可采用;屋外配电装置主要用于110 kV及以上;成套配电装置目前主要用于屋内，SF6组合电器主要用于110~500 kV配电装置。

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6.2.1配电装置的设计中的基本依据

（1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策，如节约土地。

（2）保证运行可靠。按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。

（3）便于检修、巡视和操作。

（4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。 （5）安装和扩建方便。

6.2.2配电装置设计的基本步骤

（1）根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等因素选择配电装置的型式；

（2）拟定配电装置的配置图；

（3）按照所选设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵照《配电装置设计技术规程》的有关规定，并参考各种配电装置的典型设计和手册，设计绘制配电装置的平、断面图。

6.2.3配电装置的选择

发电机与配电装置(或变压器)间常用的连接方式有母线桥、组合导线及全连式分相封闭母线。母线桥和组合导线用于容量为12.5万kW及以下的机组，封闭母线用于20万kW及以上大容量机组。

配电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件。因地制宜，节约用地，并结合运行和检修要求，通过技术经济性比较后确定。一般情况下配电装置宜外用屋内式。

普通中型配电装置，国内采用较多，已有丰富的经验，施工、检修和运行都比较方便，抗震能力较好，造价比较低，缺点是占地面积较多。

根据配电原则如下：

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220KV 屋外式大中型配电装置 110KV 屋外市中型配电装置 10KV 屋内二层配电装置

发电厂电气设施的布置是电厂总平面布置的组成部分，其布置除了考虑电气设施之间的有机联系和一些特殊要求之外，还应与全厂总平而布置取得协调一致。在变电所中电气设施是总平面布置的主体，布置时主要考虑电气设施之间的有机联系和与外界(出线方向、出线走廊和市政设施等)的配合。

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结束语

本次课程设计的题目是“凝汽式火电厂电气一次部分设计”。在这次设计的过程中，我翻阅了许多的相关资料，最重要的是通过本次设计，我巩固所学的基本理论、专业知识，并综合运用所学知识来解决实际的工程问题，学习到了工程设计的基本技能，基本程序和基本方法。

在设计的初期我用了几天的时间熟悉了这次课程设计的题目及要求，并在图书馆查阅了有关的技术资料。在查阅资料和分析的过程中，大大拓宽我的专业知识领域，使我慢慢生成了这次设计的主要思路，并且将自己的思路以及想法向指导老师进行了汇报、讨论，指导老师针对我提出的思路进行了仔细修改，这培养我初步设计的能力。由于时间关系以及个人水平的限制，这次的设计也有很多不完善的东西,相信这些我会在今后的日子里慢慢的理解。

经过两周的努力，本次课程设计已经接近尾声，作为一个本科生的课程设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，希望在以后的时间里加以改进，同时在这里感谢肖老师以及其他老师的细心指导和同学的帮助。尽管最近大四学长要毕业离校，老师们都忙于组织答辩，但每次当我需要帮助时，老师还是很细心的给予了我很多宝贵的意见，为我本次课程设计带来了很大的帮助，更加深了我对理论知识的学习。同时，也要感谢这些天来一直给予我帮助的同学，有了他们的帮助，让自己的设计思路更加明确，也为我指出了很多错误，让自己可以更好的完善自己的课程设计。

再次感谢学院和老师给予我的大力栽培！

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参考文献

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业出版社，2000.3

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附录Ⅰ 短路电流计算

1.短路点的选取

选取短路点的个数，主要依据发电厂的电压等级数，本所有两个电压等级，故应至少选择两个个短路电流计算点，分别代表220KV和110KV工作母线上的短路点。即（f1，f2）然后根据这两个短路点来依次计算对应点的短路电流值，并利用这两个个短路电流值来分别校验对应电压等级母线上的电气设备，及与母线相连的进出线上的电气设备的动稳定和热稳定校验。 2.计算短路电流

由2×300MW+2×200M电气主接线图，可画出系统的等值网络图如图1所示。

图1 等值网络图

选取基准容量为SB=100MVA VB=Vav

SB——基准容量 Vav——所在线路的平均电压 以上均采用标幺值计算方法，省去“*”。 (一) 计算各电抗标幺值 (1)发电机标么值 G1、G2： ?G1??G2?(?d0?d0\\)?SBpBcos?SBpBcos??(14.810017.1100)?(1002000.851003000.85)?0.0629

G3、G4： ?G3??G4?()??()?()?0.0485

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