凝汽式发电厂设计

发电厂电气部分课程设计

题 目 凝汽式火电厂一次部分 学院名称 电气工程学院 指导教师 职 称 副教授 班 级 电力071班 学 号 学生姓名

2010年 6月 15日

凝汽式火电厂一次部分课程设计

1．原始资料

1．1 发电厂建设规模

1.1.1 类型:300MW凝汽式火电厂

1.1.2 最终容量、机组的型式和参数: 2×300MW、年利用小时数：6000h/a 1．2 电力系统与本厂的连接情况

1.2.1 电厂在电力系统中的作用与地位：区域电厂

1.2.2 发电厂联入系统的电压等级：220KV， 220KV母线系统正序阻抗标么值x1=0.1，零序阻抗标

么值x0=0.03

1.2.3 电力系统总装机容量：600MW，短路容量：100MVA

1．3 电力负荷水平:

1.3.1 发电机组额定电压20KV,额定功率：300MW，cosΦ=0.85，Xd=15.59﹪。 1.3.2 220KV电压等级：架空线8回。 1.3.3 厂用电率：8%。

1.3. 4 高压厂用电压6KV;零序厂用电380∕220KV。 1.4 环境条件

1.4.1 当地年最高温40℃，最低温33℃，年平均最高温度15℃，土壤最高温度30℃。 1.4.2 当地海拔高度为100m

1.4.3 本厂位于某县边缘，距负荷中心30km，供电半径70km。

2.设计任务

2.1 发电厂电气主接线设计 2.2 厂用电设计 2.3 短路电流的计算

2.4 主要电气设备的选择 2.5 配电装置

3.设计成果

3.1 设计说明书、计算书一份 3.2 图纸一张

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目 录

摘要 ............................................................. 3

1．电力工业发展的概况 ............................................ 4 2.电气主接线 ..................................................... 4 2.1主接线的设计原则与要求 ......................................... 4 2.2主接线方案的选择 .............................................. 5 2.3厂用电接线方案的选择 ........................................... 6 3.变压器的选择 ................................................... 7 3.1变压器的选择原则 .............................................. 7 3.2变压器台数及容量的确定 ......................................... 8 4.短路电流分析计算 .............................................. 10 4.1短路电流计算的目的及规则 ...................................... 10 4.2短路等值电抗电路及其参数计算 ................................... 11 4.3各短路点短路电流计算 ........................ 1错误！未定义书签。 5.电气设备的选择 ................................................ 15 5.1电气设备选择的一般原则 ........................................ 15 5.2主要电气设备的选择 ........................................... 17 5.3电气设备选择的结果表 .......................................... 31 结束语 .......................................................... 33 参考文献 ........................................................ 34 附录Ⅰ：短路计算

附录Ⅱ：电气设备的选择结果表 附录Ⅲ ：设计总图

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摘 要

在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中有着重要作用，它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展，同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。

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。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本文是对配有2台200MW和2台300MW汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、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： 发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备。

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1、电力工业的发展概况：

火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经济的环境中，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响，虽然现在在我国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。

“十五”期间我国火电建设项目发展迅猛。2001年至2005年8月，经国家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年审批项目135个，装机容量107590MW，比上年增长207%；2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546MW，同比增长420%。随着中国电力供应的逐步宽松以及国家对节能降耗的重视，中国开始加大力度调整火力发电行业的结构。

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。本设计的主要内容包括：通过原始资料分析和方案比较，确定发电厂的电气主接线。计算短路电流，并根据计算结果来选择和效验主要电气设备。

2、电气主接线

2.1 、主接线的设计原则和要求

发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动

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装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须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。

（1）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是：① 断路器检修时，能否不影响供电。② 线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。③ 发电厂全部停运的可能性。④ 对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。

（2）灵活性 ① 调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。② 检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。

（3）经济性 ① 投资省：主接线应简单清晰，控制、保护方式不过于复杂，适当限制断路器电流② 占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。③ 电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。

2.2、主接线方案的选择 2.2.1 方案设计 1）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。

本设计中机组容量为300MW，所以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。

2）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线

优点：在正常工作时，旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关，都是断开的，旁路母线不带电，通常两侧的开关处于合闸状态，检修时两两互为热备用；检修QF时，

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可不停电；可靠性高，运行操作方便。

缺点：增加了一台旁路断路器的投资。

3）单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线

优点：可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便； 4）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。

5）双母线带旁路母线的接线

优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。

缺点：多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。

方案一：300MW发电机G-1,G-2通过双绕组的变压器与220kv母线连接，220kv电压级出线为8回，采用双母线接线，并且带旁路母线能提高供电的可靠性。

方案二：有方案一，我们很容易想到110kv母线采用单母线分段带旁路连接，220kv母线采用双母线连接。

2.2.2 比较并确定主接线方案

在所实现的目的要求相差不大的情况下，采用最小费用法对拟定的两方案进行经济比较，两方案中的相同部分不参与比较计算，只对相异部分进行计算，计算内容包括投资，年运行费用。很容易知道当采用单母线分段带旁路的时候，必须多增加较多断路器，这在稳定的可靠性，及经济上都是不具有优势的，因此采用方案一。接线图如图2-1所示。

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图2-1 主接线图

2.3、厂用电接线的选择

厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用电负荷

可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常，事故，检修等各种运行方式的要求；还应适当注意经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。此外，在设计厂用电系统接线时还要对供电电压等级，厂用供电电源及其引接进行分析和论证。

火电厂的辅助机械多、容量大，供电网络复杂，其主要负荷分布在锅炉、气机、电气、 输煤、出灰、化学水处理以及辅助车间和公用电气部分，因此，厂用电以单母线分段接线形式合理地分配厂用各级负荷。

现将该火电厂的厂用电接线的系统图设计示于图2-2。

图2-2 厂用电接线图

3、变压器的选择与计算

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3.1 变压器的选择原则 一、主变压器的选择原则

（1）为节约投资及简化布置，主变压器应选用三相式。

（2） 为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负（荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。

（3） 在高、中系统均为中性点直接接地系统的情况下，可考虑采用自耦变压器。当经常由低、高压侧向中压侧送电或由低压侧向高、中压侧送电时，不宜使用自耦变压器。 （4） 对潮流方向不固定的变压器，经计算采用普通变压器不能满足调压要求是，可采用有载调压变压器。

二、厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为：

（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 确定变压器台数及容量

 台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母线，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，主变压器200WM发电机组的主变压器选用三绕组变压器2台，300WM发电机组的主变压器选用两绕组变压器2台。向本厂供电变压器选用三相式两绕组变压器4台，厂用备用电源选用两绕组变压器1台。

 容量：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，为SN=1.1ΡNG(1-ΚP)

COSΦG

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ΡNG—发电机容量；ΡΝG=200ΜW SN—通过主变的容量

—厂用电：8% COΦSG—发电机的额定功率，COSΦG=0.85厂用电率

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，Kp8％，

预留10％的裕度选择。

表3-1 发电机参数

型号 QFSN-200-2 QFSN-300-2 额定功率（MW） 200 300 额定电压（KV） 15.75 18 额定电流（KA） 8625 11320 功率因数（cos） 0.85 0.85 同步电抗(Xd%) 203.5 236.35 瞬变电抗(X'd%) 24.3 31.93 超瞬变电抗(X\"d%) 14.8 17.1

发电机G-1、G-2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NG1、(1-P)1.1300(1-0.08)2357.18MVA

COSG0.85 发电机G-3、G-4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NG3、(1-P)1.1200(1-0.08)4238.12MVA

COSG0.85 经计算后选取变压器如下

300MW发电机组所选变压器型号为：SFP-360000/220 两台 200MW发电机组所选变压器型号为：SFPS-240000/220 两台 厂用变压器选择

与300MW发电机组相连的厂用变压器型号为：SFF7-40000/18两台 与200MW发电机组相连的厂用变压器型号为：SFF-31500/15 两台 厂用备用电源变压器型号为：SFPFZI-40000/220 一台 其具体参数如表3-2所示

表3-2 所选变压器型号及其参数

型号 额定容额定电压 空载空载损负载损阻抗电压（UK%）

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量高压（KV） （KVA） 中压（KV） 低压（KV） 电流（%） 耗耗（KW） （KW） SFP7-360000/220 SFPS-240000/220 360000 24222.5% 18 0.28 190 860 14.3 240000 24222.5% 121 15.75 175 800 高中 25 高低 14 中低 9 SFF7-40000/18 400000/2×20000 1822.5% 6.3-6.3 0.8 30 225.3 全穿越 9.5 半穿越 系数 15.3 3.74 SFF-31500/15 31500/2×20000 15.7522.5% 6.3-6.3 1.45 27 150 全穿越 半穿越 16.6 9.5 SFPFZI-40000/220 40000 24222.5% 6.3 1.2 57.2 165.4 21.15 变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y型和△型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。三相变压器的一组相绕组或连接成三相组的三相变压器的相同电压的绕组连接成星型、三角型、曲折型时，对高压绕组分别以字母Y、D或Z表示，对中压或低压绕组分别以字母y、d 或z表示。如果星型连接或曲折型连接的中性点是引出的，则分别以YN、ZN表示，带有星三角变换绕组的变压器，应在两个变换间已“-”隔开。我国110KV以上电压，变压器的绕组都采用Y连接。35KV以下电压，变压器绕组都采用△连接。

4、 短路电流分析计算：

4.1 短路电流计算目的及规则：

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。其计算的目的的主要有以下

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几个方面：1、电气主接线的比选。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间距。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。 一、短路电流计算条件： 1) 正常工作时，三项系统对称运行。 2) 所有电流的电功势相位角相同。

3) 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。 4) 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。

5) 不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻略去不计。 6) 不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流。

7) 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。 8) 输电线路的电容略去不计。 二、短路计算的一般规定：

1）验算导体的电器动稳定、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。 4.2 短路等值电抗电路及其参数计算

由2×300MW+2×200MW火电厂电气主接线图，和查的给出的相关参数，可画出系统的等值电抗图如图4-1所示。

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图4-1 系统等值电抗图

选取基准容量为SB=600MVA VB=Vav

SB—— 基准容量；

Vav—— 所在线路的品平均电压

以上均采用标幺值计算方法，省去“*”。 1、对于QFSN-300-2型发电机的电抗

\"d%S17.110035(100)(BS)()()0.057

N1003002、对于QFSN-200-2型发电机的电抗

\"d%100)(SBS)(14.8)(100811()0.074

N100200Xd%——变压器短路电压的百分数（%）；

SN——最大容量绕组的额定容量（MVA）。 3、对于OSSPSL-360000/220型两绕组变压器的电抗

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24(UK%S14.3100)(B)()()0.040 100SN1003604、对于OSSPSL-240000/220型三绕组变压器的电抗 691S1100(U高中%U高低%U中低%)(B)(25149)()0.0625 200SN2002401S1100 (U高中%U中低%U高低%)(B)(25914)()0.042200SN200240 1213 710

1S1100 (U中低%U高低%U高中%)(B)(14925)()0.004 2200SN2002404.3 各短路点短路电流计算：

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，应在两条电压等级的母线上选择两个短路计算点d1、d2。无线大功率系统的德主要特征是：内阻抗X=0，端电压U=C，它所提供的短路电流周期分量的幅值恒定且不随时间改变。虽然非周期分量依指数率而衰减，但一般情况下只需计及他对冲击电流的影响。因此，在电力系统短路电流计算中，其主要任务是计算短路电流的周期分量。而在无限大功率系统的条件下，周期分量的计算就变得简单。

如取平均额定电压进行计算，则系统的短电压U=Uav，若选取Ud=Uav，则无限大功率系统的短路电压的标幺值

U*U1 Ud 无限大功率电源供给的短路电流周期分量的标幺值为

IPS*1 XFS 式中 XFS——无限大系统功率系统对短路点的组合电抗的标幺值。 无限大功率电源提供的短路电流为

IPSIPS*IBIPS*SB 3Vav 第i台等值发电机提供的短路电流为

SNi 3Vav 式中SNi——第i台等值发电机的额定容量，即由它所代表的那部分发电机的额定容量

IptiIpti*INiIpti

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之和。

短路点周期电流的有名值为

IptIptii1g 则短路点冲击电流为

SNiSB IpS*3Vav3Vav iimkim2Ipti*kimLD2Ips*IB

式中kim 、 kimLD——冲击系数，表示冲击电流对周期分量幅值的倍数。 在以下的计算中，取kim =1.85；kimLD=1。 1、短路计算过程如附录Ⅰ所示 2、短路计算结果如表4-1所示



表4-1 短路计算结果表

14 短路 基准 分支 分支 短路电流标么值 短路电流值(KA)

0s 无限大系统 300M W发 115KV 0.504 电机d1 分支 200MW发电机分支 无限大系统 300M W发 230KV 0.252 电机d2 分支 200MW发电机分支 1.104 0.504 0.2s 4s 0s 0.2s 0.457 4s 0.906 1.182 3.012 0.880 0.830 0.946 2.651 2.499 2.849 0.108 2.008 9.102 5.400 2.512 18.277 10.843 5.044 0.350 0.252 3.763 2.857 2.836 2.362 0.747 0.291 1.506 5.927 4.467 3.720 0.282 1.004 3.872 2.939 2.378 4.066 3.086 2.497 5、 电气设备的选择：

5.1 电气设备选择的一般原则及短路校验 一、设备选择的一般原则

1、①应力求技术先进，安全适用，经济合理。

②应满足正常运行、检修和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。 ③应与整个工程的建设标准协调一致。 ④选择的导体品种不应太多。

2、选用的电器最高允许工作电压，不得低于该回路最高运行电压。

3、选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。由于高压开断电器设有持续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。

4、验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流作用的短路电流，应按具体工作的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划。

5、验算导体和电器的短路电流，按下列情况计算： （1）、除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络电流外，元件的电阻都应略去不计。 （2）、对不带电抗器回路的计算，短路点应选择在正常接线方式短路电流为最大的点。

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6、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流按发生短路时最严重情况计算。 7、验算裸导体短路热效应应计算时间，应采用主保护动作时间和相应的断路器全分闸时间，继电器的短路热效应计算时间，宜采用后备保护动作时间和相应的断路器全分闸时间。

8、在正常运行时，电气引线的最大作用力不应大于电器端子允许的负载。 二、 按短路条件进行校验

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。但有熔断器和有熔断器保护的电器和导体（如电压互感器等），以及架空线路，一般不必考虑动稳定度、热稳定度的校验，对电缆，也不必进行动稳定度的校验。

在电力系统中尽管各种电气设备的作用不一样，但选择的要求和条件有诸多是相同的。为保证设备安全、可靠的运行，各种设备均按正常工作的条件下的额定电压和额定电流选择，并按短路故障条件校验其动稳定度和热稳定度。 （1）热稳定校验

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。

作热稳定校验时，已通过电气设备的三项短路电流为依据，工程计算中常用下式校验所选的电气设备是否满足热稳定的要求，即：

22IteqItht

式中 ，I——三相短路电流周期分量的稳定值（KA）； teq—— 等值时间（亦称假想时间s）；

Ith——制造厂规定的在ts内电器的热稳定电流（KA）；t为与Ith相对应的时间（s）。

短路计算时间。校验短路热稳定的短路计算时间应为继电保护动作时间top和断路器全开断时间toc之和，即

tktoptoc

式中 ， top—— 保护动作时间，主要有主保护动作时间和后备保护动作时间，当为主保

护动作时间时一般取0.05s；当为后备保护时间时一般取2.5s；

toc—— 断路器全开断时间（包括固有分闸时间和燃弧时间）。

如果缺乏断路器分闸时间数据，对快速及中速动作的断路器，取toc=0.1-0.5s,对低速动作的断路器，取toc=0.2s。

校验导体和110KV以下电缆的短路热稳定性时，所用的计算时间，一般采用主保护的动作时间加上相应地断路器的全分闸时间.如主保护有死区时，则应采用能对该死区起作用的后备保护的动作时间，并采用相应处的短路电流值。校验电器和110KV以上冲油电缆的短路电流计算时间，一般采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。

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（2）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值imax或最大有效值Imax 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。满足动态稳定的条件为

ish≤ imax或Ish≤ Imax

式中ish及Ish——三相短路时的冲击电流及最大有效值电流。

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。 220KV侧各个回路的最大工作电流

（1）出线回路

IN1 =1000/（103UN cos ）=0.308KA IMAX1 =1.05 I N1N =0.324KA （2）母线侧

IN2 =1000/（3UN cos）=420/（3*220*0.85）=3.082KA IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA （3）双绕组变压器回路

IN3 =300/（3UN cos）=0.926KA IMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA

（4）三绕组变压器回路

IN4=200/（3UN cos）=200/（3*220*0.85）=0.6175KA

IMAX4=1.05 IN4=0.6484KA

110KV侧各个回路的最大工作电流 （1）出线回路

IN5 =180/（8*3*UN cos）=180/（8*3*110*0.85）=0.139KA IMAX3=1.05 IN5=0.146KA （2）母线侧

IN6 =180/（3UN cos）=180/（3*110*cos）=1.112KA IMAX6=1.05 IN6=1.167KA （3）三绕组变压器回路

17

IN7=200/（3UN cos）=200/（3*110*0.85）=1.2350KA IMAX7=1.05 IN7 =1.2967KA

5.2 主要电气设备的选择 一、隔离开关的选择

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. 隔离开关的配置

（1）中小型发电机出口一般应装设隔离开关；容量为200MW及以上大

机组与双绕组变压器的单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。 （2）在出线上装设电抗器的6~10KV配电装置中，当向不同用户供电的两 回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。 （3）接在发电机、变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。

（4）一台半断路器接线中，视发变电工程的具体情况，进出线可装设隔离开关也可不装设隔离开关。

（5）断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。

（6）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦变压器的中性点则不必装设隔离开关。

原则：① IWmax1.05IN ② UNUNe 2. 220KV侧隔离开关的选择 （1）出线回路 最大工作持续电流：

IN1 =1000/（103UN cos ）=0.308KA IMAX1 =1.05 I N1N =0.324KA

18

UNs =1.1×220KV=242KV UN

UNs

拟选型号为GW4—220/2500系列隔离开关，参数如表5-3所示。

表5-3 GW4—220/2500系列隔离开关技术数据

额定工作 额定电流4s 热稳定电额定动稳定电流额定频率 流（KA） 峰值（KA） （HZ） 50 125 50 电压（KV） （A） 220 3200 GW4—220W系列隔离开关是三相交流50HZ高压开关设备，供在有电压五负载的情况下，断开或闭合线路之用。该系列隔离开关的主刀闸和接地刀闸可分配各类电动型或手动型操作机构进行三相联动操作，主刀闸和接地刀闸有机械连锁装置。 1)动稳定校验： IMAX IIM

动稳定电流IMAX=125KA，220KV侧短路冲击电流为IIM =27.155KA 即： IMAX IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： Iteq

22Itht

//It o ，1 I//tktoptktopt o=2.5+0.1=2.6

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S

即： 4*50*50=100002.1*40.1204*40.1204=3380.26 满足热稳定条件。

（2）母线回路 IN2 =1000/（3UN cos）=420/（3*220*0.85）=3.082KA IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA

UNs =1.1×220KV=242KV UN

UNs

拟选型号为GW4—220/2500系列隔离开关

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与双绕组变压器回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。 （3）双绕组变压器回路

最大工作持续电流：IN3 =300/（3UN cos）=0.926KA

19

IMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA

UNs =1.1×220KV=242KV

UN

UNs

拟选型号为GW4—220/2500系列隔离开关

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与双绕组变压器回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。 （4）三绕组变压器回路

最大工作持续电流：IN4=200/（3UN cos）=200/（3*220*0.85）=0.6175KA

IMAX3 =1.05 IN4 =0.6484KA UNs =1.1×220KV=242KV

UN

UNs

拟选型号为GW4—220/2500系列隔离开关

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与双绕组变压器回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。 3. 110KV侧隔离开关的选择 （1）出线回路

最大工作持续电流：IN5 =180/（8*3*UN cos）=180/（8*3*110*0.85）=0.139KA IMAX3=1.05 IN5=0.146KA UNs =1.1×110KV=121KV UN

UNs

拟选型号为GW4—110G/1250系列隔离开关，具体参数如表5-4所示。

表5-4 GW4—110G/1250系列隔离开关技术数据

额定工作 额定电流4s 热稳定电额定动稳定电流额定频率 （HZ） 50 电压（KV） 流（A） 流（KA） 峰值（KA） 110 1500 20 80 1)动稳定校验： IMAX IIM

动稳定电流IMAX=50KA，110KV侧短路冲击电流为IIM =55.392KA 即： IMAX IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： Iteq

22Itht

//It o ，1 I//tktop

20

tktopt o=2.5+0.1=2.6

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S

即： 4*20*20=16002.1*20.3723*20.3723=871.56 满足热稳定条件。 （2）母线回路

IN6 =180/（3UN cos）=180/（3*110*cos）=1.112KA IMAX6=1.05 IN6=1.167KA UNs =1.1×110KV=121KV UN

UNs

拟选型号为GW4—110/2500系列隔离开关，具体参数如表5-4所示。

表5-4 GW4—110/2500系列隔离开关技术数据

额定工作 额定电流4s 热稳定电额定动稳定电流额定频率 电压（KV） 流（A） 流（KA） 峰值（KA） （HZ） 110 1200 31.5 80 50 1)动稳定校验： IMAX IIM

动稳定电流IMAX=80KA，110KV侧短路冲击电流为IIM =55.392KA 即： IMAX IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： I2teqI2tht

tktopt o ，//I//I1 

tktopt o=2.5+0.1=2.6

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S

即： 4*31.5*31.5=39692.1*20.3723*20.3723=871.56

满足热稳定条件。

（3） 三绕组变压器回路

最大工作持续电流：IN7=200/（3UN cos）=240/（3*110*0.85）=1.2350KA

IMAX7=1.05 IN7 =1.2967KA UNs =1.1×110KV=121KV

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UN  UNs

拟选型号为GW4—110/2000系列隔离开关，具体参数如表5-5所示。 表5-5 GW4—110/2000系列隔离开关技术数据

额定工作 额定电LI4s 热稳定电额定动稳定电流额定频率 （HZ） 50 电压（KV） 流（A） 流（KA） 峰值（KA） 110 2000 40 100 1)动稳定校验： IMAX  IIM

动稳定电流IMAX=100KA，110KV侧短路冲击电流为IIM =55.392KA 即： IMAX  IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： Iteq

22Itht

//It o ，1 I//tktoptktopt o=2.5+0.2=2.7

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.15S

即： 4*40*40=64002.15*20.3723*20.3723=892.32 满足热稳定条件。

二、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。

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。

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。

22

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

最大工作持续电流：IN1 =1000/（103UN cos ）=0.308KA IMAX1 =1.05 IN1 =0.324KA UNs =1.1×220KV=242KV UN  UNs

拟选型号为LW2—220系列六氟化硫断路器，参数如表5-1所示。

表5-1 LW2—220系列六氟化硫断路器技术数据

额定工作 电压 （KV） 220 最高工作 电压 （KV） 252 2500 额定电L流（A） 3s 热稳定电流（KA） 40 额定动稳定固有分闸 电流峰值 （KA） 125 0.03 50 额定频率 时间（S） （HZ） 1)动稳定校验： IMAX  IIM

动稳定电流IMAX=125KA，220KV侧短路冲击电流为IIM =27.155KA 即： IMAX  IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： Iteq

22Itht

//It o ，1 I//tktoptktopt o=2.5+0.1=2.6

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S

即： 3*40*40=48002.1*40.1204*40.1204=3380.26 满足热稳定条件。

（2）母线侧IN2 =1000/（3UN cos）=420/（3*220*0.85）=3.0827KA IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA UNs =1.1×220KV=242KV UN  UNs

拟选型号为LW2—220系列六氟化硫断路器

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详

23

细的叙述。

（3）双绕组变压器回路

最大工作持续电流：IN3 =300/（3UN cos）=300/（3*220*0.85）=0.926KA

IMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA UNs =1.1×220KV=242KV

UN  UNs

拟选型号为LW2—220系列六氟化硫断路器

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。

（4）三绕组变压器回路

最大工作持续电流：IN4=200/（3UN cos）=200/（3*220*0.85）=0.6175KA

IMAX4=1.05 IN4=0.6484KA

UNs =1.1×220KV=242KV

UN  UNs

拟选型号为LW2—220系列六氟化硫断路器。

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。

2. 110KV侧断路器的选择

（1）出线回路

最大工作持续电流：IN5 =180/（8*3*UN cos）=290/（8*3*110*0.85）=0.139KA IMAX3=1.05 IN5=0.146KA UNs =1.1×110KV=121KV UN  UNs

拟选型号为

SW6—110系列六氟化硫断路器，参数如表5-2所示。

表5-2 SW6—110系列六氟化硫断路器技术数据

额定工作 电压 （KV） 110 最高工作 电压 （KV） 126 额定电L流（A） 4s 热稳定电流（KA） 额定动稳定固有分闸 电流峰值 （KA） 53 0.04 额定频率 时间（S） （HZ） 1200 21 50 1)动稳定校验： IMAX  IIM

动稳定电流IMAX=53KA，110KV侧短路冲击电流为IIM =55.392KA 即： IMAX  IIM 满足动稳定条件

24

22ItI2) 热稳定校验： eqtht

tktop//It o ，1 I//tktopt o=2.5+0.1=2.6

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S

即： 3*21*21=13232.1*20.3723*20.3723=871.56 满足热稳定条件。 （2）母线回路

最大工作持续电流：IN6 =180/（3UN cos）=180/（3*110*cos）=1.112KA IMAX6=1.05 IN6=1.167KA UNs =1.1×110KV=121KV UN  UNs

拟选型号为SW2—110III系列六氟化硫断路器，参数如表5-2所示。

表5-2 SW2—110III系列六氟化硫断路器技术数据

额定工作 电压 （KV） 110 最高工作 电压 （KV） 126 2000 额定电L流（A） 4s 热稳定电流（KA） 25 额定动稳定固有分闸 电流峰值 （KA） 63 额定频率 时间（S） （HZ） 0.07 50 1)动稳定校验： IMAX  IIM

动稳定电流IMAX=63KA，110KV侧短路冲击电流为IIM =55.392KA 即： IMAX  IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： Iteq

22Itht

//It o ，1 I//tktoptktopt o=2.5+0.2=2.7

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.15S

即： 4*25*25=25002.15*20.3723*20.3723=871.56 满足热稳定条件。 （3）三绕组变压器回路

25

最大工作持续电流：IN7=200/（3UN cos）=240/（3*110*0.85）=1.2350KA

IMAX7=1.05 IN7 =1.2967KA UNs =1.1×110KV=121KV

UN  UNs

拟选型号为SW2—110III系列六氟化硫断路器。

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与母线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。

三、电压互感器的选择

电压互感器的配置原则是应满足测量、保护、同期和自动装置的要求；保证在运行方式改变时，保护装置不失压、同期点两侧都能方便的取压。通常如下配置：

（1）母线 6—220KV电压级的每组母线的三相上应装设电压互感器，旁母线则视各回路出线外侧装设电压互感器的需要而定。

（2）线路 当需要坚实和检测线路断路器外侧有无电压，共同期和自动重合闸使用，该侧装一台单相电压互感器。

（3）发电机 一般在出口处装两组。一组（△/Y）用于自动重合闸。一组供测量仪表、同期和继电保护使用。 各种互感器的使用范围

（1）6—220KV配电装置一般采用油浸绝缘结构；在高压开关柜或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂胶柱绝缘结构。

（2）35—110KV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器

（3）220KV以上配电装置，当容量和准确登记满足要求时，一般采用电容式电压互感器。 （4）接在110KV及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。 1. 220KV母线侧

拟选型号为JCC5-220系列电压互感器,具体参数如表5-7所示。 表5-7 JCC5-220系列电压互感器技术数据 额定工作电压（KV） 初级绕组 220/3 型号含义：

二次负荷 3级 连接组标号 次级绕组 剩余电压绕组 1级 0.1 0.1/3 500VA 500VA

I,I0,I0 J——电压互感器

C——串级绝缘 C ——瓷箱式

220/3——额定电压

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油浸式电压互感器为串级式全密封结构，由金属膨胀器、套管、器身、基座及其他部件组成。铁心采用优质硅钢片加工而成，叠成口字形，铁心上柱套有平衡绕组、一次绕组，下柱套有平衡绕组、一次绕组、测量绕组、保护绕组及剩余电压绕组，器身经真空处理后由低介质损耗绝缘材料固定在用钢板焊成的基座上，装在充满变压器油的瓷箱内 2. 110KV母线侧

拟选型号为JCC—110系列电压互感器具体参数如表5-8所示。 表5-8 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 二次负荷 3级 连接组标号 剩余电压绕组 1.级 0.1 110/3 。

0.1/3 500VA 1000VA I,I0,I0 型号含义： J——电压互感器

C——串级绝缘 C ——瓷箱式

110/3——额定电压 四、 电流互感器的选择

电流互感器（简称CT）将高压电流和低压大电流变成电压较低的小电流，供给仪

表和继电保护装置，並将仪表和保护装置与高压电器隔开（电流互感器的二次侧额定电流一般为5A），这使得测量仪表和继电保护装置使用安全、方便、也使其在制造上可以标准化，简化了制造工艺並降低了成本。因此，电流互感器在电力系统中得到了广泛的应用。也是电力系统中的重要设备。

电流互感器的特点是： (1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流．而与二次电流无关；(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。 电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：kn=I1n/I2n 因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安，所以电流互感器额定互感比亦已标准化。kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比，即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。

电流互感器出线一般设三组，主要是管保护，测量，计量。若只有两组，那么测量和计量可以串联。若只用一组互感器，线路不配差动保护。差动是专门保护变压器的。高压后备电路一般也出三组，管普通过流保护，差动保护，测量。低压后备电路一般也出三组，管普通过流保护，差动保护，测量。若有计量要求，可以与测量公用一组互感器。

27

1. 220KV侧 （1）出线回路

最大工作持续电流：IN1 =1000/（103UN cos ）=1000/（3*220*10*0.85）=0.308KA IMAX1 =1.05 IN1=0.324KA UNs =1.1×220KV=242KV UN  UNs

拟选型号为LCWB—220（W）系列电流互感器，具体参数如表表5-6所示。

表5-6 LCWB—220（W）系列电流互感器技术数据

额定工作 电压（KV） 220 准确级 252 额定电流 比（A） 2600/5 5s 热稳定 电流（KA） 42 额定动稳定电流 峰值（KA） 110 1)动稳定校验： IMAX  IIM

动稳定电流IMAX=110KA，220KV侧短路冲击电流为IIM =27.155KA 即： IMAX  IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： Iteq

22Itht

//It o ，1 I//tktoptktopt o=2.5+0.1=2.6

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S

即： 5*42*42=88202.1*40.1204*40.1204=3380.26 满足热稳定条件。

（2）母线回路IN2 =1000/（3UN cos）=1000/（3*220*0.85）=3.082KA IMAX1 =1.05 IN2=1.362KA UNs =1.1×220KV=242KV UN  UNs

拟选型号为LCWB—220（W）系列电流互感器

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。

（3）双绕组变压器回路

最大工作持续电流：IN3 =300/（3UN cos）=300/（3*220*0.85）=0.926KA

28

IMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA

UNs =1.1×220KV=242KV

UN  UNs

拟选型号为LCWB—220（W）系列电流互感器

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。

（4）三绕组变压器回路

最大工作持续电流：IN4 =240/（3UN ）=240/（3*110）=1.2597KA（A）

IMAX4=1.05 IN4=1.3227KA UNs =1.1×220KV=242KV

UN  UNs

拟选型号为LCWB—220（W）系列电流互感器

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。 2. 110KV侧 （1）出线回路

最大工作持续电流：：IN5 =180/（8*3*UN cos）=290/（8*3*110*0.85）=0.139KA IMAX3=1.05 IN5=0.2350KA UNs =1.1×110KV=121KV UN  UNs

拟选型号为LCWB—110（W）系列电流互感器，具体参数如表5-6所示 表5-6 LCWB—110（W）系列电流互感器技术数据

额定电压（KV） 110 4s 热稳定 额定动稳定电 准确级 额定电流比（A） 电流（KA） 流峰值（KA） 252 2600/5 45 115 1)动稳定校验： IMAX  IIM

动稳定电流IMAX=115KA，110KV侧短路冲击电流为IIM =55.392KA 即： IMAX  IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： Iteq22Itht

29

tktopt o ，//I//I1 

tktopt o=2.5+0.1=2.6

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S

即： 4*45*45=81002.1*20.3723*20.3723=871.56 满足热稳定条件。 （2）母线回路

最大工作持续电流：IN6 =180/（3UN cos）=180/（3*110*cos）=1.112KA IMAX6=1.05 IN6=.167KA UNs =1.1×110KV=121KV UN  UNs

拟选型号为LCWB—110系列电流互感器，具体参数如表5-6所示 表5-6 LCWB—110系列电流互感器技术数据

额定电压（KV准确级 额定电流比（A）4s 热稳定 额定动稳定电 ） 电流（KA） 流峰值（KA） 110 252 2*1200/5 42 110 1)动稳定校验： IMAX  IIM

动稳定电流IMAX=110KA，110KV侧短路冲击电流为IIM =55.392KA 即： IMAX  IIM 满足动稳定条件

2) 热稳定校验： I2teqI2tht

tktopt// o ，//II1 

tktopt o=2.5+0.1=2.7

查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.15S

即： 4*42*42=70562.1*20.3723*20.3723=871.56 满足热稳定条件。 （3）三绕组变压器回路

最大工作持续电流：IN7=200/（3UN cos）=240/（3*110*0.85）=1.2350KA

IMAX7=1.05 IN7 =1.2967KA

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UNs =1.1×110KV=121KV

UN  UNs

拟选型号为LCWB—110系列电流互感器

根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与母线侧基本相同，这里就不再

作详细的叙述。

五、 避雷器的选择

避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器主要有阀式避雷器排气式避雷器角型避雷器等几种。 1.避雷器的配置原则

（1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外； （2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到保护设备的电气距离是否满足要求而定；

（3）220KV以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值，应在变压器附设一 组避雷器；

（4）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器；

（5）自耦变压器必须在其两个自耦合的绕组出线上装设避雷器，并应接压器 与断路器之间；

（6）下列情况的变压器中性点应装设避雷器：1直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时；2直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时；3不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。

（7）连接在变压器低压侧的调相机出线处宜装设一组避雷器；

（8）发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器； （9）变电所10KV及以下进线段避雷器的配置应遵照《电力设备过电压保护设计技术规程》执行；

（10）六氟化硫全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。 2.避雷器的确定

本工程采用220KV、110KV配电装置构架上设避雷针。为了防止反击，主变构架上不设避雷针，采用避雷器来防止雷电的入侵波对电气设备造成危害。所选避雷器的参数如表5-9所示。

表5-9 避雷器的参数

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安装地点 220KV母线 避雷器型号（有效值，KV） FZ-220J 灭弧电压 （KV） 200 系统额定电压工频参考电压（峰（有效值，KV） 值，KV） 220 323 536 110KV母线 FZ-110 126 110 254 314 主变中性点 FZ—44 50 44 102 122 5.3 电气设备选择的结果表

本次设计所选的设备表5-10。

表5-10 主要电气设备选择的结果表 断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感避雷器 器 出线LW2-220 GW4-220 LCWB-220(W) JCC5-220 FZ-220J 回路 220KV 母线LW2-220 GW4-220 LCWB-220(W) JCC5-220 FZ-220J 侧 双绕LW2-220 GW4-220 LCWB-220(W) JCC5-220 FZ-44 组变压器 三绕LW2-220 GW4-220 LCWB-220(W) JCC5-220 FZ-44 组变压器 出线SW6-110 GW4-110G/1250 LCWB-110(W) JCC-110 FZ-110 110KV 回路 母线SW2-110 GW4-110/2500 LCWB-110 JCC-110 FZ-110 侧 三绕SW2-110 GW4-110/2000 LCWB-110 JCC-110 FZ-44 组变压器

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结束语

本次课程设计的题目是“2×300MW+2×200MW火电厂电气部分设计”。在这次设计中的发电机台数为4台，装机容量分别为2×300MW+2×200MW，机组年利用小时数：

max6000h/a，厂用电

p8%，发电机的额定功率因数cosG0.85，在这次设计的

过程中，我主要参考的是熊信银的《发电厂电气部分》平时所学的章节，该书比较全面的介绍了主接线的方式、如何进行方案的最优预算及各种电器设备的选择，在本次课程设计可以说是对整个学期所学课程的一个全面的复习，加深了对发电厂电气部分的理解。

整个课程设计能顺利的做下来和老师的辛勤教学与指导是分不开的，通过这两个学期的学习，我对发电厂电气部分有了比较深入的了解，有了一些新的学习方法和思维方

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式，而这些对以后无论是工作学习都是很有用的。

总之，在这次设计中最大的受益者是我们自己。我们不仅在这次课程设计中发现了我们学习的薄弱之处，而且我们学会了如何将理论与实际相结合。

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参 考 文 献

[1]刘笙. 电气工程基础. 北京：科学出版社,2008.

[2]何仰赞，温增银. 电力系统分析.武汉：华中科技大学出版社，2002

[3]王士政. 电力工程专题课程设计与毕业设计指导教程. 北京：中国水利水电出版,2007.

[4]西北电力设计院. 电力工程电气设备手册. 北京：中国电力出版社,1998. [5]黄纯华. 发电厂电气部分课程设计参考资料[M]. 北京：中国电力出版,1987. [6]胡志光. 火电厂电气设备及运行[M]. 北京：中国电力出版社,2001.

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附录Ⅰ 短路电流计算

1、110KV母线上短路（d1点）的计算 化简后的等值电抗电路如图1所示

图1 化简后的110KV母线上短路的等值电抗电路

由星三变换可求的

1X1X1X2X16131462X122210.069

2(X7X8)1X1X1(X7X2X1138)15132(X7X8)2210.086

2X61X11X1(X7152X62(X7X8)262X8)10.129

2X13化简图如2所示，可算得各电源转移电抗

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图2 星三变换后的等值电抗图

图3 图2的等价电抗电路

各电源的转移电抗为 无限大系统：X17X1X14(1111)1.104 X112(X2X3)X16X1411111 发电机G-1，G-2 : X18(X2X3)X14()0.197

2X112(X2X3)X16X141111发电机G-3G-4：X20X19//X15X16X14()//X150.052

X12(XX)XX1231614 所以发电机G-1,G-2计算电抗为

Xjs（1//2）0.19723001.182 100 发电机G-3,G-4计算电抗为

Xjs（3//4）0.05222000.108 100归算到短路短路点电压级的各电源的额定电流分别为

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IN1IN2IBSB100KA 0.5043Vav3115

23002200 83.012 IN3IN42.0031153115Ips11IB0.5040.457 Xfs1.104根据计算电抗查汽轮发电机计算曲线数字表，将结果记入表4-1。并利用上述公式算的短路电流有名值填入表4-1。

表1 110KV母线d1点短路时短路电流计算结果

0s 标么值 有名值/kA 0.2s 标么值 有名值/kA 4s 标么值 有名值/kA 所以冲击电流为 iim21.8520.928210.45755.392 2、220KV母线上发生短路（d2）时的计算

由于110KV母线无电源，不提供短路电流，又电路对称所以等值电抗电路可化简为图4所示

G-1,G-2 0.880 2.651 0.830 2.499 0.946 2.849 G-3,G-4 9.102 18.277 5.400 10.843 2.512 5.044 S 0.906 0.457 0.906 0.457 0.906 0.457 总电流 21.385 13.799 8.350

图4 化简后的220KV母线上短路的等值电抗电路

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将发电机G-1,G-2合并，其等值转移电抗为

Xf（1//2）11(X2X3)(0.0420.05)0.0485 22 计算电抗为

Xjs（1//2）0.048523000.2910 100G-3,G-4合并，其等值转移电抗为

Xf（3//4）11(X6X7X8)(0.06250.00420.0745)0.0703 22 计算电抗为

Xjs（3//4）0.070422000.2816 100 无限大系统S的转移电抗为 XfsX10.3 5归算到短路短路点电压级的各电源的额定电流分别为

IN1IN2IBSB100KA 0.02523Vav3230

23002200 41.506 IN3IN41.0032303230Ips11IB0.2520.717 Xfs0.35 根据计算电抗查汽轮发电机计算曲线数字表，将结果记入表4-2。并利用公式算的短路电流有名值填入表4-2。

表2 220KV母线d2点短路时短路电流计算结果

0s 标么值 有名值/kA 0.2s 标么值 有名值/kA 4s 标么值 有名值/kA G-1,G-2 3.763 5.927 2.836 4.467 2.362 3.720 G-3,G-4 3.872 4.066 2.939 3.086 2.378 2.497 所以冲击电流为 iim21.859.993210.71727.155

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S 2.857 0.717 2.857 0.717 2.857 0.717 总电流 10.704 8.302 6.966

附录Ⅱ 电气设备的选择结果表

断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感避雷器 器 出线LW2-220 GW4-220 LCWB-220(W) JCC5-220 FZ-220J 回路 220KV 母线LW2-220 GW4-220 LCWB-220(W) JCC5-220 FZ-220J 侧 双绕LW2-220 GW4-220 LCWB-220(W) JCC5-220 FZ-44 组变压器 三绕LW2-220 GW4-220 LCWB-220(W) JCC5-220 FZ-44 组变压器 出线SW6-110 GW4-110G/1250 LCWB-110(W) JCC-110 FZ-110 110KV 回路 母线SW2-110 GW4-110/2500 LCWB-110 JCC-110 FZ-110 侧 三绕SW2-110 GW4-110/2000 LCWB-110 JCC-110 FZ-44 组变压器

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