200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计课程设计.doc

河北科技师范学院
课程设计任务书

学 院：
机电工程学院
专 业：
电气工程及其自动化
学 生 姓 名：

学 号：

课程设计题目：
200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计

起 迄 日 期:

课程设计地点:

指 导 教 师:

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 
指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期： 年 月 日

学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日

指导教师评阅书

指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师： （签名） 单位： （盖章）
年 月 日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师： （签名） 单位： （盖章）
年 月 日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）
年 月 日
教学系意见：

系主任： （签名）
年 月 日

课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
通过课程设计巩固和加深学生对所学的电力工程专业课程知识,结合工程实际问题,锻炼学生分析和解决问题的能力;提高学生使用技术资料,进行计算,绘图以及编写技术文件的技能,掌握设计的步骤和方法,学会运用规程,规范,手册和参考资料。通过课程设计应使每个学生都受到较全面的训练,在教师的具体指导下独立完成规定的设计任务。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
1） 某地区根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台50MW机组，1台100MW机组，发电机端电压为10.5kV,电厂建成後以10kV电压供给本地区负荷，其中有机械厂、钢厂、棉纺厂等，最大负荷48MW,最小负荷为24MW，最大负荷利用小时数为4200小时，全部用电缆供电，每回负荷不等，但平均在4MW左右，送电距离为3-6km，并以110kV电压供给附近的化肥厂和煤矿用电，其最大负荷为58MW,最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为4500小时，要求剩余功率全部送入220kV系统，负荷中Ⅰ类负荷比例为30%，Ⅱ类负荷为40%，Ⅲ类负荷为30%。
2） 计划安装两台50MW的汽轮发电机组，型号为QFQ-50-2，功率因数为0.8，安装顺序为#1、#2机；安装一台100MW的起轮发电机组，型号为TQN-100-2，功率因数为0.85，安装顺序为#3机；厂用电率为6%，，机组年利用小时Tmax=5800。
3） 按负荷供电可靠性要求及线路传输能力已确定各级电压出现列于下表：
10kV
110kV
220kV
名称
回路数
名称
回路数
名称
回路数
机械厂
2
化肥厂
2
系统
2
钢厂
4
煤矿
2

棉纺厂
2

市区
4

预留
2
预留
2
预留
1
合计
14
合计
6
合计
3
4） 计算短路电流资料：
220kV电压级与容量为2000MW的电力系统相连，以100MVA为基数值归算到本厂220kV母线上阻抗为0.048，系统功率因数为0.85。
5） 厂址条件：厂址位于江边，水源充足，周围地势平坦，具有铁路与外相连。
6） 气象条件：绝对最高温度为400C；最高月平均温度为260C；年平均温度为10.7；风向以东北风为主。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：
进行配电所电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等）、各电压等级配电装置设计。同时，完成配电所一次部分总接线图，具体为：
1）变电所电气主接线的设计；
2）短路电流计算；
3）主要电气设备（开关柜）选型；
4．主要参考文献：
1、王锡凡.电气工程基础.西安：西安交通大学出版社，2009年10月第2版
2、牟道槐.发电厂变电站电气部分.重庆：重庆大学出版社，2007年2月第2版
3、水利电力部西北电力设计院（弋东方）.电力工程电气设计手册(电气一次部分).北京：中国电力出版社，2005年05月

5．设计成果形式及要求：
1 课程设计报告（设计说明书）
2 主接线图

6．工作计划及进度：
2012年6月25日 阅各种相关资料
2012年6月26日-6月29日 各种电气设备选择计算
2012年7月2日-7月5日 画图、书写设计说明书
2012年7月6日 答辩及成绩考核
7、成绩组成及考核标准：
学生出勤 20%
学生答辩回答问题情况 40%
学生的设计成果 40%
教学部主任审查意见：

签字：
年 月 日

目录
第一章：电气主接线设计 7
1. 主接线介绍 7
1.1主接线方案选择 8
1.2方案选择 9
第二章：确定主变压器台数及容量 10
2.1 主变压器的选择原则； 10
2.2 计算主变压器的容量 10
2.3主变压器的选择： 10
第三章：厂用电的设计 11
3.1 厂用电设计的要求和原则 11
3.2厂用变压器选择 12
第四章：短路电流计算 13
4.1 短路电流计算目的及规则 13
4.2 短路计算条件 13
4.3短路等值电抗电路及其参数计算 14
4.3.1、系统参数的计算： 14
4.3.2、总等值电路： 15
4.3.3、各个等级电压下的短路电流计算： 15
第五章： 电气设备的选择 23
5.1、导体和电气设备选择的一般条件 23
5.1.1技术条件 23
5.1.2环境条件 24
5.2.电气设备的选型 24
5.2.1母线的选择与校验 25
5.2.2 隔离开关和断路器的选型与校验 28
5.2.3．10.5kv出线电抗器、电缆选择： 33
5.2.4．电流互感器、电压互感器选择： 36
5.2.5．避雷器选择： 38
5.3.电气设备明细表 39
第六章：心得体会： 41
参考文献 42
附录：主接线图

摘 要
电气工程基础课程设计是对所学知识的一次综合性应用，能加深我们队基础知识的理解。本设计严格遵循发电厂电气部分的设计原则，主要介绍了发电厂电气一次部分设计的基本知识，包括设计原则、步骤和计算方法等。通过对电气主接线的设计和计算、厂用电的设计、短路电流的计算、电气设备的选择和校验，简要完成了对所给（2×50MW+100MW）凝汽式发电厂的电气一次部分的设计。本设计为220KV、110KV和10KV三个电压等级。
关键词：火力发电厂，主接线，短路电流计算，电气设备

第一章：电气主接线设计
1.1 主接线介绍
电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路的相互关系，是构成电力系统的主要环节。它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的可靠、灵活、经济运行起着决定的作用。
1.2 电气主接线的叙述
（1）单母分段接线
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，可不停电；可靠性高，运行操作方便。另外分段断路器兼做旁路短路器可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便；
缺点:对于在电网中没有备用线路的重要用户以及出线回路数较多的大、中型发电厂和变电所，采用上述接线仍然不能保证供电的可靠性。
（2）双母线接线
优点：供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于设计。
缺点：增加了一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，增加了投资，操作复杂，占地面积增加。
（3）双母线分段接线
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，不影响上母线的正常运行。
缺点：多装了一台断路器，增加了投资和占地面积，断路器整定复杂，容易造成误操作。
1.3 执行可行的接线方案
1.3.1初步主接线方案
第一种方案：左边为220KV电压等级，采用单母线分段接线方式，右边为110KV电压等级，采用双母线分段的接线方式，发电机侧电压10.5KV采用双母线分段的接线方式。如图1

图1方案一
第二种方案：左边为220KV电压等级，采用双母线的接线方式，右边为110KV电压等级，采用双母线分段的接线方式，发电机侧电压10.5KV采用双母线分段的接线方式。如图2

图2方案二
第三种方案：左边为220KV电压等级，采用双母线的接线方式，右边为110KV电压等级，采用双母线分段的接线方式，发电机侧电压10.5KV采用双母线分段的接线方式，其中100MW机组采用单元接线接线方式连接到220KV侧。如图3

图3方案三
方案选择：
方案的比较原则如下：
单母线分段接线适用于：小容量发电机电压配电装置，一般每段母线上所接发电机容量为12MW左右，每段母线上出线不多于5回；变电站有两台主变压器时的6—10kv配电装置；35—63KV配电装置出线4—8回；110—220KV配电装置出线3—4回。
双母线分段：用于缩小母线故障的停电范围，分段短路器将母线分为WI段和WII段，每段工作母线用各自的母线断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀的分布在两段工作母线上。优点是可靠性比双母线接线更高，并且具有很高的灵活性。
双母线：双母线接线有2组母线，并且可以互为备用。它的特点是：供电可靠，调度灵活，扩建方便，能广泛用于出线带电抗器6-10KV配电装置；35-60KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110KV-220KV出线为4回及以上时。
由于220KV侧与系统连接，考虑要往系统送负荷，可靠性要求比较高，故220KV侧采用双母线接线，110侧有4回，备用两回，线路较多，有一级负荷，考虑采用双母线接线和双母线分段接线，10.5KV侧单机容量为25MW以上的机组，且出线较多时，发电机电压母线采用双母线分段接线适宜，考虑机组为2台50MW和一台100MW的机组，出线有14回，故采用双母线分段接线。
考虑到现在断路器三种方案差别不大，现在断路器价格也下降，主要考虑其主接线的灵活性和可靠性。最终选方案二，即220侧采用双母线接线方式，110和10.5KV侧均采用双母线分段接线，其灵活性和可靠性比较高，能满足此发电厂的要求。

第二章：确定变压器台数及容量
2.1 主变压器的选择原则；
主变容量一般按变电所建成后5—10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10—20年的负荷发展。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的发电厂，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。高、中压电网的联络变压器应按两级电网正常与检修状态下可能出现的最大功率交换确定容量，其容量一般不应低于接在两种电压母线上最大一台机组的容量。
2.2 计算主变压器的容量
1) 当发电机电压母线上的负荷最小时，应将发电厂的最大剩余功率送至系统，根据主接线的要求，选2台主变压器。
2) 当发电机电压母线上接有2台变压器，当负荷最小且其中容量最大的一台变压器退出运行时，其他主变压器应将发电厂最大剩余功率的70%以上主系统，即：

3）当发电机电压母线的负荷最大且其中最大一台机组退出运行时，主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要：

2.3主变压器的选择：
综上，查《发电厂电气部分课程设计资料》，选2台三绕组变压器选用的型号为SFPS7-120000/220。 参数如下：

型号
额定容量kv·A
额定电压/kV
高压
中压
低压
SFPS7-120000/220
120000
2.5％
121
10.5,11
损耗/kW
阻抗电压（％）
空载电流（％）
联结组别
总体质量/t
备注
空载
短路
高中
高低
中低
133
480
14.0
23.0
7.0
0.8
YN yn0 d 11
197

第三章：厂用电的设计
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。
3.1 厂用电设计的要求和原则
1、接线要求
（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。
（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，也便于过渡，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，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。
2、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。
发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作要求，除应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。
设计中每台发电机从各单元机组的变压器低压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。
3.2 厂用电变压器的选择
根据设计材料，我们可以确定厂用电负荷Sn =6MW.
所以，从10KV母线取电供厂用。
变型号选定：SJL1—6300/10
额定容量：6300（KVA）
额定电压：10±5 %  ；低压—6.3（KV）
连接组标号： Y/Δ-11
损耗：空载—9.1   总损耗—61.1
阻抗电压（%）：5.5
空载电流（%）：1.3

第四章：短路电流计算
4.1 短路电流计算目的及规则
在发电厂电气设计中，短路电流计算的目的的主要有以下几个方面：
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 短路计算条件
基本假定：
1）正常工作时，三相系统对称运行
2）所有电流的电动势相位角相同
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，元件的电阻都略去不计
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
4.3短路等值电抗电路及其参数计算
4.3.1、系统参数的计算：
假定因主变压器容量为120MW,为使计算简便，选基准容量120MVA，基准电压为各电压的平均额定电压，变压器短路电压百分比如下：
其中1为220侧，2为110侧，3为10.5侧。
发电机机组电抗查表，折算为：
50MW的次暂态电抗为0.1239，100MW的次暂态电抗为0.183。
归算至120MVA下

220系统归算到120MVA下
阻抗
4.3.2、总等值电路

4.3.3、各个等级电压下的短路电流计算：
4.5.3.1 110kv处短路时的短路电流计算：
110KV处短路时的短路电流，即K4处断路器两侧短路时，经演算是断路器下侧短路时短路电流最大，其计算过程如下：
首先进行简化（）,如下图：

(1)系统到断路点的转移阻抗：
发电机到短路点：

(2)计算阻抗：

(3)G和S送出的短路电流标幺值：

(4)各短路电流有名值：
①系统送至短路点的电流为：

②三台发电机送至短路点的电流为：

(5)短路总电流:

4.3.3.2 220KV处短路时的短路电流计算：
220KV处短路时的短路电流，经演算是断路器下侧短路时短路电流最大，其计算过程如下：
等效电路如下：

(1)系统对f点转移阻抗

(2)

(3)

(4)各短路电流有名值：
①系统送至短路点电流为

②

在220KV短路，流过其断路器QF的最大短路电流为：

4.3.3.3 10.5KV处短路时的短路电流计算：
10.5KV处短路时的短路电流，经演算得知在断路器上侧短路时，短路电流最大，其演算过程如下:
等效电路如下：

考虑10.5KV线侧短路，有两类断路器的短路，考虑短路时，流过的短路电流为三个电源及系统分流流过的短路电流，明显比点短路及短路时的电流要大，故选短路时来选10.5侧的断路器。
(1)算短路电流
从而得到计算电抗

查运算曲线知

而最大的断路器的开断电流只有105KA，由于短路电流太大，须选重型断路器，故须在分段联断路器处加一个电抗器，根据分段断路器选电抗器的要求，取最大一台机组的额定电流的50％-80％取额定电流，故选额定电流为3KA，电抗值为12％的普通电抗器。重新计算短路电流如下：
电路图:

继续化简为下图：

利用单位电流法，令

计算电抗

所以 S还要分流

所以

一二台
2s后：
4s后：
第三台：
2s后：
4s后：

所以：

第五章： 电气设备的选择
5.1、导体和电气设备选择的一般条件
正确的选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。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。
5.1.1技术条件
选择的高压电器，应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。各种电器的一般技术条件如表4-1所示。
序号
电器名称
额定电压
额定电流
额定关合电流
额定开断电流
热稳定
动稳定
1
高压断路器
√
√
√
√
√
√
2
隔离开关
√
√
—
—
√
√
3
母线
√
√
—
—
√
√
4
电抗器
√
√
—
—
√
√
5
电缆
√
√
—
—
—
√
（1）长期工作条件
a、电压:
选用电器允许最高工作电压Um不得低于该回路的最高运行电压Ug，即。
b、电流
选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即

由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，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。
（2） 短路稳定条件
a、 校验的一般原则
b、 电器在选定后按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。
c、 用熔断器保护的电器可不校验热稳定。
d、 短路的热稳定条件：
式中：--在计算时间s内，短路电流的热效应（KAs）
It---t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA）
t---设备允许通过的热稳定电流时间（s）
校验短路热稳定所用的计算时间按下式计算：
式中：--继电保护装置后备保护动作时间（s）
--断路器全分闸时间（s）
（3）短路动稳定条件：

式中：---短路冲击电流峰值（KA）
---短路全电流有效值（KA）
---电器允许的极限通过电流峰值（KA）
---电器允许的极限通过电流有效值（KA）
5.1.2环境条件
环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。由于设计时间仓促，所以在设计中主要考虑温度条件。
按照规程上的规定，普通高压电器在环境温度为+40°时，允许按照额定电流长期工作。当电气安装点的环境温度高于+40°时，每增加1°建议额定电流减少1.8%；当低于+40°时，每降低1°，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%。
5.2.电气设备的选型
本设计要求选择的设备有母线、断路器、隔离开关、互感器、避雷器，所有设备和母线应满足正常工作及短路状态的要求。
5.2.1母线的选择与校验
5.2.1.1 220kv母线选择：

取，查表有

取选直径的管型导体。
则
2、 热稳定校验：
查表C=83，满足短时发热的最小截面积为<258.857
3、 电晕校验：
管型直接为40/35(a=3m),则r=1.33cm
几何均距
取

边相：1.06×244.95=259.647kv 中间相：0.96×244.95=235.152kv
线路实际运行相电压为
故不会发生电晕
4、动稳定校验：
因为
母线间应力为
220kv母线截面系数
导体最大相间应力

绝缘子间最大允许跨距
因此，符合硬导体动稳定校验要求

5.2.1.2 110KV管型导体母线:

所以选择 直径为50/45的管型母线
因为Imin=850A（+80摄氏度时的电流值）
所以Imin*K=850*0.8=680A>367.4A
所以40摄氏度时电流I40>Imin>367.4A
1) 热稳定性校验
几何间距Dm=2.53m
取m1=0.9，m2=1.0，=1.0

边相 =204.6*1.06=216.876KV
中间相=204.6*0.96=196.416kv
所以不会产生电晕
2) 热稳定性校验
查表C=83，满足短时发热的最小截面积为<258.857
3) 动稳定性校验
取 因为
母线间应力为
220kv母线截面系数
导体最大相间应力

绝缘子间最大允许跨距
因此，符合硬导体动稳定校验要求

5.2.1.3、10kv矩形导体
10KV母线导体选择过程：
(1) 按长期发热允许电流选择截面

由于
故选多条导体。
查附表，选择三条矩形导体，平放。
允许电流为3725A，=1.8温度系数K=其中=25。取平均温度40。
从而求得K=1.15
则
⑵热稳定校验
正常运行时导体温度

查得C=91，则满足短路时发热的最小导体截面为
。其中=925.72

⑶动稳定校验
取L=1.5m。
根据极限安全净距取a=0.75m

按采用的效量母线方式，表面系数

相间最大应力为

母线同相间作用应力计算

由导体形状系数曲线查得则有

临界跨距（每相铝导体=1197）及条间衬垫最大跨距分别为

所选衬里跨距应小于及，为了便于安装，没跨绝缘子应设三个衬里则满足要求。

5.2.2 隔离开关和断路器的选型与校验
5.2.2.1 220KV断路器、隔离开关的选择：
（一）一般条件：
1、 主变220kv侧

查表可选 SW6-220/1200
短路热稳定计算时间：

短路开断时间：
故用校验冲击电流为：
查《发电厂电气部分》，选用SW6-220/1200型少油断路器。其固有分闸时间为0.04S，设继电保护时间为2S，则tdz=2.04S>1S，具体参数如下：
计算数据
SW6-220/1200
GW4-220D/1000-80

220

220KV

220

453A

1200A

1000

6.3743KA

21KA
—
—

17.127KA

55KA
—
—

151.075

764KA

2808.45

选择断路器SW6-220/1200隔离开关为GW4-220D/1000-80。
2、220KV母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变高220KV侧应满足相同的要求，故选用相同设备。即选用SW6-220/1200型少油断路器和GW4-220D/1000-80型隔离开关。
3、220出线
出线回路设备应按最大负荷进行考虑选择，而在本设计用220KV出线的最大负荷为： 50+50+100-24-32=144MW
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： Imax===382A
查《发电厂电气部分》选用SW6-220/1200型断路器，其固有分闸时间为0.04S,设备保护时间为3S，则tdz=3+0.04=3.04s>1s，隔离开关选择GW4-220D/600-50型。
从表中可知，SW6-220/1200与GW4-220D/600-50均满足要求。
计算数据
SW6-220/1200
GW4-220D/1000-80

220

220KV

220

453A

1200A

1000

6.3743KA

21KA
—
—

17.127KA

55KA
—
—

151.075

764KA

2808.45

5.2.2.2、110KV隔离开关、断路器的选型与校验
（一）一般条件：
（一）主变110kv侧

查表可选 SW4-110/1000
短路热稳定计算时间：

短路开断时间：
故用校验
冲击电流为：
查《发电厂电气部分》选择SW4-110/1000断路器和GW4-110D/1000-80隔离开关，设继保时间为 tkd=4S，具体参数如下：
计算数据
SW4-110/1000
GW4-110D/1000-80

110KV

110KV

110KV

367A

1000A

1000

10.89KA

40KA
—
—

27.72KA

100KA
—
—

183.13KA2S

2311.25
由选择结果比较表中，我们可以清晰地看到，断路器和隔离开关都能满足要求。
5.3 110kv母联
由于当一台主变停运时，母联才会有大电流流过，所以其最大运行条件与变中110kv侧有着同样的要求，故可以选用相同型号的断路器和隔离开关。即择SW4-110/1000断路器和GW4-110D/1000-80隔离开关
5.4 110kv出线
1、  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，最大负荷为：p=58/4=14.