华北水利水电大学电气工程毕业设计(5)

华北水利水电学院毕业设计

表 2.1 主接线方案技术经济比较

方案 电压等级 220kV 技术性 方案一 双母线带旁路母线接线 不仅具有双母线的优点， 方案二 双母线接线 可以轮流检修一组母线而不致使而且设置旁路母线就是可以不停供电中断；一组母线故障后能迅速恢电的检修任一台出线断路器。但复供电；检修任一进出线的母线隔离旁路的倒换操作比较复杂，增加开关时，只需断开该回路及与此隔离了误操作的机会，也使保护及自开关相连的一组母线，所有其它回路动化系统复杂化，投资费用较均可不停电地转移到另一组母线上继大，一般为了节省断路器及设备续运行。另外，双母接线在扩建时也间隔，当出线达到5个回路以上时，才增设专用的旁路断路器。 经济性 所用设备增多，增加了投双母线接线比双母线带旁路母线比较方便，施工时可不必停电。 资和占地面积，对于只有两回出接线节省了一台断路器、一条母线和线的220kV侧来说，不宜采用。 110kV 单母线分段带旁路母线 不设专用的旁路母线，而由双母线带旁路母线接线 运行方便灵活，但投资较大。当数台隔离开关，故大大节省了投资。 技术性 分段断路器兼任。正常运行时，线路（主变压器）断路器检修时，仍旁母处于无电状态，运行于单目可以继续供电，但旁路的倒换操作比分段状态。当欲检修某出线断路较复杂，增加了误操作的机会，也使器时，分段断路器要退出分段功保护及自动化系统复杂化。但是能，临时担任旁路断路器工作，110kV出线较多，且在系统中所占地可靠性和灵活性不太高。 经济性 位较重，故可靠性、灵活性要求高。 单母线分段带旁路母线接线比双母线带旁路母线接线投资较少。

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综上所述，通过技术性和经济性对每个电压等级电气主接线方案的比较，方案二的可靠性、灵活性比方案一要高，而经济性上相差不多，故综合分析，选用方案二为最终

设计方案，即220kV采用双母线接线和110kV采用双母带旁路母线形式。

2.2 发电机的选择

由设计任务书可得已知数据：发电机额定有功功率PN?135MW,cos?选择水轮发电机组如下，附上水轮发电机的技术参数。

表 2.2 水轮发电机的技术参数

?0.85

发电机型号 SF135－36/9200 额定容量（MW） 135 额定电压 （kV） 13.8 额定功率因数 （cosφ） 0.85 次暂态电抗 0.215

2.3 变压器的选择

单元接线的主变压器选择

采用发电机—双绕组变压器单元接线时，变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。

综上所述，本设计可选用3台SFP9—180000/110 和3台SFP10—180000/220 双绕组变压器。

技术参数如下表所示：

表 2.3 单元接线的主变压器型号参数

安装地点 变压器型号 额定容量 （kVA） 180000 额定电压（kV） 高压 121 242 低压 13.8 13.8 联结组 标号 YN,d11 YN,d11 阻抗电压 （%） 10.5 13 110kV侧 SFP9-180000/110 220kV侧 SFP10-180000/220 180000 联络变压器一般选用三绕组变压器,其第三绕组可接发电厂厂用启动/备用变压器；并可接大功率无功设备。联络变压器的台数一般只装设一台，最多不超过两台。这是考虑到布置和引线的方便。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有功功率和无功功率交换。

本设计中110kV和220kV系统用三绕组自耦变压器相连。技术参数如下表所示：

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表 2.4 联络变压器型号参数

名称 变压器 型号 容量比 三相自耦变压器 额定电 压（kV） 高 压 中压 低压 10.5 阻抗电压（%） 高-中 9.5 高-低 30.5 中-低 20 OSFPSZ9-120000/220 100/100/100 220±8×1.5% 121 3 短路电流的计算

3.1 短路的类型

短路故障分为对称短路和不对称短路。三相短路是对称短路，造成的危害最为严重，但发生的机会较少。其它的短路都是不对称短路，其中单相短路发生的机会最多，约占短路总数中的70％以上。所以在做短路计算时，选择最严重的一种，三相短路计算。

3.2 短路计算的目的

为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。

3.3 短路计算的步骤

一般三相短路电流产生的热效应和电动力最大，所以只对三相短路短路电流进行计算。计算步骤如下：

（1） 画出以标幺值电抗表示的等值电路图；

（2） 网络化简(消去中间节点),得到各电源对短路点的转移阻抗； （3） 求各电源到短路点的计算电抗；

（4） 查运算曲线,得到各电源送至短路点电流的标幺值；

（5） 求各电源送至短路点电流的有名值之和,即为短路点的短路电流。

3.4 短路电流的计算结果

系统的等值电路图如下：

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S1XS1XAT2XAT1XT1XT1XAT3XT2S2XS2110kVf2XLf4220kVXT2XT2XT2f1XGXGf3XGXGXGXGG1G2G3G4G5G6图3.1 系统的等值电路图

短路电流计算结果(Sd?100MVA,Ud?Uav)：

表 3.1 短路电流计算结果

短路点 短路电流（kA） 短路位置 If?? 冲击电流（kA） 231.175 72.533 201.029 26.978 基准电压(kV) 13.8 115 13.8 230 If(2) 76.635 27.716 81.198 9.539 If(4) 75.718 27.77 85.736 9.619 110kV侧发电机 88.875 f1 G1出口 f2 110kV母线处 220kV侧发电机 28.338 77.841 10.451 f3 G3出口 220 kV母线处 f4 4 导体与电气设备的选择

4.1 电气设备选择的一般条件

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4.1.1 按正常工作条件选择电气设备

（1） 额定电压

在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择，即

UN?UNS

（2） 额定电流

电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度?0下，电气设备的长期允许电流。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

（3） 环境条件对设备选择的影响 ①

温度和湿度

一般高压电气设备可在温度为＋20oC，相对湿度为90％的环境下长期正常运行。当环境的相对湿度超过标准时，应选用型号后带有“TH”字样的湿热带型产品。

②

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设备布置在室内。

③

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降低。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。

④

安装地点

配电装置为室内布置时，设备应选户内式；配电装置为室外布置时，设备应选户外式。此外，还应考虑地形、地质条件以及地震影响等。

4.1.2 按短路状态校验设备

（1）

短路热稳定校验

通常制造厂直接给出设备的热稳定电流（有效值）It及允许持续时间t。热稳定条件为 It2t?Qk

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