发电厂电气设计计算及说明书

第一章电气主接线的设计

1．1．1、方案选择

（1）根据给定的任务书，进行分析

110KV出线回路数为12回。 ○

2110KV出线回路数为7回。 ○

3I 、II 类负荷占百分数为60%以上。 ○

4电厂在系统中所占的重要比重为100/1000=10%。 ○

5电厂直配负荷P○zmax18MW，电厂的功率因数cos0.8， 。

6发电厂运行方式最大负荷时三台机组满发时为25250100MW，最小负荷时○

两台机组满发时为2524090MW，多余功率送回系统，功率缺额由系统供给。 712回近区负荷加限流电抗器。 ○

8两台25MW机组由于给近区负荷供电应该采用有母线的接线形式，○采用单母分段或者双母线的接线形式。

9配电装置的每组接线上，应装设避雷器，单元连接的发电机出线应装一组避雷器○

直接接地，系统加装避雷器容量为25MW以上的直配发电机，应在每台电机出线处装一组避雷器。

10互感器的加装，凡装有断路器回路的应装设电流互感器，发电机和变压器的中性○

点，发电机和变压器的出口加电流互感器，6—220KV 电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器，出线侧的一相上应装设电压互感器。

（2）电抗器的选择和确定：

1故障时：电缆出线上的电抗器 I○gmax2182P120.22KA

3UNcos3100.82正常时：单母分段上的电抗器 ○

电抗器参数表 型号 额定电压 额定电流 动稳定 1S热稳定 （KV） （A） （A） （A） NKL-10-300-4 10 300 19100 174500 NKL-10-1500-8 10 1500 47800 59800 （3）方案设置

根据工程情况、电厂在电力系统中的地位和作用、负荷情况及其他因素的影响，对发电厂的主接线进行设计，然后选出两种比较好的方案如下所示。

- 1 - -

方案一

- 2 - -

方案二

技术比较 由于10KV侧的两台发电机容量比较小采用单母分段和双母线均可满足可靠性和灵活性要求. 经济比较

计算综合投资： ZZ0(1100)(万元)

Z0 ---为主体设备的综合投资，包括变压器，开关设备，配电装备等设备的综合投资

 --为不明显的附加费用比例系数，一般220KV取70，110KV取90

由于110KV侧所选的接线形式一样所以只比较10KV侧经济比较: 设备 方案一 方案二 母线 7.5+0.55*6(万元) 27+2.9*6(万元) 隔离开关 18*0.1(万元) 22*0.1(万元) 电抗器 13*0.5(万元) 12*0.5(万元) 总造价 19.1(万元) 52.6(万元) 根据经济技术比较得出方案一为最优方案

- 3 - -

第二章 厂用电的设计

根据设计要求，参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》得到设计方案

厂用变压器容量的选择：

(22550)7%厂备用变压器容量 S8.75MVA

0.825MW变压器容量 SN1257%257%2.19MVA cos0.8507%507%4.38MVA cos0.850MW变压器容量 SN2型号及容量 高压侧额定低压侧额定连接组别 （KVA） 电压（KV） 电压 （KV） Y/11 SJL1-25000 10 6．3 Y/11 SJL1-50000 10 6．3 Y/11 SJL1-100000 10 6．3

短路电流计算：

1．等值电抗的计算： ①发电机

- 4 - -

阻抗电压 （%） 5．5 5．5 12 空载电流 （%） 1．3 1．1 0．8

XG1XG2XFNSb10000.43613.95

25Sn0.8XG3XFnSb10000.1993.184

50SN0.8 ②主变 XT1XT2SUK10.510004.2 bSN10025000100XT3UKSb10.510000.875 100SN100120000③厂变 XC1XC2UKSb5.5100022 100SN1002.5 XC3UKSb5.5100011 100SN1005.0 XbUKSb12100012 100SN10010.0 ④电抗器 IbSb3Ub1000310.555KA

XK1XKIbUN551046.98 100INUb0.310.5100XKIbUN551082.79 100INUb1.510.5100 XK2 ⑤系统

XS0.04SbUb2X0l0.041000300.410.55 21152．做等值电路及短路点的选择：

短路计算： 1.f1短路

- 5 - -

发电厂一页图一

将XT1,XT2,XK2三个电抗Y 得 X11.576 X2X31.047

XX2求 XffG1X1//XS//XG3XT3

213.951.047 =1.576//0.55//3.1840.875=0.46

2分布系数 Cf1 C1 Xfs0.460.4610.840.110.84 C20.11 C7C80.025 0.554.0620.460.55 X1X218.4

0.025 Xf34.06 求计算电抗

Xjs0.55 Xj1Xj2Xf1 Xj34.06500.25

10000.8PN2518.40.575

Sbcos10000.82.f2短路:等值电路: 同1的计算,得:

X90.48X101.576X11X121.047变换后得:

Xff2.378

分布系数:

2.378CE110.1713.95C21CE10.83CE20.83CE31.8190.097 15.5260.830.0970.7330.480.7330.640.55则CE30.7330.640.093CS

- 6 - -

各支路转移电抗:

XXfff1C2.378E10.1713.99XXfff2C2.378E20.09724.52XXff2.378

f3CE30.09325.57XXff2.378fSCES0.643.72求计算电抗:

XS125j1Xf1S13.9910000.35BX25j224.5210000.613Xj325.575010001.28XjS3.72I13.720.2693. f3 短路: 等效化简同f2短路: 则为:

Xff2.3781214.378

分布系数同f2短路则: 各支路短路电抗:

X14.378f10.1784.58X14.378f20.097148.23X14.378

f30.093154.6X14.378fS0.6422.47求计算电抗:

- 7 - -

252584.582.111000100025Xj2148.233.7110001Ij20.273.7150Xj3154.67.73

10001Ij30.1297.73XfS22.47Xj1Xf1IjS10.04522.47f4短路:

转移电抗: Xff2.3786.989.358 分布系数同上,则:

9.35855.050.179.358Xf296.470.097

9.358Xf3100.620.0939.358XfS14.620.64Xf1求计算电抗

251.38100025Xj296.472.41100050Xj3100.625.53

1000XJS14.62Xj155.05Ij30.181Ij310.06814.625. f5短路:

转移电抗: Xff2.3782224.378 分布系数同上. 则:

- 8 - -

X24.378f10.117143.4X24.378f2 0.097251.32X24.378

f30.093262.13X24.378f30.6438.091 求计算电抗:

X25j1143.410003.585X251.3225j210006.283 Ij10.279Ij20.16Xj3262.1350100013.11Xjs38.091 Ij30.076

Ijs0.0266.f6短路:

等效变换:

0.55+1.576=2.126 13.951.04727.499

2.1267.4992.1267.4991.656

1.656+0.875=2.53

2.533.1842.533.1841.41

1.41+11=12.41

Xff12.41

分布系数:

C1.4133.18410.443C210.4430.557

CS1.6562.1260.5570.434 - 9 - -

C120.5570.4340.123C12120.1230.0675 1C12各支路转移电抗:

X12.41f10.0675201.79Xf2 X12.41f30.44328.01 X12.41fs0.43428.6求计算电抗:

X25j1201.7910005.04X50js28.0110001.4

Ij10.198Xjs28.6Ijs1 28.60.0357. f7点路

转移电抗 Xff1.41 分布系数同上

各支路转移电抗为:

X1.41f10.061522.93Xf2X1.41f30.4433.183

X1.41fs0.4343.25求计算电抗:

Xj1Xj222.932510000.57X50j33.18310000.16Xjs3.25

第三章

导体和设备的选择和校验

- 10 - -

参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》，导体和电器的选择设计，同样必须执行国家的有关技术经济政策，并作到技术先进，经济合理，安全可靠，运行方便和适当的留有余地，以满足电力系统的需要。

第4．1节 电器和设备的选择方法

4．1．1、根据满足条件的电压和电流选择：

表 4．1 最大工作电流计算表 地 点 最大电流 发电机G1 G2 Igmax1.05P251.051804A 3UNcos310.50.8P501.053608A 3UNcos310.50.8发电机G3 Igmax1.05110kv母线 Igmax1.05P501.05344A 3UNcos31100.8 - 11 - -

10kv母线 Igmax1.05P251.051804A 3UNcos310.50.8P251.051443A 3UN310.5P251.05132A 3UN3115主变10KV Igmax1.05主变110KV Igmax1.05单元接线变压器110KV Igmax1.05P1201.05632A 3UN31151.0521831012217A 10KV出线 Igmax1.052P3UNN110KV出线 Igmax1.05P361.05237A 3UNCOS31150.8 25MW机组厂用高压侧 Igmax1.05S25001.05144.3A 3UN310.5厂备用高压侧

Igmax1.05S50001.0552.7A 3UN31104．1．2、选择电气设备

根据得到的最大电流表，我们选择以下电气设备 表4．2 电气设备选择列表 位置 断路器 隔离开关 发电G1G2 出口 SN10-10Ⅲ GN1—10 发电机G3出口 SN4-10-G GN10—10T 10kv母线 SN10-10Ⅲ GN1—10 主变10KV SN3-10 GN1—10 主变110KV 单元接线变压器 10KV出线 110KV 出线 厂用25MW 机组 厂备用

CT LAJ—10 LAJ—10 LAJ—10 LAJ—10 LCWDL —110GY LCWDL —110GY --- ---- LFZ1—10 LCWDLPT JSJW—10 --- JSJW—10 --- JCC—110 ---- ----- ----- -- ---- 避雷器 FZ—10 --- FZ—10 --- FZ—10 FIZ—10 ---- FIZ—110J ---- ---- SW4-110 SW4-110 SN1-10 SW4-110 SN1-10 SW4-110 GW4—110 GW4—110 GN1—10 GW4—110 GN1—10 GN1—10 - 12 - -

110kv母线 SW4-110 GW4—110 —110GY LCWDL —110GY YDR-110 F1Z-110J 4．1．3、电气设备参数 将得到的各个电气设备参数列表

表4．3 隔离开关 隔离开关型号 额定电压(KV) 额定电流(A) GN1--10 10 GN10—10T 10 GW4--110 110 表4．4 断路器参数表 断路器型额定电压 额定电流 号 (KV) (A) 2000 4000 600 动稳定电流(KA) 80 160 50 热稳定电流(KA) 26 85 15.8 额定断开电流(KA) 极限通过电流(KA) SN10-10Ⅲ 10 2000 40 130 SN1-10 110 1000 18.4 55 SW4-110 10 400 11.6 56 SN4-10-G 10 5000 105 300 电流互感器参数表 电流互感器型号 额定电流比 1s热稳定倍数 LAJ--10 4000/5 50 LFZ1—10 400/5 75 LCWDL—110GY 4*300/5 35 热稳定电流(KA) 1S 4S 40 32 30 173 固有分闸时间(S) 0.06 0.06 0.1 0.15 动稳定倍数 90 130 65

2．选择母线： 选择10KV母线：

UN10.5COS0.8Tmax6454HJ0.65ImaxS1.05PN1.052518043UNCOS310.50.8

Imax18042775.38mm2J0.65选用每想2条 125mm10 矩形铝导体，平放

IN3152ASKS1.45

al70C

- 13 - -

最热月平均温度为32C，10KV母线是屋内设备，则32537C

Ial0.149ac0.149703731522697.921804

满足长期载流量要求。 校验母线：

1． 热稳定校验：

I\"23.461.02

I23.01\"主保护时间为0.5秒，固有分闸时间为0.14秒 tz0.40.10.040.54

tdztz0.050.540.051.0220.61S\"2d23.0110.61323((kA).S)w(ac).(Imax/Ial)2

37(7037)(18042697.92)

22

59.1C

- 14 - -

1w0.010.12520.52104m33f1908phph3.67106Pa10w100.521042bh100.074bh10125k120.37ish2fb0.2510k12b[62.129103]270.25100.373.57103Pa0.012h(alph)Lbmaxbfb720.125(703.67)1060.010.08m33.5710L1.5/0.682.2LbmaxL1.50.50.6833I23.461.02I23.011tz4.250.144.39sLbtdztz20.054.391.0220.054.44sQdtdzI24.4423.01122351(KA)2SKtal60181.1al256025K31.0K41IN2000AIalKtK3K4IN1.111245269.5AImax1263Aw(al)(Imax22172)18(6018)()45oIal269.5Qd20.52106SminC9746.7mm2150mm2XL%8cos0.8sin0.6I1263U%XL%maxsin80.63.03%5%IN2000

I5.88Ure%XL%478.4%70%IN0.3

It2t56.8213226(KA)2SIt2tQdIes63.75KA19.5KAIsh- 15 - -

1w0.010.12520.52104m3

3ph由

fph10w1908100.521043.67106Pa

b102bh100.08 0.074 h125bh10125查表可知 k120.37

ish2fb0.2510k12b[62.129103]27条间应力 0.25100.37

0.013.57103Pa7Lbmaxb2h(alph)fb

20.125(703.67)1060.010.08m3.57103LLbmax1.5/0.682.2

即每跨内满足动稳所需最少衬垫个数为3

L1.5实际衬垫跨距Lb0.50.68

33满足动稳定要求。

二 电缆 热稳定校验

I5.881.02

I5.8主保护时间为0.5s，固有分闸时间0.14s

tz0.40.10.040.54tdztz20.050.541.0220.050.61Qd0.61[5.8103]220.52(KA)2S

Ktal60181.1

al256025查附表得K31.0K41 IN245A

IalKtK3K4IN1.111245269.5A

Imax217A IalImax符合

- 16 - -

w(al)(Imax22172)18(6018)()45o Ial269.5查表得 C57o

SminQd20.5210646.7mm2 C9746.7mm2150mm2 满足热稳定要求。

电抗器的校验： 一 10kv出线

1． 电压损失校验：

1 正常运行时的电压损失校验

Xb%4 Imax217A IN300A cos0.8sin0.6

U%Xb%Imax217sin40.61.74%5% 满足 IN3002 残压校验

I5.88478.4%70% 满足 IN0.3Ure%XL%2． 热稳定校验

I5.881.02

I5.8后备保护时间5s,固有分闸时间0.14s 查图5-1得

tz4.250.144.39s

tdztz20.054.391.0220.054.44s QdtdzI24.44[5.8103]2149.4(KA)2S It2t17.521304.5(KA)2S

It2tQd 满足

3． 动稳定校验

Ies19.5KA Ish15.66KA IesIsh 满足

分段电抗器

- 17 - -

1． 电压校验

XL%8 Imax1263A IN2000A cos0.8sin0.6

U%XL%Imax1263sin80.63.03%5% 满足 IN2000热稳定校验：

I41.461.06

I38.955后备保护时间固有分闸时间0.14s 查图5-1得

tz4.250.144.39s

tdztz20.054.391.0220.054.44s QdtdzI24.4423.01122351(KA)2S It2t56.8213226(KA)2

SIt2tQd 满足

4． 动稳定校验

Ies63.75KA Ish62.129KA

QdI2tdz38.95524.667071.5[(KA)2S]IesIsh 满足t2t1732129929[(KA)2S]

SN1010(3)断路器的校验 SN4-106 热稳定校验：41.461.06 38.95后备保护时间5S，固有分闸时间0.15查手册图5-1得

tz4.450.154.6

tdztz20.054.61.0620.054.66 QdI2tdz38.95524.667071.5[(KA)2S] t2t1732129929[(KA)2S]

t2tQd 满足

热稳定校验：

ies300KA isn105.178KA iesisn 满足

- 18 - -

SN1010(3)

在所有用到SN1010(3)短路的位置发电机出口短路情况最严重

14.852.322.16519.34KA

sh39.9386.025.62151.59KA 14.792.2322.0819.11KA

热稳定校验：19.3419.341.011.01 19.1119.11后备保护时间5S，固有分闸时间0.06S查手册5-1

tz4.450.064.51Stdztz20.054.511.0120.054.56S22Qdtdz4.5619.111665.28KAS

2tt40246400KASttQd 满足

SN1-10

热稳定校验：

I3.730.99

I3.735后备保护时间5S，固有分闸时间0.1S 查手册5-1 得

tz4.450.064.51Stdztz20.054.511.0620.054.57S22Qdtdz10.92824.57545.75KAStz4.40.14.5S

22t2t1.26015184KASt2tQdtdztz20.054.61.0620.054.66S22Qdtdz38.95524.667071.5KAS

222tt85136125KASt2tQd动稳定校验：

11.531.06

10.928后备保护时间5S，固有分闸时间0.06S

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查手册5-1 得

tz4.450.064.51S

tdztz20.054.511.060.054.57S22Qdtdz10.92824.57545.75KAS

222tt3211024KASt2tQd动稳定校验：

ies80KAish51.59KA iesish满足

校验隔离开关：

GN10-10T： 稳定校验：11.5341.461.061.06 10.92838.955后备保护时间5S，固有分闸时间0.06S

查手册5-1 得

tz4.450.154.6Stdztz0.054.61.060.054.66S22

22Qdtdz38.95524.667071.5KASt85136125KAS2t22

热稳定校验：

ies160KAish105.178KA iesish满足 GN1-10

在所有用到GN1-10型号隔离开关处，发电机出口短路电流最大

14.852.322.1619.34sh39.3986.0265.62151.59KA 14.7922.2322.08219.11KA热稳定校验：

19.341.01 19.11- 20 - -



后备保护时间5S，固有分闸时间0.06S

查手册5-1 得

tz4.450.064.51Stdztz20.054.511.0120.054.56S22Qdtdz19.1124.5671665.28KAS

2t2t26253380KASt2tQd满足

热稳定校验：

ies80KAish51.59KA iesish

电流互感器的校验： LAJ-10：

在所有用到LAJ-10的位置，50MW机组出口处短路。故障最严重 热稳定校验：

SN4-10G的固有分闸时间0.15S

41.461.06,查手册5-1 得 38.955tz4.450.154.6Stdztz20.054.61.0620.054.66S22Qdtdz38.95524.667071.5KAS

22t2t50414000KASt2tQd满足

热稳定校验：

2n1kes2601.2101.8KAish28.631KA2n1kesish2n1kes2400090509.1KAish105.178KA2n1kesish满足

LFZ1-10：

在所有用到此型号的电流互感器位置10KV出线处短路最严重。

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热稳定校验：

后备保护时间5S，断路器SN1-10固有分闸时间0.1S 查手册5-1 得

5.881.02 5.8tz4.40.14.5Stdztz20.054.51.0220.054.55S22Qdtdz5.824.55153.1KAS22t2t750.41900KASt2tQd

满足

动稳定校验：

2n1kes21300.4073.5KAish15.66KA2n1kesish满足

LCWDL-110GY 热稳定校验 ：11.531.06 10.928

后备保护时间5S，断路器SW4-10固有分闸时间0.06S 查手册5-1 得

tz4.450.064.51Stdztz20.054.511.0620.054.57S22Qdtdz10.92824.57545.75KAS

22t2t1.26015184KASt2tQd满足

动稳定校验：

2n1kes2601.2101.8KAish28.631KA2n1kesish

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