【正文】 統(tǒng)。 變壓器的選 定 本方案 所選聯(lián)絡(luò)變壓器參數(shù)如表 42 所示 。 表 42 本方案 聯(lián)絡(luò) 變壓器 的 選定 型號(hào) 額定電壓 (kV) 空載損耗(kW) 短路損耗(kW) 短路電壓 (%) 聯(lián)結(jié) 組號(hào) DFDS250000/500 550/242/35 144 540 %%%32K31K21K??????UUU IYN, Ia0, Id11 自耦變壓器 的 選定 在 本方案中，我們選擇自耦變壓器一臺(tái)如表 43 所示 。 表 43 本方案 自耦 變壓器 的 選定 型號(hào) 額定電壓 (kV) 空載損耗(kW) 短路損耗(kW) 短路電壓 (%) 空載電流 (%) OSFPS8120210 220/110 301 13 高壓斷路器的選定 高壓斷路器 (high voltage circuit breaker)不僅可以切斷或閉 合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過繼電 保護(hù)裝置的作用， 可以 切斷過負(fù)荷電流和短路電流 。它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力，一般分為 油斷路器 (多油斷路器、少油斷路器 )、 SF6斷路器 、真空斷路器 和 壓縮空氣斷路器等。 常見高壓斷路器型號(hào)表示一般具有 如 圖 422 所示形式： 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 31 S N 10 10 G 600 350 / 額定開斷容量 ( M V A )或開斷電流 ( kA )額定電流 ( A )補(bǔ)充特性額定電壓 ( kV )設(shè)計(jì)序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)斷路器種類 圖 422 高壓斷路器 型號(hào)表示形式 其中 ， 各部分 表示方式為： 斷路器種類 (S— 少油式 ， D— 多油式， K— 壓縮空氣式 ， Z— 真空式 ， L— SF6式 )，裝設(shè)地點(diǎn) (N— 戶內(nèi)式 ， W— 戶外式 )，補(bǔ)充特性 (C—手車式， G— 改進(jìn)型 ， W— 防污型 ， Q— 防震型 )。 高壓斷路器的選定 在本方案中， 110kV 側(cè) 有 4 回 出 線 ， 220kV 側(cè)有 4 回出線， 500kV 側(cè)有 2 回出線， 故 接入 110kV、 220kV 和 500kV 側(cè)的應(yīng)選擇 SF6斷路器。 (1)額定電壓 110kV 側(cè) 1 2 11 1 ???? UU (kV) 220kV 側(cè) 2 4 22 2 ???? UU (kV) 500kV 側(cè) 5 5 05 0 ???? UU (kV) (2)額定電流 為簡(jiǎn)化選擇的復(fù)雜性，本方案 采 用雙繞組回路上最大的額定電流作為所選高壓斷路器的額定電流值。 1)300MW 發(fā)電機(jī) 雙繞組回路 110kV 側(cè) a xN ??? ??? II (kA) 220kV 側(cè) a xN ??? ??? II (kA) 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 32 500kV 側(cè) a xN ??? ??? II (kA) 2)600MW 發(fā)電機(jī)雙繞組回路 220kV 側(cè) a xN ??? ??? II (kA) 500kV 側(cè) a xN ??? ??? II (kA) 綜上 ， 本方案以 600MW 發(fā)電機(jī)雙繞組回路 的額定電流作為斷路器的額定電流。 (3)開斷電流 高壓斷路器的額定開斷電流 NbrI 不應(yīng)小于 實(shí)際開端瞬間的短路電流周期分量 PtI 。 為了 簡(jiǎn)化計(jì)算 ，可應(yīng)用暫態(tài)電流 I? 進(jìn)行選擇 ，即 需滿足 II ??Nbr 。 110kV 側(cè) ???? II (kA) 220kV 側(cè) ???? II (kA) 500kV 側(cè) ???? II (kA) (4)短路關(guān)合電流 為了保證高壓斷路器 在關(guān)合短路時(shí)的安全，規(guī)定 其 額定關(guān)合電流 NclI 不應(yīng)小于 短路電流最大沖擊值 shi ， 即 需滿足 shNcl iI ? 。 110kV 側(cè) l ?? iI (kA) 220kV 側(cè) l ?? iI (kA) 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 33 500kV 側(cè) l ?? iI (kA) (5)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 取 短路切除時(shí)間 4k?t s。 由 110kV 側(cè) ??I kA， ?I kA， ?I kA， 可得周期分量熱效應(yīng) ? ? k24222pt ??????? tIIIQ ((kA)2s ) 因 ?t ，故可不計(jì)入非周期分量 (下同 )， 則有 ?? ((kA)2s ) 由 220kV 側(cè) ???I kA， ?I kA， ?I kA， 可得周期分量熱效應(yīng) ? ? k24222ptk ???????? tIII ((kA)2s ) 由 500kV 側(cè) ???I kA， ?I kA， ?I kA， 可得周期分量熱效應(yīng) ? ? k24222ptk ???????? tIII ((kA)2s ) (6)動(dòng)穩(wěn)定 校驗(yàn) 根據(jù) 規(guī)程，動(dòng)穩(wěn)定應(yīng)滿足 shes ii ? 。 110kV 側(cè) ?? ii (kA) 220kV 側(cè) ?? ii (kA) 500kV 側(cè) ?? ii (kA) 綜上所述，根據(jù)計(jì)算值及高壓斷路器選擇原則， 110kV 側(cè)高壓斷路器選擇LW11110 型， 220kV 側(cè)高壓斷路器選擇 LW2220 型， 500kV 側(cè)高壓斷路器選擇FA4500 型，具體參數(shù)及計(jì)算值對(duì) 比如表 4 表 4表 46 所示。 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 34 表 44 110kV 高壓斷路器 選擇情況 及 計(jì)算值對(duì)比 高壓斷路器 型號(hào) LW11110 斷路器參數(shù) 計(jì)算值 NU 110kV NsU 110kV NI ~ maxI NbrI ? NclI 80/100kA shi tI2t 4800(kA)2s kQ (kA)2s esi 80/100kA shi 表 45 220kV高壓斷路器 選擇情況 及 計(jì)算值對(duì)比 高壓斷路器 型號(hào) LW2220 斷路器參數(shù) 計(jì)算值 NU 220kV NsU 220kV NI maxI NbrI I? NclI 80kA shi tI2t (kA)2s kQ (kA)2s esi 80kA shi 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 35 表 46 500kV高壓斷路器 選擇情況 及 計(jì)算值對(duì)比 高壓斷路器 型號(hào) FA4500 斷路器參數(shù) 計(jì)算值 NU 550kV NsU 500kV NI maxI NbrI 50kA I? NclI 125kA shi tI2t 7500(kA)2s kQ (kA)2s esi 125kA shi 隔離開關(guān) 的選定 隔離開關(guān) 在電路中起隔離作用 ， 它沒有滅弧能力， 只能在沒有負(fù)荷電流的情況下分、合電路 。 一般， 隔離開關(guān)的 型號(hào)表 示具有圖 423 所示形式： G W 5 110 D 400 /額定電流 ( A )其它標(biāo)志額定電壓 ( kV )設(shè)計(jì)序號(hào)使用環(huán)境隔離開關(guān)標(biāo)志 圖 423 隔離開關(guān) 型號(hào)表 示形式 其中 ， 隔離開關(guān)標(biāo)志 統(tǒng)一用 G 表示 ，其余 各部分 表示方式為： 使用環(huán)境 (N— 戶內(nèi)型 ， W— 戶外 型 )， 其它標(biāo)志 (T— 統(tǒng)一設(shè)計(jì) ， G— 改進(jìn)型 ， D— 帶接地開關(guān) ， K— 快分閘型 ， E— 帶支持導(dǎo)電桿 ， W— 防污型 ， TH— 濕熱帶 型 ， TA— 干熱帶型 ，Z— 適合強(qiáng)震地區(qū) )。 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 36 的選定原則 隔離開關(guān) 的 額定電壓應(yīng)滿足 SNN UU ? ，額定電流應(yīng)滿足 maxNal IkII ?? ，其中 k 為溫度修正系數(shù)。 (1)熱穩(wěn)定校驗(yàn) rd ? 或 tItI 2rjz2 ?? 其中， dQ 為 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)， rQ 為 短路時(shí)導(dǎo)體和電氣設(shè)備允許的熱效應(yīng) ，rI 為 t s 內(nèi)允許通過的短時(shí)熱電流 (或短時(shí)耐受電流 )。 (2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) dwsh ii ? 或 dwsh II ? 其中 ， dwi 、為 允許 通過穩(wěn)定電流的幅值和有效值。 隔離開關(guān) 的選定 本方案 各 電壓等級(jí) 隔離開關(guān)的選定情況 如表 47 所示。 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 37 表47 本方案各電壓等級(jí)隔離開關(guān)的選擇 熱穩(wěn)定電流 峰值,kA) 50(4s) 50(4s) 31.5(3s) 40(3s) 31.5(3s) 50(4s) 動(dòng)穩(wěn)定電流 (峰值,kA) 125 125 80 125 80 125 額定電流(kA) 1600 2500 1000 2500 1250 3150 額定電壓(kV) 220 220 220 220 220 500 型號(hào) GW11220(D) GW17220(D) GW7220(D) GW6220(D) GW7220(D) GW7500(D) 隔離開關(guān)位置 主變高壓側(cè) 母聯(lián)側(cè) 分段側(cè) 旁路側(cè) 負(fù)荷側(cè) 主變壓器側(cè) 負(fù)荷側(cè) 電壓等級(jí) 220kV 500kV 隔離開關(guān) 的 校驗(yàn)方法同母線 的 校驗(yàn)方法類似 (詳見 后文， 此處 不再贅述 )， 如表 47 所示，對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行查表選擇，其中 參數(shù)都提供了動(dòng)穩(wěn)定電流 。 顯然 ，dwsh II ? ， tItI 2rjz2 ?? ，所選 隔離開關(guān)均 符合動(dòng)穩(wěn)定及熱穩(wěn)定要求 ，故 本方案 所選設(shè)備符合 設(shè)計(jì) 要求。 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 38 母線的選定 系統(tǒng) 母線 對(duì)于 220kV系統(tǒng)的母線，發(fā)電機(jī)組額定功率為 300MW，額定電壓為 ，功率因數(shù)為 ，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5500 小時(shí)，當(dāng)三相水平布置導(dǎo)體平放時(shí)，相間距為 ，環(huán)境溫度為 40℃，母線上短路計(jì)算時(shí)間為 。由于母線電流過大， 需加 裝 母線電抗器，母線短路電流 I? 為 ， 為 ， 為 。 (1)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面 母線最大持續(xù)電流為 os3 NNm a x ??? ??? ?U PI (A) 采用鋁母線，查表得 h5500max ?T 時(shí) ， ?j A/mm2， 有 5m a xj ??? jIS (mm2) 查表選用 mm12mm500 ? 矩形鋁導(dǎo)體，平放時(shí) 22605N ?I A， ?K 。當(dāng)40?? ℃ 時(shí)允許電流 ? ? ? ?A1 0 6 9 8 4 4 82 2 6 0 540701 7 7 NNal ????????? IkII ? 滿足長(zhǎng)期允許發(fā)熱條件。 (2)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流周期分量熱效應(yīng) ? ? ? ? ? ?? ?222222kP k2k??????????? ????? tt IIItQ ? ((kA)2s ) ?? ((kA)2s ) 母線正常運(yùn)行最高溫度 ? ? ? ? 22alm a xalW ??????????????????????? II???? ℃ 查表得出熱穩(wěn)定系數(shù) 87?C ，得 ? ? ? ?226Skm i n ???????? C KQS 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇 39 滿足熱穩(wěn)定。 (3)共振校驗(yàn) 不發(fā)生共振的最大絕緣子跨距 7 0 00 1 W ?????? ?hbm (kg/m) ? ? 433 ?????? bhJ (m4) 取 ?N ， 1601 ?f Hz，則有 4101fm a x ?????? ?mEJfNL (m) 選