【正文】 s ) 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。 (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)2 (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 。 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 。 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 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 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 。 (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。 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)。s 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 。s 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)算值對比 高壓斷路器 型號 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 esi 80/100kA shi 表 45 220kV高壓斷路器 選擇情況 及 計(jì)算值對比 高壓斷路器 型號 LW2220 斷路器參數(shù) 計(jì)算值 NU 220kV NsU 220kV NI maxI NbrI I? NclI 80kA shi tI2t (kA)2 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)算值對比 高壓斷路器 型號 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 ) (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 ? 。s ) 由 220kV 側(cè) ???I kA， ?I kA， ?I kA， 可得周期分量熱效應(yīng) ? ? k24222ptk ???????? tIII ((kA)2 由 110kV 側(cè) ??I kA， ?I kA， ?I kA， 可得周期分量熱效應(yīng) ? ? k24222pt ??????? tIIIQ ((kA)2 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 ? 。 (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 。 (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。 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)序號裝設(shè)地點(diǎn)斷路器種類 圖 422 高壓斷路器 型號表示形式 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 )。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。 表 42 本方案 聯(lián)絡(luò) 變壓器 的 選定 型號 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 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如表 43 所示 。 (2)聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺機(jī)組的容量，以保證最大一臺機(jī)組故障或檢修，通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本側(cè)負(fù)荷的要求，同時(shí)，也可在線路檢修或故障時(shí)，通過聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。 表 41 本方案 主變壓器 的 選定 型號 額定電壓 (kV) 空載損耗 (kW) 短路損耗 (kW) 空載電流 (%) 短路電壓 (%) 聯(lián)結(jié) 組號 高壓側(cè) 低壓側(cè) SFP720210/500 % ?? 20 809 YNd11 SFPT370000/200 % ?? 10 653 YNd11 聯(lián)絡(luò)變壓器 的 選定 選定的原則 聯(lián)絡(luò)變壓器 (system interconnection transformer)， 是指 在發(fā)電廠升壓變電站中連接有交換功率的兩種電壓等級母線的變壓器 (全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì) , 2021)。我國 110kV 及以上電壓等級，變壓器三相繞組都采用 YN 連接 方式； 35kV電壓等級采用 Y 接 方式 ，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地 ； 35kV 以下 電壓等級，變壓器三相繞組都采用 D 接 方式 。 (4)在電力市場環(huán)境下，主變壓器應(yīng)具有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的要求。 (2)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺機(jī)組檢修或故障時(shí)，主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的需要。 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 29 主變壓器 的 選定 的選定原則 主變壓器 (Generator StepUp transformer, GSU transformer)，是指 用來向 系統(tǒng)或用戶 輸送功率的變壓器。 變壓器的選定 變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù) 在我國 ， 變壓器的 通用型號 (type)表示為圖 421 所示形式 。甘青山，避雷器 崔彥博，限流電抗器 amp。 (3)裝設(shè)在電壓互感器 (potential transformer,PT)回路中的裸導(dǎo)體 和電氣設(shè)備可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定： (1)用熔斷器 (high voltage fuse)保護(hù)的電氣設(shè)備 ，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間 保證 ，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。滿足熱穩(wěn)定 (thermal stability)的條件為 k2 QtIt ? (42) 式中 ， kQ 為所在回路短路電流的熱效應(yīng) ； tI 、 t 分別為 電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流 (有效值 )和時(shí)間 ，一般由制造廠直接給出。 經(jīng)綜合修正后的長期允許電流 alI 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ， 即 maxNal IkII ?? (41) 式中 ， k 為 綜合修正系數(shù) ，與實(shí)際環(huán)境條件及設(shè)備布置情況等因素有關(guān)。 通常情況下， 只要滿足設(shè)備額定電壓不低于安裝位置處的系統(tǒng)額定電壓 SNU ，即 SNN UU ? ，就可保證設(shè)備正常運(yùn)行。 按正常工作條件選擇設(shè)備 電氣設(shè)備 的額定電壓 (rated voltage) NU 一般就是 指 其 銘 牌上所標(biāo)出的線電壓 (linetoline voltage)， 另外設(shè)備還規(guī)定有允許最高工作電壓 (maximum working voltage, MWV) almU 。 圖 325 110kV 線路出 線 短路時(shí)系統(tǒng)等效電抗圖 由于 110kV 母線是由 220kV 母線通過降壓自耦變壓器供電的，所以 110kV天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第三章 短路電流的計(jì)算 26 線路 出線 處短路與 220kV母 聯(lián)斷路器 短路相似，只是多了自耦變壓器的阻抗值，計(jì)算過程略，計(jì)算結(jié)果見表 31。 系統(tǒng) 1(500kV 系統(tǒng) )每條出線的計(jì)算電抗 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第三章 短路電流的計(jì)算 25 ????? ?? SSXX 查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得， 系統(tǒng) 1 每條出線 ??X 時(shí)為大容量系統(tǒng)，在0s、 、 時(shí)刻向 K4 點(diǎn)提供的短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值不變，為 ??I 、 ??I 、 ??I 。 那么 ，流入 K3 點(diǎn) 的短路電流為 3323323322BBS362BBG36362BBS322BBG32322BBS302BBG3030?????????????????????????????????????????????USIUSIIUSIUSIIUSIUSII 天津大學(xué) 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) 》 說明書 第三章 短路電流的計(jì)算 24 短路點(diǎn)在發(fā)電廠高壓側(cè)母線，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數(shù) ?K ，于是可以得到 沖擊電流 kA9 6 5 40 9 1 ??????? IKi 短路電流最大有效值 ? ? ? ? 22shsh ??????????? KII 短路容量 M V 4 4 5 avd ?????