发电厂课程设计.docx
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发电厂课程设计
燕山大学
课程设计说明书
题目枢纽变电站电气主接线
学院（系）：
电气工程学院
年级专业：
10级电力2班
学号：
100103030083
学生姓名：
刘巨华
指导教师：
吴杰钟嘉庆
教师职称：
教授副教授
燕山大学课程设计（论文）任务书
院（系）：
电气工程学院基层教学单位：
电力工程系
学号
100103030083
学生姓名
刘巨华
专业（班级）
电力2班
设计题目
枢纽变电站电气主接线
设
计
技
术
参
数
1.电压等级500/220/35kV
2.利用小时数:
6500小时/年
3.原始资料另附。
设
计
要
求
1．电气主接线的设计
2．厂用电原则接线图
3．短路电流计算
4．主要电气设备选择及校验（断路器、隔离开关、VT、CT、进线、母线）
5.无功功率补偿容量计算与方案设计
6.设计说明书：
B5纸。
工
作
量
1．设计说明书、计算书、设备表.不少于5000字
2．提交主接线图和站（厂）用电图，最好是计算机绘图。
工
作
计
划
19周：
主接线设计、设备选型、断路电流计算。
20周：
动、热稳定计算校、验绘图、写设计说明书。
参
考
资
料
1．电气工程设计手册（1,2）
2．电气工程设备手册（1,2）
3．发电厂电气主系统课程设计参考资料天津大学编写
4.发电厂电气部分课程设计郭琳主编
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明：
此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
年月日
<<发电厂电气主系统>>课程设计原始资料
题目:
枢纽变电站电气主接线
1.变电站的建设规模
（1）类型:
枢纽变电所
（2）距接网地点300KM
（3）利用小时数:
6500小时/年
2.接入系统及电力负荷情况
（1）500KV电源进线4回,与其它变电所的联络线2回,当取基准容量为100MVA时,系统归算到500kv母线上
.
系统装机容量6000MW
（2）220KV电压等级:
出线8回,220KV最大负荷400MW,最小负荷300MW,
.
（3）35KV电压等级:
出线6回,35KV最大负荷200MW,最小负荷150MW,
.每回额定容量40MW
（4）主保护动作时间
后备保护时间
（5）站用变按
考虑.
3.环境因素：
海拔小于1000米，环境温度
，母线运行温度
4.无功功率补偿目标
目录
1.设计任务及要求……………………………………………………………………………2
2.设计原始资料……………………………………………………………………………….3
3.主变压器的选择…………………………………………………………………………….5
4.主接线的确定………………………………………………………………………………..5
5.主接线图……………………………………………………………………………………..6
6.短路计算……………………………………………………………………………………..7
7.设备的选择……………………………………………………………………………………8
7.1断路器的选择
7.2隔离开关的选择
7.3电流互感器的选择
7.4电压互感器的选择
7.5母线的选择
7.6线路导体的选择
8.年运行费用的计算…………………………………………………………………………20
9.无功补偿…………………………………………………………………………………….20
10.总结………………………………………………………………………………………….21
11.意见评审…………………………………………………………………………………….22
3.主变压器的选择：
台数：
选择原则：
当一台主变压器停运时，其余的变压器容量应该可以满足全部负荷的70%到80%。
最大总负荷：
400+200=600MW
容量：
S=600/0.85=705.9MVA
可以选择3台360MVA的变压器：
当一台主变压器停运时，剩余的两台容量为720MVA完全满足总负荷，而且考虑以后扩建，还可以为以后的负荷留出余量。
变压器参数：
型号OSFPS2-360000/500
容量（KVA）:
360000/360000/36000
空载损耗P0（kw）：
190
负载损耗Pk（kw）：
800
阻抗电压Uk（%）：
高-中：
10
高-低：
26
中-低：
41
空载电流I0（%）：
0.8
接线组别：
YNa0d11
4.主接线
500KV侧：
采用一台半断路器接线
在此500KV的配电装置中，进出线一共9回，此配电装置在系统中具有重要的地位，宜采用一台半断路器
优点：
任意母线故障或检修都不会导致停电
任意断路器检修也不会引起停电
甚至是两组母线都故障的极端情况下功率任然可以继续输送
220KV侧：
采用双母线接线加旁路接线
在此,220KV的配电装置中，进出线一共11回，此配电装置在系统中也具有比较重要的地位，可以采用双母线带旁路母线接线
优点：
供电可靠，通过两组母线的隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不导致供电中断；一组母线故障后可以迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只要断开此隔离开关所属线路和母线，其他的电路均可以通过另一组母线继续运行。
而且任一断路器检修时都可以将所对应的回路切换的旁路母线上不至使此回路停电
调度灵活，各个电源和回路可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。
扩建方便：
可以向双母线任一方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。
35KV侧：
采用单母线接线
5.主接线图：
6.短路电流计算：
7.设备的选择
7.1断路器：
1.首先选择断路器的额定电压：
不得小于装设电路所在电网的额定电压。
2.断路器的额定电流不小于通过断路器的最大持续工作电流
3.额定开断电流大于次暂态电流I’’
4.短路开合电流大于短路电流最大冲击值ish
5.短路热稳定和动稳定校验
一台半接线上的断路器：
额定电压为500KV
额定电流按照变压器的额定电流选择
Imax=Sn/（1.732*Un）=360000000/（1.732*500000）=416A
选择LW12—500
参数：
额定电压：
500KV额定电流：
4000A额定开断电流：
63KA
额定关合电流（峰值）：
160KA动稳定电流（峰值）160KA
热稳定电流（3S）:
63KA固有分闸时间：
0.02s
按短路点1校验：
Xj=0.138<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=7.6
有名值为I’’=7.6*Sn/（1.732*Un）=7.6*600000000/（1.732*500000）=5.3KA
<额定开断电流63KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*5.3=14.2KA
<额定关合电流（峰值）160KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.02+0.04=2.46s
通过查运算曲线：
I’’=7.6，Itk=2.7，Itk/2=3.2
有名值：
I’’=7.6*Sn/（1.732*Un）=7.6*600000000/（1.732*500000）=5.3KA
Itk=2.7*Sn/（1.732*Un）=2.7*600000000/（1.732*500000）=1.9KA
Itk/2=3.2*Sn/（1.732*Un）=3.2*600000000/（1.732*500000）=2.3KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=17.3
It*It*t=63*63*3=11907>Qk
动稳定校验：
160KA>ish=14.2KA
变压器高压侧断路器：
额定电压为500KV
额定电流按照变压器的额定电流选择
Imax=Sn/（1.732*Un）=360000000/（1.732*500000）=416A
选择LW12—500
参数：
额定电压：
500KV额定电流：
4000A额定开断电流：
63KA
额定关合电流（峰值）：
160KA动稳定电流（峰值）160KA
热稳定电流（3S）:
63KA固有分闸时间：
0.02S
按短路点1校验：
Xj=0.138<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=7.6
有名值为I’’=7.6*Sn/（1.732*Un）=7.6*600000000/（1.732*500000）=5.3KA
<额定开断电流63KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*5.3=14.2KA
<额定关合电流（峰值）160KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.02+0.04=2.46s
通过查运算曲线：
I’’=7.6，Itk=2.7，Itk/2=3.2
有名值：
I’’=7.6*Sn/（1.732*Un）=7.6*600000000/（1.732*500000）=5.3KA
Itk=2.7*Sn/（1.732*Un）=2.7*600000000/（1.732*500000）=1.9KA
Itk/2=3.2*Sn/（1.732*Un）=3.2*600000000/（1.732*500000）=2.3KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=17.3
It*It*t=63*63*3=11907>Qk
动稳定校验：
160KA>ish=14.2KA
变压器中压侧断路器：
额定电压：
220KV
额定电流按照变压器的额定电流选择
Imax=Sn/（1.732*Un）=360000000/（1.732*220000）=945A
选择SFM—220
参数：
额定电压：
220KV额定电流：
4000A额定开断电流：
63KA
额定关合电流（峰值）：
160KA动稳定电流（峰值）160KA
热稳定电流（3S）63KA固有分闸时间：
0.025S
按短路点2校验：
Xj=0.18<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=6
有名值为I’’=6*Sn/（1.732*Un）=6*600000000/（1.732*500000）=9.5kA
<额定开断电流63KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*9.5=25.6KA
<额定关合电流（峰值）160KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.025+0.04=2.465s
通过查运算曲线：
I’’=6，Itk=2.6，Itk/2=2.9
有名值：
I’’=6*Sn/（1.732*Un）=6*600000000/（1.732*220000）=9.5KA
Itk=2.6*Sn/（1.732*Un）=2.6*600000000/（1.732*220000）=4.1KA
Itk/2=2.9*Sn/（1.732*Un）=2.9*600000000/（1.732*220000）=4.6KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=65.2
It*It*t=63*63*3=11907>Qk
动稳定校验：
160KA>ish=25.6KA
220KV负荷侧断路器：
额定电压220KV
额定电流按照最大负荷选择：
Imax=400000000/（0.85*220000*1.732*8）=154A
选择SFM—220
参数：
额定电压：
220KV额定电流：
4000A额定开断电流：
63KA
额定关合电流（峰值）：
160KA动稳定电流（峰值）160KA
热稳定电流（3S）63KA固有分闸时间：
0.025S
按短路点2校验：
Xj=0.18<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=6
有名值为I’’=6*Sn/（1.732*Un）=6*600000000/（1.732*500000）=9.5kA
<额定开断电流63KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*9.5=25.6KA
<额定关合电流（峰值）160KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.025+0.04=2.465s
通过查运算曲线：
I’’=6，Itk=2.6，Itk/2=2.9
有名值：
I’’=6*Sn/（1.732*Un）=6*600000000/（1.732*220000）=9.5KA
Itk=2.6*Sn/（1.732*Un）=2.6*600000000/（1.732*220000）=4.1KA
Itk/2=2.9*Sn/（1.732*Un）=2.9*600000000/（1.732*220000）=4.6KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=65.2
It*It*t=63*63*3=11907>Qk
动稳定校验：
160KA>ish=25.6KA
220KV侧旁路断路器：
额定电压220KV
额定电流按照最大负荷选择：
Imax=400000000/（0.85*220000*1.732）=1232A
选择SFM—220
参数：
额定电压：
220KV额定电流：
4000A额定开断电流：
63KA
额定关合电流（峰值）：
160KA动稳定电流（峰值）160KA
热稳定电流（3S）63KA固有分闸时间：
0.025S
按短路点2校验：
Xj=0.18<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=6
有名值为I’’=6*Sn/（1.732*Un）=6*600000000/（1.732*500000）=9.5kA
<额定开断电流63KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*9.5=25.6KA
<额定关合电流（峰值）160KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.025+0.04=2.465s
通过查运算曲线：
I’’=6，Itk=2.6，Itk/2=2.9
有名值：
I’’=6*Sn/（1.732*Un）=6*600000000/（1.732*220000）=9.5KA
Itk=2.6*Sn/（1.732*Un）=2.6*600000000/（1.732*220000）=4.1KA
Itk/2=2.9*Sn/（1.732*Un）=2.9*600000000/（1.732*220000）=4.6KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=65.2
It*It*t=63*63*3=11907>Qk
动稳定校验：
160KA>ish=25.6KA
220KV侧母联断路器：
额定电压220KV
额定电流按照最大负荷选择：
Imax=400000000/（0.85*220000*1.732）=1232A
选择SFM—220
参数：
额定电压：
220KV额定电流：
4000A额定开断电流：
63KA
额定关合电流（峰值）：
160KA动稳定电流（峰值）160KA
热稳定电流（3S）63KA固有分闸时间：
0.025S
按短路点2校验：
Xj=0.18<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=6
有名值为I’’=6*Sn/（1.732*Un）=6*600000000/（1.732*220000）=9.5kA
<额定开断电流63KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*9.5=25.6KA
<额定关合电流（峰值）160KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.025+0.04=2.465s
通过查运算曲线：
I’’=6，Itk=2.6，Itk/2=2.9
有名值：
I’’=6*Sn/（1.732*Un）=6*600000000/（1.732*220000）=9.5KA
Itk=2.6*Sn/（1.732*Un）=2.6*600000000/（1.732*220000）=4.1KA
Itk/2=2.9*Sn/（1.732*Un）=2.9*600000000/（1.732*220000）=4.6KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=65.2
It*It*t=63*63*3=11907>Qk
动稳定校验：
160KA>ish=25.6KA
变压器低压侧断路器：
额定电压：
35KV
额定电流按照负荷的额定容量选择
Imax=2*Sn/（1.732*Un）=2*40000000/（*1.732*35000）=1320A
选择LW8-40.5
参数：
额定电压：
35KV额定电流：
4000A额定开断电流：
40.5KA
额定关合电流（峰值）：
130KA动稳定电流（峰值）130KA
热稳定电流（4S）50KA固有分闸时间：
0.06S
按短路点3校验：
Xj=0.233<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=4.7
有名值为I’’=4.7*Sn/（1.732*Un）=4.7*600000000/（1.732*35000）=46.5kA
<额定开断电流31.5KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*46.5=125KA
<额定关合电流（峰值）130KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.06+0.04=2.5s
通过查运算曲线：
I’’=4.7，Itk=2.5，Itk/2=2.65
有名值：
I’’=4.7*Sn/（1.732*Un）=4.7*600000000/（1.732*35000）=46.5KA
Itk=2.5*Sn/（1.732*Un）=2.5*600000000/（1.732*35000）=24.7KA
Itk/2=2.65*Sn/（1.732*Un）=2.65*600000000/（1.732*35000）=26.2KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=2008
It*It*t=50*50*4=10000>Qk
动稳定校验：
130KA>ish=125KA
35KV负荷侧的断路器
额定电压：
35KV
额定电流按照负荷的额定容量选择
Imax=Sn/（1.732*Un）=40000000/（1.732*35000）=660A
选择LW8-40.5
参数：
额定电压：
35KV额定电流：
4000A额定开断电流：
40.5KA
额定关合电流（峰值）：
130KA动稳定电流（峰值）130KA
热稳定电流（4S）50KA固有分闸时间：
0.06S
按短路点3校验：
Xj=0.233<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=4.7
有名值为I’’=4.7*Sn/（1.732*Un）=4.7*600000000/（1.732*35000）=46.5kA
<额定开断电流31.5KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*46.5=125KA
<额定关合电流（峰值）130KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.06+0.04=2.5s
通过查运算曲线：
I’’=4.7，Itk=2.5，Itk/2=2.65
有名值：
I’’=4.7*Sn/（1.732*Un）=4.7*600000000/（1.732*35000）=46.5KA
Itk=2.5*Sn/（1.732*Un）=2.5*600000000/（1.732*35000）=24.7KA
Itk/2=2.65*Sn/（1.732*Un）=2.65*600000000/（1.732*35000）=26.2KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=2008
It*It*t=50*50*4=10000>Qk
动稳定校验：
130KA>ish=125KA
7.2隔离开关的选择：
一台半接线上的隔离开关：
额定电压为500KV
额定电流按照变压器的额定电流选择
Imax=Sn/（1.732*Un）=360000000/（1.732*500000）=416A
选择：
GW10—500
参数：
额定电压500KV额定电流3150ª动稳定电流峰值125KA
热稳定电流有效值（2s）50KA
按短路点1校验：
Xj=0.138<3按照有限大电源系统计算
通过查运算曲线：
I’’=7.6
有名值为I’’=7.6*Sn/（1.732*Un）=7.6*600000000/（1.732*500000）=5.3KA
短路电流最大冲击值ish=1.9*1.414*I’’=1.9*1.414*5.3=14.2KA
热稳定校验：
短路热稳定计算时间tk=tp2+tin+ta=2.4+0.02+0.04=2.46s
通过查运算曲线：
I’’=7.6，Itk=2.7，Itk/2=3.2
有名值：
I’’=7.6*Sn/（1.732*Un）=7.6*600000000/（1.732*500000）=5.3KA
Itk=2.7*Sn/（1.732*Un）=2.7*600000000/（1.732*500000）=1.9KA
Itk/2=3.2*Sn/（1.732*Un）=3.2*600000000/（1.732*500000）=2.3KA
由于tk>1s,不计非周期热效应，短路电流热效应Qk等于周期分量热效应
Qp=（I’’*I’’+Itk*Itk+10*Itk/2*Itk/2）*tk/12=17.3
It*It*t=50*50*2=5000>Qk
动稳定校验：
125KA>ish=14.2KA
变压器高压侧隔离开关：
额定电压为500
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