2X100 4X300MW发电厂电气部分初步设计.doc

2021-10-15 来源：钮旅网

2X100+4X300MW发电厂电气部分初步设计

姓名：***专业：电气工程及其自动化

内蒙古科技大学

摘要

此次设计的主要任务是2*100MW+4*300MW的地区性火电厂电气部分的初步设计。首先确定电气主接线方案，选择发电机、主变压器、联络变压器、厂用变压器和启/备变压器。用所选择的发电机与变压器的参数进行标幺值的计算；并做出可能发生各种短路的等值电路图，分别计算各电源对短路点的计算电抗，列出短路计算结果表；通过对各设备最大持续电流Igmax的计算，分别对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、熔断器、全连式分相封闭母线等设备进行选择，并通过短路计算结果中的各短路点值对所选的设备进行校验。通过对自动准同期装置的原理的学习，了解电力系统并网情况，实现系统并列运行，以提高系统的稳定、可靠运行及线路负荷的合理、经济分配。

关键词：电气主接线；短路计算；设备选择；自动准同期装置；发电机主保护；配电装置设计。

Abstract

The main assignment of the design is the initial plan of electric with regard to regional fossill—fule plant (2*100MW+4*300MW). To begin with ,we must ensure the project of electric main line .What more ,we select the capacity of generator ,we select generator,transformer,liasion transformer,transformer which used in the factory and enlighten spare transformer. We can carry out the short circuit calculation .The diagram of equivalent can be make out at the basic of transformer and generator data respectively. At last, we calculate the reactance which the point of short circuit to every power system and lay out the table of short circuit. Interrupter, disconnect switch, busbar, lighting arresters can be selected by way of the Igmax calculation. We can check the install we choose via the result of short circuit. Know the movement situation of the protection.

Keywords: electric main line; short-circuit calculation; equipment choice; Automatic synchronized system; generator main protection; power distribution equipment.

符号说明

常用符号：

I--电流 In--额定电流 IB—基值电流（KA）（KV） UB—基值电压（KV） Un--额定电压（一次侧）

Un2--二次侧额定电压（V） Ug—电网工作电压（KV）

U--电压 X--电抗 R--电阻 S--容量 P--负荷 W--能量

E—电势 SB--系统基准容量（MVA） Sn--变压器额定容量专用符号

If-- 励磁电流 Ich--短路电流冲击值（KA）

Ig.max--最大持续工作电流 I--稳态三相短路电流

--0S短路电流周期分量(标幺值) I--0S短路电流周期分量（有名值）I* Ibr--断路器的额定开断路器（KA） Imax--断路器极限通过电流峰值

（KA）

Idt--断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量（KA）

It--断路器t秒热稳定电流 S--短路容量（MVA） Xjs--支路计算电抗（标幺值） Xfs--支路转移电抗（标幺值）

tdz--短路电流发热等值时间（又称假象时间）（S）

tkd--固有分闸时间（S） C--热稳定系数

W--母线截面系数 J--经济电流密度

引言 ............................................................. 1 第一章电气主接线设计 ............................................. 2 1.1 主接线的设计原则和要求 ........................................ 2 1.2 电气主接线的设计步骤 .......................................... 2 1.2.1 大、中型发电厂及配电装置的接线要求 ........................ 3 1.2.2 主接线的类型与使用范围 .................................... 4 1.2.3 设计方案的介绍 ............................................ 5 1.2.3 主接线方案的评定 ......................................... 6 1.3 发电机和主变压器的选择 ........................................ 7 1.3.1 发电机的选择 .............................................. 7 1.3.2 主变压器和联络变压器的选择 ................................ 8 第二章厂用电设计 ................................................ 10 2.1 厂用电的设计原则和基本要求 ................................... 10 2.2 本厂厂用电主接线设计 ......................................... 10 2.3厂用变压器的选择 ............................................. 11 第三章短路电流计算 .............................................. 13 3.1短路电流计算的目的 ........................................... 13 3.2 短路电流计算的一般规定 ...................................... 13 3.3短路电流的计算步骤 ........................................... 14 3.4 主接线及厂高压短路电流计算 .................................. 15 3.4.1 发电机电抗标么值计算 .................................... 15 3.4.2 变压器电抗标么值计算 .................................... 15 3.4.3 发电厂电气一次部分各短路点短路电流计算 .................. 17 第四章电气设备的选择与校验 ...................................... 30 4.1 电气设备选择的一般原则 ...................................... 30 4.2 断路器的选择与校验 .......................................... 31 4.2.1 断路器的选择原则 ........................................ 31 4.2.2 断路器的选择与校验 ...................................... 32 4.3 隔离开关的选择与校验 ........................................ 35 4.4 接地开关的选择与校验 ........................................ 37 4.4.1 接地开关的选择原则 ...................................... 37 4.4.2 接地开关的选择与校验 .................................... 37 4.5 电压互感器的选择与校验 ...................................... 38 4.5.1 电压互感器的选择原则 .................................... 38 4.5.2 电压互感器的选择与校验 .................................. 39 4.6 电流互感器的选择与校验 ...................................... 40 4.6.1 电流互感器的选择原则 .................................... 40 4.6.2 电流互感器的选择与校验 ................................... 42

4.7 高压熔断器的选择与校验 ...................................... 42 4.7.1 高压熔断器的选择原则 .................................... 42 4.7.2 高压熔断器的选择 ........................................ 43 4.8 避雷器的选择 ................................................ 44 4.8.1 避雷器的选择原则 ......................................... 44 4.8.2 避雷器的选择 ............................................ 44 4.9 母线与架空线的选择与校验 .................................... 45 4.9.1 母线与架空线的选择原则 ................................... 45 4.9.2 母线的选择与校验 ......................................... 46 4.9.3 架空线的选择 ............................................. 46 4.9.4 封闭母线的选择 ........................................... 47 第五章自动准同期装置 ............................................. 49 5.1 SID-2CM型微机同期控制器的主要功能 ........................... 50 5.2 SID-2CM型微机同期控制器的技术指标 ........................... 51 5.3 SID-2CM型微机同期控制器的工作原理 ........................... 52 5.4 SID-2CM型微机同期控制器的结构与接线 ......................... 53 5.4.1 后面板说明 .............................................. 55 5.5 SID-2CM微机同期控制器端子接线表 ............................. 57 5.6 SID-2CM型微机同期控制器二次线设计示例 ....................... 58 第六章发电机的主保护设计 ......................................... 59 6.1 发电机保护配置原则 .......................................... 60 6.2 发电机的纵差动保护 .......................................... 61 6.3 发电机100%定子绕组单相接地保护 .............................. 62 6.4 发电机定子绕组匝间短路保护 .................................. 63 6.5 发电机励磁回路接地保护 ...................................... 65 6.6 发电机失磁保护 .............................................. 66 第七章配电装置 ................................................... 66 7.1 配电装置的相关问题 ........................................... 67 7.1.1 配电装置的特点 ........................................... 67 7.1.2 配电装置的基本要求 ....................................... 67 7.1.3 配电装置设计基本步骤 ..................................... 68 7.2 屋内配电装置 ................................................. 68 7.2.1 屋内配电装置布置形式 ..................................... 68 7.2.2 屋内配电装置图 ........................................... 69 7.3 屋外配电装置 ................................................. 69 7.3.1 屋外配电装置图及相关说明 ................................. 69 结论 ............................................................ 71 参考文献 .......................................................... 72 谢辞 ............................................. 错误!未定义书签。

引言

电力自从应用于生产以来，已成为现代化生产、生活的主要能源，在工农业、交通运输业、国防、科学技术和人民生活等方面都得到了广泛的应用。电力工业发展水平和电气化程度已经成为衡量一个国家国民经济发展水平的重要标志。

此次设计题目为2*100MW+4*300MW凝气式火力发电厂的电气部分进行初步设计。分别以110KV和220KV两种电压向系统供电,各有出线4回，最大负荷利用时间6500h,系统电抗0.44。主要任务是选择主变和厂用变的容量，台数、型号以及参数，选取几个接线方案，通过比较确定最优方案，通过计算短路电流从而确定所需的设备及装置。

电力工业的迅速发展，对发电厂的设计提出了更高的要求。随着一次能源的不断减少，对能源的利用率要求也越来越高；而大机组的能源利用率高、在环境污染方面较小机组要小；因此，在火电厂的设计中，大机组的设计已经成为现在设计的主流。

第一章电气主接线设计

1.1 主接线的设计原则和要求

发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。

设计主接线的基本要求是：

（1）可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是：

① 断路器检修时，能否不影响供电。

② 线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。

③ 发电厂全部停运的可能性。

④ 对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。（2）灵活性

① 调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。

② 检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。（3）经济性

① 投资省：主接线应简单清晰，控制保护方式不过复杂，适当限制断路器电流。

② 占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。 ③ 电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。

1.2 电气主接线的设计步骤

电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设

程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。

具体步骤如下：（1）本工程情况：

发电厂类型：区域性凝气式火电厂，设计规划容量2100MW+4300MW,远离负荷中心。

（2）电力系统情况：

系统的电压等级：电厂联入系统的电压等级为220KV，归算到220KV系统电抗0.44

220KV架空线4回,负荷为351～521MW，为I、II级负荷，cosφ=0.85.Tmax=6500h；

110KV架空线4回,负荷为61～94MW，为I、II级负荷，cosφ=0.85.Tmax=6000h,其余送220KV系统。厂用电率8% 。（3）环境条件：

当地年最高温度36℃,年最低温度－29℃,最热月平均最高温度29℃,最热月平均地下温度15℃,当地海拔高度1000米,当地雷暴日14日／年。（4）技术要求:

① 电气主接线设计、厂用电设计，要满足可靠性、灵活性、方便性、经济性等要求。

② 主变和厂用变型号容量选择要按照新型设备选择，主要电气设备尽量选新型设备并要求校验，要求绘制电气设备选择结果总表。 ③ 短路电流计算要准确无误，并要求绘制短路计算结果表。

（5）220KV主保护动作时间为0.02s,后备保护动作时间为1s, 110KV主保护动作时间为0.03s,后备保护动作时间为2s。

1.2.1 大、中型发电厂及配电装置的接线要求

大型发电厂（总容量1000MW及以上，单机容量200MW以上），一般距负荷中心较远，电能须用较高电压输送，故宜采用简单可靠的单元接线方式，直接接入高压或超高压系统。其主接线的特点是：

（1）在系统中的地位重要、主要承担基本负荷、负荷曲线平稳、设备利用小时数高、发展可能性大，因此，其主接线要求较高。

（2）不设发电机电压母线，发电机与主变压器采用简单可靠的单元接线，发电机出口至主变压器低压侧之间采用封闭母线。除厂用电外，绝大部分电能直接用220KV及以上的1～2种升高电压送入系统。附近用户则由地区系统供电。

（3）升高电压部分为220KV及以上。220KV配电装置，一般采用双母线带旁路母线、双母线分段带旁路母线，接入220KV配电装置的单机容量一般不超过300MW；

中型发电厂（总容量200～1000MW、单机容量50～200MW）和小型发电厂（总容量200MW以下、单机50MW以下），一般靠近负荷中心，常带有6～10KV电压级的近区负荷，同时升压送往较远用户或与系统连接。发电机电压超过10KV时，一般不设机压母线而以升高电压直接供电。

对于6～220KV电压配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。

1.2.2 主接线的类型与使用范围

(1)不分段的单母线：①6～10KV配电装置，出线回路数不超过5回。②35～63KV配电装置，出线回路数不超过3回。③110～220KV配电装置，出线回路数不超过2回。

（2）分段的单母线：①6～10KV配电装置，出线回路数为6回及以上。②35～63KV配电装置，出线回路数为4～8回时。③110～220KV配电装置，出线回路数为3～4回时。

（3）单母线带旁路母线接线：①6～10KV配电装置，和35～63KV配电装置，一般不设旁路母线。②110～220KV配电装置，当110KV出线为7回及以上 220KV出线为5回及以上时或对在系统中居重要位置的配电装置，110KV出线为6回及上，220KV出线为4回及以上时。

(4).一般双母线：①6～10KV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗器时。②35～63KV配电装置，出线回路数超过8回或连接的电源较多、负荷较大时。③110～220KV配电装置，出线回路数为5回及以上或该配电装置在系统中居重要地位、出线回路数为4回及以上时。

(5).一般双母线带旁路接线：①6～63KV配电装置，一般不设旁路母线。②110～220KV配电装置，出线回路数为3～4回时。

(6).分段的双母线接线：①发电机电压配电装置，每段母线上的发电机容量

或负荷为25MW及以上时。②220KV配电装置，当进出线回路数为10～14时，采用双母三分段带旁路；当进出线回路数为15回及以上时，采用双母四分段带旁路接线。

(7).一台半断路器接线：用于大型电厂和变电所220KV及以上、进出线回路数4回及以上的高压、超高压配电装置中。对于220KV系统，DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》中有如下规定：若采用双母分段接线不能满足电力系统稳定和地区供电可靠性要求，且技术经济合理时，容量为300MW及以上机组发电厂的220KV配电装置也可用一台半断路器接线方式。

1.2.3 设计方案的介绍

本厂为110KV和220KV电压等级，单机容量为100MW和300MW，故宜采用可靠的单元接线，直接接入系统。对于220KV配电装置的接线，我们选择了双母线、双母带旁路接线两种方案。

110KV220KV 100MW100MW

图1-1 方案一

300MW300MW300MW300MW 5

110KV220KV100MW100MW300MW300MW300MW300MW

图1-2 方案二

我们初步拟定了两种方案，下面对其进行比较：表 1-1 方案比较方案项目可靠性方案一：双母线分段方案二：双母分段带旁路 1.任何断路器检修，影响用1.220KV任一段母线故障时，只户的供电。有14的电源和负荷停电。 2．有四回出线，任一台断路2.220KV任一分段断路器故障器检修和另一台断路器故障时，只有12左右的电源和负荷或拒动相重合时，切除两回停电。以上线路。 3.220KV母线，故障范围小，避3.母线检修将导致一半容量免全场停电的可能。停运。

1.2.3 主接线方案的评定

由原始资料可知,设计为大型火电厂,其机组容量为2×100MW +4×300MW,最大单机容量300MW,年利用小时数为6500h,在电力系统中承担主要负荷,从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性.发电机出口电压为20KV,采用单元接线。

110KV电压端，为使其出线断路器检修时不停电,应采用双母线接线,以保证其供电的可靠性和灵活性.220KV电压等级,由于负荷容量大,电压高,输电距离远,为保证其可靠性,应选可靠性较高的双母带旁路接线,结论：两个方案的可靠性、灵活性均满足设计的要求，从经济上比较方案二明显比方案一可靠性高，所以选择方案二。所以本厂为110KV与220KV两个电压等级，单机容量为100MW、300MW，故宜采用可靠的单元接线，直接接入系统。对于220KV配电装置的接线我们选择双母带旁接线方法；110KV系统采用双母带旁接线。设计方案接线如图所示：

110KV220KV100MW100MW300MW300MW300MW300MW 图1-1 发电厂电气主接线接线方案

1.3 发电机和主变压器的选择

1.3.1 发电机的选择

由于本次设计的发电厂为2100MW4300MW，查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》，选发电机参数如下表。表1-1 发电机参数型号

额定容量（MW）

功率因数 CosΦ

QFN-100-2 QFS-300-2

100 300

0.85 0.85

1.806 2.264

同步电抗次暂态电暂态电抗额定电

'xd

xd 抗

''xd

压（kv）

0.183 0.167

0.286 0.269

10.5 18

1.3.2 主变压器和联络变压器的选择

（1）变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应。

（2）联结组别的选择，宜使同一电压等级（高压或低压）的厂用工作、备用变压器输出的相位一致。

（3）阻抗电压及调压形式的选择，宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内，厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的5%。

（4）变压器的容量必须保证厂用机械及设备能从电源获得足够的功率。根据以上原则选择变压器如下：（1）主变压器的选择

单元接线中的主变压器容量SN应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择。

SN1.1PNG(1KP)cosG(MVA) （1-1）式中：PNG-发电机容量

cosG-发电机额定功率因数

KP-厂用电率

① 与100MW发电机相连的主变压器

SN1.1PNG(1Kp)/cosG1.1100(18%)/0.85119.06(MVA)

查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》，选用SFP7-120000/110型变压器。

② 与300MW发电机相连的主变压器

SN1.1PNG(1Kp)/cosG1.1300(18%)/0.85357.176(MVA) 查《电力系统电气设备选择与实用计算》，选用SFP7-360000/220型变压器。

表1-2 主变压器参数

项目型号相数频率（Hz）额定容量（KVA）额定电压（KV）联结组编号阻抗电压（%）（2）联络变压器的选择：

1联络变压器的容量应满足所联络的两种电压网络之间在各种运行方式下的功○

率交换，在本厂中110KV与220KV之间的潮流交换近期约为560～800MW。 2联络变的容量一般不应小于所联络的两种电压母线上最大一台机组容量，以○

保证最大一台机组故障或检修时通过联络变来满足本侧负荷的需要，同时也可在线路检修或故障时，通过变压器将剩余功率送入另一侧系统。

所以，查《电力工程电气设计200例》选一台OSFPS-360000/220型三相自耦变压器

表1-3 联络变压器参数表

项目型号额定容量（MVA）高—中中—低高—低空载损耗（KW）负载损耗（KW）绕组形式相数联络变压器 OSFPS-360000/220 360000/120000/100000 12.1 18.8 12 258 1164 YN，α0，d11 三相 100MW机组 SFP7-120MVA/110KV

3 50 120000 121±2×2.5%/10.5

Ynd11 10.5

300MW机组 SFP7-360MVA/220KV

3 50 360000 242±2×2.5%/18

Ynd11 14.3

第二章厂用电设计

2.1 厂用电的设计原则和基本要求

保证厂用电的可靠性和经济性，在很大的程度上取决于正确选择供电电压、供电电源和接线方式、厂用机械的拖动方式、电动机的类型和容量以及运行中的正确和管理等措施。厂用电接线应保证厂用电的连续供应，使发电厂能安全满发，满足正常运行安全、可靠、灵活、经济、先进的要求。（1）对厂用电设计的要求

厂用电设计应按照运行、检修和施工的需要，考虑全厂发展规划，积极慎重的采用经过实验鉴定的新技术和新设备，使设计达到技术先进、经济合理。（2）厂用电电压

高压厂用电采用6KV。低压厂用电采用380/220V的三相四线制系统。（3）厂用母线接线方式

高压厂用电和低压厂用电系统应采用单母线接线。当公用负荷较多、容量较大、采用集中供电方式合理时，可设立公用母线，但应保证重要公用负荷的供电可靠性。

（4）厂用工作电源

当发电机与主变压器采用单元接线时，由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。大容量发电机组，当厂用分支采用分相封闭母线时，在该分支上不应装设断路器，但应有可拆连接点。（5）厂用备用或起动电源

高压厂用备用或起动电源采用下列引接方式：有发电机电压母线，应由该母线引接1个备用电源。

2.2 本厂厂用电主接线设计

本厂为2×100MW+4×300MW发电机组，各发电机与主变压器均采用单元接线，厂用电由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。本厂为六台发电机组，选择六台厂用电主变压器，并且配备两台高压启动/备用变，1#备用变供1#、2#发电机备用，2#备用变供3#、4#、5#、6#发电机备用。1#备用变由110KV系

统接入，2#备用变由联络变低压侧接入。高压厂用电压采用6KV。厂用分支采用分相封闭母线，分支上不应装设断路器，但应有可拆连接点。通过分裂绕组厂用高压变压器供6KV厂用的A段和B段。厂用电主接线图：

1#厂用变1#厂备用变2#厂用变3#厂用变4#厂用变2#厂备用变5#厂用变6#厂用变

图2-1 厂用电高压接线

2.3厂用变压器的选择

由《发电厂电气部分》可知厂用电由每台发电机供给，100MW～300MW厂用备用高压变压器设二台，故2台100MW设置1台厂备用变压器,4台300MW发电机设置1台厂备用变压器。

（1）100MW发电机厂用高压变压器容量的选择：

SN1008%/0.859.412(MVA)

备用变压器的容量与两厂用变压器最大者容量相同。表2-1 1#、2#厂用主变压器的参数型号

额定容量电压（ KVA）高

压低压

阻抗联接组空载损电压接法

电流(KW) （%）空载负

载

SF7-10000/10 10000

10±26.3 ×2.5%

耗

（kV）（kV）（%）

7.5 YN,d11 0.8 13.6 53

表2-2 1#、2#厂用备用变压器参数

型号

额定容

电压（kV）

低

阻抗电压

联接组接法

空载电流（%）

损耗（kW）空载负

载

量（KVA）高压

压（%）

SFP7-31500/1

（2）300MW发电机厂用高压变压器容量的选择：

SN3008%/0.8528.235(MVA)

31500 110±2×2.5%

6.3 10.5 YN,d11 0.8 58.5 148

备用变压器的容量与两厂用变压器最大者容量相同。

表2-3 3#、4#、5#、6#厂用变压器参数型号

额定容量（MVA）

额定电压（kV）

联接组接法

损耗（kW）空载空载负载电流

半穿越阻

全穿越阻抗电压（%）

（%）抗电

压（%）

SFPF7-31500/18

31500/216000

18±2×2.5%/6.3

D,d0,d0

30.2 153 0.75 13.36 7.706

表2-4 3#、4#、5#、6#厂用备用变压器参数型号

容量分配（MVA）

高压低压电压（kV）

联接组接法

损耗

空载半穿全穿

分裂系数

（kW）电流越阻越阻空

负

（%）抗电抗电

压

载载

（%）（%）

SFF7-315000

315000/220000

230±6.3-YN,d11,5%

6.3

d11

28 150 0.5 16.6 9.5

3.4

第三章短路电流计算

3.1短路电流计算的目的

在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：

（1）在选择电气主接线时，为了比较各种方式的接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。

（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路电流为依据。（5）接地装置的设计，也需用短路电流。

3.2 短路电流计算的一般规定

验算导体和电器时所用短路电流,一般有以下规定。（1）计算的基本情况

① 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；

② 所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）； ③ 短路发生在短路电流为最大值的瞬间； ④ 所有电源的电动势相位角相同；

⑤ 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。

（2）接线方式

计算短路电流时所用的接线方式，应是可能最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。（3）计算容量

应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后5 ~ 10年）。

（4）短路种类

一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行比较。（5）短路计算点

在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。

3.3短路电流的计算步骤

（1）选择所需要计算的短路点。

（2）绘制等值次暂态网络图，并将各元件电抗统一编号。

（3）化简等值网络，将等值网络化简为以短路点为中心的辐射型等值网络，并求出各电源与电路点之间的电抗，即转移电抗X\"fi。（4）求计算电抗Xjs： XjsiXfiSNi （3-1） Sb其中SNi为各等值发电机或系统的额定容量。

（5）应用运算曲线查出各电源供给短路点的短路电流周期分量的标幺值。（6）计算无限大容量电源供给的短路电流周期分量的标幺值。（7）计算短路电流周期分量的有名值和短路容量。 1.第i台等值发电机提供的短路电流为：Ipt.iIpt.i*SNi3Vav （3-2）

2.无限大功率电源提供的短路电流为： IpsIps*IBIps*SB3Vav （3-3）

（8）计算短路电流的冲击值，计及负荷影响时短路点的冲击电流标幺值为：

\"\" iimkimG2IG （3-4） kim.LD2ILD其中I\"为短路电流周期分量的幅值，对于小容量的电动机和综合负荷，取

kim.LD1，容量为20到50MW的电动机，取kim.LD1.3到1.5，容量为50到100MWkim.LD1.5到1.7，kim.LD1.7到1.8。的异步电动机，容量为125MW以上的异步电机，

（9）计算异步电机供给的短路电流，只在计算厂低压短路电流时考虑。（10）绘制短路电流计算结果表。

3.4 主接线及厂高压短路电流计算

3.4.1 发电机电抗标么值计算

（1）发电机G1、G2的电抗标么值的计算

1Xd218.3%，XdUN10.5KV，SB100MVA，UB115KV，已知：cos0.85

XGX1G2XdSB1000.1830.156

100SN0.85（2）发电机G3 、G4 、G5 、G6的电抗标么值的计算：

416.7%，UN20KV，SB100MVA，UB230KV，已知：Xd3Xdcos0.85

XG3XG4XG5XG6XdSB1000.1670.0473

300SN0.853.4.2 变压器电抗标么值计算

（1）1#，2#发电机主变压器电抗标么值的计算

已知：Ud1%Ud2%10.5%，UN110KV，SN120MVA，SB100MVA，

UB115KV

XT1XT2Ud%SB10.51000.0875 100SN100120（2） 3#，4#,5#,6#发电机主变压器电抗标么值的计算

已知：Ud3%Ud4%14.3%，UN220KV，SN360MVA，SB100MVA，

UB230KV

XTX3T4Ud%SB14.31000.0397 100SN100360（3）1#,2#发电机厂用变压器电抗标么值计算

已知： Ud%7.5%， SN10MVA，SB100MVA，

XT8XT9Ud%SB7.51000.75 100SN10010

（4）3#,4#,5#,6#发电机厂用变压器电抗标么值计算

已知：SN315000/216000MVA ，SB100MVA，UdUd1Ud213.36，

Kf3.657

全穿越阻抗电压 7.076 Ud1Ud2127.076 Ud10.792 Ud212.568

XgUU0d101000d20SB0.7921000.025 SN10031.5SB12.5681000.40 SN10031.5Xd100（5）1#,2#发电机厂用/启动备用变压器电抗标么值计算已知： Ud%10.5%， SN31.5MVA，SB100MVA，

XT6Ud%SB10.51000.333 100SN10031.5（6）3#,4#,5#,6#发电机厂用/启动备用变压器电抗标么值计算

已知：SN31500/220000MVA ，SB100MVA，半穿越阻抗电压16.6，全穿越阻抗电压9.5 ，Kf3.4

Ud1Ud2129.5，UdUd1Ud216.6 Ud12.4，Ud214.2

X1UU0d101000d10SB2.41000.076 SN10031.5SB14.21000.451 SN10031.5X2100（7）220KV联络变压器的电抗标么值计算

已知：SN360000MVA，SB100MVA，U12%12.1 ，U13%12，U23%18.8

11(U12%U13%U23%)(12.11218.8)2.65 2211U2%(U12%U23%U13%)(12.118.812)9.45

2211U3%(U13%U23%U12%)(1218.812.1)9.35

22U1%X1U1%SB2.651000.00736 100SN100360 16

X2U2%SB9.451000.026 100SN100360U3%SB9.351000.026 100SN100360X3

3.4.3 发电厂电气一次部分各短路点短路电流计算

E10.44110KVK10.0875K30.1560.750.3330.1560.750.0875K50.0260.007360.0260.060.451K8K40.04730.400.03970.0250.04730.400.03970.0250.04730.40K20.03970.0250.04730.400.03970.025220KVE1

K6K7E2E3K9E14E5E1E6

图3-1 发电厂等值电路图

（1） K1点短路即110KV母线处短路

''''125

1267图3-2 K1点短路等值电路图

X1X20.1560.08750.2435 X1X2X15(X6X7)//(X8X9)(X10X11)//(X12X13)星角变换：

X16X5X141(0.03970.0473)0.0224X5X140.0330.440.0330.441.14 X140.022X5X150.0330.0220.0330.0220.0567 X140.44X17X5X15发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：

Xjs1X1SN1100/0.850.24350.2864 SB100发电机G3、G4 、G5、G6相对短路点的计算电抗为：

Xjs2X174SN24300/0.850.05670.80 SB100220KV系统相对短路点计算电抗为： 11Xjs30.877

X161.14 （2）K2点短路即220KV母线处短路

图3-3 K2点短路等值电路图

X18(X1X2)//(X3X4)X19X201(0.08750.156)0.122211X6X70.03970.04730.0435 22X21X18X50.1220.0330.155

发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：

Xjs1X212SN12100/0.850.1550.365 SB100发电机G3、G4、 G5、G6相对短路点的计算电抗为：

Xjs2X192SN2300/0.850.04350.307 SB100220KV系统对短路点计算电抗为：

Xjs3112.272 X140.44

（3）K3点短路即1#主变压器低压侧短路

图3-4 K3点短路等值电路图

X12X3X40.1560.08750.2435

X13(X6X7)//(X8X9)//(X10X11)//(X12X13)X16X5X1410.03970.04730.0224X5X140.0330.440.0330.441.14 X130.022X5X150.0330.0220.0330.0220.0567 X140.44X15X5X15X31(111111)1()0.044 X12X16X150.24351.140.0567C1X3X0.0440.0440.181 C230.776 X120.2435X150.0567X30.0440.0386 X161.14C3XX3X20.03860.08750.126

X1dX0.126X0.1260.696 X2d0.162 C10.181C20.776X0.1263.26 C30.0386X3d发电机G1相对短路点的计算电抗为：

Xjs1X1SN1100/0.850.1560.184 SB100发电机G2相对短路点的计算电抗为：

Xjs2X1dSN2100/0.850.6960.818 SB100发电机G3、G4 、G5、G6相对短路点的计算电抗为：

Xjs3X2d4SN24300/0.850.1622.287 SB100110.306 X3d3.26220KV系统相对短路点的计算电抗为：Xjss1（4）K4点短路即3#主变压器低压侧短路

图3-5 K4点短路等值电路图

X12(X1X2)//(X3X4)0.122

X15X8X9//X10X11//X12X13X13X5X120.1220.0330.155 X140.44

11XX890.0870.029 33X31(111111)1()0.023X13X14X150.1550.440.029C1X30.023X0.0230.148 C230.0523 X130.155X140.44X30.0230.793 X150.029C3XX3X60.0230.03970.0627

X1dX0.0627X0.06270.424 X2d1.20 C10.148C20.0523 21

X3dX0.06270.079 C30.793发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：

Xjs1X1d2SN12100/0.850.4240.998 SB100发电机G3相对短路点的计算电抗为：

Xjs3X7SN3300/0.850.04730.167 SB100发电机G4、 G5 、G6相对短路点的计算电抗为：

Xjs4X3d3SN3300/0.850.0790.836 SB100220KV系统相对短路点的计算电抗为：

Xjss110.833 X2d

（5）K5点短路即联络变压器低压侧短路

16151515

图3-6 K5点短路等值电路图

X16(X1X2)//(X3X4)0.122 X18X16X50.1220.0260.148

星角变换：

X17X6X7X8X9X10X11X12X13X140.44

10.08740.022

X'17X''5X17X''5X170.037 X14X''5X140.595 X17X'14X''5X14X31(111111)1()0.00.028X14X17X180.5950.0370.148C1X30.028X0.0280.189 C230.047 X180.148X140.595X30.0281.273 X170.022C3XX3X150.0280.0260.054

X1dX0.054X0.0540.286 X2d1.15 C10.189C20.047X0.0540.042 C31.273X3d发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：

Xjs1X2d2SN12100/0.850.2860.673 SB100发电机G3、G4、 G5、G6相对短路点的计算电抗为：

Xjs2X4d4SN24300/0.850.0420.593 SB100220KV系统相对短路点的计算电抗为：

Xjs3110.87 X2d1.15（6）K6点短路即1#发电机高压厂用变压器低压侧短路

要计算K6点短路时各电源对短路点的计算电抗，先要计算K3点短路时各电源对

短路点的转移电抗，由前面计算知：

X10.156，X1d0.696，X2d0.162，X3d3.26，

K6点短路计算：

图3-7 K6点短路等值电路图

X41(11111111)1()0.071X1dX2dX3dX10.1560.6960.1623.26C1X40.071X0.0710.10 C240.432 X1d0.696X2d0.162X40.0710.021X3d3.26C3

XX4XB0.0710.750.82

X1dX0.82X0.82d8.2 X21.90

C10.1C20.432X0.8239.05 C30.02X3dX1X0.821.83 C40.448发电机G1相对短路点的计算电抗为：

Xjs1X1SN1100/0.851.832.153 SB100发电机G2相对短路点的计算电抗为：

Xjs2X1dSN1100/0.858.29.65 SB100发电机G3、G4 、G5、G6相对短路点计算电抗为：

dXjs3X24SN24300/0.851.9026.82 SB100220KV系统相对短路点计算电抗为：

Xjs310.025 X'3d

（7）K7点短路即1#，2#发电机启动/备用变压器低压侧短路

151515

图 3-8 K7点短路等值电路图

X16(X1X2)//(X3X4)0.122

X17(X6X7)//(X8X9)//(X10X11)//(X12X13)0.022

星角变换：

X'14X5X14X5X140.0330.440.0330.441.14 X170.022X5X170.0330.0220.0330.0220.0567 X140.44X'17X5X17X31(111111)1()0.0374X16X'14X'170.1220.9910.049C1X30.0374X0.03740.306 C230.033 X160.122X'141.14 25

C3X30.03740.66 X170.049XX3X150.03740.3330.371

X1dX0.371X0.3711.21 X2d11.21 C10.306C20.033X0.3710.561 C30.66X3d发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：

Xjs1X1d2SN12100/0.851.212.85 SB100发电机G3、G4 、G5、G6相对短路点的计算电抗为：

Xjs2X3d4SN24300/0.850.5617.92 SB100220KV系统相对短路点的计算电抗为：

Xjs3110.089 X2d11.21（8）K8点短路即3#，4#，5#，6#发电机启动/备用变压器低压侧短路在K5点短路计算的基础上再进行计算：

图3-9 K8点短路等值电路图

已知：X1d0.286 X2d1.15 X3d0.042

X31(111111)1()0.035X1dX2dX3d0.2861.150.042C1X30.035X0.0350.122 C230.833 X1d0.286X3d0.042X30.0350.03 X2d1.05C3XX3XB0.030.5270.557

X1dX0.557X0.557d4.566 X20.67

C10.122C20.833X0.55718.57 C30.03X3d发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：

dXjs1X22SN12100/0.854.56610.74 SB100发电机G3、G4 、G5、G6相对短路点的计算电抗为：

Xjs2X4d4SN24300/0.850.679.46 SB100220KV系统相对短路点的计算电抗为：

Xjs3110.054 X3d18.57（9）K9点短路即3#发电机高压厂用变压器低压侧短路

要计算K9点短路时各电源对短路点的计算电抗，先要计算K4点短路时各电源对短路点的转移电抗，由前面计算知：

X1d0.424，X2d1.20，X3d0.079，X70.0473 K9点短路的等值电路图为：

图3-10 K9点短路等值电路图

已知：XB0.0250.400.425

X41(11111111)1()0.027X1dX2dX3dX70.4241.200.0790.0473C1X40.027X0.0270.064 C240.0225 X1d0.424X2d1.20X40.0270.342 X3d0.079C3X40.027C50.571

X70.0473 XX4XB0.0270.4250.452

X1dX0.452X0.452d7.06 X220.08

C10.064C20.0225X0.4521.32 C30.342X0.4520.792 C50.571X3dX7发电机G1、G2相对短路点计算电抗为：

Xjs1X1d2SN12100/0.857.0616.61 SB100发电机G3相对短路点的计算电抗为：

Xjs2X7SN2300/0.850.7922.795 SB100发电机G4 、G5、G6相对短路点的计算电抗为：

Xjs3X3d3SN23300/0.851.3213.98 SB100220KV系统对短路点的计算电抗为：

Xjs4110.0498 d20.08X2由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只作到。计算无限大容量（或Xjs≥3）的电源供给的短路电流周期分量；计Xjs=3.5）

算短路电流周期分量有名值和短路容量；计算短路电流冲击值。并根据计算结果列出短路电流结果表。

由计算电抗查《电气工程专业毕业设计指南—电力系统分册》汽轮发电机计算曲线数字表，查0S得0S短路电流周期分量，查0.2S得0.2S短路电流，查4S得稳态电流；若计算电抗超过3.45,则取计算电抗的倒数即为短路电流值。短路电流冲击值系数取2.6，全电流最大有效值系数取1.6，列短路电流计算表如附表3-1、附表3-2、附表3-3、附表3-4。

第四章电气设备的选择与校验

4.1 电气设备选择的一般原则

由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即：要保证电气设备可靠地工作，必须按正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定。

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，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。

导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条件校对电器的基本使用条件。

（1）在正常运行条件下，各回路的电流，应按表4-1、4-2计算。（2）验算导体和电器时，所用短路电流的有关规定见节（短路电流）（3）验算导体和110KV以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。

表4-1 各回路持续工作电流

回路名称发电机或同相调相机回路三相变压器回路计算公式 Igmax1.05In1.05Pn3Uncosn1.05Sn3Un Igmax1.05In母联断路器回路 Igmax1.05In1.05P3UncosnSn3Un 馈电回路 Igmax注：① Pn,Un,In等都为设备本身的额定值。

② 各标量的单位为：I（A）、U（KV）、P（KW）、S（KVA）。

（4）环境条件，选择导体和电器时，应按当地环境条件校核。

在选择导体和电器时，一般按表4-2所列各项进行选择和校验。选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运行。表4-2 导体和电器设备选择和校验项目

正常工作条件项目电器额定电压额定电流开断容量断路器隔离开关熔断器电抗器电流互感器电压互感器导线 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 短路条件动稳定 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 热稳定 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 注：① 表中“√”代表选择项目，“○”代表校验项目。

② 封闭电器的选择与校验项目与断路器的相同。

4.2 断路器的选择与校验

4.2.1 断路器的选择原则

断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据当前我国生产制造情况，电压35～110KV的电网一般选用真空断路器；电压110～500KV的电网，当真空断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫断路器。

1. 断路器选择的具体技术条件简述如下：

（1）电压：Ug（电网工作电压）UN。（4-1）（2）电流：Ig.max（最大持续工作电流）IN。（4-2）由于高压开断电器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求，即取最大持续工作电流Ig.max。

当断路器使用的环境温度高于设备最高允许环境温度，即高于+40℃（但不高于+60℃）时，环境温度每增高1℃，建议减少额定电流In的1.8%；当使用的环境温度低于+40℃时，环境温度每降低1℃，建议增加额定电流的0.5%，但其

最大过负荷不得超过20%In。

（3）开断电流（或开断容量）： INbrI'' （4-3）（4）动稳定： ichimax （4-4）式中：ich-三相短路电流冲击值； imax-断路器极限通过电流峰值。

2tdz（5）热稳定：It2tQkI （4-5）

式中：I-稳态三相短路电流；

tdz-短路电流发热等值时间（又称假想时间）； It-断路器T秒热稳定电流。

根据当前我国生产制造情况，电压6～220KV的电网一般选用少油断路器；电压110～330KV的电网，当少油断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫或空气断路器；大容量机组采用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。表4-3 断路器的选型参考表

安装使用场所发电机回路大型机组 6～10KV 可选择的主要型式专用SF6、空气断路器少油、真空、SF6断路器多油、少油、真空、SF6断路器少油、真空、SF6断路器 SF6断路器参考型号规范 SN10-10、ZN-10、LN-10系列、SN4-10G DW-35、SN10-35、SW2-35、ZN-35、LN-35、LW-35系列 SW-110～330、KW-110～330、LW-110～330系列 LW-500系列配电装置 35KV 110～330KV 500KV

4.2.2 断路器的选择与校验

一、最大持续工作电流的计算

1、110KV侧及母联侧

Ig,max1.05SN3UN1.0512031100.6613(kA)

2、110KV出线侧

Ig,max 2P21200.247(kA)n3UNcos631100.85 32

3、220KV侧与联络变压器相连处

Ig,max1.05In1.054、联络变压器低压侧

Ig,max1.05SN3Un1.0536032200.992(kA)

SN1001.051.732(kA) 3UN3355、220KV母线侧

Ig,max1.05SN3UN1.0536032200.992(kA)

6、220KV出线侧

Ig,max2SN211501.584(kA)

n3UN43220cos7、1#，2#发电机厂用变压器低压侧

Ig,max1.05SN101.051.01(kA) 3UN368、3#,4#、5#,6#发电机厂用变压器低压侧

Ig,max1.05SN3UN1.0531.5363.183(kA)

9、1#，2#厂用启动/备用变压器高压侧

Ig,max1.05SN31.51.050.174(kA) 3UN311010、1#，2#厂用启动/备用变压器低压侧

Ig,max1.05SN31.51.053.183(kA) 3UN3611、3#，4#，5#，6#厂用启动/备用变压器低压侧

Ig,max1.05SN31.51.053.183(kA) 3UN3612、3#，4#，5#，6#厂用启动/备用变压器高压侧

Ig,max1.05SN31.51.050.546(kA) 3UN335

表4-4 各处最大持续工作电流

所处位置 110KV侧及母联侧 110KV出线侧

220KV侧与联络变压器相连处

联络变压器低压侧 220KV母线侧 220KV出线侧

1#，2#发电机厂用变压器低压侧 3#，4#，5#，6#发电机厂用变压器低压侧 1#，2#厂用启动/备用变压器高压侧 1#，2#厂用启动/备用变压器低压侧 3#，4#，5#，6#厂用启动/备用变压器高压侧 3#，4#，5#，6#厂用启动/备用变压器低压侧

最大持续工作电流（KA）

0.661 0.247 0.992 1.732 0.992 1.584 1．01 3.183 0.174 3.183 0.546 3.183

二、断路器的选择与校验（1）110kV母线侧及母联侧：

110KV母线侧以及母联断路器的型号相同，并都采用六氟化硫断路器：由表4-3得：Ig,max0.661(kA),查《发电厂电气部分》选用OFPI-110型断路器。表4-5断路器参数

额定电

型号

额定电

额定开断电流kA 31.5

压kV 流A 110

1250

动稳定电流（kA）

热稳定电流kA 31.5（3s）

固有分闸时间(S) 0.02

OFPI-110

① 额定电压： UN110kV,Ug110kVUNUg ② 额定电流： IN1.25kA,Ig,max0.661kAINIg,max ③ 开断电流： INbr31.5kA,I14.156kAINbrI ④ 动稳定校验： imax80kA,ich27.072kAimaxich

2⑤ 热稳定校验： It2t31.5232976.75(kA)s

I''14.1561.031

I13.682'' 34

短路电流计算时间：ttbtkd20.022.02(s)。（其中，tb—后备保护动作时间，tkd—固有分闸时间）

查《发电厂电气部分课程设计参考资料》112页图5-1得：

tz2.51(s)

则：tdztz0.0522.510.051.0322.563(s) 短路电流热效应：

QI213.68222.563479.795(kA)2ktdzs 故知，I22ttItdz 根据以上校验知，所选断路器满足要求。

综上所述，所选的所有断路器列表如下。

表4-12 断路器参数选择表所处位置

型号 110kV母线侧及母联侧

OFPI-110 110kV出线侧

OFPI-110 1#2#厂用启动/备用变压器低压侧 SN4-10 3#、4#、5#、6#厂用启动/备用变压器

SN4-10

低压侧联络变压器低压侧 SW2-35 220kV母线侧 SW6-220 220kV出线侧 SFM220-220 1#、2#厂用变压器低压侧 ZN12-10/1250 3#、4#、5#、6#厂用变压器低压侧

SN4-10

4.3 隔离开关的选择与校验

一、隔离开关的校验条件

额定电流（A）1250

1250 5000 5000

2000 1200 2000 1250 5000

（1）电压：UNUg(电网工作电压) （2）电流：INIg,max(最大持续工作电流) （3）开断电流（或开断容量）：INbrI'' （4）动稳定：imaxich （5）热稳定：

2It2tQkItdz

二、隔离开关的选择及校验

（1）110KV母线侧及母联侧：

查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》选择GW4-110D型隔离开关表4-13 隔离开关参数

额定电流热稳定电流

额定电压kV 型号动稳定电流（kA）

A kA GW4-35/2500

110

2500

100

40（4s）

① 额定电压： UN110kV,Ug110kVUNUg ② 额定电流： IN1kA,Ig,max2.138kAINIgmax ③ 动稳定校验： imax100kA,ich31.644kAimaxich

2④ 热稳定校验： It2t31.5243969(kA)s 2由前面所选断路器知，短路电流热效应Qk473.608(kA)s 2It2tItdz,根据以上校验，所选隔离开关满足要求。

根据以上校验知，所选隔离开关满足要求。综上所述，所选的所有隔离开关列表如下。

表4-17 隔离开关参数选择表

所处位置 110KV母线侧及母联侧

型号 GW4-110/1000

额定电流（A）

1000

220KV出线侧 1#、2#厂用变压器低压侧

220KV母线侧 110KV出线侧 220KV侧与联络变压器相

连处

联络变压器低压侧

GW4-220/2000 GW2-10/2000 GW4-220/2000 GW4-110/1250 GW7-220D

2000 2000 2000 1250 1000

GW4-35D 2500

4.4 接地开关的选择与校验

4.4.1 接地开关的选择原则

为保证检修安全在断路器的两侧和母线等处，皆应装有手动或电动的接地开关。快速接地开关的作用相当于接地短路器，可就地和远方控制。

一般下列情况需要装设快速接地开关。停电回路的最先接地点，用来防止可能出现的带电误合接地造成封闭电器的损坏。利用快速接地开关来短路封闭电器内部的电弧，防止事故扩大，一般为分相操作，投入时间不小于接地飞弧后1秒。

4.4.2 接地开关的选择与校验

110KV母线接地开关的选择与校验

查《发电厂电气部分课程设计参考资料》选择JW2-110型表4-18 接地开关参数

型号 JW2-110

额定电压kV 动稳定电流（kA）热稳定电流kA

110

100

40（2s）

① 动稳定校验： imax100kA,ich31.644kA,imaxich

② 热稳定校验：查《发电厂电气部分课程设计参考资料》图5-1得：

tz1.62(s)

则：tdztz0.0521.620.051.0321.673(s)

③ 短路电流热效应：

22QkItdz13.68221.673313.181(kA)s 2又知It2t40223200(kA)s，

2It2tItdz,根据以上校验，所选接地开关满足要求。

其他位置的接地开关的选择及校验同上面的方法相类似，这里这里不在细述，具体所有的接地开关选择列表如下。

表4-19 接地开关选择表

位置 110KV母线处 220KV母线处 1#，2#发电机主变及启/备变中性点型号额定电压（kV）动稳定电流（kA） JW2-110 JW2-220W JW2-110 110 220 110 100 100 100 热稳定电流（kA） 40(2S) 40(2S) 40(2S)

4.5 电压互感器的选择与校验

4.5.1 电压互感器的选择原则

（1）电压互感器的选择 ① 电压互感器的配置原则：

应满足测量、保护、同期和自动装置的要求；保证在运行方式改变时，保护装置不失压、同期点两侧都能方便地取压。

② 母线：6～220KV电压级的每相主母线的三相上应装设电压互感器，旁路母线则视各回路出线外侧装设电压互感器的需要而确定。

③ 线路：当需要监视和检测线路断路器外侧有无电压，供同期和自动重合闸使用，该侧装一台单相电压互感器。

④ 主变压器：根据继电保护装置、自动装置和测量仪表的要求，在一相或三相上装设。

（2）型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择：

① 6～20KV屋内配电装置，一般采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器。

② 35～110KV的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器。 ③ 220KV以上，一般釆用电容式电压互感器

④当需要和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或有第三绕组的单相电压互感器组。（3）一次电压U1：

1.1Un >U1 >0.9Un （4-6）

Un为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压波动范围即

±10%Un。

（4）二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按下表选用所需的二次额定电压U2n。

表4-20 电压互感器二次额定电压选择表

绕组高压侧接入方式二次额定电压（V）主二次绕组接于线电压上接于相电压上 220 220/3 附加二次绕组用于中性点接地 220 用于中性点不接地 220/3 （5）准确等级：用于发电机、变压器、调相机、厂用或所用馈线、出线等回路

中的电度表，供所有计算电费的电度表，其准确等级要求为0.2级。

4.5.2 电压互感器的选择与校验

具体所有电压互感器的选择列表如下。表4-21 电压互感器参数选择表

所处位置 110kV母线侧

型号

TYD110/30.015

变比 110/3／0.1/3/0.1/3/0.1 110kV出线侧 JDC6110 110/3／0.1/3/0.1/3/0.1 220kV侧 TYD2200.0075 220/3／0.1/3/0.1/3/0.1 联络变压器低压侧 100MW发电机出口侧 300MW发电机出口侧

JDX735 35/3／0.1/3/0.1/3 10/3／0.1/3/0.1/3 20/3／

0.1/3/0.1/3/0.1/3 JDJ10 3XJDZ320

厂用变压器低压母线处厂用变压器低压侧电流互感器

间

JDJZ6 JDJZ6

6/3／0.1/3/0.1/3 6/3／0.1/3/0.1/3

4.6 电流互感器的选择与校验

4.6.1 电流互感器的选择原则

（1）电流互感器的选择原则

根据《电力工程电气设计手册1》一次部分P71

① 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。

② 在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，发电机和变压器的中性点、出口。

③ 对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。（2）参数选择：

电流互感器的二次侧额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距离控制室较远时，亦可考虑用1A。

① 一次额定电流的选择：

当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择的比回路中正常工

作电流大1/3左右，以保证测量仪表有最佳工作，并在过负荷时，使仪表有适当的指示。

当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，只能选用相同的一次电流。一次侧额定电流: I1nIgmax （4-7）

式中：I1n：为电流互感器原边额定电流

Igmax：为电流互感器安装处一次回路最大工作电流。

② 一次侧额定电压：UnUg （4-8）式中：Ug为电流互感器安装处一次回路的工作电压

Un为电流互感器额定电压。

（3）准确等级的选择：

准确级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准确级不得低于所供仪表的准确级；当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器准确级。

① 用于测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500KV电压等级的电压互感器，宜用0.2级；

② 供重要回路（如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等）中的电能表和所有计费用的电能表的电流互感器，不应低于0.5级；

③ 供运行监视的电流表、功率表、电能表的电流互感器，用0.5～1级； ④ 供估计被测数值的仪表的电流互感器，可用 3 级； ⑤ 供继电保护用的电流互感器，应用 D 级；（4）热稳定校验:

电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流I1n来校验：

I1nKtItdz （4-9）

22式中：Kt 为电流互感器的1s热稳定倍数；（5）动稳定校验：内部动稳定可用下式校验：

2I1nKdwich （4-10）

式中：I1n---电流互感器的一次绕组额定电流（A）

Ich---短路冲击电流的瞬时值（KA）

Kdw---电流互感器的1s动稳定倍数，它等于电流互感器极限通过电

流峰值idw与一次绕组额定电流I1n峰值之比，即：

Kdwidw 2I1n （4-11）



4.6.2 电流互感器的选择与校验

220KV侧断路器与主变高压侧之间：

查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》选择LCW-220型电流互感器

表4-22 电流互感器参数型号 LCW-200

额定电流比准确级次 1S热稳定倍数

动稳定倍数

4300/5 D 60

① 额定电压： UN220kV,Ug220kVUNUg ② 额定电流： In1.25kA,Ig,max0.661kAINIgmax

③ 动稳定校验： 2INKdw2300460103101.823kA,ich27.072kA

2INKdwich

④ 热稳定校验：

由前面所选断路器知，此处短路电流热效应Qk164.832[(kA)2s]

(KtI1N)26043001035184[(kA)2s]

2(I1NKt)2Qk,根据以上校验，所选电流互感器满足要求。

对于其他处的电流互感器的选择及校验，方法同上完全一样，这里不在细述，具体列表如下。

表4-23 电流互感器的选择表

所处位置 110kV侧与主变压器间 220kV出线侧及母联侧联络变压器220kV处 1#启动/备用变压器低压侧

联络变压器低压侧发电机G1、G2出口处发电机G3、G4出口处

型号 LB-110 LCW-220 LB-220 LBJ-10 LCW-35 LBJ-10 LBJ-10

额定电流比 2400/5 4300/5 1250/5 6000/5 1000/5 2000-6000/5 2000-6000/5

4.7 高压熔断器的选择与校验

4.7.1 高压熔断器的选择原则

(1) 电压：UgUn

限流式高压熔断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中，以免因过电压而使电网中的电器损坏,故应为UgUn式中：If2n ----熔体的额定电流

If1n ----熔断的额定电流

(2) 电流： IgmaxIf2nIf1n （4-12）

(3) 根据保护动作选择性的要求校验熔体额定电流，应保证前后两级熔断器之间及熔断器与电源侧继电保护之间，及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。

(4) 断流容量： ichIkd （4-13）

式中：ich ---三相短路冲击电流的有效值

Ikd---熔断器的开断电流

注：保护电压互感器的熔断器，只需按额定电压和断流容量选择。

4.7.2 高压熔断器的选择

（1）发电机G1、G2出口处熔断器的选择

根据《发电厂电气部分》选用RN2-10 户内型高压限流熔断器

表4-24 熔断器的参数型号额定电压(KV) RN2-10 10 额定电流（A）最大断流容量（MVA） 0.5 1000 （2）发电机G3、G4、G5、G6出口处熔断器的选择

根据《发电厂电气部分》,选用RN2-20 户内型高压限流熔断器

表4-24 熔断器的参数型号额定电压(KV) RN2-20

（3）联络变低压侧熔断器的选择

根据《发电厂电气部分》选用RW5-35屋外型高压限流熔断器

表4-25 熔断器的参数型号额定电压(KV) 额定电流（A）最大断流容量（MVA） 20 额定电流（A）最大断流容量（MVA） 0.5 1000 43

RW5-35 35 200 800 表4-26 熔断器选择表

位置联络变35KV侧发电机出口10KV侧发电机出口20KV侧型号 RW5-35 RN2-10 RN2-20 额定电流（A）三相断流容量（MVA） 200 0.5 0.5 800 1000 1000

4.8 避雷器的选择

4.8.1 避雷器的选择原则

（1）避雷器的持续运行电压Uby

UbyUxg （4-14）

式中： Uby------金属氧化物避雷器的持续运行电压有效值(KV)

Uxg ------系统最高相电压有效值(KV)

（2）避雷器的额定电压

考虑安装点工频过电压的幅值和持续时间，并结合避雷器的初始能量来选择其额定电压。

（3）避雷器的最大雷电冲击残压Ubl

UblBILKlp （4-15）

式中：BIL ------内绝缘全波额定雷电冲击耐压(KV)

Klp ------雷电冲击绝缘配合系数。

（4）通流容量：它表示阀片耐受通过电流的能力，通常用短持续时间（4/10μS）最大冲击电流来校验。

4.8.2 避雷器的选择

所有避雷器的选择列表如下。

表4-27 避雷器的选择表

所处位置 220kV母线侧 110kV出线侧

型号 FCZ-220J FCZ-110J

额定电压（kV）

220 110

110kV侧与自耦变压器间

220kV母线侧 220kV出线侧 220kV侧与自耦变压器间 1#、2#主变压器高压侧 1#启动/备用变压器高压

侧

3#、4#主变压器高压侧自耦变压器低压侧发电机G1、G2出口处发电机G3、G4出口处

6kV母线侧

FCZ-110J Y10W1-200/520 Y10W1-200/520 Y10W1-200/520 FCZ-110J FCZ-110J

110 200 200 220 110 110

FCZ-220 FCZ-35 FZ-15 FZ-20 FZ-6

220 35 15 20 6

4.9 母线与架空线的选择与校验

4.9.1 母线与架空线的选择原则

（1）选型。载流导体一般都采用铝质材料。工业上常用的硬母线为矩形、槽形和管形。矩形母线一般只用于35KV及以下，电流在4000A及以下的配电设备中;槽形母线一般用于4000-8000A配电装置中；管形母线可用于8000A以上的大电流母线，也可用于110及以配电装置母线。110KV及以上高压配电装置，一般采用软导线。当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。

（2）按经济电流密度J选择截面。由于按照经济电流密度选择的母线都能满足导体长期发热条件，故按经济电流密度选择：

SIgmaxJ （4-16）

式中：Igmax---正常工作时的最大持续工作电流

J ---经济电流密度。对应不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时

数 Tmax将有不同取值。

（3）大容量发电机的引出线装置设置：

大容量发电机引出线母线，厂用分支母线和电压互感器分支母线等，为了避免相间短路，提高运行的安全可靠性和减少母线电流对临近钢构的感应损耗发热，一般采用全连式分相封闭母线。与封闭母线配套供应的电压互感器、避雷器

和电容器等，并装设在单独的封闭金属柜内，一般不会引起人员触电的危险；简化了土建结构和便于施工安装，也改善了运行条件。

4.9.2 母线的选择与校验

1、110KV侧主母线的选择

(1)按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得: Ig,max0.661kA (2)按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时

查《电力系统设备选择与实用计算》得：经济电流密度J0.68(A/mm2) 故得，按经济电流密度计算的母线截面SjIg,maxJ661972.058(mm2) 0.68查《电力系统设备选择与实用计算》选择F100/90管型母线 2、220KV侧主母线的选择

(1)按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得: Igmax0.992kA (2)按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6500小时, 查《电力系统设备选择与实用计算》得：J0.68(A/mm2)

SjIgmaxJ9921458(mm2) 0.68查《电力系统设备选择与实用计算》选择F150/72管型母线

4.9.3 架空线的选择

架空送电线路导线截面一般按经济电流密度来选择,并根据电晕、机械强度以及事故情况下的发热条件进行校验，必要时通过技术经济比较确定,但对于超高压线路，电晕往往成为选择导线截面的决定因素. 按经济电流密度选择导线截面 Igmax1、110KV架空线出线的选择

（1）按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得: Ig,max0.661kA （2）按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时, 查《电力系统设备选择与实用计算》得：J0.95(A/mm2)

P3Uncos （4-17）

SjIgmaxJ661695.79(mm2) 0.95查《电力系统设备选择与实用计算》选择LGJ-400双分裂钢芯铝铰线。 2、220KV侧架空线出线的选择：

500KV出线应选用架空线出线四分裂，按经济电流密度选择架空线截面：（1）按母线最大持续工作电流选择，由表4-3得: Ig,max1.584kA （2）按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时, 查《电力系统设备选择与实用计算》得：J0.95(A/mm2)

SjIgmaxJ15841667.368(mm2) 0.95查《电力系统设备选择与实用计算》选择LGJ—500四分裂钢芯铝铰线。

4.9.4 封闭母线的选择

1、发电机G1、G2出口到主变的封闭母线的选择

Ig,max1.05IN1.05SN100/0.851.056.792(kA) 3UN310.5查《电力系统设备选择与实用计算》选择QFM-24/7000型封闭母线。 2、发电机G1、G2出口到厂用变压器间的封闭母线的选择（1）按母线最大持续工作电流选择： Ig,max1.05IN1.05SN101.050.577(kA) 3UN310.5（2）按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时, 查《电力系统设备选择与实用计算》得：J0.68(A/mm2)

SjIgmaxJ577848.529(mm2) 0.68查《电力系统设备选择与实用计算》，选择Φ90/72管型封闭母线。 3、发电机G1、G2厂用变压器低压侧的封闭母线的选择 (1)按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得: Igmax1.01kA (2)按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时, 查《电力系统设备选择与实用计算》得：J0.68(A/mm2)

SjIg,maxJ1011485.29(mm2) 0.68查《电力系统设备选择与实用计算》，选择Φ100/90管型封闭母线 4、发电机G3、G4、 G5、G6出口到主变的封闭母线的选择

Ig,max1.05IN1.05SN300/0.851.0511.886(kA) 3UN318查《电力系统设备选择与实用计算》选择QFM-24/12000型封闭母线。 5、发电机G3、G4、 G5、G6出口到厂用变压器间的封闭母线的选择（1）按母线最大持续工作电流选择： Ig,max1.05IN1.05SN31.51.051.062(kA) 3UN318（2）按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6500小时, 查《电力系统设备选择与实用计算》84页得：J0.68(A/mm2)

SjIgmaxJ10621561.765(mm2) 0.68查《电力系统设备选择与实用计算》选择Φ120/110管型封闭母线。 6、发电机G3、G4、 G5、G6厂用变压器低压侧的封闭母线的选择 (1)按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得: Igmax3.183kA (2)按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6500小时, 查《电力系统设备选择与实用计算》得：J0.68(A/mm2)

SjIg,maxJ31834680.882(mm2) 0.68查《电力系统设备选择与实用计算》，选择Φ130/116管型封闭母线

表4-28 导体选择表

位置 110KV侧主母线型号 Φ100/90管型母线 48

220KV侧主母线 110KV架空线出线 220KV侧架空线出线发电机G1、G2出口到主变的封闭母线发电机G3、G4、 G5、G6出口到主变的封闭母线发电机G1、G2出口到厂用变间的封闭母线发电机G3、G4、G5、G6出口到厂用变间的封闭母线发电机G1、G2厂用变压器低压的封闭母线发电机G3、G4、G5、G6厂用变压器低压的封闭母线

F150/72管型母线 LGJ-400双分裂钢芯铝铰线 LGJ—500四分裂钢芯铝铰线 QFM-24/7000 QFM-24/12000 90/72管形母线 120/110管形母线 100/90管形母线 130/116管形母线

第五章自动准同期装置

SID-2C系列微机同期控制器有两类产品:SID-2CT适用于1～12条线路并网用，SID-2CM适用于1～12台、条发电机或线路并网复用。各类产品均备有内置试验检测单元，毋需借助其它仪器设备即可进行控制器的例行试验、故障检测及外电路正确性校核等工作。SID-2C系列微机同期控制器的突出特点是能自动识别差频和同频同期性质，确保以最短的时间和良好的控制品质促成同期条件的实现，并不失时机的捕捉到第一次出现的并网机会。

5.1 SID-2CM型微机同期控制器的主要功能

（1）SID-2CM有8～12个通道可供1~12台、条发电机或线路并网复用，或多台同期装置互为备用，具备自动识别并网性质的功能，即自动识别当前是差频并网．．还是同频并网。

(2）断路器合闸时间、允许压差、过电压保护值、允许频差、均频控制系数、均压控制系数、允许功角、并列点两侧TV二次电压实际额定值、系统侧TV二次转角、同频调速脉宽、并列点两侧低压闭锁值、同频阈值、单侧无压合闸、无压空合闸、同步表功能。

(3）控制器以精确严密的数学模型，确保差频并网（发电机对系统或两解列系统间的线路并网）时捕捉第一次出现的零相差，进行无冲击并网。

(4）控制器在发电机并网过程中按模糊控制理论的算法，对机组频率及电压进行控制，确保最快最平稳地使频差及压差进入整定范围，实现更为快速的并网。 (5) 控制器具备自动识别差频或同频并网功能。在进行线路同频并网（合环）时，如并列点两侧功角及压差小于整定值将立即实施并网操作，否则就进入等待状态，并发出遥信信号。

(6）控制器能适应任意TV二次电压，并具备自动转角功能。 (7) 控制器运行过程中定时自检，如出错，将报警，并文字提示。

(8) 在并列点两侧TV信号接入后而控制器失去电源时将报警。三相TV二次断线时也报警，并闭锁同期操作及无压合闸。

(9) 发电机并网过程中出现同频时，控制器将自动给出加速控制命令，消除同频状态。控制器可确保在需要时不出现逆功率并网。

(10) 控制器完成并网操作后将自动显示断路器合闸回路实际动作时间，并保留最近的8次实测值，以供校核断路器合闸时间整定值的精确性。

(11) 控制器提供与上位机的通讯接口（RS-232、RS-485），并提供通讯协议，和

必需的开关量应答信号，以满足将同期控制器纳入DCS系统的需要。 (12) 控制器采用了全封闭和严密的电磁及光电隔离措施，能适应恶劣的工作环境。

(13) 控制器供电电源为交直流两用型，能自动适应110V、220V交直流电源供电。 (14) 控制器输出的调速、调压及信号继电器为小型电磁继电器，合闸继电器则有小型电磁继电器及特制高速、高抗扰光隔离无触点大功率MOSFET继电器两类供选择，后者动作时间不大于2毫秒，长期工作电压可达直流1000V，接点容量直流6安。在接点容量许可的情况下，可直接驱动断路器，消除了外加电磁型中间继电器的反电势干扰。

(15) 控制器内置完全独立的调试、检测、校验用试验装置，不需任何仪器设备即可在现场进行检测与试验。

(16）可接受上位机指令实施并列点单侧无压合闸或无压空合闸。 (17）在需要时可作为智能同步表使用。

(18）控制器提供同步表视频转换器可选件，将同步表的相位、压差、频差及合闸信息通过视频电缆传送到控制室大屏幕的视频输入端。

5.2 SID-2CM型微机同期控制器的技术指标

(1）输入待并断路器两侧的TV二次电压为100伏或100/3伏，或一侧为线电压，另一侧为相电压。各并列点均可分别对系统侧TV二次电压进行转角设置，故不需隔离变压器和转角变压器。

(2）全部输入开关量（并列点选择、远方复位、起动同期工作、单侧无压合闸确认、无压空合闸确认、断路器辅助接点等）均为常开空接点。

(3）输出开关量（加速、减速、升压、降压、合闸、功角越限、报警、失电等）控制信号使用小型电磁继电器常开空接点（“失电”为常闭）,接点容量220VAC，5A或220V DC，0.5A。在合闸回路使用光隔离无触点MOSFET继电器时为1000VDC.6A（选件）。

(4) RS-232及RS-485通讯接口各一个。

(5) 工作电源110～220伏交直流电源均可，功耗不大于20伏安。 (6) 绝缘强度：弱电回路对地：500伏50赫1分钟

强电回路对地：2000伏50赫1分钟强弱电回路间：1000伏50赫1分钟

(7) 工作环境：工作温度：0C～50C、贮存温度：-20Ｃ～70Ｃ

相对湿度：不大于90%

5.3 SID-2CM型微机同期控制器的工作原理

电力系统并网的两种情况

并网的确切定义：断路器联接两侧电源的合闸操作称之为并网，并网有以下两种情况：

1）差频并网：发电机与系统并网和已解列两系统间联络线并网都属差频并网。

并网时需实现并列点两侧的电压相近、频率相近、在相角差为0度时完成并网操作。

2）同频并网：未解列两系统间联络线并网属同频并网（或合环）。这是因并列点两侧频率相同，但两侧会出现一个功角，的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。并网瞬间并列点断路器两侧的功角立即消失，系统潮流将重新分布。因此，同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流重新分布后不致引起新投入线路的继电保护动作，或导致并列点两侧系统失步。

差频并网合闸角的数学模型

准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相角差为零时完成并网。压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换，不论是发电机对系统，或系统对系统并网对这种功率交换都有相当承受力。因此，并网过程中为了实现快速并网，不必对压差和频差的整定值限制太严，以免影响并网速度。但发电机并网时角差的存在将会导致机组的损伤，甚至会诱发后果更为严重的次同步谐振（扭振）。因此一个好的同期装置应确保在相差为零时完成并网。

在差频并网时，特别是发电机对系统并网时，发电机组的转速在调速器的作用下不断在变化，因此发电机对系统的频差不是常数，而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数。加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间tk，同期装置必须在零相差出现前的tk时发出合闸命令，才能确保在=0时实现并网。或者说同期装置应在=0到来前提前一个角度k发出合闸命令，k与断路器合闸时间tk、频差s、频差的一阶

d2sds导数及频差的二阶导数2等有关。其数学表达式为：

dtdt 52

1ds21d2s3kstktktk 22dt6dt 同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程，获取当前的理想提前合闸角k。并不断快速测量当前并列点断路器两侧的实际相差，当=k时装置发出合闸命令，实现精确的零相差并网。

5.4 SID-2CM型微机同期控制器的结构与接线

图7-1 面板说明图

面板的左上方为一个12864点阵带背光的液晶显示器，用于显示菜单及设置参数，显示并列点代号、系统频率、系统电压、发电机频率、发电机电压、断路器合闸时间及其它信息。

左下方为发光管构成的同步指示器，指示待并侧与系统侧电压在并网过程中的相位差。“频差/功角”及“压差”指示灯在差频并网时越上限为绿色，越下限为红色，如出现同频时频差灯也为红色，不越限时熄灭。同频并网时如果功角或压差越限，指示灯为橙色。“合闸”指示灯在控制器发出合闸命令期间点亮（红色），点亮时间为断路器合闸时间tk 的二倍。

面板右方有一向下可翻开的盖板，翻开盖板后可见到左面有工作方式选择开关及工作方式指示灯，用于设置控制器的三种工作方式，即“工作”、“测试”及“设置”方式。工作方式选择开关上方的工作（红色）、测试（绿色）、设置（黄

色）指示灯分别与之对应。

“工作”方式用于发电机或线路并网；“测试”方式用于现场试验或对控制器本身的硬件测试；“设置”方式用于整定参数和数据查询。

在工作方式选择开关上方有7个按键，左键、右键、上键、下键、确认键、退出键、复位键。左、右键用于选择待设置参数，上、下键用于选择菜单项或改变参数值，“确认”键用于选择功能或存贮参数，“退出”键用于退出目前操作程序，“复位”键用于使程序复位。

面板右方为测试模块的操作及指示部件，测试模块用于产生待并点两侧的TV电压、模拟有关的输入开关量信号，和指示控制器输出有关控制信号的状态。“远方复位”键用于模拟来自控制台的远方复位命令，引起控制器程序复位。“辅助接点”键用于模拟并列点断路器的辅助接点，反映断路器是否已合上,及实测断路器合闸回路时间。

面板中部的12个并列点选择开关P1-P12，用以模拟12个并列点的同期开关状态，开关拨向上方表明该并列点选中。EC、SM、ST、NV分别为模拟双侧无压空合闸确认、同步表功能选择、起动同期工作、单侧无压合闸确认四个开入信号，拨向上方为有效。

面板下方的8个开关用以模拟待并点断路器两侧TV二次断线，SF、SA、SB、SC、为系统侧熔丝（或空开）前及三相TV断线试验开关、GF、GA、GB、GC为待并侧熔丝（或空开）前及三相TV断线试验开关，开关拨前上方为断线。

VS、VG旋钮用于在测试控制器时调整输入代表系统和待并侧的TV二次电压，电压值可用交流电压表在VS、VG对公共端端子上测量。还可通过“TV二次电压选择”开关选择TV二次电压为线电压（UL）或相电压（Uφ），拔向右侧为线电压。

面板左下方有RS-232串行通讯接口，为9针D型插座，用于就地与笔记本电脑的RS-232通讯接口联接。也可用背板航空插座JK3内的RS-485接口与远方的上位机通讯。

面板上方有8个继电器状态指示灯，用以显示相应输出控制继电器状态，降压继电器（绿色）, 升压继电器（红色）, 减速继电器（绿色），加速继电器（红色），合闸继电器（红色），报警继电器（黄色），合闸闭锁继电器（黄色）,功角越限继电器（黄色）。

控制器在“设置”方式时通过内部SL合闸闭锁继电器自动断开合闸输出回路，因此控制器可在现场进行参数设置，不会发生误合闸。

5.4.1 后面板说明

后面板主要装有控制器的对外联线插座，如下图所示，各引脚定义在相应表格中给出。

图7-2 后面板说明图

JK1-JK6六个航空插头型号各不相同，因此没有误插的可能。设计SID-2CM同期控制器可最多纳入12个并列点，其目的不仅是为适应中、小电站集中同期方式的需要，也为实现电站多台同期装置互为备用的需要。 JK1插座引脚定义：

表7-1 JK1插座引脚定义

1 电源（－） 2 电源（＋） 3 地 4 空电源使用交直流48V-220V。 JK2插座引脚定义：

表7-2 JK2插座引脚定义

1 2 3 4 5 6 7 8 55

9 10 11 12 13 14

待系待系待系待并待并待系统系系统系统待并并统并统并统 a相 b相并 a相统 C相熔丝熔丝前 N N 相相中中c相 b相前线线线线 JK3插座引脚定义：

表7-3 JK3插座引脚定义

1 1F 2 2F 3 3F 4 4F 5 5F 6 7 8 9 10 11 12 复位 25 13 RS485 + 26 空 6F 7F 8F 辅助辅助复接点接点位 22 23 24 14 15 16 17 18 19 20 21 RS485 屏蔽同步24V＋启动 24V－ 9F 10F 11F 12F 单侧无压- 地表同期工作无压空合合闸闸确确认认 JK3的1-8及20-23分别联接到各并列点的同期开关一个空接点的一侧，另一侧并联后联接到17脚的开入量专用电源24V+上。15脚是RS-485接口的屏蔽地，与机壳相联。 JK4插座引脚定义：

表7-4 JK4插座引脚定义

1 合闸2 加速3 减速4 降压5 升压6 闭锁 7 闭锁 8 电源9 功角10 报（－）（－）（－）（－）（－） 11 失电 12 合闸13 加速14 升压15 功角越限 16 减速（＋） 17 报警（－）越限警 18 降压（＋） 19 失电（＋）（＋）（＋）合闸输出如用电磁继电器输出，为空接点，无极性。

如用MOSFET继电器作合闸输出，则有+、- 极性之分，接线请注意。MOSFET继电器可直接驱动断路器合闸回路，彻底消除了电磁中间继电器的延时和感应电势的干扰。

JK5插座引脚定义：

表7-5 JK5插座引脚定义

1 待并侧 N相 9 系统侧 B相 17 待并侧熔前 25 8F 2 系统侧 N相 10 待并3 4 5 系统侧 A相 13 6 系统侧 A相 14 系统侧B相 22 5F 7 8 待并侧待并侧 A相 11 A相 12 待并侧待并B相 15 系统侧C相 23 6F 侧B相 16 系统侧熔前 24 7F 待并侧待并侧系统侧 C相 20 3F A相 21 4F 侧A相 B相 18 1F 19 2F 26 辅助接点 27 辅助接点 35 10F 28 复位 29 复位 30 31 32 同步表 24V(+) 起动同期工作 33 24V(-) 34 9F 36 11F 37 12F 38 单侧无压合闸确认 39 无压空合闸确认 47 报警 40 合闸 41 加速 42 减速 43 降压 44 升压 45 同期闭锁 46 同期闭锁 54 降压 48 失电 49 合闸 50 加速 51 升压 52 减速 53 报警 55 失电此插座用於将控制器内置试验模块的全部信号通过专用的联线将JK5插头与控制器的JK2、JK3、JK4扦座联接。单独试验同期装置时还应从控制器的JK7和JK1接入220V交流电源。请注意，JK7不能输入直流电源。

表7-6 JK6插座引脚定义

1 脉振电压 2 脉振电压 3 合闸接点 4 合闸接点

5.5 SID-2CM微机同期控制器端子接线表

本表列出了SID-2CM同期装置的对外引线号及信号形式，有以下两点需作说明：

（1) JK2-6、JK2-4、JK2-5、JK2-3是同期装置检测同期条件的TV二次电压

信号，JK2-7 ，JK2-12、JK2-1、JK2-2是同期装置用以检测待并侧及系统侧TV二次断线用的TV二次电压信号。

（2) 如同期装置通过外接电磁型中间继电器实施加速、减速、升压、降压及合闸控

制，为避免在中间继电器绕组断开时所产生的过电压不致对同期装置产生大的干扰，应在各外接中间继电器的两端并联串有泄能电阻（约200欧）的续流二极管。

5.6 SID-2CM型微机同期控制器二次线设计示例

本接线图仅为示例，共设计参考，具体设计可能与此不同。

TQMG、TQMo、TQMs’、TQMo’分别为待并侧和系统侧TV二次电压，用于获取并网信息，它们可以根据需要选择相电压或线电压。

并列点选择部分共有12个相似回路，本示例只画出第1及第12并列点，当需要多个并列点时，相应接线端子请参阅SID-2CM端子接线表。建议使用我公司的SID-2X型多同期点共用同期装置自动选线器取代1TK--12TK，实现自动切换。

调速调压回路、装置输出合闸继电器接点容量为220VDC.0.5A,当驱动容量大于此值时，则必须外加中间继电器扩大接点容量后再对外进行控制。

本图中未画出用于监视TV断线的10个端子，相应接线端子请参阅SID-2CM端子接线表。只有当现场同期装置有需要进行“单侧”或“双侧”无压合闸的情况下，才有必要接此10个TV端子。若现场无法提供这10个TV端子或现场同期装置在任何运行方式下都没有可能进行“单侧”或“双侧”无压合闸需求的情况下，这10个端子就全部空着。接线如下图7-3所示。

图7-3 SID-2CM型微机同期控制器二次线设计示

同期装置工作全过程：

（1) DCS选择并列点并保持；

（2) 若欲使同期装置做“同步表”、“单侧无压”合闸、“双侧无压”

合闸操作，则DCS将相应的开入量接通并保持，若此次操作是同期操作，则跳过此步；

（3) DCS控制“同期装置上电”，其接点为点动短信号；（4) DCS启动同期工作，其接点为点动短信号；（5) 同期装置工作并合闸；

（6) DCS控制“同期装置退电”，其接点为点动短信号；

（7) DCS退出“并列点选择”“单侧无压”确认“双侧无压”确认信号。

第六章发电机的主保护设计

6.1 发电机保护配置原则

同步发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定的作用。如果发生故障，不仅机组本身受到损伤，而且会对系统产生严重的影响。因此，对大机组的继电保护必须精心设计，合理配置保护。着眼点不仅限于机组本身，而且要从保障整个系统安全运行综合来考虑，装设性能完善的继电保护装置。

继电保护双重化的配置原则是：两套独立的TA 、TV检测元件，两套独立的保护装置，两套独立的断路器跳闸机构，两套独立的控制电缆，两套独立的蓄电池供电。

（1）纵联差动保护。对于1MW以上的发电机定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。

（2）定子绕组接地保护。对于发电机变压器组，容量在100MW以上发电机应装设保护区为100%的定子接地保护。

（3）定子绕组匝间短路保护。对于中性点只有三个引出端子的大容量发电机，一般采用零序电压式或转子二次谐波电流式保护装置。

（4）发电机外部相间短路保护。对于1MW以上发电机采用复合电压启动的过电流保护。

（5）定子绕组过负荷保护。

（6）定子绕组过电压保护。对于200MW以上的汽轮发电机，应装设过电压保护。

（7）转子表层过负荷保护。对于100MW及以上的发电机，应装设由定时限和反时限两部分组成的负序过负荷保护。

（8）励磁回路一点两点接地保护。用于转子水内冷或100MW及以上的汽轮发电机。

（9）失磁保护。100MW以上的发电机应装设专用的失磁保护。

（10）逆功率保护。对于汽轮发电机主汽门突然关闭，为防止汽轮机遭到损害，对大容量机组可考虑装设逆功率保护。

综上所述，在对200MW和300MW机组保护进行配置时，应对以下保护给予足够的重视：双重化差动保护、定子接地保护、过励磁保护、失磁失步保护等。同时，因该考虑配置低频、误上电、启停机保护。在保护的动作特性方面应考虑和机组的能力相匹配，竟可能在过热保护上采用反时限特性，快速保护动作时间

应尽可能的短。

下面具体介绍几种主要的发电机保护。

6.2 发电机的纵差动保护

对于大容量的发电机（100MW及以上），当故障发生在发电机中性点附近时，为了减少纵差保护的死区，要求将动作电流降低，并保证在区外短路时不误动作。因此，目前推荐采用性能更好的比率制动式差动保护。

下图为整流型比率制动式差动继电器总差保护单相原理接线图及其特性曲线。

图 11-3 比率制动差动继电器纵差保护单相原理接线图及其特性曲线

（a）原理接线图；（b）制动特性；（c）比较电路图

图中Wop是继电器差动回路的工作绕组，Wres1、Wres2是制动绕组，两者的关系是Wop=2Wres1=2Wres2；IOP是差动保护的工作电流，Ires是制动电流，在正常运行时，IOPI1I20，Ires1(I1I2)。 2 在外部短路时必有I1I2，所以有

IopI1I20 KTAIresII11(I1I2)1KO KTA2KTAKTA（6-1）

IKO——外部短路电流。

在内部短路时，Ires是由系统供给的短路电流，方向与上图（a）所标正方向相反，所以有 IopI1I2IK1 （6-2） KTAKTAIK1——内部短路电流。

从上面分析可以看出，外部短路时，工作电流Iop0。这种继电器的制动特性如上图（b）重点折线PQS所示。其中OP表示当制动电流Ires=0。在最大外部短路电流IKOmax下，制动电流IresIKOmax。由于电流互感器的误KTA差，虽然一次I1I2，但二次侧i1i2，故出现不平衡电流（图中以KT表示）。图中虚线OT为在不同的外部短路电流下差动回路的不平衡电流，OT低于PQS制动特性曲线，以保证继电器在穿越性短路时不会误动作。定义动作电流Iop与制动电流Ires之比为制动系数Kres，既 KresIoprIres由于这一比率系数决定着电器

的制动特性，故称比率制动式差动继电器。当差动电流大于继电器动作电流时，继电器动作。

6.3 发电机100%定子绕组单相接地保护

发电机100%定子绕组的接地保护种类很多，现介绍其中利用三次谐波电压构成的100%定子绕组接地保护。该保护由两部分构成，一部分为零序电压保护，它可以保护85%-90%的定子绕组。另一部分利用发电机的三次谐波电压构成，它用来消除零序电压保护的死区，从而实现保护100%定子绕组的接地保护。为了可靠起见，两部分的保护区有一段重叠。

第二部分的工作原理是利用发电机中性点和出线端的三次谐波电压在正常

运行和接地故障时变化相反的特点构成。正常运行时，发电机中性点的三次谐波比发电机出线端的三次谐波电压大；而在发电机内部定子接地故障时，出线端的三次谐波电压却比中性点的三次谐波电压大。利用其变化的特点，使发电机出口的三次谐波电压成为动作量，而使中性点的三次谐波电压成为制动量，利用绝对值比较原理，当发电机出口三次谐波大于中性点三次谐波电压时继电器动作。这样保护就会在正常时制动，在定子绕组接地时动作。

图 6.2 零序电压和三次谐波电压相结合构成100%定子接地保护原理接线图

图中UX1和UX2为电抗变换器，UX1的一次绕组接在发电机端电压互感器TV1的开口三角绕组侧，反应机端的三次谐波电压UT3。电容C1和UX1的一次绕组并联，组成对三次谐波电压的并联谐振电路。并联谐振电路能对谐振频率的电压起选频放大作用，故能放大机端的三次谐波电压。同理，接在发电机中性点侧的电压互感器TV二次侧的UX2，由于其一次绕组和电容C3组成并联谐振电路，也能放大中性点侧的三次谐波电压UN3。UX1和UX2的二次电压分别反应

UT3和UN3，经过整流滤波后即可以进行绝对值比较。图中电容C2、C4对基波

1起到阻波的作用，这是因为容抗和频率成反比，基波频率低，使容抗增大的

C缘故。

零序电压保护部分由接在机端电压互感器的开口三角接线侧的三次谐波电压滤过器和零序电压元件组成。

三次谐波电压的保护区约为30%，零序电压保护区约为85%，两者结合就可以保护全部的定子绕组。

6.4 发电机定子绕组匝间短路保护

同步发电机定子绕组的匝间短路，包括同一分支匝间和同一相不同分支匝间

的短路。发生匝间短路时，短路环中的电流可能很大，若不及时处理，故障处的温度升高，使绝缘损坏，很可能导致定子绕组单相接地或发展成相间短路。对于这种故障，纵差保护不能反映。因此，在发电机应装设匝间短路保护。保护动作后，断开发电机断路器和自动灭磁开关。

发电机定子绕组匝间短路时，将在转子回路感应二次谐波电流。发电机正常对称运行时，转子电流无二次谐波成分。因此，可以利用转子二次谐波电流构成匝间短路保护。

图 6.3 二次谐波式匝间短路保护原理图

为了得到二次谐波电流，在转子回路中接入专用的电流变换器UX。匝间短路保护继电器接到NX的二次侧，它由二次谐波过滤器和电流继电器组成。为了防止外部不对称短路引起的保护误动，采用了负序功率方向闭锁元件KWH，它由负序电压滤过器、负序电流滤过器、相敏元件等组成。

定子绕组匝间短路后，当转子二次谐波电流大于保护装置的启动电流时，匝间短路保护继电器动作。此时，负序功率由发电机流向系统，故KWH不动作，KWH不发出闭锁信号，从而保护无延时送出跳闸脉冲。由于负序电流取自机端电流互感器，因此在内部两相短路时，匝间短路保护继电器也动作，KWH不发出闭锁信号。此时，匝间短路保护兼作内部两相短路保护。负序电流也可取自中性点侧的电流互感器。

当发电机发生外部不对称短路时，转子回路也会出现二次谐波电流，匝间短路保护继电器可能误动作，此时负叙功率由外部流向发电机，KWH动作，发出闭锁信号，是保护闭锁。

负序功率方向闭锁二次谐波电流匝间短路保护，在结构上比较简单。灵敏系数较高，一般用于大型发电机组的定子绕组匝间短路保护。

6.5 发电机励磁回路接地保护

100MW及以上的汽轮发电机应装设励磁回路一点接地保护装置（带时限动作于信号）和两点接地保护装置（带时限动作于停机）。

励磁回路两点接地故障是一种严重的故障，因此励磁回路两点接地保护通常作用于跳闸。目前广泛采用的是励磁回路两点接地保护，是利用四臂电桥原理构成的。通常在发电机转子发生永久性一点接地时便投入工作。电桥式转子两点接地保护的原理：

图 6.4电桥式转子两点接地保护原理接线图

电桥中，由励磁绕组的电阻Rm和附加可调电阻Ra组成桥臂。当励磁绕组的E1点接地时，E1点就将励磁绕组的电阻分成俩部分Rm和Rm。这时，和上刀闸开关S1，按下按钮SB，调节附加可调电阻Ra的滑动臂，使毫伏表指示值为

R'mR'a零，则电桥达到平衡状态，各臂满足下述状态：''''。用毫伏表调好电桥

RmRa'''的平衡后，在合上刀闸开关S2，将电流继电器接在电桥的对角线上。由于电桥处在平衡状态，电流继电器KA中没有电流流过，故不会动作。当励磁绕组发生在E2点接地时，电桥的平衡遭到破坏，于是电流继电器流过电流。当电流大于他的动作电流值时，电流继电器就会动作。通过继电器的电流数值决定与电桥的不平衡程度。E2点离E1点越远，通过继电器的电流越大；反之，则越小。当E2点离E1点非常近，使电流小于继电器的动作电流时，继电器就不会动作。这个动作范围就是保护装置的死区。

6.6 发电机失磁保护

发电机失磁是指发电机的励磁电流突然全部消失或部分消失。失磁的主要原因有励磁供电电源故障，励磁绕组开路或短路、自动灭磁开关误跳闸，自动励磁调节装置故障以及运行人员误操作等。

对于容量为100MW及以上的发电机和采用半导体励磁的发电机，一般采用根据发电机失磁后定子回路参数变化的特点构成失磁。失磁保护可以根据多种原理来构成，在这里仅介绍一种根据机端测量阻抗的变化，用阻抗继电器构成的失磁保护。如下图：

图 6-5 发电机失磁保护原理接线图

图中，KZ为失磁保护的阻抗继电器。KBB为电压回路断线闭琐继电器，其作用为防止电压回路断线时，阻抗继电器误动作KBB的动断接触点和阻抗继电器的动合接触点想串联，当电压回路断线时，动断触点打开，断开保护的正电源，从而起断线闭琐作用。KT为时间继电器，时限为1-2S，是为了防止保护在系统振荡或自同步并列时误动作。

第七章配电装置

7.1 配电装置的相关问题

7.1.1 配电装置的特点

（1）屋内配电装置的特点是：

① 安全净距小并可分层布置，占地面积小； ② 维护、巡视和操作在室内进行；

③ 设备受气象及外界有害气体影响较小，可减少维护工作量； ④ 建筑投资大。

（2）屋外配电装置的特点基本上与屋内配电装置相反，其特点是： ① 安全净距大，占地面积大，但便于带电作业； ② 维护、巡视和操作在室外进行，受外界气象条件影响；

③ 设备受气象及外界有害气体影响较大，运行条件较差，须加强绝缘，设备价格较高；

④ 土建工程量和费用较少，建设周期短，扩建较方便。（3）成套配电装置的特点是： ① 结构紧凑，占地面积小； ② 运行可靠性高，维护方便；

③ 安装工作量小，建设周期短，而且便于扩建和搬迁； ④ 消耗钢材较多，造价较高。

发电厂和变电所中，35KV及以下（特别是3～10KV）多采用屋内配电装置，而且广泛采用成套配电装置；110KV及以上多采用屋外配电装置，但110KV及220KV当有特殊要求时，如深入城市中心或处于严重污秽地区，经技术经济比较，也可采用屋内配电装置。另外，SF6全封闭组合电器也已在110KV及220KV配电装置推广应用。

7.1.2 配电装置的基本要求

配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规程、规范及技术规定。

（1）节约用地。配电装置少占地、不占良田和避免大量开挖土石方，是一条必须认真贯彻的重要规定。

（2）保证运行可靠。应根据电力系统条件和自然环境特点，合理选择设备，合理制定布置方案，并积极慎重地采用新设备，新材料和新布置；保证各种电气的

安全净距，布置整齐、清晰，各间隔之间有明显的界限。所谓间隔，是指配电装置中的一个电路（进、出线，分段、母联断路器等）的连接导线及电器所占据的范围。在装配式屋内配电装置中，是用砖、混凝土和石棉水泥板做成的分间；在成套式配电装置中，一个开关柜就是一个间隔。间隔内可根据需要分为若干个小室。屋外配电装置的间隔没有实体界限，但各间隔的区分也很明显。

（3）保证人身安全和防火要求。例如有必要的保护接地、防误操作的闭锁装置、必要的标志、遮拦；有防、防爆和畜、排油措施等。

（4）安装、运输、维护、巡视、操作和检修方便。例如要有必要的出口、通道，合理的操作位置，高处作业的措施，良好的照明条件等。（5）在保证安全前提下，布置紧凑，力求节省材料和降低造价。（6）便于分期建设和扩建。

7.1.3 配电装置设计基本步骤

（1）选择配电装置的型式。根据电压等级、电器型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形及环境条件等因素，选择配电装置的型式。

（2）拟定配置图。即将进线、出线、母联断路器、分段断路器、厂用变压器、互感器、避雷器等合理分配于各间隔，并表示出导线和电器在个间隔或小室中的轮廓，但不要求按比例尺寸绘制。配置图主要用来分析配电装置的布置方案和统计所用的主要设备。

（3）设计配电装置的平面图和断面图。平面图是表示配电装置的各间隔、电器、通道、出口等的平面布置轮廓。断面图是沿配电装置纵向（进出线方向）的断面侧视图，它表示配电装置电路中各设备的相互连接及具体布置。

7.2 屋内配电装置

7.2.1 屋内配电装置布置形式

（1）三层式：是把所有的电气设备分别布置在三层（三层、二层、底层）中。它适用于6～10KV出线带电抗器的情况，其中断路器、电抗器分别布置在二层和底层。其优点是安全、可靠性高，占地面积小；缺点是结构复杂，施工时间长，造价高，运行、检修不大方便。

（2）二层式：是把所有的电气设备分别布置在两层（二层、底层）中。它适用于6～10KV出线带电抗器及35～220KV的情况，其中前者是将断路器和电抗器都布置在底层。与三层式比较，二层式的优点是造价较低，运行、检修较方便；缺点

是占地面积有所增加。

（3）单层式：是把所有的电气设备都布置在底层。它适用于6～10KV出线无电抗器及35～220KV情况。单层式的优点是结构简单，施工时间短，造价低，运行、检修方便，如容量不太大，通常可采用成套开关柜；缺点是占地面积大。

7.2.2 屋内配电装置图

图7-1 屋内配电装置图

设计配置图时应注意以下几点：

（1）同一回路的设备应布置在同一间隔内，以保证检修安全和限制故障范围；（2）较重的设备（如电抗器）布置在下层，以减轻楼板负重和便于安装；（3）尽量将电源布置在相应段的中部，使母线截面通过的电流较小；（4）充分利用间隔的位置，以节省投资；（5）布置对称，便于操作；（6）方便扩建。

7.3 屋外配电装置

根据电器和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型、高型和半高型三类。其中，中型配电装置又分为普通中型和分相中型两类。本次设计应用的是220KV、双母线带旁路、合并母线架、断路器单列布置的配电装置。

7.3.1 屋外配电装置图及相关说明

进线出线 1、2－母线；3、4、7、8－隔离开关；5－少油断路器；6－电流互感器；9－旁路母线；10－阻波器；11－耦合电容器；12－避雷器；13－中央门形架；14－出线门形架；15－支持绝

缘子；16－悬式绝缘子窜；17－母线构架；18－架空地线

m图7-2 屋外配电装置图

普通中型布置的特点是布置比较清晰，不以误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能好，所用钢材少，造价较低，但占地面积大。

结论

本次设计已经完成了所要求的所有内容，即对电气主接线和厂用电接线的设计、短路计算、设备的选择与校验、发电机保护、还有配电装置的叙述。其中电气主接线设计为：2×100+4×300MW发电机接220KV电压端，为使其满足电气主接线的要求及经济方面的要求,采用了双母线带旁接线。厂用电接线设计为：厂用电由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。本次设计为六台发电机，所以选择六台变压器，且配备二台高压启动备用变，供六台发电机备用。作出短路计算结果表、主接线设计图和本厂电气设备的选择和校验。

在这次设计中我学到了很多以前在课本里体会不到的东西，并且更好的把以前学过的知识巩固了一遍，特别是对新知识的学习，了解和掌握了目前大型发电厂的基本概况，加深了对理论知识的掌握，并在实践中能够很好的运用。

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