电力系统工程基础7.ppt

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1、第八章电气主接线的设计与设备选择第一节概述第二节主变压器和主接线的选择第三节载流导体的发热和电动力第四节电气设备的选择第五节设备选择举例第一节概述原则：以设计任务书为依据，以经济建设方针、政策和有关的技术规程、标准为准则，准确地掌握原始资料，结合工程特点，确定设计标准，参考已有设计成果，采用先进的设计工具。要求：使设计的主接线满足可靠性、灵活性、经济性，并留有扩建和发展的余地。步骤：对原始资料进行综合分析；草拟主接线方案，对不同方案进行技术经济比较、筛选和确定；厂、所和附近用户供电方案设计；限制短路电流的措施和短路电流的计算；电气设备的选择；屋内

2、外配电装置的设计；绘制电气主接线图及其它图(如配电装置视图)；推荐最佳方案，写出设计技术说明书，编制一次设备概算表。第二节主变压器和主接线的选择主变压器：向电力系统或用户输送功率的变压器。联络变压器：用于两种电压等级之间交换功率的变压器。自用电变压器：只供厂、所用电的变压器。一、变压器容量、台数、电压的确定原则二、主变压器型式的选择原则三、主接线设计简述四、技术经济比较一、变压器容量、台数、电压的确定原则依据输送容量等原始数据。考虑电力系统5~10年的发展规划。1．单元接线主变压器容量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；扩大

3、单元接线应尽可能采用分裂绕组变压器。2．连接在发电机电压母线与升高电压之间的主变压器发电机全部投入运行时，在满足由发电机电压供电的日最小负荷，及扣除厂用电后，主变压器应能将剩余的有功率送入系统。若接于发电机电压母线上的最大一台机组停运时，应能满足由系统经主变压器倒供给发电机电压母线上最大负荷的需要。若发电机电压母线上接有2台或以上主变压器，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其它主变压器在允许正常过负荷范围内应能输送剩余功率70%以上。对水电比重较大的系统，若丰水期需要限制该火电厂出力时，主变应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上的负荷需要。3

4、．变电所主变压器容量按变电所建成后5~10年的规划负荷选择，并适当考虑远期10~20年的负荷发展。对重要变电所，应考虑一台主变停运，其余变压器在计及过负荷能力及允许时间内，满足I、II类负荷的供电；对一般性变电所，一台主变停运，其余变压器应能满足全部供电负荷的70%~80%。4．发电厂和变电所主变台数大中型发电厂和枢纽变电所，主变不应少于2台；对小型的发电厂和终端变电所可只设一台。5.确定绕组额定电压和调压的方式二、主变压器型式的选择原则1.相数：一般选用三相变压器。2.绕组数：变电所或单机容量在125MW及以下的发电厂内有三个电压等级时，可考虑

5、采用三相三绕组变压器，但每侧绕组的通过容量应达到额定容量的15%及以上，或第三绕组需接入无功补偿设备。否则一侧绕组未充分利用，不如选二台双绕组变更合理。单机容量200MW及以上的发电厂，额定电流和短路电流均大，发电机出口断路器制造困难，加上大型三绕组变压器的中压侧（110kV及以上时）不希望留分接头，为此以采用双绕组变压器加联络变压器的方案更为合理。凡选用三绕组普通变压器的场合，若两侧绕组为中性点直接接地系统，可考虑选用自耦变压器，但要防止自耦变的公共绕组或串联绕组的过负荷。3.绕组接线组别的确定变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致。5

6、.变压器冷却方式主变压器的冷却方式有：自然风冷；强迫风冷；强迫油循环风冷；强迫油循环水冷；强迫导向油循环冷却等。三、主接线设计简述四、技术经济比较4.短路阻抗的选择从系统稳定和提高供电质量看阻抗小些为好，但阻抗太小会使短路电流过大，使设备选择变得困难。三绕组变压器的结构形式：升压型与降压型第三节载流导体的发热和电动力一、概述二、均匀导体的长期发热三、导体的短时发热四、短路时载流导体的电动力一、概述长期发热：短时发热：二、均匀导体的长期发热1．均匀导体的发热过程导体温度稳定前I2Rdt＝mCd＋aF(－0)dt温度达到稳定后I2R＝aF(－

7、0)式中，m：质量(kg)；C：比热容(J/kg·C)；a：总换热系数(w/m2·C)；F：散热面积（m2）；0：周围环境温度（C）。2．导体的最大允许载流量：三、导体的短时发热1．短时发热计算热量平衡方程：Ikt2Rdt＝mCd短路电流热效应：2．热效应Ｑk的计算采用等值时间法：过时辛卜生法：复杂1-10-1法（简化辛卜生法）短路全电流：图8-1曲线电动力的方向决定于电流的方向，i1,i2同方向时，作用力相吸，电流反向时相斥。工程中考虑截面积因素后的修正公式其中，kf为导体的形状系数。圆形导体的形状系数kf=1。矩形导体的形状系

8、数如右图所示。四、短路时载流导体的电动力1．平行导体间的电动力图8-4矩形截面形状系数曲线2．三相导体短路时的电动力图8-5同一平面导体