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3．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。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(－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：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2．三相导体短路时的电动力3．导体的振动应力强迫振动系统一般采用修正静态计算法：最大电动力Fmax乘上动态应力系数。动态应力系数与母线固有频率的关系如右图。第四节电气设备的选择一、电器设备选择的一般条件1．按正常工作条件选择电器额定电压：UNUNS额定电流：INImax环境条件对电器和导体额定值的修正：3．主接线设计中主要电气设备的选择项目二、高压断路器和隔离开关的选择1．高压断路器的选择除表8-3相关选项外，特殊项目的选择方式如下：开断电流：高压断路器的额定开断电流INbr，不应小于实际触头开断瞬间的短路电流的有效值Ikt，即：INbrIKt短路关合电流：在额定电压下，能可靠关合—开断的最大短路电流称为额定关合电流。校验公式：iNCiish合分闸时间选择：对于110kV以上的电网，断路器固有分闸时间不宜大于0.04S。用于电气制动回路的断路器，其合闸时间不宜大于0.04~0.06S。2．隔离开关的选择隔离开关无开断短路电流的要求，故不必校验开断电流。其它选择项目与断路器相同。三、高压熔断器的选择高压熔断器分类：快速熔断器：有限流作用普通熔断器：不具限流作用额定电压选择普通熔断器：UNUNS快速熔断器：UN=UNS额定电流选择INf1(熔管)INf2(熔体)Imax保护变压器或电动机：INf2=KImaxK取1.1~1.3（不考虑电动机自启动）或取1.5~2.0（考虑电动机自启动）四、限流电抗器的选择限流电抗器的作用限制短路电流：可采用轻型断路器，节省投资；维持母线残压：若残压大于65%~70%UNS，对非故障用户，特别是电动机用户是有利的。限流电抗器的选择除表8-3相关选项外，特殊项目的选择方式如下：1.电抗百分数XL％选择若要求将一馈线的短路电流限制到电流值I，取基准电流Id，则电源到短路点的总电抗标么值:X*＝Id／I2.电压损失校验正常