電氣工程和自動化終

1、鳳江水電站電氣部分設計姓名專業(yè)級學生卡程序 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc318970419 1摘要 PAGEREF _Toc318970419 h 3 HYPERLINK l _Toc318970420 2前言 PAGEREF _Toc318970420 h 4 HYPERLINK l _Toc318970421 3基本信息5 PAGEREF _Toc318970421 h _ HYPERLINK l _Toc318970422 4電氣主接線設計 PAGEREF _Toc318970422 h 7 HYPERLINK l _Toc318970423 4.1主

2、接線設計基本要求 PAGEREF _Toc318970423 h 7 HYPERLINK l _Toc318970424 4.2主要布線設計原則 PAGEREF _Toc318970424 h 7 HYPERLINK l _Toc318970425 4.3主接線方案的制定 PAGEREF _Toc318970425 h 7 HYPERLINK l _Toc318970426 4.3.1發(fā)電機-變壓器單元接線 PAGEREF _Toc318970426 h 7 HYPERLINK l _Toc318970427 4.3.2 220kV電壓母線 PAGEREF _Toc318970427 h 7

3、HYPERLINK l _Toc318970428 5工廠電力系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc318970428 h 8 HYPERLINK l _Toc318970429 5.1工廠電氣布線設計原則 PAGEREF _Toc318970429 h 8 HYPERLINK l _Toc318970430 5.2確定工廠電壓等級 PAGEREF _Toc318970430 h 8 HYPERLINK l _Toc318970431 5.3工廠電源的連接方法 PAGEREF _Toc318970431 h 8 HYPERLINK l _Toc318970432 5.4工廠電氣接線形式 PAGER

4、EF _Toc318970432 h 8 HYPERLINK l _Toc318970433 5.5工廠用高壓變壓器的選擇 PAGEREF _Toc318970433 h 8 HYPERLINK l _Toc318970434 5.5.1額定電壓的確定 PAGEREF _Toc318970434 h 8 HYPERLINK l _Toc318970435 5.5.2數(shù)量和類型的選擇 PAGEREF _Toc318970435 h 9 HYPERLINK l _Toc318970436 5.5.3容量選擇 PAGEREF _Toc318970436 h 9 HYPERLINK l _Toc318

5、970437 5.5.4電抗的選擇 PAGEREF _Toc318970437 h 10 HYPERLINK l _Toc318970438 5.6低壓工廠電氣布線 PAGEREF _Toc318970438 h 10 HYPERLINK l _Toc318970439 5.7工廠變壓器選型 PAGEREF _Toc318970439 h 11 HYPERLINK l _Toc318970440 6短路電流計算 PAGEREF _Toc318970440 h 12 HYPERLINK l _Toc318970441 6.1短路電流計算的主要目的 PAGEREF _Toc318970441 h

6、12 HYPERLINK l _Toc318970442 6.2一般規(guī)定 PAGEREF _Toc318970442 h 12 HYPERLINK l _Toc318970443 6.2.1計算假設 PAGEREF _Toc318970443 h 12 HYPERLINK l _Toc318970444 6.2.2接線方法 PAGEREF _Toc318970444 h 13 HYPERLINK l _Toc318970445 6.2.3短路類型 PAGEREF _Toc318970445 h 13 HYPERLINK l _Toc318970446 6.2.4短路計算點 PAGEREF _T

7、oc318970446 h 13 HYPERLINK l _Toc318970447 6.2.5短路電流計算方法 PAGEREF _Toc318970447 h 13 HYPERLINK l _Toc318970448 6.3短路電流計算步驟 PAGEREF _Toc318970448 h 13 HYPERLINK l _Toc318970449 6.4計算公式 PAGEREF _Toc318970449 h 14 HYPERLINK l _Toc318970450 6.4.1元件參數(shù)計算 PAGEREF _Toc318970450 h 14 HYPERLINK l _Toc318970451

8、 6.4.2網(wǎng)絡改造 PAGEREF _Toc318970451 h 15 HYPERLINK l _Toc318970452 6.4.3計算電抗 PAGEREF _Toc318970452 h 16 HYPERLINK l _Toc318970453 6.4.4短路點短路電流周期分量有效值的計算 PAGEREF _Toc318970453 h 17 HYPERLINK l _Toc318970454 6.4.5短路沖擊電流 PAGEREF _Toc318970454 h 17 HYPERLINK l _Toc318970455 6.4.6電流分配系數(shù)和傳輸電抗 PAGEREF _Toc318

9、970455 h 17 HYPERLINK l _Toc318970456 6.5短路電流參數(shù)的計算 PAGEREF _Toc318970456 h 18 HYPERLINK l _Toc318970457 6.5.1 220kV母線短路(k1) PAGEREF _Toc318970457 h 19 HYPERLINK l _Toc318970458 6.5.2 300MW發(fā)電機出口短路(k2) PAGEREF _Toc318970458 h 20 HYPERLINK l _Toc318970459 6.6基線值計算 PAGEREF _Toc318970459 h 22 HYPERLINK l

10、 _Toc318970460 6.7單位計算 PAGEREF _Toc318970460 h 23 HYPERLINK l _Toc318970461 6.7.1 .發(fā)電機的單位價值 PAGEREF _Toc318970461 h 23 HYPERLINK l _Toc318970462 6.7.2變壓器單價 PAGEREF _Toc318970462 h 23 HYPERLINK l _Toc318970463 7.3.1第24行的單位值 PAGEREF _Toc318970463 h HYPERLINK l _Toc318970464 7電氣設備的選擇 PAGEREF _Toc318970

11、464 h 26 HYPERLINK l _Toc318970465 7.1電氣設備選型的一般原則 PAGEREF _Toc318970465 h 26 HYPERLINK l _Toc318970466 7.1.1根據(jù)正常工況選擇26 PAGEREF _Toc318970466 h HYPERLINK l _Toc318970467 7.1.2短路狀態(tài)檢查 PAGEREF _Toc318970467 h 27 HYPERLINK l _Toc318970468 7.2 220kV 高壓設備的選型 PAGEREF _Toc318970468 h 28 HYPERLINK l _Toc31897

12、0469 7.2.1高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc318970469 h 28 HYPERLINK l _Toc318970470 7.2.2隔離開關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc318970470 h 29 HYPERLINK l _Toc318970471 7.2.3電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc318970471 h 29 HYPERLINK l _Toc318970472 7.2.4電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc318970472 h 30 HYPERLINK l _Toc318970473 7.2.5并聯(lián)電抗器的選擇 PAGEREF _Toc31

13、8970473 h 30 HYPERLINK l _Toc318970474 7.3高壓開關(guān)柜的選擇 PAGEREF _Toc318970474 h 31 HYPERLINK l _Toc318970475 7.3.1類型和類型的選擇 PAGEREF _Toc318970475 h 31 HYPERLINK l _Toc318970476 7.3.2主開關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc318970476 h 31 HYPERLINK l _Toc318970477 7.3.5分斷和合閘短路電流的選擇 PAGEREF _Toc318970477 h 32 HYPERLINK l _Toc318

14、970478 7.4裸導體的選擇 PAGEREF _Toc318970478 h 32 HYPERLINK l _Toc318970479 母線 PAGEREF _Toc318970479 h 的選擇32 HYPERLINK l _Toc318970480 7.4.2封閉母線的選擇 PAGEREF _Toc318970480 h 33 HYPERLINK l _Toc318970481 7.4.3電暈電壓校準 PAGEREF _Toc318970481 h 33 HYPERLINK l _Toc318970482 7.4.4熱穩(wěn)定性檢查 PAGEREF _Toc318970482 h 34 H

15、YPERLINK l _Toc318970483 8變壓器選型計算 PAGEREF _Toc318970483 h 35 HYPERLINK l _Toc318970484 9總結(jié) PAGEREF _Toc318970484 h 36 HYPERLINK l _Toc318970485 10至 PAGEREF _Toc318970485 h 37 HYPERLINK l _Toc318970486 11參考文獻 PAGEREF _Toc318970486 h 381 總結(jié)本畢業(yè)設計是鳳江水電站電氣部分的初步設計。水電站總裝機容量為3100=300MW。本設計采用單總線段布線。主要內(nèi)容包括：一次

16、電氣布線系統(tǒng)的組成與設計、短路電流的計算、導體和電氣設備的選型、配電裝置的設計與選型。變壓器的選型包括：電站主變壓器、高壓備用變壓器、高壓電站變壓器的臺數(shù)、容量、型號等主要技術(shù)資料的確定；電氣主接線主要介紹重要性、設計依據(jù)和基本要求。選擇各種接線形式的優(yōu)缺點進行比較，制定適合工廠要求的主要接線方式；短路電流的計算是最重要的環(huán)節(jié)。本文詳細介紹了各短路點的目的、假設、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、網(wǎng)絡改造和計算。高壓電氣設備的選型包括母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、高壓開關(guān)柜的選型原則和要求，以及對這些設備的校準和產(chǎn)品介紹。畢業(yè)設計過程是一個理論聯(lián)系實際的初步過程，對學以致用，鞏固

17、和深化對電氣工程及其自動化的認識，樹立工程設計理念，提高工程設計能力具有一定的作用。電力系統(tǒng)設計。通過畢業(yè)設計，讓我們理論聯(lián)系實際，系統(tǒng)、全面地掌握所學知識，培養(yǎng)分析問題、工程計算和獨立工作的能力，樹立工程理念和社會主義市場經(jīng)濟理念，初步掌握電廠電氣部分的設計方法和計算，分析和解決實際工程問題的培訓，為今后電力系統(tǒng)和電廠的設計、運行和科學研究奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞 一次干線短路電流計算 電氣設備 設備選型2 前言畢業(yè)設計是我校最后一門必修課，也是一個綜合性的、總結(jié)性的實踐環(huán)節(jié)，對我們的工作起到了承上啟下的作用。在教師的指導下，綜合運用近五年所學知識和科學研究的基本內(nèi)容和基本工作程序，樹立

18、強烈的工作觀念、工程觀念、經(jīng)濟觀念，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，并完成工程師的角色?；A(chǔ)培訓為日后順利進入職場提供了業(yè)務知識和能力的保障。這個設計是我們上班前的“動手練習”。能夠鞏固、銜接、豐富、深化和拓展我們所學的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，提高應用知識和解決實際問題的能力，培養(yǎng)我們創(chuàng)新的勇氣，能夠正確地將獨創(chuàng)性和科學態(tài)度結(jié)合起來，所以初步掌握專業(yè)設計的流程和方法，熟練使用電腦等工具提高工作效率。重要的是，我們養(yǎng)成了認真、勤奮、踏實的工作作風和良好的工作學習習慣。通過學生的相互交流與合作，培養(yǎng)了合作與合作的工作作風。對我們來說，畢業(yè)設計是一個自主設計和創(chuàng)作的過程。每一步、每一個環(huán)節(jié)對我們來說都是一

19、次考驗和鍛煉。它將為我們未來的學習和工作鋪平道路，提高我們的各個方面。能力。水電站設計是水利水電工程建設和設計的重要組成部分。站址的選擇是一個非常復雜的問題，主要是因為在選擇方案時需要考慮很多因素。此外，車間設備的布置也需要考慮很多因素。我們只是想針對設計中遇到的具體問題找到解決方案，利用所學，參考相應的書籍、法規(guī)和一些實用的工程資料。在設計圖的處理中，利用AutoCAD的基礎(chǔ)知識，使繪圖更加方便快捷，從而避免了手工繪圖的不便，提高了工作效率。同時，Word知識也被用來鞏固我們的計算機知識。限于我的水平和時間，過程中難免會有疏漏和不當之處。請各位老師和同學批評指正。3基本信息鳳江水電站位于省西

20、部。電站建成后，將為城市等地供電。電源系統(tǒng)接線如圖B - 2所示。發(fā)電站距離變電站70公里。電站用電率為0.4% ，當?shù)刈罡邭鉁?1 ，最熱月平均氣溫28.5 。電站設計裝機容量3100MW，年裝機容量利用小時最大區(qū)域負荷4500h，區(qū)域最大負荷占電站裝機容量的10%，供電距離15km ，區(qū)域負載功率因數(shù)為0.8。 70%。其他原始數(shù)據(jù)見接線圖及相關(guān)信息。表 B-2 變壓器短路電壓百分比電站名稱單位數(shù)量單容量(MVA)短路電壓百分比U I-II %U I-III %U II-III %火力發(fā)電站336014改變218010.5176火力發(fā)電站318012.5改變218010.5176株洲變21

21、8010.5176改變218010.51764 電氣主接線設計4.1 主接線設計基本要求電氣主布線設計是水電站電氣設計的主體。它與電力系統(tǒng)、樞紐工況、電站動能參數(shù)、電站運行的可靠性和經(jīng)濟性密切相關(guān)。它對電氣布局、設備選型、繼電保護和控制方式影響很大，必須緊密結(jié)合。根據(jù)所在電力系統(tǒng)和電站的具體情況，綜合分析相關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟比較選擇合理的布線方案。電氣主接線的主要要求是：1、可靠性：衡量可靠性的指標一般是根據(jù)主接線類型和主設備可能的運行方式，按一定規(guī)律計算出“不允許”事件的規(guī)律，即預期值持續(xù)時間。停電等指標。接線形式的選擇。2、靈活性：開關(guān)發(fā)電機、變壓器和斷路器的

22、運行要可靠、方便，調(diào)度要靈活。3、經(jīng)濟性：通過優(yōu)化比選，工程設計盡量做到投資少、占地面積小、功耗低。4.2 主接線設計原則根據(jù)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用，首先要滿足電力系統(tǒng)可靠運行和經(jīng)濟調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、輸電電壓等級、進出線數(shù)量、供電負荷重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設備性能及周邊環(huán)境等因素確定。應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求。4.3主接線方案的起草4.3.1發(fā)電機-變壓器單元接線圖2.1 發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線大多數(shù) 300MW 圖2.1 發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線4.3.2 220kV電壓母線隨著斷路器制造質(zhì)量的提高，旁路母線的應用逐漸減少。根據(jù)規(guī)定，S

23、F6斷路器的主接線不宜增加旁路設施。5工廠電力系統(tǒng)設計5.1 廠房電氣布線設計原則電站的電源布線是否合理，對于保證電站負載的持續(xù)供電和電站的安全經(jīng)濟運行非常重要。由于電力負荷大、分布廣、工作環(huán)境惡劣、運行頻繁，電廠事故在電廠事故中占很大比例。因此，必須重視電廠電力系統(tǒng)的設計。電廠接線的設計原則主要包括：電廠的供電接線應保證對電廠負荷的可靠持續(xù)供電，使電廠主機能夠安全運行；接線要靈活，以適應正常、事故、維修等各種運行方式的要求。 ;廠電對應的電源，發(fā)電機廠負荷和發(fā)電機組均由機組供電，這樣當廠電系統(tǒng)發(fā)生故障時，僅影響一臺發(fā)電機組的運行，故障范圍為減少，布線也簡單；應注意設計的經(jīng)濟性和發(fā)展可能性，積

24、極審慎地采用新技術(shù)、新設備，使工廠電氣布線可行、先進；在設計工廠電氣布線時，工廠電氣布線也應根據(jù)工廠電源的電壓等級。分析了其引線連接方式和工廠電源接線形式。5.2 工廠電壓等級的確定對于容量為300MW及以上的機組，高壓供電網(wǎng)絡可采用6kV一級廠壓或3kV、10kV兩級廠壓。本設計300MW機組低壓供電網(wǎng)絡通常為0.4kV（380/220V）。5.3工廠電源的連接方法當發(fā)電機與主變通過機組連接時，從主變低壓側(cè)引出高壓廠用電源，為機組廠用負荷供電。低壓工廠工作電源通過低壓工廠變壓器由高壓工廠母線連接。5.4 工廠電氣接線形式發(fā)電廠電力系統(tǒng)的布線通常采用單母線分段布線，大部分配電裝置用于接收和分配

25、電能。為保證廠用電力系統(tǒng)供電的可靠性和經(jīng)濟性，高壓廠用母線采用單元分段的原則，即將高壓廠用母線分成若干獨立的段。 .根據(jù)單位數(shù)量。連接到同一段母線，與機組同組的汽輪機廠負荷一般也連接到該段母線，該段母線由其對應的發(fā)電機組供電。低壓電站母線一般也按單元分段。5.5 工廠用高壓變壓器的選擇5.5.1額定電壓的測定工廠變壓器的額定電壓應根據(jù)工廠電力系統(tǒng)的電壓等級和電源引線處的電壓確定。根據(jù)前面的分析，工廠工作變壓器的額定電壓選擇為10/0.4kV，備用/啟動變壓器的額定電壓選擇為220/0.4kV。5.5.2數(shù)量和類型的選擇1.工廠工作變壓器當機組容量增加到300MW及以上時，工廠工作變壓器有兩種設

26、置方式：(1) 使用大容量分體式變壓器。這樣變壓器提供的短路電流也很大。(2) 使用兩臺相同容量的小型分體式變壓器。這樣可以降低電廠電力系統(tǒng)的短路電流水平，使其與每個低壓繞組出線斷路器的額定電流相匹配，提高電廠供電的運行可靠性。目前，全國300MW機組高壓工作電源采用兩臺較小的同容量分體變壓器并聯(lián)運行的方式。由于工廠高壓工作變壓器引出發(fā)電機出線，端電壓很穩(wěn)定，可以空載調(diào)壓。接線組采用d、yn1、yn1常規(guī)接線。2.備份/啟動變壓器由于每臺300MW機組采用兩臺高壓廠分體變壓器并聯(lián)運行，高壓廠母線分為兩段，需從220kV系統(tǒng)接入兩臺備用變壓器。為穩(wěn)定供電電壓，可采用三繞組分體式有載調(diào)壓變壓器?？?/p>

27、慮高壓廠主變壓器和工作變壓器的接線組，保持高壓廠母線的相位與備用電源電壓一致，用YN、yn0、yn0表示備用變壓器的接線組。這樣在更換廠用高壓變壓器時，備用變壓器可以短時間并聯(lián)運行，避免廠用電源停電。5.5.3容量選擇工廠變壓器的容量必須足以從電源中為工廠電氣負載獲得足夠的電力。因此，電廠工作變壓器的容量應按電廠高壓計算負荷和電廠低壓計算負荷之和的110%選擇；工廠低壓工作變壓器的容量應有10%左右的裕量。工廠高壓備用/啟動變壓器的容量應與最大的工廠高壓工作變壓器的容量相同；工廠低壓備用變壓器的容量應與最大的工廠低壓工作變壓器的容量相同。工廠使用的高壓分體式變壓器，各繞組容量按下列公式計算：計

28、算負載(3.1)高壓繞組 (3.2)低壓繞組 (3.3)式中電廠高壓計算負荷之和；-工廠電源的電壓計算負載；廠用變壓器分相繞組計算負荷，kVA；分裂繞組，kVA。已知：廠用電率=0.4% COS=0.85 P=3100MW 無本地負荷工廠用電量=31000.004=12MW5.5.4電抗的選擇工廠工作變壓器的電抗要求比一般電力變壓器大。這是因為必須限制變壓器低壓側(cè)的短路電流，否則會影響電氣設備的選型。一般要求電抗大于10%；但電抗過大會影響出廠電機的自啟動。工廠工作的變壓器通常使用分繞組變壓器。正常運行時，它們的電抗小，可提高工廠電機的自啟動能力；分相繞組出口短路時，電抗大，可有效限制短路電流

29、。5.6 低壓工廠電氣布線低壓工廠電氣接線也采用單母線分段接線方式，如圖3.2所示。分段式斷路器可以保證低壓廠用電源的互備，提高運行可靠性。在正常運行期間，分段斷路器斷開，低壓公用母線的兩半由各自的電力變壓器供電。只有當其中一個電源斷路器因變壓器停機或其他原因而斷開時，分段斷路器才會閉合，而全負荷由另一臺變壓器承擔。圖 3.2 低壓電廠電力系統(tǒng)的連接5.7 廠家變壓器選型為滿足現(xiàn)場布置和防火要求，廠用變壓器應為容量為630KVA的環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器。請參閱電力工程電氣設備手冊。 SCB10-630/10型符合要求，其電壓等級為10.5/0.4KV，具體參數(shù)如下：模型SCB10-630/10

30、結(jié)構(gòu)類型環(huán)氧樹脂澆注三相干式電力變壓器規(guī)格容量630KVA電壓等級10KV- 0.4KV冷卻方式AN/F防護等級賬號：IP00、IP20戶外：IP23連接組號Dyn11/Yyn0短路阻抗6%電壓調(diào)節(jié)無勵磁電壓調(diào)節(jié)絕緣等級F 或 H 級環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器具有阻燃性強、防潮性能好、局部放電小、損耗低、體積小、安裝維修方便等優(yōu)點。與老式油浸式變壓器相比，運行和維護工作量顯著減少。麻煩，減少火災隱患，干凈整潔的操作環(huán)境。根據(jù)鳳江水電站全部機組投產(chǎn)后耗電率為0.4%（870KW.h）的運行條件，我廠選用變壓器可保證電站滿足最大負荷正常情況下的整個站點。6 短路電流計算6.1 短路電流計算的主要目的電

31、力系統(tǒng)中短路電流計算的主要目的是：(1) 導體和電氣設備的選擇；(2)電氣主接線的比較和選擇；(3)繼電保護裝置的選型和整定計算；(4)檢查計算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；(5)分析輸電線路對通信設施的影響。在本設計中，短路電流的計算主要用于導體和電氣設備的選擇。6.2 一般規(guī)定6.2.1計算假設在實際計算短路電流時，做了以下假設：(1) 三相系統(tǒng)在正常運行時對稱運行。(2) 系統(tǒng)中的所有發(fā)電機都在額定負載下運行。(3)短路發(fā)生在短路電流最大的時刻。(4) 使用非無限大容量電源時，發(fā)電機的等效電抗為。(5)發(fā)電機電動勢采用亞暫態(tài)電動勢，同相。認為在短路瞬間不變，即。(7) 可以去除短路點以外

32、的負載。當短路點附近有大容量電機時，應考慮電機反饋電流的影響。(8) 不考慮短路點的電弧電阻。(9) 忽略變壓器的線對地電容和勵磁支路。計算110kV及以上高壓電網(wǎng)時，忽略線路電阻的影響，只計算電抗。6.2.2接線用于計算短路電流的接線方式應為可能產(chǎn)生最大短路電流的正常接線方式，即最大工作方式。但不考慮在切換過程中可能短時間并聯(lián)運行的接線方式（如切換工廠變壓器時的短期并聯(lián)運行）。對于 3/2 線主系統(tǒng)，最大運行模式應為每串運行 3 個斷路器。6.2.3短路一般按三相短路計算。通常三相短路時短路電流最大。如果其他類型的短路比三相短路更嚴重，則應考慮最壞的情況。本設計的電氣主系統(tǒng)中，由于發(fā)電機出線

33、采用分相閉合母線，故故障概率小，運行可靠性高，不可能出現(xiàn)比三者更嚴重的短路類型。 - 相短路，因此只需要計算三相短路。短路電流。6.2.4短路計算點在計算電路圖中，相同電位下各短路點的短路電流值相同，但通過各支路的短路電流會隨著短路點的位置而變化。校準電器和載流導體時，要確定電器設備和載流導體短路最嚴重的點，使短路電流校驗值最大。例如：兩側(cè)有電源的斷路器，如與發(fā)電廠相連的出線斷路器和發(fā)電機、變壓器的斷路器，應比較斷路器短路時通過斷路器的電流值-循環(huán)斷路器前后選擇斷路器。較大的一個是計算短路點；母聯(lián)開關(guān)對備用母線充電時，應考慮流過備用母線的所有短路電流；干式電抗器，與電抗器的引出回路可靠。斷路器

34、與電抗器的連接很短，故障概率很小。對于一般電器，可以選擇一個電抗器來計算短路點。這樣，出線可以使用輕型斷路器，節(jié)省投資。根據(jù)以上分析，計算電路圖中的短路點可設置為四個點，即母線、發(fā)電機出線、廠用高壓變壓器的并聯(lián)繞組側(cè)、分相繞組發(fā)電機側(cè)的大功率變壓器。6.2.5短路電流計算方法在工程設計中，短路電流的計算采用實用的計算方法，即在一定的假設下，對短路電流的各個分量進行計算。6.3 短路電流計算步驟在實際計算中，使用工作曲線法計算短路電流的具體步驟：(1)選擇短路計算點；（2）系統(tǒng)元件參數(shù)計算（標準單位制），取參考容量和參考電壓（各級平均額定電壓），按平均額定電壓之比計算元件電抗標準單位值；(3)

35、為了簡化電動勢和負載，取每臺發(fā)電機的次暫態(tài)電動勢，電抗用次暫態(tài)電抗表示，忽略非短路點的負載，只計算反饋大容量電機短路點附近的電流；(4)畫出等效網(wǎng)絡，對各元件的電抗統(tǒng)一編號；(5) 網(wǎng)絡簡化。當?shù)蕉搪伏c電氣距離很近時，可以組合同類型的發(fā)電機組，但要單獨考慮無限大容量供電；(6)求轉(zhuǎn)移電抗(分別是等效電源和無限大容量電源到短路點的轉(zhuǎn)移電抗)；(7)計算電抗，即根據(jù)每個對應的等效電源的容量，計算上面得到的每個等效電源的傳輸電抗；(8)各等效電源在0、2、4s時提供的三相短路電流的周期分量有效值的單位值是通過計算電抗得到的。無限容量電源提供的三相短路電流不衰減，其單位周期為元件有效值；(9) 計算短

36、路電流的周期分量, , ;(10) 計算短路的浪涌電流。6.4 計算公式6.4.1元件參數(shù)計算1. 發(fā)電機其中發(fā)電機電抗的標準單位值；-發(fā)電機次瞬態(tài)電抗；-參考容量（通常為 100 或 1000） ，；-發(fā)電機的額定容量， 。2、雙繞組變壓器式中變壓器電抗的標準單位值；電路電壓百分比或阻抗電壓百分比，%；變壓器的額定容量，MVA。3、分體式繞組變壓器式中分體變壓器高壓繞組與低壓繞組之間電抗的標準單位值；半通電抗，%；-分壓器的額定容量。6.4.2網(wǎng)絡改造1.雙向有源網(wǎng)絡的等價變換式中組合等效電源-組合等效電抗(a) 改造前的網(wǎng)絡 (b) 改造后的網(wǎng)絡圖6.4.2網(wǎng)絡變換圖2. Y/等價變換Y/

37、網(wǎng)絡變換如圖所示：(a) Y 形網(wǎng)絡 (b) 形網(wǎng)絡網(wǎng)絡變換圖YY/變換/Y 變換6.4.3計算電抗.公式,. 等效電源1、2.短路點的轉(zhuǎn)移電抗, 等效電源 1, 2 ,的額定容量。6.4.4短路點短路電流周期分量有效值的計算存在.式中短路點k所在電壓等級的平均額定電壓，kV；, 每個等效電源的額定電流降低到短路點電壓水平，kA。6.4.5短路浪涌電流其中-初始次瞬態(tài)電流；影響系數(shù)，一般取1.8。6.4.6電流分配系數(shù)和傳輸電抗用單位電流法可以很容易地得到開放網(wǎng)絡各支路的電流分配系數(shù)和輸電電抗。對于圖 (a) 所示的網(wǎng)絡，讓我們6.4.6在短路點添加一個電動勢，使圖 6.4.6(a) 中的網(wǎng)絡

38、等效于圖 6.4.6(b) 中的等效網(wǎng)絡。在這個網(wǎng)絡中可以有單位電流，那么有,根據(jù)電流分配系數(shù)的定義，各支路的電流分配系數(shù)為(a) 網(wǎng)絡圖 (b) 等效網(wǎng)絡圖6.4.6用單位電流法計算電流分配系數(shù)因此，每個分支的轉(zhuǎn)移電抗為其中 是短路的總等效電抗。6.5 短路電流參數(shù)計算將該系統(tǒng)視為無限大容量電源，即220kV母線接入系統(tǒng)電抗的標準單位值。取, , 計算各元素電抗的單位值如圖 6.5 所示，每個元件的電抗都被編號以形成等效網(wǎng)絡。這是一個純粹的反應式等效網(wǎng)絡。圖中數(shù)值前的電抗值已省略，電抗下標“*”也省略，用實數(shù)進行對應運算。圖 6.5 短路電流計算的等效網(wǎng)絡6.5.1220kV母線短路（k1）

39、1.網(wǎng)絡簡化等效網(wǎng)絡簡化和進一步簡化分別如圖（a）和（b）所示。發(fā)電機G 1和G 2組合，組合等效發(fā)電機G到短路點的等效電抗為(a) 網(wǎng)絡簡化 (b) 進一步簡化圖等距網(wǎng)絡簡化2、短路電流周期分量的有效值系統(tǒng)提供的短路電流不衰減，其周期分量RMS單位價值有效值等效電機 G 到短路點 K 1的計算電抗為看附圖的運行曲線，我們可以得到, ,電壓等級等效機G下降到短路點的額定電流為，短路點K1不同時刻三相短路電流的周期分量的有效值為：3、短路的浪涌電流6.5.2 300MW發(fā)電機出口短路（k2）1.網(wǎng)絡機房圖 2.2 中等效網(wǎng)絡的簡化和進一步簡化分別如圖 (a) 和 (b) 所示。等效電抗為2、短路

40、電流周期分量的有效值系統(tǒng) S 和發(fā)電機 G 2到短路點 K 2 （使用星三角變換）分別是(a) 網(wǎng)絡簡化 (b) 進一步簡化圖等距網(wǎng)絡簡化和G2 到短路點 K2 的計算電抗分別為1和 G 2提供的短路電流的周期分量的 rms 值, , ,系統(tǒng)提供的短路電流的周期分量不衰減，其有效值的單位為固有 RMS ,電壓等級 G1 和 G2 的額定電流降低到短路點為，短路點K2不同時刻短路電流的周期分量的有效值為：3、短路的浪涌電流6.6 參考值的計算高壓短路電流的計算一般只計算各部件（即：發(fā)電機、變壓器、電抗器、線路等）的電抗，用單位值來計算。為了計算方便，通常取參考容量=100MVA或=1000MVA

41、，參考電壓一般取每一級的平均電壓，在選擇參考容量和參考電壓時，參考電流和參考電抗已經(jīng)確定，這是：參考電流：參考電抗：常用的基準值有：通用參考值（ =100MVA）參考電壓(千伏)6.310.513.815.75183763115162230345525參考電流（K a）9.165.504.183.673.211.560.9170.5020.3560.2510.1670.11參考電抗()0.3971.1021.9062.483.2413.739.7132263529119027566.7 單價計算電路元件的單位值是標稱值與參考值的比值。采用單位值后，相電壓和線電壓的單位值相同，單相功率和三相功率

42、的單位值也相同。一些物理量也可以用其他具有相同單位值的物理量來代替。 .6.7.1, 生成器的單位值( =100MVA)X=0.21566.7.2變壓器單位值= (U 1-2 +U 1-3 +U 2-3 )= (U 1-2 +U 2-3 +U 1-3 )= (U 1-3 +U 2-3 +U 1-2 )No.1的主要變化：X 1 = = =0.056X 2 = = =0.0352號主變阻抗電壓與1號主變相同：X 1 = = =0.09X 2 = = =0.0577.3.1 線的單位值則：與系統(tǒng)相連的兩條線路的單位值（取230KV）：=0.470 =0.053- 面積負荷單位值（取115KV）：=

43、0.420 =0.06各成分單價計算匯總表發(fā)電機主要變化 1第二次重大變化220kV線路110kV線路高壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)高壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)0.21560.560.0350.560.0350.0530.067 電氣設備的選擇7.1 電氣設備選型的一般原則雖然電力系統(tǒng)中各種電氣設備的功能和工作條件不同，具體的選型方法也不完全相同，但對它們的基本要求是相同的。電氣設備要可靠工作，必須根據(jù)正常工作條件進行選擇，并且必須針對短路情況檢查熱穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性。7.1.1根據(jù)正常工況選擇1、額定電壓電氣設備所在電網(wǎng)的工作電壓有時會因電壓調(diào)節(jié)或負載變化而高于電網(wǎng)的額定電壓，因此選用的電氣設備的最大允許工作電壓

44、不得低于額定電壓。額定電壓。并網(wǎng)電網(wǎng)的最大工作電壓。通常規(guī)定一般電氣設備的最高允許工作電壓為設備額定電壓的1.11.15倍，電氣設備所在電網(wǎng)的工作電壓波動一般不超過電網(wǎng)電壓的1.15倍的額定電壓。因此，在選擇電氣設備時，一般可根據(jù)電氣設備額定電壓不低于安裝現(xiàn)場電網(wǎng)額定電壓的條件進行選擇，即2、額定電流額定電流是指電氣設備在額定環(huán)境溫度下的長期允許電流。應不小于電路在各種合理工作模式下的最大持續(xù)工作電流，即由于電壓降低5%時發(fā)電機和變壓器的輸出保持不變，因此相應的電路應為發(fā)電機和變壓器額定電流的1.05倍；如果變壓器可能過載，應根據(jù)過載情況（變壓器額定電流的1.32倍）確定。3、環(huán)境條件對設備選

45、型的影響(1) 海拔的影響當該地區(qū)的海拔高度超過制造商的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和溫度的相應降低，氣隙和外絕緣的放電特性也會降低。非高海拔電氣設備運行環(huán)境的海拔一般不超過1000m。當海拔在10003500m之間時，如果海拔每100m高于制造商規(guī)定的值，電氣設備的允許最大工作電壓將下降1%。(2) 溫度的影響電氣設備的額定電流是指在參考環(huán)境溫度下允許長時間通過的最大工作電流。一般采用我國生產(chǎn)的電氣設備的額定環(huán)境溫度。如果環(huán)境溫度高于（但 ），允許電流一般每次增加0.5%，但最大電流不應超過額定電流的20%。 %。7.1.2通過短路檢查1.短路熱穩(wěn)定性檢查當短路電流通過電氣設備時，電氣設

46、備各部件的溫度（或熱效應）不應超過允許值，即滿足熱穩(wěn)定性的條件。其中-短路電流的熱效應， ；, 電氣設備的允許熱電流和時間，kA，s。存在其中短路計算時間，s繼電保護動作時間，一般取后備保護動作時間3.9s；斷路器的全開斷時間，s；斷路器的固有分閘時間，SF 6斷路器一般為0.03s ；斷路器分斷時的電弧持續(xù)時間，約0.020.04s；可以看出短路的最大計算時間為3.97s，所以在驗證短路熱穩(wěn)定性時，平均值一般會滿足要求。2. 電源穩(wěn)定性檢查電氣穩(wěn)定性是電器承受短路電流的機械作用的能力，也稱為動態(tài)穩(wěn)定性。滿足動態(tài)穩(wěn)定性的條件是或在以下情況下，可能無法驗證熱穩(wěn)定性或動態(tài)穩(wěn)定性：(1) 受熔斷器保

47、護的電氣設備的熱穩(wěn)定性是由熔斷時間來保證的，可以不檢查熱穩(wěn)定性。(2) 對于帶有限流電阻的熔斷器保護的設備，可以不檢查動態(tài)穩(wěn)定性。(3) 安裝在電壓互感器電路中的裸導體和電氣設備不應進行動態(tài)和熱穩(wěn)定性檢查。7.2 220kV高壓設備的選型7.2.1高壓斷路器的選擇1、種類和種類的選擇根據(jù)滅弧介質(zhì)的不同，高壓斷路器可分為無油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器和六氟化硫SF 6斷路器。其中，SF 6斷路器分斷耐受電壓高，滅弧能力強，分斷性能好，無噪音和干擾，生產(chǎn)精度高，密封性能好，體積小，占地面積小，維修工作量小，維修時間短。長度和其他特性。循環(huán)。且壽命長，SF 6斷路器已廣泛應用于電力系統(tǒng)。因此

48、，為滿足可靠性要求，本設計選用戶外陶瓷柱SF 6斷路器。2、額定電壓和電流的選擇 , 式中， 分別為電氣設備和電網(wǎng)的額定電壓，單位為kV；, 分別為電氣設備的額定電流和電網(wǎng)的最大負載電流，A。3、分斷電流的選擇額定開斷電流不應小于實際開斷瞬間短路電流的循環(huán)分量。但是，當斷路器的短路電流遠大于系統(tǒng)的短路電流時，可以簡化計算，即由于只含有20%的非周期成分，因此中低速斷路器的分斷時間一般較長（ 0.1s ），短路電流的非周期成分衰減較多，可以滿足標準要求。但對于SF 6斷路器，最大全開分斷時間為0.07s（0.08s），屬于高速斷路器。分斷電流的最短時間應為主保護動作時間（一般為0.050.06s

49、）與固有分閘時間之和，最大值為0.09s（5000h）、傳輸容量大、長度超過20m的導體，如發(fā)電機、變壓器的連接導體，一般按經(jīng)濟電流密度選擇截面；密度難以選擇，可根據(jù)長期允許電流進行選擇，即式中導體所在電路的最大連續(xù)工作電流，A；導體在額定環(huán)境溫度下的允許電流，A；與實際環(huán)境溫度和海拔高度相關(guān)的綜合校正系統(tǒng)。當導體的最高允許溫度為和不包括太陽光時，K值可由下式計算式中，和是導體長期受熱的最高允許溫度和導體安裝場所的實際環(huán)境溫度。7.4.2封閉母線的選擇對于200MW及以上功率的發(fā)電機支線、廠用電源等，為避免相間短路，減少導體對相鄰鋼結(jié)構(gòu)的感應發(fā)熱，應采用全連接和分相閉合母線。用過的。用過的;側(cè)

50、面沒有斷路器。為提高廠區(qū)電力系統(tǒng)供電的可靠性，廠區(qū)高壓變壓器低壓側(cè)至廠區(qū)高壓配電裝置應采用公共箱閉母線。 .如選用產(chǎn)品，將提供額定電壓、電流、動態(tài)穩(wěn)定性等相關(guān)參數(shù)，可根據(jù)電氣設備選型的一般原則進行選擇和驗證。如果選用非晶封閉母線，應計算導體和套管的發(fā)熱、絕緣子的應力和抗彎能力，并進行諧振校準。出于設計目的，此處僅選擇了選定的產(chǎn)品。7.4.3電暈電壓校準對于110kV及以上的裸導體（包括擴徑導體），要驗證晴天不發(fā)生綜合電暈，即裸導體的臨界相電壓應大于最高工作相電壓。對于分裂導體，電暈臨界相電壓應按下式計算式中導體的光滑系數(shù)，雙絞線為0.9；空氣的相對密度，晴天一般取1；導線的半徑，cm；-電線的分裂次數(shù)；與n有關(guān)的常數(shù)，取2時，也取2；- 分離距離，厘米；三相導體