【發(fā)電廠廠用電設(shè)計10000字（論文）】

I發(fā)電廠廠用電設(shè)計32081緒論 195252電氣主接線設(shè)計 1264042.1電氣主接線設(shè)計的原則與要求 118282.2接線方式簡述 463202.2.1單元接線 4262632.2.2單母線接線 5122052.2.3單母線分段接線 5196392.2.4雙母線接線 668262.2.5雙母線分段接線 7224812.3接線方案分析 7104422.4廠用電接線設(shè)計 8256683關(guān)于發(fā)電機與主變壓器 839893.1發(fā)電機的選型 8311253.2主變壓器的型號 9102873.2.1容量的計算 913423.2.2繞組連接方式的確定 10264763.2.3主變壓器的具體參數(shù) 11309773.3中性點接地方式簡述 11285043.3.1中性點不接地 11206723.3.2中性點經(jīng)消弧線圈接地 12200133.3.3中性點直接接地 13256433.4發(fā)電機與主變壓器中性點接地方式 13240144發(fā)電廠短路電流計算 14191394.1概述 1441554.2短路的原因及后果 1433254.3短路計算的目的和簡化假設(shè) 1563104.4電抗圖及電抗計算 16295874.5短路點的選擇、短路電流以及沖擊電流的計算 1776814.5.1220KV母線上短路（d1點）的計算 1836514.5.2110KV母線上發(fā)生短路（d2）時的計算 19192744.5.310KV母線上發(fā)生短路電流（d3）時的計算 2055084.5.410KV出線上發(fā)生短路（d4）時的短路計算 22294014.6系統(tǒng)短路電流小結(jié) 2499865主要電氣設(shè)備的配置 25259805.1系統(tǒng)各回路的基礎(chǔ)計算 2568805.1.1220KV側(cè)各回路的最大工作電流 25253885.1.2110KV側(cè)各回路的最大工作電流 25245875.1.310KV側(cè)各回路的最大工作電流 26313835.2斷路器的配置 26375.2.1220KV高壓側(cè)斷路器的選擇 2655945.2.2110KV中壓側(cè)斷路器的選擇 27122415.2.310KV低壓側(cè)斷路器的選擇 2897525.3隔離開關(guān)的配置 2813933總結(jié) 294216參考文獻 311引言近年來，隨著我國電力工業(yè)地蓬勃、迅速發(fā)展，電力供應(yīng)能力已經(jīng)有了顯著增強，供電緊張狀況有了基本緩解。跨入21世紀，全國發(fā)電新增裝機數(shù)接近2億kW，為有史以來最高水平。統(tǒng)計有效數(shù)據(jù)，不難看出目前投入使用的容量已經(jīng)超過6萬萬kW，每年將投產(chǎn)的機組仍然會保持在7千萬kW以上[1]。但是，我國電力產(chǎn)業(yè)仍存在的十分突出的問題是結(jié)構(gòu)不科學的矛盾，特別是高能耗、高排放的小型火力發(fā)電機組比重還略顯偏高。根據(jù)實際情況，國家下達了整改電力工業(yè)的政策——上大壓小。這條規(guī)定是將加快關(guān)停小型火力發(fā)電機組作為現(xiàn)在處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期的中國的首要任務(wù)。目前，我國小型火力發(fā)電機組達30%，而這些機組都是在上世紀我國供電緊張時期建造的，且絕大多數(shù)選址都在煤儲存豐富或是經(jīng)濟發(fā)展程度高，對于電力需求高的地區(qū)。從整體上看，加速關(guān)停小火電機組從正面保證了節(jié)能減排的硬性指標，再看側(cè)面有利于保障大機組、特大機組的持續(xù)運行率，調(diào)整整個電力行業(yè)，從其結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化。2電氣主接線設(shè)計2.1電氣主接線設(shè)計的原則與要求在發(fā)電廠的主接線方案選擇中，保證電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟運營永遠是放在第一位的。只有確定了主接線方案，才能展開后續(xù)的電氣設(shè)備選型和布置外加二次部分電路設(shè)計。（1）根據(jù)設(shè)計要求，給所要設(shè)計的電廠進行定位。進一步縮小主接線選取范圍。（2）除了把電網(wǎng)平穩(wěn)運行的要求規(guī)劃在內(nèi)，還必須保證電網(wǎng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時有有效應(yīng)急手段。（3）主接線的選擇還要進一步考慮進出線回路數(shù)，各路設(shè)備的參數(shù)。（4）不單單考慮現(xiàn)行運營的可行性，還要為長期接線發(fā)展留出預留空間，方便過渡和升級。（5）技術(shù)經(jīng)濟要求也不容小覷?？煽啃?、靈活性和經(jīng)濟性自電廠規(guī)劃之初就已經(jīng)視為最重要的三項基本要求，始終是線路設(shè)計的靈魂。2.2接線方式簡述接線方式分兩類有母線接線和無母線接線。在有母線接線中，大體有單母線接線及單母線分段接線、雙母線接線和雙母線分段接線、單雙母線帶旁路接線和3/2斷路器接線方式，而在無母線接線方式中，主要有單元接線，橋型接線和角型接線。[3]2.2.1單元接線如圖2-1，作為最簡易的接線方式最大的特點就是沒有母線。這種接線方式一臺發(fā)電機對應(yīng)一臺主變沒有閑雜的斷路點效率非常高?？墒强紤]到可靠性要求需裝設(shè)斷路器，但實際情況下，此類接線形式由于沒有母線的支持單個機組就要配備相應(yīng)的斷路器。圖2-1單元接線2.2.2單母線接線如圖2-2，單母線接線作為以母線、斷路器、隔離開關(guān)為主要原件的最基礎(chǔ)接線形式。除了結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，設(shè)備簡易這些顯而易見的優(yōu)勢，由于有母線連接，便于拓展，為電廠擴建提供了基礎(chǔ)。但是單母線的可靠性仍然不高，沒有分段的單母線在機器檢修和調(diào)試時仍然需要整條回路斷電，技術(shù)不得當還會出現(xiàn)源頭發(fā)電機斷電導致工業(yè)流水線暫時或者長期停電。不僅如此，單母線接線能放置的電源形式只可是并列運行，致使調(diào)度不易，不能執(zhí)行分列運行，給短路計算帶來巨大問題。這類接線只適用于出線回路少的電力單位（主要用于鐵路變配站），此外母線不能過長也要考慮在內(nèi)。圖2-2單母線接線2.2.3單母線分段接線見圖2-3，此種接線方式相較于上一種接線可靠性和靈活性提高不少。因為這類接線大多是兩個電源供電，所以每一段發(fā)生故障都可以分段處理。在這個過程中，故障段隔離是其最明顯的特征。大大降低兩臺發(fā)電機接線出現(xiàn)的同時短路的現(xiàn)象，減少重大事故出現(xiàn)的概率。在現(xiàn)場碰到問題時，只要能判斷某分段線路完好，拉開分段開關(guān)即可恢復供電。十分方便有效。不難看出，分段越多短路段越窄（波及范圍也相應(yīng)變?。?，也越方便解決分段處問題，能將問題降到最低。但也不能太多，一般取兩到三段，本次設(shè)計就取了兩段。該類接線對于發(fā)電容量、出現(xiàn)回路數(shù)有一定要求。具體如下：每段母線上接手和發(fā)送的電能容量要在12MW左右，每段母線出線側(cè)不能超過5條回路。這一點正適合低壓側(cè)10kV的接線要求，而且此類接線相較于其他接線方式于一次成本投入和可靠安全的綜合考慮最為合理，經(jīng)濟。圖2-3單母線分段接線2.2.4雙母線接線考察圖2-4，不難看出雙母線接線顧名思義就是有兩組母線并排，一條工作的時候，另一條時刻處在備用狀態(tài)，且狀態(tài)可相互替換。這不僅增加了母線的一次投資，兩條母線之間還需要增加母聯(lián)斷路器，其投入也不小。但在有源接線方面此類接線對運營的穩(wěn)定性和操作性都有了顯著提升?？煽啃裕捍祟惤泳€可以通過倒換操作將原工作于A母線上的電路及時切換到B母線上，有效地保證檢修線路時系統(tǒng)能穩(wěn)定運行，不會出現(xiàn)斷電。靈活性：由于母聯(lián)斷路器（QFC）在兩條母線中的作用，致使母線出現(xiàn)單母線運行和雙母線同時運行兩種情況。而研究雙母線同時運行可以發(fā)現(xiàn)這種運行方式可以最有效的限制短路電流。經(jīng)濟性：這種接線雖然一次投入有所上漲，但其在進出線回路數(shù)量、容量都有了不俗的提升。特別是在110kV側(cè)出線數(shù)能達到6回路以上，可謂功能強大。圖2-4雙母線接線2.3接線方案分析（1）高壓側(cè)（220kV）選取方案：由于高壓側(cè)電壓饋線對于數(shù)目的要求不高，所以我選擇了單母線接線這種形式。簡單的2回路不僅能充分體現(xiàn)此種接線方式的簡單、經(jīng)濟、便利的優(yōu)點，還有利于將來的擴建。（2）中壓側(cè)（110kV）選取方案：按照設(shè)計要求中壓側(cè)電壓饋線的數(shù)量為6回，所以在選型上就出現(xiàn)了分歧。本方案設(shè)計成雙母線接線，加強了線路的可靠性和靈活性，能做到在運營母線和備用母線的互換實現(xiàn)不間斷供電，可以有效限制短路電流。將最重要的中壓側(cè)用雙母線形式還有一個好處就像上文敘述的一樣，能做到出現(xiàn)故障瞬間轉(zhuǎn)換，真正做到不停電、不斷電或短暫停電、短時斷電。（3）低壓側(cè)（10kV）選取方案：由要求知，10回的電壓饋線是整個系統(tǒng)的主要輸出點，所以本方案將仍然選取單母線分段接線。此接線形式應(yīng)經(jīng)濟性的要求非常適用于低壓側(cè)。2.4廠用電接線設(shè)計圖2-8高壓廠用供電系統(tǒng)廠用電的電壓等級是由多方面的電壓等級決定的。一般情況下，為了簡化廠用電接線，其電壓等級的數(shù)目不會設(shè)置過多。在本次設(shè)計中高壓廠用電就將該電壓等級設(shè)為6kV。6kV電動機的功率已經(jīng)能制造較大且滿足大容量負荷的需求，因為使用的是6kV的線，這樣既能省去高壓廠用變壓器，還能直接由發(fā)電機經(jīng)電抗器給廠用電供電，這樣做就能有效地限制其短路電流。設(shè)計此方案時，不設(shè)6KV公用負荷母線，將全廠公用負荷分別接在各機組A、B段母線上。該方案的優(yōu)點是公用負荷分接于不同機組變壓器上，供電可靠性高、經(jīng)濟性高。3關(guān)于發(fā)電機與主變壓器3.1發(fā)電機的選型QFSN—300—2—20機型50MW和100MW汽輪發(fā)電機已經(jīng)投入生產(chǎn)。其容量大、額定轉(zhuǎn)速高、額定電壓高等特點與其他中小型發(fā)電機組相比，在電能產(chǎn)出和機械自身強度方面都有不小的提升。特別是安全運營方面也做了較為令人滿意的改進。表3-1QFSN—300—2—20機型50MW和100MW汽輪發(fā)電機基本參數(shù)型號：QFSN—300—2—20視在功率：353(MVA）有功功率：50MW+100MW（MVA）額定電壓：20（kV）額定電流：10.19（kA）功率因數(shù)：0.85額定頻率：50HZ額定轉(zhuǎn)速：3000R/MIN相數(shù)：三相額定勵磁電壓：154(V)額定勵磁電流：714(A)最大勵磁電流：788(A)電抗、時間常數(shù)及短路電流瞬變電抗非飽和值（）:29.57%瞬變電抗飽和值（）：26.61%超瞬變電抗非飽和值（）:17.59%超瞬變電抗飽和值（）:16.18%同步電抗（）：199.7%冷卻方式：水-氫-氫（定子線棒采取水浴冷卻，定子、轉(zhuǎn)子鐵芯均用氫氣冷卻）3.2主變壓器的型號在確定發(fā)電機容量和臺數(shù)之后，相應(yīng)的還需要對主變壓器進行跟進匹配。3.2.1容量的計算在計算廠用汽輪機與各級電壓母線間的主變壓器的容量時，應(yīng)該注意細節(jié)：（1）在供電側(cè)的汽輪機能耗最小時，可以將機組供電母線上多余的有功功率和無功功率送入大系統(tǒng)。（2）在電廠整改或是擴建的進程中，考慮到裝配新設(shè)備和嫁接更多的電纜線路時，會短期關(guān)停電廠主變電設(shè)施。所以在與發(fā)電機配型的主變機組時，容量本身總會比發(fā)電機要大一點。這樣即使關(guān)斷一臺機子，還可以靠其他變壓器的允許超負載能值和預留非重要負載空間來承擔。（3）考慮電廠在高效運營的權(quán)限下，在抑制廠內(nèi)的輸出功率的同時，所能供應(yīng)的火力發(fā)電機的最大運行情況。（4）在根據(jù)題設(shè)要求運算時，還要考慮未來電廠的發(fā)展，特別是負荷的增長情況曲線。在新建電廠時，一定要給發(fā)展預留空間將現(xiàn)運母線上多余的容量統(tǒng)統(tǒng)送進無窮大系統(tǒng)。（5）2X50MW和2X100MW發(fā)電機機組所對應(yīng)的變壓器定為2組。在配備兩組主變的發(fā)電廠中，不管是哪一臺主變壓器出了問題，剩下的那臺就得額外支撐原機組70%的工作量。具體計算的過程如下：(1)10kV電壓等級下的最大容量：=444.70MVA(2)110kV電壓等級下的最大容量：(3)220kV電壓等級下的最大容量：S=(S10kvmax+S110kvmin)÷0.85=(60+20)÷0.85根據(jù)上述計算結(jié)果，顯而易見可以得出這樣的結(jié)論：線路低壓側(cè)的容量最大。所以，在此基礎(chǔ)上應(yīng)該選擇一個低壓容量偏大的三繞組的主變壓器。3.2.2繞組連接方式的確定系統(tǒng)內(nèi)部變壓器的連接方式一定要與系統(tǒng)內(nèi)各側(cè)的電壓保持一致，不然系統(tǒng)會整體解列。Y型和△型作為僅有的繞組方式，繞型方式很重要。一般我們都會把三繞組變壓器繞制成星、星、三角型接法，這樣接可以有效避免線路個原件所帶來的3以及3的倍數(shù)次的諧波在整個系統(tǒng)中的影響。所以在本次設(shè)計中，我挑選的主變在高壓和中壓側(cè)選取星形帶中性點出頭接法，低壓側(cè)則選用三角形接法，防止高次波的干擾，即Ynd11。3.2.3主變壓器的具體參數(shù)與2X50MW和2X100MW機組配套的壓變壓器的主變壓器主要規(guī)格：[6]表3-2SFP10—360000/220機型360MW主變壓器基本參數(shù)額定容量：360000(kVA)額定電壓：242/20(kV)冷卻方式：ODAF（強迫油循環(huán)風冷）連接組別：Ynd11相數(shù)：三相工頻：50Hz主變壓器阻抗電壓13.97%空載電流：0.16%空載損耗：187.9(kW)負載損耗：715.8(kW)3.3中性點接地方式簡述在整個系統(tǒng)中，中性點的接地方式自始至終都是需要納入全面考慮的問題。其接地形式與各方參數(shù)均有關(guān)系，就好比電壓等級、過電壓水準、任一相接地短路流值以及防御措施。其參數(shù)選型將無一例外地反映電力網(wǎng)絡(luò)的絕緣性能、內(nèi)部整體輸變電的流暢性和穩(wěn)定性、主變和汽輪機組的營運狀況和周邊信號網(wǎng)絡(luò)的擾亂現(xiàn)狀等多方面因素。[8]在電力行業(yè)高速發(fā)展的今天，電力網(wǎng)中性點接地形式可以規(guī)劃有以下這么幾種。3.3.1中性點不接地如圖3.1所示，中性點不接地最顯著的特點就是其經(jīng)濟注入少，這種接線能有效保證線路在非正常狀況下仍持續(xù)工作2小時，有優(yōu)良的持續(xù)性。當三相電源和各相負荷呈完全對稱時，中性點上因各相電勢相同，所以沒有電流流過致使該點電勢差即電壓為零。一旦出現(xiàn)故障，對于電流來說問題不大，但對于故障后過電壓水平著實是個不小的要求，對設(shè)備的絕緣系數(shù)提出了不小的要求。在電壓等級偏高的系統(tǒng)中，絕緣設(shè)備的造價可不菲，減少此部分的投入，對于電廠一次設(shè)備投入的預算可以減輕不少。所以此類接地方式僅適應(yīng)30kV以下的低壓系統(tǒng)中。圖3.1中性點不接地3.3.2中性點經(jīng)消弧線圈接地由于電網(wǎng)出線端的數(shù)目增多、線路增長，當線路中容性電流超過限定值時，就會產(chǎn)生接地過電壓，且為瞬時弧光型的，處理不當容易產(chǎn)生機器損毀。一般情況將采用此接地方案來補償容性電流，保證此點位電弧易于自行消除，減少接地點承受的電流，提高用電可靠性。[9]換句話說將就是在中性點加感性元件和線路中的容性電流相抵消。圖3.2即所述接地方式。圖3.2中性點經(jīng)消弧線圈接地3.3.3中性點直接接地除了不接地的方案，當然還有直接接地這類方法。]如圖3.3所示，直接接地將直接導致任一相出現(xiàn)短路其電流均非常大，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)整段的線路或整段的開斷設(shè)備都要立馬切除。此類做法不僅增加通斷設(shè)備的負擔，還降低了供、送電過程的連慣性?？墒怯捎谶^電壓相比其他方式會低一些，絕緣要求就有所下降，降低了設(shè)備的投入成本，尤其在高壓、特高壓電網(wǎng)中，經(jīng)濟收益尤為顯著，因此在110kV及以上電網(wǎng)中普遍受用。[4]圖3.3中性點直接接地3.4發(fā)電機與主變壓器中性點接地方式與變壓器不同，發(fā)電廠內(nèi)發(fā)電機Y形連接至公共點一般為間接接地方式。在汽輪機內(nèi)定子繞組產(chǎn)生一相接地故障時，意外接地點上的電流是汽輪電機機體內(nèi)部和從機身上引出線上所有串接的元件的對地容性電流，在此種情況下，一般采取中性點經(jīng)消弧線圈接地。本次設(shè)計也是如此，可以將線圈在地與發(fā)電機配線間直接連接。在考慮三繞組主變壓器時，根據(jù)書本對電廠電氣設(shè)備的基本要求“規(guī)定主變壓器的110kV~220kV側(cè)都要采用中性點直接接地”。本次畢業(yè)設(shè)計中2臺變壓器也將遵從此規(guī)定，中高壓側(cè)采納中性點直接接地，低壓側(cè)直接使該點不接地。[21]4發(fā)電廠短路電流計算4.1概述在電力系統(tǒng)中，常規(guī)運營是一種非常常見和普遍的工作狀況。但除了此種運行狀態(tài)，非常規(guī)運營和故障狀況在線路中時有發(fā)生。而在故障中出現(xiàn)頻率最高的還要當屬短路故障，此類故障對系統(tǒng)的危害也是最為嚴重。那么什么又是短路故障呢？首先看字面，不難看出其實質(zhì)就是線路短接，就是本不應(yīng)該接通的大地、中性點或每相出線因為不同的原因最終致使非常規(guī)接通的現(xiàn)象。此類現(xiàn)象引起的線路電流過打?qū)C組供電產(chǎn)量,機組自身溫度和線路電壓質(zhì)量都會有不良影響。[9]所以短路計算是整個系統(tǒng)的核心，是解決非正常運營這類特殊狀況的必然研究對象。[10]其運算的結(jié)果對自動開關(guān)斷設(shè)備和線路自我保護設(shè)施甚至是線路的選型都有理論依據(jù)。此次計算我將對三相短路這種最嚴重的短路情況進行計算分析。4.2短路的原因及后果現(xiàn)場事故統(tǒng)計表明，在一般的發(fā)電廠線路中，單相短路占所有故障狀況的絕大多數(shù)，雙相短路則僅為三分之一，再看三相短路別微乎其微。那么多種多樣的短路成因又是什么呢？（1）運營設(shè)備加上輸電線路因保護層年久硬化、或因受外力打擊、或因直擊雷導致電壓突然躥升引起保護原件損毀。（2）架空線路由于地震、泥石流或惡劣雨雪天氣致使電力桿塔倒塌，或是由于飛禽立接在老化導體上這類因素都有幾率造成短路。（3）線路內(nèi)各器件因出廠設(shè)計不匹配、安裝組建不當、維護存在失誤和長期運行不合理產(chǎn)生的短路狀況。（4）其他原因。輸電線路出了發(fā)電單位最終都會進入千家萬戶，線路的斷連，纏繞，非法嫁接和因為線路本身的經(jīng)濟價值出現(xiàn)的偷盜等現(xiàn)象造成的短路。不管是何種原因產(chǎn)生了短路故障，由于接線形式發(fā)生了根本的變化，線路中經(jīng)等效變換得到的總阻抗值也會大大縮小，致使在線路中流經(jīng)的電流會比原狀態(tài)下高數(shù)倍乃至數(shù)十倍，特別是三相短路其電流值會瞬時達到最大值，其對系統(tǒng)的危害也最為嚴重。[11]（1）強大的短路電流流過運營設(shè)備使機體本身溫度迅速升溫，斷路持續(xù)時間越久，對機身損耗越大，當超過臨界值時會將設(shè)備變形甚至燒毀。另外短路還會伴有電弧出現(xiàn)，這對搶修和人員安全都帶來不便。（2）故障電流在磁場的作用下，洛倫茨力會將電纜和器件本身造成范性形變，造成不可挽回的損失。（3）根據(jù)功率特性，故障電流的猛增會使電壓急劇下降，最直接的影響就是導致汽輪機組轉(zhuǎn)速下降或停轉(zhuǎn)，如果處理不當會導致機組整個報廢。（4）故障造成的系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定變化突然，很大程度上會引起并聯(lián)營運的機組步調(diào)失調(diào)，使系統(tǒng)瞬間崩潰。這是短路所導致的最嚴重后果。4.3短路計算的目的和簡化假設(shè)因為該類故障危害重大，所以一方面靠限制抑制，另一方面靠一次投入時對電氣設(shè)備、電纜和二次保護措施有合理的選型意識。[12]因為減輕短路故障所成后果和抑制故障再擴大，在實際設(shè)計、運營、維護中都要進行短路分析和短路計算。在龐大煩復的電力網(wǎng)中，短路作為暫態(tài)過程，準確的定位更是難上加難。所以其計算的目標就尤為清晰：（1）所得的計算結(jié)果為主接線的方案對比供應(yīng)了有力依據(jù)（2）后續(xù)的自控和保護裝置都需要根據(jù)計算結(jié)果來確定器件參數(shù)和選擇正確的型號。在實際計算情況下，為了減少計算量，通常會啟用簡化假設(shè)條件：（1）在計算暫態(tài)是將主要元器件視為穩(wěn)態(tài)參數(shù)，在高壓等級的計算中不考慮復平面參數(shù)的數(shù)據(jù)，認為整個系統(tǒng)都是在常數(shù)面上進行的常數(shù)計算，規(guī)避含的復數(shù)運算。(2)系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱故障時，局部不對稱，局部考慮，而其余部分是三相對稱的，頻率和工作均視為正常。（3）撇去計算接地短路，不考慮變壓器組的內(nèi)部勵磁阻抗。（4）不加入短路點阻抗，假設(shè)短路點為金屬短路。4.4電抗圖及電抗計算根據(jù)比對后所選方案的電廠電氣主接線和設(shè)計要求中所提出的具體參數(shù)，不難畫出發(fā)電廠部分整體系統(tǒng)的等值電抗圖，即圖3-1。選取基準容量為=100MVA==1.05Ue——基準容量；——所在線路的平均電壓；上文中都已經(jīng)運用標幺值計算方法，均已經(jīng)省去符號‘*’。(1)對于QFSN—300—2型發(fā)電機的電抗圖4-1發(fā)電廠整體系統(tǒng)電抗圖(2)針于SFP7--360000/220型三繞組變壓器的三相電抗值計算：======(3)線路阻抗：4.5短路點的選擇、短路電流以及沖擊電流的計算在整個供電系統(tǒng)中，無窮大容量系統(tǒng)作為容值比對于用戶端容值要大很多的出線系統(tǒng)。當用戶端出現(xiàn)短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓基本不變，我們就將該類電力系統(tǒng)視為無窮大容量電力系統(tǒng)。[13]可是，在現(xiàn)實生活中，無窮大系統(tǒng)自身容值并不是無限大，當用戶側(cè)出線端發(fā)生故障時，回饋線上的電壓也應(yīng)相應(yīng)地會出現(xiàn)波動。但實際情況下，由于線路的斷路點并不是在大容量線上，致使主母線其電壓不會發(fā)生改變，根據(jù)這一點我們?nèi)匀豢梢园堰@樣的系統(tǒng)看作無窮大容量電力系統(tǒng)。短路點的選取，一般選取流經(jīng)電纜和器材的故障電流最大的集中一點視為短路計算點。首先，高、中、低三條電壓等級不同的母線上應(yīng)選取三個點來考慮運算。其次因為低壓側(cè)母線上有出現(xiàn)回路過多，所以在低壓側(cè)母線上上要增設(shè)電抗器。在選取第四個短路點時，就根據(jù)線路實際情況，在電抗器處多選取了一點。無窮大功率系統(tǒng)的出現(xiàn)其實是人為的簡化運算。將其視為內(nèi)部抗阻值為零且端出壓值U和C相等的理想系統(tǒng)。[14]在計算故障電流前，先得計算平均額定電壓，即取故障電壓，若選將，那么，無窮大功率系統(tǒng)的故障電壓的標幺值：（4-1）短路電流周期分量的標幺值：（4-2）本式中分母符號為—個無限大系統(tǒng)功率系統(tǒng)對短路點的總電抗值的標幺值。短路電流的有名值：（4-3）則沖擊電流為：（4-4）本式中為沖擊參數(shù)，具體意義是沖擊電流對于整個周期滿額值的倍數(shù)。隨著時間常數(shù)Ta的值隨橫軸由零增長到正無窮時，沖擊系數(shù)、該值將會在區(qū)間1至2中發(fā)生變化，而且該取值區(qū)間也不會發(fā)生改變。根據(jù)課本的常用取值，這里取Ksh=1.8。4.5.1220KV母線上短路（d1點）的計算圖4-2高壓母線短路簡化電抗圖圖4-3高壓母線短路最終簡化電抗圖=0.087短路點短路電流的計算：(kA)(kA)4.5.2110KV母線上發(fā)生短路（d2）時的計算圖4-4中壓母線短路簡化電抗圖(1)圖4-5中壓母線短路簡化電抗圖（2）圖4-6中壓母線短路簡化電抗圖（3）圖4-7中壓母線最終簡化電抗圖(kA)(kA)4.5.310KV母線上發(fā)生短路電流（d3）時的計算限流電抗器的初步選型為：(A)選型為XKK-10-4000-12。因此限流電抗器其值為：圖4-8低壓母線短路簡化電抗圖（1）圖4-9低壓母線短路簡化電抗圖（2）圖4-10低壓母線短路簡化電抗圖（3）圖4-11低壓母線短路最終簡化電抗圖(kA)(kA)4.5.410KV出線上發(fā)生短路（d4）時的短路計算出線端限流電抗器預選：選型為XKK-10-200-8因此限流電抗器其值為：圖4-12低壓出線短路簡化電抗圖（1）圖4-13低壓出線短路簡化電抗圖（2）圖4-15低壓出線短路簡化電抗圖（3）圖4-16低壓出線短路簡化電抗圖（4）圖4-17低壓出線短路簡化電抗圖（5）圖4-18低壓出線短路最終簡化電抗圖(kA)(kA)5主要電氣設(shè)備的配置5.1系統(tǒng)各回路的基礎(chǔ)計算5.1.1220KV側(cè)各回路的最大工作電流(1)出線回路(A)(A)(2)三繞組變壓器回路(A)(A)5.1.2110KV側(cè)各回路的最大工作電流(1)出線回路(A)(A)(2)三繞組變壓器回路(A)（A）(3)110KV等級下的分段回路（A）（A）5.1.310KV側(cè)各回路的最大工作電流(1)出線回路（A）（A）(2)發(fā)電機回路(A)（A）(3)分段回路（A）（A）5.2斷路器的配置5.2.1220KV高壓側(cè)斷路器的選擇（1）出線回路最大工作持續(xù)電流：（A）擬定選取型號是LW2—220系列SF6斷路器。LWXX—220此系列SF6斷路器是集電路開斷功能和變比電流顯示數(shù)的復合電器，該家族產(chǎn)品有完善的系統(tǒng)執(zhí)行實時數(shù)顯和線路安保，能有效的防止三相同時短路，雙刀閘回路能有效地保障自動關(guān)斷裝置在故障時快速操作。[15]表5-1LW2—220機型SF6斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流固有分閘時間合閘時間LW2-220220kV2500A40kA0.03s0.15s（2）三繞組回路最大工作持續(xù)電流：（A）擬定選取型號為LW-220I型號斷路器。表5-2LW—220I機型SF6斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流固有分閘時間合閘時間LW-220I220kV1600A40kA0.04s0.15s5.2.2110KV中壓側(cè)斷路器的選擇（1）分段回路最大工作持續(xù)電流：（A）選取型號為LW6—110ISF6斷路器。表5-3LW6—110I系列SF6斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流固有分閘時間合閘時間LW6-110I110kV31500A50kA0.02s0.12s（2）三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：（A）選取型號為SFM—110斷路器。表5-4SFM—110系列斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流固有分閘時間合閘時間SFM—110110kV3150A125kA0.025s0.15s（3）出線回路最大工作持續(xù)電流：（A）選擇型號為OFPI—110斷路器。表5-5OFPI—110系列斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流固有分閘時間合閘時間OFPI—110110kV2000A80kA0.03s0.12s5.2.310KV低壓側(cè)斷路器的選擇（1）分段回路最大工作持續(xù)電流：（A）假定選取型號為ZN12-10跟進式高壓少油斷路器。表5-6ZN12—10跟進式斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流固有分閘時間合閘時間ZN12—1010kV3150A5kA0.065s0.075s（2）發(fā)電機回路根據(jù)供電支路電流和電壓的特點，再比對所選型號，不難看出該支路動、熱穩(wěn)定校驗與分段回路的數(shù)據(jù)基本相同，這里就不做贅述了。（3）出線回路最大工作持續(xù)電流：（A）假定選取型號為ZN9-10斷路器。表5-7ZN9-10斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流固有分閘時間合閘時間ZN9—1010kV1250A20kA0.05s0.15s5.3隔離開關(guān)的配置在設(shè)計系統(tǒng)回路各側(cè)開關(guān)斷裝置時，我們都會把斷路器和隔離開關(guān)放在一起設(shè)計，但裝設(shè)的思路卻是隔離開關(guān)——斷路器——隔離開關(guān)。因為隔離開關(guān)在線路中出現(xiàn)的頻率很高，所以根據(jù)安裝原則，要選取適量且符合各電壓等級的開關(guān)器件。表5-8各側(cè)隔離開關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)型號額定工作電壓額定電流4s熱穩(wěn)定電流額定動穩(wěn)定電流峰值額定頻率GW4—220W220kV2000A50kA125kA50HzGW4—110W110kV2000A40