火電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)77頁

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 徐蓉 學(xué)號(hào) 2012152201 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 20121972 指導(dǎo)教師 陳鐵 評(píng)閱教師 完成日期2016 年5月20日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書（2014-2015 學(xué)年）學(xué)院名稱：電氣與新能源學(xué)院課題名稱 大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名徐蓉 專業(yè) 電氣工程 及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)2012152201指導(dǎo)教師 陳鐵任務(wù)書下達(dá)時(shí)間2015年11月 20 日課題概述：本次設(shè)計(jì)為電氣一次部分初步設(shè)計(jì)，并繪制電氣主接線圖及其他圖紙。該發(fā)電廠為熱電廠，包括2臺(tái)凝氣式機(jī)組300MW（額定電壓15.75kV，COS=0.9， ）和

2、2臺(tái)供熱機(jī)組50MW（額定電壓10.5kV，COS=0.9， ），廠用電率5%,機(jī)組的年利用小時(shí)數(shù)6300h。1）10.5kV電壓級(jí)最大負(fù)荷20MW，最小負(fù)荷15MW，0.8,電纜潰線10回；2）220kV電壓級(jí)最大負(fù)荷250MW，最小負(fù)荷200MW， 0.85，4500h，架空線5回； 3） 500kV電壓級(jí)與容量為3500MW的電力系統(tǒng)相連，系統(tǒng)歸算到500kV母線上的標(biāo)么電抗X0.021,（基準(zhǔn)容量100)，500kV架空線4回，備用線1回。 本設(shè)計(jì)包括：發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)，主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定，短路電流計(jì)算，主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)；繪制電氣接線圖。要求閱讀或

3、檢索的參考資料及文獻(xiàn)：1弋東方.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（電氣一次部分）M ;中國電力出版社, 1989。12。2熊信銀.發(fā)電廠電氣部分M;中國電力出版社，2009. 3王成江. 發(fā)電廠變電站電氣部分M; 中國電力出版社，2008.4何仰贊. 電力系統(tǒng)分析M;華中科技大學(xué)出版社，2002.5黃純?nèi)A. 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料M;水利電力出版社，1987，6.6國家電力公司成套設(shè)備部。城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)改造設(shè)備使用手冊（技術(shù)參數(shù)分冊）；中國電力出版社，2001，107中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)電氣工程委員會(huì)。注冊電氣工程師執(zhí)業(yè)資格考試必備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編；2003，8.8陳躍.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系

4、統(tǒng)分冊：中國水利水電出版社，2003.89胡國根. 高電壓技術(shù)；重慶大學(xué)出版社，1996.1.10張芙蓉.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南.北京:中國水利水電出版社,200311樊靈孟.對(duì)我國500KV線路防雷的新思考.中國電力,2004,37(12):182112劉斷.電氣裝置的過電壓保護(hù).北京:電力工業(yè)出版社,198213陳尚發(fā). 大型發(fā)電廠電氣主接線優(yōu)化方案的研究, 電力建設(shè)，200614韓立權(quán). 熱電廠電氣的主接線分析, 科技論壇，2014 15 焦玉寶.探討熱電廠電氣主接線特點(diǎn). 科技風(fēng)，2010 16 戴蘇平.發(fā)電廠電氣主接線可靠性比較分析. .電氣技術(shù),2014 17 許清萍.淺談電氣主

5、接線各種連接方式及應(yīng)用. 科技向?qū)В?013 18 F. Goderya, FAST DETECTION AND IDENTIFICATION OF ISLANDS IN POWER NETWORKS, IEEE，1980學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文

6、的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密 ，在_年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密 。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名：必須本人簽字 年 月 日 導(dǎo)師簽名：必須本人簽字 年 月 日 目 錄摘要1前言21緒論21.1課題來源21.2課題研究的目的和意義31.3國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢31.4課題設(shè)計(jì)任務(wù)41.4.1 設(shè)計(jì)主接線的方案41.4.2確定主變形式41.4.3短路電流計(jì)算41.4.4合理地選擇主要的電氣設(shè)備41.4.5完

7、成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)42電氣主接線的選擇52.1電氣主接線的基本要求52.2電氣主接線的基本形式52.3電廠主接線的設(shè)計(jì)92.3.1原始資料92.3.2對(duì)該熱電廠容量負(fù)荷分析設(shè)計(jì)102.3.3主接線方案的擬定102.4主接線方案的選擇133變壓器的選擇143.1發(fā)電機(jī)及變壓器中性點(diǎn)的接地方式143.1.1電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式143.1.2 變壓器中性點(diǎn)接地方式153.1.3 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式153.2 發(fā)電機(jī)的選型153.2.1 選型153.3 變壓器的選型163.3.1.變壓器容量的確定原則163.3.2.變壓器臺(tái)數(shù)的確定原則183.3.3.繞組連接方式的確定183.3.4.變壓器調(diào)整方式的選擇1

8、83.3.5.變壓器的選型183.4 電氣設(shè)備的配置193.4.1斷路器的配置193.4.2隔離開關(guān)的配置193.4.3接地刀閘的配置203.4.4電壓互感器的配置203.4.5電流互感器的配置203.4.6避雷器的配置204短路電流計(jì)算214.1 短路電流概述214.1.1短路的原因及后果214.1.2短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè)224.2 各系統(tǒng)短路電流的計(jì)算234.2.1短路計(jì)算的基本假定和計(jì)算方法234.2.2電抗圖及電抗計(jì)算244.2.3短路點(diǎn)的選擇、短路電流以及沖擊電流的計(jì)算255電氣設(shè)備的選擇335.1電氣設(shè)備的選擇條件335.1.1按正常工作條件選擇345.1.2按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)

9、365.2 電氣設(shè)備的選擇375.2.1系統(tǒng)各個(gè)回路的最大工作電流375.2.2斷路器的選擇395.2.3高壓隔離開關(guān)的選擇475.2.4互感器的選擇535.2.5電抗器的選擇625.2.6導(dǎo)線及電纜的選擇及校驗(yàn)635.2.7避雷器的選擇69參考文獻(xiàn)70致 謝71 71 71大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 生：徐蓉指導(dǎo)教師：陳鐵（三峽大學(xué) 電氣與新能源學(xué)院）摘要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們不斷提高生活質(zhì)量，對(duì)電的需求也越來越大，從而促進(jìn)了多種事業(yè)的發(fā)展，熱電廠在這樣的形勢下逐漸發(fā)展起來。熱電廠通常都建在大城市及工業(yè)區(qū)的電、熱用戶附近。它不僅發(fā)電，還可向用戶供熱，這樣可以減少被循環(huán)水帶走的熱量損失，提

10、高總效率。本設(shè)計(jì)是對(duì)熱電廠電氣一次部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，在理論上，通過對(duì)幾種電氣主接線的分析比較，考慮其經(jīng)濟(jì)性和靈活性確定最優(yōu)接線方案；以此為依據(jù)，選出發(fā)電機(jī)、變壓器的型號(hào)并作出等值電抗圖，進(jìn)行短路電流計(jì)算，通過所得的短路電流選擇各種電氣設(shè)備并進(jìn)行校驗(yàn)。結(jié)合新編電氣工程規(guī)范，采用CAD軟件繪制出電氣圖，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：熱電廠； 電氣主接線 ；短路電流；配電裝置；電氣設(shè)備選擇Design of main electric system in large scale thermal power plantStudent: XuRongSupervisor：ChenTie（College of El

11、ectrical Engineering and New Energy, China Three Gorges University）Abstract: With the development of economic and social people continue to improve the quality of life, the demand for electricity is also increasing, thus promoting the development of a variety of career, thermal power plant gradually

12、 developed in such a situation. Thermal power plants are usually built in large cities and the heat user near industrial areas of electricity. It is not only supply electricity, but also to the users heating, so that can be taken away by circulating water heat loss, improve the total efficiency.This

13、 design is a part of the power plant electrical on the design, in theory, through analysis of several main electrical wiring and comparison, consider the economy and flexibility to determine the optimal connection scheme. Taking this as the basis, choose the generator, transformer model and make equ

14、ivalent reactance diagram, short-circuit current calculation, short circuit current through income choose all kinds of electrical equipment and check. Combined with the new electrical engineering specification, using CAD software to draw the electrical diagram, to further improve the design.Key word

15、s: thermal power plant; electrical main wiring; short-circuit current; power distribution equipment; electrical equipment selection前言電能是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的一種能源，可以方便、高效地轉(zhuǎn)換成其他能源形式。提供電能的形式有水利發(fā)電，火力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，隨著人類社會(huì)跨進(jìn)高科技時(shí)代又出現(xiàn)了太陽能發(fā)電，磁流體發(fā)電等。但對(duì)于大多數(shù)發(fā)展中國家來說，火力發(fā)電仍是今后很長一段時(shí)期內(nèi)的必行之路?；鹆Πl(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中，我們在提高火電技術(shù)的

16、方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在我國已有部分核電機(jī)組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)的要求。1緒論1.1課題來源 本課題為大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)，課題來源于生產(chǎn)實(shí)際，具有工程背景，課題類型為論文型。本課題涉及到發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)；主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；短路電流的計(jì)算；主要電氣設(shè)備的選型及校驗(yàn)以及繪制電氣接線圖。這要求我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用，結(jié)合實(shí)際，綜合分析，從而使該設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行。1.2課題研究的目的和意義在熱電廠中，電氣主接線是

17、將各種電氣設(shè)備之間相互連接起來的電路，它具有傳輸電能的作用，對(duì)整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備的正常運(yùn)行具有決定性作用，因此它們的連接方式顯得尤其重要。如果出現(xiàn)電氣主接線連接不當(dāng)?shù)那闆r，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備癱瘓，最終造成熱電廠停止運(yùn)行，供熱系統(tǒng)受到破壞，在寒冷的冬天，這種情況是災(zāi)難性的，因此，我們必須對(duì)整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備的主接線進(jìn)行分析研究，確保接線合理性，提高供熱安全。 本課題的設(shè)計(jì)需要對(duì)電氣工程專業(yè)所有課程有整體的理解和反思，掌握使電力系統(tǒng)安全運(yùn)行以及如何排除其不正常運(yùn)行故障的知識(shí)，能運(yùn)用電機(jī)，發(fā)電廠、變電所電氣部分，高電壓技術(shù)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題，為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)

18、做了充分的知識(shí)原料準(zhǔn)備。1.3國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 新中國成立以后，特別是改革開放以來，我國電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展。在黨中央、國務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)下，廣大電力職工奮發(fā)圖強(qiáng)，辛勤耕耘，中國的電力工業(yè)取得了令人矚目的成就。1987年，全國電力裝機(jī)容量邁上1億千瓦臺(tái)階；1995年突破2億千瓦；到2000年底，全國電力裝機(jī)容量已達(dá)3.19億千瓦。從1949年到改革開放前的1978年，我國電力裝機(jī)由185萬千瓦增加到5712萬千瓦，增長了29.9倍；年發(fā)電量由43億千瓦時(shí)增加到2566億千瓦時(shí)，增長了58.7倍。而從1978年到二十世紀(jì)末，我國電力裝機(jī)和年發(fā)電量又分別增長了4.58和4.33倍。目前，

19、我國的電力裝機(jī)容量和年發(fā)電量均居世界第2位；我國的電力工業(yè)也已從大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、高自動(dòng)化階段，進(jìn)入了優(yōu)化資源配置、實(shí)施全國聯(lián)網(wǎng)的新階段1。我國是發(fā)展中國家，工業(yè)的迅速發(fā)展推動(dòng)了用電的高速增加。由于技術(shù)和人才限制，我國電力行業(yè)的技術(shù)水平和裝備配置稍落后于其他發(fā)達(dá)國家，因此，通過不斷地引進(jìn)新技術(shù)進(jìn)行吸收和創(chuàng)新，堅(jiān)持不懈的創(chuàng)建一流的工作條件，提高我國電力企業(yè)的管理水平，盡早達(dá)成與發(fā)達(dá)國家并肩的企業(yè)目標(biāo)。此外，我國人均用電水平較低，電力企業(yè)仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。我國發(fā)電技術(shù)突飛猛進(jìn)，不斷地發(fā)展創(chuàng)新。為實(shí)現(xiàn)全國節(jié)能減排的目標(biāo)，“十一五”期間，電力行業(yè)已累計(jì)關(guān)停小火電機(jī)組7077萬KW，國產(chǎn)30萬6

20、0萬KW火電機(jī)組已成為主力機(jī)組；60萬KW及以上清潔機(jī)組占火電機(jī)組比重達(dá)到34%，其中在運(yùn)百萬KW超超臨界 機(jī)組已經(jīng)達(dá)到30多臺(tái)，我國成為世界上擁有超超臨界機(jī)組最多的國家；寧夏靈武電廠二期工程百萬千瓦機(jī)組建成投產(chǎn)，成為世界上首個(gè)百萬KW超超臨界空氣冷卻發(fā)電機(jī)組。21.4課題設(shè)計(jì)任務(wù)1.4.1 設(shè)計(jì)主接線的方案:分析原始資料、確定主接線。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較并確定最佳方案、合理的選擇 各側(cè)接線方式、確定廠用電接線方式。1.4.2確定主變形式：包括主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)的選定。1.4.3短路電流計(jì)算：合理選擇計(jì)算短路點(diǎn)、計(jì)算各點(diǎn)的短路電流、并列出計(jì)算結(jié)果表。 1.4.4合理地選擇主要的電氣設(shè)備： 對(duì)主要

21、電氣設(shè)備進(jìn)行合理地選型及校驗(yàn)1.4.5完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)2 電氣主接線的選擇電氣運(yùn)行人員在進(jìn)行各項(xiàng)操作和事故處理的時(shí)候，電氣主接線圖顯得尤為重要，它為運(yùn)行人員的操作處理提供重要依據(jù)。因此，不僅要求電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠電氣主接線，而且要了解主接線電路中所有電器設(shè)備的用途和性能，檢修維護(hù)的步驟和項(xiàng)目。此外，電氣主接線圖很直觀表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式，發(fā)電廠電氣一次部分的投資大小基本可由主接線確定。電能生產(chǎn)過程中需要發(fā)電、變電、輸電、用電在同一時(shí)刻完成，所以主接線的形式與電力系統(tǒng)是否能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行密切相關(guān)。電氣主接線的擬定是一個(gè)綜合性的問題，必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)

22、政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。2.1電氣主接線的基本要求電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：（1） 運(yùn)行的可靠性：在電力企業(yè)始終秉承“安全第一”的生產(chǎn)觀念，供電的可靠性對(duì)城市用電，工業(yè)用電至關(guān)重要，一旦故障發(fā)生，將會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果，比如變壓器停運(yùn)，全部電源進(jìn)線停運(yùn)，甚至全廠停電事故等。因此，對(duì)電氣主接線的要求也會(huì)更嚴(yán)格，優(yōu)先選擇可靠性更高的接線形式，促進(jìn)電力安全生產(chǎn)。（2） 運(yùn)行的靈活性：在電力生產(chǎn)過程中由于供需、自然環(huán)境、檢修的影響，需要在多種運(yùn)行方式中自由切換，因此所設(shè)計(jì)的電氣主接線必須要符合靈活性的要求，能夠在不同情況下適應(yīng)多種運(yùn)行狀態(tài)。（3）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：在保證技術(shù)

23、先進(jìn)，安全可靠后，盡量要滿足節(jié)約投資，控制占地面積，用料省，效用大的要求。我國國土面積有限，特別是工業(yè)的迅速發(fā)展，土地顯得尤為珍貴，并且電氣設(shè)備的價(jià)格昂貴，應(yīng)盡量節(jié)省一次設(shè)備的投資。因此使電氣主接線占地面積小，投建費(fèi)用低必須要在設(shè)計(jì)過程中著重考慮。2.2電氣主接線的基本形式根據(jù)是否有母線，主接線的基本形式可以分為有母線和無母線兩大類，有母線的連接方式又分為單母線接線、雙母線接線等不同形式。而橋型接線（內(nèi)橋，外橋）、單元接線和角型接線均屬于無母線類接線。1.單母線接線單母線接線只有一組母線，如圖2-1所示是一個(gè)典型的單母線接線圖。特點(diǎn)是電源和供電線路都連在同一母線上，接線簡單清晰。為了方便投入或

24、切除，任何一條進(jìn)、出引線都裝有可以切除故障電流和負(fù)荷電流的斷路器。從圖中知該接線方式所用設(shè)備少，故投資成本小。在進(jìn)行操作或檢修時(shí)十分方便，擴(kuò)建容易。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器，電壓等級(jí)在6220KV，并且出線回路少的小容量發(fā)電廠或變電站中。 它的缺陷是母線停運(yùn)（母線檢修、故障，線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運(yùn)）將使全部支路停運(yùn)，即停電范圍為該整段母線，并且停電時(shí)間很長，一旦母線自身損壞，則需要待母線修復(fù)之后方能使各支路恢復(fù)運(yùn)行。2.單母線分段接線可以通過將母線分段的辦法來克服單母線接線的缺點(diǎn)。如圖2-2所示，通過裝設(shè)隔離開關(guān)和斷路器將母線分成兩段，可從兩段母線引出兩條回路由兩個(gè)

25、電源供電，增加其穩(wěn)定性。這種接線方式可以滿足對(duì)重要用戶的供電。當(dāng)其中一段母線故障，分段斷路器能夠在保證正常段繼續(xù)供電的同時(shí)自動(dòng)切除故障段。與單母線分段相比，僅僅增加了一組斷路器，接線簡單清晰，但供電可靠性大大提高，經(jīng)濟(jì)性好，故廣泛應(yīng)用于中小容量發(fā)電廠。表1 適用范圍接線方式配電裝置電壓等級(jí)出線回路數(shù)單母線分段610KV6回及以上單母線分段3563KV48回單母線分段110220KV34回 但是該接線方式也有其局限性，一旦其中一段母線或母線隔離開關(guān)故障檢修時(shí)，需要全面檢修停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)會(huì)使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。由此，對(duì)于大容量發(fā)電廠來說，該接線方式仍需改進(jìn)。

26、3.雙母線接線 該接線方式有兩組母線，由母聯(lián)斷路器相連，即工作母線和備用母線并列運(yùn)行。這種接線方式既可以作單母線運(yùn)行，也可以在合上母聯(lián)斷路器后作為單母線分段方式運(yùn)行，操作斷路器的原則是：在等電位下先斷后通。 雙母線在與單母線相比具有供電可靠性大的優(yōu)勢，為了避免供電中斷現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采用輪流對(duì)母線進(jìn)行檢修的方式進(jìn)行保障，當(dāng)其中一組母線出線故障時(shí)，應(yīng)在另一組母線與故障母線相倒換，促使供電得到迅速恢復(fù)；另一方面，雙母線還具有調(diào)度、擴(kuò)建及方便檢修的優(yōu)勢，其缺點(diǎn)是每一回路都增加了一組隔離開關(guān)，使配電裝置的構(gòu)架及占地面積，投資費(fèi)用都相應(yīng)增加；同時(shí)由于配電裝置的復(fù)雜，在改變運(yùn)行方式倒閘操作時(shí)容易發(fā)生誤操作，

27、且不宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；尤其是當(dāng)母線故障時(shí)，需短時(shí)切除較多的電源和線路，這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電站是不允許的。3許靜萍表2 適用范圍：接線方式配電裝置電壓等級(jí)出線回路數(shù)雙母線6220KV回路數(shù)較多雙母線3560KV 超過8回雙母線110KV6回及以上雙母線220KV4回及以上 4.單元接線發(fā)電機(jī)和變壓器直接串聯(lián)連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)-變壓器組，稱為單元接線。單元接線的特點(diǎn)是幾個(gè)元件直接連接，不設(shè)母線之類的橫的連接，這樣不僅減少了電器的數(shù)目，簡化配電裝置的結(jié)構(gòu)以及降低工程造價(jià)，同時(shí)也大大減少了故障發(fā)生的可能性。（1） 發(fā)電機(jī)-雙繞組（三繞組）變壓器組成的單元接線。在圖2-4（a）和（b）中，

28、發(fā)電機(jī)和變壓器連接成為一個(gè)單元組，電能經(jīng)變壓器升壓后直接進(jìn)入高壓電網(wǎng)。這種接線由于發(fā)電機(jī)和變壓器無法單獨(dú)運(yùn)行，因此，二者的容量應(yīng)當(dāng)相等。單元接線的缺點(diǎn)是兩個(gè)基本原件其中之一損壞或檢修時(shí)，整個(gè)單元都將被迫停止工作。這種接線形式適用于大型的發(fā)電廠。（2） 發(fā)電機(jī)-變壓器-線路單元接線。如圖2-4（c）所示，該接線方式不需在發(fā)電廠或變電所中建造高壓配電裝置，占地面積大大減少，造價(jià)降低，并簡化了運(yùn)行。但這種接線也具有相同的局限性，線路故障或檢修時(shí)，變壓器停運(yùn)；變壓器故障或檢修時(shí)，線路停運(yùn)。5.橋型接線將兩個(gè)“變壓器-線路”連接，便構(gòu)成橋型接線，分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種。由于變壓器的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線路

29、，在應(yīng)用中多采用內(nèi)橋接線，下面只介紹內(nèi)橋接線。內(nèi)橋型接線： 優(yōu)點(diǎn)：所用高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：a 需要對(duì)兩臺(tái)斷路器進(jìn)行操作來投入或切除變壓器，操作過程比較 復(fù)雜，甚至導(dǎo)致其中一回線路暫時(shí)停運(yùn)。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。 c 出線斷路器檢修時(shí)，線路需較長時(shí)期停運(yùn)。因此，在檢修斷路器時(shí)保證變壓器的正常運(yùn)行，需要在橋形外側(cè)附近增設(shè)一組隔離開關(guān)，即長期開環(huán)運(yùn)行的四邊形接線。在變壓器不經(jīng)常切換的情況下可采用該接線方式。 2.3電廠主接線的設(shè)計(jì) 2.3.1原始資料該熱電廠包括兩臺(tái)凝汽式機(jī)組2300MW和兩臺(tái)供熱機(jī)組250MW，廠用電率為5，年利用小時(shí)數(shù)為6300h

30、，；10.5kV電壓級(jí)最大負(fù)荷20MW，最小負(fù)荷15MW，,電纜潰線10回；220kV電壓級(jí)最大負(fù)荷250MW，最小負(fù)荷200MW， ，架空線5回；500KV出線共有5回，其中4回架空線，1回為備用線，通常在進(jìn)行標(biāo)幺值計(jì)算為計(jì)算方便都選擇基準(zhǔn)容量，歸算后500KV母線電抗標(biāo)幺值2.3.2對(duì)該熱電廠容量負(fù)荷分析設(shè)計(jì)經(jīng)計(jì)算，機(jī)組總?cè)萘?，假設(shè)理想情況下全部投入運(yùn)行，可計(jì)算出，此計(jì)算結(jié)果超過規(guī)定的檢修備用容量（一般為815），事故備用容量為10。超過此限值表明在電力系統(tǒng)中該熱電廠占有一定主導(dǎo)地位。此外，機(jī)組年利用小時(shí)為6300h年,遠(yuǎn)超我國電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組平均最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)5000h年，所以該電

31、廠為基荷電廠，因此，在進(jìn)行主接線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重考慮其可靠性。 2.3.3主接線方案的擬定 （1）方案一 a.10KV電壓等級(jí)的方案選擇：由于10KV電壓等級(jí)有10回電壓饋線,可選擇單母線分段接線。b.220KV電壓等級(jí)的方案選擇：根據(jù)原始資料，220KV電壓等級(jí)擬選雙母線接線。c.500KV電壓等級(jí)的方案選擇：由原始資料分析，擬選雙母線分段帶旁路母線接線，兩臺(tái)300MW發(fā)電機(jī)接在雙母線的兩段母線上。主接線形式表示如圖2-5所示： 圖2-5 方案一接線圖(2)方案二 a.10KV電壓等級(jí)的方案選擇：10KV電壓等級(jí)仍選擇單母線分段接線形式。因?yàn)樵谶M(jìn)行主接線的設(shè)計(jì)中，必須時(shí)刻考慮可 靠性、靈活性和

32、經(jīng)濟(jì)性的要求。 b.220KV電壓等級(jí)的方案選擇：由于220KV電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目5回，可選擇雙母線接線形式，工作母線故障時(shí)，可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，從而恢復(fù)用戶供電；可用母聯(lián)斷路器代替任意回路需要檢修的斷路器，在這種情況下，只需短時(shí)停電。 c.500KV電壓等級(jí)的方案選擇：由于500KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是5回，為使接線簡單方便，使用設(shè)備少以節(jié)省投資，可以選擇單母線接線形式。主接線形式如圖2-6所示： 圖2-6 方案二接線圖（3）方案三 500KV電壓等級(jí)的接線方式選擇單母線接線，220KV電壓等級(jí)選擇單母線分段接線，10KV電壓等級(jí)上將原來方案一的500KV電壓等級(jí)兩個(gè)上的

33、發(fā)電機(jī)組全部接至10KV電壓等級(jí)上。主接線形式如圖2-7所示： 圖2-7 方案三接線圖2.4主接線方案的選擇電氣主接線的形式是多種多樣的，在此對(duì)上述三種接線方案及其特點(diǎn)進(jìn)行分析比較。在選擇電氣主接線時(shí)首先要考慮其可靠性和靈活性，顯然，在技術(shù)上分析，雙母線接線方式相對(duì)單母線接線有更高的可靠性，能夠滿足電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性的需要，但同時(shí)投資增加，所用電氣設(shè)備數(shù)量相應(yīng)增加。在10KV電壓等級(jí)上的出線上多為、類負(fù)荷，對(duì)這類用戶可以進(jìn)行短時(shí)停電，并不會(huì)造成人身危險(xiǎn)以及設(shè)備的破壞，也不會(huì)給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失，綜合考慮，可以選擇單母線分段的接線形式。方案一和方案三的比較，方案一將兩臺(tái)發(fā)電機(jī)直接接入500

34、KV的系統(tǒng)中，方案三是把四臺(tái)發(fā)電機(jī)接入10KV母線上造成浪費(fèi)，在10KV母線上有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)已經(jīng)足夠；由于500KV電壓等級(jí)與無窮大系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠的剩余功率。所以考慮將剩余兩臺(tái)發(fā)電機(jī)通過發(fā)電機(jī)-變壓器接線方式連接到500KV系統(tǒng)中。由于發(fā)電機(jī)-變壓器接線方式單元性強(qiáng)，可在機(jī)組單元控制室集中控制，不設(shè)網(wǎng)控室，使運(yùn)行管理較靈活方便。通過對(duì)三種方案的比較，并且連同電氣主接線的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性的設(shè)計(jì)原則綜合考慮，選擇出的最優(yōu)方案是方案一。3變壓器的選擇3.1發(fā)電機(jī)及變壓器中性點(diǎn)的接地方式3.1.1電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)是指發(fā)電機(jī)和變壓器繞組的中性點(diǎn)，其接地方式的選擇是一個(gè)綜合性

35、問題，它與電壓等級(jí)、過電壓水平、單相接地短路電流、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、發(fā)電機(jī)和變壓器的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾等因素有關(guān)。4李敏江埡電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式有以下幾種：1、中性點(diǎn)非直接接地a.中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)不接地方式最簡單。單相接地時(shí)允許帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設(shè)備的電容電流等幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，但是，由于該方式對(duì)電網(wǎng)電容電流及負(fù)荷水平有嚴(yán)格的限制，超過一定數(shù)值后將引起電弧接地過電壓，因而適用范圍有限。5蔣寧中性點(diǎn)消弧線圈接地消弧線圈的作用是用來補(bǔ)償電容電流，保證在接地電容電流超過規(guī)定值的條件下，能夠瞬間將電弧熄滅，從而消除接地

36、過電壓（弧光間歇產(chǎn)生）。中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地當(dāng)接地電容電流超過允許值時(shí)，也開采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地。此接地方式降低弧光間隙接地過電壓，同時(shí)可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護(hù)可靠動(dòng)作，一般用于大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。b.中性點(diǎn)直接接地單相短路一旦發(fā)生在直接接地系統(tǒng)中，將會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，必須立即切除線路或設(shè)備來降低故障損失，如此便會(huì)使供電連續(xù)性減弱，也會(huì)加重?cái)嗦菲鞯呢?fù)擔(dān)。但在高壓或超高壓電網(wǎng)中，這種接地方式產(chǎn)生的過電壓比較低，所以絕緣水平也下降，可使設(shè)備投資減少，具有比較顯著的經(jīng)濟(jì)效益。故適用于110KV及以上電網(wǎng)中。3.1.2 變壓器中性點(diǎn)接地方式 由上文110KV及以上電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接

37、地方式，由于主變壓器中性點(diǎn)的接地方式由電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式來決定，因此該接線方式同樣可適用與主變壓器的110-500KV側(cè)。 （1）凡是自耦變壓器，其中性點(diǎn)需要直接接地或經(jīng)小阻抗接地。 （2）終端變電所的變壓器中性點(diǎn)一般不接地。 （3）若需要靈活選擇接地點(diǎn)使調(diào)度方便，那么所有的普通型變壓器都要接地,此時(shí)需要用到隔離開關(guān)。 （4）選擇接地時(shí)應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)。雙母線接線有兩臺(tái)以上主變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。3.1.3 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用非直接接地方式，當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組接地點(diǎn)有電流，該電流是它本身和它相連接元

38、件的對(duì)地電容電流。本次設(shè)計(jì)采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。消弧線圈可接在直配線發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上。當(dāng)發(fā)電機(jī)為單元接線時(shí)，則應(yīng)接在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上。3.2 發(fā)電機(jī)的選型3.2.1 選型1. 選擇：QF502型號(hào)含義： 22極 50額定容量 F發(fā)電機(jī) Q汽輪機(jī)QFSN-300-2型號(hào)含義： 22極 300額定容量 N氫內(nèi)冷 F發(fā)電機(jī) Q汽輪機(jī) S水內(nèi)冷表3 汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù)型號(hào)額定容量（MW） 電壓（KV）電流（KA）功率因數(shù)電抗（標(biāo)幺值）QF502型5010.53.440.850.124QFSN-300-2300201.010.850.171本次設(shè)計(jì)內(nèi)容裝機(jī)容量裝機(jī)4臺(tái)，分別為供熱式機(jī)組25

39、0MW, 凝氣式機(jī)組2300MW，所以可以選四臺(tái)發(fā)電機(jī)。 3.3 變壓器的選型 在發(fā)電廠中，用來向電力系統(tǒng)輸送功率的變壓器是主變壓器。用于在兩種電壓等級(jí)之間起交換功率的變壓器稱之為聯(lián)絡(luò)變壓器。 3.3.1.變壓器容量的確定原則當(dāng)變壓器為單元接線時(shí)，它的容量是發(fā)電機(jī)額定容量與本機(jī)組廠用負(fù)荷差值的1.1倍。分裂繞組變壓器應(yīng)該用于擴(kuò)大單元接線比較合理，它的容量確定方法跟單元接線類似。主變壓器容量和臺(tái)數(shù)與主接線的形式相互影響，主接線形式最佳則主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量的選型也會(huì)相對(duì)更優(yōu)。不僅要從原始資料入手，還要看電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，以及電壓等級(jí)的大小和輸送功率的多少，它們都對(duì)主變壓器的選擇有影響。容量選的

40、大，比較浪費(fèi)資源，不能將應(yīng)有的作用發(fā)揮到極致，如果選的太小，又容易造成線路發(fā)生故障，導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p失。為此，在選擇發(fā)電廠主變壓器時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則:a.單元接線的主變壓器容量應(yīng)按下列條件中較大者選擇。b.發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%裕度。c.按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫升，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度或冷卻水溫度不超過65K的條件進(jìn)行選擇。6淺談大容量機(jī)組主變壓器的選擇 王建方該65是依據(jù)我國電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)，即在正常使用條件下，油浸變壓器在連續(xù)額定容量穩(wěn)態(tài)下的繞組平均溫度。（1） 單元接線的主變壓器： 式中 -發(fā)電機(jī)的額定功率； -額定功率因數(shù)

41、； -廠用電率該電廠#3、#4發(fā)電機(jī)的額定容量為300MW,扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為： （2）具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器： 連接在發(fā)電機(jī)電壓母線和系統(tǒng)間的主變壓器的容量應(yīng)考慮以下素： a.在發(fā)電機(jī)全部工作并且滿足其供電的日最小負(fù)荷的情況下，主變壓器應(yīng)該在去除廠用負(fù)荷后將母線上剩下的容量（有功和無功）輸入到系統(tǒng)里。 b.在檢修發(fā)電機(jī)電壓母線上連著的最大一臺(tái)機(jī)組時(shí)，或者熱負(fù)荷的變動(dòng)使得本廠的輸出功率被限制時(shí)，則主變壓器需要具有從電力系統(tǒng)倒送功率的特點(diǎn)，這樣才能滿足電壓母線的要求。 c.當(dāng)有兩臺(tái)或者更多的主變壓器接在發(fā)電機(jī)電壓母線上時(shí)，由于某種原因，最大容量的一臺(tái)機(jī)組退出了運(yùn)行，那么其余

42、的主變壓器為了滿足運(yùn)行要求，至少要輸送大于70%的母線剩余功率。 綜上，本設(shè)計(jì)各電壓等級(jí)計(jì)算結(jié)果如下： a.10KV電壓等級(jí)下的最大容量 b.220KV 電壓等級(jí)下的最大容量 c.500KV電壓等級(jí)下的最大容量從上述計(jì)算結(jié)果可知低壓側(cè)的容量為最大，故以此為基準(zhǔn)可以選擇一個(gè)三繞組的變壓器.3.3.2.變壓器臺(tái)數(shù)的確定原則 發(fā)電廠主變壓器的臺(tái)數(shù)與電壓等級(jí)，接線形式，傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系有密切關(guān)系，對(duì)于大中型火電廠在一種電壓等級(jí)下，主變壓器應(yīng)不少于2臺(tái)，而中小型發(fā)電廠，只裝一臺(tái)主變壓器。3.3.3.繞組連接方式的確定變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則無法并列運(yùn)行。Y型和型是電力系統(tǒng)中最

43、常見的繞組連接方式，但是具體如何排列組合高中低三側(cè)繞組視實(shí)際情況而定。三相變壓器的三個(gè)繞組在相同電壓的條件下可以連接成星型、三角型、曲折型，通常，以字母Y、D或Z表示高壓繞組，字母y、d 或z則表示中低壓繞組。如果星型連接或曲折型連接的中性點(diǎn)是引出的，則分別以YN、ZN表示，帶有星三角變換繞組的變壓器，應(yīng)在兩個(gè)變換間以“-”隔開。Y型繞組連接方式在我國110KV及以上的電壓等級(jí)中，變壓器繞組采用此種方式。35KV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。3.3.4.變壓器調(diào)整方式的選擇變壓器有分接頭，用作電壓調(diào)整，即通過分接開關(guān)切換至不同的檔位，改變了變壓器的變比，從而改變電壓。有兩種切換方式，其中一種

44、切換后電壓調(diào)整范圍在5%左右，因?yàn)樗粠ж?fù)荷切換，故可以稱為無勵(lì)磁調(diào)壓，另一種是帶負(fù)載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)20%-30%。一般變壓器在110KV以下電壓等級(jí)時(shí)才考慮有載調(diào)壓方式。綜合考慮發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)運(yùn)行出力變化不大，所以在本次的設(shè)計(jì)中采用的變壓器調(diào)整方式是無勵(lì)磁調(diào)壓。3.3.5.變壓器的選型500KV發(fā)電機(jī)側(cè)變壓器 SFP-360000/500表4 SFP-360000/500型變壓器參數(shù)額定容量（KVA）額定電壓（KV）阻抗電壓（%）損耗（W）高壓低壓空載短路36000052518162251060500KV母線側(cè)變壓器OSFPSZ-360000/500表5 OSFPSZ-36

45、0000/500型變壓器參數(shù)額定容量(VA)額定電壓(KV)阻抗電壓(%)負(fù)載損耗（W）高中高低中低高中高低中低高中高低中低36000055024610%101026418003.4 電氣設(shè)備的配置3.4.1斷路器的配置斷路器實(shí)際上是一種開關(guān)設(shè)備，在正常工作情況下接通電路，故障條件下則斷開電路以保護(hù)線路。SF6斷路器和真空斷路器目前應(yīng)用廣泛，少油斷路器因其成本低，結(jié)構(gòu)簡單，依然被廣泛應(yīng)用于不需要頻繁操作及要求不高的各級(jí)高壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器基本被淘汰。3.4.2隔離開關(guān)的配置隔離開關(guān)在10KV配電裝置中的每回出線都應(yīng)該裝設(shè)，因?yàn)?0KV出線上裝設(shè)有電抗器來限制短路電流，并且斷路

46、器和電抗器為不同供電用戶所共用。1接在變壓器因出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。2當(dāng)避雷器和電壓互感器同時(shí)都接在母線上時(shí)，只需合用一組隔離開關(guān)。接在母線上的避雷器和電壓互感器可以合用一組隔離開關(guān)。3一組斷路器應(yīng)該配置兩個(gè)隔離開關(guān)，在檢修線路時(shí)，由于斷路器的滅弧能力，應(yīng)先斷開斷路器，隔離電源，防止事故發(fā)生。4當(dāng)普通型變壓器的接地方式為中性點(diǎn)直接接地時(shí)，應(yīng)該通過隔離開關(guān)來接地。3.4.3接地刀閘的配置接地刀閘配置的意義在于維護(hù)運(yùn)行設(shè)備及母線線路的檢修安全，應(yīng)該配置幾組接地刀閘需要根據(jù)電壓等級(jí)以及母線長度等因素來確定。接地刀閘裝設(shè)時(shí)還應(yīng)考慮它們的間距適中。對(duì)于母線來說，其接地刀閘既可以安裝在母

47、線隔離開關(guān)基座上，也可以裝在其電壓互感器的隔離開關(guān)上。 3.4.4電壓互感器的配置1.電氣主接線的形式不僅對(duì)主變壓器的配置有影響，也對(duì)電壓互感器的選擇有關(guān)鍵性的作用。保證保護(hù)裝置不會(huì)失壓是對(duì)電壓互感器的最基本要求，同時(shí)也要符合保護(hù)同期和自動(dòng)裝置的要求。2.6220KV電壓等級(jí)的每組主母線上的三相上裝設(shè)電壓互感器。 3.電壓互感器可以用來檢測線路側(cè)是否有電壓，因此電壓互感器應(yīng)該裝設(shè)在需要檢測有無電壓的出線側(cè)的一相。3.4.5電流互感器的配置1電流互感器應(yīng)該安裝在有斷路器的回路，即斷路器必須裝設(shè)有電流互感器，并且要滿足保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。2再在未裝設(shè)斷路器的變壓器的中性點(diǎn)變壓器出口橋形接線的跨條

48、上也裝設(shè)電流互感器。3對(duì)直接接地系統(tǒng) ，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，配置情況應(yīng)根據(jù)不同的條件擇優(yōu)選擇兩相或者三相。3.4.6避雷器的配置1配電裝置的每相母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器是除外。2避雷器應(yīng)該裝設(shè)在電氣距離超過允許值的變壓器附近。3當(dāng)變壓器采取三繞組變壓器時(shí)，避雷器應(yīng)該裝設(shè)在其低壓側(cè)。4變壓器中性點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)避雷器，因?yàn)樵谥苯咏拥氐南到y(tǒng)中，變壓器的中性點(diǎn)安裝有隔離開關(guān)。4 短路電流計(jì)算4.1 短路電流概述電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)有多種狀態(tài)，當(dāng)所有電氣設(shè)備良好線路良好時(shí)，運(yùn)行正常即為正常運(yùn)行狀態(tài)，相對(duì)應(yīng)的也有非正常運(yùn)行狀態(tài)，短路故障是運(yùn)行過程中危害最大的一種情況。所以在設(shè)計(jì)過程中

49、，要考慮到在該種接線方式或此種電氣設(shè)備配置情況下可能出線的故障情況，以此配置各種保護(hù)保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 對(duì)供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動(dòng)力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)以及電壓的降低等。因此，短路電流計(jì)算是電氣主接線的方案比較、電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的選擇、接地計(jì)算以及繼電保護(hù)選擇和整定的基礎(chǔ)。4.1.1短路的原因及后果1.短路原因造成短路的原因通常有以下幾種：（1）電氣設(shè)備在運(yùn)行正常使用過程中可能會(huì)因摩擦碰撞遭受機(jī)械損傷，在雷暴天氣會(huì)因打雷，電壓過大對(duì)設(shè)備的絕緣保護(hù)造成危害，載流導(dǎo)體也是如此，絕緣老化也是造成電氣設(shè)備短路的重要原因之一。（2）電線桿塔由架空線路相連，因此受天氣的制約非常大，

50、在大風(fēng)或嚴(yán)重冰雪天氣，導(dǎo)線結(jié)冰增加了重量，可能會(huì)使桿塔承重減弱而倒塌；此外，鳥類飛禽也是導(dǎo)致短路的一個(gè)主要因素，可能會(huì)跨接裸露導(dǎo)體造成傷亡。（3）電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不良和運(yùn)行不當(dāng)或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路。（4）由于人為因素導(dǎo)致的短路，如在檢修線路時(shí)，運(yùn)行人員倒閘操作時(shí)由于技術(shù)不嫻熟或者專業(yè)知識(shí)不到位違反操作原則等原因帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)，再者檢修完線路或者設(shè)備忘記了將之前安裝的接地線去除就直接給設(shè)備加壓投運(yùn)。這些都是難以避免的未知因素，因此在操作時(shí)一定要專業(yè)技術(shù)人員強(qiáng)烈按照操作原則來執(zhí)行。（5）其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導(dǎo)致短路。 2短路后果系統(tǒng)某處

51、一旦發(fā)生短路，作出該處回路的等值電抗圖可以計(jì)算出相對(duì)于正常情況下，短路電抗減小很多，由于電源電壓瞬間沒有變化，因此可以計(jì)算出此時(shí)的電流相當(dāng)于正常工作電流的幾倍甚至幾十倍，即為短路電流，電流過大的危害顯而易見。（1）電氣設(shè)備都應(yīng)在合適的溫度下運(yùn)行，超過此合適溫度將會(huì)對(duì)設(shè)備造成不良影響，而設(shè)備流過電流的大小是影響設(shè)備溫度的一個(gè)重要原因，電流越大，設(shè)備發(fā)出的熱量就越多并且發(fā)熱速度越快，使設(shè)備周圍溫度急劇上升，時(shí)間越久設(shè)備可能會(huì)被燒壞。（2）電氣設(shè)備可以看作一個(gè)良好的導(dǎo)體，導(dǎo)體之間有力的作用，如果此時(shí)有短路電流通過并且電流很大時(shí)，則導(dǎo)體間會(huì)有很大的電動(dòng)力產(chǎn)生，力的沖擊作用加速了導(dǎo)體的損害，當(dāng)?shù)竭_(dá)某種程

52、度導(dǎo)體會(huì)扭曲變形，設(shè)備徹底被摧毀。（3）短路雖然在短時(shí)間使通過電氣設(shè)備的電流驟然上升，但卻降低了系統(tǒng)電壓，在系統(tǒng)中異步電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備，由于系統(tǒng)電壓下降，轉(zhuǎn)矩下降，異步電動(dòng)機(jī)減速甚至停轉(zhuǎn)。長此以往，設(shè)備勢必會(huì)報(bào)廢，重新購買又增加了投資。（4）正常運(yùn)行時(shí)，功率分布正常。一旦短路發(fā)生，原本穩(wěn)定的系統(tǒng)將會(huì)瞬時(shí)間產(chǎn)生巨大變化，功率分布的變化使的原本并列運(yùn)行的發(fā)電廠失步，這樣的后果是大部分供電將會(huì)受損，引起大面積停電，會(huì)給國民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p失，必須要避免這類情況的發(fā)生。（5）電生磁，因此短路電流越大，磁場越強(qiáng)，磁場對(duì)各種重要系統(tǒng)都會(huì)造成影響，磁場越強(qiáng)會(huì)干擾通訊，信號(hào)減弱，特別是現(xiàn)在發(fā)電廠采用自動(dòng)化裝置，如果周圍磁場很強(qiáng)，這些裝置將無法順利將設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)及時(shí)反饋到管理系統(tǒng)，會(huì)造成工作的缺失和管理的不便。4.1.2短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè)如何衡量短路造成后果的嚴(yán)重性就需要短路電流的大小來決定，根據(jù)短路電流的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，在選擇電氣設(shè)備時(shí)必須按照