2×100+4×300MW發(fā)電廠電氣部分初步設計(勵磁系統(tǒng))

1、 （摘 要此次設計的主要任務是 1125MW+4300MW 的火電廠電氣部分的初步設計。首先確定電氣主接線方案，選擇發(fā)電機、主變壓器、聯絡變壓器、廠用變壓器和啟/備變壓器。用所選擇的發(fā)電機與變壓器的參數進行標幺值的計算；并做出可能發(fā)生各種短路的等值電路圖，分別計算各電源對短路點的計算電抗，列出短路計算結果表；通過對各設備最大持續(xù)電流的計算，分別對斷路器、maxgI隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、熔斷器、全連式分相封閉母線等設備進行選擇，并通過短路計算結果中的各短路值對所選的設備進行校驗。了解該電廠勵磁系統(tǒng)的原理如設計方法。關鍵詞關鍵詞：電氣主接線；短路計算；設備選擇； 本科畢業(yè)設計說

2、明書本科畢業(yè)設計說明書AbstractThe main assignment of the design is the initial plan of electric with regard to regional fossillfule plant (11250MW+3300MW). To begin with ,we must ensure the project of electric main line .What more ,we select the capacity of generator ,we select generator、transformer、liasion tr

3、ansformer、transformer which used in the factory and enlighten spare transformer. We can carry out the short circuit calculation .The diagram of equivalent can be make out at the basic of transformer and generator data respectively. At last, we calculate the reactance which the point of short circuit

4、 to every power system and lay out the table of short circuit. Interrupter, disconnect switch, busbar, lighting arresters can be selected by way of the maxgIcalculation. We can check the install we choose via the result of short circuit. Find out the protection principle of 600MW generator and trans

5、former, know the movement situation of the protection.Keywords: electric main line; short-circuit calculation; equipment choice;符號說明常用符號：-電流 -額定電流 基值電流（KA） InIBI基值電壓（KV） -額定電壓（一次側） （KV） BUnU-二次側額定電壓（V） 電網工作電壓2nUgU（KV）-電壓 -電抗 -電阻 UXR-容量 -負荷 -能量 SPW電勢 -系統(tǒng)基準容量（MVA） -變壓器額定容量EBSnS專用符號- 勵磁電流 -短路電流沖擊值（KA）f

6、IchI-最大持續(xù)工作電流 -穩(wěn)態(tài)三相短路電流max.gII-0S短路電流周期分量(標幺值) -0S短路電流周期分量（有名值）*I I -斷路器的額定開斷路器（KA） -斷路器極限通過電流峰值brImaxI（KA）-斷路器實際開斷時間 t 秒的短路電流周期分量（KA）dtI-斷路器 t 秒熱穩(wěn)定電流 -短路容量（MVA） tIS -支路計算電抗（標幺值） -支路轉移電抗（標幺值）jsXfsX-短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假象時間） （S）dzt-固有分閘時間（S） -熱穩(wěn)定系數kdtC-母線截面系數 -經濟電流密度WJ目目 錄錄引 言.1第一章 電氣主接線設計.21.1 主接線的設計原則和要求

7、.21.2 電氣主接線的設計步驟 .21.2.2 主接線的類型與使用范圍 .41.2.3 設計方案的介紹 .51.2.3 主接線方案的評定 .61.3 發(fā)電機和主變壓器的選擇 .71.3.1 發(fā)電機的選擇 .71.3.2 主變壓器和聯絡變壓器的選擇 .7第二章 廠用電設計.102.1 廠用電的設計原則和基本要求 .102.2 本廠廠用電主接線設計 .102.3 廠用變壓器的選擇 .11第三章 短路電流計算.133.1 短路電流計算的目的 .133.2 短路電流計算的一般規(guī)定 .133.3 短路電流的計算步驟 .143.4 主接線及廠高壓短路電流計算 .143.4.1 發(fā)電機電抗標么值計算 .1

8、43.4.2 變壓器電抗標么值計算 .153.4.3 發(fā)電廠電氣一次部分各短路點短路電流計算 .16第四章 電氣設備的選擇與校驗.284.1 電氣設備選擇的一般原則 .284.2 斷路器的選擇與校驗 .294.2.1 斷路器的選擇原則 .294.2.2 斷路器的選擇與校驗 .304.3 隔離開關的選擇與校驗 .334.4 接地開關的選擇與校驗 .344.4.1 接地開關的選擇原則 .344.4.2 接地開關的選擇與校驗 .344.5 電壓互感器的選擇與校驗 .354.5.1 電壓互感器的選擇原則 .354.5.2 電壓互感器的選擇與校驗 .364.6 電流互感器的選擇與校驗 .364.6.1

9、電流互感器的選擇原則 .364.6.2 電流互感器的選擇與校驗 .384.7 高壓熔斷器的選擇與校驗 .394.7.1 高壓熔斷器的選擇原則 .394.7.2 高壓熔斷器的選擇 .394.8 避雷器的選擇 .404.8.1 避雷器的選擇原則 .404.8.2 避雷器的選擇 .414.9 母線與架空線的選擇與校驗 .414.9.1 母線與架空線的選擇原則 .414.9.2 母線的選擇與校驗 .424.9.3 架空線的選擇 .424.9.4 封閉母線的選擇 .43第五章 勵磁系統(tǒng)的設計.455.1 勵磁系統(tǒng)的主要作用 .455.2 勵磁系統(tǒng)的初步設計 .455.2.1 發(fā)電機勵磁方式的選擇 .45

10、5.2.2 自并勵勵磁系統(tǒng)原理及優(yōu)缺點 .465.2.3 100MW 發(fā)電機微機型自并勵勵磁系統(tǒng)的設計.47六章 發(fā)電機的主保護設計.496.1 發(fā)電機保護配置原則 .496.2 發(fā)電機的縱差動保護 .506.3 發(fā)電機 100%定子繞組單相接地保護.516.4 發(fā)電機定子繞組匝間短路保護 .526.5 發(fā)電機勵磁回路接地保護 .536.6 發(fā)電機失磁保護 .54第七章 配電裝置的設計.567.1 設計原則與要求 .567.1.1 配電裝置的設計原則 .567.1.2 配電裝置設計必須滿足的要求 .567.2 610 KV 配電裝置 .567.3 220 KV 配電裝置 .57結 論.58參考

11、文獻.59謝 辭.60引 言電力自從應用于生產以來，已成為現代化生產、生活的主要能源，在工農業(yè)、交通運輸業(yè)、國防、科學技術和人民生活等方面都得到了廣泛的應用。電力工業(yè)發(fā)展水平和電氣化程度已經成為衡量一個國家國民經濟發(fā)展水平的重要標志。至 2001 年，我國已投產和正在建設的 100 萬 kW 及以上的電廠達 113 座，其中火電廠為 85 座。隨著經濟的不斷發(fā)展，我國的電力工業(yè)已經進入了大機組、大電廠、大電網、超高壓、自動化、信息化發(fā)展的新時期。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對發(fā)電廠的設計提出了更高的要求。隨著一次能源的不斷減少，對能源的利用率要求也越來越高；而大機組的能源利用率高、在環(huán)境污染方面較小機

12、組要??；因此，在火電廠的設計中，大機組的設計已經成為現在設計的主流。這就引出了本次設計的主要內容，某地區(qū) 2*100MW+4*300MW 火力發(fā)電廠的電氣部分進行初步設計。第一章 電氣主接線設計1.1 主接線的設計原則和要求發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、線路和斷路器等電氣設備的數量和連接方式及可能的運行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務。它的設計，直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經濟運行。因此，主接線的設計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關技術經濟政策的前提下，力爭使其技術

13、先進、經濟合理、安全可靠。設計主接線的基本要求是：（1）可靠性 供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個要求。衡量主接線運行可靠性的標志是： 斷路器檢修時，能否不影響供電。 線路、斷路器或母線檢修時，停運出線回路數的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 發(fā)電廠全部停運的可能性。 對大機組超高壓情況下的電氣主接線，應滿足可靠性準則的要求。（2）靈活性 調度靈活，操作簡便：應能靈活地投入某些機組、變壓器或線路，調配電源和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運行方式下的調度要求。 檢修安全：應能方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不影響電力網的正

14、常運行及對用戶的供電。（3）經濟性 投資?。褐鹘泳€應簡單清晰，控制保護方式不過復雜，適當限制斷路器電流。 占地面積?。弘姎庵鹘泳€設計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件。 電能損耗少：經濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺數，避免兩次變壓而增加電能損失。1.2 電氣主接線的設計步驟電氣主接線的設計伴隨著發(fā)電廠或變電所的整體設計，即按照工程基本建設程序，歷經可行性研究階段、初步設計階段和施工設計階段等四個階段。在各階段中隨要求、任務的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設計思路、方法和步驟相同。具體步驟如下：（1）本工程情況 發(fā)電廠類型： 區(qū)域性凝氣式火電廠，設計規(guī)劃容量 1125+3300。遠離負荷中心

15、。（2）電力系統(tǒng)情況 系統(tǒng)的電壓等級：電廠聯入系統(tǒng)的電壓等級為 330KV，330KV 架空線 4 回,負荷為 466640MW，為 I、II 級負荷，cos=0.85.Tmax=6500h；110KV 架空線 6 回,負荷為 80120MW，為 I、II 級負荷，cos=0.85.Tmax=6000h,其余送 220KV 系統(tǒng)。廠用電率 8% 。（3）環(huán)境條件當地年最高溫度 36,年最低溫度29,最熱月平均最高溫度 29,最熱月平均地下溫度 15,當地海拔高度 1000 米,當地雷暴日 14 日年 1.2.1 大、中型發(fā)電廠及配電裝置的接線要求4技術要求:（1）電氣主接線設計、廠用電設計，要

16、滿足可靠性、靈活性、方便性、經濟性等要求;（2）主變和廠用變型號容量選擇要按照新型設備選擇，主要電氣設備盡量選新型設備并要求校驗，要求繪制電氣設備選擇結果總表。（3）短路電流計算要準確無誤，并要求繪制短路計算結果表;5220KV 主保護動作時間為 0.02s,后備保護動作時間為 1s, 110KV 主保護動作時間為 0.03s,后備保護動作時間為 2s,大型發(fā)電廠（總容量 1000MW 及以上，單機容量 200MW 以上） ，一般距負荷中心較遠，電能須用較高電壓輸送，故宜采用簡單可靠的單元接線方式，直接接入高壓或超高壓系統(tǒng)。其主接線的特點是：（1）在系統(tǒng)中的地位重要、主要承擔基本負荷、負荷曲線

17、平穩(wěn)、設備利用小時數高、發(fā)展可能性大，因此，其主接線要求較高。（2）不設發(fā)電機電壓母線，發(fā)電機與主變壓器采用簡單可靠的單元接線，發(fā)電機出口至主變壓器低壓側之間采用封閉母線。除廠用電外，絕大部分電能直接用 220KV 及以上的 12 種升高電壓送入系統(tǒng)。附近用戶則由地區(qū)系統(tǒng)供電。（3）升高電壓部分為 220KV 及以上。220KV 配電裝置，一般采用雙母線帶旁路母線、雙母線分段帶旁路母線，接入 220KV 配電裝置的單機容量一般不超過 300MW；中型發(fā)電廠（總容量 2001000MW、單機容量 50200MW）和小型發(fā)電廠（總容量 200MW 以下、單機 50MW 以下） ，一般靠近負荷中心，

18、常帶有 610KV電壓級的近區(qū)負荷，同時升壓送往較遠用戶或與系統(tǒng)連接。發(fā)電機電壓超過10KV 時，一般不設機壓母線而以升高電壓直接供電。對于 6220KV 電壓配電裝置的接線，一般分為兩大類：其一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設旁路母線的接線；其二為無母線類，包括單元接線、橋形接線和多角形接線等。1.2.21.2.2 主接線的類型與使用范圍主接線的類型與使用范圍1.不分段的單母線：（1）610KV 配電裝置，出線回路數不超過 5 回。（2）3563KV 配電裝置，出線回路數不超過 3 回。 （3）110220KV 配電裝置，出線回路數不超過 2 回。2.分段的單母線：

19、（1）610KV 配電裝置，出線回路數為 6 回及以上。 （2）3563KV配電裝置，出線回路數為 48 回時。 （3）110220KV 配電裝置，出線回路數為 34回時。 3.單母線帶旁路母線接線：（1）610KV 配電裝置，和 3563KV 配電裝置，一般不設旁路母線。 （2）110220KV 配電裝置，當 110KV 出線為 7 回及以上220KV 出線為 5 回及以上時或對在系統(tǒng)中居重要位置的配電裝置，110KV 出線為6 回及上，220KV 出線為 4 回及以上時。4.一般雙母線：（1）610KV 配電裝置，當短路電流較大，出線需帶電抗器時。 （2）3563KV 配電裝置，出線回路數

20、超過 8 回或連接的電源較多、負荷較大時。 （3）110220KV 配電裝置，出線回路數為 5 回及以上或該配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位、出線回路數為 4 回及以上時。5.一般雙母線帶旁路接線：（1）663KV 配電裝置，一般不設旁路母線。（3）110220KV 配電裝置，出線回路數為 34 回時。6.分段的雙母線接線：（1）發(fā)電機電壓配電裝置，每段母線上的發(fā)電機容量或負荷為 25MW 及以上時。 （2）220KV 配電裝置，當進出線回路數為 1014時，采用雙母三分段帶旁路；當進出線回路數為 15 回及以上時，采用雙母四分段帶旁路接線。7.一臺半斷路器接線：用于大型電廠和變電所 220KV 及

21、以上、進出線回路數 4 回及以上的高壓、超高壓配電裝置中。對于 220KV 系統(tǒng)，DL5000-2000火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程中有如下規(guī)定：若采用雙母分段接線不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定和地區(qū)供電可靠性要求，且技術經濟合理時，容量為 300MW 及以上機組發(fā)電廠的 220KV 配電裝置也可用一臺半斷路器接線方式。a8.43 臺斷路器接線：可靠性降低，布置比較復雜，很少采用。1.2.31.2.3 設計方案的介紹設計方案的介紹本廠為 110KV 和 220KV 電壓等級，單機容量為 100 和 300MW，故宜采用可靠的單元接線，直接接入系統(tǒng)。對于 220KV 配電裝置的接線，我們選擇了雙母線分段、雙母帶

22、旁路分段接線兩種方案。KV110220KVKV220回11回6回4回MW100100MW300MWMW300MW300MW300圖 1-1 方案一110KV6回1回1回4回220KV300MW100MW100MW300MW300MW300MW圖 1-2 方案二我們初步擬定了兩種方案，下面對其進行比較：表 1-1 方案比較方案項目方案一：雙母線分段方案二：雙母分段帶旁路可靠性1.任何斷路器檢修，影響用戶的供電。2有四回出線，任一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動相重合時，切除兩回以上線路。3.母線檢修將導致一半容量停運。1.220KV 任一段母線故障時，只有的電源和負荷停電。412.220KV

23、 任一分段斷路器故障時，只有左右的電源和負21荷停電。3.220KV 母線，故障范圍小，避免全場停電的可能。1.2.3 主接線方案的評定由原始資料可知,設計為大型火電廠,其機組容量為 2100 MW +4300MW,最大單機容量 300MW,年利用小時數為 6000h,在電力系統(tǒng)中承擔主要負荷,從而該廠主接線設計務必著重考慮其可靠性.發(fā)電機出口電壓為 20KV,采用單元接線。110KV 電壓端，為使其出線斷路器檢修時不停電,應采用雙母線接線,以保證其供電的可靠性和靈活性.220KV 電壓等級,由于負荷容量大,電壓高,輸電距離遠,為保證其可靠性,應選可靠性較高的雙母分段帶旁路接線,結論：兩個方案

24、的可靠性、靈活性均滿足設計的要求，從經濟上比較方案二明顯比方案一可靠性高，所以選擇方案二。所以本廠為 110KV 與 220KV 兩個電壓等級，單機容量為100MW、300MW，故宜采用可靠的單元接線，直接接入系統(tǒng)。對于 220KV 配電裝置的接線我們選擇雙母帶旁接線方法；110KV 系統(tǒng)采用雙母帶旁接線。設計方案接線如圖所示：110KV6回1回1回4回220KV300MW100MW100MW300MW300MW300MW 圖 1-1 發(fā)電廠電氣主接線接線方案1.31.3 發(fā)電機和主變壓器的選擇發(fā)電機和主變壓器的選擇1.3.11.3.1 發(fā)電機的選擇發(fā)電機的選擇由于本次設計的發(fā)電廠為，查電氣工

25、程專業(yè)畢業(yè)設計2 1004 300MWMW 指南電力系統(tǒng)分冊 ，選發(fā)電機參數如下表。表 1-1 發(fā)電機參數型 號 額定容量（MW）功率因數Cos同步電抗dx次暫態(tài)電抗dx暫態(tài)電抗dx額定電壓（kv）QFN-100-21000.851.8060.1830.286 10.5QFS-300-23000.852.2640.1670.269181.3.21.3.2 主變壓器和聯絡變壓器的選擇主變壓器和聯絡變壓器的選擇（1）變壓器原、副邊額定電壓應分別與引接點和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應。（2）聯結組別的選擇，宜使同一電壓等級（高壓或低壓）的廠用工作、備用變壓器輸出的相位一致。（3）阻抗電壓及調壓形式的選

26、擇，宜使在引接點電壓及廠用電負荷正常波動范圍內，廠用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的。%5（4）變壓器的容量必須保證廠用機械及設備能從電源獲得足夠的功率。根據以上原則選擇變壓器如下：（1）主變壓器的選擇單元接線中的主變壓器容量應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷NS后，留有 10%的裕度選擇。 （1-)(cos)1 (1 . 1MVAKPSGPNGN1）式中：-發(fā)電機容量NGP-發(fā)電機額定功率因數Gcos-廠用電率PK 與 100MW 發(fā)電機相連的主變壓器1.1(1)/cos1.1 100 (1 8%)/0.85119.06()NNGpGSPKMVA查電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南電力系統(tǒng)分冊

27、 ，選用 SFP7-120000/110 型變壓器。 與 300MW 發(fā)電機相連的主變壓器 1.1(1)/cos1.1 300 (1 8%)/0.85357.176()NNGpGSPKMVA查電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算 ，選用 SFP7-360000/220表 1-2 主變壓器參數項目100MW 機組300MW 機組型號SFP7-120MVA/110KVSFP7-360MVA/220KV相數33頻率（Hz）5050額定容量（KVA）120000360000額定電壓（KV）12122.5%/10.524222.5%/18聯結組編號Ynd11Ynd11阻抗電壓（%）10.514.3（2） 聯絡

28、變壓器的選擇：聯絡變壓器的容量應滿足所聯絡的兩種電壓網絡之間在各種運行方式下的功1率交換，在本廠中 1100KV 與 220KV 之間的潮流交換近期約為 560800MW。聯絡變的容量一般不應小于所聯絡的兩種電壓母線上最大一臺機組容量，以2保證最大一臺機組故障或檢修時通過聯絡變來滿足本側負荷的需要，同時也可在線路檢修或故障時，通過變壓器將剩余功率送入另一側系統(tǒng)。所以，查電力工程電氣設計 200 例 選一臺 OSFPS-360000/220 型三相自耦變壓器表 1-3 聯絡變壓器參數表項目聯絡變壓器型號OSFPS-360000/220額定容量（MVA）360000/120000/100000高中

29、12.1中低18.8 高低12空載損耗（KW）258負載損耗（KW）1164繞組形式YN，0，d11相數三相第二章 廠用電設計2.1 廠用電的設計原則和基本要求保證廠用電的可靠性和經濟性，在很大的程度上取決于正確選擇供電電壓、供電電源和接線方式、廠用機械的拖動方式、電動機的類型和容量以及運行中的正確和管理等措施。廠用電接線應保證廠用電的連續(xù)供應，使發(fā)電廠能安全滿發(fā)，滿足正常運行安全、可靠、靈活、經濟、先進的要求。（1） 對廠用電設計的要求廠用電設計應按照運行、檢修和施工的需要，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重的采用經過實驗鑒定的新技術和新設備，使設計達到技術先進、經濟合理。（2） 廠用電電壓高壓廠用

30、電采用 6KV。低壓廠用電采用 380/220V 的三相四線制系統(tǒng)。（3） 廠用母線接線方式高壓廠用電和低壓廠用電系統(tǒng)應采用單母線接線。當公用負荷較多、容量較大、采用集中供電方式合理時，可設立公用母線，但應保證重要公用負荷的供電可靠性。（4） 廠用工作電源當發(fā)電機與主變壓器采用單元接線時，由主變壓器低壓側引接，供給本機組的廠用負荷。大容量發(fā)電機組，當廠用分支采用分相封閉母線時，在該分支上不應裝設斷路器，但應有可拆連接點。（5） 廠用備用或起動電源高壓廠用備用或起動電源采用下列引接方式：有發(fā)電機電壓母線，應由該母線引接 1 個備用電源。2.2 本廠廠用電主接線設計本廠為 2100MW+4300M

31、W 發(fā)電機組，各發(fā)電機與主變壓器均采用單元接線，廠用電由主變壓器低壓側引接，供給本機組的廠用負荷。本廠為六臺發(fā)電機組，選擇六臺廠用電主變壓器，并且配備兩臺高壓啟動/備用變，1#備用變供1#、2#發(fā)電機備用，2#備用變供 3#、4#、5#、6#發(fā)電機備用。1#備用變由110KV 系統(tǒng)接入，2#備用變由聯絡變低壓側接入。高壓廠用電壓采用 6KV。廠用分支采用分相封閉母線，分支上不應裝設斷路器，但應有可拆連接點。通過分裂繞組廠用高壓變壓器供 6KV 廠用的 A 段和 B 段。廠用電主接線圖：1#廠用變2#廠用變3#廠用變4#廠用變5#廠用變6#廠用變2#廠備用變1#廠備用變圖 2-1 廠用電高壓接線

32、2.3 廠用變壓器的選擇由發(fā)電廠電氣部分可知廠用電由每臺發(fā)電機供給，100MW300MW 廠用備用高壓變壓器每兩臺機組設一臺，故 2 臺 100MW 和 4 臺 300MW 發(fā)電機各設置1 臺廠備用變壓器。（1）100MW 發(fā)電機廠用高壓變壓器容量的選擇：100 8%/0.859.412()NSMVA備用變壓器的容量與兩廠用變壓器最大者容量相同。（2）300MW 發(fā)電機廠用高壓變壓器容量的選擇：300 8%/0.8528.235()NSMVA備用變壓器的容量與兩廠用變壓器最大者容量相同。電壓損耗(kW)型 號額定容量（ kVA）高壓（kV）低壓（kV）阻抗電壓（%）聯接組接法空載電流（%）空載

33、負載SF7-10000/10100001022.5%6.37.5YN,d110.813.653表 2-1 1#、2#廠用主變壓器的參數表 2-2 1#廠用備用變壓器參數損耗（kW）型號額定容量（MVA）額定電壓（kV）聯接組接法空載負載空載電流（%）半穿越阻抗電壓（%）全穿越阻抗電壓（%）SFPF7-31500/1831500/2160001822.5%/6.3D,d0,d030.21530.7513.367.706表 2-3 3#、4#廠用變壓器參數電壓（kV）損耗（kW）型號容量分配（MVA）高壓低壓聯接組接法空載負載空載電流（%）半穿越阻抗電壓（%）全穿越阻抗電壓（%）分裂系數SFF7-

34、315000315000/2200003855%6.3-6.3YN,d11,d11281500.516.69.53.4表 2-4 2#廠用備用變壓器參數電 壓（kV）損耗（kW）型 號額定容量（kVA）高 壓低 壓阻抗電壓（%）聯接組接法空載電流（%）空載負載SFP7-31500/1103150011022.5%6.310.5YN,d110.858.5148第三章 短路電流計算3.1 短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面：（1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種方式的接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施

35、等，均需進行必要的短路電流計算。（2）在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。（3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。（4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路電流為依據。（5）接地裝置的設計，也需用短路電流。3.2 短路電流計算的一般規(guī)定驗算導體和電器時所用短路電流,一般有以下規(guī)定。（1）計算的基本情況 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行； 所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁） ； 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； 所有電源的電動勢相位角

36、相同； 應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。 （2）接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應是可能最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式） ，而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。（3） 計算容量應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本工程建成后 5 10 年） 。（4）短路種類一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴重情況的進行比較。（5）短路計算點在正常

37、接線方式時，通過電器設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。3.3 短路電流的計算步驟短路電流的計算步驟（1） 選擇所需要計算的短路點。（2） 繪制等值次暫態(tài)網絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。（3） 化簡等值網絡，將等值網絡化簡為以短路點為中心的輻射型等值網絡，并求出各電源與電路點之間的電抗，即轉移電抗。fiX（4） 求計算電抗： jsXbNifijsiSSXX（3-1）其中為各等值發(fā)電機或系統(tǒng)的額定容量。NiS（5） 應用運算曲線查出各電源供給短路點的短路電流周期分量的標幺值。（6） 計算無限大容量電源供給的短路電流周期分量的標幺值。（7） 計算短路電流周期分量的有名值和短路容量 1.第

38、i 臺等值發(fā)電機提供的短路電流為 ： （3-avNiiptiptVSII3*.2） 2.無限大功率電源提供的短路電流為 ： （3-avBpsBpspsVSIIII3*3）（8） 計算短路電流的沖擊值，計及負荷影響時短路點的沖擊電流標幺值為： （3-.22LDLDimGimGimIkIki4）其中為短路電流周期分量的幅值，對于小容量的電動機和綜合負荷，取I，容量為 20 到 50MW 的電動機，取，容量為 50 到1.LDimk5 . 13 . 1.到LDimk100MW 的異步電動機，容量為 125MW 以上的異步電機，7 . 15 . 1.到LDimk。8 . 17 . 1.到LDimk（9

39、） 計算異步電機供給的短路電流，只在計算廠低壓短路電流時考慮。（10）繪制短路電流計算結果表。3.4 主接線及廠高壓短路電流計算3.4.13.4.1 發(fā)電機電抗標么值計算發(fā)電機電抗標么值計算 （1）發(fā)電機 G1、G2 的電抗標么值的計算已知：，1218.3%ddXX10.5NUKVMVASB100KVUB11585. 0cos121000.1830.1561000.85BGGdNSXXXS（2）發(fā)電機 G3 、G4 、G5 、G6 的電抗標么值的計算：已知：，3416.7%ddXXKVUN20MVASB100KVUB230 85. 0cos341000.1670.04733000.85BGGd

40、NSXXXS3.4.23.4.2 變壓器電抗標么值計算變壓器電抗標么值計算 （1）1#，2#發(fā)電機主變壓器電抗標么值的計算已知：，%5 .10%21ddUUKVUN110120NSMVAMVASB100KVUB11512%10.51000.0875100100120dBTTNUSXXS（2） 3#，4#發(fā)電機主變壓器電抗標么值的計算已知：，34%14.3%ddUUKVUN220360NSMVAMVASB100230BUKV34%14.31000.0397100100360dBTTNUSXXS（3）1#,2#發(fā)電機廠用變壓器電抗標么值計算已知： ， ， %7.5%dU10NSMVAMVASB10

41、089%7.51000.7510010010dBTTNUSXXS（4）3#,4#發(fā)電機廠用變壓器電抗標么值計算已知： ，MVASN160002/315000MVASB1001213.36dddUUU657. 3fK全穿越阻抗電壓 7.076 12127.076ddUU792. 01Ud568.122Ud 025. 05 .31100100792. 0100001NBdgSSXU40. 05 .31100100568.12100002NBddSSXU（5）1#,2#發(fā)電機廠用/啟動備用變壓器電抗標么值計算已知： ， ， %10.5%dU31.5NSMVAMVASB1006%10.51000.33

42、310010031.5dBTNUSXS（6）3#,4#發(fā)電機廠用/啟動備用變壓器電抗標么值計算已知： ， 半穿越阻抗電壓 16.6，MVASN200002/31500MVASB100全穿越阻抗電壓 9.5 ，4 . 3fK， ，12129.5ddUU6 .1621dddUUU4 . 21Ud2 .142Ud 076. 05 .311001004 . 21000011NBdSSXU451. 05 .311001002 .141000012NBdSSXU（7）220KV 聯絡變壓器的電抗標么值計算 已知：， ，MVASN360000MVASB1001 .12%21U1 3%12U8 .18%32U

43、65. 2)8 .18121 .12(21%)%(21%3231211UUUU45. 9)128 .181 .12(21%)%(21%3132212UUUU35. 9) 1 .128 .1812(21%)%(21%2132313UUUU11%2.651000.00736100100360BNUSXS22%9.451000.026100100360BNUSXS33%9.351000.026100100360BNUSXS3.4.33.4.3 發(fā)電廠電氣一次部分各短路點短路電流計發(fā)電廠電氣一次部分各短路點短路電流計算算 110KV0.08750.1560.750.3330.08750.1560.75

44、0.4510.0260.060.0260.007360.04730.03970.0250.400.0250.03970.04730.04730.03970.0250.400.400.0250.03970.0473220KV0.44E1E1E2E3E14E1E5E6K3K1K6K7K8K5K4K2K90.40圖 3-1 發(fā)電廠等值電路圖（1） 點短路即 220KV 母線處短路1K5267112圖 3-2 點短路等值電路圖1K12120.1560.08750.2435XXXX156789101112131()/()()/()(0.03970.0473)0.0224XXXXXXXXX星角變換：514

45、16514140.033 0.440.0330.441.140.022XXXXXX51517515140.033 0.0220.0330.0220.05670.44XXXXXX發(fā)電機 G1、G2 相對短路點的計算電抗為：111100/0.850.24350.2864100NjsBSXXS發(fā)電機 G3、G4 、G5、G6 相對短路點的計算電抗為：221744300/0.850.05670.80100NjsBSXXS220KV 系統(tǒng)相對短路點計算電抗為：316110.8771.14jsXX（2）點短路即 220KV 母線處短路2K18圖 3-3 點短路等值電路圖2K1812341()/()(0.0

46、8750.156)0.1222XXXXX192067110.03970.04730.043522XXXX211850.1220.0330.155XXX發(fā)電機 G1、G2 相對短路點的計算電抗為：112122 100/0.850.1550.365100NjsBSXXS發(fā)電機 G3、G4、 G5、G6 相對短路點的計算電抗為：22192300/0.850.04350.307100NjsBSXXS220KV 系統(tǒng)對短路點計算電抗為：314112.2720.44jsXX（3）點短路即 1#主變壓器低壓側短路3K18圖 3-4 點短路等值電路圖3K12340.1560.08750.2435XXX1367

47、89101112131()/()/()/()0.03970.04730.0224XXXXXXXXX51416514130.033 0.440.0330.441.140.022XXXXXX51515515140.033 0.0220.0330.0220.05670.44XXXXXX31216151111111 ()1 ()0.0440.24351.140.0567XXXX 31120.0440.1810.2435XCX32150.0440.7760.0567XCX 33160.0440.03861.14XCX320.03860.08750.126XXX 110.1260.6960.181dXXC

48、220.1260.1620.776dXXC 330.1263.260.0386dXXC發(fā)電機 G1 相對短路點的計算電抗為：111100/ 0.850.1560.184100NjsBSXXS發(fā)電機 G2 相對短路點的計算電抗為：221100/0.850.6960.818100NjsdBSXXS發(fā)電機 G3、G4 、G5、G6 相對短路點的計算電抗為：23244 300/0.850.1622.287100NjsdBSXXS220KV 系統(tǒng)相對短路點的計算電抗為：13110.3063.26jssdXX（4）點短路即 3#主變壓器低壓側短路4K12圖 3-5 點短路等值電路圖4K121234()/(

49、)0.122XXXXX 1589101112138911/0.0870.02933XXXXXXXXX135120.1220.0330.155XXX140.44X31314151111111 ()1 ()0.0230.1550.440.029XXXX 31130.0230.1480.155XCX32140.0230.05230.44XCX 33150.0230.7930.029XCX360.0230.03970.0627XXX 110.06270.4240.148dXXC220.06271.200.0523dXXC 330.06270.0790.793dXXC發(fā)電機 G1、G2 相對短路點的計算

50、電抗為：11122 100/0.850.4240.998100NjsdBSXXS發(fā)電機 G3 相對短路點的計算電抗為：337300/0.850.04730.167100NjsBSXXS發(fā)電機 G4、 G5 、G6 相對短路點的計算電抗為：4333 300/0.850.0790.836100NjsdBSXXS220KV 系統(tǒng)相對短路點的計算電抗為：1210.833jssdXX（5）點短路即聯絡變壓器低壓側短路5K16151515圖 3-6 點短路等值電路圖5K161234()/()0.122XXXXX181650.1220.0260.148XXX星角變換：1767891011121310.087

51、0.0224XXXXXXXXX140.44X51717517140.037XXXXXX51414514170.595XXXXXX31417181111111 ()1 ()0.00.0280.5950.0370.148XXXX 31180.0280.1890.148XCX32140.0280.0470.595XCX 33170.0281.2730.022XCX 3150.0280.0260.054XXX 110.0540.2860.189dXXC220.0541.150.047dXXC 330.0540.0421.273dXXC發(fā)電機 G1、G2 相對短路點的計算電抗為：11222 100/0.

52、850.2860.673100NjsdBSXXS發(fā)電機 G3、G4、 G5、G6 相對短路點的計算電抗為：22444 300/0.850.0420.593100NjsdBSXXS220KV 系統(tǒng)相對短路點的計算電抗為：32110.871.15jsdXX（6）點短路即 1#發(fā)電機高壓廠用變壓器低壓側短路6K要計算點短路時各電源對短路點的計算電抗，先要計算點短路時各電源6K3K對短路點的轉移電抗，由前面計算知：， 10.156X 10.696dX20.162dX33.26dX點短路計算：6K圖 3-7 點短路等值電路圖6K41231111111111 ()1 ()0.0710.1560.6960.

53、1623.26dddXXXXX 4110.0710.100.696dXCX4220.0710.4320.162dXCX 4330.0710.0213.26dXCX40.0710.750.82BXXX 110.828.20.1dXXC 220.821.900.432dXXC 330.8239.050.02dXXC 140.821.830.448XXC 發(fā)電機 G1 相對短路點的計算電抗為：111100/0.851.832.153100NjsBSXXS發(fā)電機 G2 相對短路點的計算電抗為：121100/0.858.29.65100NjsdBSXXS發(fā)電機 G3、G4 、G5、G6 相對短路點計算電

54、抗為：23244300/0.851.9026.82100NjsdBSXXS220KV 系統(tǒng)相對短路點計算電抗為：3310.025jsdXX（7）點短路即 1#，2#發(fā)電機啟動/備用變壓器低壓側短路7K151515圖 3-8 點短路等值電路圖7K161234()/()0.122XXXXX17678910111213()/()/()/()0.022XXXXXXXXX星角變換：51414514170.033 0.440.0330.441.140.022XXXXXX51717517140.033 0.0220.0330.0220.05670.44XXXXXX31614171111111 ()1 ()0

55、.03740.1220.9910.049XXXX 31160.03740.3060.122XCX32140.03740.0331.14XCX 33170.03740.660.049XCX 3150.03740.3330.371XXX 110.3711.210.306dXXC220.37111.210.033dXXC 330.3710.5610.66dXXC發(fā)電機 G1、G2 相對短路點的計算電抗為：11122 100/0.851.212.85100NjsdBSXXS發(fā)電機 G3、G4 、G5、G6 相對短路點的計算電抗為：22344 300/0.850.5617.92100NjsdBSXXS2

56、20KV 系統(tǒng)相對短路點的計算電抗為：32110.08911.21jsdXX（8）點短路即 3#，4#發(fā)電機啟動/備用變壓器低壓側短路8K在點短路計算的基礎上再進行計算：5K圖 3-9 點短路等值電路圖8K已知： 10.286dX21.15dX30.042dX31231111111 ()1 ()0.0350.2861.150.042dddXXXX 3110.0350.1220.286dXCX3230.0350.8330.042dXCX 3320.0350.031.05dXCX30.030.5270.557BXXX 110.5574.5660.122dXXC 220.5570.670.833dX

57、XC 330.55718.570.03dXXC 發(fā)電機 G1、G2 相對短路點的計算電抗為：11222 100/0.854.56610.74100NjsdBSXXS發(fā)電機 G3、G4 、G5、G6 相對短路點的計算電抗為：22444 300/0.850.679.46100NjsdBSXXS220KV 系統(tǒng)相對短路點的計算電抗為：33110.05418.57jsdXX（9）點短路即 3#發(fā)電機高壓廠用變壓器低壓側短路9K要計算點短路時各電源對短路點的計算電抗，先要計算點短路時各電源9K4K對短路點的轉移電抗，由前面計算知：，10.424dX21.20dX30.079dX70.0473X 點短路的

58、等值電路圖為：9K圖 3-10 點短路等值電路圖9K已知：425. 040. 0025. 0BX41237111111111 ()1 ()0.0270.4241.200.0790.0473dddXXXXX 4110.0270.0640.424dXCX4220.0270.02251.20dXCX 4330.0270.3420.079dXCX 4570.0270.5710.0473XCX 40.0270.4250.452BXXX 110.4527.060.064dXXC 220.45220.080.0225dXXC 330.4521.320.342dXXC 750.4520.7920.571XXC

59、 發(fā)電機 G1、G2 相對短路點計算電抗為：11122 100/0.857.0616.61100NjsdBSXXS發(fā)電機 G3 相對短路點的計算電抗為：227300/0.850.7922.795100NjsBSXXS發(fā)電機 G4 、G5、G6 相對短路點的計算電抗為：23333 300/0.851.3213.98100NjsdBSXXS220KV 系統(tǒng)對短路點的計算電抗為：42110.049820.08jsdXX由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標么值（運算曲線只作到=3.5） 。計算無限大容量（或3）的電源供給的短路電流周期分量；計XjsXjs算短路電流周期分量有名值和短路容量；計算

60、短路電流沖擊值。并根據計算結果列出短路電流結果表。由計算電抗查電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南電力系統(tǒng)分冊汽輪發(fā)電機計算曲線數字表，查 0S 得 0S 短路電流周期分量，查 0.2S 得 0.2S 短路電流，查 4S 得穩(wěn)態(tài)電流；若計算電抗超過 3.45,則取計算電抗的倒數即為短路電流值。短路電流沖擊值系數取 2.6，全電流最大有效值系數取 1.62，列短路電流計算表如附表 3-1、附表 3-2、附表 3-3、附表 3-4、附表 3-5。第四章 電氣設備的選擇與校驗4.1 電氣設備選擇的一般原則由于各種電氣設備的具體工作條件并不完全相同，所以，它們的具體選擇方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即：要