3×100_mw火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)_課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前 言</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)的內(nèi)容</b></p><p>　　3×100 MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)</p><p>　　1、電廠為3臺(tái)100MW汽輪發(fā)電機(jī)組，一次設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　2、有220

2、60;kV 和110kV兩級(jí)電壓與系統(tǒng)連接，220KV出線有4回，每回出線最大</p><p>　　輸送容量為50MVA；110KV出線有3回，每回出線輸送容量為35MVA。本廠無(wú)</p><p>　　6～10 kV及35 kV出線。</p><p>　　3、氣象條件：年最高溫度38℃，年最低溫度-7℃。</p><

3、p>　　4、 系統(tǒng)阻抗在最大運(yùn)行方式下（SJ=100MVA），與110kV系統(tǒng)的聯(lián)系阻為0.012，</p><p>　　與220kV系統(tǒng)的聯(lián)系阻抗為0.068，兩系統(tǒng)均視為無(wú)窮大容量系統(tǒng)。</p><p>　　5、發(fā)電機(jī)參數(shù)：型號(hào)：QFN-100-2  Pe=100MW  Ue=10.5kV  Ie=6475A 

4、 </p><p>　　cosφ=0.85  Xd”=0.183</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)課程后的一次綜合性訓(xùn)</p><p>　　練，通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐達(dá)到：</p><p>

5、　　1、鞏固“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”等課程的理論知識(shí)。</p><p>　　2、熟悉國(guó)家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)定、導(dǎo)則等。</p><p>　　3、掌握發(fā)電廠（或變電所）電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法和內(nèi)容。</p><p>　　4、學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)說明書的撰寫。</p><p>　　5、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的工作能力和實(shí)

6、際工程設(shè)計(jì)的基本技能。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)的原則</b></p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)的主體。電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書問為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，以保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便、盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元

7、件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)的要求</b></p><p><b>　　1、分析原始資料</b></p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)主接線</b></p><p><b>　　3、計(jì)算短路電

8、流</b></p><p><b>　　4、電氣設(shè)備選擇</b></p><p>　　五、主接線設(shè)計(jì)的依據(jù)</p><p>　　1、發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　2、發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模</p><p>　　3、負(fù)荷大小和重要性</p&

9、gt;<p>　　4、系統(tǒng)備用容量大小</p><p>　　5、系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料</p><p>　　六、對(duì)電氣主接線的基本要求</p><p>　　可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性</p><p><b>　　原始資料的分析</b></p><p>　　一、本工程情況：從原

10、始資料分析，所要求設(shè)計(jì)的發(fā)電廠類型為大中容量火電廠，</p><p>　　總裝機(jī)容量為300MW，單機(jī)容量為100MW。</p><p>　　二、電力系統(tǒng)情況：一次設(shè)計(jì)完成。系統(tǒng)阻抗在最大運(yùn)行方式下（SJ=100MVA），與110kV系統(tǒng)的聯(lián)系阻抗為0.012，與220kV系統(tǒng)的聯(lián)系阻抗為0.068，兩系統(tǒng)均視為無(wú)窮大容量系統(tǒng)。</p><p>　　三、負(fù)荷情況：有

11、220 kV 和110kV兩級(jí)電壓與系統(tǒng)連接，220KV出線有4回，</p><p>　　每回出線最大輸送容量為50MVA；110KV出線有3回，每回出線輸送容量為35MVA。</p><p>　　本廠無(wú)6~10 kV及35 kV出線。</p><p>　　四、氣象條件：年最高溫度38℃，年最低溫度-7℃。</p>

12、<p><b>　　主接線方案的確定</b></p><p><b>　　一、主接線方案擬定</b></p><p>　　1、變壓器臺(tái)數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設(shè)發(fā)電機(jī)母系，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的供電可靠，為了能使電源和線路功率均衡的分配 ，采用兩臺(tái)三繞組變壓器與

13、兩種升高電壓母線連接，另外一臺(tái)變壓器選用雙繞組變壓器只與220kV母線連接。</p><p>　　2、變壓器的容量：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量SN 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留10％的裕度選擇，為 </p><p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　—發(fā)電機(jī)容量； —通過主變的容量</p>

14、;<p>　　—廠用電：　 —發(fā)電機(jī)的額定功率，</p><p>　　發(fā)電機(jī)的額定容量為200MW，扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為：</p><p><b>　　(2.2)</b></p><p>　　由發(fā)電機(jī)參數(shù)和上述計(jì)算及變壓器的選擇規(guī)定,主變壓器選用1臺(tái)220KV雙繞組的變壓器和兩臺(tái)220KV三繞組的變壓器。&l

15、t;/p><p>　　一臺(tái)220KV的雙繞組變壓器選擇用SFP-120000/220，兩臺(tái)220KV三繞組的變壓器選擇用SSPSL-120000/220。</p><p><b>　　型號(hào)含義：</b></p><p><b>　　S——三相</b></p><p>　　F——風(fēng)冷/SP——強(qiáng)迫油循環(huán)水

16、冷</p><p><b>　　P——無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓</b></p><p><b>　　S——三繞組</b></p><p><b>　　L——鋁芯</b></p><p><b>　　由文獻(xiàn)【2】可知：</b></p><p>　　

17、表1 雙繞組主變壓器：SFP-120000/220</p><p>　　兩臺(tái)三繞組主變壓器SSPSL-120000/220</p><p>　　參數(shù)為：額定容量比（%）：100/100/50</p><p>　　額定電壓（kV）：220/121/10.5</p><p>　　空載損耗（kW）：123.1</p><p&g

18、t;　　短路損耗（kW）：高—中 510，高—低 165，中—低 227</p><p>　　阻抗電壓（%）：高—中 24.7，高—低 14.7，中—低 8.8</p><p>　　空載電流（%）：1.0</p><p>　　運(yùn)輸重量（t）：106</p><p>　　參考價(jià)格（萬(wàn)元）：71.7</p><p>　　綜

19、合投資（萬(wàn)元）：84.6</p><p><b>　　二、主接線方案：</b></p><p>　　1、220kV電壓級(jí)。出線回路數(shù)為4回，每回出線最大輸送容量為50MVA。為使其出線斷路器檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用單母分段帶旁路接線或雙母線帶旁路接線，以保證其供電的可靠性和靈活性。因?yàn)楸緩S無(wú)6～10 kV及35 kV出線，所以直接是發(fā)電機(jī)與變壓器相連升壓。</p&g

20、t;<p>　　2、110kV電壓級(jí)。出線回路數(shù)為3回，每回出線輸送容量為35MVA。同樣為使其出現(xiàn)斷路器檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用單母分段帶旁路接線或雙母線帶旁路接線，這里的旁路斷路器不用設(shè)專用旁路斷路器，可以用分段斷路器兼作旁路斷路器。</p><p>　　根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上進(jìn)行論證各方的優(yōu)、缺點(diǎn)，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個(gè)技術(shù)上相對(duì)較好

21、的方案。如圖（1）和（2）：</p><p><b>　　三、比較主接線方案</b></p><p>　　1、技術(shù)上的比較：方案1供電可靠，檢修出線斷路器時(shí)不至使供電中斷。方案2供電更加可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至使供電中斷；調(diào)度靈活，各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要

22、；擴(kuò)建方便，向雙母的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電；便于試驗(yàn)，而且能使電源和線路功率均衡的分配。</p><p>　　2、經(jīng)濟(jì)上的比較，由于方案1使用更多的斷路器與隔離開關(guān)，以致使方案1的投資比方案2要大很多，增加了旁路間隔和旁路母線，每回間隔增加一個(gè)隔離開關(guān)，大大的增加了投資，同時(shí)方案1方案2多占用了土地，當(dāng)今我國(guó)的土地資源比較缺乏。</p>&l

23、t;p>　　圖（1） 雙母帶旁路接線（方案1）</p><p>　　圖（2） 單母分段帶旁路接線（方案2）</p><p>　　四、主接線方案的確定</p><p>　　從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度論證了兩個(gè)方案，方案2都要比方案1明顯占優(yōu)勢(shì)，主要是方案2使用兩種主變壓器，使電源和線路功率均衡分配；使用比方案1更少的斷路器，減少了經(jīng)濟(jì)投資。所以比較論證后確定采用方案2。

24、</p><p><b>　　廠用電的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一、廠用電源選擇 </p><p>　　1、廠用電電壓等級(jí)的確定：</p><p>　　廠用電供電電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)的容量和額定電壓、廠用電動(dòng)機(jī)的額定電壓及廠用網(wǎng)絡(luò)的可靠

25、、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等諸方面因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的額定容量為100MW，由文獻(xiàn)【1】可知；比較后確定廠用電電壓等級(jí)采用6kV的等級(jí)。</p><p>　　2、廠用電系統(tǒng)接地方式：</p><p>　　廠用變采用不接地方式，高壓低壓都為三角電壓。</p><p>　　當(dāng)容量較小的電動(dòng)機(jī)采用380V時(shí)，采用二次廠用變，將6kV變?yōu)?80V，中性點(diǎn)直接接地；啟備

26、變采用中性點(diǎn)直接接地，高壓側(cè)為星型直接接地，低壓側(cè)為三角電壓。</p><p>　　3、廠用工作電源引接方式：</p><p>　　因?yàn)榘l(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變壓器低壓側(cè)引接</p><p>　　4、廠用備用電源和啟動(dòng)電源引接方式：</p><p>　　采用兩臺(tái)啟備變，獨(dú)立從220kV母線引至啟備變，啟備變采

27、用低壓側(cè)雙繞組分裂變壓器。</p><p>　　二、廠用主變壓器選擇</p><p>　　1、廠用電主變壓器選擇原則：</p><p>　　（1）變壓器、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。</p><p>　　（2）連接組別的選擇，宜使同一電壓級(jí)的廠用工作、備用變壓器輸出電壓的相位一致。</p><p

28、>　　（3）阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及廠用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，廠用電各級(jí)母線的電壓偏移不超過額定電壓的±5％。</p><p>　?。?）變壓器的容量必須保證常用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率</p><p>　　2、確定廠用電主變壓器容量：</p><p>　　按廠用電率確定廠用電主變壓器的容量</p><

29、p>　　廠用電率確定為 ， </p><p>　　選型號(hào)為：SFL-10000/10</p><p>　　額定容量為：10000/3×9410；電壓比為：10±2×2.5%/6.3-6.3；</p><p>　　啟備變壓器的容量為廠用變壓器的總和，為30MVA，選用三臺(tái)10MVA的變壓器，型號(hào)為：SFL-10000/110，額定容

30、量為：10000/9410，電壓比為：110±8×1.5%/6.3kV。</p><p><b>　　短路電流計(jì)算</b></p><p>　　一、短路電流計(jì)算的目的</p><p>　　1、電氣主接線的比選。</p><p>　　2、選擇導(dǎo)體和電器。</p><p>　　3、

31、確定中性點(diǎn)接地方式。</p><p>　　4、計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺。</p><p>　　5、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。</p><p>　　6、驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。</p><p>　　7、選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。</p><p>　　二、短路電流計(jì)算的條件</p><p&g

32、t;<b>　　1、基本假設(shè)</b></p><p>　?。?）正常工作時(shí)，三項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。</p><p>　　（2）所有電流的電功勢(shì)相位角相同。</p><p>　?。?）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。</p><p>　?。?）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。</p><p>　

33、?。?）不考慮短路點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻略去</p><p><b>　　不計(jì)。</b></p><p>　?。?）不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。</p><p>　?。?）元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。</p><p>　?。?）輸電線路的電容略去不計(jì)。&

34、lt;/p><p><b>　　2、一般規(guī)定</b></p><p>　?。?）驗(yàn)算導(dǎo)體的電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃。</p><p>　?。?）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。</p

35、><p>　　（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大地點(diǎn)。</p><p>　?。?）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計(jì)算。</p><p>　　三、短路電流的計(jì)算方法</p><p>　　對(duì)應(yīng)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，按無(wú)限大容量系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)短路點(diǎn)的三相短路電流計(jì)算，求得I

36、”、ish、Ish值。</p><p>　　I〞——三相短路電流； </p><p>　　ish——三相短路沖擊電流，用來(lái)校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。</p><p>　　Ish——三相短路全電流最大有效值，用來(lái)校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體的的熱穩(wěn)定。</p><p>　　Sd——三相短路容量，用來(lái)校驗(yàn)斷路器和遮斷容量和判斷容量是否超過規(guī)定值，作為選

37、擇限流電抗的依據(jù)。</p><p>　　注：選取基準(zhǔn)容量為Sj=100MVA Uj= Uav =1.05Ue</p><p>　　Sj——基準(zhǔn)容量（MVA）； </p><p>　　Uav——所在線路的平均電壓（kV）。</p><p><b>　　等值阻抗圖</b></p><p&g

38、t;<b>　　2、短路電流計(jì)算表</b></p><p>　　表2 110~220KA 系統(tǒng)短路電流小結(jié)</p><p>　　電 氣 設(shè) 備 選 擇</p><p>　　電氣設(shè)備選擇的原則：</p><p>　　1、應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；</p><p&g

39、t;　　2、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；</p><p>　　3、應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；</p><p>　　表3 10.5kV設(shè)備明細(xì)表</p><p>　　110KV側(cè)高壓斷路器的選擇</p><p>　　110KV側(cè)母線上最大的持續(xù)工作電流為</p><p>　　Ig·max110=10.5×

40、;=1.05×=578.679A</p><p>　　表4 110KV側(cè)一次設(shè)備明細(xì)表</p><p>　　220側(cè)的高壓斷路器選擇</p><p>　　220KV側(cè)母線上的最大工作電流為</p><p>　　Ig·max220=10.5×=1.05×=551.123A</p><

41、;p>　　表5 220kV側(cè)設(shè)備明細(xì)表</p><p>　　設(shè) 計(jì) 總 結(jié)</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)的過程中，我和同組的幾個(gè)同學(xué)一起查閱了相關(guān)資料，對(duì)課程設(shè)計(jì)的題目、要求和具體內(nèi)容等做了討論，并協(xié)力完成了此次設(shè)計(jì)。通過本次設(shè)計(jì)，我能夠鞏固所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識(shí)，并綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際的工程問題，學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)的基本技能和基本方法。</p><

42、;p>　　采用的電氣主接線具有供電可靠、調(diào)度靈活、運(yùn)行檢修方便且具有經(jīng)濟(jì)性和可擴(kuò)建發(fā)展的可能性等特點(diǎn)。選擇的電氣設(shè)備提高了運(yùn)行的可靠性，節(jié)約運(yùn)行成本。</p><p>　　總之，此次課程設(shè)計(jì)，使我能把在課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，更好的發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)中的不足之處。在設(shè)計(jì)中，通過查閱資料，解決了在設(shè)計(jì)中所遇到的一些簡(jiǎn)單的問題。通過此次課程設(shè)計(jì)，我受益匪淺，學(xué)到了很多東西。</p><

43、;p>　　參 考 文 獻(xiàn)</p><p>　　1、西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)電力出版社</p><p>　　2、熊信銀.發(fā)電廠電氣部分. 中國(guó)電力出版社</p><p>　　3、黃純?nèi)A.發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料. 中國(guó)電力出版社</p><p>　　4、李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版）.中國(guó)電力出版社</

44、p><p>　　附錄B 短路電流計(jì)算</p><p>　　對(duì)應(yīng)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，按無(wú)限大容量系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)短路點(diǎn)的三相短路電流計(jì)算，求得I”、ish、Ish值。</p><p>　　I〞——三相短路電流； </p><p>　　ish——三相短路沖擊電流，用來(lái)校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。</p>

45、<p>　　Ish——三相短路全電流最大有效值，用來(lái)校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體的的熱穩(wěn)定。</p><p>　　Sd——三相短路容量，用來(lái)校驗(yàn)斷路器和遮斷容量和判斷容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗的依據(jù)。</p><p><b>　　一、電抗計(jì)算</b></p><p>　　選取基準(zhǔn)容量為Sj=100MVA Uj= Uav =1.

46、05Ue</p><p>　　Sj——基準(zhǔn)容量（MVA）； </p><p>　　Uav——所在線路的平均電壓（kV）。</p><p>　　以下各式中 Uk％——變壓器短路電壓的百分?jǐn)?shù)（％）；</p><p>　　Se——最大容量繞組的額定容量（MVA）； </p><p>　　Sj——基準(zhǔn)容量（MVA）

47、。</p><p>　　均采用標(biāo)幺值計(jì)算方法，省去“*”。</p><p><b>　　圖1 電抗圖</b></p><p>　　1、對(duì)于QFN-100-2發(fā)電機(jī)電抗：</p><p>　　X7=X8=X12=Xd〞=0.183×=0.156</p><p>　　2、SFPZ7-1

48、2000/220型雙繞組變壓器的電抗：</p><p>　　X11==×=0.1</p><p>　　3、SFPSZ7-12000/220型三繞組變壓器高壓、中壓、低壓的電抗值：</p><p>　　X9=X10=（Ud(1-2)%+Ud(1-3)%－Ud(2-3)%） =(14+23－7.0)=0.125</p><p>　　X3

49、=X4= (Ud(1-2)%+ Ud(2-3)%－Ud(1-3)%) =(14+7－23)×=－0.008</p><p>　　X6=X5=( Ud(1-3)%+ Ud(2-3)%－Ud(1-2)%)=(23+7－14) =0.067</p><p>　　4、線路阻抗 X1=0.12 X2=0.068</p><p>　

50、　二、110KV母線發(fā)生短路時(shí)（即d1點(diǎn)）的短路計(jì)算：</p><p>　　對(duì)電抗圖進(jìn)行化簡(jiǎn)并計(jì)算：</p><p>　　X22=X2+X16+=0.068+0.063+=0.145</p><p>　　X23=X13+X16+=0.256+0.063+=0.556 </p><p>　　X24=X23∥X14==0.093</p>

51、;<p>　　X25=X15+X24+=-0.004+0.093+=0.086</p><p>　　X26= X15+X22+=-0.004+0.145+=0.135</p><p>　　X27= X26∥X1==0.064</p><p>　　短路點(diǎn)短路電流的計(jì)算：</p><p>　　系統(tǒng)是在最大運(yùn)行方式下進(jìn)行短路計(jì)算,而且

52、系統(tǒng)為無(wú)窮大容量系統(tǒng)</p><p>　　對(duì)于無(wú)限大容量系統(tǒng)：Ij= (基準(zhǔn)電流) E=1</p><p>　　I*〞= I*z = I*=； </p><p>　　I*z——短路電流周期分量的標(biāo)幺值；</p><p>　　I*〞——0秒短路電流周期分量的標(biāo)幺值；</p><p>　　X

53、*——電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗標(biāo)幺值；</p><p>　　I*——時(shí)間為∞短路電流周期分量的標(biāo)幺值。</p><p>　　圖6 圖7</p><p>　　圖8 圖9 圖10</p><p>

54、;　　對(duì)于無(wú)限大系統(tǒng)提供的短路電流：</p><p>　　I1〞=Iz=I=Ij1= =×=7.840（kA）</p><p>　　其中：Ij1=I*zIj</p><p>　　火電廠的總?cè)萘繛镾e=3×=352.941（MVA）</p><p>　　計(jì)算電抗：Xj1=X25=0.086×=0.304</p

55、><p>　　查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得(0s、2s、4s時(shí))：</p><p>　　I*·0=3.50； I*·2=2.70； I*·4=2.65；Iz·0=3.50×=5.670（kA）</p><p>　　同理可得：Iz·2=4.164（kA） Iz·

56、;4=3.721 （kA）</p><p>　　短路容量：Sd·t =Uav1 Iz·t </p><p>　　Sd·0=×115×5.670=1129.414（MVA）</p><p>　　同理可得：Sd·2 =829.414 （MVA） Sd·4=741.178 （MVA）</p

57、><p><b>　　短路電流為：</b></p><p>　　I1·0〞= I1〞+ Iz·0=7.840+5.670=13.51 （kA）</p><p>　　同理可得：I1·2〞=12.004 （kA） I1·4〞=11.562 （kA）</p><p><b>

58、　　短路功率：</b></p><p>　　Sd1=U av1·I1·0〞=×115×13.51=2691.001（MVA）</p><p>　　t(s)時(shí)刻短路瞬間短路電流的最大值：</p><p>　　Im1·0〞= I1·0〞=×13.51=19.106 （kA）</p&g

59、t;<p>　　同理可得：Im1·2〞=16.976 （kA） Im1·4〞=16.351 （kA）</p><p>　　短路沖擊電流：ish=Ksh·I1〞</p><p>　　無(wú)限大容量電源：查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分P141表4-15不同短</p><p>　　路點(diǎn)的沖擊系數(shù)，當(dāng)短路發(fā)生在高壓母線上

60、,取Ksh=1.85 </p><p>　　由此可知ishC1=×1.85×7.840=20.512 （kA）</p><p>　　火電廠：取Ksh=1.90 </p><p>　　由此可知ishG1=×1.90×Iz·0s=×1.90×5.670=15.235 （kA）<

61、/p><p>　　所以短路沖擊電流ish1= ishC1+ ishG1=20.512+15.235=35.747 （kA）</p><p>　　短路全電流最大有效值：</p><p><b>　　Ish=I〞·</b></p><p>　　IshC1= I1〞·=4.736×=12.259 （k

62、A）</p><p>　　IshG1= Iz·0·=5.670×=9.178 （kA）</p><p>　　Ish1= IshC1+ IshG1=12.259 + 9.178=21.437 （kA）</p><p>　　三、220KV母線上發(fā)生短路時(shí)（d2點(diǎn)）的計(jì)算</p><p>　　將系統(tǒng)電抗圖簡(jiǎn)化并計(jì)算：&

63、lt;/p><p>　　X13=X11+X12=0.1+0.156=0.256</p><p>　　X14=(X5+X7) =(X6+X8)= (0.156+0.067)=0.112</p><p>　　X15=X3=(－0.008)= －0.004</p><p>　　X16=X9=×0.125=0.063 </p&

64、gt;<p>　　X17=X1+X15=0.12+(－0.004)=0.116</p><p>　　X18=X17+X16+=0.116+0.063+=0.244</p><p>　　X19=X16+X14+=0.112+0.063+=0.236 </p><p>　　X20=X2∥X18==0.053</p><p&

65、gt;　　X21=X13∥X19==0.123</p><p>　　短路點(diǎn)短路電流的計(jì)算：</p><p>　　系統(tǒng)是在最大運(yùn)行方式下進(jìn)行短路計(jì)算,而且系統(tǒng)為110KV和220KV系統(tǒng)為無(wú)窮大容量系統(tǒng)：</p><p>　　因此對(duì)于無(wú)限大容量系統(tǒng)：Ij= (基準(zhǔn)電流) E=1</p><p>　　I*〞= I*z = I*=；

66、 </p><p>　　I*z——短路電流周期分量的標(biāo)幺值；</p><p>　　I*〞——0秒短路電流周期分量的標(biāo)幺值；</p><p>　　X*——電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗標(biāo)幺值；</p><p>　　I*——時(shí)間為∞短路電流周期分量的標(biāo)幺值。</p><p>　　I2〞=Iz=I=Ij2(=I*z

67、Ij)= =×=4.736(kA)</p><p>　　其中Ij2=I*zIj</p><p>　　Xjs——額定容量下的計(jì)算電抗；</p><p>　　S*——各電源合并后總的額定容量（MVA）。</p><p>　　Iz·t——t(s)時(shí)刻短路電流周期分量的有效值（kA）。</p><p>　　

68、查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得(0s、2s、4s時(shí))：</p><p>　　I*·0=2.35； I*·2=2.05； I*·4=2.30</p><p>　　∴Iz·0= I*·0·Iez= 2.35×=2.336 (kA)</p><p>　　同理可得：I

69、z·2=1.728 (kA) Iz·4=1.524 (kA)</p><p>　　短路容量：Sd·t =Uav2 Iz·t </p><p>　　Sd·0=×230×2.336=930.596 (MVA)</p><p>　　同理可得：Sd·2=688.386 (M

70、VA) Sd·4 =608.314 (MVA)</p><p><b>　　短路電流為：</b></p><p>　　I2·0〞= I2〞+ Iz·0=4.736+2.336=7.072 (kA)</p><p>　　同理可得：I2·2〞=6.464 (kA) I2·4〞=

71、 6.26 (kA)</p><p><b>　　短路功率：</b></p><p>　　Sd2=U p2·I2·0〞=×230×7.072=2817.285 (MVA)</p><p>　　t(s)時(shí)刻短路瞬間短路電流的最大值：</p><p>　　Im2·0〞= I2

72、·0〞=×7.072=10.001 (kA)</p><p>　　同理可得：Im2·2〞=9.141 (kA) Im2·4〞=8.85 (kA)</p><p>　　短路沖擊電流：ish=Ksh·I2〞</p><p><b>　　無(wú)限大容量電源：</b></p><

73、;p>　　查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分P141表4-15不同短路點(diǎn)的沖擊系數(shù)，當(dāng)短路發(fā)生在高壓母線上,取Ksh=1.85 </p><p>　　由此可知ishC2=×1.85×4.736=12.391(kA)</p><p>　?、诨痣姀S：取Ksh=1.90 </p><p>　　由此可知ishG2=×1

74、.90×Iz·0=×1.90×2.336=6.112(kA)</p><p>　　所以短路沖擊電流ish2= ishC2+ ishG2=12.391+6.112=18.167(kA)</p><p>　　短路全電流最大有效值：</p><p><b>　　Ish=I〞·</b></p>

75、;<p>　　IshC2= I2〞·=4.736×=7.405 （kA）</p><p>　　IshG2= Iz·0·=2.336×=3.527 （kA）</p><p>　　Ish2= IshC2+ IshG2=7.405 + 3.527=10.932（kA）</p><p>　　四、發(fā)電機(jī)-雙繞組變

76、壓器發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)（即d3點(diǎn)）的短路計(jì)算：</p><p>　　對(duì)電抗圖進(jìn)行化簡(jiǎn)并計(jì)算：</p><p>　　X28=X1+X15=0.12+(－0.004)=0.116</p><p>　　X29=X16+X28+=0.063+0.116+=0.244</p><p>　　X30=X16+X14+=0.063+0.116+=0.236&l

77、t;/p><p>　　X31=X29∥X2==0.053</p><p>　　X32=X31+X11+=0.1+0.053+=0.175 </p><p>　　X33=X11+X30+=0.1+0.236+=0.781</p><p>　　X34=X31+X30+=0.053+0.236+=0.414</p><p>　　

78、X35= X12∥X33==0.130</p><p>　　圖11 圖12</p><p>　　圖13 圖14 圖15</p><p>　　火電廠的總?cè)萘浚篠e=3×=352.941（MVA）</p>

79、<p>　　計(jì)算電抗：Xj3=X35=0.130×=0.459</p><p>　　查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得(0s、2s、4s時(shí))：</p><p>　　I*·0=2.35； I*·2=1.90； I*·4=2.20</p><p>　　Iz·0=2.35&#

80、215;=45.607 (kA)</p><p>　　同理可得Iz·2=36.874 (kA) Iz·4=42.696 (kA)</p><p>　　短路容量：Sd·t=Uav3 Iz·t </p><p>　　Sd·0=×10.5×45.607=829.433 (MVA)</p&g

81、t;<p>　　同理可得：Sd·2670.610 (MVA) Sd·4 =776.492 (MVA)</p><p><b>　　短路電流為：</b></p><p>　　I3·0〞= I3〞+ Iz·0=31.421+45.607=77.028 (kA)</p><p>　　同理

82、可得：I3·2〞= 68.295 (kA) I3·4〞= 74.117 (kA)</p><p><b>　　短路功率：</b></p><p>　　Sd3=U av3·I3·0〞=×10.5×77.028=1400.872 (MVA)</p><p>　　t(s)時(shí)刻短路瞬

83、間短路電流的最大值：</p><p>　　Im3·0〞= I3·0〞=×77.028=108.934 (kA)</p><p>　　同理可得：Im3·2〞=96.584 (kA) Im3·4〞=104.817 (kA)</p><p>　　短路沖擊電流：ish=Ksh·I3〞</p>&

84、lt;p>　　無(wú)限大容量電源：查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分P141表4-15不同短路點(diǎn)的沖擊系數(shù)，當(dāng)短路發(fā)生在高壓母線上,取Ksh=1.85 </p><p>　　由此可知 ishC3=×1.85×31.421=82.207 (kA)</p><p>　　火電廠：取Ksh=1.90 </p><p>　　由此可知

85、 ishG3=×1.90×Iz·0s =×1.90×45.607=122.546 (kA)</p><p>　　所以短路沖擊電流ish3= ishC3+ ishG3=82.207+122.546=204.753 (kA)</p><p>　　短路全電流最大有效值：</p><p><b>　　Ish=I

86、〞· </b></p><p>　　IshC3= I3〞·=31.421×=49.131(kA) </p><p>　　IshG3= Iz·0·=45.607×=73.821(kA)</p><p>　　Ish3= IshC3+ IshG3=49.131+ 73.821=122.952(kA)&

87、lt;/p><p>　　五、發(fā)電機(jī)-三繞組變壓器發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)（即d4點(diǎn)）的短路計(jì)算：</p><p>　　由電抗圖可作化簡(jiǎn)如圖所示 </p><p><b>　　圖16 </b></p><p>　　圖17 圖18</p><p>　　圖

88、19 圖20</p><p><b>　　d4</b></p><p><b>　　圖 21</b></p><p><b>　　X6=X5≈0</b></p><p>　　X36=X1+X4+=0.12+(－

89、0.008)+=0.232</p><p>　　X37=X4+X3+=－0.016+=－0.015</p><p>　　X38=X37+X7+=－0.017+0.154+=0.116 </p><p>　　X39=X37+X9+=－0.017+0.125+ =0

90、.094</p><p>　　X40=X8∥X38==0.067 </p><p>　　X41=X39∥X10==0.055 </p><p>　　X42=X41+X2+=0.055+0.068+=0.138</p><p>　　X43=X4

91、1+X13+=0.055+0.256+=0.518</p><p>　　X44=X36∥X42==0.087</p><p>　　X45=X40∥X43==0.060</p><p>　　計(jì)算短路點(diǎn)的短路電流</p><p>　　對(duì)于無(wú)限大系統(tǒng)提供的短路電流：</p><p>　　I4〞=Iz=I=Ij4(=I*zIj

92、)= =×=63.204KA</p><p>　　火電廠的總?cè)萘浚篠e=3×=352.941(MVA)</p><p>　　計(jì)算電抗：Xj4=X45=0.060×=0.212</p><p>　　查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得(0s、2s、4s時(shí))：</p><p>　　I*·0=5.15； I

93、*·2=2.58； I*·4=2.44</p><p>　　Iz·0=5.15×=99.948(kA)</p><p>　　同理可得Iz·2=50.071(kA) Iz·4=47.354(kA)</p><p>　　短路容量：Sd·t=Uav1 Iz·

94、t </p><p>　　Sd·0=×10.5×99.948=1817.654(MVA)</p><p>　　同理可得：Sd·2 =910.591(MVA) Sd·4=861.176(MVA)</p><p><b>　　短路電流為：</b></p><p>　　

95、I4·0〞= I4〞+ Iz·0s=63.204+99.948=163.152(kA)</p><p>　　同理可得：I4·2〞=113.275(kA) I4·4〞= 110.558(kA)</p><p><b>　　短路功率：</b></p><p>　　Sd4=U av4·I4&

96、#183;0〞=×10.5×163.152=2967.082 （MVA）</p><p>　　t(s)時(shí)刻短路瞬間短路電流的最大值：</p><p>　　Im4·0〞= I4·0〞=×163.152=230.732(kA)</p><p>　　同理可得：Im4·2〞=160.195(kA) Im4

97、·4〞=156.353(kA)</p><p>　　短路沖擊電流：ish=Ksh·I4〞</p><p>　　無(wú)限大容量電源：查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分P141表4-15不同短路點(diǎn)的沖擊系數(shù)，當(dāng)短路發(fā)生在高壓母線上,取Ksh=1.85 </p><p>　　由此可知ishC4=×1.85×63.204=1

98、65.360（kA）</p><p>　　火電廠：取Ksh=1.90 </p><p>　　由此可知ishG4=×1.90×Iz·0=×1.90×99.948=268.561（kA）</p><p>　　所以短路沖擊電流ish4= ishC4+ ishG4=165.360+268.561=433.921（kA）&l

99、t;/p><p>　　短路全電流最大有效值：</p><p><b>　　Ish=I〞· </b></p><p>　　IshC4= I4〞·=63.204×=98.829（kA）</p><p>　　IshG4= Iz·0·=99.948×=161.780（kA）

100、</p><p>　　Ish4= IshC4+ IshG4=98.829+161.780 =260.609（kA）</p><p>　　附錄C 設(shè)備的校驗(yàn)</p><p>　　一、110KV側(cè)高壓斷路器的校驗(yàn)</p><p>　　110KV側(cè)母線上最大的持續(xù)工作電流為</p><p>　　Ig

101、83;max110=10.5×=1.05×=578.679A</p><p><b>　　校驗(yàn)：</b></p><p>　　1、安裝斷路器地點(diǎn)的工作電壓為110KV，斷路器的額定電壓為110KV，即： </p><p>　　UN。et≥UN，滿足電壓選擇條件</p><p>　　2、通過斷路器的

102、最大持續(xù)工作電流Ig·max=578.679A小于斷路器的額定電流 IN。et=3150A, 即：IN。et≥Ig。max，滿足電流條件</p><p>　　3、短路器的開斷電流為INk=50KA，其110側(cè)短路電流的最大有效值是</p><p>　　Ish=21.437KA。即INk≥Ish，滿足選擇條件</p><p>　　4、短路器極限通過電流的幅值

103、，也就是額定短路關(guān)合電流iet=125KA，三相</p><p>　　短路沖擊電流ish(3)= 35.747KA,即: iet≥ish(3) 滿足選擇條件</p><p>　　5、短路情況下動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定電流iet=100KA，110側(cè)短路沖擊電流ish(3)= 35.747KA，即：iet≥ish(3) ，

104、 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件</p><p>　　6、短路情況下熱穩(wěn)定的校驗(yàn)</p><p>　　LW6—110型斷路器在4S內(nèi)的的熱穩(wěn)定電流Ite=40KA,其值大于電流I〞=7.84KA,因此即使對(duì)于無(wú)限大電流供電系統(tǒng)來(lái)說,滿足穩(wěn)定要求。</p><p>　　熱穩(wěn)定電流Ite是斷路器能承受短路電流熱效應(yīng)的能力。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，斷路器通過熱穩(wěn)定電流在4S時(shí)間內(nèi),溫度

105、不超過允許發(fā)熱溫度,且無(wú)觸頭熔解和妨礙其正常工作的現(xiàn)象,則認(rèn)為斷路器是熱穩(wěn)定的。</p><p>　　I2tt=502×4=1.000×1010A2/s </p><p>　　I2tj=7.842×0.2=1.229×107A2/s</p><p>　　由上式得: I2tt≥I2tjx

106、滿足熱穩(wěn)定條件</p><p>　　二、110kV側(cè)隔離開關(guān)校驗(yàn)：</p><p>　　1、按裝隔離開關(guān)地點(diǎn)的工作電壓為110KV，隔離開關(guān)的額定電壓為110KV，</p><p>　　即：UN。et≥UN，滿足電壓選擇條件；</p><p>　　2、通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流Ig·max=578.679A小于隔離開關(guān)的額<

107、;/p><p>　　定電流 IN。et=3150A,即：IN。et≥Ig。max，滿足電流條件；</p><p>　　3、短路情況下力穩(wěn)定的校驗(yàn) </p><p>　　隔離開關(guān)極限通過電流的幅值，也就是動(dòng)穩(wěn)定電流iet=100KA，三相短路沖擊電流ish(3)= 35.747KA,即: iet≥ish(3) ，滿足力穩(wěn)定條件；</p><p>

108、　　4、短路情況下熱穩(wěn)定的校驗(yàn)</p><p>　　∵Itet=Ite→Ite= Itet/=50×103/=4.33×104 A</p><p>　　∴Ite2·t=31502×4=3.969×109A2/s</p><p>　　I2tj=7.842×4×106=2.459×109A2

109、/s</p><p>　　由上式得: I2tt≥I2tj,滿足條件。</p><p>　　三、220KV側(cè)的高壓隔離開關(guān)的校驗(yàn):</p><p>　　1、安裝隔離開關(guān)地點(diǎn)的工作電壓為220KV，隔離開關(guān)的額定電壓為220KV，</p><p>　　即：UN。et≥UN，滿足電壓選擇條件</p><p>　　2、通過隔離

110、開關(guān)的最大持續(xù)工作電流Ig·max=551.123A小于斷路器的額定電流 IN。et=1250A,即：IN。et≥Ig。max，滿足電流條件</p><p>　　3、短路情況下動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定電流iet=100KA，220側(cè)短路沖擊電流ish(3)= 18.167KA，即：iet≥ish(3) ， 滿足動(dòng)穩(wěn)定條

111、件</p><p>　　4、短路情況下熱穩(wěn)定的校驗(yàn)</p><p>　　GW6—220（DW）型號(hào)高壓隔離開關(guān)4S內(nèi)的的熱穩(wěn)定電流Ite=50KA,其值大于電流I〞=4.736KA,因此即使對(duì)于無(wú)限大電流供電系統(tǒng)來(lái)說,滿足穩(wěn)定要求。</p><p>　　∵Itet=Ite→Ite= Itet/=50×103/=43301A</p><p

112、>　　∴Ite2·t=433012×3=5.625×109A2/s</p><p>　　I2tj=4.7362×4×106=8.964×107A2/s</p><p>　　由上式得: I2tt≥I2tjx，滿足條件 </p><p>　　所以選擇GW6—220（DW）型號(hào)戶外高壓隔離開關(guān)<