2×600MW发电厂电气部分初步设计（自动准同期装置）.doc

《2×600MW发电厂电气部分初步设计（自动准同期装置）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2×600MW发电厂电气部分初步设计（自动准同期装置）.doc（80页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、1 引 言 众所周知,电力行业是国民经济的基础工业,它的发展直接关系到国家经济建设 的兴衰成败,因此有“经济要发展，电力应先行”的口号。电力工业是国民经济的重 要行业之一，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力，电力系 统规划设计及运行的任务是，在国民经济发展计划的统筹安排下，合理开发，利用 动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长 的需要，提供可靠充足质量合格的电能。随着经济建设的发展，电力行业也必然要 更好的发展,所以发电设备的容量越来越大,而电力行业的自动化程度也越来越高.相 应的对系统的安全性,稳定性的要求也越来越高. 本次设计的主要任务是

2、设计 2600MW 凝气式火力发电厂部分,设计过程中涉及 到发电厂电气部分,高电压，继电保护等多门知识。内容具体介绍如下: 1.电气主接线的设计。 2.厂用电设计主要是对厂用电主接线的设计。 3.主要电气设备的选择和校验。 4.主变、发电机保护配置设计。 5.发电机保护设计。 6.自动准同期装置的设计。 现将本次设计的成果作如下介绍: 1.毕业设计说明书(包括封面、摘要、目录、符号说明、引言、正文、结论、参考 文献、附录、谢辞) 2.毕业设计说明书正文(包括主变的选择、参数计算、短路计算、设备选择及校验、 主变和发电厂的保护配置) 3.主接线图一张（2600MW 发电厂电气主接线） ，准同期装

3、置图纸一张。 2 第一章 电气主接线设计 1.1 主接线的设计原则和要求 发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、 线路和断路器等电气设备的数据和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变 电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择。配电装置的布置， 继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。 因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分 析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。 1.1.1 主接线的设计原则 电气主接线设计的基本原则为：以下达的设计任务书为依据，根据国家

4、现行的 “安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展的方针，严格按照技术规定 和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、 灵活性和经济性。 1.1.2 对主接线设计的基本要求 主接线应满足可靠性、灵活性、经济性和发展性等四方面的要求。 （1）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。 衡量主接线运行可靠性的标志是： 断路器检修时，能否不影响供电。 线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能 否保证对重要用户的供电。 发电厂全部停运的可能性。 对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求

5、。 （2）灵活性 调度灵活，操作简便。应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负 荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。 检修安全。应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不 影响电力网的正常运行及对用户的供电。 扩建方便。在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过渡到最终接线， 使在扩建时，一次和二次设备所需的改造最少。 3 （3）经济性 在满足技术要求的前提下，做到经济合理。 投资省：主接线应简单清晰，控制、保护方式不过于复杂，适当限制断路器电流。 占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。 电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式

6、、容量和台数，避免两次变压而增 加电能损失。 （4）发展性 主接线可以容易地从初期接线方式过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电 时间最短的情况下，完成过渡期的改扩建，且对一次和二次部分的改动工作量最少。 1.2 电气主接线的设计 1.2.1 主接线的设计步骤 首先分析原始资料，拟定可行的主接线方案。根据设计任务书的要求，在分析 原始资料的基础上，拟定出若干可行方案，内容包括主变压器型号、台数和容量， 以及各级电压配电装置的接线方式等。并根据对主接线的基本要求，从技术上论证 各方案的优缺点，淘汰较差的方案，保留较好方案。 其次对技术上较好的方案进行经济计算，选出最佳方案。各主接线方案都应该 满

7、足系统和用户对供电可靠性的要求。 最后绘制电气主接线图。按工程要求，绘制工程图，途中采用全国通用的图形 符号和文字代号，并将所有设备的型号、发电机的主要参数、母线及电缆截面等标 注在图上。图上还应示出电压互感器、电流互感器、避雷器等设备的配置及其一次 接线方式，以及主变压器接线组别和中性点接地方式等。 1.2.2 任务书给定工程情况 （1）类型：区域性凝气式火电厂，远离负荷中心。 （2）工程装机容量和台数：2600MW。 （3）发电厂在电力系统中的地位和作用：承担基荷电厂。 （4）发电厂联入系统的电压等级为 500KV，出现回路数 2 回。 （5）电力系统装机容量为 10000MVA，系统短路

8、容量或归算后的标幺值电抗为 0.212（100MVA 为基准） 。 （6）厂用电率：6%.COS=0.9，最大负荷利用小时数 7000 小时/年。 4 （7）环境条件：当地年最高温度 36，年最低温度-2，最热月平均最高温度 2， 最热月平均地下温度 1，当地海拔高度 1000 米，当地雷暴日 14 日/年。 （8）500KV 主保护动作时间为 0.03s，后备保护动作时间 1s。 1.2.3 分析原始资料确定接线方式 （1）为使生产管理及运行检修方便，一个发电厂内单机容量以不超过两种为宜， 台数以不超过 6 台为宜，且同容量的机组应尽量选用同一型式。 （2）年最大负荷利用小时数在 7000

9、小时以上，其主接线应以保证供电可靠性 为主进行选择。 （3）发电厂远离负荷中心，绝大部分电能向系统输送，与系统之间则采用双回 强联系方式。 （4）500KV 电网中性点采用直接接地，从而决定了主变压器中性点也采用直接 接地。发电机中性点采用经接地变压器接地。 （5）对 500KV 电压等级的主接线可以采用双母线四分段带旁路接线或二分之三 断路器接线。 1.2.4 电气主接线方案 方案一：500KV 侧采用双母线四分段带旁路接线。接线图如附图 1。 方案一采用双母线四分段带旁路母线接线。在每一回路的线路侧装一组隔离开 关接到旁路母线上，而旁路母线再经旁路断路器及隔离开关接至两组母线上。要检 修某

10、一线路断路器时，基本步骤是：先合旁路断路器两侧的隔离开关，再合旁路断 路器对旁路母线进行充电与检查；若旁路母线正常，则待修断路器回路上的旁路隔 离开关两侧已为等电位，可合上该旁路隔离开关；此后可断开待检修及其两侧隔离 开关，对断路器进行检修。此时该回路已通过旁路断路器、旁路母线及有关旁路隔 离开关向其送电。该接线型式的特点是：供电可靠。运行灵活，扩建方便。 所用设备多，配电装置复杂。占地面积增加，且旁路断路器继电保护较复杂。 方案二：500KV 侧采用二分之三断路器接线。接线图如图 2。 方案二采用二分之三断路器接线形式，即 3/2 接线。再接线中每 2 条回路共用 3 台断路器，每串中间的一

11、台断路器为联络断路器。正常运行时，每组母线和全部 断路器都投入工作，形成多环供电，因此，具有很高的可靠性和灵活性。其主要特 点是，任一母线故障或检修，均不致停电，任一断路器检修也不引起停电，甚至两 组母线同时故障的极端情况下，功率仍能继续输送。一串中任何一台断路器退出或 检修时，此时仍不影响其他元件的运行。这种接线运行方便、操作简单，隔离开关 5 只在检修时作为隔离电器用。 1.2.5 比较两个方案 双母线四分段带旁路母线接线在正常时母线和分段断路器均合上，四个分段同 时运行，每段母线上均接有 1/4 左右的机组和负荷。这样，当任意一段母线故障时 只影响 1/4 电源和负荷停电；当任一母线或分

12、段断路器故障时，只影响一半左右的 电源和负荷停电。但是当母联断路器故障（短路）或一组母线检修而另一组母线故 障（或出线故障，断路器拒动）时。这一缺点对于大容量电厂和 500KV 系统的影响 尤为严重。 在断路器的使用方面，如果采用专用旁路断路器或进出线数少于 8 回采用四分 段接线方式时，每回线占用断路器数多于一个半。因此，在机组及出线数数较少时， 不宜采用双母线四分段接线方式。此外，研究结果指出，四台机组和四回出线的电 厂采用双母线四分段带旁路与二分之三断路器接线相比，无论是 500KV 送点线路还 是发电机变压器回路，二分之三断路器接线的可靠性指标（包括故障和停运时间） 都比双母线四分段带

13、旁路母线要好。其次，就故障后果而言，二分之三断路器接线 方式没有切除三个及以上回路的可能，而双母线四分段存在这种可能。 二分之三断路器接线在国内 330KV500KV 系统中的应用日益增多，已显示出这 种接线方式的优越性，并逐渐积累了不少运行经验。它既是一种双母线接线，又是 一种多环接线。二分之三断路器接线与双母线带旁路母线比较，隔离开关少，配电 装置结构简单，占地面积小，土建投资少，隔离开关不当作操作电器使用，不易因 误操作造成事故。 两种方案在可靠性和经济性分析中各有优缺点，但考虑到本电厂在系统中的作 用和负荷对本电厂的要求方案二为首选方案。 1.3 发电机的选择 （1）发电厂的机组容量，

14、应根据系统内总总装机容量、负荷增长速度、电网结 构和制造厂供货情况等因素进行选择。 （2）在条件具备时，应优先采用大容量机组，但为使调度运行不致发生困难， 最大机组一般不超过系统总容量的 8%10%。对形成中的电力系统，若负荷的增长 迅速或较快就可连入其他大电力系统时，可根据具体情况并进行技术经济论证后， 可选用的机组。 （3）为便于生产管理，一个厂房内的机组台数以不超过 6 台为宜；同容量机、 炉应尽量采用同一制造厂的同一型式，其配套设备的型式也应尽量一致。 6 根据原始资料所给定的 600MW 发电机容量选择发电机型号及各技术参数见表 1-1 发电机型号：QFSN6002 表 11 600

15、MW 机组的参数 电抗（标么值） 时 间 常 数 备 注 型号 额 定 容量 （MW） 额 定 电 压 （KV） N cos d X d X d X 2 X 0d T 0d T QFSN 6002 600220.92.150.260.2050.2038.270.045 哈 尔 滨 1.4 主变压器的选择 1.4.1 主变压器容量、台数的选择 主变压器容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的选择除依 据基础资料外，主要取决于输送功率的大小、与系统联系的紧密程度、运行方式及 负荷的增长速度因素，并至少要考虑 5 年内负荷的发展需要。如果容量选的过大， 台数过多，则会增加投资，占地面积和

16、损耗，不能充分发挥设备的效益，并增加运 行和检修的工作量；如果容量选得过小，台数过少，则可能封锁发电厂剩余功率的 输送，或限制变电所负荷的需要，影响系统不同电压等级之间的功率交换及运行的 可靠性等。 主变压器容量选择的一般原则： （1）为节约投资及简化布置，变压器应选用三相式。 （2）当发电机母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容 量送入系统。 （3）当发电机电压母线上接有两台或两台以上的主变压器时，当其中容量最大 的一台退出运行时，其他主变压器在允许正常过负荷的范围内，应能输送母线剩余 的功率的 70%。 （4）当发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统侧送电以满足

17、发 电机电压母线上的最大负荷的要求。 （5）根据系统经济运行的要求，而限制火电厂的输出功率。此时火电厂的主变 7 压器应具有从系统测倒送功率的能力，以满足发电机电压母线上最大负荷的要求。 （6）单元接线时的变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后， 留有 10%的裕度。 1.4.2 主变压器型号的选择 单元接线中的主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后， SN 留有 10%的裕度选择。 )(cos)1 (1 . 1MVAKPS GPNGN （21） 式中：发电机容量 NG P 发电机额定功率因数 G cos 厂用电率 P K 发电机主变的容量为： )(67.6749

18、. 0/%)81 (6001 . 1MVASN 则主变及参数的型号表 12 表 12 发电机主变的参数 型号 额定电压 （KV） 阻抗电压 空载损耗 （kW） 负载损耗 （kW） 240000/500-DFD3 20 3 550 14%162600 单相双绕组升压变压器（参考与沈阳变压器厂） 。 第二章 厂用电设计 2.1 厂用电设计的要求 2.1.1 厂用负荷分类 根据厂用负荷在发电厂运行中所起的作用及其供电中断对人身、设备及生产所 造成的影响程度，将其分为下列五类： （1）类负荷 短时（手动切换恢复供电所需时间）的停电可能影响人身或设备安全，使生产 停顿或发电量大量下降的负荷。如给水泵、凝

19、结水泵等。对类负荷，必须保证自 起动，并应由有 2 个独立电源的母线供电，当一个电源失去后，另一个电源应立即 8 自动投入。 （2）类负荷 允许短时停电，但停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产的负荷。如 工业水泵、输水泵等。对类负荷，应由有 2 个独立电源的母线供电，一般采用手 动切换。 （3）类负荷 长时间停电不会直接影响生产的负荷。如中央修配厂、实验室等的用电设备。 对类负荷，一般由 1 个电源供电。 （4）事故保安负荷 在事故停机过程中及停机后的一段时间内，仍应保证供电，否则可能引起主要 设备损坏、重要的自动装置控制失灵或危及人身安全的负荷，称为事故保安负荷。 根据对电源要求不同，

20、又可分下列三种： 直流保安负荷。 由蓄电池组供电，如发电机组的直流润滑油泵等。 直流不停电保安负荷。 一般由接于蓄电池组的逆变装置供电，如实时控制 用电子计算机。 允许短时停电的交流保安负荷。 平时由交流厂用电供电，失去厂用工作电 源时，交流保安电源应自动投入。 （5）交流不间断供电负荷 在机组启动、运行及停机（包括事故停机）过程中，甚至停机以后的一段时间 内，要求连续提供具有恒频恒压特性电源的负荷。一般由接于蓄电池组的逆变装置 或由蓄电池供电的直流电动发电机组供电。 2.1.2 基本要求 厂用电接线应保证厂用电的连续供应，使发电厂能安全满发，除满足正常运行 安全、可靠、灵活、经济、先进等一般

21、要求外，还应满足下列特殊要求： （1）接线方式和电源容量，充分考虑发电厂正常、事故、检修、起动等运行方 式下的供电要求，切换操作简单。 （2）尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。 （3）应设置足够容量的交流事故保安电源及电能质量合格的交流不间断供电装 置。 （4）便于分期扩建或连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别是对公用负 荷的供电，要结合远景规模统筹安排。 9 2.2 厂用电设计的原则 厂用电设计的一般原则 （1）对厂用电设计的要求 厂用电设计应按照运行、检修和施工的需要，考虑全厂发展规划，积极慎重的 采用经过实验鉴定的新技术和新设备，使设计达到技术先进、经济

22、合理。 （2）厂用电电压 厂用电供电电压等级是根据发电机的容量和额定电压、厂用电动机的额定电压 及厂用网络的可靠、经济运行等诸多方面因素，经技术比较后确定。 高压厂用电一般采用 6KV 或 3KV 和 10KV 配合使用。 （3）厂用母线接线方式 高压厂用电系统应采用单母线接线。火电厂的高压母线一般都采用“按炉分段” 锅炉容量为 400T/H 及以下时，一般每炉由一段母线供电；容量为 400T/H 及以上时， 每炉不少于两段母线供电，并将两套辅机电动机分接在两段母线上，两段母线可由 同一台厂用变压器供电。 （4）厂用工作电源 高压厂用工作电源一般采用引接方式。高压厂用工作电源（变压器或电抗器）

23、 应从发电机回路引接，并尽量满足炉、机、电的对应性要求。 （5）交流事故保安电源 大型发电机组应设置交流事故保安电源，当厂用工作和备用电源消失时，应自 动投入，保证交流保安负荷的起动，并对其持续供电。 各机组的厂用电系统应是独立的,一台故障的停运或辅机的电气故障,不应影响到 另一台机组的正常运行,并能在短时间内恢复本机组的运行. 2.3 厂用电接线的最终确定 2.3.1 厂用电接线的设计 本厂厂用电主接线设计说明： 本设计中采用每个单元机组设置两台分裂绕组的工作变压器（厂总变压器） T1A、T1B，每台机组设公用的两台分裂绕组变压器做启动兼备用变压器 T12A、T12B。这种接线的特点是，厂用

24、母线分为 4 段，也可以设置公用负荷段，互 为备用的负荷接入两台厂用变压器的两个低压分裂绕组上，使高压侧容量增大，但 它可以与启动/备用变压器组成一对一的接线方式，任一台厂用变停运，只要投入相 应的启动/备用变压器即可。此接线可靠性高，调度灵活。厂用工作电源和启/备电 10 源的接线如附图 A3。 对于在失去正常厂用电的事故中，会危及机组主、辅机安全，造成永久损坏的 负荷，即机组的保安负荷，由专门设置的保安电动机控制中心对其供电。每台 600MW 机组设置一台柴油发电机作为交流负荷的备用电源（也称交流保安备用电源） 。 600MW 机组单元一般设置有汽轮机保安电动机控制中心和锅炉保安电动机控制

25、中心。 400V 保安电动机控制中心基本接线如附图 A4。 2.3.2 厂用变压器的选择 （1）负荷计算原则： 连续运行的设备应予计算。 机组正常运行时不经常而连续运行的设备（如备用励磁机，备用电工给水 泵等）也应计算。 不经常短路时及不经常而断续运行的设备不予计算，但由电抗器供电的应 全部计算。 由同一电源供电的互为备用的设备只计算运行的部分。 由不同电源供电的互为备用设备时，应全部计算，但台数较少时，允许扣 除其中一部分。 对于分裂绕组变压器，其高低压绕组应分别计算。当两个低压绕组接有互 为备用设备时对高压绕组只计算其运行部分。对低压绕组，则对其中一段均予计 算。 （2）厂用变与起备变的容

26、量计算和选择 发电机厂用变压器的选择。 发电机厂用变压器的容量为： )(441 . 1%69 . 0/600MVAS 则主变及参数的型号见表 21。 表 21 发电机厂用变压器的参数 型号 额定电压 （KV） 额定容量 （MVA） 半穿越阻 抗电压 分裂系数 2050000-CY-SFF93 . 63 . 62025255015%3.33.5 11 参考与电力工程电气设计 200 例第 89 页 发电机启/备变压器的选择 发电机启/备变压器的容量为： )(441 . 1%69 . 0/600MVAS 则启/备变压器的型号表 22。 表 22 发电机启/备变压器的参数 型号 额定 容量 （MVA

27、） 高压 （KV） 低 压 （KV） 联结 组 阻抗电压 Ud1-2=Ud1-3 SFFZ1-50000/50050/25-25 5258 1.25% 6.3-6.3D,yn0-yn023%( K =3.5) f 第三章 短路电流计算 3.1 短路电流计算的目的和规定 3.1.1 短路电流计算的目的 在发电厂和变电所的电气设计中,短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算 的目的主要有以下几个方面: （1）在选择电气主接线时，为了比较各种方式的接线方案，或确定某一接线是 否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 （2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安

28、全、可 靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。 （3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的 安全距离。 （4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路电流为依据。 （5）接地装置的设计，也需用短路电流。 12 3.1.2 短路电流计算的一般规定 验算导体和电器时所用短路电流,一般有以下规定。 （1）计算的基本情况 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行； 所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁） ； 短路发生在短路电流为最大值的瞬间； 所有电源的电动势相位角相同； 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。

29、对 异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。 （2）接线方式 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能最大短路电流的正常接线方式（即 最大运行方式） ，而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 （3）计算容量 应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本 工程建成后 5 10 年） 。 （4）短路种类 一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及 自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严 重情况的进行比较。 （5）短路计算点 在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，

30、称为短路计算点。 3.1.3 本厂短路点的选取 根据本厂主接线的特点及选择设备的要求,选择三个短路点作为短路计算的短路 点,这三个短路点位置为: （1） d-1 500KV 母线短路 （2） d-2 发电机出口处短路 （3） d-3 厂用变低压侧短路 （4） d-4 厂启/备变低压侧 13 3.2 短路计算步骤 3.2.1 参数计算 在实际电力系统接线中，各元件的电抗表示方法不统一，基值也不一样。如果 发电机电抗，厂家给出的是以发电机额定容量和额定电压为基值的标幺电抗 n S n U 值；变压器的电抗，厂家给出的是短路电压百分值(%)；而输电线路的电抗， d X d U 通常是用有名值表示的。

31、为此，短路计算的第一步是将各元件电抗换算为同一基准 的标幺电抗。 为了计算方便,通常取用基准容量，基准电压一般取各级的额定平MVASB100 均电压。标幺值计算基本关系如下： avB UU （31） BBB IUS3 （32） B B B U S I 3 （33） B B B I U Z 3 （34） avB UU 式中： 基准容量（MVA） B S 基准电压（KV） B U 电网各级平均额定电压（KV） av U 基准电流（KA） B I 基准阻抗（） B Z （1） 发电机的电抗标幺值计算 发电机的电抗标幺值计算： 已知：，% 5 . 20 d X)(20 KVUN)(667 MVASN)

32、(100 MVASB )(525 KVUB 则其次暂态电抗标幺值为：0307 . 0 667 100 205 . 0 * N B dG S S XX （2）变压器电抗标幺值计算 发电机主变压器电抗标幺值计算 已知：，%14% d U)(500 KVUN)(240 MVASN)(100 MVASB 14 )(525 KVUB 则其电抗标幺值为：0188 . 0 3240 100 100 14 100 % 21 N Bd TT S SU XX 厂用变压器电抗标幺值计算 已知： =3.5 MVASb100MVASN50 f K%15 21 X 穿越电抗 08 . 0 ) 4 5 . 3 1 (%15

33、) 4 1 ( 21 * 21 f K XX 高压侧电抗 02 . 0 50 100 08 . 0 ) 4 5 . 3 1 () 4 1 ( 21 * 1 N b f S S X K X 低压侧电抗 28 . 0 50 100 08 . 0 5 . 3 2 1 2 1 21 22 N b f S S XKXX 厂用/启动备用变压器电抗标幺值计算 已知： 分裂系数=3.5 半穿越电抗MVASb100MVASN50 f K %23 21 X 穿越电抗 123 . 0 ) 4 5 . 3 1 (%23) 4 1 ( 2121 f K XX 高压侧电抗031 . 0 50 100 123 . 0 )

34、4 5 . 3 1 () 4 1 ( 21 * 1 N b f S S X K X 低压侧电抗 431 . 0 50 100 123 . 0 5 . 3 2 1 2 1 21 2 * 2 N b f S S XKXX 3.2.2 短路计算步骤 在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用曲线法。现见其计算步骤简述如下： （1）选择计算短路点。 （2）画等值网络（次暂态网络）图： 首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机电抗 用次暂态电抗。 d X 选取基准容量和基准电压（一般取各级的平均电压） 。 b X b U 将各元件电抗换算为同意基准值的标幺电抗。 绘出等值网络图，并将各

35、元件电抗统一编号。 （3）化简等值网络：为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为 以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移阻 15 抗。 nd X （4）求计算电抗。 js X （5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值（运算曲线只作到 =3.5） 。 js X （6）计算无限大容量（或3）的电源供给的短路电流周期分量。 js X （7）计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 （8）计算短路电流冲击值。 （9）计算异步电动机供给的短路电流。 （10）绘制短路电流计算结果表。 3.3 短路电流计算 发电厂等值电路图为 K1 发电机1 0.03

36、07 0.0188 K2 0.0188 发电机2 0.212 0.0310.031 0.431 0.0307 0.4310.431 0.431 0.02 0.280.28 0.280.28 K4 K3 0.02 16 3.3.1 点短路电流计算 K1 等值电路图为 K1 发电机2 0.0307 0.0188 0.0307 0.0188 0.212 K1 发电机2 发电机1 0.0495 0.0495 0.212 各个电源点的转移阻抗 0495 . 0 21 X f Xf 212 . 0 Xf s 各计算电抗 3300 . 0 100 6667.666 0495 . 0 121 S S XXX

37、B N fjsjs 2 . 21 100 10000 212 . 0 S S XX B N fjs ss 17 3.3.2 点短路即发电机出口处短路 2 K 等值电路图为 K2 发电机2 发电机1 S 0.0307 0.0188 0.0307 0.0188 0.212 K2 发电机1 Xf10.0307 Xf2 各个电源点的转移阻抗 0307 . 0 1 Xf 0727 . 0 212 . 0 0188 . 0 212 . 0 0188 . 0 0495 . 0 0495 . 0 212 . 0 2 Xf 3113 . 0 0495 . 0 0188 . 0 212 . 0 0188 . 0

38、0495 . 0 0495 . 0 212 . 0 Xf s 各计算电抗 2047 . 0 100 6667.666 0307 . 0 11 S S XfXjs B N 4847 . 0 100 6667.666 0727 . 0 2 S S XfXjs B N 18 13.31 100 10000 3122 . 0 S S XX B N fjs ss 3.3.3点短路即厂用变压器低压侧短路 3 K 要计算点短路时各电源对短路点的计算电抗，先要计算点短路时各电源 3 K 3 K 对短路点的转移电抗。 等值电路为 K3 发电机2 发电机1 0.0307 0.0188 0.332 0.0307 0

39、.0188 0.212 C3 C4 X1XT1XG1 XT3 C2C1 X2XT3 Cf 0401 . 0 212 . 0 0307 . 0 0188 . 0 212 . 0 0307 . 0 0188 . 0 1 X 0020 . 0 0307 . 0 0401 . 0 0188 . 0 0307 . 0 0401 . 0 0188 . 0 2 X 3340 . 0 332. 0002 . 0 32 XXXTff 19 各电源之路的分布系数 6574 . 0 0307 . 0 0188 . 0 0401 . 0 0188 . 0 0401 . 0 1 C C f 3426. 06574 .

40、0 11 12 CC 0649 . 0 212 . 0 0495 . 0 0495 . 0 2 3 C C 2777 . 0 0649 . 0 3426 . 0 3 2 4 C C C 各电源之路的转移阻抗为 5080 . 0 6574 . 0 3340 . 0 1 1 C X f X ff 2028 . 1 2777 . 0 3340 . 0 4 2 C X f X ff 1464 . 5 0649 . 0 3340 . 0 3 C X f X ff s 各电源之路的计算电抗为 3867 . 3 100 6667.666 5080 . 0 11 B N S S f X js X 0187 .

41、 8 100 6667.666 2028 . 1 22 B N S S f X js X 64.514 100 10000 1464 . 5 B N S S f X js X ss 3.3.4点短路即厂启/备变低压侧 4 K 等值电路为 发电机2 发电机1 0.0307 0.0188 0.0307 0.0188 0.212 0.031 0.431 K4 20 Xfs Xf2 Xf1 G1 G2 S 各个电源点的转移阻抗 2855.47717 . 4 1645 . 2 20202.20 212 . 0 1 462 . 0 1 0495 . 0 1 0495 . 0 1 X 0814 . 1 28

42、55.47462 . 0 0495 . 0 21 X X ff 6313 . 4 2855.47462 . 0 212 . 0 Xf s 各个电源点的计算电抗 2093 . 7 100 6667.666 0814 . 1 21 X X jsjs 8753.30 100 6667.666 6313 . 4 Xjs 短路计算结果表见附表 A5 21 第四章 电气设备的选择及校验 4.1 电气设备选择的一般原则 由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法 也不完全相同，但基本要求是相同的。即，要保证电气设备可靠地工作，必须按正 常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳

43、定。 导体和电器的选择设计，同样必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技 术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统 安全经济运行的需要。 （1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展需 要； （2）应按当地环境条件校核； （3）应力求技术先进和经济合理； （4）选择导体时应尽量减少品种； （5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致； 导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境 条件校核电器的基本使用条件。 （1）在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按表 41 计算。 （2）验算导体和电器时，所用短路电流的有关

44、规定见节（短路电流） （3）验算导体和 110KV 以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采用 主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。断路器全分闸时间包括断路器固有 22 分闸时间和电弧燃烧时间。 表 4-1 各回路持续工作电流 回路名称计算公式 变压器回路 nnng USII305 . 1 05 . 1 max. 馈电回路 cos3 2 max. n n g U P I 母线分段断路器和母 连断路器回路n n ng U S II 3 05 . 1 05 . 1 max 注： 等都为设备本身的额定值。 nnn IUP, 各标量的单位为：I（A） 、U（KV） 、P（kW） 、S（KVA

45、） 。 （4）算短路热稳定时，导体的最高允许温度可参照发电厂电气部分课程设计 参考资料P106 表 4-2 所列数值。 表 4-2 导体的最高允许温度 导体种类和材料 短路时导体允许 工作温度（C0） 导体最长允许工 作温度（C0） 热稳定系数 C 值 母线（铝）2007087 （5）验算短路动稳定时，硬导体的最大应力大于表 4-3 所列数值。 表 4-3 导体和电器的选择与校验项目 材料 硬铜 硬铝 钢 最大允许应力 137106 69106 157106 （6）环境条件。选择导体和电器时，应按当地环境条件校核。 在选择导体和电器时，一般按表 4-4 所列各项进行选择和校验。选择的高压电 器

46、，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运行。 表 4-4 导体和电器设备选择和校验项目 正常工作条件短路条件 项 目 电 器 额定电压额定电流开断容量动稳定热稳定 断路器 隔离开关 熔断器 电抗器 23 注 1、表中“”代表选择项目， “”代表校验项目。 2、封闭电器的选择与校验项目与断路器的相同。 4.2 断路器的选择及校验 4.2.1 断路器的选择原则 断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装 调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据当前我国生产制造情况，电 压 6 220KV 的电网一般选用少油断路器；电压 110 330KV 的电

47、网，当少油断路 器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫或空气断路器。 1. 断路器选择的具体技术条件简述如下： （1）电压：（电网工作电压）。 g U n U （2）电流：（最大持续工作电流）。 max.g I n I 由于高压开断电器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可 能运行方式下回路持续工作电流的要求，即取最大持续工作电流。 max.g I 断路器的实际开断时间 T，为继电主保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。 （3） 动稳定： （41） max iich 式中：三相短路电流冲击值； ch i 断路器极限通过电流峰值。 max i （4）热稳定： （42）tItI tdz 22 式中：稳态三相短路电流； I 短路电流发热等值时间（又称假想时间） ； dz t 断路器 T 秒热稳定电流。 t I 4.2.2 断路器的选择与校验 （1） 500KV 母线侧断路器的选择与校验 选择六氟化硫断路器 最大持续工作电流 电流互感器 电压互感器 导线 24 KA U S II n n ng 873 . 0 5003 720 05 . 1 3 05 . 1 05 . 1 max 根据最大持续工作电流可选择断路器型号为 LW-500(H)。其参数见表 4-5。 表 4-5 断路器参数 合闸 时间型 号 额定 电压 （K A） 最 高 工 作