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1、内蒙古科技高校本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：2X350MW火力发电厂厂用电设计学生姓名：叶斌学号：0705130113专业：电气工程及其自动化班级：电气077班指导老师：李洁（教授）摘要本文将针对某火力发电厂的设计，主要是对电气方面进行探讨。本次设计的电厂在电网占有重要位置，一旦发生事故将引起主网的解裂，所以对电厂主接线形式进行了具体的分析比较，以确定一种平安经济成熟的主接线形式。首先对火力发电的有关内容做以阐述，并对电力主接线中的设备做以描述。依据所给出的原始数据和接线的基本原则进行了主接线形式的设计,选择了低压侧用双母线三分段，而高压侧用双母线的接线形式。简洁的介绍了厂用电，对主变
2、压器进行了选择。在三相短路好用计算基本假设的前提下，对三相短路电流进行了计算。依据负荷计算和短路电流计算的结果对断路器等电气设备进行了选择和校验。依据基本原则结合具体要求，绘制完成电气主接线图的一次部分。本毕业设计只对电气主接线一次部分做了较为具体的理论设计。通过对本次的设计设计，驾驭了一些基本的设计方法，在设计过程中更加稳固了理论学问。关键词：火力发电电气主接线主要设备ElectricalDesignfortheprimarysaidofthecoal-firedpowerplant-2*300MWAbstractInthispaper,thedesignofcoal-firedpowerp
3、lantsismainlytotheelectricalstudies.Thedesignofthepowerplanttopowergridplayanimportantrole,onceaccidentwillcausethesolutionofthecrack.Sotowiringformofthepowerplantcarrysonthedetailedanalysiscomparison,todetermineasafeandeconomicmature1.ordconnectionform.Firstofalltherelevantcontentsofthepowertodothi
4、s,andtotheelectricwiringtheequipmenttodoarguedthatdescription.Accordingtotheoriginaldataandthebasicprinciplesofthewiringdesignthewring.Choosethelowvoltagesidewithabus,andthreesegmentationhighpressuresidewithabusofwiringform.Simpleintroducedthestationservice,andchoosethemaintransformer.onthepremiseof
5、thethree-phaseshort-circuitbasicassumptionscarryoutthethree-phaseshort-circuitcurrentcalculation.Accordingtotheresultsofloadcalculationandshort-circuitcurrentcalculation,circuitbreakerelectricalequipmentwerechosenandcalibration.Accordingtothebasicprinciplewithspecificrequirements,paintthemainelectri
6、calwiring.Thegraduationdesignonlyforapartofthemainelectricalwiringgoesondetaileddesignoftheory.Throughthisdesign,havesomebasicdesignmethods,inthedesignprocessandsolidtheoreticalknowledge.Keywords:Thermalpowerelectricalmainwirelightningprotection书目摘要IAbstractII书目III前言1第一章原始资料2其次章电气主接线的设计32.1 电气主接线的设计
7、3电气主接线的设计原则32.2 电气主接线的叙述3两种方案的比较62.3 主接线的确定7第三章厂用电的设计83.1 厂用电负荷的分类83.2 厂用电的设计9第四章短路电流的计算104.1 短路的基本概念10故障类型及缘由10短路的危害及措施11短路电流计算的目的12短路电流计算的基本假设124.2 短路电流的计算13电气设备标幺值的计算13各短路点三相短路计算144.3 短路容量、全电流最大有效值及冲击电流的计算16第五章电气设备的选择185.1 主变压器型式的确定185.2 主变压器容量的确定195.3 电气设备选择的一般要求205.4 电气设备选择的一般条件21按正常工作条件选择21按短路
8、状况校验235.5 断路器和隔离开关的选择26高压断路器的选择26隔离开关的选择275.6 敞露母线及电缆的选择28敞露母线选择28电缆选择305.7 电压互感器的选择325.8 10.5KV侧采纳封闭母线33第六章总结34参考文献35附录A36附录B38附录一短路电流的计算38附录二电气设备的选择39附录C电气设备的参数51前言在电力系统中，大、中型电厂起着举足轻重的作用，一旦故障轻则引起大面积停电,重则可能引起电网崩溃。本次设计的电厂在电网占有重要位置，一旦发生事故将引起主网的解裂，所以对电厂主接线形式进行了具体的分析比较，以确定一种平安经济成熟的主接线形式。现代电力工业在国际上已经快速发
9、展，其发展的特点是：采纳大容量的发电机组，超高压输电线路和巨大的水、火、核电联合电力系统的形成，电力工业的快速发展，对发电厂的设计提出了更高的要求，须要我们仔细的探讨对待。而现代化发电厂的设计是一门综合性的科学，它是在多种专业有机协作，亲密协作下完成的一个统一整体，是在审议后的电力系统规划的基础上，为发电厂的发展制定具体方案，在设计中，贯彻国家各项政策，遵照有关的设计技术规定，从整体动身，深化论证电源布置的合理性，提出网络设计方案，并论证平安牢靠性和经济性，为此需进行必要的计算，考虑近期与远期的关系，并为发电厂及下一级电压的系统设计创建条件。本次设计是在学习基础课和专业课后的一次综合训练，在老
10、师的仔细指导下，有序进行复习巩固其相关的学问，增加工程概念。但是，由于本人对所学学问的驾驭不够全面，水平非常有限，出现错误和不妥之处，希望各位老师赐予指责、指正，以帮助我取得更大的进步。第一章原始资料一、题目：2*300MW火力发电厂电气部分一次设计二、毕业设计原始资料（或系统简介）：1 .本次设计中的电厂为2台300MW汽轮发电机组，一次设计完成。2 .有220KV和IoKV两级电压与系统连接，220KV出线有4回，每回出线最大输送容量为125MW,10KV出线有10回，每回出线输送容量为IOMW。本厂无35KV出线。3 .气象条件：年最高温度38C,年最低温度-7。三、毕业设计的任务1 .
11、完成电气一次主接线形式比较、选择；2 .完成主变压器容量计算、台数和型号的选择；3 .进行必要的短路计算以完成电气设备的选择；4 .运用AUTOCAD绘制电气主接线图纸；四、毕业设计主要技术指标、要求及内容1 .线路单位阻抗为0.4Q,发电机阻抗0.2。全网基准容量选取SJ=100MVA,电压取平均额定电压。2 .发电机参数：型号QFSN-300-2（三相两级同步发电机，定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷），S,v=300MWUn=20KVcos=0.85o3 .10.5KV侧的输电线路的输送距离为IOkm,220KV侧的输电线路的输送距离是40kmo4 .发电机电压母线上的最大负荷为10（）MW
12、,最小负荷为70MW。5 .发电厂年负荷最大利用小时数*ax=GOO力5以o6 .环境温度6=12.1。第二章电气主接线的设计2.1 电气主接线的设计电气主接线是发电厂电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。2.1.1 电气主接线的设计原则对电气主接线设计的基本要求应满意牢靠性、敏捷性、经济性等要求。I、牢靠性：为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必需满意这一牢靠性的要求。主接线牢靠性的衡量标准是运行实践。要充分地做好调研工作，力求避开决策失误，鉴于进行牢靠的定量计算分析的基础数据尚不完善的状况，充分做好调查探讨工作显的尤为重要。为了提高主接线的牢靠性，选用运行牢靠性高的设备是条
13、捷径，这就要兼顾牢靠性和经济性两方面，作出切合实际的确定。2、敏捷性：电气主接线的设计，应当在满意运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。在调度时，可以敏捷地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以便利地停运断路器、母线及二次设备，并便利设备的平安措施，不影响电网正常运行和对其它用户的供电。3、经济性：采纳简洁的接线方式，少用设备，节约设备上的投资。在投资初期回路数较少时,更有条件采纳设备用量较少的简化接线。能缓装的设备，不提前选购装设；在设备型式和额定参数的选择上，要结合工程状况恰到好处，避开以大代小，以高代低；在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占
14、地面积大小。2.2 电气主接线的叙述本次设计中主要采纳了双母线接线的形式和双母线分段的接线形式，下面将介绍电气主接线的多种形式，但是主要介绍以上两种，并介绍其主接线图。1) 单元接线其是无母线接线中最简洁的形式，也是全部主接线基本形式中最简洁的一种，此种接线方法设备更多。本设计中机组容量为300MW,所以发电机出口采纳封闭母线，为了削减断开点，可不装断路器，为了提高牢靠性也可装设断路器。这种单元接线，避开了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等缘由造成的困难。2)、单母分段用断路器，把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路；有两个电源供电。当一段母线发生
15、故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：IlokV220kV配电装置的出线回路数为34回，3563kV配电装置的出线回路数为48回，610kV配电装置出线为6回及以上，则采纳单母分段接线。3)、双母线接线双母线中的母线两组母线可以同时运行，也可以互为备用，如图2.1。其特点如下:(1)检修任一母线时，可将该母线上的全部回路倒换到令一组母线上，不会中断对用户的供电。(2)检修任一回路的母线隔离开关
16、时，只需断开这一回路和该隔离开关相连的母线,其他回路可切换到令一母线上，不影响其他回路的供电。(3)任一母线故障时，可将全部连于改母线上的回路倒换到正常母线上，使装置快速复原供电。(4)断路器检修时时可加临时跨条，将被检修的断路器旁路，用母联断路器代替被检修的断路器，削减停电时间。(5)运行方式敏捷。依据运行的须要，两组母线可并列运行也可分列运行；还可采纳图2.1一组母线工作，令一组母线被用的运行方式缺点：(1)检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。(2)任一母线故障仍会短时停电。(3)变更运行方式时，要用各回路母线侧的隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为困难，简洁出现误操作。(4)增加了大量的
17、母线隔离开关和母线长度，双母线的配电装置结构较困难，占地面积大，投资大。适用范围：双母线接线广泛应用于对牢靠性要求较高、出线回路数较多的610KV配电装置中。由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有肯定局限性，而且操作较困难，对运行人员要求高。4）、双母线分段接线当双母线接线配电装置的进出线回路数较多时，为增加牢靠性和敏捷性，缩小母线故障的影响范围，可将双母线中的一组用断路器分段，形成双母线三分段。双母线可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延长，因此在继电爱
18、护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较简洁实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面母线不分段，如图2.2：积较大，一般当连接的进出线回路数较少时结构特征：将一组母线用分段断路器QFd分为两段（Wl和W2）,两个分段母线（Wl和W2）与另一组母线（W3）之间都用母联断路器连接,也称为双母线三分段接线。分段双母线，比双母线具有更高的牢靠性，运行方式更为敏捷。（I）WI和W2作为工作母线，W3作为备用母线，全部进出线均分在Wl和W2两个分段上运行；（2）也可以将两个母联断路器中的一个和分段断路器合上，全部进出线合理地安排在三段上运行，三段母线并列运行。此种运
19、行方式降低了全厂（所）停电事故的可能性；可以减小母线故障的停电范围，母线故障时的停电范围只有1/3,此时没有停电部分还可以按双母线或单母线分段运行。为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其爱护装置和检修及调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。5）、发电机-变压器单元接线单元接线的特点是发电机和主变压器干脆连成一个单元，再经断路器接至高压系统，发电机出口处除厂用分支外不再装设母线，发电机和主变压器容量配套，两者不行单独运行，发电机出口一般不装断路器（当发电机、主变压器故障时，通过断开主变压器高压侧断路器和发电机的励磁回路来切除故障电流），只在变压器的高压侧装断路
20、器,断路器与变压器之间不必装隔离开关。对于本设计，出口发电机采纳封闭母线。适用于发电机额定电压超过IOkV（单机容量在125MW及以上）；虽然发电机额定电压不超过IOkV,但发电厂无地区负荷；原接于发电机电压母线的发电机已能满意该电压级地区负荷的须要；原接于发电机电压母线的发电机总容量已经较大（6kV配电装置不超过120MW,IOkV配电装置不超过240MW）。以上介绍的主接线形式当中，在本次设计中应用了双母线和双母线三分段的接线形式，此两种接线形式具有供电牢靠、检修便利、调度敏捷及便于扩建等优点，在国内大中型电厂和变电所广泛采纳。2.2.1两种方案的比较此次设计中首先拟定两种主接线形式，通过
21、从各个方面的比较，选择合适又经济的电气主接线形式。第一种方案是：两台发电机经三绕组变压器分别接至220和IOKV母线上，220KV侧采纳双母线接线，10KV侧采纳单母线接线。如图2.1所示：其次种方案是：两台发电机组干脆上了IOKV电压母线，10KV电压母线接成双母线三分段的接线形式,供近区负荷的运用，在经过两台双绕组变压器上升220KV,220KV双母线接线，出线有4回。接线如图2.2所示：共I。回出IOKV图2.1图2.2通过分析比较得出两种方案的优缺点总结如下表2.1：表2.1案项方案一方案二牢靠性l)220KV接线简洁,设备本身故障率少；2)220KV故障时,停电时间较长。220KV侧
22、供电牢靠，调度方式比较敏捷，扩建便利，便于试验。敏捷性l)220KV运行方式相对简洁，敏捷性差；1)22OKV电压级接线易于扩建和实现自动化。2)IoKV操作过程相对简洁经济性DIOKV侧增加了输电线路2)三绕组变压器总投资较大1)近区负荷干脆由IOKV电压母线供电，削减投资2)运用双绕组变压器削减占地面积2.3主接线的确定依据以上的主接线选择原则和原始数据的要求，设计了2300MW的主接线图，见附录A。所设计的火力发电厂装有两台发电机，容量都是300MW；发电厂供应本厂后的剩余电能通过两台双绕组主变压器送入220kV电压级，接线为双母线接线；10.5kV为分段的双母线三分段接线，低电压等级则
23、供近去负荷以及厂用电，剩余的容量则通过主变压器送到220KV电压等级，出现为四回。第三章厂用电的设计3.1 厂用电负荷的分类发电厂在电力生产过程中，有大量的电动机械，用以保证主要设备和协助设备的正常运行。这些电动机及全厂的运行操作、试验、修配、照明等用电设备的总耗电量，统称为厂用电或自用电。厂用负荷，按其用电设备在生产中的作用和突然中断供电时造成危害程度可分为四类：(I)I类厂用负荷凡短时停电会造成设备损坏，危及人身平安，主机停运及大量影响出力的厂用负荷，都属于I类负荷。如火电厂的给水泵，凝聚水泵，循环水泵，引风机，送风机，给粉机等以及水泵的调速器，压油泵，润滑油泵等。通常他们都设有两套设备互
24、为备用，分别接到两个独立电源的母线上。(2)II类厂用负荷允许短时停电，复原供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷，均属于II类负荷。如火电厂的工业水泵，疏水泵，灰浆泵，输煤设备和化学水处理设备等,一般它们应由两段母线供电，并采纳手动切换。(3)III类厂用负荷较长时间停电，不会影响生产，仅造成生产上的不便利者，都属于HI类厂用负荷。如试验室，中心修配厂，油处理室等负荷，通常由一个电源供电。在发电厂中，若机组故障或沟通电源中断时，须要平安的把主机停下来，这是必需有电源来维持氢密封油泵、润滑油泵、空气预热器电机、顶轴油泵、主机盘车电动机、仪表指示及计算机电源、重要的自动限制设备等的平安运转，有时须要
25、持续几小时或几天时间，将以上这些负荷统称为事故保安负荷。保安负荷按供电电源不同可分为三种。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。沟通不停电保安负荷：一般由接于蓄电池组的逆变装置供电，如限制用计算机等。允许短时停电的沟通保安负荷：正常由电厂电源供电，失压后沟通保安电源自动投入。如220MW及以上机组的盘车电动机等。大机组的沟通保安电源一般由具有自启动功能的柴油发电机组担当。厂用电是发电厂的重要负荷，在任何状况下都应按一类负荷来处理。保证厂用电负荷的供电牢靠性，对于电能的平安生产具有重要意义。所以，在发电厂中，各级电压的厂用电，常按机组分成若干个独立的工作段，设各级电压的备用段
26、以提高供电的牢靠性。厂用电率是发电厂的主要运行指标。厂用电的大小干脆影响发电厂得发电成本以及对系统的供电量。厂用电率在热电厂中约为8%10%,在凝聚式电厂约为5%8%,而在水电厂约为0.3%2%。降低厂用电率，对国名经济及电厂本身有着重大的意义。厂用电系统的供电牢靠性和运行经济性，在很大程度上确定于厂用电的供电电源、供电电压以及用电系统的接线方式。火力发电厂厂用电的主要负荷统计见附表Bo3.2 厂用电的设计厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用电负荷牢靠和连续供电，使发电厂主机平安运转；其次，接线应能敏捷地适应正常，事故，检修等各种运行方式的要求；还应适当留意经济
27、性和发展的可能性并主动慎重的采纳新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。此外，在设计厂用电系统接线时还要对供电电压等级，厂用供电电源及其引接进行分析和论证。火电厂的协助机械多、容量大，供电网络困难，其主要负荷分布在锅炉、气机、电气、输煤、出灰、化学水处理以及协助车间和公用电气部分。因此，以双母线分段接线形式合理地安排厂用各级负荷。第四章短路电流的计算4.1短路的基本概念4.1.1 故障类型及缘由在电力系统的运行过程中，时常会发生故障，其中大多数是短路故障（简称短路）。所谓短路，是指电力系统正常运行状况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。在正常运行时，陈中性点外，相与相或相与地之间是
28、绝缘的。表4.1示出在输电线上发生各种短路的状况。在三相系统中短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相短路接地和两相短路接地。三相短路时三相回路照旧是对称的，故称为对称短路；其它几种短路均使三相回路不对称，故称为不对称短路。上述各种短路均是指在同一地点短路，事实上也可能在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点接地短路。表4.1短路类型短路种类不意图符号发生的机率约三相短路3,d5%两相短路f2d10%单相短路接地zf0d65%两相短路接地20%电力系统的短路故障有时也称为横向故障，因为它是相对相或相对地的故障。还有一种称为纵向故障的状况，即断线故障，例如一相断线使系统发生两相运行的非全相运行
29、状况。这种状况往往发生在当一相上出现短路后，该相的断路器断开，因而形成一相断线。产生短路的主要缘由是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。例如架空输电线的绝缘子可能由于受到过电压（例如由雷击引起）而发生闪络或由于空气的污染使绝路子表面在正常工作电压下放电。再如其它电气设备，发电机、变压器、电缆等的载流部分的绝缘材料在运行中损坏。鸟兽跨接在袒露的载流部分以及风、雪等自然现象所造成的短路也是屡见不鲜的。此外，运行人员在线路检修后末拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障。电力系统的短路故障大多数发生在架空线部分。总之，产生短路的缘由有客观的，也有主观的，只要运行人员加强责任心，严格按规章制
30、度办事，可以把短路故障的发生限制在一个很低的限度内。一般总结为以下几个缘由：电气设备载流部分的绝缘损坏，例如绝缘材料的自然老化、脏污、干脆的机械损伤、设计、安装和运行维护不良所带来的设备缺陷，在过电压甚至在正常电压下发生绝缘介质击穿，以及因雷击、过电压引起绝缘损坏（如闪络放电等）。气象条件恶化，例如架空线路因大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。运行人员误操作，例如带负荷拉隔离开关，线路检修后未拆除临时接地线就加上电压，或在带电设备、线路旁边施工不慎而引起短路等。（4）鼠、鸟兽等动物跨界袒露导体而引起的短路。4.1.2 短路的危害及措施短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。在发生短路时，由于
31、电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的短路电流值大大增加，可能超过该回路的额定电流很多倍。短路点距发电机的电气距离愈近（即阻抗愈小），短路电流愈大，例如在发电机端发生短路时，流过发电机定子回路的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的1015倍。在大容量的系统中短路电流可达几万甚至几十万安培。短路点的电弧有可能烧坏电气设备。短路电流通过电气设备导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。另方面，导体也受到很大电动力的冲击，致使导体变形甚至损坏。因此，各种电气设备应有足够的热稳定度和机械稳定度（或称动稳定度），使电气设备在通过最大可能的短路电流时不致损坏。短路还会引起网络中电
32、压降低，特殊是靠近短路点处电压下降得最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏。网络电压的降低使由各母线供电的用电设备不能正常工作，例如作为系统中最主要的电力负荷异步电动机，它的电磁转矩与外施电压的平方成正比，电压下降时电磁转矩将显著降低，使电动机转速慢下来甚至最终完全停转，而造成产品报废及设备损坏等严峻后果。系统中发生短路相当于变更了网络的结构，必定引起系统中功率分布的变更，发电机输出功率也相应地变更。无论是哪一点短路，发电机输出的有功功率都要下降。但是发电机的输入功率是由原动机的进汽量或进水量确定的，不行能马上相应变更，因而发电机的输入功率大于输出功率，发电机的转速将增大，这就有可能引起并列运
33、行的发电机失去同步，破坏系统的稳定，引起大片地区停电。这是短路造成的最严峻的后果。不对称接地短路所引起的不平衡电流，产生不平衡磁通，会在邻近的平行的通讯线路内感应出相当大的电势，造成对通讯系统的干扰，甚至危及设备和人身的平安。为了减小短路对电力系统的危害，可以实行限制短路电流的措施，例如在线路上装设电抗器。但是最主要的措施是快速将发生短路的部分与系统其它部分隔离。某点短路后，马上通过继电爱护装置自动将短路点旁边的断路器快速断开，这样就将短路部分与系统分别，发电机可以照常向干脆供电的负荷和配电所的负荷供电。由于大部分短路不是永久性的而是短暂性的，就是说当短路处和电源隔离后，故障处不再有短路电流流
34、过,则该处可能快速去游离，有可能重新复原正常，因此现在广泛实行重合闸的措施。重合闸就是当短路发生后断路器快速断开，使故障部分与系统隔离，经过肯定时间再将断路器合上。对于短暂性故障，系统就因此复原正常运行，假如是永久性故障，断路器合上后短路仍存在，则必需再次断开断路器。4.1.3 短路电流计算的目的短路电流计算是发电厂电气设计中的一个重要环节。其计算目的是：1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否须要实行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状况下都能平安、牢靠地工作，同时又力求节约资金，这就须要进行全面的短路电
35、流计算。3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的平安距离。4）在选择继电爱护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5）按接地装置的设计，也需用短路电流。4.1.4短路电流计算的基本假设短路电流的基本目的，是在电气装置的设计和运行终，用来选择电气设备,设计继电爱护装置，确定限制短路电流的措施和分析电力系统的故障等。由于考虑到实际状况，一般在一系列假设基础上进行计算。计算结果一般偏大10%-15%o基本假设如下：1、电力系统是三相对称的。2、电力系统中全部发电机电势的相角在短路过程中都相同，频率与正常工作相同。3、变压器励磁电流略去不计。4、电力系统中各
36、元件的磁路不饱和。即各元件的参数不随电流而变更，计算中可以应用叠加原理。5、输电线路的电容略去不计。220KVIOKV图4.16、电力系统中各元件的电阻略去不计。4.2短路电流的计算4.2.1电气设备标幺值的计算系统简化图如图4.1(在短路计算的过程中我们设计五个短路点在最大运行与最小运行方式下计算)：在短路计算的基本假设前提下，利用近似计算法：选取SB=I(K)MVA,各段电压和电流基准值分别为100Ubi=10.5KV;Ili.=-f=5.5KA;310.57100Ub3=230KV:%=r=026必；3230发电机:变压器:电抗器:Xf需脸100=0.13X=0.052250各元件电抗标
37、要值求得如下:X1*=X2*=X“/202z100x0.2x()-()=0.210.535310.5KV侧的输电线路的电抗值：10KmQI(Y)X6*=Xl1.-=0.410-=3.636 1.u210.52n220KV侧的输电线路的电抗值：40KmX*=X*=X*=X1*=X1.X1.X&=0.4X40X=0.037 8910lUb222024.2.2各短路点三相短路计算电力系统中，为使系统平安、经济、合理运行，或者满意检修工作的要求，须要常常变更系统的运行方式，由此相应地引起了系统参数的变更。在设计变、配电站选择开关电器和确定继电爱护装置整定值时，往往须要依据电力系统不同运行方式下的短路电
38、流值来计算和校验所选用电器的稳定度和继电爱护装置的灵敏度。最大运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产图4.2生的短路电流最大的一种运行方式。一般依据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般依据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电爱护装置的灵敏度。一.最大运行方式：此时，系统两台发电机均工作，简化图如图4.2所示：1.dl短路计算如图4.2：短路电流计算过程如下：XI=0.2X3=X4=0.052X11=X56=X5+6=0.65+3.6
39、3=4.28Xi2=X5=X7UX8=0.03u0.03=0.015X13=X9UXio=0.03u0.03=0.015X14=X13+X3=0.015+0.052=0.067X15=X12+X4=0.015+0.052=0.067X16=X2UX14UX15UX11=0.03各电源供应的短路电流:Zrfvl*=-=5.0加X10.27dv2*=-16=33.30.03出名值:IdSl=IdSl*xlj=5.O5.5=27.5G4Ids2=Ids2*lj=33.35.5=12.5KA总的短路电流为:Idl=葭+Iasz=27.5+72.5=100Q2.d2,d3,d4,d5点短路的短路电流依上
40、述的方法计算得:Idl=/.+Z2=1.54+8.14=9.68/G4Iilsy=Idx3*0.2325.5=1.28C4g=J+2+=26+8.67=34.67KAId5=0.65KA二.最小运行方式:此时，系统只有一台发电机工作。最小运行方式下，此系统的简化图如图4.2所示:1. dl点短路dl点短路的简化图，如图4.2所示:短路电流计算过程如下:X1=0.2X12=X7UX8=0.015I/OX13=X12+X3=0.015+0.052=0.067X14=X13uX56=0.067o4.28=0.066电源及其系统供应的短路电流:i*=-=!=15.15X10.066lds2*=50.2
41、出名值:Idsl=IdslM=15.15X5.5=22.5MIds2=Ids2Ij=55.5=27.5KA总的短路电流：Idl=Idsl+7a2=22.5+27.5=50/42. d2,d3,d4,d5点短路短路电流依上述的方法分别计算得：2=vi+2=154+7.15=8.69AAZrf3=1.27XAId4=IdSl+Ids2=8.67+10.0=18.67必Id5=IdSl*4=17.85x0.26=4.64M3. 3短路容量、全电流最大有效值及冲击电流的计算1、最大运行方式：1)短路容量的计算：S=3VavIddl点短路：S=310.5100=1818MVA(4-1)d2点短路：S=3
42、10.59.68=176.04MVA(4-2)d3点短路：S=310.51.28=23.278MVA(4-3)d4点短路：S=323034.67=13811.14MVA(4-4)d5点短路：S=32300.65=258.93MVA(4-5)2)短路全电流最大有效值的计算：依据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数KCh=I.8,当不计周期重量衰减时，短路电流全电流最大有效值为：ICh=JI+2(KC力-1)?Id=1.5IIddl点短路：Ich=1.51Id=1.51100=1510kA(4-6)d2点短路：Ich=1.51Id2=1.519.68=14.62kA(4-7)d3点短路：
43、ICh=1.5Ud3=1.51xl.28=1.93kA(4-8)d4点短路：1.h=1.51Id4=1.5134.67=52.35kA(4-9)d5点短路：Ieh=1.5Ud5=1.510.65=0.98kA(4-10)3)冲击电流的计算：ich=2Kchld=2.551ddl点短路：ich=2KchIdi=2.55100=255kA(4-11)12点短路：ich=KchId2=2.55x9.68=24.68kA(4-12)d3点短路：ich=2KchId3=2.551.28=3.26kA(4-13)d4点短路：ich=KchId4=2.55x34.67=88.41kA(4-14)d5点短路：
44、ich=KchId4=2.55x0.65=1.66kA(4-15)2.最小运行方式：1)短路容量的计算：S=3VavIddl点短路：S=310.550=909MVA(4-16)d2点短路：S=310.58.69=158.04MVA(4-17)d3点短路：S=ixl0.5xl.27=23.10MVA(4-18)d4点短路：S=323018.67=7437.38MVA(4-19)d5点短路：S=Vix230x4.64=l848.4MVA(4-20)2)短路点全电流最大有效值：U=l+2(Tc-I)2Ia=1.5IIddl点短路：ICh=I.51IdI=I.51x50=25.5kA(4-21)d2点
45、短路：ICh=1.5Ud2=1.51x8.69=13.12kA(4-22)d3点短路：ICh=I.5Ikb=1.5Ix1.27=1.92kA(4-23)d4点短路：Ich=1.511d4=1.5118.67=28.19kA(4-24)d5点短路：ICh=1.51Id5=1.514.64=7.0kA(4-25)3)冲击电流的计算：ich=2Kchld=2.551ddl点短路：ich=KchId=2.5550=127.5kA(4-26)d2点短路：ich=KdJd2=2.55x8.69=22.16kA(4-27)d3点短路：ich=KdJd3=2.55xl.27=3.24kA(4-28)ci4点短
46、路：ich=叵KchId4=2.5518.67=47.61kA(4-29)d5点短路:ich=、历Kchld4=2.554.64=11.83kA(4-30)最大运行方式和最小运行方式下的计算结果列于表B中，见附录B。第五章电气设备的选择5.1 主变压器型式的确定（一）主变压器台数的确定确定主变压器台数的因素很多，主要取决于该电厂在系统中的重要性并结合电厂本身的装机台数。为削减主变压器台数，可考虑采纳扩大单元接线。一般装机一至三台的小型非骨干电厂以确定一台主变压器为宜，装机四台及以上的小型电厂可考虑确定两台主变压器以满意运行的牢靠性和敏捷性。接于发电机电压母线上的变压器一般说来不少于2台，但对主要向发电机电压供电的地方电厂、系统电源主要作为备用时，可装设一台。由原始资料可知，本次所设计的发电厂是2X300MW的火力发电厂，它是以22OkV为主，在220kV的线路上出线一共有四回。在IOkV母线上有十回出线，向周边地区供电。依据以上原则，本次设计选择两台主变。（二）变压器接线绕组组别的确定1 .变压器的绕组连接方式必需使得其线电压与系统线电压相位一样，否则不能并列运行。电力系统变压器连接
