畢業(yè)設計---2x12mw火電廠電氣部分設計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　畢業(yè)設計是高職高專院校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)的主干專業(yè)課部分之一,是理論和實踐并重的專業(yè)課程,具有實踐性強應用性廣的特點,本次設計的題目是2x12000kw火電廠電氣部分設計,設計任務是:設計發(fā)電廠主接線,并論證設計的主接線是最佳方案,選擇主變壓器的臺數及容量,設計發(fā)電廠廠用電接線,并選擇廠用變壓器的臺數及容量,計算短路電流,選擇

2、導體和主要電氣設備,電站防雷裝置設計和繼電保護配置.</p><p>　　此次設計的發(fā)電廠一方面供電給縣辦企業(yè)和農業(yè)用電,另一方面還向電力系統(tǒng)送電且擁有I,II類重要負荷, 所以發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分,也直接影響著整個電力系統(tǒng)的安全與運行,在發(fā)電廠中,一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分,本次設計中主要針對了一次接線的設計,從主接線方案的確定到廠用電的設計,從短路電流的計算到電氣設備的選擇以及配

3、電裝置的布置,都做了較為詳盡的闡述,二次接線則以繼電保護配置的選擇為專題做了深入細致的介紹.且在設計過程中,綜合考慮了經濟性.可靠性和可發(fā)展性等多方面因素,在確?？煽啃缘那疤嵯铝幗洕?。</p><p>　　本次設計所要求的基本理論,基本知識和基本技能是本專業(yè)學生畢業(yè)后從事電力行業(yè)運行,維護,檢修,管理工作所必備的專業(yè)基礎.</p><p><b>　　編者</b>

4、</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　第1章 發(fā)電廠電氣主接線設計及主變壓器的選擇</p><p>　　原始資料分析…………………………………………………6</p><p>　　主變壓器的選擇…………………

5、……………………………6</p><p>　　主變壓器容量的選擇…………………………………6</p><p>　　1.2.2 主變壓器臺數的選擇…………………………………6</p><p>　　1.2.3 主變壓器型號的選擇及校驗…………………………6</p><p>　　1.2.4 主變壓器相數、繞組、連接方式的選擇……………7<

6、;/p><p>　　1.3 主接線的設計………………………………………………7</p><p>　　1.3.1 設計步驟……………………………………………7</p><p>　　1.3.2 初步設計方案………………………………………7</p><p>　　1.3.3 最優(yōu)方案確定………………………………………9</p>&l

7、t;p>　　第2章 發(fā)電廠廠用電接線設計及廠用變壓器選擇</p><p>　　2.1 廠用變壓器容量及臺數的選擇………………………………10</p><p>　　2.2 負荷的分類與統(tǒng)計……………………………………………11</p><p>　　2.3 廠用電接線設計………………………………………………11</p><p>　　第3章

8、 計算短路電流</p><p>　　3.1 短路電流計算的目的與步驟…………………………………12</p><p>　　3.1.1 短路電流計算的目的…………………………………12</p><p>　　3.1.2 計算步驟………………………………………………12</p><p>　　3.2 主變壓器的參數計算及短路點的確定………………………

9、12</p><p>　　3.2.1 變壓器、發(fā)電機、線路參數確定……………………12</p><p>　　3.2.2 短路點的確定…………………………………………14</p><p>　　3.2.3 各短路點的短路計算…………………………………15</p><p>　　3.3 廠用電短路電流計算及等值電路圖…………………………20</

10、p><p>　　3.4 繪制短路電流計算結果表……………………………………25</p><p><b>　　第4章 選擇導體</b></p><p>　　4.1母線的選擇……………………………………………………25</p><p>　　4.1.1 6KV母線選擇及校驗………………………………25</p>&

11、lt;p>　　4.1.2 10KV母線選擇及校驗……………………………26</p><p>　　4.1.3 110KV母線選擇及校驗……………………………27</p><p>　　4.2 架空線選擇及校驗……………………………………………28</p><p>　　4.2.1 6KV架空線選擇及校驗……………………………28</p><

12、p>　　4.2.2 10KV架空線選擇及校驗…………………………28</p><p>　　4.2.3 35KV架空線選擇及校驗…………………………29</p><p>　　4.2.4 110KV架空線選擇及校驗…………………………29</p><p>　　4.3 10KV電纜選擇及校驗………………………………………29</p><p

13、>　　第5章 高壓電氣設備的選擇及校驗</p><p>　　5.1 變壓器側高壓開關和電氣設備選擇及校驗…………………30</p><p>　　5.1.1 高壓隔離開關和斷路器的選擇及校驗……………30</p><p>　　5.1.2 高電壓互感器選擇及校驗…………………………33</p><p>　　5.1.3 高壓電流互感器選擇及

14、校驗………………………36</p><p>　　5.2 出線回路高壓開關和電氣設備選擇及校驗…………………39</p><p>　　5.2.1 高壓隔離開關和斷路器的選擇及校驗………………39</p><p>　　5.2.2 高壓電流互感器選擇及校驗…………………………40</p><p>　　第6章 電站防雷裝置設計</p>

15、<p>　　6.1 發(fā)電廠防雷設備的選擇…………………………………………41</p><p>　　6.1.1 水塔的防雷……………………………………………41</p><p>　　6.1.2 煙囪的防雷…………………………………………41</p><p>　　6.1.3 廠房內電氣設備的防雷……………………………41</p><p

16、>　　6.1.4 變壓器的防雷………………………………………41</p><p>　　6.2 出線端的防雷措施………………………………………………41</p><p>　　6.3 變壓臺的防雷措施……………………………………………42</p><p><b>　　第7章繼電保護配置</b></p><p>　　7

17、.1變壓器的繼電保護……………………………………………42</p><p>　　7.1.1 瓦斯保護………………………………………………42</p><p>　　7.1.2 過電流保護……………………………………………42</p><p>　　7.1.3 縱聯差動保護…………………………………………43</p><p>　　7.1.4 過負荷

18、保護……………………………………………43</p><p>　　7.1.5 零序（接地）保護……………………………………43</p><p>　　7.2 發(fā)電機的繼電保護……………………………………………43</p><p>　　7.2.1 縱聯差動保護…………………………………………44</p><p>　　7.2.2 過電流保護……………

19、………………………………44</p><p>　　7.2.3 定子繞組單相接地保護………………………………44</p><p>　　7.2.4 匝間短路保護…………………………………………44</p><p>　　7.2.5 轉子一點接地保護……………………………………44</p><p>　　7.2.6 失磁保護……………………………………

20、…………44</p><p>　　7.2.7 定子過電壓保護………………………………………44</p><p>　　7.2.8 定子過負荷保護………………………………………45</p><p>　　7.3 線路的繼電保護………………………………………………45</p><p>　　7.3.1 線路相間短路的電流電壓保護………………………45&

21、lt;/p><p>　　7.3.2 線路的接地保護………………………………………45</p><p>　　7.3.3 線路的距離保護………………………………………46</p><p>　　附圖1 發(fā)電廠電氣主接線圖………………………………………47</p><p>　　附圖2 發(fā)電廠廠用電接線圖………………………………………47</p&

22、gt;<p>　　附圖3 高壓出線斷面圖………………………………………48</p><p>　　附表 主要電氣設備表……………………………………49</p><p>　　參考文獻………………………………………………………50</p><p>　　第1章 發(fā)電廠電氣主接線設計及主變壓器的選擇</p><p>　　1.1

23、 原始資料分析</p><p>　　資料分析：查《電力工程電氣設計手冊》（上冊），知小型容量電廠一般指總容量在200MW以下，安裝的單機容量一般不超過30MW，而本設計電廠總容量2x12MW,在200MW以下，單機容量小于30MW，為小型凝汽式火電廠。從負荷特點及電壓等級可知，它有三個電壓等級，110KV與系統(tǒng)有四回饋線，是電廠向系統(tǒng)送電的主干線路是一級負荷；35KV架空線有2回饋線，是電廠與地方電力網的連接線

24、是二級負荷；10KV側共六回出線，其電壓等級與發(fā)電機端相符，采用直饋線為宜是是二級負荷。</p><p>　　1.2 主變壓器的選擇</p><p>　　1.2.1 主變壓器容量的選擇</p><p>　　據《電力電氣一次部分》的公式</p><p>　　P供=P發(fā)(1—Xehy)=12(1—0.1)=10.8MV</p>

25、<p>　　P負=P供(1—Xwt)=10.8(1—0.1)=9.72MV</p><p>　　ST=P負/cosα=9.72/0.8=12.15MV=12150KVA</p><p>　　注：Xehy凝汽式火電廠用電率8%~10%</p><p>　　Xwt網損率5%~10%</p><p>　　1.2.2 主變壓器臺數的選擇&l

26、t;/p><p>　　發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺，對裝設兩臺變壓器的發(fā)電廠，當其中一臺主變壓器退出運行時，另一臺變壓器應能承擔70%的容量。</p><p>　　本設計電站為小型凝汽式火電廠，為了滿足運行的可靠性和靈活性，其主變壓器共用2臺，為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠性，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器滿足用電負荷的可靠性要求。</p><p>　　1.

27、2.3 主變壓器型號的選擇及校驗</p><p>　　本設計有3個電壓等級，兩種升高電壓。最高電壓為110KV，且最大機組容量為2X12=24MW，滿足要求故選擇兩臺三相三繞組主變壓器，查課本《電氣設備實用手冊》（注：周文俊主編、中國水利水電出版社、上冊）P209。選其型號為：SFSL7—12500/110 額定容量SNT=12500KVA 額定電壓：高壓110KV、中壓35KV、低壓10.5KV。

28、短路損耗△PK=87KW ,空載損耗：△P0=23KW，阻抗電壓UK% 高低：10.5、高中：17.5、中低：6.5 空載電流I%：1.2連接組標號：YN,yn0,d11。</p><p>　　檢驗計算負荷：S總=2X4+1X2+1.5X3+1X3=17500KVA</p><p>　　任一臺變壓器單獨工作時應滿足全部總計算負荷70%的需要。本設計中SNT=12500KVA≥S

29、總=17500X0.7=12250KVA，滿足全部總計算負荷70%的需要。</p><p>　　任一臺變壓器單獨工作滿足一、二類負荷的需要。</p><p>　　本設計SNT=12500KVA≥S(I+II)=2000X4+1000X2=10000KVA滿足重要負一、二級的需要。以上主變壓器容量的選擇，同時能滿足兩個條件的需要，選擇校驗結果合格。</p><p>　

30、　主變壓器繞組、連接方式的選擇</p><p>　　依據《電力工程電氣設計手冊》P216,當不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠均選用三相變壓器，依據《電力電氣一次部分》P97，當電廠有三個電壓等級時，一般可考慮采用三繞組變壓器或自藕變壓器。但中壓側電壓為110KV及以下時，多采用自藕變壓器。依據《電力工程電氣設計手冊》P216，最大機組容量為125MW及以下的發(fā)電廠，當有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)

31、連接時，為滿足電網在不同功率運行狀況下的潮流分布要求提高供電的可靠性和靈活性，減少電能損耗，宜采用三繞組變壓器，（每個繞組的通過容量應達到變壓器額定容量的15%及以上）。兩種升高電壓的三繞組變壓器一般不超過兩臺。（因為三繞組變壓器比同容量雙繞組變壓器價格高40%~50%）。運行檢修比較困難，臺數過多時會造成中壓側短路容量過大，且屋外配電裝置布置復雜，故對其使用給予限制繞組連接方式。我國110KV系統(tǒng)及以上電壓，變壓器繞組采用Y連接，35

32、KV采用Y，其中性點多通過消弧線圈接地，35KV及以下電壓采用△連接。</p><p><b>　　主接線的設計</b></p><p><b>　　設計步驟 </b></p><p>　　電氣主接線設計，一般分以下幾步：</p><p>　　擬定可行的主接線方案：根據設計任務書的要求，在分析原

33、始資料的基礎上，擬定出若干可行方案，內容包括主變壓器型號、臺數和容量、以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據對主接線的要求，從技術上論證各方案的優(yōu)、缺點。</p><p>　　對3個技術上比較好的方案進行經濟計算。</p><p>　　對3個方案進行全面的技術，經濟比較，確定最優(yōu)的主接線方案。</p><p>　　繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。</p>

34、<p>　　1.3.2 初步方案設計</p><p>　　在對原始資料分析的基礎上，結合對電氣接線的可靠性和靈活性及經濟性等基本要求，綜合考慮，在滿足技術，積極政策的前提下力爭使其技術先進，供電安全可靠，經濟合理的主接線方案。</p><p>　　發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產的首要問題，主接線的設計，首先應保證其滿足，不積壓發(fā)電能力，同時盡可能減少傳輸能量過程中的損耗，以保

35、證供電的連續(xù)性，因而根據對原始資料分析，現擬定以下三個主接線方案。</p><p>　　采用兩臺三相三繞組主變壓器并聯運行，發(fā)電機電壓側采用正常運行時互為備用，而35KV高壓側采用變壓器—線路單元接線，1110KV側采用單母線分段。10KV側也采用單母線分段與發(fā)電機電壓側相接。（注：為限制短路電流過大，在分段斷路器DQF處加設電抗器）</p><p>　　采用2臺三相三繞組變壓器并列運行，

36、35KV側兩回饋線采用變壓器—線路單元接線。110KV和10KV均采用單母線接線，兩臺發(fā)電機接在10KV側電壓母線上。</p><p><b>　　方案三、</b></p><p>　　兩臺三相三繞組變壓器并列運行，35KV側考慮用內橋接線，10KV側也采用單母線與發(fā)電機電壓側相接，110KV采用單母線分段，如圖所示 。 </p><

37、p>　　1.3.2最優(yōu)方案確定</p><p>　　三種方案在技術上是可行的，根據本設計要求分析，10KV電壓側出線回路多，且有直線饋線，電壓較低，宜采用屋內配電，其負荷為二、三級負荷，因此采用單母線分段的接線形式，查其《電力工程電氣設計手冊一次部分》P47知，單母線分段接線可有兩個電源供電，斷路器檢修或母線故障盡量減少停運的回路數和停運時間，滿足供電可靠性，且適用范圍6~10KV配電裝置的出線回數為6回及

38、以上時；35~63KV配電裝置的出線回數為4~8回時；110KV~220KV配電裝置出線回數為3~4回，兩臺12MW機組分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓35KV和110KV。由于12MW機組均接于10KV母線上，可選擇輕型設備，在分段處（DQF）加裝母線電抗器。</p><p>　　根據設計要求，為滿足可靠性和靈活性，35KV電壓級出線2回，且有2臺主變壓器，各臺變壓器的35KV側采用變壓器

39、—線路單元接線（橋型接線用于具有兩路電源的工廠，為了使接線簡單）。</p><p>　　110KV電壓級，出線回路4回，且是電廠向系統(tǒng)送電的主干線路，一級負荷對于二級負荷一般要求有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電，為保證任一母線或斷路器故障檢修時，不會停止對用戶連續(xù)供電 ，且滿足《手冊》單母線分段接線適用范圍，即110~220KV配電裝置出線回路為3回時，用斷路器把母線分段

40、后，對重要用戶可以從不同引出兩個回路，有兩個電源供電，即采用單母線分段。（每段母線上發(fā)電機容量為12MW時，一般采用單母線分段接線。</p><p>　　比較：綜上分析所述，根據設計要求，比較三種主接線方案，遵循了可靠性、靈活性、經濟性的要求，在確?？煽啃?、靈活性的同時，兼顧了經濟性。主接線方案一10KV采用單母線分段，35KV變壓器—線路單元接線：接線最簡單，設備少，不需要高壓配電裝置；適用于只有一臺變壓器和一

41、回線路時，每臺主變都有35KV側，且共只有110KV側2回路。110KV采用單母線分段是比較合理的。在可靠性方面該主接線簡單清晰，設備少，無論檢修母線或設備故障檢修，均不致造成全廠停電，每一種電壓級中均有兩臺變壓器聯系，保證在變壓器中損耗最小。在靈活性方面，運行方式比較合理，調度靈活，各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展（在經濟性方面，投資少，占地面積少），故方案一較合理。</p><p>　　發(fā)電機和變壓器型號參數如

42、下：</p><p>　　發(fā)電機G1，G2 QF2—12—2</p><p>　　變壓器T1、T2， SFSL7—12500/110，UK（1—2）%=17.5UK（2—3）%=6.5UK（3—1）%=10</p><p>　　發(fā)電廠廠用電接線設計及廠用變壓器選擇</p><p>　　廠用變壓器容量及臺數的選擇</p>

43、<p>　　1、廠用變壓器型式選擇</p><p>　　由于本設計電廠是小型凝氣式火電廠，塵埃較多，且考慮到經濟性，故選用油侵式雙繞組變壓器。</p><p>　　2、廠用變壓器容量選擇</p><p>　　廠用變壓器容量選擇的基本原則：</p><p>　　變壓器原副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網絡電壓一致；</p>

44、;<p>　　變壓器容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率；</p><p>　　廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同，當裝設兩臺廠用變時，對油侵式變壓器，每臺可帶70%的計算負荷來選擇，其中同主變停止運行時，另一臺廠用變壓器暫時過負荷30%。根據本設計要求，有6KV廠用電負荷和380/220V廠用電負荷，又因變壓器是發(fā)電裝置，故求計算負荷時變壓器不乘70%。<

45、;/p><p>　　6KV PT廠=（290X2+220X2+220X2+160X2+120X2）X70%+400</p><p><b>　　=1414+400</b></p><p><b>　　=1814(KV)</b></p><p>　　ST=PT廠/cosα=1814/0.8=2267.5

46、（KVA）</p><p>　　查《電氣設備實用手冊》（周文俊主編、中國水利水電出版社?上冊）P182，應選6~10KV級鋁繞組配電及電力變壓器，SL7—2500/10 額定電壓：高壓10.5、低壓6.3或3.15KV 連接組標號Y，d11 短路損耗△PK=23KV 空載損耗△P0=3.65 空載電流I%=1 阻抗電壓UK%=5.5。380/220V級時，設計給出ST= P/cosα=400/

47、0.8=500KVA。同上，查《手冊》應選6~10KV級 SL7—500/10 額定電壓：高壓6.3KV、低壓0.4KV △PK=6.9KV △P0=1.08 I%=1.9 UK%=4 連接組標號Y,Yn0</p><p><b>　　3、臺數選擇</b></p><p>　　根據設計要求，廠用電負荷有兩個電壓級即6KV和380/22

48、0V，為保證對用電負荷可靠性和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉，采用3臺廠用變壓器，據設計要求6KV廠用變壓器安裝2臺，互為備用，380/220V采用一臺，故根據廠用負荷的分類統(tǒng)計《設計手冊》廠用電接線共用4臺變壓器。</p><p><b>　　負荷的分類與統(tǒng)計</b></p><p>　　發(fā)電廠在電力生產過程中，有大量的電動機械，用以保證主要設備和輔助設備的正常運行

49、，這些電動機及全廠的運行操作、實驗、修照明等用電設備的總耗電量統(tǒng)稱廠用電或自用電。</p><p>　　查《設計手冊》知廠用負荷，按其用電設備在生產中的作用和突然中斷供電時造成危害程度分為四類：</p><p>　　I類廠用負荷：短時停電會造成設備損壞，危及人身安全，主機停運或發(fā)電量大幅度下降的負荷，如：給水泵、凝結水泵、送風機、循環(huán)水泵等。通常都設有兩套設備互為備用，分別接在兩個獨立的電

50、源母線上。</p><p>　　II類廠用負荷：允許短路時停電，恢復供電后，不制造成產生紊亂的廠用負荷，如火電廠的工業(yè)水泵，疏水泵、輸煤設備和化學水處理設備等，一般應由兩段母線供電，并采用手動切換。</p><p>　　III類廠用負荷：較長時間停電，不會影響生產，僅造成生產上的不方便者，如實驗室中央修配廠，油處理室等負荷，通常由一個電源供電。</p><p>　　

51、事故保安負荷，指在停機過程中及停機后一段時間內仍應保證供電的負荷，否則將引起主要設備損壞，重要的自動控制裝置失靈或推遲恢復供電，甚至可能危及人身安全的負荷稱為事故保安負荷。它分為直流保安啊負荷，如發(fā)電機組的直流潤滑油泵等，其直流電源由蓄電池組成供電，交流保安負荷，如盤車電動機，實時控制用的電子計算機等。</p><p><b>　　廠用電接線設計</b></p><p&g

52、t;　　廠用電接線的設計原則基本上與主接線的設計原則相同，首先應保證對廠用電負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉，其次接線應能靈活地適應正常，事故，檢修等各種運行方式的要求，還應適當注意經濟性和發(fā)展的可能性，并積極慎重的采用新技術、新設備，使其具有可行性和先進性，其擬定方案如下圖。</p><p>　　據設計要求知有兩個廠用供電電壓等級即6KV和380/220V，由以上負荷統(tǒng)計分析知，6KV廠用電負荷都是I類

53、負荷，應采用單母線分段其母線上分別設一臺型號相同的變壓器互為備用，以保證對I類負荷的可靠供電；而380/220V廠用電負荷為II類負荷和III類負荷，在滿足技術要求時，考慮到其經濟性可采用一臺廠用變壓器；其設計如下圖（為了減少絕緣設備的投資，從6KV母線上引出）。</p><p>　　第三章 計算短路電流</p><p>　　3.1 短路電流計算的目的與步驟</p>

54、<p>　　3.1.1 短路電流計算的目的</p><p>　　在發(fā)電廠和變電站的電氣設計中，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：</p><p>　　在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。</p><p>　　在選擇電氣設備時，為了保證設備在正

55、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。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩(wěn)定。</p><p>　　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相對地的安全距離。</p><p>　　

56、3.1.2 短路電流計算步驟</p><p>　?。?）選擇計算短路點。</p><p>　?。?）畫等值網絡圖。</p><p>　　①首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。</p><p>　?、谶x取基準容量Sb和基準電壓Ub（一般取各級的平均電壓）。</p><p>　?、蹖⒏髟碾娍箵Q算為同一

57、基準的標幺值的標幺電抗。</p><p>　　④繪制等值網絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。</p><p>　?。?）化簡等值網絡：為計算不同短路點的短路值，需將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗Xnd.</p><p>　?。?）求計算電抗Xjs.</p><p>　　（5）由運算曲線

58、查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值。</p><p>　?。?）計算無限大容量（或Xjs>3.45）的電源供給的短路電流周期分量。</p><p>　?。?）計算短路電流周期分量有名值和短路容量。</p><p>　　3.2 主變壓器的參數計算及短路點的確定</p><p>　　3.2.1變壓器參數計算</p>&

59、lt;p>　　據設計要求知110KV和 35KV是無限大容量系統(tǒng)u=1 10KV為地方系統(tǒng)用電不計算短路電流。取基準容量為=100MVA,基準電壓==1.05 主變壓器電抗％＝10.5 ％＝17.5 ％＝6.5</p><p>　　1.各繞組的電抗電壓百分比：</p><p>　?。?（％＋％－％）=（17.5+10.5-6.5）=10.75</p&g

60、t;<p>　　％=（％＋％－％）=（17.5+6.5-10.5）=6.75</p><p>　?。?（％＋％－％）=（10.5+6.5-17.5）=-0.25</p><p>　　2.各繞組電抗（有名值）=110KV =12500KVA=12.5MVA</p><p>　　===104.06（Ω）</p><p>　　=

61、==65.34（Ω）</p><p>　　===-2.42（Ω）</p><p>　　3.各繞組標么值（基準標么值）</p><p>　　==104.06×=0.78</p><p>　　==65.34×=4.84</p><p>　　==2.42×=2.2</p><

62、p>　　4．發(fā)電機電抗標幺值</p><p>　　=% =0.1426×=0.95</p><p><b>　　5.線路電抗標幺值</b></p><p>　　=×=0.4Ω／㎞×10×=0.3=</p><p>　　=×=0.4Ω／㎞×20×=

63、0.06===</p><p>　　3.2.2短路點的確定</p><p>　　選擇通過導體和電氣的短路電流是最大的那些點為短路計算點。</p><p>　　如圖1所示若假設有,，，，，5個短路點。</p><p>　　（10KV側）若短路時，提供其短路電流有++；若點短路時，提供其短路電流有++++2個系統(tǒng)則有點大于點的短路電流。故選點為短

64、路計算點。</p><p>　?。?5KV側）若點短路時，短路電流有， +++ + 。</p><p>　?。?10KV 側）短路時，提供其短路電流有 ++++ + ；點短路時，則有提供其短路電流有。則知大于，為短路電流計算點。</p><p>　　綜上所述短路點選擇點點點。點是用來選擇10KV母線上的出現回路上的斷路器和變壓器與10KV相連的斷路器和發(fā)電機組與

65、10KV相連的斷路器設備（發(fā)電機機端電壓的斷路器），點用來選35KV出線回路上的斷路器。點用來選110KV側出線回路上的斷路器和與之相連的開關設備。</p><p>　　=+=0.93+0.3=1.23 =+=0.93+0.3=1.23</p><p>　　=∥=2.2/2=1.1 =∥=0.95/2=0.475 </p><p>　　=

66、∥=0.78/2=0.39 =∥∥∥=0.06/4=0.015 =∥∥∥=0.5/4=0.125</p><p>　　3.2.3各短路點的短路計算</p><p>　　（1） 相對K1點簡化電路并計算</p><p>　　相對點三相短路電流及短路容量，其簡化電路如圖2=+=1.23+4.84=6.07 </p><p>

67、;　　對，，，支路進行星網變換求得各電源點對的轉移電抗。</p><p>　　=×(1/+1/+1/+1/)=1.1×6.07×3.1=20.9</p><p>　　=×(1/+1/+1/+1/)=1.1×6.07×3.1=20.9</p><p>　　=×(1/+1/+1/+1/)=1.1

68、15;0.53×3.1=1.8</p><p>　　點計算電抗=·=0.475×30／100=0.14＜3.45是有限容量系統(tǒng)。求短路電流周期分量標幺值：則10KV電壓級查《設計手冊》汽輪發(fā)電機組運算曲線，t=1s,110KV和35KV是無限大容量=</p><p>　　10KV =3.2</p><p>　　35KV =

69、==0.05 ===0.05 </p><p>　　110KV ===0.56</p><p>　　三相短路電流周期分量=（+++）=(0.05+0.05+0.56+3.2)=21.2(KA)</p><p>　　三相短路電流次暫態(tài)電流及短路穩(wěn)態(tài)電流為===21.2（KA）</p><p>　　三相電流沖擊瞬時值為=

70、15;1.8=2.55×21.2=54.06（KA）</p><p>　　三相短路沖擊電流有效值為=1.52=1.52×21.2=32.22（KA）</p><p>　　點的三相短路容量==×10.5×21.2=385.5（MVA）</p><p>　　(2). 相對K2點簡化電路并計算</p><p>

71、;　　=+=1.2+4.84=6.07</p><p>　　=++=0.38+0.015+0.125=0.53 =+=0.475+1.1=1.575，</p><p>　　對，，，支路進行星網變換求得各電源對的轉移電抗如圖3</p><p>　　35KV=×(1/+1/+1/+1/)=4.84×6.07×(1/6.07+1/0.

72、53+1/1.575+1/4.84)=85.2</p><p>　　10KV =×(1/+1/+1/+1/)=4.84×1.575×2.9=22.1</p><p>　　110KV =×(1/+1/+1/+1/)=4.84×0.53×2.9=7.4</p><p>　　點計算電抗 =P/c

73、osа=12/0.8=15KV</p><p>　　=·=22.1×=6.6＞3.45是無限大容量系統(tǒng)</p><p>　　求短路電流周期分量標么值。35KV和110KV電壓級是無限大容量系統(tǒng)，點短路時的等值電源支路按=</p><p>　　35KV ==1/85.2=0.01 ==1/1.23=0.8</p><p

74、>　　110KV =1/7.4=0.14</p><p>　　10KV ==1/6.6=0.15</p><p>　　有名值35KV側，=36.75KV(三相短路電流周期分量)</p><p><b>　　=+++</b></p><p>　　=(0.01+0.8+0.143+0.15)=1.7(KA)&

75、lt;/p><p>　　三相短路電流次暫態(tài)及短路穩(wěn)態(tài)電流及短路穩(wěn)態(tài)電流為無限大容量電源系統(tǒng)發(fā)生三相短路時短路電流周期分量的幅值始終不變 </p><p>　　===1.7（KA） </p><p>　　三相短路沖擊電流瞬時值為=×1.8=2.55×1.7=4.32（KA）</p><p>　　三相短路電流

76、有限值為=1.52=1.52×1.7=2.58(KA)</p><p>　　點的三相短路容量為=×=×36.75×1.7=108.2（KVA）</p><p>　　（3）. 相對K3點簡化電路并計算</p><p>　　求點三相短路電流及短路容量</p><p>　　=+=0.015+0.125=0.1

77、4</p><p>　　對，，，支路進行星網變換得各電源點對點轉移電抗</p><p><b>　　等值電路圖如圖4</b></p><p>　　(35KV) =× (1/+1/+1/+1/)=0.39×6.07×(1/6.07+1/6.07+1/0.39+1/1.575)=0.39×6.07&#

78、215;3.5=8.29</p><p>　　=× (1/+1/+1/+1/)=0.39×6.07×(1/6.07+1/6.07+1/0.39+1/1.575)=0.39×6.07×3.5=8.29</p><p>　　(10KV) =× (1/+1/+1/+1/)=0.39×1.575×3.5=2.1

79、5</p><p>　　點計算電抗為=·=2.15×=0.65＜3.45是有限容量 查曲線求短路電流周期分量標幺值。110KV和35KV是無限大容量=查《設計手冊》汽輪發(fā)電機 t=0.2s時，=1.23</p><p>　　35KV ===0.12 ===0.12</p><p>　　110KV = ==7.14<

80、/p><p>　　三相短路電流周期分量=115.5KV(有名值)</p><p>　　=（+++）=（0.12+0.12+1.23+7.14）=4.3（KA）</p><p>　　三相短路電流次暫態(tài)及短路穩(wěn)態(tài)電流為 ===4.3KA\</p><p>　　三相短路沖擊電流瞬時值為=×1.8=×1.8×4.3=10.9

81、（KA）</p><p>　　三相短路沖擊電流有效值==1.52×4.5=6.5(KA)</p><p><b>　　點的三相短路容量為</b></p><p>　　=×115.5×4.3=860.2(MVA)</p><p>　　3.3廠用電短路電流計算及等值電路圖</p>

82、<p>　　取基準容量為=100MVA,基準電壓==1.05</p><p><b>　　等值電路圖如圖5</b></p><p>　　====2.2(Ω) =2.2×=2</p><p>　　=∥＋∥==0.62 </p><p>　　=∥==2.42 =∥==

83、0.39</p><p><b>　　=∥==1.1</b></p><p>　　=∥∥∥+∥∥∥=+=0.46</p><p>　　=∥∥==0.46 =+=0.62+2.42=3.04 =+=0.39+0.14=0.53</p><p>　　若點短路時各電源點都單獨計算對，，支路進行Y→△變換。</p

84、><p><b>　　等值電路圖如圖6</b></p><p>　　=+==1.1+3.04+=10.4</p><p>　　=+==1.1+0.53+=1.8</p><p>　　然后再對，，支路進行星網變換求得各電源對的轉換電抗</p><p><b>　　等值電路圖如圖7</b&

85、gt;</p><p>　　=× (1/+1/+1/+1/)=2×10.4×（1/10.4+1/1.8+1/2+1/0.46）=2×10.4×3.3=68.64</p><p>　　=××（1/10.4+1/1.8+1/2+1/0.46）=2×1.8×3.3=11.9</p><p

86、>　　=××（1/10.4+1/1.8+1/2+1/0.46）=2×0.46×3.3=3.04</p><p>　　計算電抗：=·=3.04×=0.91</p><p>　　＜3.45 知其不是無限大容量系統(tǒng)，故查曲線短路電流周期分量標幺值。查《電力系統(tǒng)基礎》P293附錄Ⅲ 汽輪機若當點短路時，t=0.1s</p

87、><p>　　10KV =1.1 10KV和35KV是無限大系統(tǒng)則=</p><p>　　35KV ===0.01</p><p>　　110KV ===0.08</p><p>　　則短路電流周期分量=6.3KV(有名值)</p><p><b>　　=（++）</b><

88、/p><p>　　=(1.1+0.01+0.08)=10.9(KA)</p><p>　　三相短路電流次暫態(tài)電流及短路穩(wěn)態(tài)電流。</p><p>　　===10.9（KA）</p><p>　　三相短路沖擊電流瞬時值為 =×1.8=2.55×10.9=27.7(KA)</p><p>　　三相短路沖擊

89、電流有效值=1.52=1.52×10.9=16.6(KVA)</p><p>　　若點的三相短路容量為</p><p>　　=× =×6.3×10.9=118.9(MVA)</p><p>　　繪制短路電流計算結果表</p><p><b>　　將計算結果列入下表</b><

90、/p><p>　　第四章 導體的選擇</p><p>　　4.1 母線的選擇</p><p>　　4.1.1 6KV母線選擇及校驗</p><p>　　若假設6kv母線采用三相水平排列，平放，跨度矩數大于2，L=100cm,a=25cm,最大工作電流按6kv側變壓器計算===240.6A = ==10.9KA =

91、27700A =16.6KA</p><p>　　根據電流情況查《電力電氣一次部分》課本P294頁附表1，初步選定截面面積S=40×4型矩形鋁母線，其長期允許電流為=456A (=70℃，=45℃)</p><p>　　因實際環(huán)境溫度Q==41.7℃ 則查《電力電氣一次部分》課本P295頁附表3 環(huán)境溫度校正系數=0.74。故=0.74×456

92、=337.4A=大于=240.6A 滿足發(fā)熱條件。假設短路電流通過時間t=1s,</p><p>　　校驗熱穩(wěn)定：由短路熱效應公式為</p><p>　　=(+10+)T/12=﹙10²＋10×10.9²＋10.9²﹚／12=118.81(KA²·S),查課本《電力一次部分》P192導體最高允許溫度熱穩(wěn)定系數C=97，由公式計算母

93、線的最小允許截面</p><p>　　=×10³=×10³=112.4﹙㎜²﹚因S=40×4=160㎜²＞112.4㎜²故熱穩(wěn)定合格。</p><p><b>　　校驗動穩(wěn)定</b></p><p>　　單位檔矩點動力F=×=1.732×2770

94、0²××=531.6（）</p><p>　　最大彎矩M===53.2(N·M)</p><p>　　截面系數W=/6==1.1×(m³)</p><p>　　計算應力δmax==52.3/（1.1×）=48.4﹙N／m²﹚</p><p>　　查《電力電氣一次部

95、分》P196知鋁的允許應力δ=70×﹙N／m²﹚</p><p>　?。睛膍ax=48.4×﹙N／m²﹚故動穩(wěn)定合格</p><p>　　10KV母線選擇及校驗</p><p>　　10KV屋內配電裝置，母線采用三相水平排列，相間距離a=25cm，相同兩個相鄰絕緣子距離L=100cm，跨距數大于2， 10KV母線的選擇，35k

96、v及以下電壓等級一般采用矩形母線，選用鋁質截面矩形，按經濟電流密度選擇母線截面，最大工作電流按變壓器的額定電流計算Imax=SN/UN=12500/（1.732X10）=721A，當Tmax=3000h，查課本《電力電氣一次部分》P195得J=1.08，母線經濟截面為S經=Imax∕J=721/1.08=668(mm²)</p><p>　　查《電力工程電氣設計手冊》電氣一次部分P333表8-2<

97、/p><p>　　選擇10KV母線為（S=80×10）型矩形鋁母線，允許載流量In-1427A（最高允許溫度Qn=70°C，實際環(huán)境溫度Qo=45℃）</p><p>　　因實際環(huán)境溫度Q=Qo=41.7℃,查課本P195附表3《電力電氣一次部分》</p><p>　　K0（環(huán)境溫度校正系數）=0.74故K0×In=0.74×14

98、27=105.6（A）＞Imax=721A可滿足長期發(fā)熱的要求。</p><p>　　假設短路電流通過時間T=1S，=21.2KA，=21.2KA，=21.2KA， =54.06KA</p><p><b>　　校驗熱穩(wěn)定</b></p><p>　　由短路熱效應公式Qk= （²+10²+²）/12×t=

99、(21.2²+10×21.2²+21.2²)÷12×1=449.4(KA².S)</p><p>　　因導體最高允許溫度70℃，實際溫度為41.7℃，查42℃，查《電力電氣一次部分課本》P192，熱穩(wěn)定系數C=97</p><p>　　由公式計算母線的最小允許截面Smin得</p><p>　　S

100、min= /C×10³=/97×10³=218.5﹙mm²﹚</p><p>　　因S=80×10mm²＞Smin=218.5mm²,故熱穩(wěn)定合格。</p><p><b>　　校驗動穩(wěn)定</b></p><p>　　單位檔矩電動力:F=1.73×1/a&

101、#215;10</p><p>　　最大彎矩：M=FL/10=2022.4×1/10=202.24（N.M）</p><p>　　截面系數：W=bh²/6=0.01×0.08²/6=1.06×10（m³）</p><p>　　計算應力：δmax=M/W=202.24/1.06×10=19.07&#

102、215;10（N/m²）</p><p>　　查表課本《電力電氣一次部分》知 鋁的允許應力δ=70×10（N/m²）</p><p>　?。睛膍ax=19.07×10，故動穩(wěn)定合格</p><p>　　單片矩形導體具有集膚效應系數小，散熱條件好，安裝簡單，連接方便等優(yōu)點，一般使用于電流I≦2000A的回路中。</p>

103、;<p>　　110KV母線選擇及校驗</p><p>　　同10KV母線選擇最大工作電流按變壓器額定電流計算</p><p>　　Imax=Sn/Un=12500/×110=65.6A 按經濟電流密度選擇母線截面《足器KVce </p><p>　　當Tmax=5000h查課本《電力電氣一次部分》P192 J=0.78</p>

104、<p>　　母線經濟截面為S=Imax/J=65.6/0.78=84.1（mm²）</p><p>　　查《電力電氣一次部分》課本P294附表1</p><p>　　選擇110KV母線為S=25×4型矩形鋁母線，采用三相水平排列允許載流量In=292A（Qn=70℃，Qo=45℃）</p><p>　　因實際環(huán)境溫度Q=Qo=41.7

105、℃，查《電力電氣一次部分》課本P295附表3，環(huán)境溫度校正系數Ko=0.74，故KoIn=0.74×292=216.08A>Imax=65.6A可滿足長期發(fā)熱的要求</p><p>　　假設短路電流通過時間t=1S =4.3KA =4.3KA =4.3KA =10.9KA=10900A a=25cm=0.25m</p><p>　　校驗熱穩(wěn)定：由短路熱效應公式Qk為<

106、/p><p>　　Qk=（²+10²+²）/12×t=（4.3²+10×4.3²+4.3²）/12×1=18.5（KA²·S）</p><p>　　查課本《電力電氣一次部分>P192查45℃ 導體最高允許溫度熱穩(wěn)定系數C=97 由公式計算母線的最小允許截面Smin=/C×

107、;10³=/97×10³=44.3mm²</p><p>　　因 =25×4=100mm²>Smin=44.3mm²，故熱穩(wěn)定合格</p><p><b>　　校驗動穩(wěn)定</b></p><p>　　L=100cm 單位檔矩點動力：F=1.73 ×1/a

108、15;10=1.73×10900²×1/0.25×10=82.2M/m</p><p>　　最大彎矩：M=FL/10=82.2×1/10=8.22（N.m）</p><p>　　截面系數w=bh²/6=0.04×0.025²=4.2×10（m³）</p><p>　　

109、計算應力δmax=M/W=8.22/4.2×10=19×10(N/m²)</p><p>　　查課本《電力電氣一次部分》P196知鋁的允許應力為δ=70×10(N/m²)>δmax=19×10故動穩(wěn)定合格。</p><p>　　4.2 架空線選擇及校驗</p><p>　　4.2.1 6KV架

110、空線選擇及校驗</p><p>　　10kv及以下的線路因導線受力小，多使用鋁絞線（LJ）;35kv及以上的線路因導線受力大，則廣泛應用鋼芯鋁絞線線（LGJ）</p><p>　　按最大工作電流按變壓器的額定電流計算Imax===240.6(A)</p><p>　　查《電力系統(tǒng)基礎》P281附表1-1從上述選，其安全電流（長期允許電流）=265(A)需大于Imax

111、=240.6（A）故選用LJ型，額定截面S=70mm ²，再查附表1-2，選其6KV導線型號LJ-70,電阻0.46。且LJ-70以上，導線=265A＞Imax=240.6A均能滿足發(fā)熱條件要求。查課本《電力系統(tǒng)基礎》P145表5-4知S=70mm ²>16mm ²也滿足機械強度的要求。假想時間為tjx=1S</p><p>　　4.2.2 10KV架空線選擇及校驗<

112、/p><p>　　最大工作電流按變壓器額定電流計算：Imax===721A查課本《電力系統(tǒng)基礎》P281,附表I-1選LJ-400,求導線滿足短路熱穩(wěn)定性的最小允許截面，查《電力電氣一次部分》P192表5-2-2實際溫度45℃熱穩(wěn)定系數=97=21.2KA=21200A tjx=1S =而導線實際截面為400mm²>=218.6mm²，因此該導線滿足熱穩(wěn)定要求。查《電力系統(tǒng)基礎》課本P145

113、表5-4知S=400mm²>16mm²,故滿足機械強度要求。</p><p>　　4.2.3 35KV架空線選擇及校驗</p><p>　　最大工作電流按變壓器額定電流計算Imax===206.2(A)查表《電力系統(tǒng)基礎》P281附表I-1,I-2選LGJ-50,S=50mm²求導線滿足短路熱穩(wěn)定性時最小允許截面，查《電力電氣一次部分》P192實際溫

114、度45℃表5-2-2熱穩(wěn)定系數C=97 =1.7KA=1700A若tjx=1S = 而導體實際截面積為S=50mm²>=17.5mm²因此該導線滿足熱穩(wěn)定要求，查《電力系統(tǒng)基礎》P145表5-4知S=50mm²>16mm²,故滿足機械強度要求。</p><p>　　4.2.4 110KV架空線選擇及校驗</p><p>　　最大工作

115、電流按變壓器額定電流進行計算Imax===65.6（A）查《電力系統(tǒng)基礎》P281附表I-1,I-2,知選LGJ-50，S=50mm²,求導線滿足短路熱穩(wěn)定性時最小允許截面，查《電力電氣一次部分》P192,實際溫度45℃表5-2-2熱穩(wěn)定系數C=97, =4.3KA=4300A 若tjx=1S =而導體實際面積S=50mm²>=44.3mm²因此該導線滿足熱穩(wěn)定要求，由《電力系統(tǒng)基礎》P146表5-5

116、知其110KV側不用校驗電暈損耗</p><p>　　4.3 10KV電纜選擇及校驗</p><p>　　電力電纜一般采用鋁芯，《電力電氣一次部分》P211直埋地下一般采用鋼帶鎧裝電纜。</p><p>　　電壓選擇：電纜的額定電壓應不小于所在電網的額定電壓≥10KV（查《電力電氣設計P932》）</p><p>　　紙絕緣鉛包鋼帶鎧裝電

117、力電纜選ZLQ2敷設在土壤中，最大工作電流按其計算負荷計算Imax====217A.</p><p><b>　　查</b></p><p>　　《電力電氣設計手冊》P999附表17-6若土壤熱阻系數80℃·㎝／W設長度L=1KM.選截面積S=150㎜² =245A(允許截流量)</p><p>　　=31.5Ω·

118、;㎜²／㎞ ===0.21Ω／㎞ =0.4Ω／㎞</p><p>　　《電力電氣一次部分》P212 Δu％=173ImaxL(comа＋sinа) ／u=173×0.217×1×(0.21×0.8＋0.4×)/10=1.5％＜5％故滿足電壓損耗。</p><p>　　《電力電氣一次部分》P212電纜的熱穩(wěn)定系數C=&

119、#215;10²=1×</p><p>　　=0.0032 《電力電氣一次部分》P212 n=0.93 k=1</p><p>　　熱穩(wěn)定所需最小截面面積為Smin=(／c)=21200×=67.84㎜²小于S=150㎜²滿足熱穩(wěn)定校驗。</p><p>　　高壓電氣設備的選擇及校驗</p>

120、;<p>　　5.1 變壓器側高壓開關電氣設備的選擇及校驗</p><p>　　5.1.1 高壓隔離開關和斷路器的選擇及校驗</p><p>　　選擇電氣設備的最高允許電壓,一般可按電氣設備的額定電壓UN不低于安裝地點電網的工作電壓UW選擇,即應滿足條件UN≧UW選擇電氣設備的額定電流IN不得小于安裝地點電網的最大持續(xù)工作電流IW,滿足條件即IN≧IW.</p&