电气工程和自动化终

1、凤江水电站电气部分设计姓名专业级学生卡程序 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc318970419 1摘要 PAGEREF _Toc318970419 h 3 HYPERLINK l _Toc318970420 2前言 PAGEREF _Toc318970420 h 4 HYPERLINK l _Toc318970421 3基本信息5 PAGEREF _Toc318970421 h _ HYPERLINK l _Toc318970422 4电气主接线设计 PAGEREF _Toc318970422 h 7 HYPERLINK l _Toc318970423 4.1主

2、接线设计基本要求 PAGEREF _Toc318970423 h 7 HYPERLINK l _Toc318970424 4.2主要布线设计原则 PAGEREF _Toc318970424 h 7 HYPERLINK l _Toc318970425 4.3主接线方案的制定 PAGEREF _Toc318970425 h 7 HYPERLINK l _Toc318970426 4.3.1发电机-变压器单元接线 PAGEREF _Toc318970426 h 7 HYPERLINK l _Toc318970427 4.3.2 220kV电压母线 PAGEREF _Toc318970427 h 7

3、HYPERLINK l _Toc318970428 5工厂电力系统设计 PAGEREF _Toc318970428 h 8 HYPERLINK l _Toc318970429 5.1工厂电气布线设计原则 PAGEREF _Toc318970429 h 8 HYPERLINK l _Toc318970430 5.2确定工厂电压等级 PAGEREF _Toc318970430 h 8 HYPERLINK l _Toc318970431 5.3工厂电源的连接方法 PAGEREF _Toc318970431 h 8 HYPERLINK l _Toc318970432 5.4工厂电气接线形式 PAGER

4、EF _Toc318970432 h 8 HYPERLINK l _Toc318970433 5.5工厂用高压变压器的选择 PAGEREF _Toc318970433 h 8 HYPERLINK l _Toc318970434 5.5.1额定电压的确定 PAGEREF _Toc318970434 h 8 HYPERLINK l _Toc318970435 5.5.2数量和类型的选择 PAGEREF _Toc318970435 h 9 HYPERLINK l _Toc318970436 5.5.3容量选择 PAGEREF _Toc318970436 h 9 HYPERLINK l _Toc318

5、970437 5.5.4电抗的选择 PAGEREF _Toc318970437 h 10 HYPERLINK l _Toc318970438 5.6低压工厂电气布线 PAGEREF _Toc318970438 h 10 HYPERLINK l _Toc318970439 5.7工厂变压器选型 PAGEREF _Toc318970439 h 11 HYPERLINK l _Toc318970440 6短路电流计算 PAGEREF _Toc318970440 h 12 HYPERLINK l _Toc318970441 6.1短路电流计算的主要目的 PAGEREF _Toc318970441 h

6、12 HYPERLINK l _Toc318970442 6.2一般规定 PAGEREF _Toc318970442 h 12 HYPERLINK l _Toc318970443 6.2.1计算假设 PAGEREF _Toc318970443 h 12 HYPERLINK l _Toc318970444 6.2.2接线方法 PAGEREF _Toc318970444 h 13 HYPERLINK l _Toc318970445 6.2.3短路类型 PAGEREF _Toc318970445 h 13 HYPERLINK l _Toc318970446 6.2.4短路计算点 PAGEREF _T

7、oc318970446 h 13 HYPERLINK l _Toc318970447 6.2.5短路电流计算方法 PAGEREF _Toc318970447 h 13 HYPERLINK l _Toc318970448 6.3短路电流计算步骤 PAGEREF _Toc318970448 h 13 HYPERLINK l _Toc318970449 6.4计算公式 PAGEREF _Toc318970449 h 14 HYPERLINK l _Toc318970450 6.4.1元件参数计算 PAGEREF _Toc318970450 h 14 HYPERLINK l _Toc318970451

8、 6.4.2网络改造 PAGEREF _Toc318970451 h 15 HYPERLINK l _Toc318970452 6.4.3计算电抗 PAGEREF _Toc318970452 h 16 HYPERLINK l _Toc318970453 6.4.4短路点短路电流周期分量有效值的计算 PAGEREF _Toc318970453 h 17 HYPERLINK l _Toc318970454 6.4.5短路冲击电流 PAGEREF _Toc318970454 h 17 HYPERLINK l _Toc318970455 6.4.6电流分配系数和传输电抗 PAGEREF _Toc318

9、970455 h 17 HYPERLINK l _Toc318970456 6.5短路电流参数的计算 PAGEREF _Toc318970456 h 18 HYPERLINK l _Toc318970457 6.5.1 220kV母线短路(k1) PAGEREF _Toc318970457 h 19 HYPERLINK l _Toc318970458 6.5.2 300MW发电机出口短路(k2) PAGEREF _Toc318970458 h 20 HYPERLINK l _Toc318970459 6.6基线值计算 PAGEREF _Toc318970459 h 22 HYPERLINK l

10、 _Toc318970460 6.7单位计算 PAGEREF _Toc318970460 h 23 HYPERLINK l _Toc318970461 6.7.1 .发电机的单位价值 PAGEREF _Toc318970461 h 23 HYPERLINK l _Toc318970462 6.7.2变压器单价 PAGEREF _Toc318970462 h 23 HYPERLINK l _Toc318970463 7.3.1第24行的单位值 PAGEREF _Toc318970463 h HYPERLINK l _Toc318970464 7电气设备的选择 PAGEREF _Toc318970

11、464 h 26 HYPERLINK l _Toc318970465 7.1电气设备选型的一般原则 PAGEREF _Toc318970465 h 26 HYPERLINK l _Toc318970466 7.1.1根据正常工况选择26 PAGEREF _Toc318970466 h HYPERLINK l _Toc318970467 7.1.2短路状态检查 PAGEREF _Toc318970467 h 27 HYPERLINK l _Toc318970468 7.2 220kV 高压设备的选型 PAGEREF _Toc318970468 h 28 HYPERLINK l _Toc31897

12、0469 7.2.1高压断路器的选择 PAGEREF _Toc318970469 h 28 HYPERLINK l _Toc318970470 7.2.2隔离开关的选择 PAGEREF _Toc318970470 h 29 HYPERLINK l _Toc318970471 7.2.3电流互感器的选择 PAGEREF _Toc318970471 h 29 HYPERLINK l _Toc318970472 7.2.4电压互感器的选择 PAGEREF _Toc318970472 h 30 HYPERLINK l _Toc318970473 7.2.5并联电抗器的选择 PAGEREF _Toc31

13、8970473 h 30 HYPERLINK l _Toc318970474 7.3高压开关柜的选择 PAGEREF _Toc318970474 h 31 HYPERLINK l _Toc318970475 7.3.1类型和类型的选择 PAGEREF _Toc318970475 h 31 HYPERLINK l _Toc318970476 7.3.2主开关的选择 PAGEREF _Toc318970476 h 31 HYPERLINK l _Toc318970477 7.3.5分断和合闸短路电流的选择 PAGEREF _Toc318970477 h 32 HYPERLINK l _Toc318

14、970478 7.4裸导体的选择 PAGEREF _Toc318970478 h 32 HYPERLINK l _Toc318970479 母线 PAGEREF _Toc318970479 h 的选择32 HYPERLINK l _Toc318970480 7.4.2封闭母线的选择 PAGEREF _Toc318970480 h 33 HYPERLINK l _Toc318970481 7.4.3电晕电压校准 PAGEREF _Toc318970481 h 33 HYPERLINK l _Toc318970482 7.4.4热稳定性检查 PAGEREF _Toc318970482 h 34 H

15、YPERLINK l _Toc318970483 8变压器选型计算 PAGEREF _Toc318970483 h 35 HYPERLINK l _Toc318970484 9总结 PAGEREF _Toc318970484 h 36 HYPERLINK l _Toc318970485 10至 PAGEREF _Toc318970485 h 37 HYPERLINK l _Toc318970486 11参考文献 PAGEREF _Toc318970486 h 381 总结本毕业设计是凤江水电站电气部分的初步设计。水电站总装机容量为3100=300MW。本设计采用单总线段布线。主要内容包括：一次

16、电气布线系统的组成与设计、短路电流的计算、导体和电气设备的选型、配电装置的设计与选型。变压器的选型包括：电站主变压器、高压备用变压器、高压电站变压器的台数、容量、型号等主要技术资料的确定；电气主接线主要介绍重要性、设计依据和基本要求。选择各种接线形式的优缺点进行比较，制定适合工厂要求的主要接线方式；短路电流的计算是最重要的环节。本文详细介绍了各短路点的目的、假设、一般规定、元件参数的计算、网络改造和计算。高压电气设备的选型包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压开关柜的选型原则和要求，以及对这些设备的校准和产品介绍。毕业设计过程是一个理论联系实际的初步过程，对学以致用，巩固

17、和深化对电气工程及其自动化的认识，树立工程设计理念，提高工程设计能力具有一定的作用。电力系统设计。通过毕业设计，让我们理论联系实际，系统、全面地掌握所学知识，培养分析问题、工程计算和独立工作的能力，树立工程理念和社会主义市场经济理念，初步掌握电厂电气部分的设计方法和计算，分析和解决实际工程问题的培训，为今后电力系统和电厂的设计、运行和科学研究奠定了坚实的理论基础。关键词 一次干线短路电流计算 电气设备 设备选型2 前言毕业设计是我校最后一门必修课，也是一个综合性的、总结性的实践环节，对我们的工作起到了承上启下的作用。在教师的指导下，综合运用近五年所学知识和科学研究的基本内容和基本工作程序，树立

18、强烈的工作观念、工程观念、经济观念，培养分析问题和解决问题的能力，并完成工程师的角色。基础培训为日后顺利进入职场提供了业务知识和能力的保障。这个设计是我们上班前的“动手练习”。能够巩固、衔接、丰富、深化和拓展我们所学的基础知识和专业知识，提高应用知识和解决实际问题的能力，培养我们创新的勇气，能够正确地将独创性和科学态度结合起来，所以初步掌握专业设计的流程和方法，熟练使用电脑等工具提高工作效率。重要的是，我们养成了认真、勤奋、踏实的工作作风和良好的工作学习习惯。通过学生的相互交流与合作，培养了合作与合作的工作作风。对我们来说，毕业设计是一个自主设计和创作的过程。每一步、每一个环节对我们来说都是一

19、次考验和锻炼。它将为我们未来的学习和工作铺平道路，提高我们的各个方面。能力。水电站设计是水利水电工程建设和设计的重要组成部分。站址的选择是一个非常复杂的问题，主要是因为在选择方案时需要考虑很多因素。此外，车间设备的布置也需要考虑很多因素。我们只是想针对设计中遇到的具体问题找到解决方案，利用所学，参考相应的书籍、法规和一些实用的工程资料。在设计图的处理中，利用AutoCAD的基础知识，使绘图更加方便快捷，从而避免了手工绘图的不便，提高了工作效率。同时，Word知识也被用来巩固我们的计算机知识。限于我的水平和时间，过程中难免会有疏漏和不当之处。请各位老师和同学批评指正。3基本信息凤江水电站位于省西

20、部。电站建成后，将为城市等地供电。电源系统接线如图B - 2所示。发电站距离变电站70公里。电站用电率为0.4% ，当地最高气温41 ，最热月平均气温28.5 。电站设计装机容量3100MW，年装机容量利用小时最大区域负荷4500h，区域最大负荷占电站装机容量的10%，供电距离15km ，区域负载功率因数为0.8。 70%。其他原始数据见接线图及相关信息。表 B-2 变压器短路电压百分比电站名称单位数量单容量(MVA)短路电压百分比U I-II %U I-III %U II-III %火力发电站336014改变218010.5176火力发电站318012.5改变218010.5176株洲变21

21、8010.5176改变218010.51764 电气主接线设计4.1 主接线设计基本要求电气主布线设计是水电站电气设计的主体。它与电力系统、枢纽工况、电站动能参数、电站运行的可靠性和经济性密切相关。它对电气布局、设备选型、继电保护和控制方式影响很大，必须紧密结合。根据所在电力系统和电站的具体情况，综合分析相关影响因素，正确处理它们之间的关系，通过技术经济比较选择合理的布线方案。电气主接线的主要要求是：1、可靠性：衡量可靠性的指标一般是根据主接线类型和主设备可能的运行方式，按一定规律计算出“不允许”事件的规律，即预期值持续时间。停电等指标。接线形式的选择。2、灵活性：开关发电机、变压器和断路器的

22、运行要可靠、方便，调度要灵活。3、经济性：通过优化比选，工程设计尽量做到投资少、占地面积小、功耗低。4.2 主接线设计原则根据电厂在电力系统中的地位和作用，首先要满足电力系统可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、输电电压等级、进出线数量、供电负荷重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能及周边环境等因素确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。4.3主接线方案的起草4.3.1发电机-变压器单元接线图2.1 发电机-双绕组变压器单元接线大多数 300MW 图2.1 发电机-双绕组变压器单元接线4.3.2 220kV电压母线随着断路器制造质量的提高，旁路母线的应用逐渐减少。根据规定，S

23、F6断路器的主接线不宜增加旁路设施。5工厂电力系统设计5.1 厂房电气布线设计原则电站的电源布线是否合理，对于保证电站负载的持续供电和电站的安全经济运行非常重要。由于电力负荷大、分布广、工作环境恶劣、运行频繁，电厂事故在电厂事故中占很大比例。因此，必须重视电厂电力系统的设计。电厂接线的设计原则主要包括：电厂的供电接线应保证对电厂负荷的可靠持续供电，使电厂主机能够安全运行；接线要灵活，以适应正常、事故、维修等各种运行方式的要求。 ;厂电对应的电源，发电机厂负荷和发电机组均由机组供电，这样当厂电系统发生故障时，仅影响一台发电机组的运行，故障范围为减少，布线也简单；应注意设计的经济性和发展可能性，积

24、极审慎地采用新技术、新设备，使工厂电气布线可行、先进；在设计工厂电气布线时，工厂电气布线也应根据工厂电源的电压等级。分析了其引线连接方式和工厂电源接线形式。5.2 工厂电压等级的确定对于容量为300MW及以上的机组，高压供电网络可采用6kV一级厂压或3kV、10kV两级厂压。本设计300MW机组低压供电网络通常为0.4kV（380/220V）。5.3工厂电源的连接方法当发电机与主变通过机组连接时，从主变低压侧引出高压厂用电源，为机组厂用负荷供电。低压工厂工作电源通过低压工厂变压器由高压工厂母线连接。5.4 工厂电气接线形式发电厂电力系统的布线通常采用单母线分段布线，大部分配电装置用于接收和分配

25、电能。为保证厂用电力系统供电的可靠性和经济性，高压厂用母线采用单元分段的原则，即将高压厂用母线分成若干独立的段。 .根据单位数量。连接到同一段母线，与机组同组的汽轮机厂负荷一般也连接到该段母线，该段母线由其对应的发电机组供电。低压电站母线一般也按单元分段。5.5 工厂用高压变压器的选择5.5.1额定电压的测定工厂变压器的额定电压应根据工厂电力系统的电压等级和电源引线处的电压确定。根据前面的分析，工厂工作变压器的额定电压选择为10/0.4kV，备用/启动变压器的额定电压选择为220/0.4kV。5.5.2数量和类型的选择1.工厂工作变压器当机组容量增加到300MW及以上时，工厂工作变压器有两种设

26、置方式：(1) 使用大容量分体式变压器。这样变压器提供的短路电流也很大。(2) 使用两台相同容量的小型分体式变压器。这样可以降低电厂电力系统的短路电流水平，使其与每个低压绕组出线断路器的额定电流相匹配，提高电厂供电的运行可靠性。目前，全国300MW机组高压工作电源采用两台较小的同容量分体变压器并联运行的方式。由于工厂高压工作变压器引出发电机出线，端电压很稳定，可以空载调压。接线组采用d、yn1、yn1常规接线。2.备份/启动变压器由于每台300MW机组采用两台高压厂分体变压器并联运行，高压厂母线分为两段，需从220kV系统接入两台备用变压器。为稳定供电电压，可采用三绕组分体式有载调压变压器。考

27、虑高压厂主变压器和工作变压器的接线组，保持高压厂母线的相位与备用电源电压一致，用YN、yn0、yn0表示备用变压器的接线组。这样在更换厂用高压变压器时，备用变压器可以短时间并联运行，避免厂用电源停电。5.5.3容量选择工厂变压器的容量必须足以从电源中为工厂电气负载获得足够的电力。因此，电厂工作变压器的容量应按电厂高压计算负荷和电厂低压计算负荷之和的110%选择；工厂低压工作变压器的容量应有10%左右的裕量。工厂高压备用/启动变压器的容量应与最大的工厂高压工作变压器的容量相同；工厂低压备用变压器的容量应与最大的工厂低压工作变压器的容量相同。工厂使用的高压分体式变压器，各绕组容量按下列公式计算：计

28、算负载(3.1)高压绕组 (3.2)低压绕组 (3.3)式中电厂高压计算负荷之和；-工厂电源的电压计算负载；厂用变压器分相绕组计算负荷，kVA；分裂绕组，kVA。已知：厂用电率=0.4% COS=0.85 P=3100MW 无本地负荷工厂用电量=31000.004=12MW5.5.4电抗的选择工厂工作变压器的电抗要求比一般电力变压器大。这是因为必须限制变压器低压侧的短路电流，否则会影响电气设备的选型。一般要求电抗大于10%；但电抗过大会影响出厂电机的自启动。工厂工作的变压器通常使用分绕组变压器。正常运行时，它们的电抗小，可提高工厂电机的自启动能力；分相绕组出口短路时，电抗大，可有效限制短路电流

29、。5.6 低压工厂电气布线低压工厂电气接线也采用单母线分段接线方式，如图3.2所示。分段式断路器可以保证低压厂用电源的互备，提高运行可靠性。在正常运行期间，分段断路器断开，低压公用母线的两半由各自的电力变压器供电。只有当其中一个电源断路器因变压器停机或其他原因而断开时，分段断路器才会闭合，而全负荷由另一台变压器承担。图 3.2 低压电厂电力系统的连接5.7 厂家变压器选型为满足现场布置和防火要求，厂用变压器应为容量为630KVA的环氧树脂浇注干式变压器。请参阅电力工程电气设备手册。 SCB10-630/10型符合要求，其电压等级为10.5/0.4KV，具体参数如下：模型SCB10-630/10

30、结构类型环氧树脂浇注三相干式电力变压器规格容量630KVA电压等级10KV- 0.4KV冷却方式AN/F防护等级账号：IP00、IP20户外：IP23连接组号Dyn11/Yyn0短路阻抗6%电压调节无励磁电压调节绝缘等级F 或 H 级环氧树脂浇注干式变压器具有阻燃性强、防潮性能好、局部放电小、损耗低、体积小、安装维修方便等优点。与老式油浸式变压器相比，运行和维护工作量显着减少。麻烦，减少火灾隐患，干净整洁的操作环境。根据凤江水电站全部机组投产后耗电率为0.4%（870KW.h）的运行条件，我厂选用变压器可保证电站满足最大负荷正常情况下的整个站点。6 短路电流计算6.1 短路电流计算的主要目的电

31、力系统中短路电流计算的主要目的是：(1) 导体和电气设备的选择；(2)电气主接线的比较和选择；(3)继电保护装置的选型和整定计算；(4)检查计算接地装置的接触电压和跨步电压；(5)分析输电线路对通信设施的影响。在本设计中，短路电流的计算主要用于导体和电气设备的选择。6.2 一般规定6.2.1计算假设在实际计算短路电流时，做了以下假设：(1) 三相系统在正常运行时对称运行。(2) 系统中的所有发电机都在额定负载下运行。(3)短路发生在短路电流最大的时刻。(4) 使用非无限大容量电源时，发电机的等效电抗为。(5)发电机电动势采用亚暂态电动势，同相。认为在短路瞬间不变，即。(7) 可以去除短路点以外

32、的负载。当短路点附近有大容量电机时，应考虑电机反馈电流的影响。(8) 不考虑短路点的电弧电阻。(9) 忽略变压器的线对地电容和励磁支路。计算110kV及以上高压电网时，忽略线路电阻的影响，只计算电抗。6.2.2接线用于计算短路电流的接线方式应为可能产生最大短路电流的正常接线方式，即最大工作方式。但不考虑在切换过程中可能短时间并联运行的接线方式（如切换工厂变压器时的短期并联运行）。对于 3/2 线主系统，最大运行模式应为每串运行 3 个断路器。6.2.3短路一般按三相短路计算。通常三相短路时短路电流最大。如果其他类型的短路比三相短路更严重，则应考虑最坏的情况。本设计的电气主系统中，由于发电机出线

33、采用分相闭合母线，故故障概率小，运行可靠性高，不可能出现比三者更严重的短路类型。 - 相短路，因此只需要计算三相短路。短路电流。6.2.4短路计算点在计算电路图中，相同电位下各短路点的短路电流值相同，但通过各支路的短路电流会随着短路点的位置而变化。校准电器和载流导体时，要确定电器设备和载流导体短路最严重的点，使短路电流校验值最大。例如：两侧有电源的断路器，如与发电厂相连的出线断路器和发电机、变压器的断路器，应比较断路器短路时通过断路器的电流值-循环断路器前后选择断路器。较大的一个是计算短路点；母联开关对备用母线充电时，应考虑流过备用母线的所有短路电流；干式电抗器，与电抗器的引出回路可靠。断路器

34、与电抗器的连接很短，故障概率很小。对于一般电器，可以选择一个电抗器来计算短路点。这样，出线可以使用轻型断路器，节省投资。根据以上分析，计算电路图中的短路点可设置为四个点，即母线、发电机出线、厂用高压变压器的并联绕组侧、分相绕组发电机侧的大功率变压器。6.2.5短路电流计算方法在工程设计中，短路电流的计算采用实用的计算方法，即在一定的假设下，对短路电流的各个分量进行计算。6.3 短路电流计算步骤在实际计算中，使用工作曲线法计算短路电流的具体步骤：(1)选择短路计算点；（2）系统元件参数计算（标准单位制），取参考容量和参考电压（各级平均额定电压），按平均额定电压之比计算元件电抗标准单位值；(3)

35、为了简化电动势和负载，取每台发电机的次暂态电动势，电抗用次暂态电抗表示，忽略非短路点的负载，只计算反馈大容量电机短路点附近的电流；(4)画出等效网络，对各元件的电抗统一编号；(5) 网络简化。当到短路点电气距离很近时，可以组合同类型的发电机组，但要单独考虑无限大容量供电；(6)求转移电抗(分别是等效电源和无限大容量电源到短路点的转移电抗)；(7)计算电抗，即根据每个对应的等效电源的容量，计算上面得到的每个等效电源的传输电抗；(8)各等效电源在0、2、4s时提供的三相短路电流的周期分量有效值的单位值是通过计算电抗得到的。无限容量电源提供的三相短路电流不衰减，其单位周期为元件有效值；(9) 计算短

36、路电流的周期分量, , ;(10) 计算短路的浪涌电流。6.4 计算公式6.4.1元件参数计算1. 发电机其中发电机电抗的标准单位值；-发电机次瞬态电抗；-参考容量（通常为 100 或 1000） ，；-发电机的额定容量， 。2、双绕组变压器式中变压器电抗的标准单位值；电路电压百分比或阻抗电压百分比，%；变压器的额定容量，MVA。3、分体式绕组变压器式中分体变压器高压绕组与低压绕组之间电抗的标准单位值；半通电抗，%；-分压器的额定容量。6.4.2网络改造1.双向有源网络的等价变换式中组合等效电源-组合等效电抗(a) 改造前的网络 (b) 改造后的网络图6.4.2网络变换图2. Y/等价变换Y/

37、网络变换如图所示：(a) Y 形网络 (b) 形网络网络变换图YY/变换/Y 变换6.4.3计算电抗.公式,. 等效电源1、2.短路点的转移电抗, 等效电源 1, 2 ,的额定容量。6.4.4短路点短路电流周期分量有效值的计算存在.式中短路点k所在电压等级的平均额定电压，kV；, 每个等效电源的额定电流降低到短路点电压水平，kA。6.4.5短路浪涌电流其中-初始次瞬态电流；影响系数，一般取1.8。6.4.6电流分配系数和传输电抗用单位电流法可以很容易地得到开放网络各支路的电流分配系数和输电电抗。对于图 (a) 所示的网络，让我们6.4.6在短路点添加一个电动势，使图 6.4.6(a) 中的网络

38、等效于图 6.4.6(b) 中的等效网络。在这个网络中可以有单位电流，那么有,根据电流分配系数的定义，各支路的电流分配系数为(a) 网络图 (b) 等效网络图6.4.6用单位电流法计算电流分配系数因此，每个分支的转移电抗为其中 是短路的总等效电抗。6.5 短路电流参数计算将该系统视为无限大容量电源，即220kV母线接入系统电抗的标准单位值。取, , 计算各元素电抗的单位值如图 6.5 所示，每个元件的电抗都被编号以形成等效网络。这是一个纯粹的反应式等效网络。图中数值前的电抗值已省略，电抗下标“*”也省略，用实数进行对应运算。图 6.5 短路电流计算的等效网络6.5.1220kV母线短路（k1）

39、1.网络简化等效网络简化和进一步简化分别如图（a）和（b）所示。发电机G 1和G 2组合，组合等效发电机G到短路点的等效电抗为(a) 网络简化 (b) 进一步简化图等距网络简化2、短路电流周期分量的有效值系统提供的短路电流不衰减，其周期分量RMS单位价值有效值等效电机 G 到短路点 K 1的计算电抗为看附图的运行曲线，我们可以得到, ,电压等级等效机G下降到短路点的额定电流为，短路点K1不同时刻三相短路电流的周期分量的有效值为：3、短路的浪涌电流6.5.2 300MW发电机出口短路（k2）1.网络机房图 2.2 中等效网络的简化和进一步简化分别如图 (a) 和 (b) 所示。等效电抗为2、短路

40、电流周期分量的有效值系统 S 和发电机 G 2到短路点 K 2 （使用星三角变换）分别是(a) 网络简化 (b) 进一步简化图等距网络简化和G2 到短路点 K2 的计算电抗分别为1和 G 2提供的短路电流的周期分量的 rms 值, , ,系统提供的短路电流的周期分量不衰减，其有效值的单位为固有 RMS ,电压等级 G1 和 G2 的额定电流降低到短路点为，短路点K2不同时刻短路电流的周期分量的有效值为：3、短路的浪涌电流6.6 参考值的计算高压短路电流的计算一般只计算各部件（即：发电机、变压器、电抗器、线路等）的电抗，用单位值来计算。为了计算方便，通常取参考容量=100MVA或=1000MVA

41、，参考电压一般取每一级的平均电压，在选择参考容量和参考电压时，参考电流和参考电抗已经确定，这是：参考电流：参考电抗：常用的基准值有：通用参考值（ =100MVA）参考电压(千伏)6.310.513.815.75183763115162230345525参考电流（K a）9.165.504.183.673.211.560.9170.5020.3560.2510.1670.11参考电抗()0.3971.1021.9062.483.2413.739.7132263529119027566.7 单价计算电路元件的单位值是标称值与参考值的比值。采用单位值后，相电压和线电压的单位值相同，单相功率和三相功率

42、的单位值也相同。一些物理量也可以用其他具有相同单位值的物理量来代替。 .6.7.1, 生成器的单位值( =100MVA)X=0.21566.7.2变压器单位值= (U 1-2 +U 1-3 +U 2-3 )= (U 1-2 +U 2-3 +U 1-3 )= (U 1-3 +U 2-3 +U 1-2 )No.1的主要变化：X 1 = = =0.056X 2 = = =0.0352号主变阻抗电压与1号主变相同：X 1 = = =0.09X 2 = = =0.0577.3.1 线的单位值则：与系统相连的两条线路的单位值（取230KV）：=0.470 =0.053- 面积负荷单位值（取115KV）：=

43、0.420 =0.06各成分单价计算汇总表发电机主要变化 1第二次重大变化220kV线路110kV线路高压侧中压侧低压侧高压侧中压侧低压侧0.21560.560.0350.560.0350.0530.067 电气设备的选择7.1 电气设备选型的一般原则虽然电力系统中各种电气设备的功能和工作条件不同，具体的选型方法也不完全相同，但对它们的基本要求是相同的。电气设备要可靠工作，必须根据正常工作条件进行选择，并且必须针对短路情况检查热稳定性和动态稳定性。7.1.1根据正常工况选择1、额定电压电气设备所在电网的工作电压有时会因电压调节或负载变化而高于电网的额定电压，因此选用的电气设备的最大允许工作电压

44、不得低于额定电压。额定电压。并网电网的最大工作电压。通常规定一般电气设备的最高允许工作电压为设备额定电压的1.11.15倍，电气设备所在电网的工作电压波动一般不超过电网电压的1.15倍的额定电压。因此，在选择电气设备时，一般可根据电气设备额定电压不低于安装现场电网额定电压的条件进行选择，即2、额定电流额定电流是指电气设备在额定环境温度下的长期允许电流。应不小于电路在各种合理工作模式下的最大持续工作电流，即由于电压降低5%时发电机和变压器的输出保持不变，因此相应的电路应为发电机和变压器额定电流的1.05倍；如果变压器可能过载，应根据过载情况（变压器额定电流的1.32倍）确定。3、环境条件对设备选

45、型的影响(1) 海拔的影响当该地区的海拔高度超过制造商的规定值时，由于大气压力、空气密度和温度的相应降低，气隙和外绝缘的放电特性也会降低。非高海拔电气设备运行环境的海拔一般不超过1000m。当海拔在10003500m之间时，如果海拔每100m高于制造商规定的值，电气设备的允许最大工作电压将下降1%。(2) 温度的影响电气设备的额定电流是指在参考环境温度下允许长时间通过的最大工作电流。一般采用我国生产的电气设备的额定环境温度。如果环境温度高于（但 ），允许电流一般每次增加0.5%，但最大电流不应超过额定电流的20%。 %。7.1.2通过短路检查1.短路热稳定性检查当短路电流通过电气设备时，电气设

46、备各部件的温度（或热效应）不应超过允许值，即满足热稳定性的条件。其中-短路电流的热效应， ；, 电气设备的允许热电流和时间，kA，s。存在其中短路计算时间，s继电保护动作时间，一般取后备保护动作时间3.9s；断路器的全开断时间，s；断路器的固有分闸时间，SF 6断路器一般为0.03s ；断路器分断时的电弧持续时间，约0.020.04s；可以看出短路的最大计算时间为3.97s，所以在验证短路热稳定性时，平均值一般会满足要求。2. 电源稳定性检查电气稳定性是电器承受短路电流的机械作用的能力，也称为动态稳定性。满足动态稳定性的条件是或在以下情况下，可能无法验证热稳定性或动态稳定性：(1) 受熔断器保

47、护的电气设备的热稳定性是由熔断时间来保证的，可以不检查热稳定性。(2) 对于带有限流电阻的熔断器保护的设备，可以不检查动态稳定性。(3) 安装在电压互感器电路中的裸导体和电气设备不应进行动态和热稳定性检查。7.2 220kV高压设备的选型7.2.1高压断路器的选择1、种类和种类的选择根据灭弧介质的不同，高压断路器可分为无油断路器、压缩空气断路器、真空断路器和六氟化硫SF 6断路器。其中，SF 6断路器分断耐受电压高，灭弧能力强，分断性能好，无噪音和干扰，生产精度高，密封性能好，体积小，占地面积小，维修工作量小，维修时间短。长度和其他特性。循环。且寿命长，SF 6断路器已广泛应用于电力系统。因此

48、，为满足可靠性要求，本设计选用户外陶瓷柱SF 6断路器。2、额定电压和电流的选择 , 式中， 分别为电气设备和电网的额定电压，单位为kV；, 分别为电气设备的额定电流和电网的最大负载电流，A。3、分断电流的选择额定开断电流不应小于实际开断瞬间短路电流的循环分量。但是，当断路器的短路电流远大于系统的短路电流时，可以简化计算，即由于只含有20%的非周期成分，因此中低速断路器的分断时间一般较长（ 0.1s ），短路电流的非周期成分衰减较多，可以满足标准要求。但对于SF 6断路器，最大全开分断时间为0.07s（0.08s），属于高速断路器。分断电流的最短时间应为主保护动作时间（一般为0.050.06s

49、）与固有分闸时间之和，最大值为0.09s（5000h）、传输容量大、长度超过20m的导体，如发电机、变压器的连接导体，一般按经济电流密度选择截面；密度难以选择，可根据长期允许电流进行选择，即式中导体所在电路的最大连续工作电流，A；导体在额定环境温度下的允许电流，A；与实际环境温度和海拔高度相关的综合校正系统。当导体的最高允许温度为和不包括太阳光时，K值可由下式计算式中，和是导体长期受热的最高允许温度和导体安装场所的实际环境温度。7.4.2封闭母线的选择对于200MW及以上功率的发电机支线、厂用电源等，为避免相间短路，减少导体对相邻钢结构的感应发热，应采用全连接和分相闭合母线。用过的。用过的;侧

50、面没有断路器。为提高厂区电力系统供电的可靠性，厂区高压变压器低压侧至厂区高压配电装置应采用公共箱闭母线。 .如选用产品，将提供额定电压、电流、动态稳定性等相关参数，可根据电气设备选型的一般原则进行选择和验证。如果选用非晶封闭母线，应计算导体和套管的发热、绝缘子的应力和抗弯能力，并进行谐振校准。出于设计目的，此处仅选择了选定的产品。7.4.3电晕电压校准对于110kV及以上的裸导体（包括扩径导体），要验证晴天不发生综合电晕，即裸导体的临界相电压应大于最高工作相电压。对于分裂导体，电晕临界相电压应按下式计算式中导体的光滑系数，双绞线为0.9；空气的相对密度，晴天一般取1；导线的半径，cm；-电线的分裂次数；与n有关的常数，取2时，也取2；- 分离距离，厘米；三相导体