毕业设计---发电厂电气部分的初步设计.doc

(2*200+2*300)mw发电厂电气部分初步设计 摘 要本毕业设计论文是2300+2200 mw发电厂电气部分的初步设计。全论文除了摘要、毕业设计书之外，还详细的说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据。变压器的选择包括：发电厂主变压器、高压备用变压器及高压厂用变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定。电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合本厂要求的主接线。厂用电接线包括：厂用电接线的总要求以及厂用母线接线设计。短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、网络变换、以及各短路点的计算等知识。高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压开关柜的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍。而根据本论文所介绍的高压配电装置的设计原则、要求和220kv的配电装置，决定此次设计对本厂采用分相中型布置。继电保护和自动装置的规划，包括总则、自动装置、一般规定和发电机、变压器、母线等设备的保护，而发电厂和变电所的防雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计。此外，在论文适当的位置还附加了图纸（主接线、平面图、防雷保护等）及表格以方便阅读、理解和应用。关键词 发电厂,电气设计, 短路计算,设备选择,配电装置abstractthis graduate design thesis is a 2300+2200 mw：a power plant the first period engineering electricity parts of first steps design. whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most basic request that equipments choose with principle according to. the choice of the transformer includes: main transformer, high pressure in power plant back transformer and high pressure factories use the main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the transformer to really settle. the electricity lord connected the line to introduce primarily the electricity lord connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcoming and lords that connect the line form connects the linear choosing more, the lord that combine to establish the in keeping with my plant the request connects the line; the factory connects with the electricity the line includes: the factory connect the linear total request and factory to connect the line design with the mother line with the electricity. the short-circuit galvanometer is regarded as the most important link, this thesis introduced the calculating purpose in short-circuit electric current, assumption term, general provision, the calculation, network transformation of a parameter detailedly and each calculation etc. knowledge that short circuit order; the choice of the high pressure electricity equipments includes the mother line, high pressure breaks the road machine and insulate the switch, electric current to feels with each other the machine, electric voltage feels with each other the choice principle of the machine, high pressure switch cabinet with request, and proceed to these equipments the school check with the related introduction in product .but go together with the design principle of the electricity device, request to go together with the electricity device with 220kv according to this thesis a high pressure for introducing, decide this time design to adopt the cent the mutually medium-sized arranging to the my plant. after electricity protection with the programming of the automatic device, include total, automatic device, general provision with the protection of generator, transformer, mother line etc. equipments, but power plant with change to give or get an electric shock a design for defending thunder protecting then primarily aiming at lightning rod with lightning arrester. in addition, return in the appropriate position in thesis additional diagram paper (the lord connects the line, plane chart and defend thunder protection etc.) and forms read, comprehend with the convenience with applied.key words power plant electricity design short circuit calculation equipments choice electricity equips- 67 -(2*200+2*300)mw发电厂电气部分初步设计 引 言本次设计是我们在校期间进行的依次比较系统、具体、完整的颇为重要的设计，是一次比较综合的训练。它是我们将在校期间所学的专业知识进行理论与实践的结合，运用理论知识和所学到的专业技能进行工程设计和科学研究，提高分析问题和解决问题的能力，在我们的大学生活中占有极其重要的作用，是学生在校期间最后一个重要的综合性实践教学环节。在完成此设计过程中，我们可以学习电力工程设计、技术问题研究的程序和方法，获得搜集资料、查阅文献、调查研究、方案比较、设计制图等多方面训练，并进一步补充新知识和技能。 本电厂为凝汽式发电厂。第一期工程装设qfsn-200-2、qfsn3002型发电机组二台，并计划第二期工程安装两台相同容量的机组。qfsn3002：发电机额定电压为20kv，额定容量为353mva， cos=0.85,x”d=15.59%. qfsn-200-2：额定电压15.75kv,cos=0.85,额定电流8625a,xd”=0.14,接线方式为y。该厂以220kv线路与系统联系，220kv系统正序阻抗标么值(当取sj=100mva时)为x1=001，零序阻抗标么值为x0=003.，本厂220kv出线共5回220kv出线都装有瞬时动作的主保护和后备保护，主保护动作时间0.05s,其后备保护动作时间取4秒计算发电厂厂用电率为7.8%。随着经济的飞速发展，迫切要求强烈的能源作为经济发展的坚强后盾，电力这种洁净的二次能源将对未来的国民经济发展起着举足轻重的作用。提高发电、输电、配电、供电效率和经济终端节电在我国能源和节能具有特殊重要的地位。纵观世界各国电力工业的发展，追求“可持续发展”已成为主流，我国于2002年推出了以打破垄断、引入竞争为首的体制改革方案，预期将对发、输、供电效率的提升产生积极作用。中国电力体制改革标志着电力工业在建立社会主义市场经纪体制，加快社会主义现代化建设的伟业中进入了一个新的发展时期，为了促进电力工业的持续稳定发展，保证西电东送工程的成功建设，满足各地区供电负荷要求，实现安全供电，保证供电可靠性，发电厂的建设具有十分重要的意义。第一部分 说明书1. 发电机和变压器的选择1.1发电机的选择发电机的选择原则：根据发电机的容量和出口电压来选择发电机的型号，并据此确定发电机的额定容量、额定电流、功率因数、超瞬变电抗等参数。1.2主变压器的选择 1.2.1主变压器与发电机的连接形式 容量为200mw及其以上的机组在技术经济合理时，可采用发电机、变压器、线路组的单元接线。故 （1）本厂单元容量为300mw发电机，出口电压为20kv。与主变压器采用单元接线。 （2）本厂单元容量为200mw发电机，出口电压为15.75kv。与主变压器采用单元接线。1.2.2发电厂主变压器容量和台数的确定 1.发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件的较大者选择(1)按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。(2)按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。2.台数的选择1)发电机双绕组变压器单元接线，一台发电机设置一台主变压器。2)扩大电源接线，一般两台发电机设置一台主变压器。1.2.3.连接两种升高电压母线的联络变压器 (1)满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功功率和无功功率的交换。 (2)其容量一般不小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将其剩余容量送入另一系统。 (3)为了布置和引接线的方便，联络变压器一般装设一台，最多不超过两台。 (4)联络变压器一般采用自耦变压器。在按上述原则选择容量时，要注意低压侧接有大量无功设备的情况，必须全面考虑有功功率和无功功率的交换，以免限制自耦变压器容量的的充分利用。1.2.4变压器型式的选择1、 相数的选择主变压器采用三相或是单相，主要考虑主变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件因素。在330kv及以下电力系统中，一般都选用三相变压器。因为单相变压器绕组相对来讲投资大、占地多、运输损耗出较大，同时配电装置结构复杂，出增加了维修工作量。但是由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，尤其需考虑其运输可能性，从制造厂到发电厂(或变电所)之间，变压器尺寸是否超过运输途中隧道、涵洞、桥洞的允许通过限额，变压器重量是否超过运输途中车辆、船舶、码头、桥梁等运输工具或设施的允许承载能力。若受到限制时，则宜选用两台小容量的在相变压器取代一台大容量的三相变压器，或者选用单相变压器组。2、绕组数的确定国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分类有双绕组普通式、自耦式以及低压绕组分裂等型式变压器，发电厂如以两种升高电压级向用户供电或与系统连接时，可以采用二台双绕组变压器或三绕组变压器，亦可选用自耦变压器。一般是当最大机组为125mw及以下的发电厂多采用三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所使用的控制电路和辅助设备，与相应的两台双绕组变压器相比都较少。但三绕组变压器的每个绕组通过容量应达到该变压器额定容量15%及以上，否则绕组未能充分利用，反而不如选用两台比绕组变压器合理。对于最大机组为200mw以上的发电厂，由于机组容量大，额定电流及短路电流都甚大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高，所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线。而封闭母线回路中一般不装设断路器和隔离开关。况且，三绕组变压器由于制造上的原因，中压侧不留分接头，只作死抽头，不利于高、中压侧的调压和负荷分配。为此，一般以采用双绕组变压器和联络变压器更为合理。其联络变压器宜选用三绕组变压器，低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源，亦可连接无功补偿装置。当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。在110kv及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场所，均可优先选用自耦变压器，它损耗小、体积小、效率高，但限制短路电流的效果较差，变比不宜过大。因此，本变电站采用双绕组变压器。3、绕组接线的组别的确定变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则，不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“y”和三角形“d”两种。因此变压器三相绕组的连接方式 应根据具体工程来确定。我国110kv及以上电压变压器三相绕组都采用“yn”连接；35kv采用“y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地；35kv以下高压电压，变压器三相绕组都采用“d”连接。1.3高压厂用、备用/启动变压器的选择1.3.1高压厂用变压器的选择当发电机与主变压器成单元接线时，高压厂用工作电源一般由主变的低压侧引接，供给该机组的厂用负荷，因此本厂的四台机组采用的四台厂用变都从主变的低压侧引接。2.厂用变压器的选择原则应考虑的因素为：(1) 变压器原、副边的额定电压必须与引接电源电压和网络电压相一致。(2) 变压器容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。因此，对高压厂用工作变压器的容量应按高压厂用电计算负荷的110%与低压厂用电计算负荷之和进行选择。而低压厂用工作变压器的容量应留有10%左右的裕度。(3) 厂用变压器的容量应能满足经常的负荷需要，厂用电按厂用电率7.8%考虑。(4) 按发电机容量、电压决定高压厂用电压。容量为100mw到300mw宜采用6kv.容量60mw以下，可采用3kv.1.3.2高备变的确定（1）当无发电机电压母线时，由高压母线中电源可靠的最低一级电压母线或联络变压器的第三（低压）绕组引接，并扔得保证在全厂停电情况下，能从外部电力系统取得足够的电源（包括三绕组变压器的中压侧，从高压侧取得电源）。（2）当有发电机电压母线是由该母线引接一个备用电源。（3）当技术经济合理时，可由外部电网引接。全厂用两个或以上高压厂用备用或起动/备用电源时，应引用两个相对独立电源。（4）200mw及以上容量的发电机超过3台时，每两台机组设立1个起动/备用电源。 （5）高压厂用备用变压器应与最大一台高压厂用变压器的容量相同，当启动/备用变压器带有工作负荷时，其容量还应满足最大一台高压厂用工作变压器的要求考核变压器检条件，当其自投负荷最大的一段厂用母线时，宜采用分批自启动的方式，而不宜增大备用变压器或启动/备用变压器的容量。根据规程有关规定及经验，本厂应用台高备变2电气主接线电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运 行的可靠性，灵活性和经济性密切相关，并且对电器设备选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。2.1主接线的设计原则：2.1.1主接线的设计依据1发电厂、变电所在电力系统的地位和作用；2发电厂、变电所达的分期和最终建设规模；3负荷大小和重要性；4系统备用容量大小；5系统专业对电气主接线提供的具体资料：2.1.2主接线设计的基本要求在设计主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项的基本要求。1可靠性供电可靠性是电力生产和电力分配的主要要求。1）研究主接线可靠性应注意的问题（1）应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。主接线可靠性的衡量标准是运行实践，至于可靠性的定量分析由于基础数据及计算方法尚不完善，计算结果不够准确，因而，目前仅作为参考。（2）主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。（3）主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化界限。（4）要考虑所设计电厂在电力系统中的地位和作用。2）主接线可靠性的具体要求：（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；（2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量停运的回路疏忽停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部份二级负荷的供电；（3）避免发电厂及变电所全部停运的可能；（4）大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。2灵活性 主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性：（1）调度时，可以灵活地切除和投入发电机，变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式的系统调度要求；（2）检修时，可以方便地停运断路器，母线及其它的继电保护设备，进行安全检修而不至于影响电力网的运行和对用户的供电；（3）扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线，在不影响连续供电和停电时间最短的情况下投入新装机组，变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。3经济性主接线在满足可靠性及灵活性的前提下做到经济合理。（1）投资省 主接线力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备； 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆； 要能限制断路电流，便于选择廉价电器设备； 如能满足系统安全运行和继电保护要求，110kv及以下终端或分支变电所可采用简易电路。（2）占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减小。同时应注意节约搬运费用、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电所，在可能和允许条件下，注采取一次设计，分期投资、投建，尽快发挥经济效益。（3）电能损失少经济合理地选择主变的种类、容量、数量，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。4.大机组超高压主接线可靠性的特殊要求（2.1.3）对于单机（或扩大单元）容量300mw及以上发电厂：1、任何断路器检修，不影响对系统的连续供电。2、任何一进出线断路器故障或拒动以及母线故障，不应切除一台以上机组和相应的线路。3、任何一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合，以及当母线分段或母线联络断路器故障或拒动时，不应切除两台以上机组和相应线路。4、对于单机容量为300mw的电厂，经过论证，在保证系统稳定和发电厂，不致全停的条件下，允许切除两台以上机组。2.2大型电厂的电气主接线大型电厂一般指总容量为1000mw及以上、单机容量为200mw及以上，其接线的特点是：(1)采用简单可靠的单元接线方式。有发电机变压器单元接线、扩大单元接线和发电机变压器线路单元接线等，直接入高压或超高压的配电装置。(2)大型电厂的所有发电机变压器单元有部分接入超高压配电装置、部分接入220kv配电装置；也有全部接入超高压配电装置的。2.2.1发电机变压器组单元接线200mw及以上大机组一般都采用与双绕组变压器组成单元接线而不与三绕组变压器组成单元接线，当发电厂具有两种升高的电压等级时，则装设联络变压器。大机组要求避免在出口处发生短路，除采用安全可靠的分相封闭母线外，主回路力求简单，尽量不装设断路器和隔离开关。而采用双绕组变压器时，就可不用装出口断路器和隔离开关。2.2.2主变压器和发电机中性点接地方式1、主变压器中性点接地方式(1)主变在110500kv侧采用中性点直接接地方式。(2)主变在663kv侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。2、发电机中性点接地方式(1)发电机中性点采用非直接接地方式，发电机定子绕组发生单相接地故障时，接地点流过的电流是发电机本身及其引出回路所连接原件的对地电容电流超过允许值将烧伤铁芯，损坏定子绝缘。引起匝间或相间短路，故需在发电机中性点采取经消弧线圈或高电阻接线的措施，以保护发电机免受损坏。2.2.3母线接线本厂220kv出线最终为5回，故选择的电气主接线方案为：双母线带旁路或一台半断路器接线。方案一：双母线带旁路母线接线 图2.1 双母线带旁路 方案二：一台半断路器接线 图2.2 一台半断路器接线表2.1:母线接线方案比较项目双母线带旁路母线接线一台半断路器接线比较可靠性（1）简单清晰、设备少、设备本身故障率小。（2）各种电压等级均分别有可能出现失电的概率。（3）机组配置合理，使传递能量在变压器中损耗为最小。（1） 可靠性高。无论检修母线或设备故障、检修均不致全厂停电。（2） 每一种电压级中，均有两台变压器联系，保证在变压器检修或故障时，不致使各级电压解列，提高供电可靠性。灵活性(1)运行方式相对简单，调度灵活性差。(2)各种电压级接线都便于扩建和发展。(1)运行调度灵活，相应保证装置较复杂。(2)易于扩建和实现自动化。经济性(1)设备相对少，投资小，年费用小。(2)占地面积相对较小。(3)采用单元接线及封闭母线，从而避免了选择大容量出口断路器，节省了投资。投资高，设备多，年费用大。增大了占地面积因此，综合考虑，当出线回路线为5回时，一般宜采用双母线带旁路母线的接线方式。3.厂用电接线3.1厂用电接线设计原则 厂用电系统应具有调度的供电可靠性和灵活性。无论在机组起动、正常运行、正常停机和事故停机时，或在电力系统的某些部分发生短路的过渡状态下，或是由于机组热机部分缺陷造成机组解列，以及当电力系统频率与电压波动的情况下，均能可靠地向需要运行的厂用设备供电。为此，厂用电接线应满足以下几点：（1）按机组自成系统，大机组尤应如此。每台机组的厂用电系统能在规定电压变化范围内工作，不受外部电力系统故障干扰，一台机组的故障、停运或其辅助设备的电气故障，不应影响另一台机组的正常运行。（2）保证在厂用工作电源故障、机组起动和停运过程中必需的厂用机械的供电，一般应配置备用电源或起动电源。在机组起动、停运和事故时的切换操作要少，并能与工作电源短时并列（选择厂用工作变压器和厂用备用变压器绕组连接方式时，应计及此）。（3）在满足机组安全运行的前提下，设置数量少的厂用变压器和厂用母线段，使接线简单明了和操作方便。（4）充分考虑分期建设与连续施工过程中厂用电系统的运行方式。（5）合理配置厂用电系统的继电保护装置，正确选择保护装置的和备用电源自投装置的动作时间，使能迅速切除故障元件，保护人身和设备安全，缩小故障影响，提高厂用电系统的安全水平。（6）配备足够容量的交流事故保安电源，当厂用工作电源和备用电源均失效时，能够快速起动和自动投入。（7）配备电能质量指标符合热工负荷要求的交流不间断供电装置。注：（6）（7）两条适用于200mw及以上容量的火力发电机组。3.2厂用电供电电压等级的确定实践经验表明：对于火电厂，当发电机容量在60mw及以下，发电机电压为10.5kv时，可采用3kv作为厂用高压电压；当容量在100300mw时，宜选用6kv作为厂用高压电压；当容量在300mw以上时，若技术经济合理，可采用两种高压厂用电压，即3kv和10kv两段电压。 3.3厂用电源的引接 3.3.1高压厂用工作电源的引接高压厂用工作电源的引接方式应由发电机电压回路引接，并尽量满足机、炉、电的对应性要求。（1）当有发电机电压母线时，高压厂用工作电源由各母线段引接，供给接在该母线段的机组厂用负荷。（2）当发电机与主变压器成单元连接时，高压厂用工作电源一般由主变压器低压侧引接，供给该机组的厂用负荷。（3）当兼有发电机电压母线和单元连接机组时，根据上述原则引接各自的高压厂用工作电源。 3.3.2低压厂用工作电源引接 (1)低压厂用变压器一般由高压厂用母线段上引接。当无高压厂用母线时，可从发电机电压主母线或发电机出口引接。(2)按炉分段的低压厂用母线，其工作变压器应由对应的高压厂用母线段供电。3.3厂用电接线设计发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线接线，并多以成套配电装置接受和分配电能，火电厂的厂用负荷容量较大，分布面较广，尤以锅炉的铺助机械设备耗电量大，如吸风机、送风机、排粉机、磨煤机、给粉机、电动给水泵等大型设备。其用电量约占厂用电量的60%以上。为了保证厂用电系统供电可靠性与经济性，且便于灵活调度，一般都采用按炉分段的接线原则。即将厂用电母线按照锅炉的台数分成若干独立段，即便于运行、检修、又能使事故影响范围局限一机一炉，不致过多干扰，正常运行的完好机炉。各独立母线段分别由工作电源和备用电源供电。（1） 200mw机组火电厂厂用电采用6kv和380v两种电压，前者为中性点不接地系统，后者为中性点位高电阻q接地系统。每台机组高a、b两段。6kv母线，由一台分列绕组高压厂用工作变压器供电，该变压器由发电机出口引接。两台机组设一台起动（备用）变压器，供给机组起动和停机负荷，并兼作厂用工作变压器的事故备用，按采用5500kw给水泵和全厂公用负荷集中由1机组供电的方案。1高压厂用工作变压器和起动（备用）变压器选用31.5/20-20mva,以后机组的高压厂用工作变压器均选用31.5/16-16mva,每台机组也设a和b两段380v厂用母线，由一台低压厂用变压器供电，两台机组装设一台低压备用变压器作为低压工作变压器低压公用变压器电除尘变压器的备用，照明和检修网络采用惯常的性中性点直接接地系统，对输煤或除灰负荷，考虑在负荷中心的设置6kv母线集中供电，其电源由1机组6kv厂用工作母线引接。（2） 300mw机组火电厂厂用电接线与200mw不同主要有：公用负荷由起动（备用）变压器集中供电，两台超支（备用）变压器均由220kv母线引接，在起动备用母线段之间用断路器联络，但不允许并列运行，每台机组设四台1000kva低压厂用变压器（两两成对互为备用）。三台1000kva电除尘变压器（其中一台为备用），每台机组设一台照明变压器，全厂设一台照明备用变压器，全厂设两台互为备用的检修变压器，两台起动变压器之间的联络电缆较长，联络电缆两端均装设断路器，增大了投资。4. 短路电流计算4.1短路电流计算的目的1、电气主接线比选2、选择导体和电器3、确定中性点接地方式4、计算软导线的短路摇摆5、确定分裂导线间隔棒的间距6、验算接地装置的接触电压和跨步电压7、选择继电保护装置和进行整定计算4.2电力系统短路电流计算条件4.2.1基本假定短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：1、 正常工作时，三相系统对称运行2、 所有电源的电动势相位角相同3、 系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差120度电角度。4、 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值，不随电流大小发生变化。5、 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中的50%负荷接在高压母线上。50%负荷接在系统侧。6、 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。7、 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。8、 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。9、 除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。10、元件的计算均取其额定值，不考虑参数的和调整范围。11、输电线路的电容略去不计。12、用概率统计法则制定短路电流运算曲线。4.2.2一般规定1.)计算的基本情况: 1电力系统申所有电源均在额定负荷下运行。 2.所有同步电机都具有自动调整励磁装置。 3.短路发生在短路电流为最大的瞬间。 4.所有电源的电动势相位角相同。 5.应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点电弧电阻对异频电动机的作用。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 计算短路电流时所有的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式 (最大运行方式)。 3)计算容量应按本工程设计规划容量计算。 4)短路种类: 按三相短路计算 5)短路计算点：在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。称为短路计算点，对于带电抗器的6-10kv出线与厂用分支回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线套管时，短路计算点该取在电抗器前，选择其余的导体和电器时，短路计算点应取在电抗器后。 4.2.3计算步骤 1) 选择计算短路点 2) 画等值网络图 3) 化简等值网络图 4) 求计算电抗xjs， 5) 由运行曲线进出各电源供给的短路电流同期分量标么值 6) 计算无限大的电源供给的短路电流同期分量 7) 有功功率电源的短路电流计算 8) 计算短路电流同期分量有名值和短路容量 9) 计算短路电流冲击值 10) 计算异步电动机供给的短路电流 11) 绘制短路电流计算结果表4.2.4限流措施电力系统中可以采取的限流措施：1、 提高电力系统的电压等级2、 直流输电3、 在电力系统的主网加强联系后，将次级电网解环运行。4、 在允许的范围内，增大系统的零序阻抗，例如：采用不带第三绕组或第三绕组为y接线的全星形自耦变压器，减少变压器的接地点等。发电厂和变电所中可以采取的限流措施：1、 发电厂中，在发电机电压母线分段回路中安装电抗器。2、 变压器分裂运行。3、 变电所中，在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器。4、 采用低压侧为分裂绕组的变压器。5、 出线上装设电抗器。4.3电路元件参数的计算高压短路电流的计算一般只计及各元件的电抗，采用标幺值。标幺值为各电路元件有各值与基准值之比。u=u/uj ；s=s/sj ；i=i/ij ；x=x/xj ；表4.1各元件计算公式元件名称标幺值有名值发电机调相机电动机x=x=变压器x=x=电抗器x=x=线 路x=x=0.145lgd=4.4网络变换1、变换 x=xx/( x+ x+x)x=xx/( x+ x+x)x=xx/( x+ x+x)2、变换x=x+x+x=x+x+x=x+x+3、并联电源支路的合并e= -合成电势x= -合成电抗y y yy -各并联分支回路的电纳分别为各并联分支回路电抗x x x-x的倒数4、分支系数x=x/x/xx= x+xc= x/ xx= x/ c5、转移阻抗x=x+x+x=x+x+4.5等值电源的计算1、按个别交换计算当网络中有几个电源时，可将条件相类似的发电机，按下述条件连接成一组，分别求出至短路点的转移电抗。（1）同形式且至短路点的电气距离大致相等的发电机。（2）至短路点的电气距离较远的同一类型和不同类型的发电机。（3）直接连接短路上的发电机2、按同一变化计算 当仅计算任一时间t的短路电流周期分量，各电源的发电机形式参数相同且距离短路点的电气距离大致相等时，可将各电源合并为一个总的计算电抗。4.6三相短路电流周期分量计算1、无限大电源供给的短路电流。当供电电流为无穷大或者计算电抗xj3=3.45时，不考虑短路电流周期分量的衰减。2、限电源供给的短路电流先将电源对短路点的等值电抗x，归算到以电源容量为基准的计算电抗xjs,然后按xj3值查相应的发电机运算曲线，或查发电机的运算曲线数字表，即可得到短路电流周期分量的标幺值。4.7冲击电流的计算三相短路发生后的半个周期(t=0.01s)短路电流的瞬时值达到最大，称为冲击电流，ich。其值近似计算为：ich=2.55id发电机-变压器与系统之间：ich=1.851.414id。4.8不对称短路电流的计算1、对称分量法的基本关系不对称短路计算一般采用对称法，三相网络内任一组不对称量（电流、电压等）都可以分解为三组对称分量，由于三相对称网络中对称分量的独立性，即正序电势只产生正序电流和正序电压降，负序和零序亦然，因此，可采用重叠原理，分别计算。然后从对称分量中求出实际的短路电流或电压值。2、序网的构成将不对称分量分解为正序、负序、零序三组对称分量，彼此间的差别在于相序不同，其对应的网络称为序网。（1）正序网络就是通常计算对称短路时所用的等值网络，除中性点接地阻抗，空载线路以及空载变压器外，电力系统各元件均包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。（2）负序网络它的构成元件与正序网络完全相同，只需用负序阻抗代替正序阻抗。即可。（3）零序网络它由无件的零序阻抗所构成，零序电压施于短路点，各支路均并联于该点。4.9正序等效定则1、 不对称短路时，短路电流正序分量算式：x(n) 表示附加电抗，其值随短路型式不同，而不同。上角标（n）是代表短路类型符号。在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量，与在短路量每一相中加入附加电抗 x(n)发生三相短路时电流相等。此念称为正序等效定则。 2、 附加电抗： x(n) m三相短路f: x=0 1两相短路接地f: x(1，1)= 两相短路f: x 单相短路f: x 3在中性点接地的系统中，最大的短路电流可能是三相短路电流，也可能是单相接地短路时的短路电流。中性点不接地的6-35kv的电网中，三相短路时的短路电流最大，只有在校验继电保护灵敏度时，需要进行二相短路电流的计算外，在没有特殊需要时，均按三相短路电流的计算外，在没有特殊需要时，均按三相短路来计算短路电流。计算各种短路电流值的目的:计算短路电流的目的是为了正确选择和检验电气设备，整定继电保护装置等。通常需要计算下列各种短路电流值。i-次暂态短路电流（即三相短路电流周期分量第一周期的有效值）用来作继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流量。ich-三相短路电流第一周期全电流有效值，用来校验电器和母线的动稳定以及断路器的额定断流量。ich-三相短路冲击电流（即三相短路电流第一周期全电电流幅值）用来校验电气设备和母线的动稳定。i-三相短路电流稳态有效值，用来校验电器和载流部分的热稳定。为什么计算三相短路电流值？而不计算单相、两相短路时电流值？因为一般供电系统中已采取措施，使单相短路电流值不超过三相短路电流，而当短路点离电源较远时，也就是当x0.6时，两相短路电流值通常小于三相短路电流值，因而在短路电流计算中应以三相短路电流计算作为基础。5. 电气设备选择 5.1电气设备选择总则 电器选择的一般条件：1、按正常工作条件选择电器（1）额定电压和最高工作电压电器所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压，故所选电器允许最高工作电压u，即uusm。一般电器允许的最高工作电压：当额定电压在220kv及以下时为1.15un；额定电压为330500kv时为1.1un；而实际电网的最高运行电压usm一般不超过1.1uns，因此在选择电器时，一般可按照电器的额定电压un不低于装置地点电网额定电压uns的条件选择，发即un uns。（2）额定电流电器的额定电流in是指在额定周围环境温度o下，电器的长期允许电流。in应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流imax,即inimax。由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的imax为发电机调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行时，imax应按过负荷确定(1.32倍变压器额定电流)；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的imax；母线分段电抗器的imax应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%80%；出线回路的imax除考虑正常负荷电流(包括线路损耗)外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。2、按短路情况校验（1）短路热稳定校验短路电流通过电器时，器各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定的条件为: （5.1） 式中: 短路电流产生的热效应； 电器允许通过的热稳定电流和时间（2）电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定，满足动稳定的条件为：或式中：、短路冲击电流幅值及其有效值；、电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。下列几种情况可不效验热稳定或动稳定：1)用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。2)采用有限泳流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定；3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。（3）短路电流计算条件 为使所选电器具有足够的可靠性、经济性和速动性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定。1)容量和接线按本工程