2×25MW火力发电厂电气设计

1、毕 业 设 计学生姓名： 学 号： 学 院： 电气信息学院 专 业： 电气工程及其自动化 题 目： 225 mw火力发电厂 电气设计 指导教师： 评阅教师： 2008 年6月毕 业 设 计 中 文 摘 要近年来，国民经济平稳快速发展，电力需求增长强劲。在充分考虑能源利用、环境保护的情况下，对小型火力发电厂进行了设计，阐述了发电厂电气主系统的有关基本理论和设计方法。主要包括对电气主接线、厂用电系统、配电装置的设计依据、原则和方法，并对主要电气设备（如断路器、隔离开关、电抗器、互感器、输电线、穿墙套管、支持绝缘子等）进行了具体的选择与检验。针对可能发生的各种不同故障和不正常的运行状态，对所选的主要

2、电气设备（如发电机、变压器、输电线等）的安全运行进行了完善的继电保护配置与整定计算。解决了偏远地区不能兴建大规模的发电厂，能源富裕但不能及时应用等问题，为建造一般小型发电厂、热电厂提供了技术支持与保障等。关键词：发电厂 节能 发电技术 电力系统 继电保护毕 业 设 计 外 文 摘 要title the electrical design of a 225mw thermal power plant abstractin recent years, the national economy has developed steadly and rapidly,with the electricit

3、y demand strongly. in fully consideration of energy use and environmental protection,a small power plant has been designed that mentioned the basic theory and design methods of the main system of the electrical power plants.the main parts include the main electric wiring, auxiliary power systems, po

4、wer distribution equipment design based on principles and methods.synchronously, the choice of a specific test to the major electrical equipments (such as circuit breakers, isolatd switches, the reactor, mutual inductor,the transmission lines, through walls casing, the support insulator, etc.)has do

5、ne. in view of the various possible fault and not the normal running status of the selected major electrical equipment (such as generators, transformers, the transmission lines, etc.), the safe operation of a perfect relay configuration and setting calculation has been designed. solve the problem th

6、at the remote areas can not build the large-scale construction of power plants, which energy rich but not use timely application.for the construction of small power plants and the thermal power plant,this paper has provided the technical support and the safeguard.key words: power plant power generat

7、ion technologies power system electrical equipment relay 本 科 毕 业 设 计 第 ii 页 共 ii 页目 录1 引言1 2 厂用电负荷计算 42.1 概述 42.2 厂用高压负荷统计 52.3 厂用低压负荷统计 63 电气主接线设计 93.1 概述 93.2 高压配电装置的基本接线及使用范围93.3 发电厂主变压器选择 114 厂用电系统设计144.1 厂用电接线设计144.2 厂用变压器选择155 短路电流计算175.1 三相短路电流的基本假设175.2 三相短路电流计算175.3 低压电网短路电流计算306 主要电气设备的选择与

8、校验 326.1 高压电器选择的一般原则326.2 设备选择的要求326.3 假想时间tina的确定336.4 高压电气设备的选择与校验346.5 导线选择356.6 消弧线圈的选择396.7 支持绝缘子与穿墙套管的选择396.8发电机出口断路器和隔离开关的选择406.9互感器选择406.10限流电抗器选择417 发电机的继电保护配置及整定计算427.1发电机保护配置427.2发电机继电保护整定438 主变压器的继电保护配置及整定计算478.1 变压器保护的配置原则478.2 主变压器保护配置488.3 主变压器继电保护整定 489 35kv并网线的继电保护配置及整定计算 529.1继电保护配

9、置529.2 并网线的整定计算52结论 54致谢 55参考文献 56附图1电气主接线图 58附图2厂用电接线图 59附图3发电机保护回路原理展开图60附图4主变压器保护回路原理展开图61 本 科 毕 业 设 计 第 63 页 共 61 页1 引言1.1 火电厂简介火力发电厂简称火电厂，是以煤、石油、天然气或其他燃料的化学能成产电能的工厂【1】。火电厂按照原动机不同可分为汽轮机电厂、燃气轮机电厂、蒸汽燃汽轮机联合循环电厂。虽然种类很多，但从其能源转换的观点看，其基本过程都是将燃料燃烧的热能通过锅炉产生高温高压水蒸气，推动汽轮机做功产生机械能，经发电机转变为电能，最后通过变压器将电能送入电力系统，

10、即燃烧的化学能热能机械能电能。目前，我国的发电机单机容量大小的划分为：50mw以下的发电机组为小型机组；50200mw的发电机组为中型发电厂；200mw以上的发电机组为大型机组。按发电厂容量大小划分：装机总容量在100mw以下的发电厂为小型发电厂；装机总容量在100250mw范围内的发电厂为中型发电厂；装机总容量在2501000mw的发电厂为大中型发电厂；装机总容量在6001000mw范围内的发电厂；装机总容量在1000mw以上的发电厂为大型发电厂。火力发电厂采用3kv、6kv和10kv作为高压厂用电压；采用380/220v作为低压厂用电压。在满足技术要求的前提下，优先采用较低的电压，以获得较

11、高的经济效益。为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。与水电厂和其他类型电厂相比，火电厂有如下特点：a）布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。b）建造工期短，一般为水电厂的一半甚至更短。一次性建造投资少，仅为水电厂的一半左右。c）煤耗量大，目前发电用煤约占全国煤炭总产量的25%左右，加上运煤费用和大量用水，其生产成本比水力发电要高出34倍。d）动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。e）汽轮机开、停机过程时间长，耗资大，不宜作为调峰电源用。f）对空气和环境的污染大。1.2火电厂电气初步设计的内容及要求工程设计要执行国家规定的基本建设

12、程序，初步设计要按设计任务书给出的条件，分专业提出符合设计深度要求的设计文件。初步设计所确定的设计原则和建设标准，将宏观地勾画出工程概貌，控制工程投资，体现技术经济政策的贯彻落实。因此初步设计是工程建设中非常重要的设计阶段，各种设计方案应经过充分论证和选择。初步设计应满足以下要求：进行设计方案的比较和确定；主设备材料订货；土地征用；基建投资的控制；施工图设计的编制；施工组织设计的编制；施工准备和生产准备等。火电厂初步设计阶段电气设计说明书的内容包括：概述、系统概述、电气主接线、短路电流计算及设备选择、所用电接线及布置、直流电系统、二次线、继电保护及自动装置、电气设备布置及电缆设施、过电压保护与

13、接地、照明和检修网络、通信、辅助车间等。然后要绘制出工程设计的图纸，如地区电力系统的接线图及方案比较图，电气主接线及方案比较图，所用电接线图，短路电流计算及接线图，平面布置及配电装置图，继电保护配置图等。1.3 本设计的内容及要求本次火电厂电气设计需要进行九大部分的设计和计算，这九大部分分别是厂用负荷计算，主变压器台数、容量的选择，主接线图的设计，短路电流计算，主要电气设备的选择与校验，对主要设备的继电保护整定与计算，35kv并网线继电保护整定与计算的设计，主变压器保护原理展开图的设计和发电机保护回路原理展开图的设计。在厂用负荷计算中主要用到换算系数法，这种方法是根据换算系数和额定容量来计算电

14、动机的计算功率和视在计算负荷。而主变压器台数、容量的选择则需要根据系统的装机容量和总的计算负荷来确定，由于是小型火力发电厂，故选用两台主变压器。在短路电流计算中，需要进行两次短路电流计算，即系统最大运行方式下，两台主变压器并列运行时的短路电流计算和系统最小运行方式下，两台主变压器一运一备运行时的短路电流计算。而在计算过程在中则用到了任意时刻三相短路电流计算短路电流法。在主要电气设备的选择与校验中，主要是根据安装地点电气条件来确定。所选设备主要是高压电气设备，如：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、避雷器等。主要选择和校验的项目有电压、电流、断流容量，还有短路电流效应校验中的动

15、稳定和热稳定校验。对主要设备的继电保护整定与计算，需要考虑设备运行的自然环境、制造质量、运行维护水平等客观条件，以及各电气元件（发电机、变压器、母线、输电线、电抗器、电容器、电动机等）可能会出现的各种故障和不正常运行的状态，使选择的保护装置能够对电气元件的不正常运行状态做出反应，自动、迅速、有选择性的切除故障元件，最大限度的保证非故障部分迅速恢复正常运行。最后用autocad画出厂用电接线图、电气主接线图、发电机保护回路原理展开图和主变压器保护回路原理展开图。2 厂用负荷计算2.1 概述2.1.1 负荷计算的计算原则：a）连续运行的设备应予以计算；b）机组正常运行时不经常而连续运行的设备（如备

16、用励磁机，备用电动给水泵等）也应计算；c）不经常短时及不经常而断续运行的设备不予计算，但有电抗器供电的应全部计算；d）由同一电源供电的互为备用设备的只计算备用的部分；e）由不同电源供电的互为备用设备，应全部计算；但台数较多的，允许扣除其中一部分。2.1.2 负荷计算的计算方法：为了正确合理地选择厂用变压器的容量，需要对每段厂用母线上的电动机台数和容量进行统计和计算，通常采用“换算系数法”计算厂用负荷，在必要时可用轴功率法校验【2】。根据换算系数k和电动机的计算功率p(kw)，便可计算厂用计算负荷s(kva)，即 式（1.1）式中 s计算负荷（kva）k换算系数p电动机计算功率（kw） 电动机的

17、计算功率p应根据负荷的运行方式及特点确定，如： a) 对经常、连续运行的用电设备，当电动机的额定功率为时，则电动机的计算功率为： 式（1.2）式中 电动机额定功率（kw）。b) 对经常短时运行和经常断续运行的电动机（其计算功率为），其计算功率为： 式（1.3）c) 对不经常、短时及不经常、断续运行的电动机可不计入厂用变压器容量，即p=0。2.2 厂用高压负荷统计（仅指一台机组）给水泵 送风机 吸风机 循环水泵 厂用高压负荷统计见表2.1。表2.1 厂用高压负荷统计（仅指一台机组）序号设备名称额定容量/kw安装台数工作台数工作容量/kw运行方式负荷类别换算系数视在计算负荷s/kva1给水泵420

18、21420经常连续14202送风机22521225经常连续12253吸风机27021270经常连续12704循环水泵36521365经常连续1365总计12802.3 厂用低压负荷统计2.3.1 锅炉、汽机辅机负荷（仅指一台机组）一次风机 二次风机 射水泵 排粉机 磨煤机 凝结水泵 盘车电动机，交流调速油泵由于不经常、短时运行，不予计算：生水泵 工业水泵 疏水泵 射水回收泵 其它 厂用低压负荷统计见表2.2。表2.2 厂用低压负荷统计（仅指一台机组）序号设备名称额定容量/kw安装台数工作台数工作容量/kw运行方式负荷类别换算系数视在计算负荷s/kva1一次风机11521115经常连续0.892

19、2二次风机751175经常连续0.8603射水泵552155经常连续0.8444排粉机252250经常连续0.8405磨煤机152230经常连续0.8246凝结水泵752175经常连续0.8607盘车电动机151115不经常短时0.808交流调速油泵551155不经常短时0.809生水泵452290经常连续0.87210工业水泵451145经常连续0.83611疏水泵251125经常短时0.56.2512射水回收泵202240经常短时0.51013其它1251125经常连续0.8100总计544.252.3.2 全厂公用负荷输煤出灰系统 化学水处理部分 电气公用部分 其它 全厂公用负荷统计见表

20、2.3。表2.3 全厂公用负荷统计序号设备名称额定容量/kw安装台数工作台数工作容量/kw运行方式负荷类别换算系数视在计算负荷s/kva1输煤出灰系统585585经常连续0.84682化学水处理部分330330经常连续0.82643电气及公用部分210210经常连续0.81684其它9595经常连续0.8763 电气主接线及主变压器台数、容量的选择3.1 概述电气主接线是发电厂和变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。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，并且对电器设备的选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。因此，

21、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。主接线设计依据如下：a）发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用；b）发电厂和变电所的分期和最终建设规模；c）负荷大小和重要性；d）系统备用容量大小；e）系统专业对电气主接线提供的具体资料。主接线设计的基本要求应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。3.2 高压配电装置的基本接线及使用范围3.2.1 单母线分段接线a）优点：1）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。2）当一段母线发生故障，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。b）适用范围

22、：1）610kv配电装置的出线回路数为6回及以上时。2）3563kv配电装置的出线回路数为48回时。3）110220kv配电装置的出线回路数为34回时。3.2.2 双母线接线双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。由于母线继电保护的要求，一般某一回路固定于某一组母线连接，以固定连接的方式运行。a）优点：1）供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。 2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各种运行方

23、式调度和潮流变化的需要。3）扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。b）适用范围：当出线回路数或母线上回路较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用具体要求如下：1）配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。2）配电装置，当出线回路超过8回时；

24、或连接的电源较多、负荷较大时。3）配电装置的出线回路数为5回及以上时；或当配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。3.2.3 双母线分段接线当220kv进出线回路甚多时，双母线需要分段，分段原则是：a）当进出线回路数为1014回时，在一组母线上用断路器分段。b）当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段。c）在母线分段接线中，均装设两台母联兼旁断路器。d）为限制220kv母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段。本课题为（225）mw火力发电厂电气设计。两台25mw机组直接接入6.3kv发电机电压母线，根据工程技术要求：发电机电压母线每段上的发电机容量

25、为12mw以下时，可采用单母线分段接线；每段上发电机容量为24mw以上时，可采用双母线分段接线【3】。因此，机压母线（主变压器6.3kv侧）采用叉接电抗器的双母线分段接线形式。当一段母线发生故障，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。此外，发电厂升高电压级（主变压器35kv侧）采用单母线分段接线形式，出线回路数为2回，当一段母线发生故障，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。（电气主接线图见附图1）3.3 发电厂主变压器选择合理选择主变压器的型式、台数、容量，是电气主接线设计的重要内容，其选择结果直接影响着主接线的型式和配电装

26、置的结构。a) 主变压器台数的选择本发电厂设有发电机电压配电装置。当有发电机电压母线时，为保证供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。因此本设计中拟采用两台主变压器使发电机电压母线与系统连接。b) 相数确定原则。主变采用三相或单相，需考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。具体考虑到以下原则：1）不受运输条件限制，可选用三相变压器；2）对500及以上电力系统的主变选择，除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重要考虑负荷和系统情况，保证供电可靠性，进行综合分析。在满足技术经济的条件下确定选用单相变压器，还是三相变压器。根据以上原则，选用三相电力变压器。c) 绕组数的选

27、择。发电厂的最大机组容量为25mw，并以一种升高电压与电力系统连接，因此采用双绕组变压器。d) 绕组连接方式的确定。变压器三相绕组的联结组别必须保证和系统电压相位一致，否则，不能并列运行。我国110及以上电压，变压器三相绕组都采用yn连接；35采用y连接，其中性点多经过消弧线圈接地；35及以下电压，变压器三相绕组都采用d连接，可根据具体工程来确定。发电厂（变电站）中，考虑到系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响因素，主变联结组别一般都选用yn,d11常规接线。根据以上原则，主变绕组连接方式采用yn,d11型。e) 调压方式的确定。为了保证发电厂的供电质量，电压必须维持在允许范围内

28、。通过变压器分接头开关的切换，改变变压器高压绕组的匝数，从而改变其变比，实现电压调整。可分为带负荷切换的有载（有励磁）调压方式和不带负荷切换的无载（无励磁）调压方式两种。近年来随着用户对电压质量要求的提高和有载调压变压器质量的提高，主变调压方式选择有载调压方式。 f) 冷却方式的选择。 冷却方式采用强迫油循环风冷却。g) 主变压器容量的选择接于发电机电压母线上的主变压器容量选择按以下三条计算，根据最大的计算结果选择容量。1）发电机出力最大，而发电机电压母线上的负荷最小时，扣除厂用负荷后，主变压器能将剩余的功率送入电力系统。当缺乏具体资料时，最小负荷可取为最大负荷的60%70%，即其中，为发电机

29、电压母线上一台主变压器的计算容量；为发电机电压母线上第台发电机的额定视在功率，；为第台发电机的厂用电率,为；为发电机电压母线上最小负荷的视在功率，取；、为发电机电压母线上的主变压器台数和发电机台数,。2）发电机电压母线上的最大一台发电机组停用或因供热负荷变动而需要限制本厂出力时，或因电力系统经济运行要求而需限制本厂出力时，主变压器能从电力系统倒送功率，满足发电机母线上的最大负荷和厂用电的需要，即 其中，为发电机电压母线上最大一台发电机的额定视在功率；为发电机电压母线上最大负荷的视在功率.3）若发电机电压母线上接有两台或两台以上主变时，其中一台容量最大的主变压器退出运行时，应该能输送母线最大剩余

30、功率的70%以上，即 4）按照上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。特别应注意发电厂初期运行，当发电机电压母线负荷不太大时能将发电机母线上的剩余容量送入系统。根据以上计算结果，选用sf7-40000/35型三相双绕组有载调压式电力主变压器，额定电压为/6.3，参数见表3.1。表3.1 sf7-40000/35型主变压器参数额定容量/kva空载电流/%空载损耗/kw短路损耗/kw阻抗电压/%连接组别400000.638.01748yn d114 厂用电系统设计厂用电系统设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，妥善解决分期建设所引起的问题，积极慎重地采用经鉴定的新技术和

31、新设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证机组安全、经济和满发的运行。4.1 厂用电接线设计厂用电接线应满足下列要求：a）各机组的厂用电系统应是独立的。特别是200mw及以上机组，应做到这一点。一台机组的故障停运或其辅机的电气故障，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。b）充分考虑机组起动和停运过程中的供电要求。一般均应配备可靠的起动（备用）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。c）充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式。特别要注意对公用负荷供电的影响。要便于过渡，尽少改变接线和更换设备。d）200mw及以上机组应设置

32、足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速起动和自动投入，向保安负荷供电。还要设置电能质量指标合格的交流不间断供电装置，保证不允许间断供电的热工负荷的用电。4.1.1 高压厂用工作电源的引接方式高压厂用工作电源（变压器或电抗器）应由发电机电压回路引接，并尽量满足炉、机、电的对应性要求（即发电机供给各自炉、机和主变压器的厂用负荷）。高压厂用工作电源的各引接线方式如下：a）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的厂用负荷。12mw机组接在馈线不带电抗器的6kv主母线上时，采用轻型断路器即能满足母线短路容量的要求，而且200kw及以上电动机容量很少，因此

33、，高压厂用电动机和低压厂用变压器均可接在主母线上。b）当发电机和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线，供给该机组的厂用负荷。c）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压。4.1.2 低压厂用工作电源的引接方式a）低压厂用工作变压器一般由厂用高压母线段上引接。当无高压厂用母线段时，可从发电机电压主母线或发电机出口引出。b）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。4.1.3 厂用备用电源的引接 当事故情况下厂用负荷失去了工作电源时，即会自动切换到备用电源上继续运行。因此，要求厂用备用电源具有用电的独立性，并有足够

34、的容量。最好与系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统获得厂用电源，厂用备用电源分为明备用和暗备用，火电厂一般采用明备用，即装设专门备用变压器，平时不工作或仅带很小负荷，一旦某工作电源失去后，该变压器自动代替原来的工作电源。本厂机组容量不大，属于地方小型热电厂。大功率的高压厂用电动机数量很少，可直接接在发电机电压母线上，由发电机电压母线供电，故不再另设高压厂用母线。小功率的厂用电动机及照明负荷，由380/220v低压厂用母线供电。该发电厂装设有二机二炉，因此380/220v低压厂用母线按锅炉台数分为二段，每段低压厂用母线由一台厂用工作变压器供电，引接自对应机组的发电机电压母线上。该电厂厂用电系

35、统的备用电源采用明备用方式，备用变压器接在与电力系统有联系的发电机电压主母线上。（厂用电接线图见附图2）4.2 厂用变压器选择4.2.1 厂用变压器选择时的基本要求：a）厂用变压器原边额定电压与引接处电压一致，此设计从发电机出口引接，为发电机出口电压6.3kv。b）厂用变压器副边额定电压则与厂用电压配合为0.4kv。c）常用变压器选用双绕组变压器。d）常用变压器的阻抗电压不能太小，否则短路电流过大；也不能太大，否则无法满足电压波动和电动机自起动要求。e）常用变压器必须满足厂用机械正常运转和自起动要求。 而备用电源与厂用母线段连接方式选用环形连接方式。4.2.2 厂用变压器容量的选择低压厂用工作

36、变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率，与低压厂用计算负荷应留有10%左右的裕度。低压厂用变压器均采用双绕组三相变压器向厂用母线段供电；厂用低压变压器共选一台变压器进行备用。a）低压工作段：选用两台低损耗节能型s9-1250kva型电力变压器，6.3/0.4kv，dyn11接线，。b）输煤段：选用一台低损耗节能型s9-500kva型电力变压器，6.3/0.4kv，dyn11接线，。c）公用段：选用一台低损耗节能型s9-500kva型电力变压器，6.3/0.4kv，dyn11接线，。d）备用变压器： 选用一台低损耗节能型s9-1250kva型电力变压器，6.3/0.4kv，dyn11接

37、线，。表4.1 s9-1250kva型电力变压器参数额定容量/kva空载电流/%空载损耗/w短路损耗/w阻抗电压/%连接组别12502.52000110005dyn11表4.2 s9-500kva型电力变压器参数额定容量/kva空载电流/%空载损耗/w短路损耗/w阻抗电压/%连接组别5003.0103049504dyn115 短路电流计算电力系统的短路电流大小与系统的运行方式有很大关系。系统运行方式可以分为最大运行方式和最小运行方式。最大运行方式下单元发电机组投入多，双回输电线路及并联运行的变压器全部运行。此时，整个系统总的短路阻抗最小，短路电流最大。反之，最小运行方式下由于电源中一部分发电机

38、、变压器及输电线路解列，并联变压器为保证处于最佳运行状态也采用分裂运行，这样将使总的短路电抗变大，短路电流也相应减小。5.1 三相短路电流计算的基本假设a）电力系统在正常工作时三相是对称的。b）电力系统中所有发电机的电势相位在短路过程中都是相同的，频率与正常工作时相同。c）电力系统中的同步电机为理想电机。d）对长度在300km以内，电压330kv以下的线路，线路电容略去不计。e）电力系统各元件的电阻都略去不计，但在计算短路电流非周期分量衰减的时间常数时应计及电阻。f）变压器的励磁电流略去不计，相当于励磁阻抗回路断开，这样就减去了变压器的等值电路。g）不计发电机、变压器、电动机铁心的饱和，认为他

39、们的电抗值与电流大小无关。h）短路电流计算时，假定同步机载额定负荷情况下。5.2 三相短路电流计算本设计将在该系统最大运行方式下（此时分段断路器断开）和最小运行方式下分别来进行短路电流计算。取基准容量，基准电压，则基准电流为 各元件标幺值计算如下：发电机,电抗标幺值发电机,电抗标幺值变压器，电抗标幺值变压器，电抗标幺值变压器，电抗标幺值双回架空线电抗标幺值单回架空线电抗标幺值单回架空线电抗标幺值无穷系统：最大运行方式下 最大运行方式下 5.2.1 系统最大运行方式下短路电流计算系统最大运行方式下单元发电机组投入多，两台主变压器并列运行，双回输电线路及其他并联运行的变压器全部运行，其短路电流计算

40、的等效电路图见图5.1。图5.1 系统最大运行方式下短路电流计算的等效电路图a）k1点短路系统最大运行方式下k1点网络转换后的短路等效电路图见图5.2和图5.3。图5.2 两台主变压器并列运行时k1点的短路等效电路图图5.3 星三角转换后的短路等效电路图其中， 则,计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 时， 当时,计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 无穷系统向k1点提供短路电流为：则流入k1点的短路电流为：b）k2点短路系统最大运行方式下

41、k2点经过网络转换后的短路等效电路图见图5.4和图5.5。图5.4 两台变压器并列运行时k2点的短路等效电路图图5.5 星形转换成网络形后的短路等效电路图其中， 则计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， ,计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 时， 当时无穷系统向k2点提供短路电流为：则流入k2点的短路电流为： c） k3点短路

42、系统最大运行方式下k3点经过网络转换后短路等效电路图见图5.6和图5.7。图5.6 两台变压器并列运行时点的短路等效电路图图5.7 星形转换成网络形后的短路等效电路图其中， 则,计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， ,计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 无穷系统向k3点提供短路电流为：则流入k3点的短路电流为：5.2.2 一台变压器投入运行的情况下系统最小运行方式下短路电流计算最小运行方式下由于电源中一部分发电机、变压器及输电线路解列，并

43、联变压器为保证处于最佳运行状态也采用了分裂运行，其短路电流计算的等效电路图见图5.8。图5.8 系统最小运行方式下短路电流计算的等效电路图a）k1点短路系统最小运行方式下k1点网络转换后的短路等效电路图见图5.9和图5.10。图5.9 系统最小运行方式下k1点短路电流计算的等效电路图图5.10星三角转换后的短路等效电路图其中， 则计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 时， 当时无穷系统向k1点提供短路电

44、流为：则流入k1点的短路电流为：b）k2点短路系统最小运行方式下k2点网络转换后的短路等效电路图见图5.11和图5.12。图5.11 一台变压器投入运行时k2点的短路等效电路图图5.12 星三角转换后的短路等效电路图其中， 则计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 时， 当时无穷系统向k2点提供短路电流为：则流入k2点的短路电流为：c）k3点短路系统最小运行方式下k3点网络转换后的短路等效电路图见图5.1

45、3和图5.14。图5.13 一台变压器投入运行时k3点的短路等效电路图图5.14 星三角转换后的短路等效电路图其中， 则计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 计算电抗查汽轮发电机计算曲线4得系统在0s，0.2s，时刻向k2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别是：时， 无穷系统向k3点提供短路电流为：则流入k3点的短路电流为：本系统在最大运行方式下和最小运行方式下的短路电流见汇总表5-1。表5-1 短路电流结果汇总表主变压器运行方式短路点三相短路电流/ka系统最大运行方式下（并列运行）k19.587.526.48k247.0734.1726.31k311.5810.1610.05续表系统最小运行方式下（一备一运）k14.853.843.28k235.01