济宁2×200MW凝汽式火力发电厂电气部分进行初步设计

1、摘要本毕业设计是对济宁2×200MW凝汽式火力发电厂电气部分进行初步设计。论文详细的说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据以及计算过程。本设计共分十章，第一章为绪论，第二章负荷计算，第三章为变压器台数和容量的选择，第四章是发电厂电气主接线的选择，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。第五章厂用电设计，包括：厂用电接线的总要求、厂用母线接线设计。第六章短路电流计算，是最重要的环节，本书详细的介绍了短路电流计算的目的、条件、一般规定、元件参数的计算、网络变换等知识。第七章电气设备的选择与校验，包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互

2、感器、电压互感器的选择原则和要求。第八章简单的介绍了高压配电装置的设计原则、要求和220KV的配电装置。第九章全厂继电保护和自动装置规划设计，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。第十章发电厂的防雷保护，包括选择的基本原则、避雷针和避雷器的设计。此外，在适当的位置附加了图纸（主接线图、平面图、断面图）。关键词：电力系统、母线、高压断路器、隔离开关、电压互感器AbstractThe design of graduation Jining 2 x 200 MW steam-electric power plant for the preliminary design. P

3、apers detailed description of the various types of equipment to choose the most basic requirements and principles and the basis for calculation. The design is divided into 10 chapters, the first of introduction, the second chapter load calculation, the third chapter of transformer capacity and the n

4、umber of Taiwan's choice Chapter IV power plant is the main electrical connection options, mainly on the electrical wiring of the importance of design basis, basic requirements, Wiring various forms of the main advantages and disadvantages of wiring options. Chapter V power plant design, includi

5、ng : electricity wiring plant to the general requirement of plants used bus wiring design. Chapter VI of short-circuit current, is the most important part of the book provides detailed descriptions of the short-circuit current calculation purposes, conditions, general rule, the device parameters, su

6、ch as knowledge of network transformation. Chapter VII of electrical equipment and checking, including bus, high pressure circuit breakers, isolation switches, CT, The choice of voltage transformer principles and requirements. Chapter VIII simple introduction to the high-voltage power distribution e

7、quipment design principles, requirements, and the 220 KV power distribution devices. Chapter IX plant protection and automatic device design, including general principles, automatic installation, general provisions and generators, transformers, busbar protection equipment. Chapter 10 power plants li

8、ghtning protection, including the selection of basic principles, and a lightning arrester design. In addition, at a suitable location attached drawings (main wiring maps, graphs, maps section). Key words : power system, bus, HV circuit breakers, isolation switches, voltage transformer目录摘要I目录III第1章 绪

9、论1第2章 负荷计算22.1厂用负荷表22.2 负荷计算4第3章 变压器的台数与容量的选择63.1 主变压器的确定63.1.1 主变压器容量及台数的确定63.1.2 主变压器型式的选择63.2 容量选择7第4章 电气主接线的选择104.1 电气主接线的设计原则104.1.1 主接线的设计依据104.1.2 主接线设计的基本设计114.2 设计方案124.2.1 220KV侧设计方案124.2.2 高压厂用侧设计方案13第5章 厂用电接线155.1 厂用电接线总的要求155.2 厂用电接线设计方案15第6章 短路电流计算176.1 短路电流计算的目的：176.2 短路的原因和短路的定义176.3

10、 短路和种类176.4 电力系统短路电流的计算条件186.5 短路电流的计算步骤18第7章 电气设备的选择227.1 电气设备选择的一般原则227.2 高压断路器的选择227.3 高压隔离开关的选择257.4 电流互感器的选择267.5 电压互感器的选择287.6高压开关柜的选择297.7 母线的选择31第8章 高压配电装置规划设计368.1 高压配电装置规划设计的一般原则368.2 设计要求368.3 配电装置368.4 设备配置378.5 本厂采用的配电装置39第9章 全厂继电保护和自动装置规划设计409.1 总则409.2 一般规定409.3 发电机变压器组保护419.3.1 发电机保护

11、419.3.2 主变保护419.3.3 变压器相间短路的后备保护429.3.4 变压器接地短路后备保护439.3.5 变压器过负荷保护439.3.6 变压器瓦斯保护439.4 母线保护449.5 线路保护459.5.1 配置原则：459.5.2 220KV线路保护459.6 自动装置的设计46第10章 防雷保护设计4710.1 直击雷和感应雷保护4710.2 雷电波入侵保护4710.3 避雷器的选择4810.4 避雷针的选择48第11章 结论51参考文献52致 谢53附 录54附 录59第1章 绪论。,目前我国以火力发电厂为主,其发电量占全国总发电量的70%以上。尤其是在我国的北方,煤炭、石油

12、和天然气等资源非常丰富。更是以火力发电厂为主。我国火电厂所使用的能源主要是煤，且主力电厂是凝气式发电厂。本设计以济宁凝气式发电厂对象进行设计。为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，发电厂中安装了各种电气设备，其主要任务是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理等。所以发电厂电气部分的设计关系到整个电厂的安全稳定运行。第2章 负荷计算2.1厂用负荷表绘制表2.1 厂用负荷表序 号设 备 名 称额定容量（KW）台 数备 注1给水泵28004二运二备2凝结水泵3102互为备用3循环水泵100034送风机11502互为备用5引风机125026

13、磨煤机55087派粉风机105048射水泵3002一运一备9备用励磁机850110碎煤机5802一运一备11厂外除灰电源10002一运一备12输煤变压器800KVA2一运一备13主厂房低压工作变800KVA114主厂房低压公用变800KVA115低压备用变800KVA116修配厂变900KVA1全厂公用17化学水处理变680KVA2一运一备18补充水泵房变1675KVA2一运一备19燃油泵房变压器350KVA1表2.2 拆分负荷表设备名称容量（KW） 段 段重复容量台数容 量台数容 量给水泵280025600256005600凝结水泵31013101310310循环水泵100022000110

14、00791069105910送风机115011150111501150引风机12501125011250磨煤机5504220042200排粉风机10502210022100射水泵30013001300300备用励磁机8501850碎煤机58015801580580厂外除灰电源100011000110001000943085803030（KVA）15925.5142038485.5输煤变压器800（KVA厂房低压工作变800（KVA）1800主厂房低压公用变800（KVA）1800低压备用变800（KVA）1800修配厂变900（KVA）1900化学水处理变680（KV

15、A）16801680680补充水泵房变1675（KVA）11675116751675燃油泵房变压器350（KVA）1350680531553155（KVA）5784.252681.752681.75分裂绕组负荷（）（KVA）23302.318305.0512015.8高压绕组负荷（KVA）23302.3+18305.05-12015.8=29591.552.2 负荷计算1、计算原则 连续运行的设备应予计算； 机组正常运行时不经常而连续运行日设备（如备用励磁机、备用电动给水泵等）也应计算； 不经常短时及不经常而断续运行的设备不予计算，但由电抗器供电的应全部计算； 由同一电源供电的互为备用设备只计

16、算运行的部分； 由不同电源供电的互为备用设备，应全部计算；但台数较多时，允许扣除其中一部分； 对于分裂变压器，其高低压绕组负荷应分别计算。当两个低压绕组接有互为备用设备时，对高压绕组只计算其运行部分，对低压绕组则一般均予计算； 对于分裂电抗器，应分别计算每一臂中通过的负荷，其计算原则与普通电抗器相同。2、计算方法负荷计算一般采用换算系数法，如按换算系数法求得的计算负荷接近变压器绕组额定容量，在必要时可用轴功率法校验。 换算系数法换算系数法的算式为：S=（KP）式中 S计算负荷（KVA）； K换算系数，见表； P电动机的计算功率（KW）。电动机的计算功率按其负荷特点确定，如：机组容量（KW）12

17、5000200000给水泵及循环水泵11凝结水泵0.81其他高压电动机0.80.85其他低压电动机0.80.7电除尘硅整流设备电除尘电加热设备11）连续运行的电动机：P=式中 电动机的额定功率（KW）。）经常短时及经常断续运行的电动机：P=0.5）中央修配厂：P=0.14+0.4式中 全部电动机额定功率总和（KW）； 其中最大5台电动机的额定功率之和（KW）。）煤场机械：）中小型机械：P=0.35+0.6式中 其中最大3台电动机的额定功率之和（KW）。）翻车机：P=0.22+0.5）轮斗机：P=0.13+0.3）照明负荷为：P=式中 需要系数，一般取0.81； 安装容量（KW）。 轴功率法轴功

18、率法的算式为：=（ ）+式中 同时率，新建电厂取0.9，扩建电厂取0.95； 最大运行轴功率（KW）； 对应于轴功率的电动机效率； 对应于轴功率的电动机功率因数； 低压厂用计算负荷之和（KVA）。第3章 变压器的台数与容量的选择3.1 主变压器的确定3.1.1 主变压器容量及台数的确定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。2、按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。3.1.2 主变压器型式的选择1.相数的选择 当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂均应选用三相变压器。 当发电厂与系统连接的电压为500KV时，宜经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两

19、台半容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW、并直接升压到500KV的，宜选用三相变压器。2.绕组数量和连接方式的选择 发电厂主变压器绕组的数量 最大机组容量为125MW及以下的发电厂，当有两种升高电压向用户供电或与系统连接时，宜采用三绕组变压器，每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%及以上。两种升高电压的三绕组变压器一般不超过两台。因为三绕组变压器比同容量双绕组变压器价格高40%50%，运行检修比较困难，台数过多时会造成中压侧短路容量过大，且屋外配电装置布置复杂，故对其使用要给予限制。 对于200MW及以上的机组，其升压变压器一般不采用三绕组变压器。因为在发电机回路及

20、厂用分支回路均采用分相分相封闭母线,供电可靠性很高,而大电流的隔离开关发热问题比较突出,特别是设置在封闭母线中的隔离开关问题更多;同时发电机回路断路器的价格极为昂贵,故在封闭母线回路里一般不设置断路器和隔离开关,以提高供电的可靠性和经济性.此外,三绕组变压器的中压侧,由于制造上的原因一般不希望出现分接头,往往只制造死接头,从而对高、中压侧调压及负荷分配不利。这样采用三绕组变压器就不如用双绕组变压器加联络变压器灵活方便。 联络变压器一般应选用三绕组变压器，其低压绕组可接高压厂用起动/备用变压器或无功补偿装置。 绕组连接方式变压器绕组的连接方式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

21、的绕组连接方式只有Y和，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV以下电压，变压器绕组都采用连接。由于35KV采用Y连接方式，与220、110KV系统的线电压相角移为0´（相位12点）。这样当电压比为220/110/35KV，高中压为自耦连接时，变压器的第三绕组连接方式就不能用三角形连接，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星形接线的变压器，全国这类变压器约4050台。3.2 容量选择1、选择原则 高压厂用工作变压器容量应按高压电动机计算负荷的

22、110%与低压厂用电计算负荷之和选择。 高压厂用备用变压器或起动/备用变压器应与最大一台（组）高压厂用工作变压器的容量相同；当起动/备用变压器带有公用负荷时，其容量还应满足最大一台高压厂用工作变压器的要求，并考虑该起动/备用变压器检修的条件；高压厂用备用变压器或起动/备用变压器自投负荷最大的一段厂用母线时，如不满足所带的类电动机自起动的要求，宜采用分批自起动的方式，而不宜增大备用变压器或起动/备用变压器的容量。 低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。 装于屋外或屋外进风小间内的变压器，其容量一般不考虑温度修正，但南方地区宜将小间进出风温差控制在10以内。主厂房进风小间

23、内的变压器容量，北部和中部地区一般亦无需按温度修正，但中南地区宜将进出风温差控制在10，南方地区负荷较满时应考虑温度修正。2、计算公式 高压厂用工作变压器）双绕组变压器： 1.1+）分裂绕组变压器：分裂绕组 =1.1+高压绕组 -上三式中 厂用变压器高压绕组额定容量（KVA）； 厂用变压器分裂绕组额定容量（KVA）； 厂用变压器分裂绕组计算负荷（KVA）； 高压电动机计算负荷之和； 低压厂用计算负荷之和； 分裂绕组两分支计算负荷之和（KVA）； 分裂绕组两分支重复计算负荷（KVA）。 高压起动/备用变压器分裂绕组 = + 高压绕组 -上两式 起动/备用变压器本段负荷（KVA）； 最大一台工作变

24、压器分支计算负荷（KVA）。厂用高压备用变压器或启动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器的容量相同；低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。 低压厂用工作变压器125MW及以下机组 S200MW及以上机组 S式中 S低压厂用工作变压器容量（KVA）； 变压器温度修正系数，一般取1，但在南方地区由主厂进风时，安装在小间内的变压器，当温度变化较大时，随地区而异，应适当考虑温度的修正。一、主变压器选择主变容量： （MVA）选择SFP7-240000/220变压器，具体参数如下：表3.1 主变压器参数表型 号SFP7-240000/220连接组别Ynd,11额定容量（KVA）额

25、定电压（KV）空载损耗（KW）短路损耗（KW）空载电流（%）阻抗电压（%）高 压低 压240000220/24215.752006300.714二、厂用变压器、备用变压器的选择根据负荷拆分表，高厂变选择SFF740000/20变压器，具体参数如下：表3.2 高厂变参数表型 号SFF740000/20额定容量（KVA）40000/20000-20000额定电压（KV）调压范围（KV）额定频率（HZ）50连接组别Dd，12额定I情况下总损耗（KW）208空载损耗（KW）33全容量下的半穿越阻抗电压（%）高压-低压/低压16负载损耗（KW）208低压-低压32空载电流（%）0.5厂用高压备用变压器与

26、最大一台低压厂用工作变压器容量相同。如此，高备变选择SFFZ740000/220变压器，具体参数如下：表3.3 高备变压器参数表型 号SFFZ740000/220额定容量（KVA）40000/25000-25000额定电压（KV）调压范围（KV）额定频率（HZ）50连接组别Ynd,11额定I情况下总损耗（KW）215空载损耗（KW）45全容量下的半穿越阻抗电压（%）高压-低压/低压18负载损耗（KW）170低压-低压34空载电流（%）0.5：第4章 电气主接线的选择4.1 电气主接线的设计原则4.1.1 主接线的设计依据1、发电厂在电力系统中的地位和作用电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型

27、地区电厂及企业自备电厂三种类型。大型主力火电厂靠近煤矿或沿海、沿江，并接入330500KV超高压系统；地区电厂靠近城镇，一般接入110220KV系统，也有接入330KV系统；企业自备电厂则以对本企业供电供热为主，并与地区110220KV系统相连。中小型电厂常有发电机电压馈线向附近供电。2、发电厂的分期和最终建设规模发电厂的机组容量，应根据电力系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因素进行选择，最大机组的容量以占系统总容量的810%为宜。一个厂房内的机组，其台数以不超过6台、容量等级已不超过两种为宜。3、负荷大小和重要性 对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一

28、级负荷不间断供电。 对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。 对于三级负荷一般只需一个电源供电。4、系统备用容量大小系统中需要有一定的发电机装机备用容量。运行备用容量不宜少于810%，以适应负荷突增、机组检修和故障停运三种情况。5、系统专业对电气主接线提供的具体资料 出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送容量和导线截面等。 主变压器的台数、容量和型式；变压器各侧的额定电压、阻抗、调压范围及各种运行方式下通过变压器的功率潮流。各级电压母线的电压波动值和谐波含量值。 调相机、静止补偿装置、并联电抗器、串联电容补偿装置等型式、数量、容量和

29、运行方式的要求。 系统的短路容量或归算的电抗值。注明最大、最小运行方式的正、负、零序电抗值，为了进行非周期分量短路电流计算，尚需系统的时间常数或电阻R、电抗X值。 变压器中性点接地方式及接地点的选择。 系统内过电压数值及限制内过电压措施。 为保证大系统的稳定性，提出对大机组超高压电气主接线可靠性的特殊要求。 初期及最终发电厂与系统的连接方式（包括系统单线接线和地理接线）及推荐的初期和最终主接线方案。4.1.2 主接线设计的基本设计主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。1、可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。 主接线可靠性应注意的问题 应重视国内外长期

30、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。 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。 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接线。 要考虑所设计发电厂在电力系统的地位和作用。 主接线可靠性的具体要求断路器检修是，不宜影响对系统的供电。 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。 尽量避免发电厂全部停运的可能性。 大机组超高压电气主接线应满足

31、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。 调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、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下的系统调度要求。 检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或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、灵活性要求的前提下作到经济合理。 投资省 主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电

32、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。 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV及以下终端或分支变电所可采用简易电器。 占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。 电能损失少经济合理地选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。此外，在系统规划设计中，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。4.2 设计方案根据上述规定，设计的方案如下：4.2.1 220KV侧

33、设计方案方案一：单母线分段带旁路母线接线简单清晰，采用设备少，操作方便，便于扩建和秀用成套配电装置。采用断路器分段的单母线接线比不分段的单母线接线和采用隔离开关分段的单母线具有更高的供电可靠性。方案二：双母线带旁路母线主要有以下特点： 可以轮流检修母线而不影响供电 检修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路 一组母线故障后，能迅速恢复该母线所连回路的供电 运行高度灵活 扩建方便 便于试验方案比较如下表所示：结论分析：在下面的表中方案I与方案II的比较已经很清晰。表4.1 方案对照表方案项目方案I单母线分段带旁路母线方案II双母线带旁路母线可靠性1、采用旁母带负荷可以进行断路器不停电检修。2、当一

34、段母线发生故障时可保证非故障段母线正常供电。3、接线形状简单清晰设备少设备本身故障率小。1、采用旁母带负荷可以进行断路器不停电检修。2、在任一段母线故障的情况下可由旁路对母线负荷供电不致使负荷中断供电。3、可靠性高、检修周期长灵活性1、运行方式相对简单2、扩建方便3、切换线路较方便1、操作相对复杂。2、调度灵活性较好3、易于扩建和发展4、带旁路方式灵活经济性1、 设备相对较少，投资少，年费用少。2、占地面积较小。1、 投资较大。2、 设备数量多。3、占地面积大综合考虑多种因素，决定选择方案：双母线带旁路母线。4.2.2 高压厂用侧设计方案方案一：扩大单元接线通过把两台发电机与一台变压器相连接，

35、可以简化接线，减少变压器和高压断路器的数量，并可以减少高压配电装置的间隔，节省占地面积。当采用扩大单元接线时，发电机出口均应装设断路器和隔离开关。这种接线的缺点就运行灵活性较差。主变压器故障或检修时，将迫使两台发电机停运；而检修一台发电机时，则出现变压器严重欠载的运行方式。因此，这种接线方式必须在电力系统允许和技术经济合理时才能采用。 方案二：单元接线具有接线简单清晰、设备投资少等优点。凡没有地区负荷的发电厂式地区负荷由原有机组承担而电厂进行扩建时，大都采用单元接线。对于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，而不采用与三绕组变压器组成单元接线。当发电厂有两种升高电压时，采

36、用联络变压器连接两种升高电压母线，而联络变压器的第三绕组则作为厂用启动或备用电源。对两个方案进行技术及经济比较，最终选择方案二：单元接线。第5章 厂用电接线5.1 厂用电接线总的要求厂用电接线应满足下列要求： 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。 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。 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

37、用负荷供电的影响。要便于过渡，尽少改变接线和更换设备。 200MW及以上机组应设置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。5.2 厂用电接线设计方案单母线分段接线1、可靠性1当一段母线发生故障时可保证非故障段母线正常供电。2 6KV母线检修将导致一半负荷停电3可能出现全部断电的情况4接线形状简单清晰设备少设备本身故障率小。2、灵活性1 运行方式相对简单。2 扩建方便。3 切换线路较方便，经济性。1设备相对较少，投资少，年费用少。2 占地面积较小。第6章 短路电流计算6.1

38、 短路电流计算的目的： 1、电气主接线的比选 2、选择导体和电容 3、确定中性点接地方式 4、计算软导体的短路摇摆 5、确定分裂导线间隔棒间距 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6.2 短路的原因和短路的定义产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多因设备过电压、直接遭雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路倒杆也能造成短路事故。所谓短路是指相与相之间通过电弧或其它较小的阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。6.3 短路和种类三相系统中短路的基本类型有：三相

39、短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。三相短路是对称短路，此时三相电流和电压同正常情况一样，即仍然是对称的。只是线路中电流增大、电压降低而已，而电流和电压之间的相位差一般也较正常工作情况时大。除了三相短路之外，其它类型的短路皆为不对称短路，此时三相所处的情况不同，各相电流、电压数值不等，其间相角也不相同。运行经验表明：在中性点直接接地的系统中，最常见的短路是单相短路，约占短路故障的6570；两相短路约占115；两相接地短路约占1020；三相短路约占5。6.4 电力系统短路电流的计算条件1、 考虑短路点的电弧阻抗和变压器励磁电流。2、 元件的计算数据取额定值。3、 输电线路的电容略去不计。

40、4、 除计算短路电流的衰减时间常数和低电压的短路电流外，元件的 电阻略去不计。6.5 短路电流的计算步骤1、画出等值网络图2、根据网络图中给出的原始数据计算各元件的等值电抗值取SB=1000MVA ；UAV=UB 发电机参数的计算：XG*=XD”SB/SN 线路参数的计算：XL*=XLSB/UAV2.N 变压器参数的计算：XT*=UK%SB/100SN 3、短路点不同所以要分别对短路点K1K2K3 进行计算，其中K1为220KV侧母线短路；K2为6KV侧厂用母线短路；K3为高压备用变压器二次侧短路。 根据短路点的不同，在计算的过程中需要运用” -” 变换公式的简化网络结构，分别计算出K1K2K

41、3的转移阻抗，然后将其合并、化简求系统到短路点的等值阻抗。将其转换成有名值(利用公式XCA1=X求*SN/SB ) 查电力系统分析中的表分别求出0S、2S、4S时的短路电流，继而求出冲击电流，全阻抗电流为以后的运算做好准备。短路计算内容如下：取 各元件参数标么值电抗：发电机：变压器：厂用变压器的半穿越阻抗：=高备变压器的半穿越阻抗： =一、220KV侧母线发生三相短路： 当点发生短路时，发电机合并，而系统S需要单独考虑。发电机对三相短路点的转移阻抗为：=(0.58+0.6)/ (0.58+0.6)/(0.58+0.6)=0.39相应的计算电抗为：查运算曲线，可得： 系统S对短路点的短路电流周期

42、分量有效值的标么值为： 归算到短路点处电压级各等值电源的额定电流为： 三相短路点的三相短路电流周期分量的有效值为：(KA)(KA)(KA)0S的冲击电流为： （KA）二、厂用6.3KV侧母线发生三相短路：当点发生三相短路时，发电机合并，而与系统必须分别单独考虑。发电机对点的转移阻抗为： 进行变化： 进行变化：相应的计算电抗为：系统S对短路点的短路电流周期分量有效值的标么值为： 因为4.68>3.45代表发电机的等值发电机供给的三相短路电流周期分量不随时间而衰减其值为： 归算到短路点处电压级各等值电源的额定电流为： 三相短路点的三相短路电流周期分量的有效值为： (KA)0S的冲击电流为：

43、（KA）三、高备变发生三相短路： 当点发生三相短路时，发电机合并，而系统必须分别单独考虑。发电机对点的转移阻抗为： 进行变化： 相应的计算电抗为：系统S对短路点的短路电流周期分量有效值的标么值为： 因为10.33>3.45代表发电机的等值发电机供给的三相短路电流周期分量不随时间而衰减其值为： 归算到短路点处电压级各等值电源的额定电流为： 三相短路点的三相短路电流周期分量的有效值为： (KA)0S的冲击电流为： （KA）第7章 电气设备的选择7.1 电气设备选择的一般原则1、（1）、应力求技术先进，安全适用，经济合理。（2）、应满足正常运行、检修和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。 （3

44、）、应与整个工程的建设标准协调一致。 （4）、选择的导体品种不应太多。2、选用的电器最高允许工作电压，不得低于该回路最高运行电压。3、选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。由于高压开断电器设有持续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。4、验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流作用的短路电流，应按具体工作的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划。5、验算导体和电器的短路电流，按下列情况计算：（1）、除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络电流外，元件的电阻都应略去不计。（2）、对不带电抗器回路的计算，短路点应选择在正常接线方式短路电

45、流为最大的点。6、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流按发生短路时最严重情况计算。7、验算裸导体短路热效应应计算时间，应采用主保护动作时间和相应的断路器全分闸时间，继电器的短路热效应计算时间，宜采用后备保护动作时间和相应的断路器全分闸时间。8、在正常运行时，电气引线的最大作用力不应大于电器端子允许的负载。7.2 高压断路器的选择高压断路器按下列项目选择和校验：型式和种类；额定电压；额定电流；开断电流；额定关合电流；动稳定；热稳定。1按种类和型式选择高压断路器的种类和型式的选择，除满足各项技术条件和环境外，还应考虑便于安装调试和运行维护、并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前生产制造情

46、况。电压6220KV的电网可选少油断路器、真空断路器和六氟化硫断路器；330500KV电网一般采用六氟化硫断路器。采用封闭母线的大容量机组，当需要装设断路器时，应选用发电机专用断路器。2按额定电压选择高压断路器的额定电压应大于或等于所在电网的额定电压，即 3按额定电流选择高压断路器的额定电流应大于或等于流过它的最大持续工作电流，即 当断路器使用的环境温度不等于设备最高允许环境温度时，应对断路器的额定电流进行修正。4按额定短路开断电流选择在给定的电网电压下，高压断路器的额定短路开断电流应满足 式中 断路器实际开断时间的短路电流周期分量有效值。断路器的实际开断时间等于继电保护主保护动作时间与断路器

47、的固有分闸时间之和。对于设有快速保护的高速断路器，其开断时间小于0.1s，当在电源附近短路时，短路电流的非周期分量可能超过周期分量幅值的20%，因此，其开断电流应计及非周期分量的影响，取短路全电流有效值进行校验。装有自动重合闸装置的断路器，应考虑重合闸对额定开断电流的影响。5按额定短路关合电流选择在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，触头间在未接触时即有很大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的破坏。且断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流。为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定短路关合电流应不小于短路冲

48、击电流幅值，即 1动稳定校验高压断路器的额定峰值耐受电流应不小于三相短路时通过断路器的短路冲击电流幅值，即 2 热稳定校验高压断路器的额定短时耐受热量应不小于短路期内短路电流热效应，即 根据上述条件，选择220KV侧高压断路器型号为LW7-220六氟化硫断路器，具体参数如下表所示：表7.1 六氟化硫断路器参数表型 号LW7220额定电流（A）3150额定电压（KV）220最高工作电压（KV）252额定开断电流（KA）40额定关合电流（KA）100动稳定电流（KA）100热稳定电流（KA）4S40固有合闸时间（S）0.15分闸时间（S）0.04断路器铭牌的选定：根据计算可选断路器的铭牌为：型 号

49、：LW7220查电气设备手册可知道断路器符号的规定：L W 7 220 额定电压 设计序号 户外 六氟化硫 校验：额定电压：=220KV=220KV额定电流：=3150A=1897.8A开断电流：=40KA=20.92KA关合电流：=100KA=53.3KA动稳定校验：=100KA=53.3KA热稳定校验：=1368.03（）=1368.03根据已知条件与所求得的数据作表进行比较：表7.2数据对照表计算数据LW7220220KV220KV1897.8A3150A20.95KA40KA53.3KA100KA53.3KA100KA1368.036400 经比较，所选择的220KV侧高压断路器型号LW7-220六氟化硫断路器符合要求。7.3 高压隔离开关的选择隔离开关应根据下列条件选择：型式和种类；额定电压；额定电流