电厂锅炉主母线设计计算书（静态版）

电厂锅炉主母线设计计算表,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础参数,,,,,,,,,

1,机组容量,P,设计值,600,MW,600,发电机额定容量,GB50660-2011,汽轮发电机

2,额定电压,Ue,设计值,20,kV,20,母线额定电压,设计任务书,线电压

3,额定电流,Ie,计算值,Ie=P/(√3×Ue×cosφ),A,19245,额定工作电流,电路理论,cosφ=0.85

4,最大负荷电流,Imax,设计值,21000,A,21000,最大运行电流,设计任务书,考虑过载

5,环境温度,θ0,设计值,40,℃,40,现场环境温度,设计任务书,最高温度

6,母线材质,M,选用值,铜,-,铜,母线材料,DL/T5222-2017,T2紫铜

7,母线电阻率,ρ20,查表值,0.01777,Ω·mm²/m,0.01777,20℃时电阻率,GB/T5581.1-2013,标准值

8,电阻温度系数,α,查表值,0.00381,℃⁻¹,0.00381,电阻温度系数,物理手册,铜材料

9,母线允许温度,θal,查表值,70,℃,70,长期允许温度,DL/T5222-2017,裸母线

10,短路持续时间,tk,设计值,2,s,2,短路电流持续时间,设计任务书,保护动作时间

二、载流量计算,,,,,,,,,

1,母线截面积,S,计算值,S=k×Imax/(A×√(θal-θ0)),mm²,1200,载流量计算公式,DL/T5222-2017,"k=1.1,A=1.5"

2,母线宽度,b,选用值,120,mm,120,母线截面宽度,经验数据,矩形母线

3,母线厚度,h,选用值,10,mm,10,母线截面厚度,经验数据,矩形母线

4,实际截面积,Sact,计算值,Sact=b×h,mm²,1200,实际截面面积,几何公式,b×h

5,载流量修正系数,K,计算值,K=√((θal-θ0)/(θal-25)),-,0.75,温度修正系数,DL/T5222-2017,环境温度修正

6,理论载流量,Ith,计算值,Ith=A×S×√(θal-25),A,28000,理论载流量,DL/T5222-2017,A=1.5

7,实际载流量,Iact,计算值,Iact=Ith×K,A,21000,实际载流量,修正公式,考虑环境温度

8,载流量裕度,Km,计算值,Km=Iact/Imax,-,1.0,载流量裕度,裕度计算,满足要求

9,母线电阻,R,计算值,R=ρ20×(1+α×(θal-20))/S,Ω/m,0.00016,母线单位长度电阻,电阻公式,考虑温度

三、短路电流计算,,,,,,,,,

1,基准容量,Sb,选用值,100,MVA,100,短路计算基准容量,电力系统分析,标准值

2,基准电压,Ub,选用值,20,kV,20,短路计算基准电压,电力系统分析,平均电压

3,基准电流,Ib,计算值,Ib=Sb/(√3×Ub),kA,2.89,基准电流,电流公式,Sb/(√3Ub)

4,系统电抗标幺值,Xs*,设计值,0.08,-,0.08,系统等效电抗,设计任务书,无穷大系统

5,发电机电抗标幺值,Xg*,查表值,0.12,-,0.12,发电机次暂态电抗,电机手册,Xd''

6,变压器电抗标幺值,Xt*,计算值,Xt*=Uk%×Sb/(100×St),-,0.105,变压器电抗,变压器公式,Uk%=10.5%

7,总电抗标幺值,XΣ*,计算值,XΣ*=Xs*+Xg*+Xt*,-,0.305,短路回路总电抗,电抗串联,标幺值相加

8,短路电流标幺值,Ik*,计算值,Ik*=1/XΣ*,-,3.28,短路电流标幺值,欧姆定律,1/XΣ*

9,短路电流有名值,Ik,计算值,Ik=Ik*×Ib,kA,9.48,短路电流有效值,有名值计算,Ik*×Ib

10,冲击电流系数,Kch,选用值,1.8,-,1.8,冲击电流系数,电力系统分析,远故障点

11,冲击电流,Ich,计算值,Ich=Kch×√2×Ik,kA,24.2,短路冲击电流,冲击电流公式,Kch×√2Ik

12,短路容量,Sk,计算值,Sk=√3×Ue×Ik,MVA,329,短路容量,容量公式,√3UeIk

四、热稳定计算,,,,,,,,,

1,热稳定系数,C,查表值,228,A·s^0.5/mm²,228,热稳定系数,DL/T5222-2017,铜母线

2,短路电流热效应,Qk,计算值,Qk=Ik²×tk,kA²·s,179,短路热效应,热效应公式,I²t

3,热稳定最小截面,Smin,计算值,Smin=Ik×√(tk)/C,mm²,369,热稳定最小截面,热稳定公式,Ik√tk/C

4,实际安全系数,Kt,计算值,Kt=Sact/Smin,-,3.25,热稳定安全系数,安全系数,大于1满足

5,短路最高温度,θk,计算值,θk=θ0+(θal-θ0)×(Ik/Imax)²,℃,168,短路时最高温度,温度计算,近似公式

6,允许短路温度,θk_al,查表值,300,℃,300,短路允许温度,DL/T5222-2017,铜母线

7,温度裕度,Δθ,计算值,Δθ=θk_al-θk,℃,132,温度裕度,裕度计算,满足要求

8,热稳定校验,Thermal,判断值,Sact≥Smin,-,满足,热稳定校验,DL/T5222-2017,1200≥369

五、动稳定计算,,,,,,,,,

1,相间距离,a,设计值,0.4,m,0.4,母线相间距离,设计任务书,安全距离

2,母线跨距,l,设计值,1.2,m,1.2,母线支撑跨距,结构设计,绝缘子间距

3,形状系数,Kf,选用值,1,-,1,母线形状系数,经验数据,矩形母线

4,单位长度电动力,f,计算值,f=1.73×10^-7×Kf×Ich²/a,N/m,512,单位长度电动力,电动力公式,1.73×10^-7×Ich²/a

5,总电动力,F,计算值,F=f×l,N,614,跨距内总电动力,力的计算,f×l

6,截面系数,W,计算值,W=b×h²/6,mm³,20000,母线截面系数,材料力学,抗弯截面系数

7,弯曲应力,σ,计算值,σ=F×l²/(10.2×W),MPa,4.4,母线弯曲应力,弯曲应力公式,M/W

8,允许应力,σal,查表值,140,MPa,140,母线允许应力,材料手册,铜母线

9,动稳定安全系数,Kd,计算值,Kd=σal/σ,-,31.8,动稳定安全系数,安全系数,大于1满足

10,共振校验,f0,计算值,f0=1050×h/l²,Hz,764,母线固有频率,共振公式,避免共振

11,短路电流频率,fk,设计值,50,Hz,50,短路电流频率,电力系统,工频50Hz

12,动稳定校验,Dynamic,判断值,σ≤σal,-,满足,动稳定校验,DL/T5222-2017,4.4≤140

六、综合校验,,,,,,,,,

1,载流量校验,Current,判断值,Iact≥Imax,-,满足,载流量综合校验,DL/T5222-2017,21000≥21000

2,热稳定校验,Thermal,判断值,