【正文】 lc=，I’’z==ich=（+I’’z）=（3）G9，G10，G11所提供短路電流（Ta=40，t=）計(jì)算電抗 Xcalc=X3k3SN/100=3Ib=由于Xcalc3，故各時(shí)刻周期分量相等：I’’Z1====I1Z2=I1Z4==ich=（+I’’z）=（4）電動(dòng)機(jī)反饋電流計(jì)算：+6445+1000=14645kW，UNM=6kV，ηMcos=，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流平均倍數(shù)Kqm=6電動(dòng)機(jī)反饋電流周期分量起始有效值：I’’M=Kqm=614645//103=反饋電流沖擊值（沖擊系數(shù)）Kchk=ich=（chkI’’K）=（）=k3點(diǎn)短路總電流值 I’’z=，ich=（k4）短路圖49 k4點(diǎn)短路等值電路圖G8，G9合并為一條支路，G10，G11合并為一支路，系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖59所示，∑Y=1/X1+1/（X2+X3）+1/（X4+X5）+1/（X6+X7）+1/（X8+X0）+1/X10=C=X10∑Y==X1k=X1C=，X2k=C[(X3+X4//(X5+X6)]==X3k（1）系統(tǒng) Xcalc=X1k=，Ib=SN//UN=I’’Z1====I1Z2=I1Z4==沖擊電流（Ta=15，t=）ich=（+I’’z）=（2）G8與G9并列運(yùn)行計(jì)算電抗 Xcalc=X2k2SN/100=3Ib=I’’Z1====I1Z2=I1Z4==沖擊電流 ich=（+I’’z）=（3）G10與G11并列運(yùn)行，結(jié)果同上，不計(jì)及電動(dòng)機(jī)反饋電流，則k4點(diǎn)短路電流總值為：I’’z=，ich=短路計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表42表42 k1～k4點(diǎn)短路計(jì)算結(jié)果5部分電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 電氣設(shè)備選擇的一般原則 選擇電氣一次設(shè)備遵循的條件電氣設(shè)備的選擇是變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了使導(dǎo)體和電器無(wú)論在正常情況或故障情況下，均能安全、經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行。 系統(tǒng)簡(jiǎn)化待設(shè)計(jì)火電廠所在系統(tǒng)的系統(tǒng)圖如下圖41所示：根據(jù)所給系統(tǒng)各元件參數(shù)，計(jì)算各元件等值阻抗后得到系統(tǒng)等值阻抗圖，如圖42所示。（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)候短路電流為最大的地點(diǎn)。（5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。（2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。通過(guò)分裂繞組廠用高壓變壓器供6KV廠用的A段和B段，200MW發(fā)電機(jī)組應(yīng)裝設(shè)交流事故保安電源。 本廠廠用電主接線設(shè)計(jì)說(shuō)明本廠為200MW發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線，廠用電由主變壓器低壓側(cè)引接，供給本機(jī)組的廠用負(fù)荷。② 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由該母線引接1個(gè)備用電源。若斷路器開(kāi)斷容量不夠時(shí)，也可采用能滿足動(dòng)穩(wěn)定要求的負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)或連接片等方式。當(dāng)公用負(fù)荷較多、容量較大、采用集中供電方式合理時(shí)，可設(shè)立公用母線，但應(yīng)保證重要公用負(fù)荷的供電可靠性。（3）廠用母線接線方式高壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)采用單母線。如中央修配廠、實(shí)驗(yàn)室等的用電設(shè)備。Ⅱ類(lèi)負(fù)荷允許短時(shí)停電，但停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)的負(fù)荷。 平時(shí)由交流廠用電供電，失去廠用工作電源時(shí)，交流保安電源應(yīng)自動(dòng)投入，如200MW及以上機(jī)組的盤(pán)車(chē)電動(dòng)機(jī)。 由蓄電池組供電，如發(fā)電機(jī)組的直流潤(rùn)滑油泵等。其參數(shù)見(jiàn)表22：型號(hào)變比容量(KVA)短路電壓%繞組形式臺(tái)數(shù)相數(shù)SFP9240000220/24000013%Ynd11四三備注變壓器中性點(diǎn)全部接地。當(dāng)經(jīng)常由低、高壓側(cè)向中壓側(cè)送電或由低壓側(cè)向高、中壓側(cè)送電時(shí)，不宜使用自耦變壓器。在計(jì)算通過(guò)主變壓器的總?cè)萘繒r(shí)，至少應(yīng)考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，并要求：在發(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷為最小時(shí)，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，能滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而需限制本廠出力時(shí)，亦應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電。發(fā)電廠200MW及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)的主變壓器應(yīng)滿足DL5000—2000《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過(guò)650C的條件進(jìn)行選擇”。（2）勵(lì)磁方式發(fā)電機(jī)容量在100MW以上的普遍采用同軸交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)靜止半導(dǎo)體整流勵(lì)磁方式。 本廠發(fā)電機(jī)與變壓器之間的連接 汽輪發(fā)電機(jī)由汽輪機(jī)直接耦合傳動(dòng)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，容量為600MW機(jī)組的發(fā)電機(jī)出口可裝設(shè)斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)，此時(shí)，主變壓器或高壓廠用工作變壓器應(yīng)采用有載調(diào)壓方式。而雙母線接線也能滿足火電廠的運(yùn)行的要求，而且經(jīng)濟(jì)性上前者亦優(yōu)，故方案最終確定為方案I，雙母線接線。各回路除通過(guò)斷路器與兩組匯流母線連接外，還通過(guò)旁路隔離開(kāi)關(guān)與旁路母線相連接。④由于增加了大量母線隔離開(kāi)關(guān)和母線長(zhǎng)度，雙母線的配電裝置結(jié)構(gòu)較單母線而言復(fù)雜，占地面積大，投資大。例如，必要時(shí)，可利用母聯(lián)斷路器與系統(tǒng)并列或解列；當(dāng)某個(gè)回路需要獨(dú)立工作或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路接到一組母線上進(jìn)行；當(dāng)線路需要利用短路方式融冰時(shí)，可騰出一組母線作為融冰母線，不致影響其他回路等。這是在故障母線的進(jìn)、出線沒(méi)有符合的情況下倒換操作，俗稱(chēng)“冷倒”，對(duì)各回路的母線隔離開(kāi)關(guān)是“先拉后合”，否則故障會(huì)轉(zhuǎn)移到正常母線上。 電氣主接線的初步方案（1） 主接線基本評(píng)價(jià)1）方案I：雙母線接線接線圖見(jiàn)圖21，雙母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)如下：供電可靠，表現(xiàn)為：檢修任一母線時(shí)，可以利用母聯(lián)把該母線上的全部回路倒換到另一組母線上，不會(huì)中斷供電。② 檢修安全：應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶的供電。② 線路、斷路器、母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周?chē)h(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。為防止變壓器發(fā)生各類(lèi)故障和不正常運(yùn)行造成的不應(yīng)有的損失以及保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，變壓器應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)。正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了事導(dǎo)體和電器無(wú)論在正常情況或故障情況下，均能安全、經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)行。工程要求系統(tǒng)調(diào)度或系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門(mén)提供接入本電廠和變電所的各級(jí)電壓的綜合阻抗值，由電氣專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)計(jì)算。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。主導(dǎo)風(fēng)向全年為東南風(fēng)，冬季為西北風(fēng)，夏季為偏南風(fēng)。廠區(qū)地勢(shì)平坦，地質(zhì)條件較好，屬于五級(jí)地震區(qū)，有公路、鐵路通往礦區(qū)，交通方便。裝機(jī)容量900MW，3臺(tái)機(jī)組。目前工業(yè)用電量已占全部用電量的50～70%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。電能是一種清潔的二次能源。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。 selection of electrical equipmentsKeywords：power plant。 shortcircuit current calculation and highvoltage electrical equipment selection and validation。 choice of generators and transformers connecting form。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電氣一次部分；短路計(jì)算；電氣設(shè)備選擇AbstractThis design takes Electrical design of 4 200MW power plant, including the main electrical wiring design。 configuration rules of 220kV highvoltage power distribution device。 shortcircuit calculation。 selection of electrical equipments目 錄1 緒論 1 1 1 電力系統(tǒng)情況 1 待設(shè)計(jì)火力發(fā)電情況 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 22發(fā)電廠電氣主接線 5 5 5 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 5 電氣主接線的初步方案 6 有關(guān)設(shè)計(jì)原則 8 本廠發(fā)電機(jī)與變壓器之間的連接 93發(fā)電廠用電設(shè)計(jì) 12 12 廠用負(fù)荷分類(lèi) 12 基本要求 12 本廠廠用電主接線設(shè)計(jì)說(shuō)明 144 短路計(jì)算 18 短路計(jì)算的目的 18 短路計(jì)算的一般規(guī)定 18 短路計(jì)算的一般規(guī)定 18 系統(tǒng)簡(jiǎn)化 19 本廠等值電路圖中短路點(diǎn)的選取 225部分電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 32 電氣設(shè)備選擇的一般原則 32 選擇電氣一次設(shè)備遵循的條件 32 按正常工作條件選擇 32 按短路條件進(jìn)行校驗(yàn) 34 220kv電氣設(shè)備選擇與驗(yàn)算 36 設(shè)備及導(dǎo)體選擇所需數(shù)據(jù) 36 設(shè)備選擇 37 9號(hào)發(fā)電機(jī)出口設(shè)備選擇 41 避雷器的選擇 416 繼電保護(hù)裝置 436 程序設(shè)計(jì) 43 發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置 43 電力變壓器的機(jī)電保護(hù)裝置 44結(jié) 論 47參 考 文 獻(xiàn) 48致 謝 491 緒論由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸送過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。 電力系統(tǒng)情況待設(shè)計(jì)火電廠所在電力系統(tǒng)詳細(xì)情況，見(jiàn)圖11：（1）火力發(fā)電廠
汽輪發(fā)電機(jī)：3QFS3002。該廠為大型煤礦區(qū)內(nèi)的坑口發(fā)電廠，所用燃料由煤礦直接供給。多年平均降水量400mm，年最大降水量760mm，最小降水量300mm，多年平均蒸發(fā)量為1510mm，積雪深180mm。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周?chē)h(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。短路電流計(jì)算是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要計(jì)算項(xiàng)目，它涉及接線方式及設(shè)備選擇。（4）電氣設(shè)備的選擇選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等，選用設(shè)備的型號(hào)。當(dāng)電力系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠快速的切出故障，保證系統(tǒng)和設(shè)備的安全發(fā)供電，并能保證其他設(shè)備的正常繼續(xù)運(yùn)行。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。衡量主接線運(yùn)行可靠性的標(biāo)志是：① 斷路器檢修時(shí)，是否影響供電。（2）靈活性① 調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便：應(yīng)能靈活地投入某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。③ 電能損耗少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。任一母線故障時(shí)，可將所有連與該母線上的線路和電源倒換到正常母線上，使裝置迅速恢復(fù)工作?？梢酝瓿梢恍┨厥夤δ堋＂廴我荒妇€故障時(shí)仍會(huì)短時(shí)停電，且影響范圍較大。圖21 方案一雙母線接線圖22 方案一雙母線接線2）方案II：雙母線帶旁路母線接線雙母線帶旁路母線接線接線圖見(jiàn)圖22，它是在雙母線接線基礎(chǔ)上，增設(shè)了一組旁路母線及專(zhuān)用旁路斷路器回路，需要利用旁路母線不停電檢修斷路器的各回路，均需裝設(shè)可接至旁路母線的旁路隔離開(kāi)關(guān)。綜上介紹，雖然雙母線具有相當(dāng)?shù)目煽啃浴㈧`活性，可是考慮到雙母線帶旁路母線的投資較雙母線接線要大許多，多增加多了一條母線的投資成本，以及六臺(tái)斷路器。容量為200MW～300MW的發(fā)電機(jī)與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間不應(yīng)裝設(shè)斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)或隔離開(kāi)關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。（4）發(fā)電機(jī)變壓器組的高壓側(cè)斷路器不宜接入旁路母線。在轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷系統(tǒng)中，又有軸向通風(fēng)等多種方式?？紤]到汽輪機(jī)的最大連續(xù)進(jìn)汽量工況出力系制造廠為補(bǔ)償制造偏差和汽輪機(jī)等老化所留的余度，也即汽輪機(jī)不宜在此工況下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，所以，發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)出力在功率因數(shù)和氫壓為額定值時(shí)與汽輪機(jī)的最大連續(xù)