【文章內容簡介】 時短路電流對答的地點。 、 熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按兩相短路計算，若發(fā)電機出口的兩廂短路或中性點直接接地系統(tǒng)中的單相或兩相接地短路較三相接地短路嚴重時，應按最嚴重的情況計算。 電路元件參數(shù)的計算 高壓短路電流的計算一般只計及個元件的電抗，采用標幺值。標幺值為各有名值與基準值之比。 U*=U/Uj S*=S/Sj () I*=I/Ij X*=X/Xj=XSj/Uj () 網(wǎng)絡變換 Δ /Y 變換 X1=X13X12/(X13+X12+X23) () X2=X12X23/(X13+X12+X23) () X3=X13X23/(X13+X12+X23) () Y/Δ變換 如上圖： X12=X1+X2+X1 X2/X3 () X13=X1+X3+X1 X3/X2 () X23=X2+X3+X2 X3/X1 () 6X200MW發(fā)電廠第一期工工程電氣部分初步設計 15 等值電源的計算 按個別變化計算 當網(wǎng)絡中有幾個電源時，可將條件相類似的發(fā)電機。按下述條件連接成一組，分別求出至短路點的轉移電抗。 1) 同形式，且至短路點的電器距離大致相等的發(fā)電機； 2) 至短路點電氣距離較遠的同一類型和不同類型的發(fā)電機； 3) 直接連接短路點上的同類發(fā)電機。 按同一變化計算 當僅計算任意時間 t 的短路電流周期分量，各電源的發(fā)電機形式，參數(shù)相同且距短路點的電器距離大致相等時，可將各電源合并為一個總 的計算電抗。 三相電流周期分量計算 無限大電源供給的短路電流 當供電電源為無窮大或者計算電抗 XJ 時，不考慮短路電流周期分量的衰減。 有限電源供給的短路電流 先將電源對短路點的等值電抗 X*∑ ，歸算到以電源容量為基準的計算點電抗 XJS，然后按 XJS 值查相應的發(fā)電機運算曲線，或查發(fā)電機的運算曲線數(shù)字表，即可得到短路電流周期分量的標幺值。 沖擊電流的計算 三相短路發(fā)生后的半個周期（ t=）短路電流的瞬時值達最大，稱為沖擊電流 ich 其值近似計算為： ich=″ . 發(fā)電機 — 變壓器與系統(tǒng)之間： ich= 2 id () 表 D1點的短路沖擊電流 D2點的短路沖擊電流 D3點的短路沖擊電流 16 第 六 章 高電壓電器設備選擇 電器選擇的一般要求 一般原則 a) 應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展； b) 應按當?shù)丨h(huán)境條 件校核； c) 應力求技術先進和經(jīng)濟合理； d) 與整個工程的建設標準協(xié)調一致； e) 同類設備應盡量減少品種； f) 選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格的新產(chǎn)品時， 應經(jīng)上級批準 。 技術條件 選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 長期工作條件包括：①電壓 ②電流 ③機械負荷 校驗的一般原則：①電壓在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱 穩(wěn)定校驗；②用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定；③在工作電壓和過電 壓作用下，電器的內、外絕緣應保證必要的可靠性。 絕緣水平：在工作電壓和過電壓作用下，電器的內、外絕緣應保證必要的可靠性。 環(huán)境條件 1. 溫度：本地夏季最高溫度為 38 度，冬季最低溫度為 35 度，選用普通高壓電器即可。 2. 污穢：本地區(qū)無嚴重空氣污染，可不考慮。 3. 海拔：本地區(qū)海拔 1200 米，選用普通電器即可。 4. 地震：本地區(qū)為五級地震區(qū)，故應考慮防雷。 環(huán)境保護 選用電器，尚應注意電器對周圍環(huán)境的影響，根據(jù)周圍環(huán)境的控制標準，要對制造部門提出必要的技術要求。 6X200MW發(fā)電廠第一期工工程電氣部分初步設計 17 1. 電磁干擾 2. 噪音 電器選擇 ： 電力系統(tǒng)中的各種電氣設備，由于用途和工作條件各異，它們具體選擇方法也就不盡相同，單基本要求是相同的。電氣設備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，按短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定。 按正常工作條件選擇 額定電壓： NSN UU ? 額定電流： maxIIN ? 按短路條件校驗 es shII? ish 、 Ish ――短路沖擊電流幅值及其有效值； ies 、 Ies ――電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。 1) 短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流熱穩(wěn)定校驗是要求所選擇的導體和電器當短路電流通過時，所能達到的最高溫度不應超過導體和電器的短時發(fā)熱最高允許溫度，即： kt QtI ?2 式中 kQ 短路電流產(chǎn)生的熱效應 tIt、 電器允許通過的穩(wěn)定和時間 2) 短路動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定是指導體和電器承受短路電流機械應力的能力。滿足動穩(wěn)定的條件為： es shii? 3）下列幾種情況可不效驗短路動、熱穩(wěn)定 1 用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定。 2 采用有限泳流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定； 18 3 裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩(wěn)定。 短路電流計算條件 為使所選電 器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和性，并在一定時期內適應電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應按下列條件確定。 1) 容量和接線 按本工程設計最終容量計算。并考慮電力系統(tǒng)遠景規(guī)化其接線 應采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。 2) 短路種類、一般按三相短路驗算，若其它種類短路較三相短路嚴重時，則應按最嚴重的情況驗算。 3) 計算短路點，選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。 短路計算時間 校驗電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時，還必須合理地確定短路計算時間驗算熱穩(wěn)定的計算時間 tk 為繼電保護動作時間 tpr 和相應斷路器的全開斷時間 tab 之和，即 tk =tpr ＋ tab () tab ＝ tin ＋ tin ta () 式中 tab ――斷路全開斷時間； tpr ――后備保護動作時間； tin ――斷路器固有分閘時間； ta ――斷路器開斷時電弧持續(xù)時間，對少油斷路器為 ～ 對 6SF 和壓縮空氣斷路呂約為 ～ 。 6X200MW發(fā)電廠第一期工工程電氣部分初步設計 19 第 七 章 母線的選擇 裸導體的選擇 裸導體一般按下列各項選擇和校驗： (1) 導體材料、類型和敷設方式 (2) 導體截面 (3) 電暈 (4) 熱穩(wěn)定 (5) 動穩(wěn)定 (6) 共振頻率 導體材料、類型和敷設方式 常用導體材料有銅、鋁和鋁合金。因為銅價格高，因此只用在持續(xù)工作電流大且出線位置特別狹窄或對鋁有嚴重腐蝕而對銅腐蝕較輕的場所。因為鋁價廉，一般采用或鋁合金材料作為導體材料。 常用的硬導體截面有矩形、槽形和管形。矩 形導體散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應較大。為避免集膚效應系數(shù)過大，單條矩形截面最大不超過 1250mm 。當工作電流超過最大截面單條導體允許截流量時，可將 2～ 4條矩形導體并列使用， 4 條并列一般避免。矩形導體一般只用于 35KV及以下，電流在 4000A 及以下的配電裝置中。槽形導體機械強度好，載流量大，集膚效應系數(shù)小，用于 4000～ 8000A 的配電裝置中。管形導體集膚效應系數(shù)小、機械強度高、管內可以通水或通風，因此，可用于 8000A 以上的大電流母線。此外，圓管表面光滑，電暈放電電壓高，可用在 110KV及以 上的配電裝置中。 矩形導體三相水平布置，導體豎放散熱好，載流量大，機械強度差，導體平放與之相反。配電裝置多采用三相垂直布置，導體堅放，綜合二者優(yōu)點。常用軟導線有鋼芯鋁絞線。組合導線、分裂導線和擴徑導線，后者多用于 330KV及以上配電裝置。 導體截面選擇 導體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟電流密度選擇。 (1) 按導體長期發(fā)熱允許電流選擇： maxI 1KIa? 式中 maxI ――導 體所在回路中最大持續(xù)工作電流。 1Ia ――在額定環(huán)境溫度 0? ＋ 25 Co 時導體允許電流。 20 K ――修正系數(shù)，當導體允許最高溫度為＋ 70 Co 和不計日照時： K ＝ 11aao?????? （ ） 其中 1a? ――導體長期發(fā)熱允許最高溫度。 o? 、 ? ――導體額定環(huán)境溫度和安裝地點實際環(huán)境溫度。 (2) 當年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在 20m以上的導體，按經(jīng)濟電流密度選擇。 S=Imas ／ J () 式中 Imas ――正常工作時的最大持續(xù)工作電流。 J――最大利用小時數(shù) maxT ，對應的經(jīng)濟電流密度。 電暈電壓校驗 裸導體的臨界電壓 Ucr 應大于最高工作電壓 maxU 即 Ucr ＞ maxU 。 熱穩(wěn)定校驗 計及集膚效應系數(shù) Ks 的影響，得由熱穩(wěn)定決定的導體最小截面為 Smin ＝_KQk sAAfi () 式中 C――熱穩(wěn)定系數(shù) C= AAfi? 所選截面應大于等于 Smin 。 硬導體的動穩(wěn)定校驗 矩形導體應力計算包括單條矩形和多條矩形兩種 1. 單條矩形 6X200MW發(fā)電廠第一期工工程電氣部分初步設計 21 導體所受的最大彎矩 M 為 M= fph 2l 10(Nm) () 式中 fph ――單位長度導體上所受相間電動力 (Nm) fph ＝aish2 ? l ――導體支柱絕緣子間的跨距（ m） 當跨距數(shù)為 2 時 M= fph 2l 8 (N m) () 導體最大相間計算應力 ph? ＝ MW = M= fph 2l 10W (pa ) W――導體對垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)。 ph? ? 1a? ( pa ) 1a? ――導體材料允許應力 設計中常根據(jù) 材料最大允 許應力來確 定絕緣子 間最大允許 跨距 lmax ＝ 10 1Waf ph?（ m） () 2. 多條矩形 母線中最大機械應力由相間應力 ph? 和同相條間應力 b? 疊加而 max? ＝ ph? ＋ b? () 由于同相條間距 離很近，條間作用力大，為了減少 b? ，條間通常設有襯墊，襯墊間允許的最大跨距――臨界跨距 Icr Icr ＝ ? b4 hfb () 式中 ――矩形導體的寬和高 （ m） ? ――系數(shù)，銅：雙條為 1774，三條為 1355； 鋁：雙條為 1003，三條為 1197。 所選襯墊跨距應滿足 Ib ＜ Icr 邊條導體所受彎矩 bM＝ fb 2lb ／ 12 (N m) () 條間作用應力 b? ＝bM／ W＝ fb 2lb ／ 12W ( pa )或 b? ＝ fb 2lb ／ 22 （ 2 2b h） () 若多條組成母線的最大應力 max? ＝ ph? ＋ b? ? 1a? 母線滿足動穩(wěn)定要求。 簡化計算： lbmax ＝ 12 1Wba fb? () 若所取的 lb ? maxlb 則導體滿足動穩(wěn)定要求。 對于 220KV 及以下的配電裝置，電暈對選擇導線截面一般不起決定作用，故根據(jù)負荷電流選擇導線截面。導線的結構型式可采用單根鋼芯鋁絞線或由鋼芯組成復導線。