【文章內(nèi)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(yīng)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(luò)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(shè)計 15 等值電源的計算 按個別變化計算 當網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)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(yīng)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(shè)備選擇 電器選擇的一般要求 一般原則 a) 應(yīng)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(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條 件校核； c) 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； d) 與整個工程的建設(shè)標準協(xié)調(diào)一致； e) 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； f) 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)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(yīng)經(jīng)上級批準 。 技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)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(yīng)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(nèi)、外絕緣應(yīng)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(nèi)、外絕緣應(yīng)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(yīng)考慮防雷。 環(huán)境保護 選用電器，尚應(yīng)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(shù)要求。 6X200MW發(fā)電廠第一期工工程電氣部分初步設(shè)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(shè)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(shè)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(dǎo)體和電器當短路電流通過時，所能達到的最高溫度不應(yīng)超過導(dǎo)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(yīng) 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(dǎo)體和電器承受短路電流機械應(yīng)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(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定； 18 3 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)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(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定。 1) 容量和接線 按本工程設(shè)計最終容量計算。并考慮電力系統(tǒng)遠景規(guī)化其接線 應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)計 19 第 七 章 母線的選擇 裸導(dǎo)體的選擇 裸導(dǎo)體一般按下列各項選擇和校驗： (1) 導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式 (2) 導(dǎo)體截面 (3) 電暈 (4) 熱穩(wěn)定 (5) 動穩(wěn)定 (6) 共振頻率 導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式 常用導(dǎo)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?qū)︿X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(dǎo)體材料。 常用的硬導(dǎo)體截面有矩形、槽形和管形。矩 形導(dǎo)體散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大。為避免集膚效應(yīng)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(dǎo)體允許截流量時，可將 2～ 4條矩形導(dǎo)體并列使用， 4 條并列一般避免。矩形導(dǎo)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(dǎo)體機械強度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，用于 4000～ 8000A 的配電裝置中。管形導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)小、機械強度高、管內(nèi)可以通水或通風(fēng)，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(dǎo)體三相水平布置，導(dǎo)體豎放散熱好，載流量大，機械強度差，導(dǎo)體平放與之相反。配電裝置多采用三相垂直布置，導(dǎo)體堅放，綜合二者優(yōu)點。常用軟導(dǎo)線有鋼芯鋁絞線。組合導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線和擴徑導(dǎo)線，后者多用于 330KV及以上配電裝置。 導(dǎo)體截面選擇 導(dǎo)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(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇： maxI 1KIa? 式中 maxI ――導(dǎo) 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(dǎo)體允許電流。 20 K ――修正系數(shù)，當導(dǎo)體允許最高溫度為＋ 70 Co 和不計日照時： K ＝ 11aao?????? （ ） 其中 1a? ――導(dǎo)體長期發(fā)熱允許最高溫度。 o? 、 ? ――導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)的經(jīng)濟電流密度。 電暈電壓校驗 裸導(dǎo)體的臨界電壓 Ucr 應(yīng)大于最高工作電壓 maxU 即 Ucr ＞ maxU 。 熱穩(wěn)定校驗 計及集膚效應(yīng)系數(shù) Ks 的影響，得由熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)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(yīng)大于等于 Smin 。 硬導(dǎo)體的動穩(wěn)定校驗 矩形導(dǎo)體應(yīng)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(shè)計 21 導(dǎo)體所受的最大彎矩 M 為 M= fph 2l 10(Nm) () 式中 fph ――單位長度導(dǎo)體上所受相間電動力 (Nm) fph ＝aish2 ? l ――導(dǎo)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(dǎo)體最大相間計算應(yīng)力 ph? ＝ MW = M= fph 2l 10W (pa ) W――導(dǎo)體對垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)。 ph? ? 1a? ( pa ) 1a? ――導(dǎo)體材料允許應(yīng)力 設(shè)計中常根據(jù) 材料最大允 許應(yīng)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(yīng)力由相間應(yīng)力 ph? 和同相條間應(yīng)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(shè)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(dǎo)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(yīng)滿足 Ib ＜ Icr 邊條導(dǎo)體所受彎矩 bM＝ fb 2lb ／ 12 (N m) () 條間作用應(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)線截面一般不起決定作用，故根據(jù)負荷電流選擇導(dǎo)線截面。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式可采用單根鋼芯鋁絞線或由鋼芯組成復(fù)導(dǎo)線。