【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)(neutralpoint solid ground system)以及自耦變壓器(autotransformer)等回路中的單相(或兩相)接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重的情況進(jìn)行校驗(yàn)。在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于帶電抗器(reactor)的6~10kV出線與廠用分支線回路，在選擇母線至母線隔離開(kāi)關(guān)之間的引線(pigtail)、套管(sleeving)時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取在電抗器前。選擇其余的導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。(黃純?nèi)A, 1987) 短路電流計(jì)算的步驟在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常分為以下幾個(gè)步驟：。(次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò))圖：(1)首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗。(2)選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓 (一般取各級(jí)的平均電壓)。(3)將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗。(4)繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。(或)的電源供給的短路電流周期分量。(黃純?nèi)A, 1987) 本方案中短路電流的計(jì)算 在本方案短路計(jì)算中，采取標(biāo)幺值形式，選取，另取則有220kV母線側(cè)等值電抗500kV母線側(cè)等值電抗另外，取每臺(tái)發(fā)電機(jī)的電壓。220kV至500kV聯(lián)絡(luò)變壓器的等值阻抗220kV至110kV自耦變壓器的等值阻抗： 220kV母聯(lián)斷路器短路當(dāng)短路點(diǎn)選擇在220kV母聯(lián)斷路器(K1)處時(shí)，系統(tǒng)等效電抗如圖321所示。圖321 220kV母聯(lián)斷路器短路時(shí)系統(tǒng)等效電抗圖因?yàn)榇藭r(shí)，且，則有，另有。每臺(tái)發(fā)電機(jī)計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得，每臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)時(shí)，在0s、。系統(tǒng)2(220kV系統(tǒng))每條出線的計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得， 系統(tǒng)2每條出線時(shí)為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。那么，流入K1點(diǎn)的短路電流為短路點(diǎn)在發(fā)電廠高壓側(cè)母線，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數(shù)，于是可以得到?jīng)_擊電流短路電流最大有效值短路容量 300MW發(fā)電機(jī)出口短路當(dāng)短路點(diǎn)選擇在300MW發(fā)電機(jī)出口(K2)處時(shí)，系統(tǒng)等效電抗如圖322所示。圖322 300MW發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)系統(tǒng)等效電抗圖剩余一臺(tái)300MW發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得，汽輪發(fā)電機(jī)時(shí)，在0s、。系統(tǒng)2每條出線的計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得， 系統(tǒng)2每條出線時(shí)為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。那么，流入K2點(diǎn)的短路電流為短路點(diǎn)在發(fā)電廠高壓側(cè)母線，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數(shù)，于是可以得到?jīng)_擊電流短路電流最大有效值短路容量 220kV系統(tǒng)出線短路當(dāng)短路點(diǎn)選擇在220kV系統(tǒng)出線(K3)處時(shí)，系統(tǒng)等效電抗如圖323所示。圖323 220kV系統(tǒng)出線短路時(shí)系統(tǒng)等效電抗圖每臺(tái)發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得，汽輪發(fā)電機(jī)時(shí)，在0s、。系統(tǒng)2每條出線的計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得， 系統(tǒng)2每條出線時(shí)為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。那么，流入K3點(diǎn)的短路電流為短路點(diǎn)在發(fā)電廠高壓側(cè)母線，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數(shù)，于是可以得到?jīng)_擊電流短路電流最大有效值短路容量 600MW發(fā)電機(jī)出口短路當(dāng)短路點(diǎn)選擇在600MW發(fā)電機(jī)出口(K4)處時(shí)，系統(tǒng)等效電抗如圖324所示。圖324 600MW發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)系統(tǒng)等效電抗圖每臺(tái)600MW發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得，汽輪發(fā)電機(jī)時(shí)，在0s、。系統(tǒng)1(500kV系統(tǒng))每條出線的計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得， 系統(tǒng)1每條出線時(shí)為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。那么，流入K4點(diǎn)的短路電流為短路點(diǎn)在發(fā)電廠高壓側(cè)母線，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數(shù)，于是可以得到?jīng)_擊電流短路電流最大有效值短路容量 110kV線路出線短路當(dāng)短路點(diǎn)選擇在110kV線路出線(K5)處時(shí)，系統(tǒng)等效電抗如圖325所示。圖325 110kV線路出線短路時(shí)系統(tǒng)等效電抗圖由于110kV母線是由220kV母線通過(guò)降壓自耦變壓器供電的，所以110kV線路出線處短路與220kV母聯(lián)斷路器短路相似，只是多了自耦變壓器的阻抗值，計(jì)算過(guò)程略，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表31。表31 本方案短路計(jì)算結(jié)果短路容量 (MVA)18580三相短路電流(kA)213短路點(diǎn)平均電壓(kV)230230230525115短路點(diǎn)位置220kV母線300MW發(fā)電機(jī)220kV出線600MW發(fā)電機(jī)110kV出線短路點(diǎn)編號(hào)K1K2K3K4K5天津大學(xué)《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)》說(shuō)明書(shū) 第四章 主體設(shè)備的選擇第四章 主體設(shè)備的選擇 主體設(shè)備選擇的一般條件為保證電氣設(shè)備工作的可靠性及安全性，選擇電氣設(shè)備時(shí)需要分別按正常工作條件選擇、按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 按正常工作條件選擇設(shè)備電氣設(shè)備的額定電壓(rated voltage)一般就是指其銘牌上所標(biāo)出的線電壓(linetoline voltage)，另外設(shè)備還規(guī)定有允許最高工作電壓(maximum working voltage, MWV)。要使設(shè)備能正常運(yùn)行必須保證其允許最高工作電壓不低于安裝位置處系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高運(yùn)行電壓(maximum operating voltage)，即。通常情況下，只要滿足設(shè)備額定電壓不低于安裝位置處的系統(tǒng)額定電壓，即，就可保證設(shè)備正常運(yùn)行。電氣設(shè)備的額定電流(rated current)是指在額定環(huán)境條件(環(huán)境溫度、日照、海拔、安裝條件等)下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許載流(current capacity)。經(jīng)綜合修正后的長(zhǎng)期允許電流不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即 (41)式中，k為綜合修正系數(shù)，與實(shí)際環(huán)境條件及設(shè)備布置情況等因素有關(guān)。 按短路狀態(tài)校驗(yàn)短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，設(shè)備各部件溫度(或發(fā)熱效應(yīng))應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定(thermal stability)的條件為 (42)式中，為所在回路短路電流的熱效應(yīng)；、t分別為電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流(有效值)和時(shí)間，一般由制造廠直接給出。動(dòng)穩(wěn)定(dynamic stability)就是設(shè)備承受短路沖擊電流所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)的能力，滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 或 (43)式中，、分別為電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及其有效值(kA)；、分別為所在回路短路沖擊電流幅值及其有效值(kA)。下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：(1)用熔斷器(high voltage fuse)保護(hù)的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。(2)采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。(3)裝設(shè)在電壓互感器(potential transformer,PT)回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。(李林川等, 2011) 本方案中主體設(shè)備的選定分工：各變壓器張?zhí)煊?，電壓互感器戴文凱，電流互感器鄧永迪，母線張?zhí)煊頰mp。甘青山，避雷器崔彥博，限流電抗器amp。隔離開(kāi)關(guān)陳令英。 變壓器的選定 變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)在我國(guó)，變壓器的通用型號(hào)(type)表示為圖421所示形式。圖421 變壓器型號(hào)表示方式其中，各部分表示方式為：相數(shù)(S—三相，D—單相)，冷卻方式(J—油浸自冷，E—油浸風(fēng)冷，S—油浸水冷，N—氮?dú)饫鋮s，P—強(qiáng)迫油循環(huán)，F(xiàn)P—強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷，SP—強(qiáng)迫油循環(huán)水冷，G—干式)，繞組數(shù)(S—三繞組(雙繞組不表示))，特性(Z—有載調(diào)壓，Q—全絕緣，O—自耦，L—鋁芯(銅芯不表示))。 主變壓器的選定主變壓器(Generator StepUp transformer, GSU transformer)，是指用來(lái)向系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器。在確定主變壓器容量時(shí)，應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面：(1)發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行時(shí)，在滿足發(fā)電機(jī)電壓供電的日最小負(fù)荷(daily minimum load)，并扣除廠用負(fù)荷(station’s auxiliaries)后，主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機(jī)電壓母線的剩余有功和無(wú)功容量送入系統(tǒng)。(2)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺(tái)機(jī)組檢修或故障時(shí)，主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的需要。(3)若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有兩臺(tái)或以上的主變壓器時(shí)，當(dāng)其中容量最大的一臺(tái)因故退出運(yùn)行時(shí)，其它主變壓器在允許正常過(guò)負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上。(4)在電力市場(chǎng)環(huán)境下，主變壓器應(yīng)具有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的要求。另外，變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)的相位一致，否則不能并列運(yùn)行。我國(guó)110kV及以上電壓等級(jí)，變壓器三相繞組都采用YN連接方式；35kV電壓等級(jí)采用Y接方式，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地；35kV以下電壓等級(jí)，變壓器三相繞組都采用D接方式。本方案主變壓器的選定情況如表41所示，其中550/20kV主變壓器2臺(tái)，242/10kV主變壓器2臺(tái)。表41 本方案主變壓器的選定型號(hào)額定電壓(kV)空載損耗(kW)短路損耗(kW)空載電流(%)短路電壓(%)聯(lián)結(jié)組號(hào)高壓側(cè)低壓側(cè)SFP720000/50020809YNd11SFPT370000/20010653YNd11 聯(lián)絡(luò)變壓器的選定聯(lián)絡(luò)變壓器(system interconnection transformer)，是指在發(fā)電廠升壓變電站中連接有交換功率的兩種電壓等級(jí)母線的變壓器(全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì), 2011)。在確定聯(lián)絡(luò)變壓器容量時(shí)，應(yīng)該考慮以下方面：(1)聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)能滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種不同運(yùn)行方式下，網(wǎng)絡(luò)間的有功功率和無(wú)功功率的交換。(2)聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺(tái)機(jī)組的容量，以保證最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器來(lái)滿足本側(cè)負(fù)荷的要求，同時(shí)，也可在線路檢修或故障時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。 本方案所選聯(lián)絡(luò)變壓器參數(shù)如表42所示。表42 本方案聯(lián)絡(luò)變壓器的選定型號(hào)額定電壓(kV)空載損耗(kW)短路損耗(kW)短路電壓(%)聯(lián)結(jié)組號(hào)DFDS250000/500550/242/35