【文章內容簡介】 ，或中性點直接接地系統(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重時，則應按嚴重的情況進行校驗。在正常接線方式時，通過電氣設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。對于帶電抗器(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關之間的引線(pigtail)、套管(sleeving)時，短路計算點應該取在電抗器前。選擇其余的導體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。(黃純華, 1987) 短路電流計算的步驟在工程設計中，短路電流的計算通常分為以下幾個步驟：。(次暫態(tài)網絡)圖：(1)首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗。(2)選取基準容量和基準電壓 (一般取各級的平均電壓)。(3)將各元件電抗換算為同一基準值的標幺電抗。(4)繪出等值網絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。：為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗。(或)的電源供給的短路電流周期分量。(黃純華, 1987) 本方案中短路電流的計算 在本方案短路計算中，采取標幺值形式，選取，另取則有220kV母線側等值電抗500kV母線側等值電抗另外，取每臺發(fā)電機的電壓。220kV至500kV聯(lián)絡變壓器的等值阻抗220kV至110kV自耦變壓器的等值阻抗： 220kV母聯(lián)斷路器短路當短路點選擇在220kV母聯(lián)斷路器(K1)處時，系統(tǒng)等效電抗如圖321所示。圖321 220kV母聯(lián)斷路器短路時系統(tǒng)等效電抗圖因為此時，且，則有，另有。每臺發(fā)電機計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得，每臺汽輪發(fā)電機時，在0s、。系統(tǒng)2(220kV系統(tǒng))每條出線的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得， 系統(tǒng)2每條出線時為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。那么，流入K1點的短路電流為短路點在發(fā)電廠高壓側母線，根據規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數，于是可以得到沖擊電流短路電流最大有效值短路容量 300MW發(fā)電機出口短路當短路點選擇在300MW發(fā)電機出口(K2)處時，系統(tǒng)等效電抗如圖322所示。圖322 300MW發(fā)電機出口短路時系統(tǒng)等效電抗圖剩余一臺300MW發(fā)電機對短路點的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得，汽輪發(fā)電機時，在0s、。系統(tǒng)2每條出線的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得， 系統(tǒng)2每條出線時為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。那么，流入K2點的短路電流為短路點在發(fā)電廠高壓側母線，根據規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數，于是可以得到沖擊電流短路電流最大有效值短路容量 220kV系統(tǒng)出線短路當短路點選擇在220kV系統(tǒng)出線(K3)處時，系統(tǒng)等效電抗如圖323所示。圖323 220kV系統(tǒng)出線短路時系統(tǒng)等效電抗圖每臺發(fā)電機對短路點的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得，汽輪發(fā)電機時，在0s、。系統(tǒng)2每條出線的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得， 系統(tǒng)2每條出線時為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。那么，流入K3點的短路電流為短路點在發(fā)電廠高壓側母線，根據規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數，于是可以得到沖擊電流短路電流最大有效值短路容量 600MW發(fā)電機出口短路當短路點選擇在600MW發(fā)電機出口(K4)處時，系統(tǒng)等效電抗如圖324所示。圖324 600MW發(fā)電機出口短路時系統(tǒng)等效電抗圖每臺600MW發(fā)電機對短路點的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得，汽輪發(fā)電機時，在0s、。系統(tǒng)1(500kV系統(tǒng))每條出線的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得， 系統(tǒng)1每條出線時為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。那么，流入K4點的短路電流為短路點在發(fā)電廠高壓側母線，根據規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數，于是可以得到沖擊電流短路電流最大有效值短路容量 110kV線路出線短路當短路點選擇在110kV線路出線(K5)處時，系統(tǒng)等效電抗如圖325所示。圖325 110kV線路出線短路時系統(tǒng)等效電抗圖由于110kV母線是由220kV母線通過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，計算過程略，計算結果見表31。表31 本方案短路計算結果短路容量 (MVA)18580三相短路電流(kA)213短路點平均電壓(kV)230230230525115短路點位置220kV母線300MW發(fā)電機220kV出線600MW發(fā)電機110kV出線短路點編號K1K2K3K4K5天津大學《發(fā)電廠電氣部分課程設計》說明書 第四章 主體設備的選擇第四章 主體設備的選擇 主體設備選擇的一般條件為保證電氣設備工作的可靠性及安全性，選擇電氣設備時需要分別按正常工作條件選擇、按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 按正常工作條件選擇設備電氣設備的額定電壓(rated voltage)一般就是指其銘牌上所標出的線電壓(linetoline voltage)，另外設備還規(guī)定有允許最高工作電壓(maximum working voltage, MWV)。要使設備能正常運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)可能出現的最高運行電壓(maximum operating voltage)，即。通常情況下，只要滿足設備額定電壓不低于安裝位置處的系統(tǒng)額定電壓，即，就可保證設備正常運行。電氣設備的額定電流(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，電氣設備的長期允許載流(current capacity)。經綜合修正后的長期允許電流不得低于所在回路在各種可能運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，與實際環(huán)境條件及設備布置情況等因素有關。 按短路狀態(tài)校驗短路電流通過電氣設備時，設備各部件溫度(或發(fā)熱效應)應不超過允許值。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；、t分別為電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流(有效值)和時間，一般由制造廠直接給出。動穩(wěn)定(dynamic stability)就是設備承受短路沖擊電流所產生的機械效應的能力，滿足動穩(wěn)定的條件為 或 (43)式中，、分別為電氣設備允許通過的動穩(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熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：(1)用熔斷器(high voltage fuse)保護的電氣設備，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，可不校驗熱穩(wěn)定。(2)采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定。(3)裝設在電壓互感器(potential transformer,PT)回路中的裸導體和電氣設備可不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。(李林川等, 2011) 本方案中主體設備的選定分工：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。隔離開關陳令英。 變壓器的選定 變壓器的技術數據在我國，變壓器的通用型號(type)表示為圖421所示形式。圖421 變壓器型號表示方式其中，各部分表示方式為：相數(S—三相，D—單相)，冷卻方式(J—油浸自冷，E—油浸風冷，S—油浸水冷，N—氮氣冷卻，P—強迫油循環(huán)，FP—強迫油循環(huán)風冷，SP—強迫油循環(huán)水冷，G—干式)，繞組數(S—三繞組(雙繞組不表示))，特性(Z—有載調壓，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，應該考慮以下幾個方面：(1)發(fā)電機全部投入運行時，在滿足發(fā)電機電壓供電的日最小負荷(daily minimum load)，并扣除廠用負荷(station’s auxiliaries)后，主變壓器應能將發(fā)電機電壓母線的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)。(2)接在發(fā)電機電壓母線上的最大一臺機組檢修或故障時，主變壓器應能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機電壓母線上最大負荷的需要。(3)若發(fā)電機電壓母線上接有兩臺或以上的主變壓器時，當其中容量最大的一臺因故退出運行時，其它主變壓器在允許正常過負荷范圍內，應能輸送母線剩余功率的70%以上。(4)在電力市場環(huán)境下，主變壓器應具有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機電壓母線上最大負荷的要求。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，否則不能并列運行。我國110kV及以上電壓等級，變壓器三相繞組都采用YN連接方式；35kV電壓等級采用Y接方式，其中性點多通過消弧線圈接地；35kV以下電壓等級，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，242/10kV主變壓器2臺。表41 本方案主變壓器的選定型號額定電壓(kV)空載損耗(kW)短路損耗(kW)空載電流(%)短路電壓(%)聯(lián)結組號高壓側低壓側SFP720000/50020809YNd11SFPT370000/20010653YNd11 聯(lián)絡變壓器的選定聯(lián)絡變壓器(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母線的變壓器(全國科學技術名詞審定委員會, 2011)。在確定聯(lián)絡變壓器容量時，應該考慮以下方面：(1)聯(lián)絡變壓器容量應能滿足兩種電壓網絡在各種不同運行方式下，網絡間的有功功率和無功功率的交換。(2)聯(lián)絡變壓器容量一般不應小于接在兩種電壓母線上最大一臺機組的容量，以保證最大一臺機組故障或檢修，通過聯(lián)絡變壓器來滿足本側負荷的要求，同時，也可在線路檢修或故障時，通過聯(lián)絡變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。 本方案所選聯(lián)絡變壓器參數如表42所示。表42 本方案聯(lián)絡變壓器的選定型號額定電壓(kV)空載損耗(kW)短路損耗(kW)短路電壓(%)聯(lián)結組號DFDS250000/500550/242/35