【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，應(yīng)在分段處加裝母線電抗器，同時(shí)各條電纜饋線上裝設(shè)線路電抗器。（2）220KV電壓級(jí)。出線回路數(shù)為4回，為了使其出線斷路器檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用單母線分段帶旁路母線接線或雙母線帶旁路母線接線，以保證供電的可靠性和靈活性。其進(jìn)線僅從10KV送來(lái)剩余容量2*50—[（100*6%）+20]=74MW，并不能夠滿足220KV最大負(fù)荷250MW的要求。為此，擬采用以1臺(tái)300MW機(jī)組按照發(fā)電機(jī)——變壓器單元接線形式接至220KV母線上，其剩余容量或機(jī)組檢修時(shí)不足容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與500KV接線連接，彼此之間相互交換功率。（3）500KV電壓級(jí)。500KV負(fù)荷容量大，其主接線是本廠向系統(tǒng)輸送功率的主要接線方式，為保證可靠性，可能有多種接線方式，經(jīng)過(guò)定性分析篩選后，可以選用的方案為雙母線帶旁路母線接線和一臺(tái)半斷路器接線，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器與220KV連接，并通過(guò)一臺(tái)三繞組變壓器聯(lián)系220KV和10KV電壓，以提高可靠性，一臺(tái)300MW機(jī)組與變壓器構(gòu)成單元接線，直接將功率送到500KV電力系統(tǒng)。根據(jù)以上分析、篩選、組合，可以保留兩種可能的接線方案：方案Ⅰ如下圖所示： 電氣主接線圖方案Ⅱ?yàn)?00KV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，220KV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線，示意圖略。方案的經(jīng)濟(jì)比較采用最小費(fèi)用法，對(duì)擬訂的兩方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，上述兩方案中的相同部分不參與比較計(jì)算，只是對(duì)相異部分進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容包括一次投資、年運(yùn)行費(fèi)用。Ⅰ，火電廠使用年限按照n=25年計(jì)算，電力行業(yè)預(yù)期投資回報(bào)率i=,則方案Ⅰ的費(fèi)用為： 同理，在計(jì)算出方案Ⅱ的折算年總投資和年運(yùn)行費(fèi)用之后，可得到方案Ⅱ的年費(fèi)用低于方案Ⅰ通常，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算，求得的年費(fèi)用AC最小方案者，即為經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案；然而，主接線最終方案的確定還必須從可靠性、靈活性等多方面綜合評(píng)估，包括大型電廠、變電站對(duì)主接線可靠性若干指標(biāo)的計(jì)算，最后確定最終方案。通過(guò)定性分析和可靠性及經(jīng)濟(jì)計(jì)算，在技術(shù)上（可靠性、靈活性）方案Ⅰ明顯占優(yōu)勢(shì)，但在經(jīng)濟(jì)上則不如方案Ⅱ。鑒于大、中型發(fā)電廠大機(jī)組應(yīng)以可靠性和靈這主要是由于一臺(tái)半斷路器接線方式的高可靠性指標(biāo)活性為主，所以，經(jīng)過(guò)綜合的分析，Ⅰ作為設(shè)計(jì)的最佳方案。第三章 短路電流的計(jì)算電力系統(tǒng)運(yùn)行有三種狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)、非正常運(yùn)行狀態(tài)和短路故障。在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運(yùn)行情況。對(duì)供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動(dòng)力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)以及電壓的降低等。因此，短路電流計(jì)算是電氣主接線的方案比較、電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的選擇、節(jié)地計(jì)算以及繼電保護(hù)選擇和整定的基礎(chǔ)。短路就是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接。如電力系統(tǒng)中，相與相之間的火中性點(diǎn)直接節(jié)地系統(tǒng)中的相與地之間的短接都是短路。為了保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行分析中，一定要考慮系統(tǒng)等不正常工作狀態(tài)。在電力系統(tǒng)中，出現(xiàn)次數(shù)比較多的嚴(yán)重故障就是短路。造成短路的原因通常有以下幾種：（1）電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化、或遭受機(jī)械損傷，或因雷擊、過(guò)電壓引起的絕緣損壞。（2）架空線路因大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導(dǎo)體等都可能導(dǎo)致短路。（3）電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不良和運(yùn)行不當(dāng)或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路。（4）運(yùn)行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)、線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等都會(huì)造成短路。（5）其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、人為的破壞等原因都可能導(dǎo)致短路的發(fā)生。短路故障發(fā)生后，由于網(wǎng)絡(luò)總阻抗大為減小，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電流。強(qiáng)大的短路電流將造成嚴(yán)重的后果，主要有以下幾方面：（1）強(qiáng)大的短路電流通過(guò)電氣設(shè)備使其發(fā)熱急劇增加，當(dāng)短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，足以使設(shè)備因過(guò)熱而損壞甚至燒毀；（2）巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞；（3）短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢甚至設(shè)備損壞；（4）短路將引系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路所導(dǎo)致的最嚴(yán)重后果；（5）巨大的短路電流將在周圍空氣產(chǎn)生很強(qiáng)大電磁場(chǎng)，尤其是不對(duì)稱短路時(shí)，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。因?yàn)槎搪饭收蠈?duì)電力系統(tǒng)可能造成極其嚴(yán)重的后果，所以一方面應(yīng)采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置。這一切都離不開對(duì)短路電流故障的分析和短路電流的計(jì)算。概括起來(lái)，計(jì)算短路的主要目的在于：（1）為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計(jì)算短路沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性，計(jì)算短路電流的周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定性；（2）為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)；（3）為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。在三相供電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、二相短路、兩相接地短路和單相接地短路，三相短路屬對(duì)稱短路，其余三種為不對(duì)稱短路。在四種短路故障中，出現(xiàn)單相短路故障的機(jī)率最大，三相短路故障的機(jī)率最小。但在電力系統(tǒng)中，用三相短路作為最嚴(yán)重的故障方式，來(lái)驗(yàn)算電器設(shè)備的運(yùn)行能力。當(dāng)突然發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)總是由工作狀態(tài)經(jīng)過(guò)一個(gè)暫態(tài)過(guò)程進(jìn)入短路穩(wěn)定狀態(tài)。暫態(tài)過(guò)程中的短路電流比其穩(wěn)態(tài)短路電流大的多，雖歷時(shí)很短，但對(duì)電器設(shè)備的危害性遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)短路電流嚴(yán)重得多。有限電源容量系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程要比無(wú)限大電源容量系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程復(fù)雜的多，在計(jì)算建筑配電工程三相短路電流時(shí)，都按無(wú)限大電源容量系統(tǒng)來(lái)考慮。短路全電流ik由兩部分組成(ik=iz＋if)：一部分短路電流隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，稱為周期分量iz；另一部分因回路中存在電感而引起的自感電流，稱為非周期分量if。基本假定：（1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。（2）所有電流的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。（3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。（5）不考慮短路點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)。（6）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。（7）元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。（8）輸電線路的電容略去不計(jì)。短路電流計(jì)算的一般規(guī)定：（1）驗(yàn)算導(dǎo)體的電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃。（2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大地點(diǎn)。（4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計(jì)算。 短路電流的實(shí)用計(jì)算法（1）三相短路電流周期分量的起始值 （） （） （） （）式中 ——短路電流周期分量的起始有效值（KA）。 ——廠用電源短路電流周期分量的起始有效值（KA）。 ——電動(dòng)機(jī)反饋電流周期分量的起始有效值（KA）。 ——基準(zhǔn)電流（KA），當(dāng)取基準(zhǔn)容量=100MVA、基準(zhǔn)電壓=，=； ——系統(tǒng)電抗（標(biāo)幺值）； ——廠用電源引接點(diǎn)的短路容量（MVA）。 ——廠用變壓器（電抗值）的電抗（標(biāo)幺值）； ——以廠用變壓器額定容量為基準(zhǔn)的阻抗電壓百分值； ——電抗器的百分電抗值；——電抗器的額定電壓（KV）；——電抗器的額定電流（KA）；——電動(dòng)機(jī)平均的反饋電流倍數(shù)，100MW及以上機(jī)組為5，～；——計(jì)及反饋的電動(dòng)機(jī)額定電流之和（A）；——計(jì)及反饋的電動(dòng)機(jī)額定功率之和（KW）；——電動(dòng)機(jī)的額定電壓（KV）；（2）短路沖擊電流： （）式中：——短路沖擊電流(KA)——廠用電源的短路峰值電流(KA) ——電動(dòng)機(jī)的反饋峰值電流(KA) ——廠用電源短路電流的峰值系數(shù) ——電動(dòng)機(jī)反饋電流的峰值系數(shù)，～。（3）t瞬間三相短路電流： （） （）式中 ：——t瞬間短路電流的周期分量有效值（KA） ——t瞬間短路電流的非周期分量值（KA） ——t瞬間廠用電源短路電流的周期分量有效值（KA） ——t瞬間廠用電源短路電流的非周期分量值（KA） ——t瞬間電動(dòng)機(jī)反饋電流的周期分量有效值（KA） ——t瞬間電動(dòng)機(jī)反饋電流的非周期分量值（KA） ——電動(dòng)機(jī)反饋電流的衰減系數(shù) ——廠用電源非周期分量的衰減系數(shù) ——電動(dòng)機(jī)反饋電流的衰減時(shí)間常數(shù)（S），——主保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間(S)——斷路器固有跳閘時(shí)間 短路電流計(jì)算的數(shù)據(jù)和結(jié)果500KV三相短路電流電流計(jì)算及其正序阻抗圖如下： 500KV三相短路電流電流計(jì)算及其正序阻抗圖500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)范： 500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)范短路電流的詳細(xì)計(jì)算結(jié)果經(jīng)過(guò)計(jì)算，短路電流的詳細(xì)計(jì)算結(jié)果如下： 三相短路電流計(jì)算結(jié)果1短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)位置短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓支路電源名稱支路計(jì)算電抗支路額定電流0s短路電流周期分量XeIe I*// I//*U1PER UNITVALUEKAPER UNITVALUEKAPER UNITVALUEKAKVD1500KV母線525SX1F1F2F3F4CGM****D2 D3NO1,NO2發(fā)電機(jī)出口21SX1F1F2F3F4CGM****D4, D5NO1,NO2發(fā)電機(jī)6KV廠用母線SX1F1F2F3F4DDJCGM**** 三相短路電流計(jì)算結(jié)果2短路點(diǎn)短路點(diǎn)位置短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓支路電源名稱0s短路電流非周期分量短路沖擊電流降值編號(hào)I*//I//*IchU1PER UNITVALUEKAPER UNITVALUEKAKAKVD1500KV母線525SX1F1F2F3F4CGM**D2 D3NO1,NO2發(fā)電機(jī)出口21SX1F1F2F3F4CGM**D4, D5NO1,NO2發(fā)電機(jī)6KV廠用母線SX1F1F2F3F4DDJCGM** 不對(duì)稱短路電流計(jì)算結(jié)果1序號(hào)短路形式短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)位置短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流電源合成組標(biāo)幺值短路正序電流標(biāo)幺值計(jì)算式 (KA)Uj (KA)Ij (KA)1單相接地