【文章內容簡介】 接在同一段高壓母線段上，否則當該高壓母線段故障或停電時，低壓備用變壓器也將失去電源。對　200MW及以上機組，為了強調低壓廠用備用電源供電的可靠性和獨立性，低壓廠用備用變壓器宜由經常帶電運行的高壓廠用起動備用變壓器引接。 備用電源系統(tǒng)接線5 短路電流計算 短路電流計算的主要目的電氣主接線比選；選擇導體和電器；確定中性點接地方式；計算軟導線的短路搖擺；確定分裂導線間隔棒的距離；驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。選擇繼電保護裝置和進行整定計算。 短路電流計算一般規(guī)定 計算的基本情況電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。所有電源的電動勢相位相同。應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。 接線方式計算短路電流所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 計算容量應按工程設計的規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景規(guī)劃，一般取工程建成后的5～10年。 短路種類一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴重情況進行校驗。因為本設計為6200MW發(fā)電廠設計，由規(guī)程可知，200MW及以上機組出口為封閉母線與變壓器相連，不裝設斷路器，故不可能發(fā)生短路。而線路發(fā)生短路情況，只有三相短路時短路電流最大，由經驗公式I（2）＝I（3），所以只計算三相短路即可。 短路計算點在正常接線方式時，通過設備的短路電流最大的地點，稱為短路計算點。對于帶電抗器的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隔板前的引線；套管時，短路計算點應選在套管前。選擇其余的導體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。 短路計算方法在工程設計中，短路電流計算均采用實用計算法，是指在一定的假條件下計算出短路電流的各個分量，而不是用微分方程去求解短路電流的完整表達式。計算法中有分布系數法與星網變換法，本設計采用分布系數法，即如圖: n個支路n個支路n個支路　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　　 . . . . . .將轉移電抗按各相應的等值發(fā)電機的容量進行歸算，便得到各等值發(fā)電機對短路點的計算電抗＝ （i=1,2,…g）式中為i臺等值發(fā)電機的額定容量之和。由，…分別根據適當的計算曲線找出指定時刻t各等值發(fā)電機提供的短路周期電流的標幺值…。計算曲線只作到＝，可以近似地認為短路周期電流的幅值已不隨時間而變，直接按下式計算即可：＝網絡中無限大功率電源供給的短路周期電流是不衰減的，并由下式確定＝計算短路電流周期分量的有名值第i臺等值發(fā)電機提供的短路電流為　　?。剑綗o限大功率電源提供的短路電流為　　　?。剑蕉搪伏c周期電流的有名值為＝ ＋ 式中，應取短路處電壓級的平均額定電壓；為歸算到短路處電壓級的第i臺等值發(fā)電機的額定電流；對應于所選基準功率在短路處電壓級的基準電流。 計算步驟選擇計算短路點。繪出等值網絡（次暫態(tài)網絡圖），并將各元件電抗統(tǒng)一編號?；喌戎稻W絡：將等值網絡化簡為以短路點為中心的輻射等值網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗。求出計算電抗。由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標幺值。計算無限大容量電源供給的短路電流周期分量的標幺值。計算短路電流周期分量有名值和短路容量。計算短路電流沖擊值。計算異步電機供給的短路電流。繪制短路電流計算結果表。 三相等值網絡的計算等值網絡的繪制，在和下的網絡參數的計算。化簡等值網絡（查表）。有名值計算。 電路元件參數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。 網絡變換 式中 ——合并后的等值電源 ——合并后的等值電抗(a) 變換前的網絡 (b)變換后的網絡 網絡變換圖 Y/Δ等值變換 Y/：(a) Y形網絡 (b) Δ形網絡 網絡變換圖Y/Δ變換 Δ/ Y變換 計算電抗 … …式中 、…——等值電源2…短路點的轉移電抗 、…——等值電源2…的額定容量。 短路點短路電流周期分量有效值的計算 其中 … …式中 ——短路點k所在電壓級的平均額定電壓，kV； 、——歸算至短路點電壓級各等值電源的額定電流，kA。 短路的沖擊電流 式中 ——起始次暫態(tài)電流；——沖擊系數。 等值電源的計算 按個別變化計算當網絡中有幾個電源時，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。同形式，且至短路點的電器距離大致相等的發(fā)電機；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；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 ，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=id 6 電氣設備選擇 電氣設備選擇的一般原則 一般原則應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；應按當地環(huán)境條件校核；應力求技術先進和經濟合理；與整個工程的建設標準協(xié)調一致；同類設備應盡量減少品種；選用的新產品均應具有可靠的試驗數據，經正式鑒定合格的新產品時，應經上級批準。 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：電壓 電流 機械負荷校驗的一般原則：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；用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定；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。污穢：本地區(qū)無嚴重空氣污染，可不考慮。海拔：本地區(qū)海拔1200米，選用普通電器即可。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。電磁干擾噪音 選擇方法盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 額定電壓 電氣設備所在電網的運行電壓因調壓或負荷的變化，有時會高于電網的額定電壓，故所選電氣設備允許的最高工作電壓不得低于所接電網的最高運行電壓。通常，～，而電氣設備所在電網的運行電壓波動。因此，在選擇電氣設備時，一般可按電氣設備的額定電壓不低于裝置地點電網額定電壓的條件選擇，即≥ 額定電流 電氣設備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許電流。應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即≥ 由于發(fā)電機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，；若變壓器有可能過負荷運行時，應按過負荷確定(～2倍變壓器額定電流)。環(huán)境條件對設備選擇的影響海拔高度的影響：當地區(qū)海拔超過制造廠家的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和溫度相應減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降。一般非高原型的電氣設備使用環(huán)境的海拔高度不超過1000m，當海拔在1000～3500m范圍內，若海拔比制造廠家規(guī)定值每升高100m，則電氣設備允許最高工作電壓要下降1%；溫度的影響：電氣設備的額定電流是指在基準環(huán)境溫度下，允許長期通過的是最大工作電流。我國生產的電氣設備一般使用的額定環(huán)境溫度，如周圍環(huán)境溫度高于（但 ≤）時，其允許電流一般可按每增高，%，但其最大電流不得超過額定電流的20%。 按短路狀態(tài)校驗 短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時，電氣設備各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值，即滿足熱穩(wěn)定的條件≥ ()式中 ——短路電流產生的熱效應，；、——電氣設備允許通過的熱穩(wěn)電流和時間，kA、s。其中 式中 ——短路的計算時間，s——繼電保護動作時間，；——斷路器的全開斷時間，s；——斷路器固有分閘時間，；——斷路器開斷時電弧持續(xù)時間，～；可見，所以進行短路的熱穩(wěn)定校驗時，一般取均會滿足要求。 電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為≥或≥ 下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：用熔斷器保護的電氣設備，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，固可不驗算熱穩(wěn)定；采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定；裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電氣設備可不校驗動、熱穩(wěn)定。 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器的主要功能是：正常運行時，用它來倒換運行方式，把設備或線路投入電路或退出運行，起著控制作用。當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切出故障回路，保證無故障部分正常運行，能起保護作用。高壓斷路器是開關電器中最為完善的一種設備，其最大特點是能斷開電路中負荷電流和短路電流。高壓斷路器種類和型式的選擇:按照斷路器采用的滅弧介質和滅弧方式，一般可分為：多油式斷路器、少油式斷路器、壓縮空氣高壓斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。高壓斷路器的操動機構，大多數是由制造廠配套供應，部分少油式斷路器有電磁式、彈簧式或液壓式等幾種型式的操動機構可供選擇。一般電磁式操動機構需配專用的直流合閘電源，但其結構加工精度要求較高。操動機構的型式，可根據安裝調試方便和運行可靠性進行選擇。額定電壓選擇 UN UN額定電流選擇 INImax開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流INbr,不應小于實際開斷瞬間的短路電周期分量Ipt,即INbrIpt。當斷路器的INbr較系統(tǒng)短路電流大很多時，為了簡化計算，出可以用次暫態(tài)電流進行選擇，即INbr。一般斷路器開斷單相短路的能力比開斷三相短路要大，國外研究結果表明，約大15%，但國內尚無正式數據，如單相短路電流大于三相短路電流時，暫以單相短路為選擇條件。我