【文章內(nèi)容簡介】 時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。（3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。（4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。第 節(jié) 短路電流的一般規(guī)定驗算導(dǎo)體和電器時所用短路電流,一般有以下規(guī)定。（1）計算的基本情況① 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行；②所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁） ；③短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；④所有電源的電動勢相位角相同；⑤應(yīng)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。XX 大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計24 （2）接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能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。（3） 計算容量應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本工程建成后 5 ~ 10 年） 。（4） 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)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的進(jìn)行比較。（5） 短路計算點在正常接線方式時，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。根據(jù)本廠主接線的特點,廠用變壓器和備用變壓器等值電抗的不同,以及選擇設(shè)備的要求,選擇六個短路點作為短路計算的短路點,這六個短路點位置為:(1)d—1 在 1發(fā)電機的出口.(2)d—2 在 220KV 母線上.(3)d—3 在 1高壓啟動/備用變壓器的低壓側(cè).(4)d—4 在 2高壓啟動/備用變壓器的低壓側(cè).(5)d—5 在 1高壓廠用變壓器的低壓側(cè).(6)d—6 在 2高壓廠用變壓器的低壓側(cè).第 節(jié) 計算步驟在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用實用曲線法?，F(xiàn)見其計算步驟簡述如下：（1）選擇計算短路點。（2）畫等值網(wǎng)絡(luò)（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)電機電抗用次暫態(tài)電抗 。Xd39。② 選取基準(zhǔn)容量 和基準(zhǔn)電壓 （一般取各級的平均電壓） 。bUb③ 將各元件電抗換算為同意基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗。XX 大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計25④ 繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。（3）化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移阻抗 。Xnd（4）求計算電抗 。Xjs（5）由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運算曲線只作到=） 。js（6）計算無限大容量（或 ≧3）的電源供給的短路電流周期分量。js（7）計算短路電流周期分量有名值和短路容量。（8）計算短路電流沖擊值。（9）計算異步電動機供給的短路電流。（10）繪制短路電流計算結(jié)果表。第 節(jié) 電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表與短路電流計算表 電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表：1. 發(fā)電機參數(shù)表：表 41 發(fā)電機參數(shù)表 參數(shù)系統(tǒng)設(shè)備額定容量/MW額定電壓/KV功率因數(shù)cos?次暫態(tài)電抗（標(biāo)么值）歸算到基準(zhǔn)容量的等值電抗（標(biāo)么值）G1，G2，G3，G4 發(fā)電機 200 ：XX 大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計26表 42 變壓器參數(shù)表歸算到基準(zhǔn)容量的等值電抗（標(biāo)么值）變壓器編號額定容量MVA繞組型式短路電壓 %KU分裂系數(shù)高壓側(cè) 低壓側(cè)主變壓器 240 三相雙繞組13 / 1廠用變 40/2525 三相分裂繞組17 2，3，4廠用變裂繞組17 1高壓啟動/備用變40/2525 三相分裂繞組 2高壓啟動/備用變裂繞組 圖 41 發(fā)電廠等值電路圖（見附錄 2）XX 大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計27第五章 電氣設(shè)備的選擇與校驗第 節(jié)電氣設(shè)備選擇的一般原則. 導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計，同樣必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。1. 一般原則（1）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(yuǎn)景發(fā)展的需要；（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；（3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟合理；（4）選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；（5）擴建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致；（6）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。2. 有關(guān)的幾項規(guī)定導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條校核電器的基本使用條件。（1）在正常運行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應(yīng)按下表計算。表 51 各回路的持續(xù)工作電流表回路名稱 計算公式變壓器回路 == USnn3饋電回路 =2 ?COP注：①P N、 UN、 IN等都為設(shè)備本身的額定值。 ②各標(biāo)量的單位為：I（A） 、U（KV） 、P（KW） 、S（KVA） 。（2）驗算導(dǎo)體和電器時，所用短路電流的有關(guān)規(guī)定見節(jié)（短路電流）（3）驗算導(dǎo)體和 110KV 以下電纜短路熱穩(wěn)定時，所用的計算時間，一般采用主保護(hù)的動作時間加相應(yīng)的斷路器全分閘時間。斷路器全分閘時間包括斷路器固有分閘時間和電XX 大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計28弧燃燒時間。（4）短路熱穩(wěn)定時，導(dǎo)體的最高允許溫度可參照《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》P106 表 52 所列數(shù)值。表 52 導(dǎo)體的最高允許溫度表導(dǎo)體種類和材料 短路時導(dǎo)體允許工作溫度（C 0）導(dǎo)體最長允許工作溫度（C 0）熱穩(wěn)定系數(shù) C 值母線（鋁） 200 70 87（5）驗算短路動穩(wěn)定時，硬導(dǎo)體的最大應(yīng)力大于表 53 所列數(shù)值。 表 53 導(dǎo)體和電器的選擇與校驗項目表材料 硬銅 硬鋁 鋼最大允許應(yīng)力 137106 69106 157106（6）環(huán)境條件。選擇導(dǎo)體和電器時，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。在選擇導(dǎo)體和電器時，一般按表 54 所列各項進(jìn)行選擇和校驗。 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓和過電流的情況下保持正常運行。表 54 導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇和校驗項目表(1)長期工作條件正常工作條件 短路條件項 目電 器 額定電壓 額定電流 開斷容量 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定斷路器 √ √ √ ○ ○隔離開關(guān) √ √ √ ○ ○熔斷器 √ √ √ ○ ○電抗器 √ √ ○ ○電流互感器 √ √ ○ ○電壓互感器 √ ○ ○導(dǎo)線 √ ○XX 大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計29①電壓選用的電器在允許最高工作電壓 Umax不低于該回路的最高運行電壓 Ug,即 Umax≥U g （51）②電流選用的電器額定電流 In不得低于所在回路在各種可能方式下的持續(xù)工作電流 Ig,n≥I g （52）(2) 短路穩(wěn)定條件`①校驗的一般原則1) 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動穩(wěn)定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流，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嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗。2)用熔斷器保護(hù)的電器可不校 驗熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時， 可不驗算動穩(wěn)定。用熔斷器保護(hù)的電壓互感器，可不驗算動、熱穩(wěn)定。②短路的熱穩(wěn)定條件：It178。t≥I ∞ 178。tdz （53）It t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值(kA)t設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間(s)校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間 tdz按下式計算：tdz=tb+td （54）tb繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動作時間（s）td斷路器全分閘時間（s）注：驗算導(dǎo)體和 110KV 以下電纜適中熱穩(wěn)定時，用的計算時間釆用主保護(hù)的動作時間加相應(yīng)的斷路器全分閘時間。③ 短路的動穩(wěn)定計算： imax≥ i ch （55） ich 短路沖擊電流峰值（kA）imax電器允許的極限通過電流峰值（kA）第 節(jié)斷路器的選擇與校驗 斷路器型式的選擇除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。根據(jù)當(dāng)前我國生產(chǎn)制造情況，電壓 6 ~ 220KV 的電網(wǎng)一般選用XX 大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計30少油斷路器；電壓 110 ~ 330KV 的電網(wǎng)，當(dāng)少油斷路器技術(shù)條件不能滿足要求時，可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機組采用封閉母線時，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機專用斷路器。1. 斷路器選擇的具體技術(shù)條件簡述如下：（1）電壓： （電網(wǎng)工作電壓）≤ 。 （56）Ug n（2）電流： （最大持續(xù)工作電流）≤ 。 （57）Imax. I由于高壓開斷電器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，即取最大持續(xù)工作電流 。gmax.（3）開斷電流（或開斷容量）： ≤ （或 ≤ ） （58）式中 —斷路器實際開斷時間 T 秒的短路電流周期分量；Itd. —斷路器額定開斷電流；br —斷路器 T 秒的開斷容量；Std. —斷路器額定開斷容量。k 斷路器的實際開斷時間 T，為繼電主保護(hù)動作時間與短路器固有分閘時間之和。（4） 動穩(wěn)定： ≤ （59）ichmax式中 —三相短路電流沖擊值；ich —斷路器極限通過電流峰值。max（5） 熱穩(wěn)定： ≤ （510）tIdz2?t2式中 —穩(wěn)態(tài)三相短路電流；? —短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假想時間） ；tdz —斷路器 T 秒熱穩(wěn)定電流。It 斷路器的選擇與校驗，都采用六氧化硫斷路器選用 LW252W(2022A,40KA)：① 額定電壓： UUnsnsnKV???,20,20 ② 額定電流： .61nsKAII? ③ 開斷電流： NbrNbrA?39。39。 ,4,.5 ④ 開合電流： ,nclsh shnclIi i? ? ⑤ 動穩(wěn)定校驗： 10,21,eshshei?? ⑥熱穩(wěn)定校驗： SKtI .4822?XX 大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計31 2 22().????＜ t2滿足要求。第 節(jié)隔離開關(guān)的選擇與校驗 隔離開關(guān)的選擇原則(1) 為保證檢修安全在斷路器的兩側(cè)和母線等處；皆應(yīng)裝有手動或電動的接地開關(guān)?？焖俳拥亻_關(guān)的作用相當(dāng)于接地短路器，可就地和遠(yuǎn)方控制。一般下列情況需要裝設(shè)快速接地開關(guān)。(2) 停電回路的最先接地點；用來防止可能出現(xiàn)的帶電誤合接地造成封閉電器的損壞。利用快速接地開關(guān)來短路封閉電器內(nèi)部的電弧，防止事故擴大，一般為分相操作，投入時間不小于接地飛弧后 1 秒。(3) 隔離開關(guān)的選擇：應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點，和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器選擇的技術(shù)條件 5 相同。 選擇原則： nxnsnUI,。?檢驗項目：（1）熱穩(wěn)定。 （2）動穩(wěn)定。 隔離開關(guān)的選擇與校驗1. 母線附近的隔離開關(guān)，均為單接地與不接地兩種，架空線出線處為雙 接地開關(guān) 。 （1） Uns=220KV（2） =. ASn ???選擇：GW4220D(2022A,100KA)型戶外式隔離開關(guān)。（3） 熱穩(wěn)定檢驗： =4624=8464KA2stI Qk= = KA2sdz? ∵ ≥Q ktI2 ∴ 滿足熱穩(wěn)定校驗。（4） 動穩(wěn)定校驗： i桳 =104KA 而 =