【文章內(nèi)容簡介】 300（2） 300 300 300 300機(jī) 經(jīng)常連續(xù) 75（2） 120 120 120 120機(jī) 不經(jīng)常連續(xù) 6（2） 5 5 5 5 經(jīng)常連續(xù) 750（2） 600 600 600 600 經(jīng)常連續(xù) 600（2） 480 480 480 480 經(jīng)常連續(xù) 400（2） 320 320 320 320 經(jīng)常連續(xù) 340（2） 272 272 272 272 經(jīng)常連續(xù) 105（1） 84 84 經(jīng)常連續(xù) 120（16 768 768 768 768石河子大學(xué) 2022 級電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 9） 經(jīng)常短時 55（2） 44 44 44 44 經(jīng)常連續(xù) 80（2） 64 64 64 64輸送泵 經(jīng)常連續(xù) 60（2） 48 48 48 48 經(jīng)常連續(xù) 75（2） 60 60 60 60 1250 1000 1000 1000 800 800 500 400 400 1000 800 800變 1250 1250（2） 1000 1000 1000 1000 400 320 320計算母線段的計算負(fù)荷，即全廠電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行的各段母線上的最大負(fù)荷。 廠用負(fù)荷計算經(jīng)常及經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)全部計入 。經(jīng)常短時及經(jīng)常斷續(xù)按pN?。不經(jīng)常短時及不經(jīng)常斷續(xù)的電機(jī)科不計入變壓器容量 。? 0?p 高壓廠用工作變壓器容量按高壓側(cè)廠用電計算負(fù)荷的 與低壓側(cè)廠用電計算01負(fù)荷之和選擇。本次設(shè)計的雙繞組變壓器容量 lhCt SS???..???lhCSS高壓啟動/備用變壓器容量應(yīng)滿足； maxttb重復(fù)容量 則廠用變壓器容量 104720715.???rcS則單臺高壓變?nèi)萘窟x擇： ?stc高壓啟動/備用變壓器容量應(yīng)滿足； maxttbS?石河子大學(xué) 2022 級電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 10 廠用變壓器的選擇廠用電高壓變壓器單臺發(fā)電機(jī)容量：125MW 廠用電高壓變壓器單臺容量：10472 KVA則單臺高壓變?nèi)萘窟x擇： 10472??stc可選 =16000ts查《發(fā)電廠電氣部分》附表 12 可選 SF716000/10 型號變壓器名稱參數(shù) 廠高變型號 SF716000/10額定容量(KVA) 16000額定電壓(KV) 10177。2%/聯(lián)結(jié)組別 Y，d11阻抗電壓(%) 空載電流(%) 空載損耗(KW) 19負(fù)載損耗(KW) 77 高壓啟動/備用變壓器容量應(yīng)滿足； maxttbS?10472KVA則單臺高壓變?nèi)萘窟x擇： 10472??stc可選 =16000ts查《發(fā)電廠電氣部分》附表 12 可選 SF716000/110 型號變壓器名稱參數(shù) 啟動/備用變型號 SF716000/110額定容量(KVA) 16000額定電壓(KV) 110聯(lián)結(jié)組別 Yn，d11阻抗電壓(%) 空載電流(%) 石河子大學(xué) 2022 級電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 11空載損耗(KW) 負(fù)載損耗(KW) 86 第 3 章 短路電流的計算 計算短路電流的意義電力系統(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。在火電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運(yùn)行情況。對供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)等。因此，短路電流計算是電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體的選擇、接地計算的基礎(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，火線與中性點直接接地系統(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)計和運(yùn)行分析中，一定要考慮系統(tǒng)不正常工作狀態(tài)。 造成短路的原因電氣設(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、過電壓引起的絕緣損壞。 電氣設(shè)備因設(shè)計、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。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回造成短路。根據(jù)國外資料顯示，每個人都有違反規(guī)程操作的潛意識。 短路后果短路故障發(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)大的短路電流通過電氣設(shè)備是發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時間較長時，足以使設(shè)備因過熱而損壞甚至燒毀；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)荷異步電動機(jī)將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報廢甚至設(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)大電磁廠，尤其是不對稱短路時，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，對周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。石河子大學(xué) 2022 級電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 12 計算短路電流的目的短路故障對電力系統(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)體和互感器等。這一切都離不開對短路電流故障的分析和短路電流的計算。概括起來，計算短路的主要目的在于：1. 為選擇和校驗各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計算短路沖擊電流以校驗設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性，計算短路電流的周期分量以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定性；3. 為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。在實際短路計算中，為了簡化計算工作，通常采用一些簡化假設(shè)，其中主要包括：1. 符合用恒定電抗標(biāo)識或忽略不計；2. 認(rèn)為系統(tǒng)中個元件參數(shù)恒定，在高壓網(wǎng)絡(luò)中不計元件的電阻和導(dǎo)納；3. 系統(tǒng)短路是三相對稱的。 短路電流計算的一般規(guī)定1. 驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，確定短路電流計算時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。2. 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。3. 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。4. 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。 短路計算基本假設(shè)1. 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；2. 所有電源的電動勢相位角相同；3. 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生化；4. 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；5. 元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負(fù)荷的影響；6. 系統(tǒng)短路時是金屬性短路。高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計算，為了計算方便選取如下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量：SB = 100MVA基準(zhǔn)電壓：UB（KV） 石河子大學(xué) 2022 級電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 13 短路電路計算的步驟，同一基準(zhǔn)容量下；2．給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3．選擇短路點；4．對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標(biāo)幺值，并計算短路電流標(biāo)幺值、有名值。5． 計算短路容量，短路電流沖擊值高壓側(cè)短路電流最大有效值：Ich=短路電流沖擊值：ich= 低壓側(cè)短路電流最大有效值：Ich=短路電流沖擊值：ich= 短路電流的計算結(jié)果回路名稱短路點編號 短路電流起始值 (KA)I?短路電流沖擊值 ich(KA)電流最大有效值 Ich(KA)短路容量 S?()10KV K1 42 27 3006KV K2 14 23 153380V K3 20 14第 4 章 電氣設(shè)備的選擇正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。盡管電力系統(tǒng)中各種電器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確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計，電氣設(shè)備的選擇包括：導(dǎo)線的選擇、斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇。石河子大學(xué) 2022 級電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 14 電氣設(shè)備選擇的一般原則額定電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓 UN 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 UNS即 Un≥Uns額定電流：導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度 下，導(dǎo)體和電器的0?長期允許電流 IN 應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流 Imax即 IN≥Imax由于變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 Imax = （Ie為電器額定電流） 。電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流。a)短路熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定條件為 或 drQ?2ktI??Qd —短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)Qr —短路時導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)—4 秒內(nèi)允許通過的短時熱電流I?短路計算時間驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間 為繼電保護(hù)動作 和相應(yīng)斷路器的全開斷時間 之ktprt brt和，即= +ktprbt一般取保護(hù)裝置的后備保護(hù)動作時間，這是為考慮到主保護(hù)有死區(qū)或拒動；而是指對斷路器的分閘脈沖傳送到斷路器操作機(jī)構(gòu)的跳閘線圈時起，到各相觸頭分離后brt的電弧完全熄滅為止的時間段。顯然， 包括兩個部分，即brt= +brtinat式中， 為斷路器固有分閘時間，它是由斷路器接到分閘命令（分閘電路接通）起，到滅弧觸頭剛分離的一段時間，此值可在相應(yīng)手冊中查出。b)短路的動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定條件為： 或eshi?eshI?式中 ， ——短路沖擊電流幅值及其有效值；shiI， ——電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定幅值及其有效值。e 10KV 發(fā)電機(jī)出線和母線的選擇結(jié)果 10KV 發(fā)電機(jī)出線選：選用每相 2 條 10010 矩形鋁導(dǎo)體（平放） 。 石河子大學(xué) 2022 級電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 15截面尺寸（mm）h b C r面積（ ）2m集膚效應(yīng)系數(shù)導(dǎo)體載流量100 100 10 16 9760 2613 和 6KV 母線選：每相 2 條 10010 矩形鋁排（平放） 。 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇火電廠自用電電氣主接線中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時，斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。斷路器是電力系統(tǒng)最重要的控制和保護(hù)設(shè)備。斷路器的功能是接通和斷開正常工作電流、過負(fù)荷電流和故障電流。本次設(shè)計采用真空斷路器，真空斷路器是利用真空（氣體壓力在 以下）ap4103.??的高介質(zhì)強(qiáng)度來實現(xiàn)滅弧的斷路器。真空斷路器開斷能力強(qiáng)，滅弧迅速，觸頭不易氧化、運(yùn)行維護(hù)簡單、滅弧室不需檢修、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、噪聲小、壽命長、無火災(zāi)和爆炸危險等優(yōu)點。但制造工藝、材料和密封要求高，開斷電流和電壓不能做的很高。目前國內(nèi)只生產(chǎn) 35KV 及以下電壓等級的產(chǎn)品。斷路器和隔離開關(guān)選擇的方法：電壓和電流選擇，NU?sNImax式中 ， ——分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV；， ——分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A。Imax按開斷電流選擇設(shè)備的額定開斷電流 ，不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量 ，即NbrI ptINbr?ptI當(dāng)設(shè)備的 較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算可用 進(jìn)行選擇， 為短N(yùn)brI NbrI?39。 39。I路電流值。短路關(guān)合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿） ，更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器額定關(guān)合電流 iNcl 不應(yīng)小于短路電流最大沖 ish 擊值。即： Ncli?sh短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗校驗式為： 2,tkesIQi10KV 發(fā)電機(jī)電壓母線側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇: 石河子大學(xué) 2022 級電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 16設(shè)備參數(shù) ZN2210 GN210 計算數(shù)據(jù)UN（KV） 10 10UN（KV） 10IN(A) 2022 2022 )(maxAI1698)(KAINbr40 ??13052??sQ2)(1143.45)(iNcl110 )(KAish)(KAies110 85INbr6KV 母線側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇 設(shè)備參數(shù) Zn10 GN210 計算數(shù)據(jù)UN（KV） 10 10