【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 中壓 低壓 SFP360000/220 360000 242177。 2 % 18 YN,d11 SFPS240000 三繞組 240000 242177。 2 % 121 高中 高低 中低 YN,yn0,d11 25 14 9 SFF740000/18 400000/220200 18177。 2 % 全穿越 半穿越 系數(shù) Dd11,d11,d11 SFF31500/15 31500/2 20200 177。 2 % 全穿越 半穿越 Dd11,d11 SF2740000/110 40000 110177。 8 % YN,d11 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè)共 42 頁(yè) 第 五 章 短路電流的計(jì)算 在發(fā) 電廠電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) ， 其計(jì)算的目的 主要有以下幾個(gè)方面： 電氣主接線的比選； 選擇導(dǎo)體和電器； 確定中性點(diǎn)接地方式；計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺； 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距； 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 一、 短路電流計(jì)算 條件 ： （ 1） 正常工作時(shí)，三項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)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 時(shí) ，元件的電阻略去不計(jì) ； （ 6） 不考慮短路點(diǎn)的 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) 。 二、短路計(jì)算的一般規(guī)定： （ 1） 驗(yàn)算 導(dǎo)體和 電器 的 動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)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 時(shí) ，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 的 點(diǎn) ； （ 4） 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定 以及電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路計(jì)算。 短路等值電抗電路及其參數(shù)計(jì)算 由 2 300MW 火電廠電氣主接線圖，和查的給出的相關(guān)參數(shù)，可畫(huà)出系統(tǒng)的等值電抗圖如圖 61所示： 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè)共 42 頁(yè) 2 2 0 K V1 1 0 K VSG 1G 21X2X3 4X5X 6X 7X1d2d 圖 61 選取基準(zhǔn)容量為 SB=100MVA 基準(zhǔn)電壓為 VB=Vav SB—— 基準(zhǔn)容量； Vav—— 所在線路的平均電壓； 均采用標(biāo)幺值計(jì)算方法，省去“ *”。 系統(tǒng)容量可以看成是一個(gè)無(wú)窮大容量，所以：?X1 0 X2=X4= 100%UK SSNB = 36010 = X3 =X5 = 100%Xd SSNB = 3010 = ?X6 2020 （ %%% UUU 中低高低高中 —? ） SSNB =2020 （ 25+14－ 9） 240100 = ?X7 2020 （ %%% UUU 高低中低高中 —? ） SSNB =2020 （ 25+9－ 14） 240100 = 等值電路圖化 簡(jiǎn) 得 ，如圖 62 所示： 9X8X2d1d 圖 62 ?X8 21 （ ?X4 X5 ） =21 (+)= ?X9 ?X6 ?X7 += （ 1） 220KV 側(cè)母線短路時(shí)短路電流的計(jì)算： 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè)共 42 頁(yè) 正序圖如圖 63所示： 2X3X 45 8Xd 2d 圖 63 負(fù)序圖如圖 64所示： 2X3X 45 8Xd 2d 圖 64 零序圖如圖 65所示： 2X4 6Xd 圖 65 正序總電抗為： X?1=X8= 負(fù)序總電抗為： ??? XX 82 零序總電抗為： X?0=X2/2+X6=+= a. 兩相短路電流的計(jì)算 附加電抗： ??X2? =X?2= 計(jì)算電抗： ? ??Xjs2（ +） 3002 ?? = 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得： t=0s 時(shí)， ? ???X2 （ KA） 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè)共 42 頁(yè) 則 ???I2 3 3002 ?? ?=（ KA） b. 單相短路電流的計(jì)算 附加電抗： ??X1? =+= 計(jì)算電抗： ???Xjs1（ +） 3002 ??= 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得： t=0s 時(shí)， ????X1（ KA） 則 ???I1 3 3002 ?? ?=（ KA） c. 三相短路電流的計(jì)算 等效電抗： ??X ?X8 計(jì)算電抗： ?Xjs 3002 ?? = 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得： t=0s 時(shí)， ? ???X3 ； t= 時(shí)， ????X3 ； t=， ????X3 ； t=2s， ????X3 ； t=4s， ????X3 因 ??IN 3002 ?? ?= ， 所 以 ?I = （ KA ）； ? =（ KA）； ? =（ KA）； ?I2 =（ KA）； ?I4 =（ KA）。 取 Ksh =，則 ?ish 2 =（ KA） 由 220KV側(cè)短路電流計(jì)算可知，三相短路電流大于兩相、單相短路電流，所以選擇設(shè)備時(shí) 應(yīng) 使用三相短路電流去整定計(jì)算。 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè)共 42 頁(yè) 第七章 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般原則及短路校驗(yàn) 一、設(shè)備選擇的一般原則 （ 1）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理。 （ 2）應(yīng)滿(mǎn)足正常運(yùn)行、檢修和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 （ 3）應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。 （ 4）選擇的導(dǎo)體品種不應(yīng)太多。 選用的電器最高允許工作電壓，不得低于該回路最高運(yùn)行電壓。 選用導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。由于高壓開(kāi)斷電器設(shè)有持續(xù)過(guò)載能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流作用的短路電流時(shí)，應(yīng)按具體工作的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系 統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃。 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的短路電流，按下列情況計(jì)算： （ 1）除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)電流外，元件 電阻都應(yīng)略去不計(jì)。 （ 2）對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算，短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式短路電流 最大的點(diǎn)。 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流按發(fā)生短路 最嚴(yán)重情況計(jì)算。 驗(yàn)算裸導(dǎo)體短路熱效應(yīng)應(yīng)計(jì)算時(shí)間，應(yīng)采用主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間，繼電器的短路熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間，宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。 在正常運(yùn)行時(shí)，電氣引線的最大作用力不應(yīng)大于電器端子允許的 負(fù)載。 二、 按短路條件進(jìn)行校驗(yàn) 電氣設(shè)備 按最大可能的短路故障（通常為三相短路故障）時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 （ 1）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性，就是校驗(yàn)設(shè)備的載流部分在短路電流的作用下，其金屬導(dǎo)電部分的溫度不應(yīng)超過(guò)最高允許值。如果滿(mǎn)足這一條件，則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè)共 42 頁(yè) 做熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，通過(guò)電 氣設(shè)備的三相 短路電流為依據(jù)，工程計(jì)算中常用下式校驗(yàn)所選的電氣設(shè)備是否滿(mǎn)足熱穩(wěn)定的要求，即： 22eq thI t I t? ? 式中 ， I? —— 三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值（ KA）； eqt —— 等值時(shí)間（亦稱(chēng)假想時(shí)間 s）； thI —— 制造廠規(guī)定 在 ts 內(nèi)電器的熱穩(wěn)定電流（ KA）； t 為與 thI 相對(duì)應(yīng)的時(shí)間（ s）。 短路計(jì)算時(shí)間： 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 top 和斷路器全開(kāi)斷時(shí)間 toc之和，即 k op oct t t?? 式中 ， opt —— 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， 當(dāng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般取 ；當(dāng)為后備保護(hù)時(shí)間時(shí)一般取 ； oct —— 斷路器全開(kāi)斷時(shí)間（包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間）， 如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取 toc=,對(duì)低速動(dòng)作的斷路器，取 toc=。 （ 2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)電氣設(shè)備中有短路電流通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能對(duì)電氣設(shè) 備產(chǎn) 生嚴(yán)重的破壞作用。因此，各制造廠所生產(chǎn)的電器，都用最大允許的電流的值 imax或最大有效值 Imax 表示其電動(dòng)力穩(wěn)定的程度，它表明電器通過(guò)上述電流時(shí)，不至因電動(dòng)力的作用而損害。滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的條件為 ish≤ imax或 Ish≤ Imax 式中 ish及 Ish—— 三相短路時(shí)的沖擊電流 及最大有效值電流。 電氣設(shè)備的 選擇除了要滿(mǎn)足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外，尚應(yīng)根據(jù)工程的自然環(huán)境（位置、氣候條件、化學(xué)污染、海拔高度、地震等）、電氣主接線、 短路電流水平、配電裝置的布置及工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等因素考慮。 發(fā)電機(jī) 側(cè) 回路的最大工作電流 ： IMAX = I N = 11320=11886A 與主變壓器所連回路的最大持續(xù)工作電流： 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè)共 42 頁(yè) IMAX = IN = ???? 10 32303 與三繞組變 壓器所連回路 220KV 側(cè)的最大持續(xù)工作電流： IMAX = IN = ???? 10 32303 與三繞組變壓器所連回路 110KV 側(cè)的最大持續(xù)工作電流： IMAX = IN = ???? 10 31153 斷路器的選擇 斷路器是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障情況下用作斷開(kāi)或接通電路中的正常工作電流及開(kāi)斷故障電流的設(shè)備。 SF6 斷路器和真空斷路器目前應(yīng)用廣泛，少油斷路器因其成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，依然被廣泛應(yīng)用于不需要頻繁操作及要 求不高的各級(jí)高壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已基本淘汰。 SF6 斷路器的特點(diǎn)是： （ 1）滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，單元滅弧室的工作電壓高，開(kāi)斷電流大， 時(shí)間短； （ 2）開(kāi)斷電容電流或電感電流時(shí)，無(wú)重燃，過(guò)電壓低； （ 3）電氣壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，適于頻繁操作； （ 4）操作率 小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。 1. 220KV 側(cè)斷路器的選擇 (1)主變壓器回路 最大工作持續(xù)電流： IMAX = IN = UNs = 220KV=242KV UN ? UNs 擬選型號(hào)為 LW2— 220（ W） 系列六氟化硫斷路器，參數(shù)如表 71所示 : 表 71 LW2— 220（ W） 系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù) 額定工作 電壓（ KV） 最高工作 電壓（ KV） 額定電流（ A） 3s 熱穩(wěn)定電流（ KA） 額定動(dòng)穩(wěn)定 電流峰值 （ KA） 固有分閘 時(shí)間（ S） 額定頻率 （ HZ） 220 252 2500 80 50 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW