【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過(guò)的材料。均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。廠用電負(fù)荷分類........

　　

【正文】 確定主變壓器臺(tái)數(shù)的因素很多，主要取決于該電廠在系統(tǒng)中的重要性并結(jié)合電廠本身的裝機(jī)臺(tái)數(shù)。 為減少主變壓器臺(tái)數(shù)，可考慮采用擴(kuò)大單元接線。 一般裝機(jī)一至三臺(tái)的小型非骨干電廠以確定一臺(tái)主變壓器為宜，裝機(jī)四臺(tái)及以上的小型電廠可考慮確 定兩臺(tái)主變壓器以滿足運(yùn)行的可靠性和靈活性。 無(wú)調(diào)節(jié)水庫(kù)的徑流電站，偏僻山區(qū)的運(yùn)輸困難的電站可采用兩臺(tái)小容量的變壓器并列運(yùn)行。 主變壓器的容量確定 1）發(fā)電機(jī) —變壓器單元接線中的主變?nèi)萘繎?yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組廠用電后，留有 10%的裕度來(lái)確定。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。 2）高、中壓電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)變壓器應(yīng)按兩級(jí)電網(wǎng)正常與檢修狀態(tài)下可能出現(xiàn)的最大功率交換確定容量，其容量一般不應(yīng)低于接在兩種電壓母線上最大一臺(tái)機(jī)組的容量。 3）小型電廠機(jī)端電 壓母線上的升壓變壓器的容量選擇條件為： （ 1）接于該母線上的發(fā)電機(jī)處于全開滿載狀態(tài)而母線負(fù)荷（包括廠用電）又最小時(shí)能將全部剩余功率送出。 （ 2）發(fā)電機(jī)開機(jī)容量最小、母線負(fù)荷最大時(shí)，經(jīng)主變壓器倒送的功率。 （ 3）兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行互為備用時(shí)，其原則與前述聯(lián)絡(luò)變壓器同。由于變壓器的檢修周期長(zhǎng)，而且它可與該母線上的發(fā)電機(jī)檢修相配合，因此不需因檢修增加容量。 變壓器型式的選擇 1）單相變壓器的使用條件 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 38 一般用三相變壓器，單相變壓器應(yīng)用于 500KV 及以上的發(fā)電廠、變電站中。 2）三繞組普通變壓器和三繞組自耦變 壓器的使用條件 使用三繞組變壓器比使用兩臺(tái)雙繞組變壓器經(jīng)濟(jì)。使用自耦變壓器不經(jīng)濟(jì)，且自耦變壓器只能用于高、中壓中性點(diǎn)都有效接地的電網(wǎng)，故其只能用于 220KV 及以上的發(fā)電廠和變電站。且自耦變阻抗較小可能使短路電流增加，故應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。 3）有載調(diào)壓變壓器的使用條件 在電壓變化范圍大且變化頻繁的情況下需使用有載調(diào)壓變壓器。 有載調(diào)壓變壓器的價(jià)格較貴，質(zhì)量不行大大降低其可靠性，所以應(yīng)慎用。 一般中小電廠設(shè)立發(fā)電機(jī)電壓母線的，連接該母線與高、中壓電網(wǎng)的變壓器可能出現(xiàn)功率倒送，為保證母線負(fù)荷供電電壓質(zhì)量要求 ，通常要帶負(fù)荷調(diào)節(jié)電壓；地方變電站、工礦企業(yè)的自用變電站往往日負(fù)荷變化幅度很大，要滿足電能質(zhì)量也需帶負(fù)載調(diào)壓； 330KV 及以上的變電站在晝夜負(fù)荷變化時(shí)高壓側(cè)端電壓變化很大，為維持中低壓電壓水平需裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器。 根據(jù)本設(shè)計(jì)具體情況，應(yīng)該選擇兩組變壓器，一組為三繞組 2 臺(tái)，另一組為雙繞組 2 臺(tái)。 本設(shè)計(jì)中的主變選擇如下： 容量確定公式： 1001 1 0 % ( 1 5 % ) 1 1 0 % ( 1 5 % ) 1 2 3c o s 0 . 8 5NN PS M V A? ? ? ? ? ? ? ? ??— — — — 查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)資料》，選定變壓器的容量為 150MVA。 由于升壓變壓器有兩個(gè)電壓等級(jí)，所以這里選擇兩臺(tái)三繞 組變壓器和一臺(tái)雙繞組變壓器，查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》選定主變型號(hào)為： ①雙繞組為 SFP7150000/220 型。 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 39 主要技術(shù)參數(shù)如表 41： 表 41 技術(shù)參數(shù) 額定容量 連接組標(biāo)號(hào) 額定電壓 空載損耗 阻抗電壓 空載電流 150000 （ KVA ） 11,NYd 高壓： 242177。 2% 低壓： （ KV） 140(KW) % % ②三繞組為 SFPS150000/220 型。 主要技術(shù)參數(shù)如表 42： 表 42 技術(shù)參數(shù) 額定容量 連接組標(biāo)號(hào) 額定電壓 空載損耗 阻抗電壓（ %） 150000 （ KVA） , 0, 11NnY y d 高壓： 242177。 2% 中壓： 121 低壓： （ KV） 168(KW) 高中： 中低： 高低： 所以一次性選擇兩臺(tái) SFPS7150000/220 型變壓器為主變。 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 40 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 41 第 5章 火力發(fā)電廠短路電流計(jì)算 110~220KV 系統(tǒng)短路電流的計(jì)算 短路計(jì)算的意義 在供電系統(tǒng)中，危害最大的故障就是短路。所謂短路就是供電系統(tǒng)一相或多相載 流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤操作、雷擊或過(guò)電壓擊穿等。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部短路故障的 70%在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍甚至大幾十倍，通可達(dá)數(shù)千安，短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備和電纜。在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電機(jī)正常，發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信工程線路產(chǎn)生干擾，并且短路點(diǎn)還可使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行解列。 短路計(jì)算的目的 （ 1）對(duì) 所選電氣設(shè)備進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)； （ 2）進(jìn)行變壓器和線路保護(hù)的整定值和靈敏度計(jì)算。 短路計(jì)算的內(nèi)容 計(jì)算發(fā)電廠相關(guān)節(jié)點(diǎn)的三相短路電流。 基本假定 ： （ 1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 （ 2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。 （ 3）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱；定子三相繞組空間相差 1200 電氣角度。 （ 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)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 42 短路計(jì)算的方法 對(duì)應(yīng)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，按無(wú)限 大容量系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)短路點(diǎn)的三相短路電流計(jì)算，求得I”、 ish、 Ish值。 I〞 —— 三相短路電流； ish—— 三相短路沖擊電流，用來(lái)校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。 Ish—— 三相短路全電流最大有效值，用來(lái)校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體的的熱穩(wěn)定。 Sd—— 三相短路容量，用來(lái)校驗(yàn)斷路器和遮斷容量和判斷容量是否超 過(guò)規(guī)定 值，作為選擇限流電抗的依據(jù)。 電抗圖及電抗計(jì)算 由 3 100MW 火電廠電氣主接線圖和設(shè)計(jì)任務(wù)書中給出的相關(guān)參數(shù) ,可畫出系統(tǒng)電抗圖如圖 51 所示 選取基準(zhǔn)容量為 Sj=100MVA Uj= Uav = Sj—— 基準(zhǔn)容量（ MVA）； Uav—— 所在線路的平均電壓（ kV）。 以下均采用標(biāo)幺值計(jì)算方法，省去“ *”。 對(duì)于 QFN1002 發(fā)電機(jī)電抗： X7=X8=X12=Xd〞 ejSS = SFPZ712021/220 型雙繞組變壓器的電抗： X11= 100%kU ejSS=1012 12021 = 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 43 圖 (51) 式中 Uk％ —— 變壓器短路電壓的百分?jǐn)?shù)（％）； Se—— 最大容量繞組的額定容量（ MVA）； Sj—— 基準(zhǔn)容量（ MVA）。 SFPSZ712021/220 型三繞組變壓器高壓、中壓、低壓的電抗值： X9=X10=2021 （ Ud 高中 %+Ud 高低 %－ Ud 中低 %） ejSS =2021 (14+23－ )12021 = X3=X4=2021 (Ud 高中 %+ Ud中低 %－ Ud 高低 %) ejSS =2021 (14+7－ 23) 12021 =－ 220KV 系統(tǒng) G3 C2 110KV 系統(tǒng) C1 ? G2 ? G1 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 44 X6=X5=2021 ( Ud 高低 %+ Ud 中低 %－ Ud 高中 %) ejSS =2021 (23+7－ 14) 12021 = 線路阻抗（設(shè)計(jì)任務(wù)書中已給出）： X1= X2= 220KV 母線上發(fā)生短路時(shí)（ d2 點(diǎn)）的計(jì)算 將系統(tǒng)電抗圖簡(jiǎn)化（如圖 52）并計(jì)算： X13=X11+X12=+= X14=21 (X5+X7) =21 (X6+X8)= 21 (+)= X15=21 X3=21 (－ )= － 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 45 X16=21 X9=21 = X17=X1+X15=+(－ )= X18=X17+X16+ 141617XXX C2 C1 d2 ? 220KV 系統(tǒng) 110KV 系統(tǒng) 圖 (5— 2) Ｇ ３ 圖 (5— 3) Ｇ Ｇ ３ Ｇ C2 C1 d2 220KV 系統(tǒng) 110KV 系統(tǒng) d2 C G 圖 (5— ５ ) 220KV 系統(tǒng) d2 C2 C1 220KV 系統(tǒng) 110KV 系統(tǒng) 圖 (5— ４ ) 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 46 =++ ? = X19=X16+X14+ 171416XXX=++ ? = X20=X2∥ X18= ?? = X21=X13∥ X19= ?? = 短路點(diǎn)短路電流的計(jì)算： 根據(jù)任務(wù)書的要求 ,系統(tǒng)是在最大運(yùn)行方式下進(jìn)行短路計(jì)算 ,而且系統(tǒng)為 110KV 和 220KV 系統(tǒng)為無(wú)窮大容量系統(tǒng)： 因此對(duì)于無(wú)限大容量系統(tǒng)： Ij= jjUS3 (基準(zhǔn)電流 ) E∑ =1 I*〞 = I*z = I*∞ = ?*1X； I*z—— 短路電流周期分量的標(biāo)幺值； I*〞 —— 0 秒短路電流周期分量的標(biāo)幺值； X*∑ —— 電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗標(biāo)幺值； I*∞ —— 時(shí)間為∞短路電流周期分量的標(biāo)幺值。 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 47 I2〞 =Iz=I∞ = 201X Ij2(=I*zIj)= 201X 23 jjUS= 2303100? = 對(duì)于有限電源提供的短路電流按下式計(jì)算： ∵ Izt=I*zt Iez= I*zt 23 aveUS? 火電廠的 總?cè)萘浚?Se∑ =3 = 計(jì)算電抗： Xjs2=X21 jeSS?= = Xjs—— 額定容量下的計(jì)算電抗； S*∑ —— 各電源合并后總的額定容量（ KVA）。 Iz ts—— t(s)時(shí)刻短路電流周期分量的有效值（ kA）。 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得 (0s、 2s、 4s 時(shí) )： I* 0s=； I* 2s=； I* 4s= ∴ Iz 0s= I* 0s Iez= 2303 ? = 以下同 Iz 2s= 2303 ? = Iz 4s= 2303 ? = 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 48 短路容量： Sd ts = 3 Uav2 Iz t s Sd 0s= 3 230= Sd 2 s = 3 230= Sd 4s = 3 230= 短路電流為： I2 0s〞 = I2〞 + Iz 0s=+= I2 2s〞 = I2〞 + Iz 2s=+= I2 4s〞 = I2〞 + Iz 4s=+= 短路功率： Sd2= 3 U p2 I2 0s〞 = 3 230= ts 時(shí)刻短路瞬間短路電流的最大值： Im2 0s〞 = 2 I2０ s〞 = 2 = Im2 2s〞 = 2 I2 2s〞 = 2 = Im2 4s〞 = 2 I2 4s〞 = 2 = 短路沖擊電流： ish= 2 Ksh I2〞 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 49 ① 無(wú)限大容量電源：查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分 P141 當(dāng)短路發(fā)生在高壓母線上 ,取 Ksh= 由此可知 ishC2= 2 = ② 火電廠：取 Ksh= 由此可知 ishH2= 2 Iz 0s = 2 = 所以短路沖擊電流 ish2= ishC2+ ishH2=+= 短路全電流最大有效值： Ish=I〞 2)1(21 ?? shK IshC2= I2〞 2)(21 ?? = ?? = IshH2= Iz 0s 2)(21 ?? = ?? = Ish2= IshC2+ IshH2= + = 110K