【正文】 發(fā)電廠第二期工程電氣部分初步設(shè)計(jì) 13 為歸算到短路處電壓級(jí)的第 i 臺(tái)等值發(fā)電機(jī)的額定電流；NiI對(duì)應(yīng)于所選基準(zhǔn)功率 在短路處電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流。BBS(5)沖擊電流的計(jì)算三相短路發(fā)生后的半個(gè)周期（t=）短路電流的瞬時(shí)值達(dá)最大，稱為沖擊電流 ich其值近似計(jì)算為： ()chdII?發(fā)電機(jī)—變壓器與系統(tǒng)之間： ()? 計(jì)算步驟(1)選擇計(jì)算短路點(diǎn)。(2)繪出等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖） ，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。(3)化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗 。??x(4)求出計(jì)算電抗 。js(5)由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。(6)計(jì)算無(wú)限大容量電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。(7)計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。(8)計(jì)算短路電流沖擊值。(9)計(jì)算異步電機(jī)供給的短路電流。(10)繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。第 5 章 電氣設(shè)備選擇 電氣設(shè)備選擇總則電器選擇的一般條件：（1）額定電壓和最高工作電壓電器所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電器允許最高工作電壓 U，即 U Usm。一般電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220KV?及以下時(shí)為 ；額定電壓為 330～500KV 時(shí)為 ；而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 Usm一般不超過(guò) ，因此在選擇電器時(shí)，一般可按照電器的額定電壓 UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 UNS的條件選擇，發(fā)即 UN UNS。?（2）額定電流電器的額定電流 IN是指在額定周圍環(huán)境溫度 o下，電器的長(zhǎng)期允許電流。I N應(yīng)不?小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax,即 IN Imax。由于發(fā)電機(jī)、?調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 Imax為發(fā)電機(jī)調(diào)相機(jī)或變壓器的額定電流的 倍；若變壓器有過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，I max應(yīng)按過(guò)負(fù)荷確定(～2)倍變壓器額定電流)；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的 Imax；母線分段電抗器的 Imax應(yīng)為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需的電流，或最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的 50%～80%；出線回路的 Imax除考慮正常負(fù)荷電流(包括線路損耗)外，還應(yīng)考慮事故時(shí)由其它回路轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷。（1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)電器時(shí)，器各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為: （）2tkIQ?式中: ――短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；kQ――電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間2tI（2）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定，滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： 或eshi?sheI式中： ――短路沖擊電流幅值及其有效值；　s、 ――電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。esiI下列幾種情況可不效驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：1)用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。2)采用有限泳流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；3)裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。（3）短路電流計(jì)算條件　　 為使所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定。1)容量和接線　按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算。并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景規(guī)化其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。2)短路種類、一般按三相短路驗(yàn)算，若其它種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。4300MW 發(fā)電廠第二期工程電氣部分初步設(shè)計(jì) 15 3)計(jì)算短路點(diǎn)，選擇通過(guò)電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。（4）短路計(jì)算時(shí)間校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開(kāi)斷能力時(shí)，還必須合理地確定短路計(jì)算時(shí)間驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 和相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間 之和。kt prt abt即： 而abpr??aint??式中： ―― 斷路全開(kāi)斷時(shí)間；t――后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；pr――斷路器固有分閘時(shí)間；int――斷路器開(kāi)斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間，對(duì)少油斷路器為 ～和壓縮空氣斷路器約為 ～。6SF 高壓斷路器的選擇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(zhì)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、SF 6斷路器、真空斷路器等。 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，大多數(shù)是由制造廠配套供應(yīng)，公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(dòng)機(jī)構(gòu)可供選擇。一般電磁式操動(dòng)機(jī)構(gòu)需配專的直流合閘電源，但其結(jié)構(gòu)加工精度要求較高。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式，可根據(jù)安裝調(diào)試方便和運(yùn)行可靠性進(jìn)行選擇。額定電壓選擇 ()NSU?額定電流選擇 ()MAXI 壓斷路器的額定開(kāi)斷電流 ,不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電周期分量 ,即nbrI ptI。當(dāng)斷路器的 較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，出可以用次暫態(tài)電ptnbrI?nbrI流 進(jìn)行選擇，即 。? 一般斷路器開(kāi)斷單相短路的能力比開(kāi)斷三相短路要大，國(guó)外研究結(jié)果表明，約大 15%，但國(guó)內(nèi)尚無(wú)正式數(shù)據(jù)，如單相短路電流大于三相短路電流時(shí)，暫以單相短路為選擇條件。我國(guó)生產(chǎn)的高壓斷路器，由于開(kāi)斷時(shí)間較長(zhǎng)( )，短路電流非周期分量幅值 20%的要?求。對(duì)于使用快速保護(hù)和高速斷路器者，其開(kāi)斷時(shí)間小于 ，當(dāng)在電源附近短路時(shí)，短路電流的非周期分量可能超過(guò)周期分量的 20%，因此需要進(jìn)行驗(yàn)算。短路電流 IK為: IK= ()22)(aTrbtweIpt???沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 式中：I pt開(kāi)斷瞬間短路電流周期分量有效值，當(dāng)開(kāi)斷時(shí)間小于 時(shí)，Ipt (A)? tbr開(kāi)斷計(jì)算時(shí)間(S) Ta非周期分量衰減時(shí)間常數(shù) Ta= (rd)?rx其中 ， 電源至短路點(diǎn)的等效總電抗和總電阻。?xr 如計(jì)算結(jié)果非周期分量超過(guò) 20%以上時(shí)，訂貨時(shí)應(yīng)向制造部門提出要求。裝有自動(dòng)重合閘裝置的斷路器，當(dāng)操作循環(huán)符合廠家規(guī)定時(shí)，其額定開(kāi)斷電流不變。短路關(guān)合電流的選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已存在故障，則在斷路器合閘過(guò)程中，動(dòng)、靜觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過(guò)(預(yù)擊穿)，更容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞。且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地在接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)還要求能夠切斷短路電流，因此，額定關(guān)合電流是斷路器重要參數(shù)之一。為了保證斷路器在關(guān)全短路時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流 iNC1不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值 ish,即：i NC1 ish? ktQI2() ()shei? 隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)種類和型式的選擇隔離開(kāi)關(guān)的型式較多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。它對(duì)配電裝置的布置和占地面積有很大影響，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來(lái)確定。 ()NSU? ()MAXI ()ktQi2 ()she? 電流互感器的選擇4300MW 發(fā)電廠第二期工程電氣部分初步設(shè)計(jì) 17 一次回路額定電壓和電流的選擇電流互感器一次回路額定電壓和電流應(yīng)滿足：， ()NSU?1MAXI1式中 、 為電流互感器一次額定電壓和電流1NU!I為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。 二次額定電流的選擇電流互感器的二次額定電流有 5A 和 1A 兩種，般弱電系統(tǒng)用 1A,強(qiáng)電系統(tǒng)用 5A。當(dāng)配電裝置(例如超高壓)距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)，為能使電流互感器能多帶二次負(fù)荷或減小電纜截面，提高準(zhǔn)確級(jí)，應(yīng)盡量采用 1A。 電流互感器種類和型式的選擇在選擇互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)(如屋內(nèi)、屋外)和安裝方式(如穿墻式、支持式、裝入式等)選擇其型式。選用母線型時(shí)應(yīng)注意校核窗口尺寸。 電流互感器準(zhǔn)確級(jí)和額定容量的選擇 為了保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得不低于所供測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí)。當(dāng)所供儀表要求不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，應(yīng)按相應(yīng)最高級(jí)別來(lái)確定電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)。為了保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，互感器二次側(cè)所接負(fù)荷 S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量 ，即2NS ()122ZISNN?? 熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)只對(duì)本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1S 允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流 It或一次側(cè)的額定電流 IN1的倍數(shù) Kt來(lái)表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗(yàn)(t=1) ()KNtKt Qi??212)(或電流互感器內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力常以允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流 ies或一次額定電流最大值(IN1)的倍數(shù) Kes―動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)表示，故內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn) ies ish或2 ?IN1Kes ，使電流互感器絕緣瓷帽上受到外力的作用，?因此，對(duì)于瓷絕緣型電流互感器校驗(yàn)套管的機(jī)械強(qiáng)度。瓷套管的作用力可由一般電動(dòng)力公式計(jì)算，故外部動(dòng)穩(wěn)定應(yīng)滿足沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 () )( ???式中: ―作用于電流互感器瓷帽端部的允許力。alF ―電流互感器出線端至最近一個(gè)母線支柱絕緣子之間的跨距。 系數(shù) 表示互感器瓷套端部承受該跨電動(dòng)力的一半。 電壓互感器的選擇 一次回路電壓的選擇為了確保電壓互感器的安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確等級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓 UNS應(yīng)在(～) U N1范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足下列條件： UN1UNS () 二次回路電壓的選擇電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求。 種類和型式的選擇220kV 及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器 容量和準(zhǔn)確級(jí)選擇首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上，然后計(jì)算各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級(jí)和額定容量。 電壓互感器的配置（1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不能失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。（2）6—220KV 電壓等級(jí)的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。（3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。（4）發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。（5）500KV 電壓互感器按下述原則配置：對(duì)雙母線接線，宜在每回出線和每組母線的三相上裝設(shè)電壓互感器。對(duì)一臺(tái)半斷路器接線，應(yīng)在每回出線的三相上裝設(shè)電壓互感4300MW 發(fā)電廠第二期工程電氣部分初步設(shè)計(jì) 19 器；在主變壓器進(jìn)線和每組母線上，應(yīng)根據(jù)繼電保護(hù)裝置，自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求，在一相或三相上裝設(shè)電壓互感器。 裸導(dǎo)體的選擇裸導(dǎo)體一般按下列各項(xiàng)選擇和校驗(yàn)：(1)導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式(2)導(dǎo)體截面(3)電暈(4)熱穩(wěn)定(5)動(dòng)穩(wěn)定(6)共振頻率 導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式常用導(dǎo)體材料有銅、鋁和鋁合金。因?yàn)殂~價(jià)格高，因此只用在持續(xù)工作電流大且出線位置特別狹窄或?qū)︿X有嚴(yán)重腐蝕而對(duì)銅腐蝕較輕的場(chǎng)所。因?yàn)殇X價(jià)廉，一般采用或鋁合金材料作為導(dǎo)體材料。常用的硬導(dǎo)體截面有矩形、槽形和管形。矩形導(dǎo)體散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大。為避免集膚效應(yīng)系數(shù)過(guò)大，單條矩形截面最大不超過(guò) 1250mm　。當(dāng)工作電流超過(guò)最大截面單條導(dǎo)體允許截流量時(shí)，可將 2～4 條矩形導(dǎo)體并列使用，4 條并列一般避免。矩形導(dǎo)體一般只用于 35KV 及以下，電流在 4000A 及以下的配電裝置中。槽形導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，用于 4000～8000A 的配電裝置中。管形導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)小、機(jī)械強(qiáng)度高、管內(nèi)可以通水或通風(fēng)，因此，可用于 8000A 以上的