【正文】 壓器、電抗器等等）的電抗值，對于綜合負荷以及其它相關(guān)參數(shù)值做近似忽略不計。為了方便本次課題的短路電流計算，擬采用近似計算法，通過標幺值計算，選取基準容量SB=100MVA，基準電壓UB=Uav按照我國電網(wǎng)各個電壓等級的平均額定電壓進行選擇計算。發(fā)電機等值電抗XG＊：220kV側(cè)主變壓器等值電抗XT1*:500kV側(cè)主變壓器等值電抗XT2*:聯(lián)絡變壓器等值電抗:廠用高壓變壓器等值電抗XT3*:啟動備用變壓器等值電抗XT4*:220kV系統(tǒng)等值電抗X220*=。500kV系統(tǒng)等值電抗X500*=，(以下計算省略標幺值符號*)。 各個回路的短路電流及沖擊電流的計算 計算前的基本假定（1）系統(tǒng)在正常的運行工況下，三相電力系統(tǒng)是對稱運行的；（2）所有電源短路前是空載的，且電動勢的相位角也是相同的；（3）短路過程恰好發(fā)生在短路電流剛好達到最大的一瞬間；（5）不考慮短路時的電弧阻抗以及變壓器的勵磁電流。 短路電流的具體計算方法相對應系統(tǒng)在最大運行方式之下，按照無限大容量系統(tǒng)，進行相關(guān)的短路點在最嚴重情況之下的三相短路電流計算，求取I、ish值。I 表示為三相短路時的電流；ish 表示為三相短路時的最大沖擊電流。實際手工計算時，往往是采用近似的計算方法。即忽略綜合負荷，且認為短路前電源電動勢E乃至網(wǎng)絡各點電壓均為1，則有If=1/x∑。 系統(tǒng)短路前的等值電路圖圖61 系統(tǒng)等值電路圖 系統(tǒng)各回路短路電流和沖擊電流計算(1) 1號發(fā)電機出口短路時，短路等值電路圖如圖62所示，圖62（b）是網(wǎng)絡簡化圖圖62 發(fā)電機出口端短路等值電路圖1號或2號發(fā)電機端口處發(fā)生三相短路時：各回路有名值短路電流和沖擊電流：(2) 220kV母線處發(fā)生三相短路時，短路等值電路圖如圖63所示，圖63（b）是網(wǎng)絡簡化。圖63 220kV母線短路等值電路圖220kV母線處發(fā)生三相短路時各回路有名值短路電流和沖擊電流：.(3) 500kV母線處發(fā)生三相短路時，短路等值電路圖如圖64所示，圖64（b）是網(wǎng)絡簡化圖圖64 500kV母線短路等值電路圖500kV母線處發(fā)生三相短路時各回路有名值短路電流和沖擊電流：(4) 6kV母線處發(fā)生三相短路時，短路等值電路圖如圖65所示，圖65（b）是網(wǎng)絡簡化圖圖65 6kV母線短路等值電路圖6kV母線處發(fā)生三相短路時 短路電流計算結(jié)果通過上述短路電流的計算可得短路電流計算結(jié)果如下表所示：表61 短路電流計算結(jié)果數(shù)據(jù)表發(fā)電機端口出短路電流沖擊電流6kV母線處短路電流沖擊電流220kV母線處短路電流沖擊電流500kV母線處短路電流沖擊電流第七章 主要電氣設備選擇計算書 高壓斷路器的選擇計算 高壓斷路器的選擇計算高壓斷路器的額定電壓和額定電流要滿足：UN ≥ USN（電網(wǎng)額定工作電壓kV） IN ≥ Igmax（最大持續(xù)電流）（1）220kV側(cè)進出線回路以及主變壓器高壓側(cè)最大持續(xù)工作電流為：Igmax=992A由此擬選LW7220/3150，具體參數(shù)如下表所示：表71 LW7220/3150斷路器的主要技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）極限動穩(wěn)定電流峰值（kA）固有分閘時間（s）額定頻率（HZ）LW7220/31502203150502112550（1）斷路器動穩(wěn)定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為斷路器極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時最大沖擊電流)。斷路器動穩(wěn)定極限通過電流峰值：ies =125kA，而220kV側(cè)短路沖擊電流ish =，顯然該斷路器滿足動穩(wěn)定性要求。（2）斷路器熱穩(wěn)定性校驗：I2∞t ≥ Qk式中：I∞為穩(wěn)態(tài)三相短路電流；tk為短路電流發(fā)熱等值時間；It為斷路器t秒熱穩(wěn)定電流，；，；則有：tk =+++=顯然有：2124 ≥ ；即該斷路器滿足額穩(wěn)定性要求。（2）500側(cè)進出線回路以及主變壓器高壓側(cè)最大持續(xù)工作電流為Igmax =由此擬選LW7500/3150，具體參數(shù)如下表所示：表72 LW7500/3150斷路器的主要技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）極限動穩(wěn)定電流峰值（kA）固有分閘時間（s）額定頻率（HZ）LW7—500/31505001500502112550（1）斷路器動穩(wěn)定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為斷路器極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時的最大沖擊電流)。斷路器動穩(wěn)定極限通過電流峰值：ies=125kA，而500kV側(cè)短路沖擊電流ish=，顯然該斷路器滿足動穩(wěn)定性要求。（2）斷路器熱穩(wěn)性校驗：I2∞t ≥ Qk式中：I∞為穩(wěn)態(tài)三相短路電流；tk為短路電流發(fā)熱等值時間；It為斷路器t秒熱穩(wěn)定電流，；；；則有：tk=+++=顯然有：2124 ≥ ；即該斷路器滿足額穩(wěn)定性要求。 隔離開關(guān)的選擇計算 高壓隔離開關(guān)的選擇計算高壓隔離開關(guān)的額定電壓和額定電流要滿足UN ≥ USN（電網(wǎng)額定工作電壓kV）IN ≥ Igmax（最大持續(xù)電流）（1）220kV側(cè)進出線回路以及主變壓器高壓側(cè)最大持續(xù)工作電流為：Igmax=1984A由此擬選GW7220DW，具體參數(shù)如表73所示：（1）隔離開關(guān)的動穩(wěn)定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為隔離開關(guān)極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時的最大沖擊電流)。高壓隔離開關(guān)動穩(wěn)定極限通過電流峰值：ies=100kA，而220kV側(cè)短路沖擊電流ish=，顯然該隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定性要求。表73 GW7220DW隔離開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓(kV)額定電流（A）4s熱穩(wěn)定電流（kA）極限動穩(wěn)定電流峰值kAGW7220DW220315040100（2）隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定性校驗：I2∞t ≥ Qk式中：I∞為穩(wěn)態(tài)三相短路電流；tk為短路電流發(fā)熱等值時間；It為斷路器t秒熱穩(wěn)定電流。；，由于隔離開關(guān)不能開合短路電流，可以適當取比斷路器更長一些時間用于校驗計算，故取tk=5s（下同）。顯然有：5024 ≥ ；即該隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定性要求。（2）500kV側(cè)進出線回路以及主變壓器高壓側(cè)最大持續(xù)工作電流為：Igmax=由此擬選GW4500DW，具體參數(shù)如下表所示表74 GW4500DW隔離開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓(kV)額定電流（A）4s熱穩(wěn)定電流（kA）極限動穩(wěn)定電流峰值kAGW4500DW500315050125（1）隔離開關(guān)的動穩(wěn)定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為隔離開關(guān)極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時的最大沖擊電流)。高壓隔離開關(guān)動穩(wěn)定極限通過電流峰值：ies=125kA，而500kV側(cè)短路沖擊電流ish=，顯然該隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定性要求。（2）隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定性校驗：I2∞t≥Qk式中：I∞為穩(wěn)態(tài)三相短路電流；tk為短路電流發(fā)熱等值時間；It為隔離開關(guān)t秒熱穩(wěn)定電流；；，取tk=5s。顯然有：4024 ≥ 5；即該隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定性要求。 母線的選擇計算由前面計算可知220kV側(cè)母線上最大長期工作電流：Imax=1984A。本次課題設計采用按長期發(fā)熱電流選擇母線。根據(jù)年負荷最大利用小時數(shù)Tmax均為5000h以上，查表裸導體長期允許載流量和集膚效應系數(shù)Kf,擬選用兩條125mm8mm矩形鋁導體，其型號為LMJ125mm8mm。平放允許電流為2725A，Kf=，當環(huán)境溫度為35℃時，通過查裸導體載流量在不同海拔及環(huán)境溫度下的綜合校驗系數(shù)K，可得K=，則有：KIal=2725A=2398A ≥ Imax=1984A通過查表可以確定所選導體的臨界電壓Ucr大于其最高工作電壓Umax。（1）母線的熱穩(wěn)定性校驗：正常運行時導體溫度θ：℃則有：θ=59℃，查表不同工作溫度下裸導體的C值，可得C=91。則滿足條件的發(fā)熱的最小導體截面積Smin，由短路時發(fā)熱的計算公式可得到短路熱穩(wěn)定決定的導體最小面積Smin為：℃其中：Smin為根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許截面（mm2）；C為熱穩(wěn)定系數(shù)。顯然有S≥Smin，即滿足熱穩(wěn)定性。（2）母線的動穩(wěn)定性校驗：按所采用導線放置母線形式，抗彎矩為：（m3）母線導體最大相間計算應力σph為：(Pa)同相條間應力σb為：(Pa)顯然有。即所選導體母線滿足動穩(wěn)定性。其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力（硬鋁70106Pa）。同理，500kV側(cè)最大持續(xù)工作電流Imax=。擬選用1條100mm8mm矩形鋁導體，其型號為LMJ100mm8mm。平放允許電流為1542A，Kf=，當環(huán)境溫度為35℃時，通過查裸導體載流量在不同海拔及環(huán)境溫度下的綜合校驗系數(shù)K，可得K=，則有：KIal=1542A=≥Imax=通過查表可以確定所選導體的臨界電壓Ucr大于其最高工作電壓Umax。（1）母線的熱穩(wěn)定性校驗：正常運行時導體溫度θ：℃則有θ=℃，查表不同工作溫度下裸導體的C值，可得C=95。則滿足條件的發(fā)熱的最小導體截面積Smin，由短路時發(fā)熱的計算公式可得到短路熱穩(wěn)定決定的導體最小面積Smin為：℃其中：Smin為根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許截面（mm2）；C為熱穩(wěn)定系數(shù)。顯然有S≥Smin，即滿足熱穩(wěn)定性。（2）母線的動穩(wěn)定性校驗：按所采用導線放置母線形式，抗彎矩為：（m3）母線導體最大相間計算應力σph為：(Pa)顯然有，即所選導體母線滿足動穩(wěn)定性。其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力。同理，6kV側(cè)最大持續(xù)工作電流Imax=。擬選用兩條80mm10mm矩形鋁導體，其型號為LMJ80mm10mm。豎放允許電流為2373A，Kf=，當環(huán)境溫度為35℃時，通過查裸導體載流量在不同海拔及環(huán)境溫度下的綜合校驗系數(shù)K，可得K=，則有：KIal=2373A=≥Imax=（1）母線的熱穩(wěn)定性校驗：正常運行時導體溫度θ：℃則有θ=℃，查表不同工作溫度下裸導體的C值，可得C=89。則滿足條件的發(fā)熱的最小導體截面積Smin，由短路時發(fā)熱的計算公式可得到短路熱穩(wěn)定決定的導體最小面積Smin為：℃其中：Smin為根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許截面（mm2）；C為熱穩(wěn)定系數(shù)。而S=800mm2,顯然有S≥Smin，即滿足熱穩(wěn)定性。（2）母線的動穩(wěn)定性校驗：按所采用導線放置母線形式，抗彎矩為：（m3）母線導體最大相間計算應力σph為：(Pa)同相條間應力σb為：(Pa)其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力。顯然有。即所選導體母線滿足動穩(wěn)定性。 絕緣子和穿墻套管的選擇計算本次課題設計只針對220kV側(cè)絕緣子和6kV側(cè)穿墻套管做出選擇計算 220kV側(cè)絕緣子的選擇計算根據(jù)電氣主系統(tǒng)條件，220kV側(cè)絕緣子擬選用復合棒形懸式絕緣子FXBW1220/100絕緣子。其參數(shù)如下表所示：表75 復合棒形懸式絕緣子FXBW1220/100技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（kV）額定機械拉伸負荷（kN）結(jié)構(gòu)高度（mm）最小電弧距離mmL均壓環(huán)尺寸Фd爬電距離（mm）FXBW1220/1002201002160+3019003005600絕緣子的動穩(wěn)定性校驗：而 =100=60（kN）顯然有: 故滿足動穩(wěn)定的條件。 6kV側(cè)穿墻套管選擇計算根據(jù)電氣主系統(tǒng)條件，6kV側(cè)絕緣子擬選用CWWL10/3150型穿戶內(nèi)鋁導體穿墻套管，其參數(shù)如表76所示：表76 CWWL10/3150型穿墻套管技術(shù)參數(shù)型號額定電壓kV額定電流kA額定機械拉伸負荷kN結(jié)構(gòu)高度mm最小電弧距離mmL均壓環(huán)尺寸Фd爬電距離mmCWWL10/315010031508670600301500穿墻套管的動穩(wěn)定性校驗：而 =8=（kN）顯然有:綜上，穿墻套管滿足要求。 電流互感器的選擇計算 220kV母線側(cè)電流互感器的選擇根據(jù)220kV側(cè)母線最大可持續(xù)工作電流：Imax=1984A。擬選定LCWB220W型電流互感器，具體參數(shù)如表77所示：表77 LCWB220W型電流互感器參數(shù)表額定電壓（kV）額定電流比（A）短路時熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）1s熱穩(wěn)定倍數(shù)準確級2202000/5408060、 注：L—電流互感器C—瓷絕緣B—帶有保護級W—污地區(qū)（1）電流互感器的動穩(wěn)定性校驗：則有：即該型號電流互感器滿足動穩(wěn)定性條件。（2）電流互感器的熱穩(wěn)定性校驗：計算公式為：或式中：為電流互感器的1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)。即有上述不等式顯然成立。故所選電流互感器同樣滿足動穩(wěn)定性條件。 500kV母線側(cè)電流互感器的選擇根據(jù)500kV側(cè)母線最大可持續(xù)工作電流：Imax=。擬選定LB