【正文】 2)(21 ?? = ?? = Ish2= IshC2+ IshH2= + = 110KV。 2)(21 ?? = ?? = IshH2= 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〞 4s〞 = 2 = 短路沖擊電流： ish= 2 Ksh 2s〞 = 2 = Im2０ s〞 = 2 = Im2 0s〞 = 3 230= ts 時刻短路瞬間短路電流的最大值： Im2 4s=+= 短路功率： Sd2= 3 U p2 2s=+= I2 0s=+= I2 4s = 3 230= 短路電流為： I2 0s= 3 230= Sd ts = 3 Uav2 Iz 2s= 2303 ? = Iz 0s 4s= ∴ Iz 0s=； I* ts—— t(s)時刻短路電流周期分量的有效值（ kA）。 23 aveUS? 火電廠的 總?cè)萘浚?Se∑ =3 = 計算電抗： Xjs2=X21 jeSS?= = Xjs—— 額定容量下的計算電抗； S*∑ —— 各電源合并后總的額定容量（ KVA）。 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? = 對于有限電源提供的短路電流按下式計算： ∵ Izt=I*zt 對于 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）。 電抗圖及電抗計算 由 3 100MW 火電廠電氣主接線圖和設(shè)計任務(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）。 Ish—— 三相短路全電流最大有效值，用來校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體的的熱穩(wěn)定。 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 42 短路計算的方法 對應(yīng)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，按無限 大容量系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)短路點(diǎn)的三相短路電流計算，求得I”、 ish、 Ish值。 （ 4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 （ 2）所有電源的電動勢相位角相同。 短路計算的內(nèi)容 計算發(fā)電廠相關(guān)節(jié)點(diǎn)的三相短路電流。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)生接地短路時所出現(xiàn)的不對稱短路電流，將對通信工程線路產(chǎn)生干擾，并且短路點(diǎn)還可使整個系統(tǒng)運(yùn)行解列。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、雷擊或過電壓擊穿等。 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)電廠短路電流計算 110~220KV 系統(tǒng)短路電流的計算 短路計算的意義 在供電系統(tǒng)中，危害最大的故障就是短路。 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 額定電壓 空載損耗 阻抗電壓（ %） 150000 （ KVA） , 0, 11NnY y d 高壓： 242177。 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 額定電壓 空載損耗 阻抗電壓 空載電流 150000 （ KVA ） 11,NYd 高壓： 242177。 本設(shè)計中的主變選擇如下： 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)計資料》，選定變壓器的容量為 150MVA。 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。 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。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。 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。 （ 3）兩臺變壓器并列運(yùn)行互為備用時，其原則與前述聯(lián)絡(luò)變壓器同。 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）又最小時能將全部剩余功率送出。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。 無調(diào)節(jié)水庫的徑流電站，偏僻山區(qū)的運(yùn)輸困難的電站可采用兩臺小容量的變壓器并列運(yùn)行。 為減少主變壓器臺數(shù)，可考慮采用擴(kuò)大單元接線。在備用電源總出口裝設(shè)隔離開關(guān) (或刀開關(guān) )，以便該電源故障或檢修時，各母線段可以相互備用。如圖 36 所示。 備用電源與廠用母線的連接方式 備用電源 2~4段 2~4段 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 35 圖 36 一個備用電源與各個廠用母線段的連接方式 全廠只有一個高壓備用電源時，為了節(jié)省電 纜和縮小因電纜實(shí)驗(yàn)檢修時而失去備用的范圍。 備用電源引線方式 廠內(nèi)有兩級升高電壓母線時，備用電源應(yīng)由與系統(tǒng)有聯(lián)系的最低電壓級母線引出。使備用電源自動投入 ,以迅速恢復(fù)廠用電設(shè)備的正常工作。為了提高廠用電工作的可靠性，需裝設(shè)備用電源自動投入裝置。 明備用是正常運(yùn)行中專設(shè)一臺廠用變壓器作為備用電源，當(dāng)任一臺廠用工作變壓器檢修或蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 34 故障以及機(jī)、爐起、停用時，可將廠用電設(shè)備的正常工作。圖 35 所示的暗備用方式中，火電廠裝有二機(jī)二爐。 暗備用是指在正常運(yùn)行中，所有廠用電電源都投入工作，沒有明顯斷開的備用電源。由于本發(fā)電機(jī)只有 3 個工作電源所以不必要設(shè)第 2 個備用電源 ,所以備用電源只需一個。 表 33 高、低壓備用電 源的數(shù)量 電廠類型 高壓廠用備用電源 低壓廠用備用電源 一般電廠 與第六個工作電源同時設(shè)置第二個備用電源 與第八臺低壓廠用工作變壓器同時設(shè)置第二個備用電源 單元控制的100～ 125ＭＷ機(jī)組 與第五個工作電源同時設(shè)置第二個備用電源 與第八臺低壓廠用工作變壓器同時設(shè)置第二個備用電源 200ＭＷ機(jī)組 三臺機(jī)組及以下設(shè)一個，超過三臺時，每兩臺機(jī)組設(shè)一個起動（備用）電源 兩臺機(jī)組設(shè)一臺備用變壓器 300ＭＷ機(jī)組 600ＭＷ機(jī)組 當(dāng)高壓廠用起動（備用）變壓器檢修時，不應(yīng)影響機(jī)組起停 每臺機(jī)組設(shè)一臺備用變壓 器，或采用兩臺變壓器互為備用的方式。備用電源的引接應(yīng)保證其獨(dú)立性避免與廠用工作電源由同一電源處引接，并有足夠的供電容量。 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 32 圖 33 從發(fā)電機(jī)電壓母線引出廠用工作電源 當(dāng)發(fā)電機(jī)和主變壓器成單元連接時 , 高壓廠用工作電源一般由主變壓器低壓側(cè)引接 ,供給該機(jī)組的廠用負(fù)荷 ,如圖 34 所示。 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 31 表 32汽輪機(jī)、鍋爐容量對照表 汽輪機(jī)輸出功率（ＭＷ） 6 12 25 50 100 125 200 300 600 鍋爐容量（ t/h） 35 65 130 220 410 400 670 ～ 1000 ～ 2021 參數(shù) Pa450℃ Pa450℃ Pa450℃ Pa540℃ Pa540℃ Pa555/555℃ Pa540/540℃ ～540/540℃ ～540/540℃ 高壓廠用母線的接線方式（如圖 32）所示 圖 32 一爐兩段由同一臺變壓器供電，每段有備用電源 高壓廠用工作電源引線方式 高壓廠用工作電源應(yīng)由發(fā)電機(jī)電壓回路引接 ,盡量滿足爐、機(jī)、電的要求。１類負(fù)荷較少時也可用一段母線，并以刀開關(guān)將該母線分為兩個半段 每臺機(jī)組一段 ≧1000 每一級高壓廠用母線應(yīng)為兩段 每爐兩 段 每段母線由一臺變 壓器供電 表 31按鍋爐容量決定的廠用母線段數(shù) 我國常采用的氣輪機(jī)，鍋爐容量對照表 32。啟動備用變壓器電源引自升高電壓母線，采用明備用方式。為了能限制廠用電系統(tǒng)的短路電流，以便是 6KV 系統(tǒng)能采用輕型斷路器，并能保證電動機(jī)自啟動時母線電壓水平和滿足廠用電纜截面等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求，高壓工作廠用變壓器選用分裂變壓器，其低壓分裂繞組分別供 6KV 兩個分段廠用母線。一般電廠中，都以啟動電源兼作備用電源。 （ 5）在設(shè)計廠用電接線時，還應(yīng)對廠用電的電壓等級、中性點(diǎn)接地方式、廠用電源及其引線和廠用電接線形式等問題，進(jìn)行分析和論證。 （ 3）廠用電源的對應(yīng)供電性。 設(shè)計 原則 廠用電的設(shè)計原則與主接線的設(shè)計原則基本相同，主要有： （ 1）接線應(yīng)保證對廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 5） 200MW 及以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。 （ 3）充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動（備用）電源能在短時內(nèi)投入。特別是 200MW 及以上機(jī)組，應(yīng)做到這一點(diǎn)。由于本次設(shè)計廠用負(fù)荷不涉及低壓負(fù)荷，所以低壓廠用電部分不作為本次設(shè)計的內(nèi)容。 本次設(shè)計發(fā)電機(jī)容量為 100MW。 容量 100~300MW，當(dāng)采用 6KV。 廠用電壓等級 火力發(fā)電廠采用 3KV、 6KV、和 10KV 作為高壓廠用電， 在滿足技術(shù)要求的 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 28 前提下，優(yōu)先采用較低的電壓，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。 二類負(fù)荷 二類負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失 者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過成被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)和滿發(fā)地運(yùn)行。這些電動機(jī)以及全廠的運(yùn)行、操作、試驗(yàn)、檢修、照明用電設(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。由于 110KV 側(cè)我們采用單母線分段型式接線，所以旁路母線接線采用分段斷路器兼作旁路斷路器接線。因此，一般需設(shè)置旁路母線或旁路隔離開關(guān)。根據(jù)第一節(jié)介紹的旁路母線 或旁路隔離開關(guān)的設(shè)置原則，110~220KV 線路輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)。為了克服單母分段接線當(dāng)一段母線或母線開關(guān)故障或檢修時該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電的缺點(diǎn)，可增設(shè)旁路母線或旁路隔離開關(guān)。 （二） 110KV 側(cè)出線有三回 , 每回出線最大輸送容量為 35KV，根據(jù)對各種接線形式的適用范圍的了解， 110KV 側(cè)可以采用單母線分段或 3~5 角形接線。在大中型發(fā)電廠和變電站廣為采用。根據(jù)第一節(jié)對各種接線形式的適用范圍的介紹， 220KV 側(cè)可以用單母分段接線或者雙母線接線形式。通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第二方案為設(shè)計最終方案。 3） 110KV 操作過程相對簡單 經(jīng)濟(jì)性 1） 220KV 設(shè)備相對少，投資?。? 2） 110KV 增加了一臺旁路斷路器的投資 1） 220KV 設(shè)備相對多，投資較大； 2） 110KV 設(shè)備少，投資小 鑒于本電廠有兩種電壓級，且機(jī)組容量為 125MW 以下，我們采用兩臺三繞組變壓器與兩種升高電壓母線連接。 靈活1） 220KV 運(yùn)行方式相對簡單，靈活性差； 1）各電壓級接線方式靈活性都好； 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 25 性 2）各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。 蘭州理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文 24 圖 112 第二種方案主接線圖 現(xiàn)對這兩個方案進(jìn)行綜合比較：（如表 21） 表 21 方案比較 方案 項(xiàng)目