【正文】 為 ? ? ? ? 0 2 3 1 428 ?????? XXX (a)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn) (b)進(jìn)一步化簡(jiǎn) 圖 等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn) K 1sK 1G 2G 1 G 2s K 1K 4K 2K 3G 1 G 2s 7 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說明書 20 系統(tǒng)供給的短路電流不衰減，其周期分量有效值 標(biāo)么值 50 11 1 ???? XI s 有效值 ? ?kAUSII kavBss ????? ?? 等值機(jī) G對(duì)短路點(diǎn) K1的計(jì)算電抗為 ????? BGNjs SSXX 查附圖的運(yùn)算曲線，可得 ? ? ??I ， ? ? ??I ， ? ? ??I 歸算至短路點(diǎn)處電壓級(jí)等值機(jī) G的額定電流為 ? ?kAUSIkavGNG 66723 ????? 于是短路點(diǎn) K1的不同時(shí)刻三相短路電流周期分量有效值分別為 ? ? ? ?kAIIII SNG 0 ?????? ? ? ?kAI ???? ? ?kAI ???? ? ?kAIi sh ???? 300MW 發(fā)電機(jī)出口短路 (k2) 將圖 (a)和 (b)所示。這是純電抗等值網(wǎng)絡(luò)，圖中電抗值前的 j 均已略去，并將電抗下標(biāo)“ *”也略去，相應(yīng)的運(yùn)算以實(shí)數(shù)運(yùn)算。 短路電流參數(shù)計(jì)算 視系統(tǒng)為無限大容量電源，即 ??S ，已經(jīng) 220kV 母線與系統(tǒng)聯(lián)系的電抗標(biāo)么值 ?lX 。如圖 (a)的網(wǎng)絡(luò) ,令 0321 ??? ??? EEE ,在短路點(diǎn) ??3k 加電動(dòng)勢(shì) kE? ,使之將圖 (a)網(wǎng)絡(luò)等效變?yōu)閳D (b)等值網(wǎng)絡(luò)。I —— 起始次暫態(tài)電流； impk —— 沖擊系數(shù)，一般取 。39。 1 13 2 3 21X 3X 31X 12X 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說明書 17 短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算 BsNtNtt IIIIIII ????? ??? 2211 其中 )3/(11 kavNN USI ??? ? )3/(22 kavNN USI ??? ? ? ? )3/( kavBB USI ?? 式中 kavU? —— 短路點(diǎn) k 所在電壓級(jí)的平均額定電壓， kV； 1?NI 、 2?NI —— 歸算至短路點(diǎn)電壓級(jí)各等值電源的額定電流， kA。 ? ? ? ?? ? NBT SSUX 100 %2121 ??? ? 式中 ? ?21??TX —— 分裂變壓器高壓繞組與一個(gè)低壓繞組間的電抗標(biāo)么值； ? ?? ?%21?U —— 分裂變壓器半穿越電抗百分?jǐn)?shù)， %； NS —— 分裂分壓器的額定容量。 ? ?NBkT SSUX 100%?? 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說明書 15 式中 TX? —— 變壓器電抗標(biāo)么值 ； ? ?%kU —— 變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)或阻抗電壓百分?jǐn)?shù)， %； NS —— 變壓器額定容量， MVI 、 ??2I 、 ??4I ； (10) 計(jì)算短路的沖擊電流 shI 。0 ??E ，電抗用次暫時(shí)態(tài)電抗 39。 短路電流計(jì)算步驟 實(shí)用計(jì)算中，用運(yùn)算曲線法計(jì)算短路電流的具體步驟： (1) 選擇短路計(jì)算點(diǎn)； (2) 系統(tǒng)元件參數(shù)計(jì)算 (標(biāo)么制 )，取基準(zhǔn)容 量 BS ，基準(zhǔn)電壓 navB UU ?? (各級(jí)平均額定電壓 )，按平均額定電壓之比計(jì)算元件電抗的標(biāo)么值； 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說明書 14 (3) 對(duì)電動(dòng)勢(shì)、負(fù)荷的簡(jiǎn)化，取各發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì) ? ? 139。 綜上述分析，計(jì)算電路圖中的短路點(diǎn)可設(shè)置為四點(diǎn)，即母線、發(fā)電機(jī)出口、廠高變分裂繞組一側(cè)和高備變分裂繞組一側(cè)。校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體時(shí)，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路點(diǎn)，使通過的短路電流校驗(yàn)值為最大。在本設(shè)計(jì)的電氣主系統(tǒng)中，由于發(fā)電機(jī)出口采用分相封閉母線，故障幾率小，所以運(yùn)行可靠性高 ,及不可能出現(xiàn)比三相短路更為嚴(yán)重的短路類型，所以只需計(jì)算三相短路電流。 短路類型 一般按三相短路計(jì)算。但不考慮在切換過程中可能短時(shí)并列運(yùn)行的接線方式 (如切換廠用變壓器時(shí)的短時(shí)并列 )。 (9) 忽略線路對(duì)地電容和變壓器的勵(lì)磁支路，計(jì)算 110kV 及以上高壓電網(wǎng)時(shí)，忽略線路電阻的影響，只計(jì)電抗。 (7) 短路點(diǎn)以外的負(fù)荷可以去掉，當(dāng)短路點(diǎn)附近有大容量電動(dòng)機(jī)時(shí)，則要計(jì)及電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。39。39。?E ，且同相位。dX 。 (3) 短路發(fā)生在短路電流最大的瞬間。 一般規(guī)定 計(jì)算的假定條件 短路電流實(shí)用計(jì)算中，作如下假設(shè)： (1) 正常工作時(shí)三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說明書 12 6 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的主要目的 電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算的主要目的有 : (1) 選擇導(dǎo)體和電氣設(shè) 備； (2) 電氣主接線的比較與選擇； (3) 選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算； (4) 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； (5) 分析送電線路對(duì)通訊設(shè)施的影響。 型號(hào) SCB10630/10 滿足要求，其電壓等級(jí)為 ，具體參數(shù)如下表： 型號(hào) SCB10630/10 結(jié)構(gòu)形式 環(huán)氧樹脂澆注三相干式電力變壓器 規(guī)格容量 630KVA 電壓等級(jí) 冷卻方式 AN/F 防護(hù)等級(jí) 戶內(nèi)： IP00,IP20 戶外： IP23 連接組標(biāo)號(hào) Dyn11/Yyn0 短路阻抗 6% 調(diào)壓方式 無勵(lì)磁調(diào)壓 絕 緣等級(jí) F 級(jí)或 H 級(jí) 選用環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓器具有阻燃能力強(qiáng)，防潮性能好，局部放電量小，損耗低，體積小，安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，相比老式的油浸式變壓器減少了許多運(yùn)行維護(hù)的麻煩，且減輕了火災(zāi)的隱患，運(yùn)行環(huán)境干凈整潔。正常運(yùn)行時(shí)分段斷路器斷開，兩半段低壓廠用母線分別由各自的電源變壓器供電，只有當(dāng)其中一個(gè)電源斷路器因變壓器停運(yùn)或其他原因斷開時(shí)，分段斷路器才會(huì)合閘，由另一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)全部負(fù)荷。 低壓廠用電接線也采用單母線分段接線方式，如圖 所示。 已知：廠用電率 =% COSΦ = P=3 100MW 無地方負(fù)荷 廠用電 =3 100 =12MW 電抗的選擇 廠用工作變壓器的電抗要求比一般電力變壓器的電抗大，這是因?yàn)橐拗谱儔浩鞯蛪簜?cè)的短路電流，否則將影響到電氣設(shè)備的選擇，一般要求電抗應(yīng)大于10%； 但是，電抗過大又將影響廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)。 A； rS —— 分裂繞組兩分支重復(fù)計(jì)算負(fù)荷， kV廠用高壓備用 /啟動(dòng) 變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)廠用高壓工作變壓器的容量相同；廠用低壓備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺(tái)廠用低壓工作變壓器容量相同。 容量的選擇 廠用變壓器的容量必須滿足廠用電負(fù)荷從電源獲得足夠的功率。考慮主變壓器和高壓廠用工作變壓器的連接組別，保持高壓廠用母線和備用電源電壓的相位一致，備用變壓器接線組別采用 YN， yn0， yn0。 /啟動(dòng)變壓器 由于每臺(tái) 300MW 機(jī)組使用了兩臺(tái)高壓廠用分裂變壓器并列運(yùn)行，將高壓廠用母線分成兩段，因此需用兩臺(tái)備用變壓器，而且是從 220kV 系統(tǒng) 引接。由于廠用高壓工作變壓器引至發(fā)電機(jī)出口，而機(jī)端電壓又十分穩(wěn)定，所以可采用無載調(diào)壓的方式。這種方式可降低廠用電系統(tǒng)的短路電流水平以及每個(gè)低壓繞組出口斷路器的額定電流，提高廠用電源的運(yùn)行可靠性。這種方式下由于變壓器供給的短路電流也大。根據(jù)前面分析，廠用工作變壓器的額定電壓選為 10/，備用 /啟動(dòng)變壓器的額定電壓選為 220/。低壓廠用母線一般也采用按機(jī)組分段。 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常采用單母線分段接線，并多以成套配電裝置接受和分配電能。 廠用電源的引接方式 發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線時(shí)，高壓廠用 工作電源從主變壓器低壓側(cè)引接，供給該機(jī)組的廠用負(fù)荷。 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則主要有 :廠用電接線應(yīng)保證對(duì)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)；接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求；廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)、發(fā)電機(jī)的廠用負(fù)荷由本機(jī)組供電，這樣，當(dāng)廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只 影響一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，縮小故障范圍，接線也簡(jiǎn)單；設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進(jìn)性；在設(shè)計(jì)廠用電接線時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用電的電壓等級(jí)、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進(jìn)行分析。由于廠用電負(fù)荷多、分布廣、工作環(huán)境差和操作頻繁等原因，廠用電事故在電廠事故中占有很大比例。 220kV 電壓母線 由于隨著斷路器制造質(zhì)量的提高，旁路母線的應(yīng)用已逐漸減少，按規(guī)定采用 SF6 斷路器的主接線不 宜增設(shè)旁路設(shè)施。這種接線開關(guān)設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電的集中控制。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 主接線設(shè)計(jì)的原則 根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。 靈活性： 投切發(fā)電機(jī)、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便、調(diào)度靈活。它與電力系統(tǒng)、樞紐條件、電站動(dòng)能參數(shù)以及電站運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性等密切相關(guān)，并對(duì)電氣布置、設(shè)備選擇、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響，必須緊密結(jié)合所在電力系統(tǒng)和電站的具體情況，全面地分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選定接線方案。電站將在相距 70 公里處的株州變電所接入系統(tǒng)，電站自用電率 %，當(dāng)?shù)刈罡邭鉁?41℃ ，最熱月平均氣溫 ℃ ，電站設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為 3 100MW,年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)為4500h，地區(qū)最大負(fù)荷占電站裝機(jī)容量的 10%，供電距離為 15km，其中地區(qū)負(fù)荷功率因數(shù)為 ，一類、二類 負(fù)荷占總總負(fù)荷的 70%，其他原始數(shù)據(jù)見接線圖及相關(guān)表格。 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說明書 5 3 基本資料 風(fēng)江水電站位于湖南省西部，電站建成后將向株州市等地供電。同時(shí)，也運(yùn)用了 Word 知識(shí)，使得我們對(duì) 計(jì)算機(jī)知識(shí)更加鞏固。我們就是要針對(duì)設(shè)計(jì)中所遇到的具體問題，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，參考相應(yīng)的書籍、規(guī)范以及一些實(shí)際工程資料，找到其解決方法。水電站設(shè)計(jì)是水利水電工程建設(shè)設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，其中站址的選擇是個(gè)很復(fù)雜的問題，這主要是因?yàn)榉桨高x擇要考慮多方面的因素。通過同學(xué)們?cè)谝黄鸬慕涣髋c協(xié)作 ,培養(yǎng)大家的協(xié)同合作的工作作風(fēng)。 這次 設(shè)計(jì)是我們走向工作崗位前的一次“實(shí)戰(zhàn)演習(xí)”，它可以鞏固、聯(lián)系、充實(shí)、加深、擴(kuò)大我們所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)我們敢于創(chuàng)新的精神，并能正確地將獨(dú)創(chuàng)精神和科學(xué)的態(tài)度相結(jié)合，使我們初步掌握專業(yè)設(shè)計(jì)的流程和方法，熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)等工具，以提高其工作效率。 關(guān)鍵詞 一次主接線 短路電流計(jì)算 電氣設(shè)備 設(shè)備選擇 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說明書 4 2 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)谛Ｆ陂g的最后一門必修課，也是一次全面性總結(jié)性的實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)我們工作崗位起著承上啟下的作用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程是一次將理論與實(shí)際相結(jié)合的初步過程，起到學(xué)以致用，鞏固和加深對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的理解，樹立工程 設(shè) 計(jì) 的 觀 念， 提 高 了電 力 系 統(tǒng)設(shè) 計(jì) 的 能力 的 作 用 。變壓器的選擇包括：發(fā)電廠主變壓器、高壓備用變壓器及高壓廠用變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；電氣主接線主要介紹了電氣主接線的重要性、設(shè)計(jì)依據(jù)、基本要求、各種接線形式的優(yōu)缺點(diǎn)以及主接線的比較選擇，并制定了適合本廠要求的主接線； 廠用電接線包括：廠用電接線的總要求以