【正文】 如在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，為保障系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，要將系統(tǒng)分成幾個(gè)互不連接的部分，則在接線上不容易實(shí)現(xiàn)。[3]但是由于本設(shè)計(jì)中的一個(gè)半路器接線只有三回出線，不存在以上問(wèn)題，所以不予考慮。[6]而且，器中壓側(cè)沒(méi)有抽頭，運(yùn)行時(shí)調(diào)壓困難；當(dāng)中壓側(cè)負(fù)荷變化較大時(shí)，為了保證高壓系統(tǒng)的電壓水平，中壓側(cè)的電壓會(huì)偏移過(guò)大。[4] ②接線清晰明了，配電裝置少，占地面積小。 ④接線簡(jiǎn)單，高壓斷路器數(shù)量少，為進(jìn)出線數(shù)減一， ⑤一臺(tái)主變壓器回路故障，只開斷一臺(tái)斷路器，不影響線路和另一合主變壓器運(yùn)行。②系統(tǒng)高壓側(cè)的穿越功率至少要經(jīng)過(guò)兩臺(tái)斷路器，是斷路器的動(dòng)作次數(shù)增加，增大器運(yùn)行費(fèi)用。另一方面，大容量的三繞組變壓器在運(yùn)輸及制造方面存在限制。④由于發(fā)電機(jī)母線上所連接的機(jī)組臺(tái)數(shù)較多，對(duì)限制斷路電流極為不利，造成斷路器選擇困難。 ⑥橋連斷路器故障全廠停電。將非永久性故障元件切換到無(wú)故障母線，可迅速恢復(fù)供電。 ③可在任何元件不停電的情況下輪流檢修母線，只需將要檢修的母線上的全部元件切換到另一母線即可。 ⑤運(yùn)行和調(diào)度靈活。 ⑥擴(kuò)建方便。在擴(kuò)建新元件施工時(shí)，對(duì)原有元件沒(méi)有影響。 ⑦接線清晰。③保護(hù)和測(cè)量裝置的電壓取自母線電壓互感器二次側(cè)復(fù)雜。容易發(fā)生誤操作。電壓回路接線⑤由于采用了自耦變壓器來(lái)聯(lián)絡(luò)兩個(gè)高壓系統(tǒng)，所以具有與方案一相似的缺點(diǎn)。 電氣主接線方案確定從經(jīng)濟(jì)性，可靠性，靈活性等各方面綜合考慮，方案二雖然經(jīng)濟(jì)性較好，但可靠性不高，當(dāng)聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí)甚至可能造成全廠停機(jī)，所以不宜采用。方案一雖然電氣設(shè)備投資較大，但是可靠性極高，靈活性極好，幾乎不會(huì)出現(xiàn)全廠停電。 主變壓器的選擇 1與2主變的選擇 （1）容量根據(jù)姚春球的《發(fā)電廠電氣部分》，在單元接線中，主變?nèi)萘堪窗l(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組廠用電負(fù)荷后，留10%的裕度選擇：===57 MVA （21）其中： ：發(fā)電機(jī)的額定功率； ：廠用電率，%—2%； ：發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)，；[5] （2）相數(shù)由于該變壓器用于110 KV系統(tǒng)，其電壓等級(jí)和容量都不是很大，考慮到一臺(tái)三相式變壓器較三臺(tái)單相式變壓器的投資小，占地少，損耗小，同時(shí)配電裝置也簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，且該對(duì)應(yīng)容量下三相變壓器的制造，運(yùn)輸條件限制較少，在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，優(yōu)先選取三相式變壓器。 （4）繞組接線組別 變壓器的繞組接線方式必須使得其線電壓與系統(tǒng)線電壓的相位一致，否則不能并列運(yùn)行。同時(shí)考慮到系統(tǒng)或機(jī)組同步并列要求及限制三次諧波對(duì)電源的影響等因素，并結(jié)合《電力設(shè)備選型手冊(cè)》已有生產(chǎn)能力變壓器的現(xiàn)狀，確定其繞組接線組別為：—d11。 （7）主變型號(hào)確定 結(jié)合以上要求，選取主變型號(hào)為：SSPL—63000/110,其冷卻方式為強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。①其容量應(yīng)滿足在各種運(yùn)行方式下的功率交換。[4]基于以上的兩點(diǎn)要求，按最糟糕的情況考慮，即當(dāng)220 KV出線故障時(shí)，保證4和5機(jī)組的出力能夠送入110 KV電網(wǎng)。 （3）結(jié)構(gòu)形式 由于用于發(fā)電廠中，主要由低壓側(cè)及中壓側(cè)向高壓側(cè)輸送功率，所以高—低，中—高之間的阻抗不宜過(guò)大，否則傳輸功率時(shí)損失較大，所以宜采用降壓相結(jié)構(gòu)，其繞組排列順序?yàn)椋鸿F芯—低壓繞組—中壓繞組—高壓繞組，由于功率傳輸方向主要為中壓側(cè)到高壓側(cè)，此種排列順序時(shí)，高中壓繞組相距較近，阻抗小，傳輸功率時(shí)損失小。[8] 4主變的選擇 （1）容量在擴(kuò)大單元接線中，主變?nèi)萘堪窗l(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組廠用電負(fù)荷后，留10%的裕度選擇： ===114 MVA 其中： ：發(fā)電機(jī)的額定功率； ：廠用電率，%—2%； ：發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)，； （2）相數(shù)由于該變壓器用于220 KV系統(tǒng)，其電壓等級(jí)和容量都不是很大，考慮到一臺(tái)三相式變壓器較三臺(tái)單相式變壓器的投資小，占地少，損耗小，同時(shí)配電裝置也簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，且該對(duì)應(yīng)容量下三相變壓器的制造，運(yùn)輸條件限制較少，在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，優(yōu)先選取三相式變壓器。 （4）繞組接線組別 變壓器的繞組接線方式必須使得其線電壓與系統(tǒng)線電壓的相位一致，否則不能并列運(yùn)行。同時(shí)考慮到系統(tǒng)或機(jī)組同步并列要求及限制三次諧波對(duì)電源的影響等因素，并結(jié)合《電力設(shè)備選型手冊(cè)》已有生產(chǎn)能力變壓器的現(xiàn)狀，確定其繞組接線組別為：—d11。 （6）主變型號(hào)確定 結(jié)合以上要求，選取主變型號(hào)為：SFPL—120000/220,其冷卻方式為強(qiáng)迫油循環(huán)水冷。經(jīng)刀閘接地否2SSPL—63000/110—d1163MVA強(qiáng)迫油循環(huán)水冷。直接接地 否高中104SFPL—120000/220—d11120MVA強(qiáng)迫油循環(huán)水冷。影響電力系統(tǒng)的因素很多，若在實(shí)際計(jì)算中把所有的因素都考慮進(jìn)來(lái)，將是復(fù)雜而沒(méi)有必要的。 ②不計(jì)及磁路飽和及磁滯損失忽略不計(jì)。 ③不計(jì)及變壓器勵(lì)磁電流。但在計(jì)算短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，或者計(jì)算電壓為1 KV以下低壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，則必須計(jì)及元件的電阻。 ⑥認(rèn)為三相系統(tǒng)是對(duì)稱的。以上的六點(diǎn)假設(shè)使短路電流計(jì)算結(jié)果稍微偏大一些，但最大誤差一般不超過(guò)10%~15%，這對(duì)工程準(zhǔn)確度來(lái)說(shuō)是允許的。 （3）計(jì)算容量 應(yīng)按工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，一般取工程建成后的5一10年。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自藕變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。[7] 短路電流計(jì)算 電力系統(tǒng)原始網(wǎng)絡(luò)圖 短路計(jì)算點(diǎn)的選擇 結(jié)合所選電氣主接線的最優(yōu)方案與石泉水電廠的實(shí)際情況，此次短路計(jì)算你選定六個(gè)短路點(diǎn)（如圖1所示），分別為110 KV 母線 K220 KV 母線K4號(hào)主變低壓側(cè)（即4和5機(jī)組擴(kuò)大單元接線的發(fā)電機(jī)母線）K3發(fā)電機(jī)出口K1主變低壓側(cè)K5，4或5發(fā)電機(jī)出口K6。 各個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)選擇的依據(jù)分別是： KK2點(diǎn)：為選擇110 KV 及220 KV母線時(shí)進(jìn)行前期準(zhǔn)備，并為所選母線的動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定校驗(yàn)提供依據(jù)，同時(shí)為與母線相連的斷路器的選擇提供依據(jù)。 K4點(diǎn)：由于該該處與自耦變壓器相連，自耦變壓器高壓的一、二次側(cè)有電與磁的聯(lián)系，在運(yùn)行時(shí)，兩種升高電壓均系中性點(diǎn)直接接地，短路電流較大，有必要進(jìn)行計(jì)算。 K6點(diǎn)：該點(diǎn)取在4或5機(jī)組的出口效果也是一樣的，同K5點(diǎn)，所以也只取一個(gè)，選取的目的主要是為了選擇4與5發(fā)電機(jī)出口斷路器。 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值并繪制等值電路圖在標(biāo)么值計(jì)算中，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，電抗標(biāo)么值的下角標(biāo)省去符號(hào)“*” 。 =首先視所有電源均為有限容量系統(tǒng)，計(jì)算各個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的直連電抗（又稱“轉(zhuǎn)移電抗”）分別換算為以各自的電源容量為基準(zhǔn)容量的新標(biāo)幺值，即“計(jì)算電抗” 。另外，根據(jù)石泉水電站出線的實(shí)際現(xiàn)狀，可將SSSS4視為火電系統(tǒng)。[4] ①電源S1供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA （310）根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在汽輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t= s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表31 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 10有名值It/KA ②電源S2供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA 根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在汽輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t= s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表32 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ③ 電源S3供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA （311）根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在汽輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t= s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表33 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 10有名值It/KA ④電源S4供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在汽輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t= s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表34 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ⑤電源G6供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在水輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t=，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表35 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ⑥電源G3供給的短路電流處理方法同電源G8，電流基準(zhǔn)值： KA計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表33 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ⑦電源G7供給的短路電流 處理方法同電源G8，電流基準(zhǔn)值： KA計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表36 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA （3）求各個(gè)時(shí)刻短路點(diǎn)的三相短路電流 ++++++= KA ++++++= KA ++++++= KA （4）求短路點(diǎn)的短路容量110=2177 MVA （312） （5）三相短路電流沖擊電流 由于短路點(diǎn)取在了發(fā)電廠升壓變壓器高壓側(cè)，所以參照馮金光的《發(fā)電廠電氣部分》選取短路電流沖擊系數(shù)，= 。==60/100==210/100==90/=45/=90/由計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有的電源均可視為有限容量系統(tǒng)。 ①電源S5供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： ==根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在火電站汽發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t=2 s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表37 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ②電源S4供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）：==對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表310 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ⑤電源G7供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： ==90/對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算得短路沖擊電流： = KA （1）K3 點(diǎn)等值電路圖的化簡(jiǎn) K3點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（一）= K3點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（二） == == == == ==首先視所有電源均為有限容量系統(tǒng)，計(jì)算各個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的直連電抗（又稱“轉(zhuǎn)移電抗”）分別換算為以各自的電源容量為基準(zhǔn)容量的新標(biāo)幺值，即“計(jì)算電抗” 。 （2）計(jì)算各電源供給短路點(diǎn)K3的短路電流有限容量系統(tǒng)電源根據(jù)計(jì)算電抗查運(yùn)算曲線，可求出各個(gè)時(shí)刻的短路電流標(biāo)幺值，進(jìn)而求得其有名值；無(wú)窮大電源系統(tǒng)直接根據(jù)其轉(zhuǎn)移電抗直接計(jì)算。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算得短路沖擊電流： = KA 短路計(jì)算點(diǎn) K4 （1）K4 點(diǎn)等值電路圖的化簡(jiǎn) K4點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（一） K4點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（二） ++++ =1/+1/+1/+1/+1/= = = = = 首先視所有電源均為有限容量系統(tǒng)，計(jì)算各個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的直連電抗（又稱“轉(zhuǎn)移電抗”）分別換算為以各自的電源容量為基準(zhǔn)容量的新標(biāo)幺值，即“計(jì)算電抗” 。 （2）計(jì)算各電源供給短路點(diǎn)K4的短路電流有限容量系統(tǒng)電源根據(jù)計(jì)算電抗查運(yùn)算曲線，可求出各個(gè)時(shí)刻的短路電流標(biāo)幺值，進(jìn)而求得其有名值；無(wú)窮大電源系統(tǒng)直接根據(jù)其轉(zhuǎn)移電抗直接計(jì)算。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表318 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ③電源G6供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）：==90/ 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表320 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA