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《電氣工程基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 目錄 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容 3 二、原始資料 3 三、接入系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 3.1選擇水輪機(jī)型號 4 3.2線路電壓等級選擇 4 3.3導(dǎo)線類型選擇 5 3.4按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積 5 3.5輸電線路選擇及校驗(yàn) 5 3.5.1電暈校驗(yàn) 5 3.5.2發(fā)熱校驗(yàn) 5 3.5.3電壓損耗校驗(yàn) 6 四、地方用戶供電方案 6 4.1回路數(shù)選擇 6 4.2線路電壓等級選擇 6 4.2.1用戶最大電能 6 4.2.2考慮5年發(fā)展 6 4.3導(dǎo)線類型選擇 7 4.4按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積 7 4.5輸電線路選擇及校驗(yàn) 7 4.5.1電暈校驗(yàn) 7 4.5.2發(fā)熱校驗(yàn) 7 4.5.3電壓損耗校驗(yàn) 8 五、發(fā)電廠主變壓器選擇 8 5.1可行性方案一 8 5.2可行性方案二 9 六、主變方案的經(jīng)濟(jì)比較 11 6.1綜合投資計(jì)算 11 6.2年運(yùn)行費(fèi)U的計(jì)算 11 6.2.1設(shè)備折舊費(fèi)U1 11 6.2.2維修費(fèi)U2 11 6.2.3年電能損耗費(fèi)計(jì)算 12 6.3方案的經(jīng)濟(jì)比較 13 七、短路計(jì)算 14 7.1計(jì)算各設(shè)備參數(shù)，繪制系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò) 14 7.2網(wǎng)絡(luò)化簡 15 7.3計(jì)算各短路點(diǎn)的電流周期分量 16 7.3.1短路點(diǎn)1（220KV） 16 7.3.2短路點(diǎn)2（110KV） 17 7.3.3短路點(diǎn)3（13.8KV） 19 八、高壓電氣設(shè)備選擇 21 8.1斷路器與隔離開關(guān)的選擇 21 8.1.1 220KV高壓側(cè) 21 8.1.2 110KV中壓側(cè) 21 8.1.3 13.8KV發(fā)電機(jī)出口處 22 8.2電壓互感器的選擇 22 8.3電流互感器的選擇 23 8.3.1 220kV電流互感器的選擇 23 8.3.2 110kV電流互感器的選擇 23 8.3.3 13.8kV電流互感器的選擇 23 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、 據(jù)待建水電站在系統(tǒng)中的地位、作用、運(yùn)行方式和輸送功率、距離，選擇技術(shù)上滿足要求的水電站與系統(tǒng)連接輸電線路的回路數(shù)、電壓等級、導(dǎo)線規(guī)格。 2、 確定待建水電站技術(shù)上滿足要求的地方用戶供電方案：供電線路回路數(shù)、電壓等級、導(dǎo)線規(guī)格。 3、 根據(jù)待建水電站電壓等級、機(jī)組臺數(shù)、功率輸送情況，擬訂滿足供電可靠性和水電站各種運(yùn)行方式要求的主變壓器可選用方案（主變類型、臺數(shù)、容量、型號）。 4、 根據(jù)所確定的主變方案和進(jìn)出線回路數(shù)，通過分析、論證，確定待建水電站各電壓等級的主接線型式。 5、 設(shè)計(jì)待建水電站自用電接線，選用自用電變壓器臺數(shù)、容量、型號。 6、 通過對選用方案經(jīng)濟(jì)比較，選定綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)的水電站主變、主接線方案。 7、 根據(jù)選擇、校驗(yàn)電氣設(shè)備的需要，計(jì)算三相短路電源。 8、 選擇水電站發(fā)電機(jī)電壓和高壓電氣設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、母線、TV、TA等。 二、原始資料 裝機(jī)3臺水輪機(jī)組3*72.5MW，機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)Tmax=4400h。廠用電率0.4%，地區(qū)最大負(fù)荷占電站裝機(jī)10%，其中一二類負(fù)荷占總負(fù)荷70%，供電距離15KM，地區(qū)負(fù)荷cosφ=0.8。 渡江水電站位于貴州省中部，建成后向沈陽市供電。電力系統(tǒng)接線如圖2—1所示。電站建成后，接至相距30公里處的貴河變電所。當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁?8℃，年最高溫度40℃，其他原始數(shù)據(jù)見接線圖及相關(guān)表格。 表2-1 變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù) 發(fā)電站名稱 臺數(shù) 單臺容量（MVA） 短路電壓百分?jǐn)?shù) % % % 遵口火電站 2 60 17 10.5 6 烏江變 2 180 10.5 17 6 貴河變 2 180 10.5 17 6 貴河火電站 2 120 12.5 圖2－1 渡江水電站接入系統(tǒng)圖 三、接入系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1選擇水輪機(jī)型號 根據(jù)水輪機(jī)組容量，查相關(guān)技術(shù)手冊選取型號為TS854/156-40的水輪機(jī)。具體參數(shù)如下： 型號 機(jī)組容量MW 額定電壓KV COSφ TS854/156-40 72.5 13.8 0.85 3.2線路電壓等級選擇 PL.max=N裝機(jī)-P廠-P地方+P轉(zhuǎn)送 PL.max=3*72.51-10%*70%-0.4% =201.405MW 選擇2回線，P每回=100.70MW 根據(jù)回路數(shù)、輸送功率、年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)查表求電壓等級，選擇電壓等級220KV 3.3導(dǎo)線類型選擇 選擇LGJ導(dǎo)線 3.4按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積 Sj=P每回3UNcosφ?j，根據(jù)年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)查表得j=1.19A/mm2 Sj=100.7*10003*220*0.9*1.19=246.75mm2 根據(jù)計(jì)算所得Sj，查表可得，選取導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)截面241.27mm2的導(dǎo)線 導(dǎo)線型號 單根根數(shù)及直徑（鋁） 截面面積 外徑 最大電流（70度） r x 240/55 30 3.20 241.27 22.40 657 0.131 0.432 42 3.00 296.88 23.01 735 70/40 12 2.72 69.73 13.60 307 0.450 0.441 70/10 6 3.80 68.05 11.40 289 0.450 0.441 3.5輸電線路選擇及校驗(yàn) 3.5.1電暈校驗(yàn) Ucr=84m1m2δrlogDeqr δ=3.92+b273+t Deq=1.26*600mm Ucr=84*0.9*0.8*3.92+76273+28*11.2*log1.26*60011.2=329.01KV 3.5.2發(fā)熱校驗(yàn) 正常運(yùn)行： Ig.max≤kQIy kQ=θ長期允許-θ環(huán)境實(shí)際溫度θ長期允許-θ標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最高環(huán)境溫度=70-2870-25=0.97 kQIy=0.97*657=637.29A Ig.max=PL.ma每回3UNcosφ*1.05=100.70*1.05*10003*220*0.9=308.31A≤637.29A 一般取θ標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最高環(huán)境溫度=25℃ 一回線故障： k=(n-1)kQIynIg.max=2-1*0.97*6572*308.31=1.034 3.5.3電壓損耗校驗(yàn) 正常運(yùn)行： ?U%=PR+QXU2*100%≤10% ?U%=PR+QXU2*100%=100.70*30*0.131+100.70*tancos-10.9*0.432*302202 =2.11%≤10% 一回線故障： ?U%=P'R+Q'XU2*100%≤15% ?U%=P'R+Q'XU2*100%=4.22%≤15% 四、地方用戶供電方案 4.1回路數(shù)選擇 根據(jù)需求選擇兩回線作為地方用戶供電選擇。 4.2線路電壓等級選擇 4.2.1用戶最大電能 P地方用戶=3*72.5*10% =21.75MW 4.2.2考慮5年發(fā)展 P=P地方用戶（1+5%）5=27.76MW 選擇兩回線，P每回=13.88MW 選擇電壓等級為110KV 4.3導(dǎo)線類型選擇 選擇LGJ導(dǎo)線 4.4按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積 Sj=P每回3UNcosφ?j Sj=13.88*10003*110*0.9*1.19=68.02mm2 根據(jù)計(jì)算所得Sj，查表可得，選取導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)截面68.05mm2的導(dǎo)線 4.5輸電線路選擇及校驗(yàn) 4.5.1電暈校驗(yàn) Ucr=84m1m2δrlogDeqr δ=3.92+b273+t Deq=1.26*60 Ucr=84*0.9*0.8*3.92+76273+28*5.7*log1.26*6005.7=194.29KV 4.5.2發(fā)熱校驗(yàn) 正常運(yùn)行： Ig.max≤kQIy kQ=θ長期允許-θ環(huán)境實(shí)際溫度θ長期允許-θ標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最高環(huán)境溫度=70-2870-25=0.97 kQIy=0.97*289=280.33A Ig.max=PL.ma每回3UNcosφ*1.05=13.88*1.05*10003*110*0.85=89.99A≤280.33A 一般取θ標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最高環(huán)境溫度=25℃ 一回線故障： k=(n-1)kQIynIg.max=2-1*0.97*2892*89.99=1.557 4.5.3電壓損耗校驗(yàn) 正常運(yùn)行： ?U%=PR+QXU2*100%≤10% ?U%=PR+QXU2*100%=13.88*15*0.450+13.88*tancos-10.9*0.441*151102 =1.14%≤10% 一回線故障： ?U%=P'R+Q'XU2*100%≤15% ?U%=P'R+Q'XU2*100%=2.28%≤15% 五、發(fā)電廠主變壓器選擇 5.1可行性方案一 發(fā)電機(jī)輸出線采用雙母線分段接線，保證系統(tǒng)的可靠性。因?yàn)榻尤胂到y(tǒng)輸電線路，地方供電輸電線路均采用雙回線，所以變壓器聯(lián)結(jié)系統(tǒng)、地方均采用內(nèi)橋接線。 發(fā)電機(jī)總視在功率：3*72.5/0.85=255.88MVA 由設(shè)計(jì)方案已知條件：P地方用戶P總=10% 由于兩臺三相雙繞組變壓器造價(jià)、維護(hù)費(fèi)用、占用場地少所以綜合考慮選擇兩臺三相三繞組變壓器，高壓側(cè)220KV，中壓側(cè)110KV，低壓側(cè)13.8KV。 為保證一臺變壓器故障時(shí)，可以滿足系統(tǒng)供電要求255.88*75%=191.91MVA，更具經(jīng)濟(jì)性、可靠性綜合考慮變壓器容量選擇為180MVA。 P廠=P總*0.4%=217.5*0.4%=0.87MW， 視在功率0.87/0.85=1.02MVA 廠用電變壓器直接連接發(fā)電機(jī)母線，采用兩臺1MVA的變壓器，出線內(nèi)橋連接的暗備用設(shè)計(jì)。 根據(jù)以上各參數(shù)要求，查《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)及要求》第23頁，選擇額定容量180MVA三相三繞組無勵磁調(diào)壓電力變壓器，查《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)及要求》第2頁，選擇額定容量30KVA三相雙繞組無勵磁調(diào)壓電力變壓器，具體參數(shù)如下表 額定容量KVA 高壓 KV 中壓 KV 低壓 KV 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 空載損耗KW 負(fù)載損耗KW 空載電流 % 短路阻抗% 升壓 降壓 180000 220±2*2.5% 115 13.8 YNyn0d11 142 585 0.42 高—中 22~24 高—低 12~14 中—低 7~9 高—中 12~14 高—低 22~24 中—低 7~9 額定容量KVA 高壓 KV 低壓 KV 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 空載損耗KW 負(fù)載損耗KW 空載電流 % 短路阻抗% 180000 220±2*2.5% 13.8 YNd11 128 459 0.46 12~14 25000 110±2*2.5% 11 YNd11 26.0 110 0.62 10.5 1000 11 0.4 Dyn11 1.70 10.30 1.0 4.5 接線圖如下： 5.2可行性方案二 3臺發(fā)電機(jī)輸出線，其中一臺采用單元接線，其余兩臺采用擴(kuò)大單元接線。這樣接線簡單，造價(jià)低。因?yàn)榻尤胂到y(tǒng)輸電線路，地方供電輸電線路均采用雙回線，所以變壓器聯(lián)結(jié)系統(tǒng)、地方均采用內(nèi)橋接線。 發(fā)電機(jī)總視在功率：3*72.5/0.85=255.88MVA 一臺72.5/0.85=85.29MVA，選擇90MVA的三相三繞組變壓器。 兩臺2*72.5/0.85=170.59MVA，選擇180MVA的三相三繞組變壓器。 P廠=P總*0.4%=217.5*0.4%=0.87MW， 視在功率0.87/0.85=1.02MVA 廠用電變壓器直接連接發(fā)電機(jī)母線，采用兩臺1MVA的變壓器，出線內(nèi)橋連接的暗備用設(shè)計(jì)。 根據(jù)以上各參數(shù)要求，查《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)及要求》第23頁，選擇額定容量180MVA三相三繞組無勵磁調(diào)壓電力變壓器，查《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)及要求》第23頁，選擇額定容量90MVA三相三繞組無勵磁調(diào)壓電力變壓器。具體參數(shù)如下表 額定容量KVA 高壓 KV 中壓 KV 低壓 KV 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 空載損耗KW 負(fù)載損耗KW 空載電流 % 短路阻抗 升壓 降壓 180000 220±2*2.5% 115 13.8 YNyn0d11 142 585 0.42 高—中 22~24 高—低 12~14 中—低 7~9 高—中 12~14 高—低 22~24 中—低 7~9 90000 220±2*2.5% 115 13.8 YNyn0d11 86 351 0.49 額定容量KVA 高壓 KV 低壓 KV 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 空載損耗KW 負(fù)載損耗KW 空載電流 % 短路阻抗% 180000 220±2*2.5% 13.8 YNd11 128 459 0.46 12~14 25000 110±2*2.5% 11 YNd11 26.0 110 0.62 10.5 1000 11 0.4 Dyn11 1.70 10.30 1.0 4.5 接線圖如下： 六、主變方案的經(jīng)濟(jì)比較 經(jīng)濟(jì)比較內(nèi)容：(注意：只計(jì)算各方案中不同的部分) ①綜合投資；②計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用；③方案綜合比較 6.1綜合投資計(jì)算 即：主體綜合投資＋各項(xiàng)附加費(fèi)用（運(yùn)輸、安裝等） 附加費(fèi)用由a系數(shù)描述，與變壓器容量和電壓有關(guān). 變壓器綜合投資計(jì)算 變壓器綜合投資 ZT=Z0+Z0*a100 電壓KV 110 220 a值 70 90 方案參與比較部分項(xiàng)總投資： ZT=ZT1+ZT2+?+ZTn 方案一：180MVA，220KV變壓器ZT1=116*1+70100=197.2(萬元) 綜合投資：ZT=197.2*2=394.4(萬元) 方案二：180MVA，220KV變壓器ZT1=116*1+70100=197.2(萬元) 90MVA，220KV變壓器ZT1=92.5*1+70100=157.25(萬元) 綜合投資：ZT=197.2+157.25=354.45(萬元) 6.2年運(yùn)行費(fèi)U的計(jì)算 包括年設(shè)備折舊費(fèi)、維修費(fèi)和電能損耗費(fèi)三項(xiàng)。 6.2.1設(shè)備折舊費(fèi)U1 對于變壓器：U1T=5.8%ZT 180MVA，220KV變壓器U1T=197.2*5.8%=11.44(萬元) 90MVA，220KV變壓器U1T=157.25*5.8%=9.12(萬元) 6.2.2維修費(fèi)U2 對于變壓器：U2T=(2.2~4.2)%ZT 180MVA，220KV變壓器U2T=197.2*3%=5.92(萬元) 90MVA，220KV變壓器U2T=157.25*3%=4.72(萬元) 6.2.3年電能損耗費(fèi)計(jì)算 某臺變壓器年電能損耗費(fèi)： α?AT 式中：α為當(dāng)?shù)仉娔軆r(jià)格（元/kw.h或度）； ?AT為該臺變壓器每年電能損耗。 一臺三繞組變壓器全年電能損耗為： ?AT=?P0?T+?Pk1S1SN2τ1+?Pk2S2SN2τ2+?Pk3S3SN2τ3kw?h 式中：S1、S2、S3——經(jīng)過變壓器高、中、低壓繞組的最大負(fù)荷，kVA； τ1、τ2、τ3——變壓器高、中、低壓繞組的最大負(fù)荷損耗時(shí)間，h； ?Pk1、?Pk2、?Pk3——折合到變壓器額定容量SN的變壓器高、中、低壓繞組的短路損耗，kW。 變壓器年電能總損耗費(fèi): α??AT 方案年運(yùn)行費(fèi)用為： U=U1+U2+ α??AT 方案一： 180MVA，220KV變壓器: ?Pk1=?Pk2=?Pk3=585KW S1=100.70.85=118.47MVA、S2=21.752*0.85=12.79MVA、S3=127.94MVA 查表得τ1=τ2=τ3=3000h ?AT=142*4400+585*3000*118.471802+12.791802+127.941802 =2280532.47kw?h 方案一年運(yùn)行費(fèi)用為： U=11.44*2+5.92*2+0.210000*2280532.47*2=125.86（萬元） 方案二： 180MVA，220KV變壓器: ?Pk1=?Pk2=?Pk3=585KW S1=72.5*2*（1-7%）0.85=158.65MVA、S2=17.06MVA、S3=170.59MVA 查表得τ1=τ2=τ3=3000h ?AT=142*4400+585*3000*158.651802+17.061802+170.591802 =2890565.11kw?h 90MVA，220KV變壓器: ?Pk1=?Pk2=?Pk3=351KW S1=72.5*（1-7%）0.85=79.32MVA、S2=8.53MVA、S3=85.29MVA 查表得τ1=τ2=τ3=3000h ?AT=86*4400+351*3000*79.32902+8.53902+85.29902 =2151444.96kw?h 方案二年運(yùn)行費(fèi)用為： U=11.44+9.12+5.92+4.72+0.210000*2890565.11+2151444.96 =132.04（萬元） 6.3方案的經(jīng)濟(jì)比較　 通常各方案比較時(shí)，選擇技術(shù)上滿足要求，投資和年運(yùn)行費(fèi)用都低的方案。如不能有這樣的結(jié)果，需對各方案進(jìn)行綜合比較。 比較方法：靜態(tài)比較、動態(tài)比較 補(bǔ)償年限的靜態(tài)比較： 若甲方案綜合投資多于乙方案，但年運(yùn)行費(fèi)少于乙方案，則 抵償年限T=Z甲-Z乙U乙-U甲（年） T<5（5年就收回） 選甲方案 T>8 選乙方案 對于方案一、方案二進(jìn)行補(bǔ)償年限的靜態(tài)比較 補(bǔ)償年限T=394.4-354.45132.04-125.86=39.956.18=6.46（年） 因?yàn)榧追桨缚煽啃愿?，且運(yùn)行費(fèi)用較低，補(bǔ)償年限在8年以內(nèi)，所以綜合考慮，選擇甲方案作為水電站的主變方案。 七、短路計(jì)算 7.1計(jì)算各設(shè)備參數(shù)，繪制系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò) XG1*=XG2*=Xd1"*SBSN=0.106 XT1*=XT2*=Ud1%100*SBSN=0.104 XL1*=15*0.4*SBUB2=0.011 XL2*=80*0.4*SBUB2=0.060 XL3*=XL4*=100*0.4*SBUB2=0.076 XL5*=XL6*=250*0.4*SBUB2=0.189 XG3*=Xd3"*SBSN=0.102 XT3*=Ud3%100*SBSN=0.283 XG4*=XG5*=XG6*=Xd4"*SBSN=0.233 XL7*=XL8*=30*0.432*SBUB2=0.244 US1%=12US1-2%+US1-3%-US2-3%=1223+13-8=14 US2%=12US1-2%+US2-3%-US1-3%=1223+8-13=9 US3%=12US1-3%+US2-3%-US1-2%=128+13-23=-1 XT41*=XT51*=US1%100*SBSN=0.078 XT42*=XT52*=US2%100*SBSN=0.050 XT43*=XT53*=US3%100*SBSN≈0 7.2網(wǎng)絡(luò)化簡 求出各電源對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗。 短路點(diǎn)1： 短路點(diǎn)2： 短路點(diǎn)3： 7.3計(jì)算各短路點(diǎn)的電流周期分量 7.3.1短路點(diǎn)1（220KV） 等效轉(zhuǎn)移阻抗： X1,2f=0.136 X3f=0.698 X4,5,6f=0.117 Xs1f=0.272 計(jì)算電抗： Xjs1,2=0.136*2*100100*0.85=0.320 Xjs3=0.698*100100*0.85=0.821 Xjs4,5,6=0.117*3*72.5100*0.85=0.299 查水輪機(jī)、汽輪機(jī)運(yùn)算曲線，可以得到t=0s,0.1s,2s,4s時(shí)的短路電流周期分量標(biāo)幺值 對于無窮大系統(tǒng)短路電流周期分量不隨時(shí)間變化IPs=1Xsf IPs1*=1Xs1f=3.68 電流周期分量標(biāo)幺值 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S G1、G2 3.35 3.00 2.31 2.31 G3 1.27 1.19 1.37 1.40 G4、G5、G6 3.71 3.04 2.96 2.96 S1（恒定） 3.68 3.68 3.68 3.68 Ipt=Ipt**IN=Ipt**SN3Uavf IN1,2=SN3Uavf=2*1003*0.85*230=0.591KA IN3=SN3Uavf=1003*0.85*230=0.295KA IN4,5,6=SN3Uavf=3*72.53*0.85*230=0.642KA Ips=Ips**IB=Ips**SB3Uavf IB=SB3Uavf=1003*230=0.251KA 電流周期分量有名值 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S G1、G2 1.98 1.77 1.37 1.37 G3 0.37 0.35 0.40 0.41 G4、G5、G6 2.38 1.95 1.90 1.90 S1（恒定） 0.92 0.92 0.92 0.92 IP=∑ 5.66 5.00 4.59 4.60 沖擊電流：iM=2KMIP，KM=1.85 最大有效值電流：IM=KPIP，KP=1.51 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S IP=∑ 5.66 5.00 4.59 4.60 沖擊電流iM 14.81 13.08 12.02 12.04 最大有效值電流IM 8.55 7.55 6.94 6.95 7.3.2短路點(diǎn)2（110KV） 等效轉(zhuǎn)移阻抗： X1,2f=0.504 X3f=2.576 X4,5,6f=0.194 Xs1f=1.180 計(jì)算電抗： Xjs1,2=0.504*2*100100*0.85=1.186 Xjs3=2.576*100100*0.85=3.031 Xjs4,5,6=0.194*3*72.5100*0.85=0.496 查水輪機(jī)、汽輪機(jī)運(yùn)算曲線，可以得到t=0s,0.1s,2s,4s時(shí)的短路電流周期分量標(biāo)幺值 對于無窮大系統(tǒng)短路電流周期分量不隨時(shí)間變化IPs=1Xsf IPs1*=1Xs1f=0.847 電流周期分量標(biāo)幺值 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S G1、G2 0.88 0.83 0.94 0.94 G3 0.34 0.33 0.33 0.33 G4、G5、G6 2.20 2.01 2.29 2.49 S1（恒定） 0.847 0.847 0.847 0.847 Ipt=Ipt**IN=Ipt**SN3Uavf IN1,2=SN3Uavf=2*1003*0.85*115=1.181KA IN3=SN3Uavf=1003*0.85*115=0.591KA IN4,5,6=SN3Uavf=3*72.53*0.85*115=1.285KA Ips=Ips**IB=Ips**SB3Uavf IB=SB3Uavf=1003*115=0.502KA 電流周期分量有名值 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S G1、G2 1.04 0.98 1.11 1.11 G3 0.20 0.20 0.20 0.20 G4、G5、G6 2.83 2.58 2.94 3.20 S1（恒定） 0.43 0.43 0.43 0.43 IP=∑ 4.49 4.18 4.67 4.93 沖擊電流：iM=2KMIP，KM=1.8 最大有效值電流：IM=KPIP，KP=1.51 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S IP=∑ 4.49 4.18 4.67 4.93 沖擊電流iM 11.44 10.65 11.90 12.55 最大有效值電流IM 6.78 6.32 7.06 7.44 7.3.3短路點(diǎn)3（13.8KV） 等效轉(zhuǎn)移阻抗： X1,2f=0.203 X3f=1.037 X4,5,6f=0.078 Xs1f=0.475 計(jì)算電抗： Xjs1,2=0.203*2*100100*0.85=0.478 Xjs3=1.037*100100*0.85=1.220 Xjs4,5,6=0.078*3*72.5100*0.85=0.200 查水輪機(jī)、汽輪機(jī)運(yùn)算曲線，可以得到t=0s,0.1s,2s,4s時(shí)的短路電流周期分量標(biāo)幺值 對于無窮大系統(tǒng)短路電流周期分量不隨時(shí)間變化IPs=1Xsf IPs1*=1Xs1f=2.105 電流周期分量標(biāo)幺值 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S G1、G2 2.22 2.10 1.93 2.07 G3 0.85 0.80 0.89 0.89 G4、G5、G6 5.50 4.05 3.37 3.22 S1（恒定） 2.105 2.105 2.105 2.105 Ipt=Ipt**IN=Ipt**SN3Uavf IN1,2=SN3Uavf=2*1003*0.85*10.5=12.938KA IN3=SN3Uavf=1003*0.85*10.5=6.469KA IN4,5,6=SN3Uavf=3*72.53*0.85*10.5=14.070KA Ips=Ips**IB=Ips**SB3Uavf IB=SB3Uavf=1003*10.5=5.499KA 電流周期分量有名值 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S G1、G2 28.72 27.17 24.97 26.78 G3 5.50 5.18 5.76 5.76 G4、G5、G6 77.39 56.98 47.42 45.31 S1（恒定） 11.58 11.58 11.58 11.58 IP=∑ 123.18 100.90 89.72 89.42 沖擊電流：iM=2KMIP，KM=1.9 最大有效值電流：IM=KPIP，KP=1.62 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S IP=∑ 123.18 100.90 89.72 89.42 沖擊電流iM 330.99 271.13 241.08 240.27 最大有效值電流IM 199.55 163.46 145.34 144.86 電流太大，取Uavf=13.8 Ipt=Ipt**IN=Ipt**SN3Uavf IN1,2=SN3Uavf=2*1003*0.85*13.8=9.844KA IN3=SN3Uavf=1003*0.85*13.8=4.922KA IN4,5,6=SN3Uavf=3*72.53*0.85*13.8=10.705KA Ips=Ips**IB=Ips**SB3Uavf IB=SB3Uavf=1003*13.8=4.187KA 電流周期分量有名值 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S G1、G2 21.85 20.67 19.00 20.38 G3 4.18 3.94 4.38 4.38 G4、G5、G6 58.88 43.36 36.08 34.47 S1（恒定） 8.81 8.81 8.81 8.81 IP=∑ 93.73 76.78 68.27 68.04 沖擊電流：iM=2KMIP，KM=1.9 最大有效值電流：IM=KPIP，KP=1.62 t I”次暫態(tài)0S I’暫態(tài)0.1S I穩(wěn)態(tài)2S I穩(wěn)態(tài)4S IP=∑ 93.73 76.78 68.27 68.04 沖擊電流iM 251.85 206.31 183.44 182.83 最大有效值電流IM 151.84 124.38 110.60 110.23 八、高壓電氣設(shè)備選擇 8.1斷路器與隔離開關(guān)的選擇 8.1.1 220KV高壓側(cè) 線路為變壓器回路，因此所選斷路器應(yīng)滿足： I≥Imax=1.05*Pmax3UNcosφ=1.05*100.703*220*0.85=0.326kA 據(jù)此，試選擇斷路器型號為LW 220型，選擇隔離開關(guān)型號為GW7220D型。校驗(yàn)結(jié)果如下： 項(xiàng)目 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器LW 220 隔離開關(guān)GW7220D 結(jié)論 額定電壓 UN=220KV UN=220KV UN=220KV 合格 額定電流 Imax=0.326kA IN=3.150kA Imax=1kA 合格 開斷能力 I"=5.66kA Ibr=40kA 合格 動穩(wěn)定 IM=14.81kA ish=100kA Ibr=83KV 合格 熱穩(wěn)定 4.602*4=84.64kA 40kA 33kA 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn): Qk=84.64kA 斷路器LW 220：402*4=6400kA≥Qk 隔離開關(guān)GW7220D： 332*4=4356kA≥Qk 符合要求。 8.1.2 110KV中壓側(cè) 線路為變壓器回路，因此所選斷路器應(yīng)滿足： I≥Imax=1.05*Pmax3UNcosφ=1.05*10.883*110*0.85=0.071kA 據(jù)此，試選擇斷路器型號為SW4110型，選擇隔離開關(guān)型號為GW7110D型。校驗(yàn)結(jié)果如下： 項(xiàng)目 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器SW4110 隔離開關(guān)GW7110D 結(jié)論 額定電壓 UN=110KV UN=110KV UN=110KV 合格 額定電流 Imax=0.071kA IN=1kA Imax=0.6kA 合格 開斷能力 I"=4.49kA Ibr=18.4kA 合格 動穩(wěn)定 IM=11.44kA ish=55kA Ibr=55KV 合格 熱穩(wěn)定 4.932*4=92.22kA 21kA 14kA 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn): Qk=92.22kA 斷路器LW 220：212*4=1764kA≥Qk 隔離開關(guān)GW7220D：142*4=784kA≥Qk 符合要求。 8.1.3 13.8KV發(fā)電機(jī)出口處 線路為發(fā)電機(jī)和變壓器回路，因此所選斷路器應(yīng)滿足： I≥Imax=1.05*Pmax3UNcosφ=1.05*72.53*13.8*0.85=3.75kA 據(jù)此，試選擇斷路器型號為SN520G型，選擇隔離開關(guān)型號為GN1020T型。校驗(yàn)結(jié)果如下: 項(xiàng)目 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器SN520G 隔離開關(guān)GN1020T 結(jié)論 額定電壓 UN=13.8KV UN=20KV UN=20KV 合格 額定電流 Imax=3.75kA IN=6kA Imax=9kA 合格 開斷能力 I"=112.13kA Ibr=87kA 動穩(wěn)定 IM=301.31kA ish=173kA Ibr=300KV 熱穩(wěn)定 89.422*4=31984kA 120kA 100kA 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn): Qk=31984kA 斷路器LW 220：1202*4=57600kA≥Qk 隔離開關(guān)GW7220D：1002*4=40000kA≥Qk 符合要求。 8.2電壓互感器的選擇 220kV電壓互感器選用三只JCC-2202200003/1003/100，接線方式為Y0/Y0/?型，高壓側(cè)的電壓互感器用于測量，因此測量準(zhǔn)確級選用1級。 110kV電壓互感器選用三只JCC-1101100003/1003/100，接線方式為Y0/Y0/?型，中壓側(cè)的電壓互感器用于測量，因此準(zhǔn)確級選用1級。 13.8kV電壓互感器選用三只JDJ-15150003/1003/-，構(gòu)成一組，接線方式為Y0/Y0/?型。發(fā)電機(jī)出口處的電壓互感器裝于發(fā)電機(jī)出口，供勵磁調(diào)節(jié)裝置用，因此準(zhǔn)確級選用0.5級；另外一組為三繞組構(gòu)成的Y0/Y0/?接線，供測量、同期、繼電保護(hù)用，因此準(zhǔn)確級選用1級。 8.3電流互感器的選擇 8.3.1 220kV電流互感器的選擇 以主變壓器高壓側(cè)的電流互感器為例，回路工作電流為Imax=0.326kA，試選用LCWD3 220型的電流互感器，電流變比為600/1。 查表可知：IIN=600A，Kt=21，Kd=38， 動穩(wěn)定校驗(yàn)：2IINKd=2*600*38=32.24kA≥IM=14.81kA 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：IINKd2=600*212=158.76kA≥Qk=4.602*4=84.64kA 經(jīng)校驗(yàn)，可以選用電流互感器LCWD3 220型。 8.3.2 110kV電流互感器的選擇 以主變壓器中壓側(cè)的電流互感器為例，回路工作電流為Imax=0.071kA，試選用LCWD-110型的電流互感器，電流變比為300/5。 查表可知：IIN=300A，Kt=75，Kd=150， 動穩(wěn)定校驗(yàn)：2IINKd=2*300*150=63.64kA≥IM=11.44kA 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：IINKd2=300*752=506.25kA≥Qk=4.932*4=92.22kA 經(jīng)校驗(yàn)，可以選用電流互感器LCWD-110型。 8.3.3 13.8kV電流互感器的選擇 以發(fā)電機(jī)出口側(cè)電流互感器為例，回路工作電流為Imax=3.75kA，試選用LMC-15型的電流互感器，電流變比為5000/5。 查表可知：IIN=500A，Kt=75，Kd=100， 動穩(wěn)定校驗(yàn)：2IINKd=2*5000*100=707.11kA≥IM=301.31kA 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：IINKd2=5000*752=140625kA≥Qk=89.422*4=31984kA 經(jīng)校驗(yàn)，可以選用電流互感器LMC-15型。