2x100MW火电厂电气一次部分设计及发变组保护设计(6)

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5.避雷器的配置

（1）配电装置的每组母线上，均装有一组避雷器； （2）直接接地系统，变压器中性点均装有一组避雷器； （3）发电机-变压器单元接线的发电机引出线上装有一组避雷器；

（4）220KV每组母线上均装有一组避雷器。

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第三章 短路计算

3.1 短路电流计算的目的和假定条件

3.1.1 短路计算的目的

电力系统短路电流计算的主要目的是： （1）选择导体和电器设备；

（2）选择继电保护装置和整定计算。

3.1.2 短路计算的假定条件

短路电流计算中，采用以下假设条件和原则： （1）正常工作时，三相系统对称运行； （2）所有电源的电动势相位角相同；

（3）系统中的同步电动机和异步电动机均为理想电动机，不考虑电动机磁饱和、磁滞、涡流及导体的集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子绕组三相结构完全相同，空间角为120°。

（4）电力系统中各元件的磁路不饱和；

（5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上；

（6）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；

（7）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器间的激磁电流； （8）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻均略去不计；

（9）元件的参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围； （10）输电线路的电容略去不计。

3.1.3 短路计算方法

对应系统最大运行方式，按无限大容量系统，进行相关短路点的三相短路电流计算，求得I\、ish、Ish、Sd值。

I--- 三相短路电流；

ish --- 三相短路冲击电流，用来校验电器和母线的动稳定性； Ish --- 三相短路全电流最大有效值，用来校验电器和载流导体的热稳定性；

Sd --- 三相短路容量，用来校验断路器和判断容量是否超过规定值，作为选择限流电抗器的依据。

\

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3.2 系统等效电路

3.2.1 基准值计算

由于高压短路电流计算一般只计及各元件（发电机、变压器、电抗器、线路等）的电抗，采用标幺值计算，为了计算方便，取基准容量Sb=100MVA,基准电压Ub取用各级的平均电压，即

Ub =Uav = 1.05UN （3.1） 式中 Uav --- 平均电压； Ub --- 额定电压。

当基准容量Sb（MVA）与基准电压Ub（KV）选定后，基准电流Ib（KA）与基准电抗Xb（?）便已确定。

基准电流 Ib = 基准电抗

Xb =

Sb3UbUb （3.2）

U2 = （3.3）

Sb3Ib3.2.2 各元件标幺值的计算

系统接线图如图3-1所示，由于发电厂里没有起动电源，需要从附近110KV系统引入起动/备用电源，设引入架空线架空线长度为20km。取基准容量Sb=100MVA，基准电压Ub =Uav，于是可以得到各元件的电抗标幺值如下：

*系统电抗 X1=0.025（已知）

UK%Sb13.25100?主变压器 T1，T2 X= X==0.088 ×=

100SN100150*2*3X\%Sb18100?发电机G1，G2 X= X=d?==0.122 100100/0.85100PN/cos?*4*5UK%Sb12.8100?厂用变压器T3，T4 X= X==0.64 ×=

100SN10020*6*7UK%Sb12.8100?启动/备用变压器T5 X==0.64 ×=

100SN10020*8110KV侧架空线L X*9?XSb100?0.4?20??0.06 22Ub115

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图3-1 系统接线图

由此得到系统的等效电路如图3-2所示，在等效电路中选取了4个点作为短路计算点，分别为220KV母线、发电机出口（10.5KV侧）、6.3KV厂用母线和起动/备用变压器高压侧（110KV侧）。

图3-2 等效电路

3.2.3 基准电流的计算

各短路点处的基准电流分别为：

Id1?Id2?Sd3Ud1Sd3Ud2??1003?230100kA?0.251kA kA?5.50kA

3?10.5

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Id3?Id4?Sd3Ud3Sd3Ud4??1003?6.3100kA?9.16kA kA?0.502kA

3?1153.3 短路点短路电流计算

3.3.1 220KV母线（K1点）短路

当K1点短路时，由图3-2可以看出，系统的等效电路对K1具有对称性，发电机组G1、G2机端电位相等，可以将其短接，G1和G2可以合并组成发电机组G1G2。再进行Y?△变换，等效电路的化简过程如图3-3所示。

转换中各电抗标幺值计算如下：

**X10=X*8+X9=0.64+0.06=0.70 *X11=1*1X=×0.088=0.044 2221*1X=×0.64=0.32 2621*1X4??0.153?0.076 22*X12=*X13?***X14=X12+X10=0.70+0.32=1.02 ***X15?X11X14(111111??)?0.044?1.02(??)?1.80 ***0.0440.0761.02X11X13X14111111??)?0.044?0.076(??)?0.108 ***0.0440.0761.02X11X13X14***X16?X11X13(（1）各等效发电机对短路点的转移电抗分别为

**220KV系统（无穷大系统） X1K=X1=0.025

*110KV系统（看作无穷大系统） X*2K=X15=1.80 *发电机G1、G2 X*3K=X16=0.108

（2）发电机G1、G2的计算电抗

**XC1?X3KSN2?100/0.85?0.108??0.318 Sb100查汽轮发电机计算曲线数字表得，汽轮发电机G1、G2，X*C1=0.318，在0s，2s，4s时刻向K2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为

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