毕业论文-200MW发电厂设计.docx

河南机电高等专科学校毕业设计

第一章 绪 论

1.1 电力工业的发展概况
在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中的作用已为人所共知，不仅全面的影响国民经济及其它部门的发展，同时也极大地影响人民的物质和文化生活水平的提高，影响整个社会的进步。火电厂是电力系统的重要组成部分，担负着电能生产和电能转换、重新分配的重要任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。火电厂是接受电能、变换电压和分配电能的，实现电能的远距离输送，将电能分配到用户，将发电机电压进行多次变换，由电力变压器、配电装置和二次装置构成。按火电厂的性质和任务不同，分为去区域火电厂和地方火电厂。按地位和作用不同分为枢纽火电厂、地区火电厂和用户火电厂。随着国民经济的持续发展，人民的生活质量和生活水平不断提高家用电器越来越多的进入千家万户，人们对用电质量的要求越来越高。并且电力系统的发展电网结构越来越复杂。需准确掌握电网和火电厂的运行情况。并逐步采用无人值班管理模式。传统火电厂一般都采用常规设备。各个断路器的控制与信号回路、各事故信号和预告信号均采用独自的信息传送通道，主要是从被监控的一次设备到主控室。信号传送距离长，使电压互感器和电流互感器的测量精度降低，并且电缆用量巨大。无自动电压调节功能。所以，常规装置结构复杂，可靠性低，维护工作量大。因此，实现火电厂综合自动化是全面提高火电厂的技术水平和管理水平的重要目标。
1.2 原始资料
1.2.1、毕业设计（论文）内容
（一）建设规模: 2×100MW
电压等级： 110 KV、220KV
出线回路数： 110kV出线回路数为4回（一期3回）,220KV出线回路数为2回（一期2回）。
（二）原始资料
表1 电厂负荷资料

电压等级
线路名称
最大负荷（MW）
负荷性质
线路长度（km）
一期
终期

110kV
新甲线
（Ⅰ、Ⅱ）
25
50
城市用电
20
新乙线（Ⅰ、Ⅱ）
60
60
城市工业
30

220kV
新系线

20
新矿线
50

二级
30

该电厂在煤矿附近，电厂建成后所发电力送入电力网或远区负荷，无近区负荷。该电厂为基荷电厂，电厂负荷情况见表1所示，剩余功率送入电力系统。电力系统总容量2000MW，系统阻抗为1.3，网内最大机组100MW。
厂区附近1km处有一库容为5亿m3的水库。附近有洼地可作为储灰场。附近有铁路干线通过。
燃用本地区煤，煤质元素分析成分如下：无烟煤 Cy=51.34％ Hy=3.13％ Oy=4.9％Ny=0.82％ Sy=3.08％ Wy=8.03％ Ay=28.7％ Vr=12.0％ QyDW=19431 kj/kg

厂区气象条件： 全年最高气温37℃，最低气温-10℃，最热月平均最高气温32摄氏度；主导风向为东南风；地震裂度6度。

1.2.2、毕业设计(论文)应达到的主要指标
（一）、确定汽轮机组的型式和容量
（二）、负荷分析计算与主变压器选择
（三）、电气主接线设计及厂用电接线选择
（四）、短路电流计算及电气设备选择
（五）、配电装置设计及电气总平面设计
（六）、防雷保护设计
1.3 基本思想及设计工作步骤

1.3.1 主接线的设计

发电厂的主接线是保证电网的安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。
电气主接线的设计原则是：应根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。

1.3.2、主变压器的选择

发电厂100MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL5000—2000《火力发电厂设计技术规程》的规定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过650C的条件进行选择”。

1.3.3 短路电流的计算

短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。短路电流计算是发电厂和变电所电气设计的主要计算项目，它涉及接线方式及设备选择。工程要求系统调度或系统设计部门提供接入本电厂和变电所的各级电压的的综合阻抗值，由电气专业负责计算。 进行短路计算的目的是为了限制短路的危害和缩小故障的影响范围。三相短路是危害最严重的短路形式，因此，三相短路电流是选择和校验电器和导体的基本依据。

1.3.4 电气设备的选择

选择并校验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等，选用设备的型号
正确的选择电气设备的目的是为了事导体和电器无论在正常情况或故障情况下，均能安全、及经济合理的运行、在进行设备选择时，应根据工程实际情况、在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采取新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。

1.3.5 防雷设计

变电所是重要的电力枢纽,一旦发生雷击事故,就会造成大面积停电。一些重要设备如变压器等,多半不是自恢复绝缘,其内部绝缘如故发生闪络,就会损坏设备。因此,变电所实际上是完全耐雷的。防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击,而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有:避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防雷接地等装置。

第二章 电气主接线设计
2.1电气主接线设计

电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，它要求用规定的设备文字和图形符号，并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置全部基本组成和连接关系，代表该变电站电气部分的主体结构，是电力系统结构网络的重要组成部分。
电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路的相互关系。所以，由相关文献可知它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。概括地说包括以下三个方面：
⑴ 可靠性

衡量可靠性的指标，一般是根据主接型式及主要设备操作的可能方式，按一定规律算出“不允许”事件发生地规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种主接型式中择优。
可靠安全是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本要求。它可以从以下几方面考虑：
①发电厂或者变电所在电力系统中的地位和作用；
②发电厂和变电所接入电力系统的方式；
③发电厂和变电所的运行方式及负荷性质；
④设备的可靠性程度直接影响着主接线的可靠性；
⑤长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。
⑵ 灵活性
主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。
①调度时，应操作方便的基本要求，既能灵活的投入或切除某些机组、变 器或线路，调配电源和负荷，又能满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求；
②检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；
③扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。
⑶ 经济性
主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理。一般从以下几方面考虑。
①投资省；
②占地面积少；
③电能损耗少。
对于主接型式的具体选择可以根据DL5000—2000《火力发电厂设计技术规程》综合发电厂的具体要求确定。在此设计中可以参考一下相关规定：
(1)发电机电压母线可采用双母线或双母线分段的接线方式。为了限制短路电流，可在母线分段回路中安装电抗器。如不满足要求，可在发电机或主变压器回路中装设分裂电抗器，也可在直配线上安装电抗器。
(2)容量为200～300MW 的发电机与双绕组变压器为单元连接时，在发电机与变压器之间不应装设断路器、负荷开关或隔离开关，但应有可拆连接点。
(3)采用单母线或双母线的110～220kV 配电装置，当断路器为少油型或压缩空气型时，除断路器有条件停电检修外，应设置旁路设施；当220kV 出线在4 回及以上、110kV 出线在6回及以上时，宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。当断路器为六氟化硫(SF6)型时，可根据系统、设备、布置等具体情况，有条件时可不设旁路设施；当需要设置旁路设施，且220kV出线在6 回及以上、110kV 出线在8 回及以上时，可采用带专用旁路断路器的旁路母线。

2.2 主接线方案拟定

2.2.1 变压器台数：

根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母系，发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，为了能使电源和线路功率均衡的分配,采用两台三绕组变压器与两种升高电压母线连接，另外一台变压器选用双绕组变压器只与220kV母线连接。

2.2.2 变压器的容量：

单元接线中的主变压器容量SN 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择，为
(2.1)
—发电机容量； —通过主变的容量
—厂用电：　 —发电机的额定功率，
发电机的额定容量为200MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为：
(2.2)
由发电机参数和上述计算及变压器的选择规定,主变压器选用1台220KV双绕组的变压器和两台220KV三绕组的变压器。
一台220KV的双绕组变压器选择用SFP-120000/220，两台220KV三绕组的变压器选择用SSPSL-120000/220。
型号含义：
S——三相
F——风冷/SP——强迫油循环水冷
P——无励磁调压
S——三绕组
L——铝芯

表1 双绕组主变压器：SFP-120000/220

额定容量（kVA）
额定电压（kV）
连接组标号
损耗（kW）
阻抗电压(%)
空载电流
(%)
运输重量(t)
参考价格(万元)
综合投资(万元)
高压
低压
空载
短路
120000
220±2×2.5℅
10.5
YNd11
98.2
1011.5
14
1.26
119
78
90.4

两台三绕组主变压器SSPSL-120000/220
参数为：额定容量比（%）：100/100/50
额定电压（kV）：220/121/10.5
空载损耗（kW）：123.1
短路损耗（kW）：高—中 1023，高—低 227，中—低 165
阻抗电压（%）：高—中 24.7，高—低 14.7，中—低 8.8
空载电流（%）：1.0
运输重量（t）：106
参考价格（万元）：71.7
综合投资（万元）：84.6

2.3 主接线方案：

2.3.1 220kV电压级：

出线回路数为2回，每回出线最大输送容量为50MVA。为使其出线断路器检修时不停电，应采用单母分段带旁路接线或双母线带旁路接线，以保证其供电的可靠性和灵活性。因为本厂无6～10 kV及35 kV出线，所以直接是发电机与变压器相连升压。

2.3.2 110kV电压级：

出线回路数为3回，每回出线输送容量为35MVA。同样为使其出现断路器检修时不停电，应采用单母分段带旁路接线或双母线带旁路接线，这里的旁路断路器不用设专用旁路断路器，可以用分段断路器兼作旁路断路器。
根据变压器的组合方案拟定主接线的初步方案，并依据对主接线的基本要求，从技术上进行论证各方的优、缺点，淘汰了一些较差的方案，保留了两个技术上相对较好的方案。如图（1）和（2）：

2.4 比较主接线方案

2.4.1 技术上的比较：

方案1供电可靠，检修出线断路器时不至使供电中断。方案2供电更加可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至使供电中断；调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；扩建方便，向双母的左右任何一个方向扩建均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电；便于试验，而且能使电源和线路功率均衡的分配。

2.4.2 经济上的比较：

由于方案1使用更多的断路器与隔离开关，以致使方案1的投资比方案2要大很多，增加了旁路间隔和旁路母线，每回间隔增加一个隔离开关，大大的增加了投资，同时方案1方案2多占用了土地，当今我国的土地资源比较缺乏。

图（1） 双母带旁路接线（方案1）

图（2） 单母分段带旁路接线（方案2）
2.5 主接线方案的确定

从技术和经济的角度论证了两个方案，方案2都要比方案1明显占优势，主要是方案2使用两种主变压器，使电源和线路功率均衡分配；使用比方案1更少的断路器，减少了经济投资。所以比较论证后确定采用方案2。
第三章 厂用电的设计
3.1厂用电源选择

厂用电供电电压等级是根据发电机的容量和额定电压、厂用电动机的额定电压及厂用网络的可靠、经济运行等诸方面因素，经技术、经济比较后确定。因为发电机的额定容量为200MW，可知；比较后确定厂用电电压等级采用6kV的等级。

3.1.1 厂用电电压等级的确定：

1.厂用电系统接地方式：
厂用变采用不接地方式，高压低压都为三角电压。
当容量较小的电动机采用380V时，采用二次厂用变，将6kV变为380V，中性点直接接地；启备变采用中性点直接接地，高压侧为星型直接接地，低压侧为三角电压。
2.厂用工作电源引接方式：
因为发电机与主变压器采用单元接线，高压厂用工作电源由该单元主变压器低压侧引接
3.厂用备用电源和启动电源引接方式：
采用两台启备变，独立从220kV母线引至启备变，启备变采用低压侧双绕组分裂变压器。

3.2 厂用主变压器选择

3.2.1 厂用电主变压器选择原则：

1.变压器、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应。
2.连接组别的选择，宜使同一电压级的厂用工作、备用变压器输出电压的相位一致。
3.阻抗电压及调压型式的选择，宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内，厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的±5％。
4.变压器的容量必须保证常用机械及设备能从电源获得足够的功率

3.2.2 确定厂用电主变压器容量：

按厂用电率确定厂用电主变压器的容量
厂用电率确定为Kp=8%，SNG=PNG×Kpcos∅G=100×8%0.85=9.41MVA
选型号为：SFL-10000/10
额定容量为：10000/3×9410；电压比为：10±2×2.5%/6.3-6.3；
启备变压器的容量为厂用变压器的总和，为30MVA，选用三台10MVA的变压器，型号为：SFL-10000/110，额定容量为：10000/9410，电压比为：110±8×1.5%/6.3kV。
第四章 短路电流计算
4.1 短路电流计算的目的

1.电气主接线的比选。
2.选择导体和电器。
3.确定中性点接地方式。
4.计算软导线的短路摇摆。
5.确定分裂导线间隔棒的间距。
6.验算接地装置的接触电压和跨步电压。
7.选择继电保护装置和进行整定计算。

4.2 短路电流计算的条件

4.2.1 基本假设

1.正常工作时，三项系统对称运行。
2.所有电流的电功势相位角相同。
3.电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。
4.短路发生在短路电流为最大值的瞬间。
5.不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻略去
不计。
6.不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流。
7.元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围。
8.输电线路的电容略去不计。

4.2.2 一般规定

1.验算导体的电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景的发展计划。
2.选择导体和电器用的短路电流，在电器连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。
3.选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点。
4.导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。

4.3 短路电流的计算方法

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。
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的热稳定。
Sd——三相短路容量，用来校验断路器和遮断容量和判断容量是否超过规定值，作为选择限流电抗的依据。
注：选取基准容量为Sj=100MVA Uj= Uav =1.05Ue
Sj——基准容量（MVA）；
Uav——所在线路的平均电压（kV）。

4.3.1等值阻抗图

4.3.2 短路电流计算表

表2 110~220KA 系统短路电流小结
短路点

电流值
110KV母线上发生短路（d1点）
220KV母线上发生短路（d2点）
发电机-双绕组变压器发电机出口短路（即d3点）
发电机-三绕组变压器发电机出口短路（即d4点）
0s时刻短路
电流（kA）
13.51
7.072
77.028
163.152
短路冲击
电流（kA）
35.747
18.167
204.753
433.921
短路全电流的最大有效值（kA）
21.437
10.932
122.952
260.609

4.4短路电流计算

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。
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的热稳定。
Sd——三相短路容量，用来校验断路器和遮断容量和判断容量是否超过规定值，作为选择限流电抗的依据。

4.4.1电抗计算

选取基准容量为Sj=100MVA Uj= Uav =1.05Ue
Sj——基准容量（MVA）；
Uav——所在线路的平均电压（kV）。
以下各式中 Uk％——变压器短路电压的百分数（％）；
Se——最大容量绕组的额定容量（MVA）；
Sj——基准容量（MVA）。
均采用标幺值计算方法，省去“*”。
220KV系统

G3
C2
110KV系统

C1

G2

G1

图1 电抗图
1.对于QFN-100-2发电机电抗：
X7=X8=X12=Xd〞=0.183×=0.156
2.SFPZ7-120000/220型双绕组变压器的电抗：
X11==×=0.1
3.SFPSZ7-120000/220型三绕组变压器高压、中压、低压的电抗值：
X9=X10=（Ud(1-2)%+Ud(1-3)%－Ud(2-3)%） =(14+23－7.0)=0.125
X3=X4= (Ud(1-2)%+ Ud(2-3)%－Ud(1-3)%) =(14+7－23)×=－0.008
X6=X5=( Ud(1-3)%+ Ud(2-3)%－Ud(1-2)%)=(23+7－14) =0.067
4.线路阻抗 X1=0.12 X2=0.068

4.4.2 110KV母线发生短路时（即d1点）的短路计算：

1.对电抗图进行化简并计算：
X22=X2+X16+=0.068+0.063+=0.145
X23=X13+X16+=0.256+0.063+=0.556
X24=X23∥X14==0.093
X25=X15+X24+=-0.004+0.093+=0.086
X26= X15+X22+=-0.004+0.145+=0.135
X27= X26∥X1==0.064
2.短路点短路电流的计算：
系统是在最大运行方式下进行短路计算,而且系统为无穷大容量系统
对于无限大容量系统：Ij= (基准电流) E=1
I*〞= I*z = I*=；
I*z——短路电流周期分量的标幺值；
I*〞——0秒短路电流周期分量的标幺值；
X*——电源对短路点的等值电抗标幺值；
I*——时间为∞短路电流周期分量的标幺值。

d1

220KV系统

C2
110KV系统

C1
110KV系统

d1
C2
C1

G
G
G3

图6 图7

110KV系统

d1
C1
C
110KV系统

C1
d1
C

C
G

图8 图9 图10

3.对于无限大系统提供的短路电流：
I1〞=Iz=I=Ij1= =×=7.840（kA）
其中：Ij1=I*zIj
火电厂的总容量为Se=3×=352.941（MVA）
计算电抗：Xj1=X25=0.086×=0.304
查汽轮机运算曲线得(0s、2s、4s时)：
I*·0=3.50； I*·2=2.70； I*·4=2.65；Iz·0=3.50×=5.670（kA）
同理可得：Iz·2=4.164（kA） Iz·4=3.721 （kA）
短路容量：Sd·t =Uav1 Iz·t
Sd·0=×115×5.670=1129.414（MVA）
同理可得：Sd·2 =829.414 （MVA） Sd·4=741.178 （MVA）
短路电流为：
I1·0〞= I1〞+ Iz·0=7.840+5.670=13.51 （kA）
同理可得：I1·2〞=12.004 （kA） I1·4〞=11.562 （kA）
短路功率：
Sd1=U av1·I1·0〞=×115×13.51=2691.001（MVA）
t(s)时刻短路瞬间短路电流的最大值：
Im1·0〞= I1·0〞=×13.51=19.106 （kA）
同理可得：Im1·2〞=16.976 （kA） Im1·4〞=16.351 （kA）
短路冲击电流：ish=Ksh·I1〞
① 无限大容量电源：查电力工程电气设计手册电气一次部分P141表4-15不同短
路点的冲击系数，当短路发生在高压母线上,取Ksh=1.85
由此可知ishC1=×1.85×7.840=20.512 （kA）
① 火电厂：取Ksh=1.90
由此可知ishG1=×1.90×Iz·0s=×1.90×5.670=15.235 （kA）
所以短路冲击电流ish1= ishC1+ ishG1=20.512+15.235=35.747 （kA）
短路全电流最大有效值：
Ish=I〞·
IshC1= I1〞·=4.736×=12.259 （kA）
IshG1= Iz·0·=5.670×=9.178 （kA）
Ish1= IshC1+ IshG1=12.259 + 9.178=21.437 （kA）

4.4.3 220KV母线上发生短路时（d2点）的计算

1.将系统电抗图简化并计算：
X13=X11+X12=0.1+0.156=0.256
X14=(X5+X7) =(X6+X8)= (0.156+0.067)=0.112
X15=X3=(－0.008)= －0.004
C2
C1

d2

220KV系统
110KV系统
图2

Ｇ３
图3
Ｇ
Ｇ３
Ｇ

C2
C1

d2

220KV系统
110KV系统

d2
C
G
图5

220KV系统

d2

C2
C1
220KV系统
110KV系统
图4

X16=X9=×0.125=0.063
X17=X1+X15=0.12+(－0.004)=0.116
X18=X17+X16+=0.116+0.063+=0.244
X19=X16+X14+=0.112+0.063+=0.236
X20=X2∥X18==0.053
X21=X13∥X19==0.123
2.短路点短路电流的计算：
系统是在最大运行方式下进行短路计算,而且系统为110KV和220KV系统为无穷大容量系统：
因此对于无限大容量系统：Ij= (基准电流) E=1
I*〞= I*z = I*=；
I*z——短路电流周期分量的标幺值；
I*〞——0秒短路电流周期分量的标幺值；
X*——电源对短路点的等值电抗标幺值；
I*——时间为∞短路电流周期分量的标幺值。
I2〞=Iz=I=Ij2(=I*zIj)= =×=4.736(kA)
其中Ij2=I*zIj
Xjs——额定容量下的计算电抗；
S*——各电源合并后总的额定容量（MVA）。
Iz·t——t(s)时刻短路电流周期分量的有效值（kA）。
查汽轮机运算曲线得(0s、2s、4s时)：
I*·0=2.35； I*·2=2.05； I*·4=2.30
∴Iz·0= I*·0·Iez= 2.35×=2.336 (kA)
同理可得：Iz·2=1.728 (kA) Iz·4=1.524 (kA)
短路容量：Sd·t =Uav2 Iz·t
Sd·0=×230×2.336=930.596 (MVA)
同理可得：Sd·2=688.386 (MVA) Sd·4 =608.314 (MVA)
短路电流为：
I2·0〞= I2〞+ Iz·0=4.736+2.336=7.072 (kA)
同理可得：I2·2〞=6.464 (kA) I2·4〞= 6.26 (kA)
短路功率：
Sd2=U p2·I2·0〞=×230×7.072=2817.285 (MVA)
t(s)时刻短路瞬间短路电流的最大值：
Im2·0〞= I2·0〞=×7.072=10.001 (kA)
同理可得：Im2·2〞=9.141 (kA) Im2·4〞=8.85 (kA)
短路冲击电流：ish=Ksh·I2〞
② 无限大容量电源：
查电力工程电气设计手册电气一次部分P141表4-15不同短路点的冲击系数，当短路发生在高压母线上,取Ksh=1.85
由此可知ishC2=×1.85×4.73612.391(kA)
②火电厂：取Ksh=1.90
由此可知ishG2=×1.90×Iz·0=×1.90×2.336=6.112(kA)
所以短路冲击电流ish2= ishC2+ ishG2=12.391+6.112=18.167(kA)
短路全电流最大有效值：
Ish=I〞·
IshC2= I2〞·=4.736×=7.405 （kA）
IshG2= Iz·0·=2.336×=3.527 （kA）
Ish2= IshC2+ IshG2=7.405 + 3.527=10.932（kA）

4.4.4发电机-双绕组变压器发电机出口短路时（即d3点）的短路计算：

对电抗图进行化简并计算：
X28=X1+X15=0.12+(－0.004)=0.116
X29=X16+X28+=0.063+0.116+=0.244
X30=X16+X14+=0.063+0.116+=0.236
X31=X29∥X2==0.053
X32=X31+X11+=0.1+0.053+=0.175
X33=X11+X30+=0.1+0.236+=0.781
X34=X31+X30+=0.053+0.236+=0.414
X35= X12∥X33==0.130
110KV系统

C1
220KV系统

d3

C2
220KV系统

d3

C2
110KV系统

C1

图11 图12
110KV系统
220KV系统

C1

d3

C2

d3

C
d3

C
G
图13 图14 图15
火电厂的总容量：Se=3×=352.941（MVA）
计算电抗：Xj3=X35=0.130×=0.459
查汽轮机运算曲线得(0s、2s、4s时)：
I*·0=2.35； I*·2=1.90； I*·4=2.20 Iz·0=2.35×=45.607 (kA)
同理可得Iz·2=36.874 (kA) Iz·4=42.696 (kA)
短路容量：Sd·t=Uav3 Iz·t
Sd·0=×10.5×45.607=829.433 (MVA)
同理可得：Sd·2670.610 (MVA) Sd·4 =776.492 (MVA)
短路电流为：
I3·0〞= I3〞+ Iz·0=31.421+45.607=77.028 (kA)
同理可得：I3·2〞= 68.295 (kA) I3·4〞= 74.117 (kA)
短路功率：
Sd3=U av3·I3·0〞=×10.5×77.028=1400.872 (MVA)
t(s)时刻短路瞬间短路电流的最大值：
Im3·0〞= I3·0〞=×77.028=108.934 (kA)
同理可得：Im3·2〞=96.584 (kA) Im3·4〞=104.817 (kA)
短路冲击电流：ish=Ksh·I3〞
① 无限大容量电源：查电力工程电气设计手册电气一次部分P141表4-15不同短路点的冲击系数，当短路发生在高压母线上,取Ksh=1.85
由此可知 ishC3=×1.85×31.421=82.207 (kA)
② 火电厂：取Ksh=1.90
由此可知 ishG3=×1.90×Iz·0s =×1.90×45.607=122.546 (kA)
所以短路冲击电流ish3= ishC3+ ishG3=82.207+122.546=204.753 (kA)
短路全电流最大有效值：
Ish=I〞·
IshC3= I3〞·=31.421×=49.131(kA)
IshG3= Iz·0·=45.607×=73.821(kA)
Ish3= IshC3+ IshG3=49.131+ 73.821=122.952(kA)

4.4.5 发电机-三绕组变压器发电机出口短路时（即d4点）的短路计算

由电抗图可作化简如图所示

d4
C1
C2
G
G
G

图16

C2
C1

d4

G1
G2
G3

d4
G2
G3
C2
C1
G1

图17 图18

G
G
C2
C1

d4

C2
G

d4

C1

图19 图20

C

d4
G

图 21
X6=X5≈0
X36=X1+X4+=0.12+(－0.008)+=0.232
X37=X4+X3+=－0.016+=－0.015
X38=X37+X7+=－0.017+0.154+=0.116
X39=X37+X9+=－0.017+0.125+ =0.094
X40=X8∥X38==0.067
X41=X39∥X10==0.055
X42=X41+X2+=0.055+0.068+=0.138
X43=X41+X13+=0.055+0.256+=0.518
X44=X36∥X42==0.087
X45=X40∥X43==0.060
计算短路点的短路电流
对于无限大系统提供的短路电流：
I4〞=Iz=I=Ij4(=I*zIj)= =×=63.204KA
火电厂的总容量：Se=3×=352.941(MVA)
计算电抗：Xj4=X45=0.060×=0.212
查汽轮机运算曲线得(0s、2s、4s时)：
I*·0=5.15； I*·2=2.58； I*·4=2.44
Iz·0=5.15×=99.948(kA)
同理可得Iz·2=50.071(kA) Iz·4=47.354(kA)
短路容量：Sd·t=Uav1 Iz·t
Sd·0=×10.5×99.948=1817.654(MVA)
同理可得：Sd·2 =910.591(MVA) Sd·4=861.176(MVA)
短路电流为：
I4·0〞= I4〞+ Iz·0s=63.204+99.948=163.152(kA)
同理可得：I4·2〞=113.275(kA) I4·4〞= 110.558(kA)
短路功率：
Sd4=U av4·I4·0〞=×10.5×163.152=2967.082 （MVA）
t(s)时刻短路瞬间短路电流的最大值：
Im4·0〞= I4·0〞=×163.152=230.732(kA)
同理可得：Im4·2〞=160.195(kA) Im4·4〞=156.353(kA)
短路冲击电流：ish=Ksh·I4〞
① 无限大容量电源：查电力工程电气设计手册电气一次部分P141表4-15不同短路点的冲击系数，当短路发生在高压母线上,取Ksh=1.85