2x12mw火电厂电气部分设计.doc

1、前言 毕业设计是高职高专院校发电厂及电力系统专业的主干专业课部分之一,是理论和实践并重的专业课程,具有实践性强应用性广的特点,本次设计的题目是2x12000kw火电厂电气部分设计,设计任务是:设计发电厂主接线,并论证设计的主接线是最佳方案,选择主变压器的台数及容量,设计发电厂厂用电接线,并选择厂用变压器的台数及容量,计算短路电流,选择导体和主要电气设备,电站防雷装置设计和继电保护配置.此次设计的发电厂一方面供电给县办企业和农业用电,另一方面还向电力系统送电且拥有I,II类重要负荷, 所以发电厂是电力系统的重要组成部分,也直接影响着整个电力系统的安全与运行,在发电厂中,一次接线和二次接线都是其电

2、气部分的重要组成部分,本次设计中主要针对了一次接线的设计,从主接线方案的确定到厂用电的设计,从短路电流的计算到电气设备的选择以及配电装置的布置,都做了较为详尽的阐述,二次接线则以继电保护配置的选择为专题做了深入细致的介绍.且在设计过程中,综合考虑了经济性.可靠性和可发展性等多方面因素,在确保可靠性的前提下力争经济性。本次设计所要求的基本理论,基本知识和基本技能是本专业学生毕业后从事电力行业运行,维护,检修,管理工作所必备的专业基础. 编者目录前言第1章 发电厂电气主接线设计及主变压器的选择1.1 原始资料分析61.2 主变压器的选择61.2.1 主变压器容量的选择6 1.2.2 主变压器台数的

3、选择6 1.2.3 主变压器型号的选择及校验61.2.4 主变压器相数、绕组、连接方式的选择71.3 主接线的设计71.3.1 设计步骤71.3.2 初步设计方案71.3.3 最优方案确定9第2章 发电厂厂用电接线设计及厂用变压器选择 2.1 厂用变压器容量及台数的选择10 2.2 负荷的分类与统计112.3 厂用电接线设计11第3章 计算短路电流3.1 短路电流计算的目的与步骤123.1.1 短路电流计算的目的123.1.2 计算步骤123.2 主变压器的参数计算及短路点的确定12 3.2.1 变压器、发电机、线路参数确定12 3.2.2 短路点的确定14 3.2.3 各短路点的短路计算15

4、3.3 厂用电短路电流计算及等值电路图203.4 绘制短路电流计算结果表25第4章 选择导体4.1母线的选择254.1.1 6KV母线选择及校验254.1.2 10KV母线选择及校验264.1.3 110KV母线选择及校验274.2 架空线选择及校验28 4.2.1 6KV架空线选择及校验28 4.2.2 10KV架空线选择及校验28 4.2.3 35KV架空线选择及校验29 4.2.4 110KV架空线选择及校验294.3 10KV电缆选择及校验29第5章 高压电气设备的选择及校验5.1 变压器侧高压开关和电气设备选择及校验305.1.1 高压隔离开关和断路器的选择及校验305.1.2 高电

5、压互感器选择及校验335.1.3 高压电流互感器选择及校验365.2 出线回路高压开关和电气设备选择及校验39 5.2.1 高压隔离开关和断路器的选择及校验39 5.2.2 高压电流互感器选择及校验40第6章 电站防雷装置设计 6.1 发电厂防雷设备的选择41 6.1.1 水塔的防雷41 6.1.2 烟囱的防雷41 6.1.3 厂房内电气设备的防雷41 6.1.4 变压器的防雷41 6.2 出线端的防雷措施41 6.3 变压台的防雷措施42第7章继电保护配置 7.1变压器的继电保护42 7.1.1 瓦斯保护42 7.1.2 过电流保护42 7.1.3 纵联差动保护43 7.1.4 过负荷保护4

6、3 7.1.5 零序（接地）保护43 7.2 发电机的继电保护43 7.2.1 纵联差动保护44 7.2.2 过电流保护44 7.2.3 定子绕组单相接地保护44 7.2.4 匝间短路保护44 7.2.5 转子一点接地保护44 7.2.6 失磁保护44 7.2.7 定子过电压保护44 7.2.8 定子过负荷保护45 7.3 线路的继电保护45 7.3.1 线路相间短路的电流电压保护45 7.3.2 线路的接地保护45 7.3.3 线路的距离保护46 附图1 发电厂电气主接线图47 附图2 发电厂厂用电接线图47 附图3 高压出线断面图48 附表 主要电气设备表49参考文献50第1章 发电厂电气

7、主接线设计及主变压器的选择1.1 原始资料分析资料分析：查电力工程电气设计手册（上册），知小型容量电厂一般指总容量在200MW以下，安装的单机容量一般不超过30MW，而本设计电厂总容量2x12MW,在200MW以下，单机容量小于30MW，为小型凝汽式火电厂。从负荷特点及电压等级可知，它有三个电压等级，110KV与系统有四回馈线，是电厂向系统送电的主干线路是一级负荷；35KV架空线有2回馈线，是电厂与地方电力网的连接线是二级负荷；10KV侧共六回出线，其电压等级与发电机端相符，采用直馈线为宜是是二级负荷。1.2 主变压器的选择 1.2.1 主变压器容量的选择据电力电气一次部分的公式P供=P发(1

8、Xehy)=12(10.1)=10.8MVP负=P供(1Xwt)=10.8(10.1)=9.72MVST=P负/cos=9.72/0.8=12.15MV=12150KVA注：Xehy凝汽式火电厂用电率8%10% Xwt网损率5%10%1.2.2 主变压器台数的选择发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台，对装设两台变压器的发电厂，当其中一台主变压器退出运行时，另一台变压器应能承担70%的容量。本设计电站为小型凝汽式火电厂，为了满足运行的可靠性和灵活性，其主变压器共用2台，为保证发电机电压出线供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器满足用电负荷的可靠性要求。1.2.3 主变压器型号的选择及校

9、验本设计有3个电压等级，两种升高电压。最高电压为110KV，且最大机组容量为2X12=24MW，满足要求故选择两台三相三绕组主变压器，查课本电气设备实用手册（注：周文俊主编、中国水利水电出版社、上册）P209。选其型号为：SFSL712500/110 额定容量SNT=12500KVA 额定电压：高压110KV、中压35KV、低压10.5KV。短路损耗PK=87KW ,空载损耗：P0=23KW，阻抗电压UK% 高低：10.5、高中：17.5、中低：6.5 空载电流I%：1.2连接组标号：YN,yn0,d11。检验计算负荷：S总=2X4+1X2+1.5X3+1X3=17500KVA 任一台变压器单

10、独工作时应满足全部总计算负荷70%的需要。本设计中SNT=12500KVAS总=17500X0.7=12250KVA，满足全部总计算负荷70%的需要。 任一台变压器单独工作满足一、二类负荷的需要。本设计SNT=12500KVAS(I+II)=2000X4+1000X2=10000KVA满足重要负一、二级的需要。以上主变压器容量的选择，同时能满足两个条件的需要，选择校验结果合格。1.2.4 主变压器绕组、连接方式的选择依据电力工程电气设计手册P216,当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂均选用三相变压器，依据电力电气一次部分P97，当电厂有三个电压等级时，一般可考虑采用三绕组变压器或

11、自藕变压器。但中压侧电压为110KV及以下时，多采用自藕变压器。依据电力工程电气设计手册P216，最大机组容量为125MW及以下的发电厂，当有两种升高电压向用户供电或与系统连接时，为满足电网在不同功率运行状况下的潮流分布要求提高供电的可靠性和灵活性，减少电能损耗，宜采用三绕组变压器，（每个绕组的通过容量应达到变压器额定容量的15%及以上）。两种升高电压的三绕组变压器一般不超过两台。（因为三绕组变压器比同容量双绕组变压器价格高40%50%）。运行检修比较困难，台数过多时会造成中压侧短路容量过大，且屋外配电装置布置复杂，故对其使用给予限制绕组连接方式。我国110KV系统及以上电压，变压器绕组采用Y

12、连接，35KV采用Y，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV及以下电压采用连接。1.3 主接线的设计1.3.1 设计步骤 电气主接线设计，一般分以下几步：（1） 拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟定出若干可行方案，内容包括主变压器型号、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点。（2） 对3个技术上比较好的方案进行经济计算。（3） 对3个方案进行全面的技术，经济比较，确定最优的主接线方案。（4） 绘制最优方案电气主接线图。1.3.2 初步方案设计在对原始资料分析的基础上，结合对电气接线的可靠性和灵活性及经济

13、性等基本要求，综合考虑，在满足技术，积极政策的前提下力争使其技术先进，供电安全可靠，经济合理的主接线方案。发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应保证其满足，不积压发电能力，同时尽可能减少传输能量过程中的损耗，以保证供电的连续性，因而根据对原始资料分析，现拟定以下三个主接线方案。采用两台三相三绕组主变压器并联运行，发电机电压侧采用正常运行时互为备用，而35KV高压侧采用变压器线路单元接线，1110KV侧采用单母线分段。10KV侧也采用单母线分段与发电机电压侧相接。（注：为限制短路电流过大，在分段断路器DQF处加设电抗器）采用2台三相三绕组变压器并列运行，35KV侧两回馈线采

14、用变压器线路单元接线。110KV和10KV均采用单母线接线，两台发电机接在10KV侧电压母线上。方案三、两台三相三绕组变压器并列运行，35KV侧考虑用内桥接线，10KV侧也采用单母线与发电机电压侧相接，110KV采用单母线分段，如图所示 。 1.3.2最优方案确定三种方案在技术上是可行的，根据本设计要求分析，10KV电压侧出线回路多，且有直线馈线，电压较低，宜采用屋内配电，其负荷为二、三级负荷，因此采用单母线分段的接线形式，查其电力工程电气设计手册一次部分P47知，单母线分段接线可有两个电源供电，断路器检修或母线故障尽量减少停运的回路数和停运时间，满足供电可靠性，且适用范围610KV配电装置的

15、出线回数为6回及以上时；3563KV配电装置的出线回数为48回时；110KV220KV配电装置出线回数为34回，两台12MW机组分别接在两段母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压35KV和110KV。由于12MW机组均接于10KV母线上，可选择轻型设备，在分段处（DQF）加装母线电抗器。根据设计要求，为满足可靠性和灵活性，35KV电压级出线2回，且有2台主变压器，各台变压器的35KV侧采用变压器线路单元接线（桥型接线用于具有两路电源的工厂，为了使接线简单）。110KV电压级，出线回路4回，且是电厂向系统送电的主干线路，一级负荷对于二级负荷一般要求有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，

16、能保证对全部一级负荷不间断供电，为保证任一母线或断路器故障检修时，不会停止对用户连续供电 ，且满足手册单母线分段接线适用范围，即110220KV配电装置出线回路为3回时，用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同引出两个回路，有两个电源供电，即采用单母线分段。（每段母线上发电机容量为12MW时，一般采用单母线分段接线。比较：综上分析所述，根据设计要求，比较三种主接线方案，遵循了可靠性、灵活性、经济性的要求，在确保可靠性、灵活性的同时，兼顾了经济性。主接线方案一10KV采用单母线分段，35KV变压器线路单元接线：接线最简单，设备少，不需要高压配电装置；适用于只有一台变压器和一回线路时，每台主变都

17、有35KV侧，且共只有110KV侧2回路。110KV采用单母线分段是比较合理的。在可靠性方面该主接线简单清晰，设备少，无论检修母线或设备故障检修，均不致造成全厂停电，每一种电压级中均有两台变压器联系，保证在变压器中损耗最小。在灵活性方面，运行方式比较合理，调度灵活，各种电压级接线都便于扩建和发展（在经济性方面，投资少，占地面积少），故方案一较合理。发电机和变压器型号参数如下：发电机G1，G2 QF2122变压器T1、T2， SFSL712500/110，UK（12）%=17.5UK（23）%=6.5UK（31）%=10第二章 发电厂厂用电接线设计及厂用变压器选择2.1 厂用变压器容量及台数的选

18、择1、厂用变压器型式选择由于本设计电厂是小型凝气式火电厂，尘埃较多，且考虑到经济性，故选用油侵式双绕组变压器。2、厂用变压器容量选择厂用变压器容量选择的基本原则：（1） 变压器原副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致；（2） 变压器容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率；（3） 厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同，当装设两台厂用变时，对油侵式变压器，每台可带70%的计算负荷来选择，其中同主变停止运行时，另一台厂用变压器暂时过负荷30%。根据本设计要求，有6KV厂用电负荷和380/220V厂用电负荷，又因变压器是发电装置，故求计算负荷时变压器不乘70%。

19、6KV PT厂=（290X2+220X2+220X2+160X2+120X2）X70%+400=1414+400=1814(KV)ST=PT厂/cos=1814/0.8=2267.5（KVA）查电气设备实用手册（周文俊主编、中国水利水电出版社上册）P182，应选610KV级铝绕组配电及电力变压器，SL72500/10 额定电压：高压10.5、低压6.3或3.15KV 连接组标号Y，d11 短路损耗PK=23KV 空载损耗P0=3.65 空载电流I%=1 阻抗电压UK%=5.5。380/220V级时，设计给出ST= P/cos=400/0.8=500KVA。同上，查手册应选610KV级 SL75

20、00/10 额定电压：高压6.3KV、低压0.4KV PK=6.9KV P0=1.08 I%=1.9 UK%=4 连接组标号Y,Yn03、台数选择根据设计要求，厂用电负荷有两个电压级即6KV和380/220V，为保证对用电负荷可靠性和连续供电，使发电厂主机安全运转，采用3台厂用变压器，据设计要求6KV厂用变压器安装2台，互为备用，380/220V采用一台，故根据厂用负荷的分类统计设计手册厂用电接线共用4台变压器。2.2 负荷的分类与统计发电厂在电力生产过程中，有大量的电动机械，用以保证主要设备和辅助设备的正常运行，这些电动机及全厂的运行操作、实验、修照明等用电设备的总耗电量统称厂用电或自用电。

21、查设计手册知厂用负荷，按其用电设备在生产中的作用和突然中断供电时造成危害程度分为四类：（1） I类厂用负荷：短时停电会造成设备损坏，危及人身安全，主机停运或发电量大幅度下降的负荷，如：给水泵、凝结水泵、送风机、循环水泵等。通常都设有两套设备互为备用，分别接在两个独立的电源母线上。（2） II类厂用负荷：允许短路时停电，恢复供电后，不制造成产生紊乱的厂用负荷，如火电厂的工业水泵，疏水泵、输煤设备和化学水处理设备等，一般应由两段母线供电，并采用手动切换。（3） III类厂用负荷：较长时间停电，不会影响生产，仅造成生产上的不方便者，如实验室中央修配厂，油处理室等负荷，通常由一个电源供电。（4） 事故

22、保安负荷，指在停机过程中及停机后一段时间内仍应保证供电的负荷，否则将引起主要设备损坏，重要的自动控制装置失灵或推迟恢复供电，甚至可能危及人身安全的负荷称为事故保安负荷。它分为直流保安啊负荷，如发电机组的直流润滑油泵等，其直流电源由蓄电池组成供电，交流保安负荷，如盘车电动机，实时控制用的电子计算机等。2.3 厂用电接线设计厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同，首先应保证对厂用电负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转，其次接线应能灵活地适应正常，事故，检修等各种运行方式的要求，还应适当注意经济性和发展的可能性，并积极慎重的采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性，其拟定方案如下图。

23、据设计要求知有两个厂用供电电压等级即6KV和380/220V，由以上负荷统计分析知，6KV厂用电负荷都是I类负荷，应采用单母线分段其母线上分别设一台型号相同的变压器互为备用，以保证对I类负荷的可靠供电；而380/220V厂用电负荷为II类负荷和III类负荷，在满足技术要求时，考虑到其经济性可采用一台厂用变压器；其设计如下图（为了减少绝缘设备的投资，从6KV母线上引出）。第三章 计算短路电流3.1 短路电流计算的目的与步骤3.1.1 短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：（1） 在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，

24、或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2） 在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。（3） 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。3.1.2 短路电流计算步骤（1）选择计算短路点。（2）画等值网络图。首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。选取基

25、准容量Sb和基准电压Ub（一般取各级的平均电压）。将各元件的电抗换算为同一基准的标幺值的标幺电抗。绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。（3）化简等值网络：为计算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd.（4）求计算电抗Xjs.（5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值。（6）计算无限大容量（或Xjs3.45）的电源供给的短路电流周期分量。（7）计算短路电流周期分量有名值和短路容量。3.2 主变压器的参数计算及短路点的确定3.2.1变压器参数计算据设计要求知110KV和 35KV是无限大容量系统u=

26、1 10KV为地方系统用电不计算短路电流。取基准容量为=100MVA,基准电压=1.05 主变压器电抗10.5 17.5 6.51.各绕组的电抗电压百分比：=（）=（17.5+10.5-6.5）=10.75=（）=（17.5+6.5-10.5）=6.75=（）=（10.5+6.5-17.5）=-0.252.各绕组电抗（有名值）=110KV =12500KVA=12.5MVA=104.06（）=65.34（）=-2.42（）3.各绕组标么值（基准标么值）=104.06=0.78=65.34=4.84=2.42=2.2 4发电机电抗标幺值=% =0.1426=0.955.线路电抗标幺值=0.410

27、=0.3=0.420=0.06=3.2.2短路点的确定选择通过导体和电气的短路电流是最大的那些点为短路计算点。 如图1所示若假设有,，5个短路点。（10KV侧）若短路时，提供其短路电流有+；若点短路时，提供其短路电流有+2个系统则有点大于点的短路电流。故选点为短路计算点。（35KV侧）若点短路时，短路电流有， + + 。（110KV 侧）短路时，提供其短路电流有 + + ；点短路时，则有提供其短路电流有。则知大于，为短路电流计算点。综上所述短路点选择点点点。点是用来选择10KV母线上的出现回路上的断路器和变压器与10KV相连的断路器和发电机组与10KV相连的断路器设备（发电机机端电压的断路器）

28、，点用来选35KV出线回路上的断路器。点用来选110KV侧出线回路上的断路器和与之相连的开关设备。=+=0.93+0.3=1.23 =+=0.93+0.3=1.23=2.2/2=1.1 =0.95/2=0.475 =0.78/2=0.39 =0.06/4=0.015 =0.5/4=0.1253.2.3各短路点的短路计算 （1） 相对K1点简化电路并计算 相对点三相短路电流及短路容量，其简化电路如图2=+=1.23+4.84=6.07 对，支路进行星网变换求得各电源点对的转移电抗。=(1/+1/+1/+1/)=1.16.073.1=20.9=(1/+1/+1/+1/)=1.16.073.1=20

29、.9=(1/+1/+1/+1/)=1.10.533.1=1.8点计算电抗=0.47530100=0.143.45是有限容量系统。求短路电流周期分量标幺值：则10KV电压级查设计手册汽轮发电机组运算曲线，t=1s,110KV和35KV是无限大容量=10KV =3.235KV =0.05 =0.05 110KV =0.56三相短路电流周期分量=（+）=(0.05+0.05+0.56+3.2)=21.2(KA)三相短路电流次暂态电流及短路稳态电流为=21.2（KA）三相电流冲击瞬时值为=1.8=2.5521.2=54.06（KA）三相短路冲击电流有效值为=1.52=1.5221.2=32.22（KA

30、）点的三相短路容量=10.521.2=385.5（MVA）(2). 相对K2点简化电路并计算=+=1.2+4.84=6.07=+=0.38+0.015+0.125=0.53 =+=0.475+1.1=1.575，对，支路进行星网变换求得各电源对的转移电抗如图335KV=(1/+1/+1/+1/)=4.846.07(1/6.07+1/0.53+1/1.575+1/4.84)=85.210KV =(1/+1/+1/+1/)=4.841.5752.9=22.1110KV =(1/+1/+1/+1/)=4.840.532.9=7.4点计算电抗 =P/cos=12/0.8=15KV=22.1=6.63.

31、45是无限大容量系统求短路电流周期分量标么值。35KV和110KV电压级是无限大容量系统，点短路时的等值电源支路按=35KV =1/85.2=0.01 =1/1.23=0.8110KV =1/7.4=0.1410KV =1/6.6=0.15有名值35KV侧，=36.75KV(三相短路电流周期分量)=+=(0.01+0.8+0.143+0.15)=1.7(KA)三相短路电流次暂态及短路稳态电流及短路稳态电流为无限大容量电源系统发生三相短路时短路电流周期分量的幅值始终不变 =1.7（KA） 三相短路冲击电流瞬时值为=1.8=2.551.7=4.32（KA）三相短路电流有限值为=1.52=1.521

32、.7=2.58(KA)点的三相短路容量为=36.751.7=108.2（KVA）（3）. 相对K3点简化电路并计算求点三相短路电流及短路容量=+=0.015+0.125=0.14对，支路进行星网变换得各电源点对点转移电抗等值电路图如图4(35KV) = (1/+1/+1/+1/)=0.396.07(1/6.07+1/6.07+1/0.39+1/1.575)=0.396.073.5=8.29 = (1/+1/+1/+1/)=0.396.07(1/6.07+1/6.07+1/0.39+1/1.575)=0.396.073.5=8.29(10KV) = (1/+1/+1/+1/)=0.391.575

33、3.5=2.15 点计算电抗为=2.15=0.653.45是有限容量 查曲线求短路电流周期分量标幺值。110KV和35KV是无限大容量=查设计手册汽轮发电机 t=0.2s时，=1.2335KV =0.12 =0.12110KV = =7.14三相短路电流周期分量=115.5KV(有名值)=（+）=（0.12+0.12+1.23+7.14）=4.3（KA）三相短路电流次暂态及短路稳态电流为 =4.3KA三相短路冲击电流瞬时值为=1.8=1.84.3=10.9（KA）三相短路冲击电流有效值=1.524.5=6.5(KA)点的三相短路容量为=115.54.3=860.2(MVA)3.3厂用电短路电流

34、计算及等值电路图取基准容量为=100MVA,基准电压=1.05等值电路图如图5=2.2() =2.2=2=0.62 =2.42 =0.39=1.1=+=+=0.46=0.46 =+=0.62+2.42=3.04 =+=0.39+0.14=0.53若点短路时各电源点都单独计算对，支路进行Y变换。等值电路图如图6=+=1.1+3.04+=10.4=+=1.1+0.53+=1.8然后再对，支路进行星网变换求得各电源对的转换电抗等值电路图如图7 = (1/+1/+1/+1/)=210.4（1/10.4+1/1.8+1/2+1/0.46）=210.43.3=68.64=（1/10.4+1/1.8+1/2

35、+1/0.46）=21.83.3=11.9=（1/10.4+1/1.8+1/2+1/0.46）=20.463.3=3.04计算电抗：=3.04=0.913.45 知其不是无限大容量系统，故查曲线短路电流周期分量标幺值。查电力系统基础P293附录 汽轮机若当点短路时，t=0.1s10KV =1.1 10KV和35KV是无限大系统则=35KV =0.01110KV =0.08则短路电流周期分量=6.3KV(有名值)=（+）=(1.1+0.01+0.08)=10.9(KA)三相短路电流次暂态电流及短路稳态电流。=10.9（KA）三相短路冲击电流瞬时值为 =1.8=2.5510.9=27.7(KA)三

36、相短路冲击电流有效值=1.52=1.5210.9=16.6(KVA)若点的三相短路容量为= =6.310.9=118.9(MVA)3.3 绘制短路电流计算结果表将计算结果列入下表三相短路电流及短路容量计算结果短路电流计容量(KA)/(MV.A)10KV21.221.221,254.0632.22385.535KV1.71.71.74.322.58108.2110KV4.34.34.310.96.5860.26KV10.910.910.927.716.6118.9第四章 导体的选择4.1 母线的选择4.1.1 6KV母线选择及校验若假设6kv母线采用三相水平排列，平放，跨度矩数大于2，L=100

37、cm,a=25cm,最大工作电流按6kv侧变压器计算=240.6A = =10.9KA =27700A =16.6KA根据电流情况查电力电气一次部分课本P294页附表1，初步选定截面面积S=404型矩形铝母线，其长期允许电流为=456A (=70，=45)因实际环境温度Q=41.7 则查电力电气一次部分课本P295页附表3 环境温度校正系数=0.74。故=0.74456=337.4A=大于=240.6A 满足发热条件。假设短路电流通过时间t=1s, 校验热稳定：由短路热效应公式为=(+10+)T/12=101010.910.912=118.81(KAS),查课本电力一次部分P192导体最高允许

38、温度热稳定系数C=97，由公式计算母线的最小允许截面=10=10=112.4因S=404=160112.4故热稳定合格。 校验动稳定单位档矩点动力F=1.73227700=531.6（）最大弯矩M=53.2(NM)截面系数W=/6=1.1(m)计算应力max=52.3/（1.1）=48.4Nm查电力电气一次部分P196知铝的允许应力=70Nmmax=48.4Nm故动稳定合格4.1.2 10KV母线选择及校验10KV屋内配电装置，母线采用三相水平排列，相间距离a=25cm，相同两个相邻绝缘子距离L=100cm，跨距数大于2， 10KV母线的选择，35kv及以下电压等级一般采用矩形母线，选用铝质截

39、面矩形，按经济电流密度选择母线截面，最大工作电流按变压器的额定电流计算Imax=SN/UN=12500/（1.732X10）=721A，当Tmax=3000h，查课本电力电气一次部分P195得J=1.08，母线经济截面为S经=ImaxJ=721/1.08=668(mm)查电力工程电气设计手册电气一次部分P333表8-2选择10KV母线为（S=8010）型矩形铝母线，允许载流量In-1427A（最高允许温度Qn=70C，实际环境温度Qo=45）因实际环境温度Q=Qo=41.7,查课本P195附表3电力电气一次部分K0（环境温度校正系数）=0.74故K0In=0.741427=105.6（A）Im

40、ax=721A可满足长期发热的要求。假设短路电流通过时间T=1S，=21.2KA，=21.2KA，=21.2KA， =54.06KA 校验热稳定由短路热效应公式Qk= （+10+）/12t=(21.2+1021.2+21.2)121=449.4(KA.S)因导体最高允许温度70，实际温度为41.7，查42，查电力电气一次部分课本P192，热稳定系数C=97由公式计算母线的最小允许截面Smin得Smin= /C10=/9710=218.5mm因S=8010mmSmin=218.5mm,故热稳定合格。 校验动稳定单位档矩电动力:F=1.731/a10最大弯矩：M=FL/10=2022.41/10=202.24（N.M）截面系数：W=bh/6=0.010.08/6=1.0610（m）计算应力：max=M/W=202.24/1.0610=19.0710（N/m）查表课本电力电气一次部分知 铝的允许应力=7010（N/m）max=19.0710，故动稳定合格单片矩形导体具有集肤效应系数小，散热条件好，安装简单，连接方便等优点，一般使用于电流I2000A的回路中。