毕业设计电气工程及其自动化终(编辑修改稿)

毕业设计电气工程及其自动化终(编辑修改稿)内容摘要：

时的短路电流最大，若其他类型短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况计算。 在本设计的电气主系统中，由于发电机出口采用分相封闭母线，故障几率小，所以运行可靠性高 ,及不可能出现比三相短路更为严重的短路类型，所以只需计算三相短路电流。 短路计算点 在计算电路图中，同电位各短路点的短路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同而不同。 校验电器和载流导体时，必须确定电气设备和载流导体处于最严重情况的短路点，使通过的短路电流校验值为最大。 例如：两侧均有电源的断路器，如发电厂与系统相联系的出线断路器和发电机、变压器回路的断路器，应比较断路器前、后短路时通过断路器的电流值，择其大者为计算短路点；母联断路器应考虑当采用该断路器向备用母线充电时，备用母线故障流过该备用母线的全部短路电流；带电抗器的出线回路由于干式电抗器工作可 靠性较高，且断路器与电抗器间的连线很短，故障几率小，电器一般可选电抗器后为计算短路点，这样出线可选用轻型断路器，以节约投资。 综上述分析，计算电路图中的短路点可设置为四点，即母线、发电机出口、厂高变分裂绕组一侧和高备变分裂绕组一侧。 短路电流计算方法 在工程设计中，短路电流计算均采用实用计算法，即在一定假设的条件下，计算出短路电流的各个分量。 短路电流计算步骤 实用计算中，用运算曲线法计算短路电流的具体步骤： (1) 选择短路计算点； (2) 系统元件参数计算 (标么制 )，取基准容 量 BS ，基准电压 navB UU  (各级平均额定电压 )，按平均额定电压之比计算元件电抗的标么值； 风江水电站工程设计说明书 14 (3) 对电动势、负荷的简化，取各发电机次暂态电动势   139。 39。 0 E ，电抗用次暂时态电抗 39。 dX 表示，略去非短路点的负荷，只计短路点附近大容量电动机的反馈电流； (4) 绘出等值网络，并将各元件电抗统一编号； (5) 网络化简，在离短路点的电气距离很近时，可将同一类型的发电机 进行合并，但无限大容量电源应单独考虑； (6) 求转移电抗 sknk XX 、 (分别是等值电源和无限大容量电源对短路点的转移电抗 )； (7) 求计算电抗 jsX ，即将前面求出各等值电源的转移电抗按各相应等值电源的容量进行归算； (8) 由计算电抗分别查出 0、 4s 时各等值电源供出的三相短路电流周期分量有效值的标么值 tnI ，由无限大容量电源供给的三相短路电流不衰减，其周期分量有效值的标么值 sks XI /1 ； (9) 计算短路电流周期分量有值 39。 I 、 2I 、 4I ； (10) 计算短路的冲击电流 shI。 计算公式 元件参数计算 GNBdG SSXX  式中 GX —— 发电机电抗标么值； dX —— 发电机次暂态电抗； BS —— 基准容量 (一般取 100 或 1000)， AMV ； NGS —— 发电机的额定容量， AMV。  NBkT SSUX 100% 风江水电站工程设计说明书 15 式中 TX —— 变压器电抗标么值 ；  %kU —— 变压器短路电压百分数或阻抗电压百分数， %； NS —— 变压器额定容量， MV A。      NBT SSUX 100 %2121   式中  21TX —— 分裂变压器高压绕组与一个低压绕组间的电抗标么值；   %21U —— 分裂变压器半穿越电抗百分数， %； NS —— 分裂分压器的额定容量。 网络变换 211221 XX XEXEE  2121 XX XXX  式中 E —— 合并后的等值电源 X —— 合并后的等值电抗 (a) 变换 前的网络 (b)变换后的网络 图 网络变换图 Y/Δ网络变换如图所示： 1E 2E E 1X 2X X 风江水电站工程设计说明书 16 (a) Y 形网络 (b) Δ形网络 网络变换图 Y Y/Δ变换 3212112 XXXXXX  1323223 XXXXXX  2131331 X XXXXX  Δ / Y 变换 31231231121 XXX XXX  31231223122 XXX XXX  31231231233 XXX XXX  计算电抗 )/( 111 BNkjs SSXX  )/( 222 BNkjs SSXX  „ „ 式中 kX1 、 kX2 „ —— 等值电源 2„ 短路点的转移电抗 1NX 、 2NX „ —— 等值电源 2„ 的额定容量， AMV。 1 13 2 3 21X 3X 31X 12X 风江水电站工程设计说明书 17 短路点短路电流周期分量有效值的计算 BsNtNtt IIIIIII   2211 其中 )3/(11 kavNN USI   )3/(22 kavNN USI   „ „ )3/( kavBB USI  式中 kavU —— 短路点 k所在电压级的平均额定电压， kV； 1NI 、 2NI —— 归算至短路点电压级各等值电源的额定电流， kA。 短路的冲击电流 39。 39。 impIkshi 式中 39。 I —— 起始次暂态电流； impk —— 冲击系数，一般取。 电流分布系数及转移电抗 用单位电流法可以比较方便地求得开式网络各支路的电流分布系数和转移抗。 如图 (a)的网络 ,令 0321   EEE ,在短路点 3k 加电动势 kE ,使之将图 (a)网络等效变为图 (b)等值网络。 在此网络中可使 11I 为单位电流，则有 212112 // XXXXII  ， 214 III    344113 / XXIXII  ， 34 IIIk  根据电流分布系数的定义，各支路的电流分布系数为 kk IIIC /1/11  kIIC /22  风江水电站工程设计说明书 18 kIIC /33  (a) 网络图 (b)等值网络 图 用单位电流法求电流分布系数 从而得各支路的转移电抗为 11 /CXX kk  22 /CXX kk  33 /CXX kk  式中   53421 //// XXXXXX k  为短路回路总等值电抗。 短路电流参数计算 视系统为无限大容量电源，即 S ，已经 220kV 母线与系统联系的电抗标么值 lX。 取 MVASB 100 ， navB UU  ，计算各元件电抗的标么值 21   NBdGG SSXXX   %21  NBkTT SSUXX TX TX 1E 2E 3E 1X 2X 3X 4X 5X 1X 2X 3X 4X 5X kE 1I 2I 3I kI 风江水电站工程设计说明书 19 取 1E ，并将各元件电抗编号，做出等值网络如图 所示。 这是纯电抗等值网络，图中电抗值前的 j 均已略去，并将电抗下标“ *”也略去，相应的运算以实数运算。 图 短路电流计算等值网络 220kV 母线短路 (k1) 等值网络化简及进一步化简分别如图 (a)和 (b)所示。 发电机 G1与 G2合并，合并后的等值机 G 对短路点的等值电抗为     428  XXX (a)网络化简 (b)进一步化简 图 等值网络化简 K 1sK 1G 2G 1 G 2s K 1K 4K 2K 3G 1 G 2s 7 风江水电站工程设计说明书 20 系统供给的短路电流不衰减，其周期分量有效值 标么值 50 11 1  XI s 有效值  kAUSII kavBss   等值机 G 对短路点 K1的计算电抗为  BGNjs SSXX 查附图的运算曲线，可得   I ，   I ，   I 归算至短路点处电压级等值机 G 的额定电流为  kAUSIkavGNG 66723  于是短路点 K1的不同时刻三相短路电流周期分量有效值分别为    kAIIII SNG 0    kAI   kAI   kAIi sh  300MW 发电机出口短路 (k2) 将图 的等值网络进行化简及进一步化简分别如图 (a)和 (b)所示。 等值电抗 8X 为  XXX 系统 S和发电机 G2对短路点 K2的转移 (利用星 — 三角变换 )分别为 风江水电站工程设计说明书 21 (a)网络化简 (b)进一步化简 图 等值网络化简 4141  X XXXXX Sk 84842  X XXXXX k 发电机 G1和 G2对短路点 K2的计算电抗分别为  BNGjs SSXX  BNGkjs SSXX 根据运算曲线，分别查 t为 0、 4s 时，发电机 G1和 G2供给的短路电流周期分量有效值的标么值   * I ,   * I ,   * I   * I ,   * I ,   * I 由系统供给的短路电流周期分量不衰减，其有效值的标么值为 11*  sks XI 固有效值 ss II * ,  kAUSII kavBsB   归算至短路点处电压级 G1和 G2 的额定电流为  kAUSIIkavNGNGNG 112  sG 2G 1G 2K 2 K 2sG 1 风江水电站工程设计说明书 22 于是短路点 K2不同时刻短路电流周期分量的有 效值分别为         kAIIIIIIIIIISN。