炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明书.docx

毕业设计（论文）

题 目 炳灵水电站
的设计
专 业 热能与动力工程
班 级
学 生
指导教师

2011 年

炳灵水电站的设计
摘 要

炳灵水电站是黄河龙羊峡至青铜峡段水电开发规划中的第13个梯级水电站。电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组，年均发电量9.74亿千瓦时。
本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，首先对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，包括水轮机总体结构的设计，并对其中的主要零件进行设计优化。绘制出了总装配图，导水机构装配图，主轴零件图，操作油管装配图和导叶臂零件图。其次进行了电气一次部分的设计，设计选择了电气主接线形式，进行短路电流计算和电气主设备选择，绘制出电气主接线图。
本设计相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。在本次设计中还大量使用了auto CAD 软件进行绘图。

关键词： 贯流式水轮机 结构设计 电气一次设计

The Design of Bingling Hydraulic Power Station
ABSTRACT
Bingling Hydropower is the 13 cascade hydropower stations of Longyangxia to Qingtongxia section of Yellow River Hydropower Development planning .In The total installed capacity of 240,000 kilowatts power plant, the installation of five 48,000 kilowatts bulb turbine group, with an annual generating capacity of 974 million kw·h.
Firstly, we design the tubular turbine GZHK-1RT-WP-620 of Bingling Hydropower through access to relevant information, including the overall structure of the turbine design, and one of the main parts design optimization. Drawn out of the general assembly drawings, assembly drawings guide apparatus, the spindle parts diagram, assembly drawing and tubing operations guide vane arm parts diagram. Second was a part of the electrical design, design options the main electrical wiring, to conduct short-circuit current calculation and the main electrical equipment selection, drawing out the main electrical wiring diagram.
Knowledge related to the design of the turbine structure, hydropower electrical parts, mechanical drawing, and tubular hydro-generating sets and other parts, also including relevant design ideas and methods. In this design also makes extensive use of auto CAD software for drawing.

Key Word: tubular turbine structural design design of

目录
ABSTRACT 2
1.前 言 1
1.1概述 1
1.2设计内容 2
1.3原始资料 3
2.水轮机总体结构设计 4
2.1 绘制轴面流道图 4
2.2 基础环设计 4
2.3 座环设计 5
2.4 导水机构设计 7
2.4.1 外配水环 7
2.4.2 内配水环 8
2.4.3 传动机构 8
2.5 水轮机主轴设计 23
2.6 水轮机主轴密封设计 24
2.7 水轮机水导轴承设计 25
2.8 转轮设计 25
3. 电气一次设计 27
3.1 电气主接线设计 27
3.1.1 设计原则 27
3.1.2 主接线方案初步设计 28
3.1.3 方案比较 30
3.2 短路电流计算 31
3.3 电气主设备选择 55
1.升压变压器 57
2.断路器的选择 58
3.隔离开关的选择 64
4. 电流互感器 68
5.电压互感器选择 73
6.高压熔断器的选择 74
7.避雷器的选择 75
8.高压绝缘子的选择 76
9.发电机中性点接地方式 77
4.总结 77

1.前 言
1.1概述
随着我国经济突飞猛进的发展，人民生活水平不断的提高提高，生产和生活用电的需求也越来越大。然而能源问题已成为当今世界三大主要问题之一，传统能源的短缺和用其发电带来的污染，以及新能源开发技术的不完善，水电资源作为洁净的可持续能源越来越得到人们的青睐。据探测，我国水力资源丰富，但是目前的开发率和发达国家比起来还有很大的差距，因此开发水电已成为我国缓解资源短缺的重要手段之一！水力机组是水电站的核心设备，是整个水电枢纽工程最终经济效益的归宿。因此，水轮机结构设计得是否合理就成为电站能否有效运行得关键。
本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，并且对炳灵水电站电气一次部分进行设计。相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。
本次设计在巩固原有专业课知识的基础上加深理解，并对贯流式机组的知识进行了拓展。更好的促进各科知识之间相互贯通，同时可以培养动手能力，创新能力，达到理论实践相结合的目的。在本次设计中，大量使用autoCAD绘图软件，节省了很多手绘的时间，锻炼了使用该软件的能力。
1.2设计内容
（一）根据给定的炳灵电站贯流式的型号和转轮直径等参数进行水轮机结构设计。
1.按给定水轮机型号和转轮直径等参数，确定水轮机的主要特征尺寸，对水轮机整体结构进行设计；
2.确定水轮机主轴尺寸；
3.根据机组型式和电站自然条件进行主轴密封和水导轴承设计；
4.绘制水轮机总装配图及主要部件组装图和零件图。
（二）导水机构传动系统设计及主要零件的设计
1.根据机组的型式进行导水机构设计并绘制导水机构装配图；
2.对主轴的形式及尺寸等进行设计并绘制主轴零件图；
3.对导叶臂的形式及尺寸进行设计并绘制导叶臂零件图；
4.绘制操作油管装配图；
（三）机组电气部分设计
1.对电站的电气一次部分进行设计，其中包括电气主接线方案设计，确定主变压器型式、台数、容量，以及各级电压配电装置的接线方式等。
2.对短路电流进行计算。
3.对电气主设备进行选择，包括断路器、负荷开关和隔离开关、高压熔断器、限流电抗器、电压互感器、电流互感器、避雷器、裸导体、支柱绝缘子及穿墙套管、消弧线圈以及电缆。
（四）外文翻译
1.阅读外文文献；
2.精读其中三篇，并且选择一篇翻译。
1.3原始资料
本次毕业设计的基本参数如下：
（1）水轮机型号：GZHK-1RT-WP-620
额定水头：16.1m
额定流量：332.5 m3/s
额定转速：107.1r/min
最大水头Hmax: 25.7m
最小水头Hmin: 11.6m
最大飞逸转速 : 330 r/min
（2）发电机型号： SFG48-56/6700
额定功率 : 48 MW /(50.526MVA)
额定功率因数： COSΦ=0.95(滞后)
Xd'' = 0.27
额定电压： Un=13800 V
额定电流: In=2113.9 A
额定频率: fn=50 Hz
相数: m=3
定子绕组接线方式: “Y”
额定转速: 107.1 r/min
飞逸转速: 330（非协联工况）r/min
绝缘等级: F
冷却方式: 密闭循环强迫通风空气冷却
旋转方式: 顺水流方向看顺时针
（3）炳灵水电站现有电压等级110KV和330KV两条出线，其中：
炳积线（1111线）为110KV，距离积石山变电站为：19.68Km
寺炳线（3089线）为330KV，距离炳灵变电站为：36.221Km
（4）电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组。
2.水轮机总体结构设计
2.1 绘制轴面流道图
根据水头及形式接近的已有贯流式水电站资料，设计出炳灵水电站贯流式发电机组的轴面流道，其形式及相关尺寸如图1-1所示：
2-1 轴面流道图
2.2 基础环设计
基础环下游焊在尾水管上，采用钢板焊接结构，基础环要承受转轮室传来的水力震动，要求与混凝土结合牢固。根据已有贯流式水电站资料，设计出基础环的结构。如图1-2所示：
2-2 基础环
2.3 座环设计
座环是机组的主要支撑，承受机组大部分重量、水的压力、浮力、正反向水推力、发电机扭矩等，并将这些负荷传递到基础混凝土上，因而具有足够的强度、刚度。
座环是整个机组的安装基础，水轮机的导水机构，发电机定子、组合轴承支撑环都固定在其法兰上。受运输条件限制，座环装配分为内锥、外锥、上游外锥。
座环內锥采用钢板焊接结构，受运输条件限制分为不等的4半，水平方向设计两个固定导叶，垂直方向2个进人筒。
根据已有贯流式水电站资料，设计座环的结构，如图1-3所示：

图2-3 座环
1）其用钢板材料为ZG20MnSi，厚度为60mm，采用焊接结构。
2）所有过流表面打磨光滑至表面光洁度为▽3.2，其余表面为▽12.5；
3)固定导叶进口端节距误差不超过0.0015Da；
4)顶盖与底环把合面平行度误差不超过0.025 毫米/米；
5)分瓣结构的合缝面光洁度为▽6.3，合缝面间隙一般不超过0.05 毫米，局部允许有0.15～0.3 毫米凹陷部分（深度小于接合缝的1/3，长度不超过接合缝总长的1/5），但不允许有突起。
2.4 导水机构设计
2.4.1 外配水环
根据已有贯流式水电站资料，设计外配水环的结构，如图1-4-1所示：
图 2-4-1 外配水环
外配水环由钢板焊接而成，由于运输条件限制分成4瓣，外配水环和导叶配合面为球面，半径4526mm，外配水环上有24只导叶套筒孔，导叶轴线与主轴中心线夹角60°，并等距分布。
2.4.2 内配水环
根据已有贯流式水电站资料，设计内配水环的结构，如图2-4-2所示：
2-4-2 内配水环
内配水环采用钢板焊接结构，由于运输条件限制分成两半。内外配水环共同构成导叶区域的流道，与导叶的配合为球形，半径2387mm，球形部分均布24只导叶下轴孔，导叶轴线与主轴中心线夹角为60°，在其下部设有扇形板，是水导轴承的支承部件。
2.4.3 传动机构
导叶轴颈可按转轮直径 D1，使用水头H1，导叶的相对高度b0/D1，从《水轮机设计手册》中146 页表8-10 初选轴颈db，选得db =210mm.
（1） 导叶套筒
导叶套筒是固定导叶上中轴套的部件，采用ZG30铸造。套筒结构与主轴材质、密封结构和顶盖的高度有关。目前多数采用整体圆筒的模式，因为本次设计的机组的水头不是很高，所以导叶套筒上无需设计导叶止推装置。本次设计中采用的套筒的尺寸大小如下表1-1：

参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
db
210
d7
40
d1
510
d8
8
d2
340
h
50
d3
210
h1
40
d4
230
h2
210
d5
240
h3
95
d6
465
Z
8
H 参考
760

表1-1 导叶套筒

图2-4-3 导叶套筒
（2） 导叶轴颈密
导叶中轴颈密封多数装在导叶套筒的下端，目前不少机组中已改用“L”型密封，实践证明，封水性能很好，结构简单。其尺寸大小如下表1-2：
表1-2 中轴颈密封
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
da
210
h
18
d1
216
δ1
4
d2
260
δ2
4

图2-4-4 中轴颈密封
导叶下轴颈的密封主要是防止泥沙进入，发生轴颈磨损。下轴颈密封一般采用“O”型橡皮圈密封结构，其尺寸大小如下表1-3：
表1-3下轴颈密封
参数符号
数值（mm）
da
210
D
170
d
10

图2-4-5 下轴颈“O”型密封

（3） 导叶轴套
导叶轴套目前已广泛采用聚甲醛，这样不仅简化了结构，而且节省了大量的有色金属，降低成本。
上轴套尺寸系列如表1-4 所示：
表1-4 上轴套尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
dc
190
h
95
d1
190
h1
8
d2
210
h2
12
d3
209.4
δ′
1
d4
250

图2-4-6 上轴套
中轴套尺寸系列如表1-5 所示：
表1-5 中轴套尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
db
210
h
210
d1
210
h1
40
d2
230
h2
8
d3
229.6
d5
8
d4
240
δ′
1

图2-4-7 中轴套

（4） 导叶臂
根据叉头传动机构装配尺寸从《水轮机设计手册》上165 页的表
8-23查出导叶臂及其销孔尺寸如下表1-6,1-7：
表1-6 导叶臂
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
db
210
H
250-0.4
Dc
190D
L1
210
D1
280d
e
60
D2
310
K
10
d2
260
R1
25
dm
60D
f1
1.5
d3
M24
T
0.3
d4
32

表1-7 导叶臂销孔尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
dcn
60D
C1
1.5
R
95
h
60
B
230
h1
80

图2-4-8 导叶臂
（5） 连接板
根据叉头传动机构装配尺寸从《水轮机设计手册》上167 页的表8—29到表8-30查出连接板尺寸如下表1-8：
表1-8 连接板尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
D1
280D
R2
65
R1
170
h
60
K
0.02
h1
80
Dcn
60D4
l
25
D2
90D3
l1=l2
120
d1
120
f1
1.5
d2
M20

图2-4-9 连接板
（6） 套筒
根据连接板，从《水轮机设计手册》上168 页的表8—33查出轴套尺寸如下表1-9：
表1-9 轴套尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
dn
80
h
88
d2
90
h1
8
d1
95
c
2.5

图2-4-10 轴套
（7） 叉头
根据连接板从《水轮机设计手册》上167 页的表8-31查出叉头尺寸如下表1-10：
表1-10 叉头尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
d1
M64
L
170
d2
80D
L1
105
d3
75D
R
70
d4
115
r
15
H
160
r1
8
h
100
c1
2
h1
30
S
24

图2-4-11叉头
（8） 连接螺杆
根据连接板从《水轮机设计手册》上168 页的表8—32查出叉头尺寸如下表1-11：

表1-11 连接螺杆尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
d1
M64
b
26
d2
70
b1
8
d3
58
r
2
S
60
c
3
l
150

图2-4-12 连接螺杆
（9） 分半键
根据上轴直径，从《水轮机设计手册》上169 页的表8—34查出分半键尺寸如下表1-12：
表1-12 分半键尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
dc
190
b
27.85
dm
60
K
5
L
210
c
1.5
B
58
b1
32.05
l1
260
h1
40
l2
215
h 2
20
h
10
h3
40

图2-4-13 分半键

（10） 剪断销
根据连接板，从《水轮机设计手册》上170页的表8—35查出剪断销尺寸如下表1-13：

表1-13 剪断销尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
Dcn
60dc4
r
1.5
d
25
h1
5.5
d2
59
h2
13
d3
65
h
60
d4
60
l
56
b
5
L
133
b1
4

图2-4-14 剪断销
（11） 叉头销
根据套筒，从《水轮机设计手册》上170页的表8—36查出剪断销尺寸如下表1-14：
表1-14 叉头销尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
dn
80dc
h2
10
d
80gb
D
68
d1
75gb
b
4.5
d2
79
R
2
d3
71
c
3
h
98
d0
4
h1
35
r
1.5
H
163

图2-4-15 叉头销
（12） 端盖
根据轴颈，从《水轮机设计手册》上171页的表8—37查出端盖尺寸如下表1-15：
表1-15 端盖尺寸
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
db
210
h1
35
d1
330
R
95
d2
192
Φ1
M30
d3
78
Φ2
26
d4
45
Φ3
64
d5
235
d6
115
h
45

图2-4-16 端盖
（13） 补偿环
根据叉头销，从《水轮机设计手册》上172页的表8—38查出补偿环尺寸如下表1-16：

表1-16 补偿环
参数符号
数值（mm）
d
90
d1
105
h
5

图2-4-17 补偿环
2.5 水轮机主轴设计
根据已有贯流式水电站资料，设计主轴的结构，如图1-5所示：
主轴材料为锻35A，轴身直径Φ1000mm，与水、电径向轴承配合处直径分别为Φ955mm和 Φ930mm，轴身长5070mm，轴内径Φ280mm，转轮端法兰直径Φ1653mm，发电机转子端法兰Φ1490mm，两端法兰分别与转轮、转子用螺栓联接，并有销子传递扭矩。

图2-5 水轮机主轴
2.6 水轮机主轴密封设计
主轴密封是防止流道内压力水通过转动与静止部分之间的间隙漏至灯泡体内部，它由工作密封与检修密封组成。根据已有贯流式水电站资料，设计主轴的结构，如图1-6所示：

图2-6 水轮机主轴密封
工作密封为水压自平衡端面密封结构形式，通过水压腔的作用将均匀分布的轴向力加在密封块上。检修密封采用空气围带式密封，停机检修时，围带内通入压缩空气使围带扩张，防止流道内的水进入灯泡体内。
2.7 水轮机水导轴承设计
根据已有贯流式水电站资料，设计水导轴承的结构，如图1-7所示：
2-7 水导轴承
2.8 转轮设计
根据已有贯流式水电站资料，设计转轮的结构，如图1-8所示：
图2-8 转轮
转轮名义直径为6.2米，缸动式结构，4只叶片，叶片可根据水头、负荷，通过调整至最佳位置，与导叶协联，以保证水轮机在高效率下运行。转轮由转轮体、转轮体芯、叶片和叶片操作系统构成。
（1）转轮体材料为ZG20Mn,在叶片转角范围内成球形，球面外壁开有4个孔，内装铜轴套，为叶片系统的外部轴承，转轮体与主轴法兰用10个M120的螺柱把合，设有2个Φ140圆柱销传递扭矩。
（2）转轮体芯材料为35CrMo,与转轮体用10个M90的螺柱相连接，并有2个Φ100圆柱销传递扭矩。
3）叶片操作系统由接力器缸、活塞、转臂、连杆等组成，采用缸动式结构，活塞固定不动，来自受油器开关腔的压力油进入接力器缸，通过接力器缸的运动，带动连杆、转臂操作叶片转动。

3. 电气一次设计
3.1 电气主接线设计
3.1.1 设计原则
电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能的电路。电气主接线根据水电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。
在电气主接线设计时，综合考虑以下方面：
（1） 保证必要的供电可靠性和电能质量
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本的要求。在设计时，除对主接线形式予以定性评价外，对于比较重要的水电站需要进行定量分析和计算。
（2）具有经济性
在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。
（3） 具有一定的灵活性和方便性，并能适应远方监控的要求。
主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检修时都能适应远方监控的要求，并能灵活、简单、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。显然，复杂地接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。但是过于简单的接线，则不一定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。
（4） 具有发展和扩建的可能性
随着经济的发展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压器的容量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要升压，所以在设计主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。
3.1.2 主接线方案初步设计
根据以上几点，对炳灵水电站的主接线拟定以下几种方案。
方案1: 2组扩大单元接线与1组单元接线，设置发电机断路器，330KV与110KV侧均为单母线接线，1组扩大单元接线通过双绕组变压器升压到330KV，另一组扩大单元接线通过3绕组变压器升压分别送至330KV和110KV，单元接线通过双绕组变压器升压至330KV。

图3-1-1 方案一接线
方案2: 5组单元接线，设发电机断路器，2组单元接线部分通过双绕组变压器升压至110KV，1组单元接线通过3绕组变压器分别升压至330KV和110KV，2组单元接线部分通过双绕组变压器升压至330KV，330KV与110KV侧均为单母线接线。

图3-1-2 方案二接线
方案3:2组扩大单元接线与1组单元接线。1组扩大单元接线通过双绕组变压器升压至330KV，另一组通过双绕组变压器升压至110KV，1组单元接线通过双绕组变压器升压至330KV，设发电机出口断路器，330KV和110KV均采用单母线接线。

图3-1-3 方案3接线
3.1.3 方案比较
（1）技术比较：
a) 水电厂的电气主接线应力求简单，主变台数和高压断路器数量应尽量减少，方案1比方案2少2台变压器，断路器、隔离开关也各少2个，因此，方案1比方案2更有优势，其布置紧凑，占地少，可减少土石方开挖量和回填量。
b）方案1接线简单，开关设备少，使得操作简单，灵活性好。
c）方案2故障可能性较小，可靠性比方案1高。
d)方案3与方案2相比，有着和方案1同样的优点；但是与方案1相比，其可靠性较低。
（2）经济比较
a）方案1、3的开关设备比方案2的少，方案3最少，可节省投资。
b)方案1中除了开关设备之外的其他电器设备，与方案2相比，经济上没有太大差异。
c)方案2的线路复杂，主变、开关设备多，因此造成运行维护费用将高于方案1.
（3）方案选择：经过以上比较，综合考虑，认为方案1在技术、经济上有最大的综合优势，因此选择方案1.

3.2 短路电流计算
3.2.1 现在对方案一的电气主接线进行短路电流计算：
其网络等值图如图2-2-1所示：
图3-2-1 网络等值图
现在选择5个可能的短路点分别计算其短路电流：
统一取：Sd=100MVA Ud=Uav X S1和S2为无限大容量系统：
Xs1 = Xs2=0
计算图中的各个电抗值：
发电机G1到G5：
X1 = X2 = X3 = X4 = X 5 ==0.27x100/(48/0.95)=0.534
T1: X6==0.14×100/63=0.222
T2: X7==0.14×100/120=0.117
T3: Uk(1-2)%=25% Uk(2-3)%=8% Uk(1-3)%=15%
Uk1%=( Uk(1-2)% + Uk(1-3)%- Uk(2-3)%)=16%
Uk2%=( Uk(1-2)% + Uk(2-3)%- Uk(1-3)%)=9%
Uk3%=( Uk(2-3)% + Uk(1-3)%- Uk(1-2)%)=16%
X8==(-0.01) ×100/120=-0.008
X9==0.16×100/120=0.133
X10==0.09×100/120=0.075
L1: X11=X@·L·=0.4×36.221×100/3302=0.013
L2: X12=X@·L·=0.4×19.68×100/1102=0.065
3.2.2分别计算各个短路点的短路电流：
（1）K1点：
化简等值电路图如下：
①
图3-2-2 网络等值图(a)
X13=X2//X3==0.267
X14=X4//X5==0.267
②
图3-2-3 网络等值图(b)

X15=X13+X7=0.384
X16=X10+X12=0.14
X17=X8+X14=0.259

③
图3-2-4 网络等值图(c)
经过△-Y变换：
X18=X16+X9+=0.345
X19=X17+X9+=0.638

④
图3-2-5 网络等值图(d)
经过网络变换：
X20=X11·X6·()=0.255
X21=X18·X6·()=6.778
X22=X19·X6·()=12.534
X23=X15·X6·()=7.544
计算各个电源对短路点的短路电流：
a) s1,s2为无线大容量系统：
公式： ① ②
计算结果如表2-1所示：
表 2-1

I*``
I``
S1
3.922
16.408
S2
0.148
0.619
b) G1至G5为水轮发电机组：
公式： ③ ④
⑤
(注：先由公式③计算，然后查阅《水电站机电设计手册（电气一次）》P93图3-7至3-10的水轮发电机运算曲线得出，当的值超过3.00时，使用公式④计算)
计算结果如表2-2,2-3所示：（t=0s时）
表2-2

Xca*
I*``
I``
G1
0.27
4.14
8.751
G2，G3
7.623
0.131
0.554
G4，G5
12.666
0.079
0.334
对于G1，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表所示：
表2-3

0s
0.2s
1s
2s
4s
I*``
4.14
3.29
3.10
3.08
3.07
I``
8.751
6.955
6.553
6.511
6.490
（2）K2点：
化简等值电路图如下：
①
图3-2-6 网络等值图(a)

X13=X613+X1=0.756
X14=X10+X12=0.14
X15=X8+=0.259

②
图3-2-7 网络等值图(b)
经过△-Y变换：
X16=X9+X14+=0.345
X17= X9+X15+=0.638

③

图3-2-8 网络等值图(c)
X18=X11·X7·( ++++ )=0.139
X19=X13·X7·( ++++ )=8.072
X20=X16·X7·( ++++ )=3.684
X21=X17·X7·( ++++ )=6.812
X22=

计算各个电源对短路点的短路电流：
a) s1,s2为无线大容量系统：
公式： ① ②
计算结果如表2-4所示：
表 2-4

I*``
I``
S1
7.194
30.098
S2
0.271
1.134
b) G1至G5为水轮发电机组：
公式： ③ ④
⑤
(注：先由公式③计算，然后查阅《水电站机电设计手册（电气一次）》P93图3-7至3-10的水轮发电机运算曲线得出，当的值超过3.00时，使用公式④计算)
计算结果如表2-5,2-6所示：（t=0s时）
表2-5

Xca*
I*``
I``
G1
4.078
0.245
0.518
G2，G3
0.27
4.14
17.503
G4，G5
6.884
0.145
0.613
对于G2，G3，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表所示：
表2-6

0s
0.2s
1s
2s
4s
I*``
4.14
3.29
3.10
3.08
3.07
I``
17.503
13.909
13.106
13.021
12.979
（3）K3点：
化简等值电路图如下：
①
图3-2-9 网络等值图(a)

X13= X4//X5==0.267
X14=X9+X12=0.14
X15= X2//X3==0.267
②
图3-2-10 网络等值图(b)
经过网络变换：
X17= X11·X9·( +++ )=0.153
X18= X16·X9·( +++ )=8.383
X19= X15·X9·( +++ )=4.258
③
图3-2-11 网络等值图(c)
经过网络变换：
X20=X14+X8+(++++)=0.124
X21=X17+X8+(++++)=0.136
X22=X18+X8+(++++)=7.442
X23=X19+X8+(++++)=3.78

计算各个电源对短路点的短路电流：
a) s1,s2为无线大容量系统：
公式： ① ②
计算结果如表2-7所示：
表 2-7

I*``
I``
S1
7.353
30.763
S2
8.064
33.737
b) G1至G5为水轮发电机组：
公式： ③ ④
⑤
(注：先由公式③计算，然后查阅《水电站机电设计手册（电气一次）》P93图3-7至3-10的水轮发电机运算曲线得出，当的值超过3.00时，使用公式④计算)
计算结果如表2-8,2-9所示：（t=0s时）

表2-8

Xca*
I*``
I``
G1
3.76
0.266
0.562
G2，G3
3.82
0.262
1.108
G4，G5
0.27
4.14
17.503
对于G4，G5，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表2-9所示：
表2-9

0s
0.2s
1s
2s
4s
I*``
4.14
3.29