新建火力发电厂一次回路设计.doc

（2014届）
本科毕业设计（论文）资料

题 目 名 称：
新建火电厂一次回路的设计
学 院（部）：
电气与信息工程学院
专 业：
电气工程及其自动化
学 生 姓 名：
弱水三千
班 级：

学号
指导教师姓名：

职称 教授
最终评定成绩：

湖南工业大学教务处

2014届

本科毕业设计（论文）资料

第一部分 毕业论文

（2014届）
本科毕业设计（论文）

学 院（部）：
电气与信息工程学院
专 业：
电气工程及其自动化
学 生 姓 名：

班 级：

学号
指导教师姓名：

职称 教授
最终评定成绩

2014年5月

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

II

摘 要
电力是衡量一个国家经济发展的重要指标，也是反映人民生活水平的重要指标。发电厂是电力系统的主要组成部分。本次设计主要为新建火发电厂一次回路设计，包括了火力发电厂的电气主接线的设计、厂用电的设计、短路电流的计算和主要电气设备的选型。
根据原始资料分析，主要有10.5kV、220kV、500kV三个电压等级。综合运用电气主接线设计的原则要求并依照实际情况设计出火力发电厂的电气主接线图，共提出两种可行方案。对所选方案进行综合分析比较，确定了10.5kV为单母线接线、发电机出口不设母线，发电机与变压器组成单元接线，220kV为双母线带旁路接线，500kV为一个半断路器接线。220kV和500kV电压等级用联络变压器变进行连接。随后又进行了发电机、变压器、电抗器、母线及各电压等级的开关电器的选择；并利用电力网络等值电抗图，应用运算曲线求各时刻短路点的短路电流, 对全厂高压断路器、隔离开关、电流和电压互感器进行选择，并且对所选的电器进行了热稳与动稳校验。

关键词：电气主接线 ， 短路电流 ，设备选型

ABSTRACT
Electricity is measure of a countrys economic develoment, is also an important indicator of living standards.Power plants are a major component of the power system.The design for the new thermal power plants mainly primary circuit design.including the main power plant electrical wiring design,selection power plant design,caculation of short—circuit current and major electrical equipment.
According to the original data analysis,mainly 10.5kV、220kV、500kV three volatage levels.Main principles of the integrated use of electrical wiring design requirements and in accordance with the actual situation of the main electrical wiring diagram design for thermal power plants,a total of two possible solution.A comprehensive analysis of the selected program compared to determine the 10.5kV single bus bar,no generator outlet bus,generators and transforms unit wiring.220kV double busbar with bypass wiring,500kV a half breaker.220kV and 500kV voltage class to connect with contacts transformers.Then they were generators、transformers、reactors、bus voltage level of electrical switches and various choices;and use electricity equivalent reactance network diagram,the application seeking short-circuit current calculation curve at each time point of the short-circuit，high voltage circuit breakers for the whole plant,disconnectors,current equipment selection and voltage transformers,choice and appliances were selected thermal stability and dynamic stability check.

Keywords: main electricl wiring,short—circuit current,equipment selection

目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1前言 1
1.2 设计内容及要求 2
第2章 电气主接线的设计 4
2.1电气主接线的设计 4
2.2两种主接线方案的比较 6
第3章 厂用电接线的设计 8
3.1厂用电接线的基本要求 8
3.2厂用电设计的一般原则 8
3.3厂用变的选择 9
第4章 汽轮发电机及主变压器的选择 11
4.1汽轮发电机的选择 11
4.2主变压器容量、台数的选择 11
4.3 主变压器型式的选择 12
4.4主变压器的选择 14
4.5联络变压器的选择 15
第5章 短路电流的计算 16
5.1短路电流的危害及预防 16
5.2计算短路电流的目的及基本假设 16
5.3短路电流的基本步骤 17
5.4短路电流的计算 17
第6章 电气设备的选择 23
6.1电气设备选择的一般原则 23
6.2电气设备选择的一般条件 24
6.2.1载流导体的选择和检验 24
6.2.2汽轮发电机的选择 25
6.2.3高压断路器的选择 29
6.2.4隔离开关的选择 31
6.2.5电流互感器的选择 33
6.2.6电压互感器的选择 35
第7章 结论 36
参考文献 37
致 谢 38
附录1 厂用电接线图 39
附录2 厂用电接线图 40

第1章 绪论
1.1前言
电能对人类非常重要。它是人们生活中不可缺少的重要能源，给黑夜带来光明，给人类带来幸福，没有电能的世界是不可想象的。
新中国成立以来，电力工业有了很大的发展，尤其是1978年以后，改革开放、发展国民经济的正确决策和综合国力的提高，使电力工业取得了突飞猛进、举世瞩目的辉煌成就。从1996年起，我国的发电装机容量和年发电量均跃居世界第二位，超过了俄罗斯和日本，仅次于美国，进入世界电力生产和消费大国的行列。
1949年全国发电设备的总装机量为184×104kW，年发电量仅43.1×108kW·h，人均占有量不足10kW·h。1949年到1987年，全国发电装机容量超过了1×108kW；从1987年到1994年，新增装机容量1×108kW；从1994年到2000年，新增装机容量1×108kW；2004年5月，以三峡左岸电站7号机组为标志，全国电力装机容量突破了4×108kW；2005年12月27日，随着浙江国华宁海电厂2号机组投运，全国电力装机容量突破5×108kW；2006年12月4日，以华电邹县发电厂首台100×104kW超临界7号机组正式投产为标志，全国电力装机容量突破6×108kW。截至2008年底，全国发电装机容量达到7.925×108kW，跃居世界第二。预计到2020年前后全国发电装机容量将超过美国跃居世界第一。
在我国的电源结构中，现在火电设备容量占总装机的75%以上，我国有丰富的煤炭资源储量7421亿吨。火电厂的厂址选择不受限制，可分期建设，建设周期短，能较快发挥效益。在相当长的时期内，火电建设仍然是主要的。我国的火电建设重点是：积极采用高参数、大容量、高效率、高调节性、节水型，以装机容量600MW以上为主的设备；大力开发洁净煤燃烧技术、以减轻对环境的压力；鼓励热电联产和热、电、冷技术的推广，以提高能源的综合利用率：积极支持建设坑口电厂，建设煤炭基地的电站群，发挥规模经济效益，而且可以变送煤为送电以减轻对运输的压力，同时可以减轻对经济发达地区的环境压力。
电力工业发展水平和电气化程度是衡量一个国家国民经济发展水平的重要标志。工业要发展，电力要先行。随着工业化和城市化的快速发展，电力在终端能源消费中的比重越来越大。电力的安全供应，对确保经济社会又好又快发展，具有十分重要的意义。我国“十二”五规划中明确提到，在今后一段时期内，电力行业仍然是大有作为的重要机遇期[1]。
在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中有着重要作用，它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展，同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。
1.1.1工程建设的作用
设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性作用。设计是工程建设的灵魂。
设计的基本任务是，在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做出切合实际、安全实用、技术先进、综合效益好的设计，有效的为电力建设服务。
1.1.2工程设计应遵循的原则
（1） 遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家的经济建设方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。
（2）要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质、要求，从实际情况出发，合理确定设计标准。
（3）要实行资源的综合利用，节约能源、水源，保护环境，节约用地等。
1.1.3设计的基本程序
设计要执行国家规定的基本建设程序。工程进入施工阶段后，设计工作还要配合施工、参加工程管理、试运行和验收，最后进行总结，从而完成设计工作的全过程。
1.2设计内容及要求
1.2.1内容
（1） 发电厂的规模
①装机容量：一期装机4×200MW；二期装机4×300MW。
②机组年利用小时：。
③气象条件：发电厂所在地，最高温度42℃，年平均温度25℃，气象条件一般无特殊要求。
④厂用电率：按6%考虑。
（2）电力负荷与电力系统的连接情况
①10.5kV电压等级：电缆馈线6回，每回平均输送容量3500kW。10kV最大负荷25MW，最小负荷15MW,COSθ=0.8，
②220kV电压等级：架空线4回，每回平均输送容量5000kW。220kV最大负荷300MW，最小负荷200MW,COSθ=0.85，。
③500kV电压等级：架空线4回，备用线一回。500kV与电力系统连接，接受该发电厂的剩余功率。电力系统容量为5000MW，当取基准容量为100MVA时，系统归算到500kV母线上的。
④发电机出口处主保护动作时间：取。
1.2.2任务
（1）确定发电厂电气主接线。
（2）选择发电机、变压器、电抗器、母线及各电压等级的开关电器。
1.2.3技术要求
（1）所选设备必须满足正常运行和短路故障的要求。
（2）检修母线，全厂不停电。
（3）检修变压器，全厂不停电。
（4）全厂检修时，要有厂备用。
（5）运行调度要灵活，易于扩建和实现自动化。
第2章 电气主接线的设计
2.1电气主接线设计的基本要求
电气主接线是发电厂电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节。电气主接线表明了一次设备的数量、作用和相互间的连结方式，以及与电力系统的连结情况。电气主接线应满足一下基本要求：
（1） 必须满足电力系统和电力用户对供电可靠性和电能质量的要求。
一般地，可从以下几个方面来衡量电气主接线的可靠性；
①断路器检修时是否会影响对用户的供电；
②设备和线路故障或检修时，停电线路的多少盒停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；
③是否存在发电厂、变电所全部停止工作的可能性。
（2） 应具有一定的灵活性。
主接线不仅在正常情况下，能够按调度要求灵活地改变运行方式，而且在各种不正常或故障状态下和设备检修时，能够尽快地切除故障或退出设备，使停电的时间最短、影响的范围最小，并且还要保证工作人员的安全性。
（3） 操作要力求简单、方便。
电气主接线应该简单、清晰、明了，操作方便。复杂的电气主接线不仅不利于操作，还容易造成误操作而发生事故。但接线过于简单，又可能给运行带来不便，或者造成不必要的停电。
（4） 经济合理。
在保证安全可靠、操作灵活方便的前提下，电气主接线还应尽可能地减少占地面积，以节省基建投资和减少年运行费用，让发电厂变电所尽快地发挥社会和经济效益。
（5） 具有发展扩建的可能性。
除了满足技术经济条件的要求外，发电厂变电所的电气主接线应具有发展和扩建的可能，以适应电力工业的不断发展，满足社会各方面高速发展对电力的需求。
电气主接线方式有单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线分段带旁路接线、一个半断路器接线、单元接线等。这里主要介绍单元接线、双母线带旁路接线和一个半断路器接线。

2.1.1单元接线
（1）发电机与变压器直接连接，中间没有或很少有横向的连接方式。是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种。
（2）单元接线具有接线简单清晰，操作方便，使用设备和占地少，经济性好。没有发电机母线，发电机电压侧的短路电流也同时减小，便于电气设备的选择。
2.1.2双母线带旁路接线
（1）每一回路经旁路隔离开关与旁路母线连接，旁路母线经旁路断路器与主母线连接。正常运行时，旁路断路器和旁路隔离开关均在断开位置。旁路的作用是任意回路断路器检修时，利用旁路断路器代替回路断路器工作，使该回路不停电。
（2）供电可靠性高，检修任意回路断路器时，该回路可不停电，检修母线时，该回路可以不停电；但所用电气设备数量较多，配电装置结构复杂，占地面积大，经济性差。适用于220kV有5（或4）回及其以上出线。
（3）当任意回路断路器检修时，母联断路器兼做旁路断路器，在一定程度上节省了投资。
2.1.3一个半断路器接线
（1）一个半断路器简称3/2接线。两回路使用了三组断路器，中间一组断路器为联络断路器。正常运行时两组母线和断路器全部投入工作，形成多环路供电。
（2）供电可靠性高。正常运行时，形成多环路供电，任一组母线故障时，只是与故障母线相连的断路器自动分闸，任何回路不会停电；甚至在一组母线检修时，另一组母线故障的情况下，功率仍能继续输送，并且可以保证在对用户不停电的前提下，同时检修多台断路器。一组母线侧断路器故障或拒动时，只影响一个回路工作；只有联络断路器故障或拒动时，才会造成两个回路停电。
（3）倒闸操作方便。当任何一组母线检修或任何一台断路器检修时，各回路仍按原接线方式运行，不需要切换任何回路，避免了利用隔离开关进行大量倒闸操作，十分方便。
（4）联络断路器的开断次数是其两侧断路器的两倍，且一个回路故障时要跳两台断路器，断路器动作频繁，检修次数多。
（5）使用的电气设备数目多，造价高[2]。
2.2主接线方案的确定
根据可靠性的要求，先确定两种预选方案。
（1）方案一
① 4台20万kW的机组，在发电机出口不设置出口断路器，采用发电机-双绕组变压器单元接线，将电压升高送到220kV；220kV采用双母线带旁路接线，然后送入系统。
② 4台30万kW的机组，采用发电机-双绕组单元接线，送入500kV；500kV采用一个半断路器接线，然后送入系统。
③ 220kV和500kV之间用一个联络变压器，连接起来；如图2.1。
（2）方案二
① 4台20万kW的机组，在发电机出口不设置出口断路器，采用发电机-双绕组变压器单元接线，将电压升高送到220kV；220kV采用双母线三分段带旁路接线。
② 4台30万kW的机组，采用发电机-双绕组单元接线，将电压升高送到500kV；500kV采用双母线四分段接线。
③ 220kV和500kV中间用联络变压器进行连接,如图2.2；
（3）方案比较及最终方案的确定
两种预选方案的比较见表2.1。
表2.1方案比较
方案
特点
方案一
方案二

可靠性
220kV采用双母线带旁路，可靠性较高；500kV采用一个半断路器，形成多环路供电，供电可靠性极高。
220kV采用双母线三分段接线，电源和负荷均在三个分段上运行，可靠性较高；500kV采用双母线四分段接线，电源和线路均分在四段母线上，供电可靠性高。
灵活性
运行灵活性极好
运行灵活性较好
经济性
开关设备相对较多，经济性较好。
开关设备相对较多，经济性较好。

图2.1 方案一主接线简图

图2.2 方案二主接线简图
比较两个预选方案，方案一可靠性及灵活性都优于方案二，现确定第一方案为设计最终方案。

第3章 厂用电主接线的设计
3.1厂用电设计的基本要求
发电厂的厂用电主要给各种厂用机械的电动机供电，是保证电厂正常工作的基本电源，是电力生产的保障，其重要性及其明显。
厂用电接除线应满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，还应满足下列特殊要求。
（1）尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并尽量避免引起全厂停电事故。
（2）充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，切换操作简便。
（3）便于分期扩建或连续施工[3]。
3.2厂用电主接线设计
3.2.1厂用电压等级的确定
发电厂的厂用负荷主要是电动机和照明。给厂用负荷供电的电压，主要决定于发电机的额定电压、厂用电动机的电压和厂用电网络的可靠运行等多方面因素，互相配合，经过经济技术综合比较后确定的。
火电厂一般采用3、6kV或10kV作为高压厂用电压。在满足技术要求的前提下，优先考虑较低的电压。电压等级的确定从发电机容量和出口电压来说，容量在60MW以下的高压厂用电压采用3kV；容量在100—300MW时，采用6kV；容量在300MW以上时，采用6kV或10kV。低电压等级一般采用380/220V三相四线制的中性点直接接地系统供电。
本设计中装机容量为4台20万kW的机组和4台30万kW的机组，容量在300MW以上，因此高压采用10kV；低压采用380/220V。
3.2.2厂用母线的接线方式
发电厂的厂用电系统，通常采用单母线接线。火电厂中，因为锅炉的辅助设备多、容量大，所以高压厂用母线均采用按炉分段的原则，以满足可靠性和灵活性的要求。对于全厂公用性负荷，应根据负荷功率及可靠性的要求，尽可能均匀地分配到各段母线上。当公用负荷较多、容量较大、采用集中供电方式合理时，可设立公用母线段，但应保证重要公用负荷的供电可靠性。
根据原始资料分析和厂用电设计的原则、要求，结合发电厂的实际情况，该发电厂的厂用电高压10kV采用单母线接线，低压380/220V采用单母线接线。
厂用电从主变压器低压侧引出，经厂高变将电压变为10kV，再通过厂低变将电压变为380/220V，接上厂用负荷后接到事故保安段，再接一台能够迅速自启动的柴油发电机，以保证重要电源的不间断供电；具体见图3.1。

图3.1 厂用电接线图
3.3厂用变的选择
（1） 厂用变压器容量选择的基本要求和应考虑的因素
①厂用变压器原边额定电压必须与引接处电压一致；副边额定电压则与厂用电压相配合。
②厂用变压器可以选用双绕组变压器，但大型机组的厂用变压器多选择低压绕组分裂变压器。
③变压器的容量必须满足厂用机械正常运转和自启动的需要。
④厂用变压器的阻抗电压不能太小，否则短路电流大，厂用系统的高压断路器无法选用价格低廉的轻型断路器，阻抗电压也不能太大，否则无法满足电压波动和电动机自启动要求。
（2）厂用变压器容量的确定
各段厂用变压器应满足：

式中，—厂用变压器额定容量，kV·A；
—变压器的允许过负荷倍数，最小可取1.04；
—对应于年平均温度的温度修正系数，不同情况下的数值，可查表。
（3） 厂用变压器的选择
根据厂用变选择的原则和要求，结合所给的原始资料可得厂用变压器的容量MV·A；MV·A。查阅《发电厂变电所电气设备》（卢文鹏、吴佩雄，中国电力出版社，2005），可选SFP7—40000/220，其主要参数见表3.1。
表3.1SFP7—40000/220主要参数
型号
额定
容量
kV·A
额定电压kV
空载电流%
损耗kW
高压
低压
空载
负
载
SFP7—40000/220
40000
242±2×1.5%
10.5
1.1
52
175

第4章 汽轮发电机及主变压器的选择
4.1汽轮发电机的选择
（1） 发电机的选择，应根据发电机的装机容量、负荷的增长速度，电网结构，在电力系统中的地位来选择。
（2） 一般情况下，优先采用大容量机组。为便于调度，最大机组一般不超过系统总容量的8%—10%。
（3） 为了便于生产管理，一个厂房的机组容量一般不超过6台，同容量机、炉应尽量采用同一制造厂的同一型式。
根据发电机的选择要求，结合原始资料分析，查阅《电力系统电气设备选择与实用计算》（傅知兰，中国电力出版社，2004），4台200MW汽轮发电机选择QFSN—200—2型；4台300MW汽轮发电机选择QFSN—300—2型，其技术参数见表4.1和4.2。
表4.1 QFSN—200—2技术参数
型号
冷却方式
额定功率MW
额定功率因数
额定电压kV
额定电流A
励磁方式
次暂态电抗
定子
转子
QFSN—200—2
水内
氢内
200
0.85
15.75
8625
他励
0.148
表4.2 QFSN—300—2技术参数
型号
冷却方式
额定功率MW
额定功率因数
额定电压kV
额定电流A
励磁方式
次暂态电抗

定子
转子
QFSN—300—2
水内
氢内
300
0.85
20
10190
他励
0.191
4.2主变压器容量、台数的选择
主变压器的台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据基本原始资料外，还取决于输送功率的大小，馈线回路数，电压等级，以及与系统联系的紧密程度，同时兼顾发电机负荷增长速度等方面，并根据电力系统5-10年发展规划综合分析，合理选择。
对于200MW及其以上的发电机组，一般与双绕组变压器组成单元接线，主变压器的容量按发电机的容量配套选用，即主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。
连接两种升高电压母线的联络变压器一般只设一台；联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余功率送入另一系统[4]。
4.3主变压器型式的选择
4.3.1相数的选择
主变压器采用三相或单相，主要考虑变压器制造条件，可靠性要求和运输条件等因素。对330kV及其以下电压系统中，当不受运输条件限制时，一般选用三相变压器，因为单相变压器相对而言，投资较大、占地多、运行损耗较大，同时配电装置结构复杂，增加了维修工作量。对500kV及其以上系统中，应按其容量、可靠性要求程度、制造水平以及运输条件等，通过经济技术比较后选择。
考虑本次设计中，场地不受运输条件限制，选用三相变压器。
4.3.2绕组数的选择
在具有三种电压等级的系统中，可以采用两台双绕组变压器、三绕组变压器或自耦变压器。当最大机组容量为200MW及其以上的发电厂，一般采用双绕组变压器加联络变压器，以省去发电机出口昂贵的断路器，对节省投资意义重大。因为机组容量大，额定电流及短路电流都很大，发电机出口断路器的制造困难，价格昂贵。
当主变压器需与110kV及其以上的两个中性点直接接地的电力系统相连接时，可优先用自耦变压器来承担两个电力系统的联合任务更为经济合理，其第三绕组即低压绕组兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置，提高厂用电源的可靠性，简化配电装置结构，节约投资。
考虑本次设计中，主接线和厂用电接线方式，故选用双绕组变压器。
4.3.3绕组连接方式的选择
变压器三相绕组的联结组别必须和系统电压相位一致，否则就不能并列运行。电力系统采用的绕组联结方式只有星形Y和三角形D两种，因此，变压器三相绕组的联结方式应根据具体工程来确定。
我国110kV及其以上的电压，变压器三相绕组都采用YN联结方式；35kV都采用Y联结方式，其中性点多通过消弧线圈接地；35kV以下的电压，变压器三相绕组都采用D联结方式。在发电厂中，一般考虑系统或机组的并列同期要求以及限制三次谐波的影响等因素，主变压器联结组别一般都选用YN，d11常规接线。
考虑本次设计中，考虑系统和机组的并列同期要求，主变压器联结组别选用YN，d11常规接线。
4.3.4阻抗的选择
变压器的阻抗实质就是漏抗，其大小主要取决于变压器的结构和采用的材料。从电力系统稳定和供电电压质量考虑，希望主变压器阻抗越小越好；但阻抗偏小又会使系统短路电流增大，使电气设备的选择遇到困难。另外阻抗的大小还要考虑变压器并联运行的要求。所以主变压器阻抗的选择要考虑以下原则：
(1)各侧阻抗的选择必须从电力系统稳定、潮流方向、无功分配、继电保护、短路电流、系统内的调压手段和并联运行等方面考虑。
(2)双绕组普通变压器一般按标准规定值选择。
(3)对三绕组普通型和自耦变压器，其最大阻抗是放在高、中压侧还是高、低压侧，必须按上述第（1）原则来确定。
考虑本次设计中，主要是电气一次部分设计，所以阻抗的选择不作要求。
4.3.5冷却方式的选择
（1)油浸式自然空气冷却式
容量在7500kV·A及其以下的小容量变压器采用。这种冷却方式就是依靠油箱壁的辐射和变压器周围空气的自然对流散热。
（2）油浸风冷式
对于容量为10000kV·A以上的变压器在散热器上加装风扇，将风吹在散热器上，使热油能迅速冷却，以加速热量的散出，降低变压器的油温。
（3）强迫油循环水冷式
对5000kV·A以上的巨型变压器采用潜油泵强迫油循环，让水对油管道进行冷却，把变压器中的热量带走。正常运行时，其冷却水温度不得超过25℃；油压应高于水压0.1-0.5MPa，以免水渗入油中影响油的绝缘性能。
（4）强迫油循环风冷式
其原理与强迫油循环水冷却相同。
（5）强迫油循环导向冷却
近年来大型变压器都采用这种冷却方式。这种冷却方式是将油压入线饼和铁芯的油道中，直接对线饼和铁芯进行冷却。
考虑本次设计中，所给资料的限制，T1—T4选用强迫油循环水冷、T5—T8选用强迫油循环风冷。
4.4主变压器的选择
根据主变压器的选择要求和条件，查阅《发电厂变电所电气设备》(卢文鹏，吴佩雄，中国电力出版社，2010）得，按发电机的配套规范选择，见表4.3[5]。
表4.3发电机的配套规范选择
主变压器容量MV·A
发电机容量MW
功率因数COS∮
主变压器容量MV·A
发电机容量MW
功率因数COS∮
31.5
25
0.8
250
200
0.8
63
50
0.8
360
300
0.85
125
100
0.8
690---760
600
0.85---0.80
160
125
0.8

根据上面表格，4×200MW发电机其主变宜选用250MV·A，4×300MW发电机其主变选用360MV·A；查阅《电力工程电气设备手册》（电力工业部西北电力设计,中国电力出版社，1998）T1、T2、T3、T4选择SSP2—260000/220；T5、T6、T7、T8选择SFP—360000/500，具体参数见表4.4和表4.5。
表4.4 SSP2—260000/220参数
型号
额定电压kV
空载电流%
损耗
阻抗电压%
高压
低压
空载kW
负载kW
SSP2—260000/220
242±2×2.5%
15.75
0.7
255
1553
14
表4.5 SFP—360000/500参数
型号
额定电压kV
空载电流%
损耗
阻抗电压%
（高—低)
高压
低压

空载kW
负载kW
（高—中）
SFP—360000/500
525±2×2.5%
15.75
0.7
180
1553
16
4.5联络变压器的选择
联络变压器容量不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。根据联络变压器的选择原则，可选SFP370000/500[6],其技术参数见表4.6。
表4.6 SFP370000/500技术参数
型号
额定电压kV
联结组别号
损耗KW
空载电流%
阻抗电压
冷却方式
高压
低压
空载
负载
SFP370000/500
525
20
YN,d11
180
890
0.2
14.2
ODAF

第5章 短路电流的计算
5.1短路的危害及预防
5.1.1短路的危害
（1）一方面会使导体严重发热，造成导体过热甚至融化，进一步损坏设备绝缘；另一方面，巨大的短路电流还会产生很大的电动力作用于导体，使导体遭到机械方面的损坏。
（2）短路时往往伴随有电弧的产生，能量极大、温度极高的电弧不仅可能烧坏故障元件本身，还可能烧坏周围设备或危及人身安全。
（3）电力系统短路时，巨大的短路电流会增大电力系统中各元件的电压损失，使系统电压大幅度下降，严重时可能造成电力系统电压崩溃，出现大面积停电的严重事故。
5.1.2短路的预防
（1）认真学习、严格执行有关规程，努力提高电业人员各方面的素质。
（2）做好设备的巡视、检查、维护工作，做好事故的预想和预防工作。
（3）采用快速动作的继电保护装置和断路器，以便迅速隔离故障，使系统的电压在最短的时间内恢复到正常值。
（4）合理选择电气主机线形式。
（5）合理选择限流设备，增大短路回路的阻抗。
5.2计算短路电流的目的及基本假设
5.2.1计算短路电流的目的
（1）在设计电气主接线时，为了比较各种方案，确定某种接线方式是否有必要采取限制短路电流的措施等，需要进行短路电流计算。
（2）在进行电气设备和载流导体的选择时，为了保证各种电气设备和导体在正常运行时和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又要力求节约，减少投资，需要根据短路电流对电气设备进行动、热稳定校验。
（3）在选择继电保护装置及进行整定计算时，必须以各种不同类型短路时
16

的短路电流作为依据。
（4）设计屋外高压配电装置时，要按短路条件校验软导线的相间、相对地的安全距离。
（5）设计接地装置。
（6）进行电力系统运行及故障分析。
5.2.2短路电流实用计算的基本假设
（1）电力系统在短路前、正常运行时，三相是对称的。
（2）电力系统中所有发电机电动势的相位在短路过程中都相同，频率与正常运行时相同。
（3）电力系统在短路过程中，各元件的磁路不饱和，也就是各元件的电抗值与所流过的电流大小无关，因此，在计算中可以应用叠加原理。
（4）电力系统中各元件的电阻，在高压电路中都略去不计。
（5）变压器的励磁电流略去不计，相当于励磁回路开路，以简化变压器的等值电路。
（6）输电线路的分布电容忽略不计。
5.3短路电流的计算步骤
（1）选择计算短路点。
（2）根据电气主接线图，画等值网络图。
（3）化简等值网络图。
（4）求计算电抗。
（5）根据汽轮机运行曲线，确定各电源侧短路电流周期分量的标幺值。
（6）计算无限大容量的电源供给短路电流周期分量的标幺值。
（7）计算短路电流的冲击值。
（8）计算短路电流[7]。
5.4短路电流的计算
根据电气主接线图，结合原始资料分析，选择220kV母线为短路点k1；500kV母线为短路点k2。根据电气主接线图，按要求绘制等值网络图并进行化简。然后求计算电抗和电路电流以及冲击电流。

5.4.1等值网络图的绘制
根据电气主接线方案一图2.1，可绘制其等值网络图，如下图5.1。图5.1 等值网络图
设=100MV·A，，计算各个元件标幺值。
===
===

====
====

+
//
+
//
5.4.2当K1点短路时
（1） 根据等值网络图5.1可化简为图5.2：

图5.2 k1点短路时等值网络图
上图可化简为图5.3：

图5.3 k1点短路时等值网络图
（2） 计算次暂态短路电流
①
查阅汽轮机运算曲线可得：
t=0s时 3.62
(kA)
t=2s时 2.32
(kA)
t=4s时 2.4
(kA)
②
查阅汽轮机运算曲线可得：
t=0s时 0.98
(kA)
t=2s时 1.18
(kA)
t=4s时 1.18
(kA)
③k1点总的次暂态短路电流
+=8.13+1.014=9.144 (kA)
④k1点总的短路冲击电流
(kA)
5.4.2当K2点短路时
（1） 根据等值网络图5.1可化简为图5.3。

图5.3 k2点短路时等值网络图
上图可化简为图5.4。

图5.4 k2点短路时等值网络图
（2）计算次暂态短路电流
①
查阅汽轮机运算曲线可得：
t=0s时 1.12
(kA)
t=2s时 1.25
(kA)
t=4s时 1.25
(kA)
②
查阅汽轮机运算曲线