本文由JOCELYNN2010贡献
pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
前
言
在学习《发电厂电气部分》课程前，我们首先要知道这门课程是讲什么的，学了这门课后， 我们会什么。
结合我们认识实习电站——赋石电站，告诉大家，这门课程主要讲的就是我 们在实习时所看到的内容，中控室的，开关室的，升压站的各种设备装置及它们 构成的通路。总之我们以赋石电站为一个工程实例，通过此课程的学习，将此实 例展开，让我们能把赋石电站中控室墙上的电气设备都弄清楚，并知道为什么要 用这些设备（对应§2 短路电流计算、§3 开关电器、§4 限流电器、§5 互感器、§
6 导体与绝缘子、§9 配电设备的选择） ，这些设备为何组成这样的接线形式（对应§
，这些设备 7 电气主接线） ，这些设备如何控制（对应§11—3 断路器控制回路） ，最 或组成的通路出问题了，运行人员如何知道并处理（对应§11—4 中央信号） 后如何把电站发的电送到电力系统中去（对应§11—5 同步发电机的同期系统与 并列操作） 。
前
言 1 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
电站大门
中控室
1、
2、3 屏——机组 LCU 屏；4 屏——同期屏；5 屏——公用屏；6 屏——直流屏
前
言 2 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
上位机监控屏
前
言 3 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹 机组 LCU 屏
前
言 4 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
直流屏
前
言 5 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
同期屏
前
言 6 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
10KV 开关室
前
言 7 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
电气主接线
前
言 8 1本文由JOCELYNN2010贡献
pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
§1 概述 学习要求：掌握发电厂、变电所的种类，了解其生产过程，掌握电能质量的衡量指标，电 力负荷类型及特点，我国电网的额定电压等级，电气设备额定电压的确定。
§1—1 热电站
学习要求：了解凝气式电站与热电站的特点及其区别。
单机容量60万千瓦 ? ?在系统中占主要地位 ?
一、特点： ?承担基荷 ?设备利用时间数大于5000时 / 年 ? ?环境污染 ? 凝气式电站
二、分类 ? ?热力化电站
区别：蒸汽的用途有区别，凝气式电站蒸汽仅用于发电，而热力化电站蒸汽
生产 ? ?采暖 除发电外，一部分还用来供热 ? ?通风 ?热水 ? 图 1—1 凝汽式火电厂
1—锅炉；2 蒸汽过热器；3—汽轮机高压段；4—中间蒸汽过热器；5—汽轮机低压段；6—凝汽器；7—凝 结水泵；8—给水泵；9—发电机；10—主变压器；11—断路器；12—主母线；13—站用变压器；14—厂用 电高压母线
第一章
概述 1 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
图 1—2 热电厂的生产过程
1— 锅炉；2 蒸汽过热器；3—汽轮机高压段；4—生产抽汽；5—汽轮机低压段；6—凝汽器；7—凝结水泵； 8—给水泵；9—发电机；10—主变压器；11—供热抽汽；12—蒸汽加热器；13—供热泵
§1—2 原子能电站
学习要求：了解原子能电站的特点。
实质：利用核反应能量的热电站
一、特点
承担系统基荷 ? ?设备利用小时数大于6500小时 ? ?污染降低 ?应为发展前景，但安全性问题突出，不宜建在人口稠密，地震活动地区 ?
二、生产简要过程
图 1—7 核电厂简要生产过程
1—核反应堆；2—蒸汽发生器；3—水管；4—过滤器；5—循环水泵；6—水泵
第一章
概述 2 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹 §1—3 水电站与抽水蓄能电站
学习要求：了解普通水电站与抽水蓄能电站的特点及其区别。
一、水电站特点
综合利用水资源项目，如发电、航运、灌溉 ? ?丰水期满载、枯水期承担尖峰负荷 ?启动、停运快速 ? ? ?调峰电站1500至3000小时 ? ?设备利用小时数低?基荷5000至6000小时 ? ? ?水工建筑工程量大，建设周期长 ? ? ?发电成本地
二、抽水蓄能电站
受水文地理条件限制， 一些地区需要建抽水蓄能电站， 以补充水电装机容量。 实质相当一个极大容量的交流蓄电装置，改善系统运行调度。
具有上、下库 ? ?具有水轮发电机组，电动水泵机组（可合二为一） 特点： ? ?系统高峰负荷时发电，低谷负荷时提水 ?保证大型热电机组，核电机组较为平整的负荷曲线，经济效益提高 ? §1—3 分
变电站的基本型式
学习要求：掌握变电站的基本类型及其特点。
发电厂的变电站，既主变升压站 ? ?枢纽变电站：U max，S max 联络系统大用户、大电厂，与远方系统连 ? ? ? ?电力网的变电站?区域变电站：对一大区域供电，高压进线来自枢纽变、大电厂 ?配电变电站：对一小区域或较大容量工厂供电，常为 ≤ 110 KV ? ? ? 第一章
概述 3 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
§1—5 电能质量与供电可靠性
学习要求：掌握电能质量的衡量指标，电力负荷的分类及其特点，我国电网的额定电压等 级。
一、电能质量的标准 1．衡量指标
电压：正常允许U n ± 5%U n，极限U n ± 10%U n ? 49 ?频率： .5 HZ至50.5HZ ?波形畸变率：小于3% ? 2．电能质量基本标准： 电压偏移、电压变化摆幅，电压摇摆剂量、电压波形的非正弦系数、n 次谐波分 量系数、负序电压系数、另序电压系数、频率偏移，电压塌陷时间、脉冲电压及 其持续时间.
二、电力负荷供电可靠性分类及要求
I类：供电中断，损害人生安全、巨大损失 ? 1．按可靠性分 ? II类：供电中断，大量减产 ? III类：可停电 ?
三、电力网额定电压等级
0.38/0.22KV、3KV、6KV、10KV、110KV、220KV、330KV、500KV、750KV 等。
§1—6 发电厂电气部分概述 学习要求：掌握什么是一次、二次设备，了解什么是
一、二次接线，电气设备额定电压如 何确定，什么是配电设备，掌握其图形符号。
一、一次接线 ?对外供电：主接线 对用户供电的电路部分 ? ?保证电厂、变电站正常工作：厂用电接线
第一章 概述 4 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
接线举例：
二、二次接线： 保证一次接线安全、可靠、优质、经济地运行，对一次接线中的设备实施测 量、信号、控制、调节的电路部分。 例如：断路器控制回路、中央音响信号回路等。
三、电气设备额定电压 发电机：U U Gn = 1.05U wn ?U 1n = U Gn ? ? ?升压变?U ?U d %? 7.5, U 2 n = 1.05U wn ? ? 2 n ?U %? 7.5, U = 1.1U 变压器： ? 2n wn ? d ? ? ?降压变?U 1n = U wn ? ? ?U 2 n 取法同升压变压器 ?
四、配电设备分类 ?开关电器：投资在配电设备中占60%以上 ? ?限流电器?普通电抗器 ? ? ?分裂电抗器 ? ? ?电压互感器 ? 除发电机、变压器外，配电设备 ?互感器? ?电流互感器 ? ?导体、绝缘子 ? ?防雷接地设备：避雷器等 ? ? ?
五、一次设备标准图形符号
第一章
概述 5 1本文由estianliu贡献
doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
第一、二章
一、发电厂类型
1、火力发电厂
2、水力发电厂
3、核电厂 核电厂是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能。核电厂的燃料是铀。 1 千克铀－235 全部裂变放出的能量相当于 2700 吨标准煤燃 烧放出的能量。
二、变电所类型
1、枢纽变电所: 电源多、电压等级高，全所停电将引起电力系统解列，甚至瘫痪；
2、中间变电所: 高压侧以交换潮流为主，同时又降压给当地用电。全所停电将引起区域电 网解列；
3、地区变电所: 以向地区用户供电为主，是某一地区或城市的主要变电所。全所停电仅使 该地区供电中断；
4、终端变电所: 接近负荷点，降压后直接向用户供电。全所停电只影响用户。
三、电气设备
1、一次设备：直接参与生产和分配电能的设备。
2、二次设备：对一次设备进行测量、控制、监视和保护的设备
3、主接线：把发电机、变压器、断路器等各种电气设备按预期生产流程连成的电路，称 为电气主接线。 第三章 常用计算的基本理论和方法 发热：电气设备流过电流时将产生损耗，如电阻损耗、磁滞和涡流损耗、介质损耗等，这些 损耗都将变成热量使电气设备的温度升高。 长期发热由工作电流所引起。 短时发热由故障时的短路电流所引起。
1、发热对电器的不良影响 1）机械强度下降（与受热时间、温度有关） 2）接触电阻增加 3）绝缘性能下降 最高允许温度能使导体可靠工作的最高温度。 正常的最高允许温度:一般 θC≤700C ，钢芯铝绞线及管形导体 θC≤800C，镀锡： θC≤850C 。
2、短时最高允许温度:硬铝、铝锰合金：θd≤2000C ，硬铜：θd≤3000C
3、短时发热过程特点：属于绝热过程，导体产生的热量全部用于使导体升温；
4、大电流导体附近钢构的发热 随着机组容量的加大，导体电流也相应增大，导体周围出现强大的交变电磁场，使附近钢 构中产生很大的磁滞和涡流损耗， 钢构因而发热。 如果钢构是闭合回路， 其中尚有环流存在， 发热还会增多。当导体电流大于 3000A 时，附近钢构的发热便不容忽视。 危害：钢构变形、接触连接损坏、混凝土爆裂。 第三节 导体短路的电动力计算
1、平行导体中电动的方向：若两导体中的电流同方向，电动力的作用将使它们彼此靠近。
2、B 相所受的电动力大于 A、C 相（约大 7%），计算时应考虑 B 相。
3、三相电动力计算公式： Fmax(2)/ Fmax(3)=0.866 第四节 电气设备及主接线的可靠性分析
一、基本概念
1、可靠性 元件、设备和系统在规定的条件下和预定的时间内，完成规定功能的概率。
2、可修复元件 发生故障后经过修理能再次恢复到原来的工作状态的元件。 由可修复元件组成的系统称为可修复系统。
3、不可修复元件 发生故障后不能修理或虽能修复但不经济的元件。
4、电气设备的工作状态 可分为 运行状态（可用状态）或停运状态（不可用状态）。 第四章 电气主接线 电气主接线：又称为一次接线或电气主系统。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。 对主接线的基本要求：可靠性、灵活性、经济性 断路器和隔离开关的操作顺序： 断开线路时： 1）跳断路器；2）拉负荷侧隔离开关；3）拉电源侧隔离开关 投入线路时： 1） 合电源侧隔离开关； 2）合负荷侧隔离开关； 3）合断路器
1、单母线接线 单母线接线的缺点： 可靠性和灵活性较差， 当母线或母线隔离开关故障或检修时， 必须停电； 在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作。
2、单母线分段接线 一段母线发生故障时，非故障段母线不间断供电；
3、单母线带旁路母线接线 旁路母线和旁路断路器的作用：不停电检修线路断路器。 不停电检修出线断路器的操作步骤： 注意： （1）隔离开关两端电压相等时才能合上之； （2）保证供电不能中断； （3）线路要有断路器进行保护。 设要检修线路的断路器 QF1。检修步骤为： 1）、合旁路断路器两侧的隔离开关； (N)
4、两相短路与三相短路最大电动力的比较: 2）、合旁路断路器对旁母充电，若旁母有故障，旁路断路器跳闸，此时先检修旁母；若旁 母无故障则进行下列操作 3）、合旁路隔离开关； 4）、跳开出线断路器 QF1； 5）、拉开 QF1 线路侧隔离开关； 6）、拉开 QF1 母线侧隔离开关； 7）、检修 QF1。 此时线路由旁路断路器进行保护。
4、双母线接线 1)、接线特点：它具有两组母线 W
1、W2。每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别 与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器 QF(简称母联)连接。 2）、优缺点： (1)供电可靠 ，调度灵活，扩建方便； （2）检修母线可不停电 （3）、检修母线隔离开关只停该回线 （4）、可用母联断路器代替线路断路器工作； 3）、倒闸操作 以检修工作母线为例。步骤： （1）、合上母联两端的隔离开关； （2）、合上母联检查备用母线的完好性；若母联跳闸，则表明备用母线有故障，若其不跳， 可进行下列操作； （3）、合上接在备用母线上的隔离开关；（先通） （4）、拉开接在工作母线上的隔离开关；（后断） （5）、跳开母联； （6）、拉开母联两侧的隔离开关 （7）、检修母线。 4）、用母联断路器代替线路断路器工作的操作设线路 L1 上的断路器 QF1 拒动。步骤如下： （1）、合母联两侧的隔离开关；（2）、合母联检查备用母线的完好性；（3）、合该线路 接在备用母线上的隔离开关；（4）、拉开该线路接在工作母线上的隔离开关；（5）、此 时母联代替线路断路器来保护线路。
5、双母线工作母线分段带旁路母线 1）、优点 母线分段可减少母线故障时的停电范围；检修断路器无须停电。 注意： 双母线接线含单母线分段的所有优点； 双母线带旁母接线含单母线分段带旁母接线的所 有优点
6、3/2 接线 1）、接线特点：两回线路共用三组断路器。2）、优缺点（1）、供电可靠、灵活、操作简 单；（2）、检修任一断路器均无需停电；（3）、投资大、控制保护复杂。
无 母 线 接 线 形 式
1、单元接线 1）接线特点：发电机变压器连接成一个单元，再经断 路器接至高压母线。 2．桥形接线 当只有两台变压器和两条输电线路时，可采用桥形接线，使用断路器数目最少。 桥连断路器设置在变压器侧，称为内桥； 桥连断路器则设置在线路侧，称为外桥。 内桥 线路切、投方便，但变压器故障时有一回线路要停电。适用于（故障较多的）长线路及 变压器不需要经常切换的场合； 2）、外桥 变压器切、投方便，但线路故障时有一台变压器也被切除。适用于线路较短、变压器需 要经常切换的场合； 另外：◆出线接入环网，可采用外桥接线； ◆系统在本厂有穿越功率时可用外桥， 但如果线路较长时也可用内桥加外跨条的接线。 不过， 检修线路断路器时就变成一台断路器带两回线路，冒扩大事故之险。
3、角形接线 1）特点：每回线路均从两组断路器间引出，断路器布置闭合成环，线路总数 等于断路器组数。 2—3 主变压器的选择分类： ●向系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器； ●用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器； ●只供本厂(所)用电的变压器，称为厂(所)用变压器或称自用变压器。 24 限制短路电流的方法
一、选择适当的主接线形式和运行方式
1、对大容量发电机尽可能采用单元接线；
2、减少并联支路或增加串联支路。如： ◆降压变电所中可采用变压器低压侧分列运行 ◆对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开环运行
二、加装限流电抗器 作用：a 限制短路电流、b 维持母线残压。 1． 加装普通电抗器 1） 电缆出线端加装出线电抗器， 电抗百分值取 3％～6％。 2） 2．母线装设电抗器，电抗百分值取为 8％～12％。 缺点：母线电抗器两端的电压不等。
3、加装分裂电抗器 优点：正常运行时压降小，短路时电抗大，限流作用强。
三、采用低压分裂绕组变压器 第五章 厂用电接线及设计
1、厂用电：发电厂内用来为锅炉、汽轮机、水轮机、发电机等主要设备服务的机械的用电 及照明用电。
2、厂用电率：厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数。 1）、
3、厂用电负荷分类 I 类负荷 ：凡短时停电会造成设备损坏、危及人身安全、主机停运及大量影响出力的厂用负 荷。 Ⅱ类负荷 ：允许短时停电(几秒至几分钟)，恢复供电后不致造成生产紊乱的厂用负荷。 Ⅲ类负荷 ：较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。 事故保安负荷：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。 厂用电电压分为厂用高压和厂用低压，高压为 3kV、6kV、10kV，低压为 380/220V。 备用电源的备用方式：明备用：平时备用电源不投入运行。 暗备用：亦称互为备用，平时备用电源投入。 A 大中型火电厂一般采用明备用,4～6 台工作变压器配一台备用变。 B 水电厂及变电所多采用暗备用方式。 C 采用明备用能减少厂用变的总容量。 例：四个工作母线段，每段的负荷为 S。 采用明备用，总容量为 4S+S=5S; 采用暗备用，总容量为 2S×4=8S
4、厂用电接线的接线原则 对高压厂用母线以单母线按炉分段为原则。低压厂用母线的Ⅰ类电动机也按炉分段。 按炉分段：将只为本台炉服务的电动机接在同一个厂用母线段上。 厂用电动机的供电方式： 1）个别供电：每台电动机直接接在相应电压的厂用母线上。 2）成组供电：由厂用母线经电缆供电给车间配电盘，数台电动机连接在配电盘母线上。
5、电动机的自启动校验 1）当断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会 停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。 2）电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间(一般在 0.5—1.5s)内，厂用电压又恢 复或通过自动切换装置 将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到 稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。 （1）失压自启动运行中突然出现事故，电压降低，事故消除电压恢复时形成的自启动； （2）空载自启动 备用电源空载状态时，自动投入失去电源的工作段所形成的自启动； （3）带负荷自启动。备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段时形成的自 启动。
6、异步电动机的转矩 M 与外加电压的平方成正比。
7、保证重要厂用机械电动机能自启动的措施：1)限制参加自启动的电动机数量，对不重要 设备的电动机不参加自启动。 2)负载转矩为定值的重要设备电动机也不要参加自启动 3)对重要的机械设备，应选用具有高启动转矩和允许过载倍数较大的电动机 4)在不得已的情况下，增大厂用变压器的容量。
第 六 章 设备的原理与选择
一、电器选择的一般条件 原则：按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
1) 用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。 2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。 3） 在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。 4）支持绝缘子不用校验热稳定。 高压断路器的作用：正常运行时，把设备或线路接入电路或退出运行;当设备或线路发生故 障时，能快速切除故障回路。 开断能力：断路器在切断电流时熄灭电弧的能力。
二、电弧的产生与熄灭
1、电弧概念 1） 电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体自持放电现象。大气中，1cm 距离 加 30000 伏的电压即会产生电弧；电弧产生后只需 15～30 伏的电压便可维持。 2）电弧由阴极区、弧柱、阳极区组成。 3）电弧是一束游离气体、质量极轻、易变形。
2、电弧的形成 电弧的产生和维持是触头间中性质点(分子和原子)被游离的结果。 游离中性质点转化为带电质点。 1)强电场发射 强电场(3×106V/m 以上)下阴极表面的电子被电场力拉出而形成触头空间 的自由电子（弧隙间产生电子的初因）。 2)热电子发射 高温的阴极表面在电场力的作用下向外发射电子。 3)碰撞游离 e + H = H++2e 电子的动能＞原子或分子的游离能 电子的动能＜原子或分子的游离能 4)热游离 在高温作用下，具有足够动能的中性质点互相碰撞时游离出电子和正离子。 开始发生热游离的温度：一般气体，9000—10000℃，金属蒸气，4000—5000℃
3、去游离自由电子和正离子相互吸引导致的中和现象。 去游离的形式： 1)复合：正离子和负离子互相中和的现象 电子与正离子：e + H+H 正、负离子： 2)扩散 带电质点从电弧内部逸出而进入周围介质中的现象。 原因：温差大、离子浓度差大。 方向：由浓度高、温度高的空间扩散至浓度低、温度低的空间。
5、近阴极效应交流电流过零瞬间，新阴极附近的薄层空间内介质强度突然升高的现象。
6、起始介质强度： 电流过零后的 0.1～1S 的时间内，由于近阴极效应，弧隙所出现的 150～250V 的介质 强度。 e + H HH- + H+ 2H H中性质点 游离 成为负离子
7、熄灭电弧的条件式： Ud(t)＞Ur(t) 物理意义：电流过零后，弧隙介质强度一直大于系统电源恢复电压，电弧便熄灭。 断路器灭弧的基本方法
1、利用灭弧介质； 如变压器油或断路器油、SF6 等
2、利用特殊金属材料作灭弧触头；
3、吹弧 纵吹、横吹、混吹
4、多断口灭弧
5、利用短弧原理（多用于低压电器） 短弧几毫米长的电弧
6、增大断路器触头的分离速度
8、隔离开关的用途 1）隔离电压 2）倒闸操作 3）分合小电流 （1）分、合避雷器、电压互感器和空载母线； （2）分、和励磁电流不超过 2A 的空载变压器； （3）关合电容电流不超过 5A 的空载线路。
三、互感器的作用：
1、将高电压和大电流变成二次回路标准的低电压（100V）和小电流（5A 或 1A），使 测量仪表和保护装置标准化、小型化；
2、隔离高电压，保证人身和设备的安全。
（一）电磁式电流互感器
1、工作原理与变压器相似 特点：1）一次绕组串连在电路中，一次绕组流过被测电路的电流； 2）正常情况下，电流 互感器在近于短路的状态下运行。
2、变比：电流互感器
一、二次额定电流之比 Ki=IN1/IN2≈N2/N1 4） 电流误差 5） 相位差
3、准确级在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。
4、10%误差曲线在保证电流误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数 n（n=I1/IN1） 与允许的最大二次负载阻抗 Z2i 的关系曲线。
5、额定容量 SN2=I2N2ZN2
6、二次绕组开路 励磁磁势由 I0N1 增为 I1N1，φ 饱和，变为平顶波，而 e∝ dφ/dt ，在波顶 e2≈0； 在 φ 过零时，e2 ↗，所以 e 为尖顶波。 (IN2 一般为 5A 或 1A) 同一台电流互感器，使用在不同的准确级时，有不同的额定容量。
后果： 1）产生危险高压，危及人身安全和仪表、继电器绝缘； 2）引起铁芯和绕组过热； 3）产生剩磁，使互感器特性变坏（误差增加）；
（二）电磁式电压互感器
1、工作原理 （同变压器） 特点：1）容量很小，只有几十到几百伏安； 2）二次负荷恒定，运行时接近于空载状态。
2、变比：Ku=UN1/UN2 UN2=100V 或 100/√3V 三相三柱式电压互感器不能用来测相对地电压。
3、3～35kV 的电压互感器一般经隔离开关和熔断器接入； 380V 的电压互感器直接经熔断器接入； 110kV 及以上的电压互感器只经隔离开关接入。
4、熔断器的作用 一次侧：切除电压互感器本身或引线上的故障； 二次侧：防止二次侧过负荷或短路引起的持续过流。 第五节 高压熔断器的选择 1．按额定电压选择 UN≥UNS 对于充填石英砂有限流作用的熔断器（如 RN1 型）， 应保证 UN=UNS。 UN＞UNS UN＜UNS 电流 Infs长期通过熔体而熔体不熔断的最大工作电流 第 七 章
1、配电装置 根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成， 用来接受和分配电能的装置。
2、种类 1）按装设地点分：屋内、屋外配电装置。 2）按组装方式分：装配式、成套式 装配式配电装置在现场将电器组装而成的配电装置。 成套配电装置在制造厂预先将开关电器、互感器等组成各种电路成套供应的配电装置。
3、配电装置的安全净距 不同相的带电部分之间或带电部分对接地部分之间在空间所允许的最短距离。
4、屋内配电装置 布置型式：一般可以分为三层、二层和单层式。
5、屋外配电装置 布置型式：根据电器和母线布置的高度，可分为中型、半高型和高型。 配电装置 灭弧时间快，过电压倍数高，产生电晕，损害设备。 难灭弧，烧坏外壳。2．额定电流选择 Inft载流和接触部分允许的长期工作 1)熔管额定电流 Inft≥熔体额定电流 Infs
6、安装电抗器时应注意 A、C 两相的电抗器不能重叠在一起。 第 八 章 二次接线
一、二次接线图 二次接线图的内容
1、二次接线图表示二次设备相互连接的电气接线图。
2、二次回路 包括交流电压回路、交流电流回路、控制回路、监测回路、保护回路、信号回路、调节 回路等。
3、在二次接线图中，设备图形符号按常态画出；
4、常态：断路器主触头断开或元件不带电时的状态；
三、安装接线图 为了施工、运行和维护方便，在展开图的基础上，还应进一步绘制安装接线图。安装接 线图包括屏面布置图、屏后接线图、端子排图和电缆联系图。
1、屏面布置图 屏面布置图是展示在控制屏(台)、继电保护屏和其他监控屏台上二次设备布置情况的图 纸，是制造商加工屏台、安装二次设备的依据。
2、屏后接线图 站在屏后所看到的接线图。
3、安装单位 一个屏内某个一次回路所有二次设备的总称。
4、相对编号法 “甲编乙的号，乙编甲的号。” 8—3
1、跳跃 断路器手动合闸合在永久性故障线路上，继电保护动作，断路器跳闸，若此时合闸按 钮未松开或触点卡住不能复位，断路器再次跳闸，而在继电保护 动作，断路器又跳闸,这种 一次合闸操作造成断路器多次合、跳闸的现象称为跳跃。 8—4 中 央 信 号
一、中央信号包括事故信号和预告信号
1、事故信号：断路器事故跳闸后发出的信号。此时，信号灯闪光，电喇叭响。
2、预告信号：设备运行中出现危及安全的异常情况时发出的信号。 此时断路器不跳闸，电喇叭发出的响声不同于事故信号 的响声。此外，音响为延时启 动(在 0—8 秒范围内可调)，小于延时的动作信号，便不会发出音响，以免造成误动。 断路器的控制与信号接线
第 十 章 变压器的运行 1 变压器的额定容量是指长时间所能连续输出的最大功率。
2、变压器的负荷能力系指在短 时间内所能输出的功率。
3、一般认为：当变压器绝缘的机械强度降低至 15％～20％时，变 压器的预期寿命即算终止。
4、绕组温度每增加 6℃， 预期寿命缩短一半， 此即所谓热老化定律(或绝缘老化的 6℃规则)。
5、变压器运行时，如维持变压器绕组热点的温度在 98℃，可以获得正常预期寿命。
6、变压器的过负荷能力 1）正常过负荷 ：变压器的正常过负荷，不影响变压器正常预期寿命。 百分之一规则：夏季低 1%，则冬季可过 1% 。但对强迫油循环水冷的变压器，不能超过 10% ；对其它变压器，不能超过 15% 。 2）变压器的事故过负荷 当系统发生事故时，要保证不间断供电，变压器绝缘老化加速是次要的，所以事故过负荷是 牺牲变压器寿命的。
7、升压型和降压型结构 三绕组变压器通常采用同心式绕组， 绕组的排列在制造上有升压型和降压型两种。 高压 绕组总是排列在最外层，升压型的排列为：铁芯一中压一低压一高压，高一中之间的阻抗最 大。降压型的排列为：铁芯一低压一中压一高压，高一低之间的阻抗最大。降压型变压器中 的无功损耗约为升压型的 160％、170％。因此升压型通常应用在低压向高压送电(或反之) 为主的场合，降压型一般用在向中压供电为主，低压供电为辅的场合。 考虑：
1、绝缘;
2、磁藕合程度 自耦变压器是一种多绕组变压器， 其特点就是其中两个绕组除有电磁联系外， 在电路上也 有联系。 8．自耦变压器的过电压问题 1）高压电网和中压电网之间具有电气连接，过电压可能从一个电压等级的电网转移到另一 个电压等级电网。中压或高压的出口端，都必须装设阀型避雷器保护。 2）自耦变压器的中性点必须直接或经过小电抗接地。否则当高压侧电网发生单相接地时， 在中压绕组其它两相会出现过电压。
9、变压器并列运行的条件： 1)并列运行的变压器一次电压相等，二次电压相等，也就是变压比相等（偏差≤±5%）； 2)额定短路电压相等（偏差≤±10% ）； 3)极性相同，相位相同，也就是接线组别相同。 1本文由JOCELYNN2010贡献
pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
§2 短路电流计算
学习要求：会用实用计算法查运算曲线计算三相短路电流。
§2.1 概
述
学习要求：了解短路的原因及危害，掌握短路的种类，知道短路电流计算的基本假设。
一、短路的概念和类型 1．短路概念 是指三相系统中相与相导体之间的非正常连接。 2．短路类型 三相短路—— d ( 3) 、两相短路—— d ( 2) 、单相短路—— d (1) 、两相接地短路—— d (1.1) 。
(a)三相短路； （b）两相短路； （c）单相短路； （d）两相接地短路
二、短路的原因和后果 1．原因 主要原因是电气设备载流部分的绝缘被损坏。 引起绝缘损坏的原因有： 各种形式的过电 压，如直接遭受雷击等；绝缘材料的自然老化和污秽、运行人员维护不周及直接的机械损伤 等。 2．后果 （1）短路时有电弧产生，不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和人员。 （2）巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化， 以及使绝缘体损坏；另一方面，巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体 变形或损坏。 （3）短路时系统电压将大幅度下降，特别是靠近短路点处电压降低很多，可能破坏部 分或全部用户的供电。 （4）短路时，系统功率分布的突然变化和电压严重下降，可能破坏各种电厂并联工作 的稳定性，使整个系统被解列。
三、短路电流计算的目的和基本假设 1． 短路电流计算目的 （1）电气主接线方案的比较和选择；
第二章 短路电流计算 7 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹 （2）电气设备和载流导体选择； （3）继电保护装置的选择和整定计算； （4）接地装置的设计； （5）系统运行故障情况的分析等。 2． 短路电流实用计算的基本假设条件 （1）系统在正常运行时是三相对称的。 （2）系统各元件的磁路不饱和，即各元件的电抗值与电流大小无关，所以在计算中可 以应用叠加原理。 （3）电力系统各元件的电阻，一般在高压电路计算中，都略去不计，但在计算短路电 流的衰减时间常数时应计及电阻的作用。 （4）输电线路的电容忽略不计。 （5）变压器的励磁电流略去不计，相当于励磁阻抗回路断开，这样可以简化变压器的 等值电路。 （6） 电力系统中所有发电机电势的相位在短路过程中都相同， 频率与正常工作时相等， 不考虑短路过程中发电机转子之间摇摆现象对短路电流的影响。
§2.2 标么制
学习要求：掌握标么值的概念，会进行标么值的计算及各种标么值间的转化。
一、标么值
标么值 = 实际有名值 基准值（与实际有名值同量纲） 实际有名值 额定值（与实际有名值同量纲） 实际有名值 基准值（与实际有名值同量纲）
额定标么值 = 基准标么值 = 例：发电机电压 U G = 13.8 KV ，选取基准值 U j = 10.5 KV ，发电机电压的标么值为
U G* j = 13.8KV = 1.31 10.5KV 只要基准值选取得当，采用标么制可使一个复杂的数变成一个很简单的数。 标么值与百分值之间的关系是，标么值乘以 100 即得到相同基准值时的百分值，即 X % = X * ? 100 第二章
短路电流计算 8 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
二、基准值的选择 U*j = U I X S ； I* j = ； X*j = ； S* j = Uj Ij Xj Sj 在标么制中， 三相电路线电压和三相功率的计算公式， 与单相电路电压和功率的计算公 式完全一样。
三、不同基准值的标么值间的换算 不同基准值的标么值换算原则，是不论基准值如何改变，标么值如何不同，但电气量的 有名值总是一定的。
四、标么值换算为有名值 根据标么值的定义便可得到 I = I* j I j = I* j Sj 3U j ( KA) U = U * jU j ( KV ) X = X*j X j = X*j U2 j Sj (?) S = S * j S j ( MVA) §2．3 电力系统各主要元件的电抗
学习要求：掌握发电机、电力变压器、电抗器、架空线路及电缆线路等主要元件电抗的确 定。
一、发电机 在三相短路电流的实用计算中，发电机的电抗为纵轴次暂态电抗 X d 。其为额定标么 值。 // 发电机及其等值电路 （a）发电机； （b）等值电路
第二章
短路电流计算 9 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
二、电力变压器
双绕组变压器及其等值电路 （a）双绕组变压器； （b）等值电路
三绕组变压器和自耦变压器以及它们的等值电路 （a）三绕组变压器； （b）自耦变； （c）两种变压器的等值电路 X T *e = Ud % 100 X I* = X II * = X III * 1 (U dI ? II % + U dI ? III % ? U dII ? III %) 200 1 (U dI ? II % + U dII ? III % ? U dI ? III %) 200 1 = (U dI ? III % + U dII ? III % ? U dI ? II %) 200
三、电抗器 电抗器是用来限制短路电流的电器， 等值电路用其电抗表示之。 产品目录中给出电抗器 的电抗百分值，一般 X L % 约为 3%～10%。
四、架空线路和电缆线路 架空线路和电缆线路的等值电路，用它们的电抗表示。在短路电流实用计算中，通常采 用每千米电抗平均值。 例：如图所示，选取 S j = 100 MVA, U j = U P ，求图中各元件的电抗标么值。
解
发电机 G1 和 G 2 第二章
短路电流计算 10 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
X 1* = X 2* = X // d * 变压器 Sj Se =0.135×
100 =0.216 62.5 X 4* = X 5* = U d % S j 10.5 100 = × = 0.33 100 S e 100 31.5 X 7* = 电抗器
10.5 100 × = 1.05 100 10 X 3* = X L % Ue S j 4 10 100 × × ＝ =0.52 2 2 100 100 3I e U P 3 × 0.4 (10.5) §2．4 计算电路图和等值电路图
学习要求：知道计算电路图和等值电路图的含义，会将计算电路图化简为所需要的等值电 路图。
一、计算电路图 如上图所示。 计算电路图是供短路电流计算时专用的电路图。 它是一种简化了的单线图图中仅画出与 计算短路电流有关的元件及它们之间的相互连接， 并注明各元件有关的技术数据， 图中各元 件还要按顺序注明编号。图上标注平均额定电压。平均额定电压， 等于同一电压级电网中元件的最高额定电压与最低额定电压的算术平均 值。 主要为避免升压变压器绕组的额定电压与降压变压器绕组的额定电压不同， 使计算复杂。
二、等值电路的拟制和化简 对应上图的等值电路图。
（a） d 1 ( 3) 点等值电路； （b） d 1 ( 3) 、d2 ( 3) 、d3 ( 3) 点等值电路
第二章
短路电流计算 11 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
短路电流实用计算中，一般选取基准功率 S j = 100 MVA 或等于电源的总容量；选取基 准电压 U j = U P ；各段电路的基准电流，则由基准功率和基准电压决定。 按上述原则选取基准值时，各元件电抗标么值可按下列公式计算。 （1）发电机。 X // d * j = X // d * S j Ue 2 ( ) Se U j Sj Se 所以
X // d * j = X // d * （2）变压器 X T* j = Ud% S j 100 S e （3）电抗器。由于电抗器不能忽略额定电压与平均额定电压的差别，故 X L* j = 式中
X L % Ue S j 100 3I e U P 2 U P ——电抗器所在电压级的平均额定电压。
（4）架空线和电缆。一般架空线和电缆给出的数据为电抗的欧姆值，得 X*j = X 式中 Sj UP 2 U P ——架空线或电缆所在电压级的平均额定电压。
三、化简技巧 1） 串联电路 x Σ = x1 + x 2 + ? ? ? ? ? ? x n 2） 并联电路 1 1 1 1 = + + ?? x Σ x1 x 2 xn 3） 等电位点可用直线相连 4）Y—Δ电路的等值变换
X 12 X 31 ? X 12 + X 23 + X 31 ? ? X 12 X 23 ? X2 = ? X 12 + X 23 + X 31 ? ? X 23 X 31 X3 = ? X 12 + X 23 + X 31 ? ? X1 = X 12 = X 1 + X 2 + X 23 X 31 X1X 2 ? ? X3 ? X X ? = X2 + X3 + 2 3 ? X1 ? X X ? = X 3 + X1 + 3 1 ? X2 ? 5） ΣY 法：各电源仅经一电抗与短路点直接相连，如下图所示。根据此电路便可计算出每
第二章 短路电流计算 12 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
一电源支路所供的短路电流。
ΣY = 1 1 1 + + x1 x 2 x3 ， x1d = x1 ? x3 ? ΣY ， x 2 d = x 2 ? x3 ? ΣY 例：试求上图中 d1 解 ( 3) 点和 d 2 ( 3) 点短路时，短路回路总电抗。
根据上图所示等值电路求短路回路总电抗。 ( 3) １． d1 ( 3) 短路回路总电抗
d1 等值电路的化简如图２—8（a）所示。
因两发电机的电势相等，可将 X 1* 和 X 2* 并联得 X 8* = d1 点短路回路总电抗 ( 3) 0.216 = 0.108 2 X Σ* = X 9* = X 8* + X 3* = 0.108 + 0.52 = 0.628 ２． d 2 ( 3) ( 3) 点短路回路总电抗
d 2 点等值电路的化简如图２—8（b）所示。
X 1* 与 X 2* 并联等值电抗为 X 4* 与 X 5* 并联等值电抗为 X 8* = 0.108 X 10* = d 2 点短路回路总电抗为 ( 3) 0.33 = 0.165 2 X Σ* = X 11* = X 8* + X 10* + X 6* = 0.108 + 0.165 + 0.3 = 0.573 第二章
短路电流计算 13 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
§2．５
无限大容量电源供电电路内三相短路
学习要求：知道无限大容量电源含义，掌握无限大容量电源内三相短路各电气量的计算。
一、无限大容量电源 所谓无限大容量电源， 或称为无限大容量系统， 是指这种电源供电的电路内发生短路时， 电源的端电压在短路时恒定不变，即电压的幅值和频率都恒定不变。无限大容量电源记作
S = ∞ ，电源的内阻抗 Z = 0 （ X = 0, R = 0 ） 。
二、短路电流的变化过程
无限大容量电源供电电路内三相短路电流变化曲线
三、短路电流各量的计算 1．周期分量 iZ = 2U P 3Z Σ
sin(ωt + α ? ? ) UP 3X Σ I Z = I Z t = I // = I ∞ = 用标么值计算时，如取 U j = U P ，则 2．非周期分量 非周期分量表达式为
第二章 I Z* = 1 X Σ* 短路电流计算 14 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
i f Z = i f Z 0e Tα 越大，衰减的越慢； Tα 越小，衰减的越快。
最严重的短路条件，此时非周期分量的起始值为 wt Ta i f Z 0 = ?i Z 0 i f Z 0 = ? 2 I // = ? 2 I Z 3．短路冲击电流
ich = 2 I Z + 2 I Z e 0.01ω Tα
= 2 I Z (1 + e = K ch 2 I Z 冲击系数 0.01ω Tα 0.01ω Tα ) K ch = 1 + e 在由无限大电源供电的一般高压电路中，推荐取 K ch =1.8，则短路冲击电流 ich = 1.8 × 2 I Z = 2.55 I Z 4．短路全电流的有效值
π 2 2 I dt = 5．母线剩余电压 1 T ∫ t+ t? π i dt dt = I 2 Z t + I 2 fZ t 2 短路稳态时，如某一母线至短路点的电抗为 X ，则该母线的剩余电压为 U sy = 3I ∞ X 用标么值计算时 U sy* = I ∞* X * 6．短路功率 所谓三相短路功率（或称短路容量）是一个假定值，其值为 S d = 3U P I Z 用标么值计算时 S d* = I Z* = 1 X Σ* 例：
如图所示计算电路，试计算：
短路点的稳态短路电流， 短路冲击电流， 稳态时变压器 110KV （1） d 1 点三相短路时， 当
第二章
短路电流计算 15 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
侧母线的剩余电压。 （2）当 d 2 点三相短路时，通过架空线的稳态短路电流和通过电抗器的短路冲击电 流。 解 选取基准值：
S j = 100 MVA ， U j = U P 100 = 0.21 115 2 10.5 100 = × = 0.7 100 15 各元件电抗标么值的计算： 架空线 变压器 X 1* = 70 × 0.4 × X 2* = X 3* = X 4* X 5* = 电抗器
4 6 100 × × = 1.164 2 100 3 × 0 .3 6 .3 电缆
X 6* = X 7* = 2 × 0.069 × 100 = 0.348 6.3 2 （a） 计算电路图； （b）等值电路图
等值电路如图(b)所示。 （1） d 1 短路时的计算。 短路回路总电抗 X Σ* = X 1* + 第二章
X 2* 0 .7 = 0.21 + = 0.443 3 3 16 短路电流计算
浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
短路稳定状态时，非周期分量衰减完毕，短路电流仅为周期分量，稳态短路电流的标么 值 为
I ∞* = 1 1 = = 2.257 X Σ* 0.443 100 3 × 6 .3 = 20.684( KA) 稳态短路电流
I ∞ = I ∞* I j = 2.257 ×
短路冲击电流 110 母线的剩余电压 （2） d 2 点短路时的计算 短路回路的总电抗 稳态短路电流的标么值
ich = 2.55 × 20.684 = 52.744( KA) U sy = 0.7 ×2.257 × 115 = 60.563( KV ) 3 X Σ* = 0.21 + I ∞* = 0.7 0.348 + 1.164 + = 1.78 3 2 1 = 0.56 1.78 100 3 × 115 = 0.28( KA) 通过架空线的稳态短路电流 I ∞ = I ∞* I j = 0.56 × 通过电抗器的短路冲击电流
ich = 2.55 I Z 100 3 × 6 .3 = 5.132( KA) 其中
I Z = 0.56 ×
所以
ich = 2.55 × 5.132 = 13.087( KA) 第二章
短路电流计算 17 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
§2．6 有限容量电源供电电路内三相短路
学习要求：知道有限大容量电源含义，掌握有限大容量电源内三相短路各电气量的计算。 在很多情况下，短路回路所接电源的容量是有限的，短路时母线电压要下降。
一、短路电流的变化情况
无自动调节励磁装置的发电机供电电路内短路电流的变化曲线
有自动调节励磁装置的发电机供电电路内短路电流的变化曲线
由图中可见， 短路电流周期分量最初是逐渐减小的， 以后随着自动调节励磁装置的作用 而逐渐增大，最后达到稳定值，短路的暂态过程结束。周期分量稳定值的大小取决于短路点 与发电机间的电气距离，以及自动调节励磁装置的调节程度。
二、周期分量有效值的实用计算法——运算曲线法 短路电流周期分量的大小与电源本身的容量及电源到短路点的远近距离有关。 1． 计算电抗 计算电抗就是取基准功率等于电源总额定容量 S eΣ 时短路回路总电抗的标么值，即 X js* = X Σ S eΣ UP 2 当短路回路总电抗的标么值 X Σ* j 的基准功率为 S j 时，则计算电抗为
第二章
短路电流计算 18 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
X js* = X Σ* j 2． 运算曲线 S eΣ Sj 单台发电机供电电路内三相短路时， 周期分量有效值 I Z * 与时间 t 和计算电抗 X js* 有关， 即 I Z * = f ( X js* , t ) 。表明这种函数关系的曲线叫运算曲线。
3．实用计算法步骤 (1)根据计算电路作出等值电路图，化简电路，求得短路回路总电抗 X js* 。 (2)将 X Σ* 归算为计算电抗 X js* 。 (3)根据计算电抗 X js* ，查相应的运算曲线，得所求 t 秒周期分量有效值的标么值 I Z t * ， 然后乘以基准电流，即可求得有效值的有名值 I Z t 。注意，此处基准电流 Ij = S eΣ 3U P = I eΣ
一般当 X js* ≥3 时，可将电源当作是无限大容量电源计算。
三、短路电流其它量的计算 1．非周期分量 同无限大容量电源供电电路短路一样，计算条件按最严重情况考虑。 i fZ t = i fZ 0 e 2．冲击短路电流 3．短路全电流
ωt Tα = ? 2I e // // ωt Tα
ich = 2 K ch I （ K ch = 1 + e 0.01ω Tα
）
I ch = I // 1 + 2( K ch ? 1) 2 第二章
短路电流计算 19 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
§2．7 多电源系统用运算曲线计算短路电流
学习要求：会用运算曲线法计算多电源系统内三相短路。
一、同一变化法 同一变化法是假设各发电机所供短路电流周期分量的变化规律完全相同， 忽略各发电机 的类型、参数以及到短路点的电气距离对周期分量的影响， 将所有电源合并为一个等效发电 机，查同一的运算曲线，来决定短路电流周期分量。 （误差太大）
二、个别变化法 同一变化法没有考虑发电机的类型及它们距短路点远近的区别， 计算结果主要决定于大 功率电源。 先将系统中所有发电机，按类型及距离短路点远近分为几组，一般分为 2～3 组，每组 用一个等效发电机代替， 然后对每一等效发电机用相应的运算曲线， 分别求出所供短路电流。 短路点的短路电流等于各等效发电机所供短路电流之和。 具体步骤如下： （1）根据计算电路作等值电路图。将发电机分组，分组的原则，宜将与短路点直接相 连的同类型发电机（汽轮发电机或水轮发电机）并为一组；与短路点距离差别较小的同类型 发电机并为一组。如有无限大容量电源时，应单独作为一个电源进行计算。 （2）按分组情况逐步化简电路，将所有中间节点消去，仅保留电源和短路点的节点。 最后形成各电源仅经一电抗与短路点直接相连。 （3）求各支路的计算电抗，然后利用各支路的计算电抗，分别查相应的运算曲线，求 得各电源支路所供周期分量有效值的标么值。 结果比较精确，但计算过程比较复杂。 备注：如在电抗器后短路，或在小、中容量甚至大容量变电所的变压器副边电路短路时， 由于这些元件电抗很大，各电源所供短路电流周期分量变化差异不大，故可按同一变化法 进行计算。 例：
求如图所示计算电路中 d 点三相短路时的 I 和 ich 。计算所需数据标明在图中。 // 解 因电路中有无限大容量电源，且火电厂 H ? 1 和 H ? 2 距离短路点差别较大，故宜 采用个别变化法计算，并分为三组较合适。 取 S j = 100 MVA ， U j = U P 。
1.各元件电抗标么值及化简电路 发电机
变压器
100 = 0.122 125 / 0.85 100 X 3 = X 4 = 0.13 × = 0.416 25 / 0.8 13 100 X5 = X6 = × = 0.087 100 150 10.5 100 X7 = X8 = × = 0.333 100 31.5 X 1 = X 2 = 0.18 ×
第二章
短路电流计算 20 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
（a）计算电路图； （b）等值电路图；、(d)等值电路的化简 （c）
架空线
X9 = X 10 X 11 0.4 × 200 × 100 = 0.151 230 2 0.4 × 150 × 100 = = 0.113 230 2 0.4 × 100 × 100 = = 0.076 230 2 将电抗为 X 9、X 10 和 X 11 的三角形电路，变化成电抗为 X 12、X 13 和 X 14 的星形电路， 则 X 12 = X 9 X 10 0.151 × 0.113 = 0.05 = X 9 + X 10 + X 11 0.151 + 0.113 + 0.076 X 13 = X 9 X 11 0.151 × 0.076 = 0.034 = X 9 + X 10 + X 11 0.151 + 0.113 + 0.076 X 10 X 11 0.113 + 0.076 = 0.025 = X 9 + X 10 + X 11 0.151 + 0.113 + 0.076 X 14 = 将等值电路图（b）化简成电路图（c） ，则
第二章 短路电流计算 21 浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹 X 15 = X1 X 5 0.122 0.087 + + X 13 = + + 0.034 = 0.139 2 2 2 2 X7 0.333 = 0.025 + = 0.192 2 2 X 17 = X 1 0.416 = = 0.208 2 2 X 16 = X 14 + 变化成三角形电路， 并将系统 C 和火电厂 H ? 1 将图 （c） X 12、X 15 和 X 16 星形电路， 中 间电抗略去，电路化简成图（d） ，则 X 18 = X 12 + X 16 + X 12 X 16 0.05 × 0.192 = 0.05 + 0.192 + = 0.311 X 15 0.139 X 15 X 16 0.139 × 0.192 = 0.139 + 0.192 + = 0.865 X 12 0.05 X 19 = X 15 + X 16 + X 17 = 0.208 2． d 点短路电流的计算 （1）次暂态短路电流 I 的计算，短路点次暂态短路电流，等于各电源支路所供次暂态 短路电流之和 1） 无限大容量电源： // IC = // Sj 1 1 100 ? = × = 17.68( KA) X 18 3U j 0.311 3 × 10.5 2） 火电厂 H ? 1 计算电抗 X js?H ?1 = X 19 S Σ?H ?1 2 × 125 / 0.85 = 0.865 × = 2.54 Sj 100 查附录附图汽轮发电机运算曲线， t = 0 s 时得 I // *H ?1 = 0.4 所以
I // H ?1 = I // *H ?1 3） 火电厂 H ? 2 计算电抗 S Σ?H ?1 3U j = 0 .4 ×
2 × 125 / 0.85 3 × 10.5 = 6.47( KA) X js?H ? 2 = X 17 S Σ? H ? 2 2 × 25 / 0.8 = 0.208 × = 0.13 Sj 100 短路电流计算 22 第二章
浙江水利水电高等专科学校
电气工程系电力教研室《发电厂电气部分》
主讲
郑晓丹
查附录附图汽轮发电机运算曲线， t = 0 s 时得 I // *H ? 2 = 8.34 I // H ? 2 = 8.34 ×
短路点的总次暂态短路电流为 2 × 25 / 0.8 3 × 10.5 = 28.525( KA) I // = I C + I // H ?1 + I // H ? 2 = 17.68 + 6.47 + 28.525 = 52.675( KA) // （2）
短路冲击电流 ich 的计算，短路点冲击电流等于各电源支路所供冲击电流之和。 1） 无限大容量电源； 查表 2—6，取 K ch = 1.8 ，则 ich?C = 2 × 1.8 × 17.6 = 45( KA) 2） 火电厂 H ? 1 ： 查表 2—6，取 K ch = 1.8 ，则 ich?H ?1 = 2 × 1.8 × 6.47 = 16.467( KA) 3） 火电厂 H ? 2 ： 查表 2—6，取 K ch = 1.9 ，则 ich?H ? 2 = 2 × 1.9 × 28.525 = 76.635( KA) 短路点的冲击电流为
ich = ich?C + ich?H ?1 + ich?H ? 2 = 45 + 16.467 + 76.635 = 138.1( KA) 由本例题计算结果可见，短路点的短路电流大小，主要取决于距短路点近、功率较小的 火电厂 H ? 2 。
第二章
短路电流计算 23 1
