第三章火力发电厂主要设备一、发电机发电机是电厂主要设备之一，它同锅炉和汽轮机称为火力发电厂三大主机，目前电力系统中电能几乎都是由同步发电机发出。

根据电力系统设计规程，在125MW以下发电机采用发电机中性点不接地方式，本厂选用发电机型号为QFN—100—2及参数如下：型号含义：2-----------------2极100-------额定容量N------------氢内冷F-------------发电机Q------------汽轮机P =100MW；U=10.5；I=6475A；eee〞?=0.183X cos =0.85；d??=100000KV A/0.85=117647.059 KV A S=P/ cos= P /cos e3030二、电力变压器选择电力变压器是电力系统中配置电能主要设备。

电力变压器利用电磁感应原理，可以把一种电压等级交流电能方便变换成同频率另一种电压等级交流电能，经输配电线路将电厂和变电所变压器连接在一起，构成电力网。

ⅰ、厂用电压等级：火力发电厂采用3KV、6 KV和10KV作为高压厂用电压。

在满足技术要求前提下，优先采用较低电厂,以获得较高经济效益。

由设计规程知：按发电机容量、电压决定高压厂用电压，发电机容量在100~300MW，厂用高压电压宜采用6 KV，因此本厂高压厂用电压等级6 KV。

ⅱ、厂用变压器容量确定由设计任务书中发电机参数可知，高压厂用变压器高压绕组电压为10.5KV，故高压厂用变压器应选双绕组，6 KV高压厂用变压器低压绕组电压为而由ⅰ知，变压器。

ⅲ、厂用负荷容量计算,由设计规程知：给水泵、循环水泵、射水泵换算系数为K=1；其它低压动力换算系数为K=0.85；其它高压电机换算系数为K=0.8。

厂用高压负荷按下式计算：S=K∑P g K——为换算系数或需要系数∑P——电动机计算容量之和S =3200+1250+100+(180+4752+5502+475×2+826.667+570+210) ×0.8 g=?KV A低压厂用计算负荷：S=(750+750)/0.85=? KV A d厂用变压器选择原则：(1)高压厂用工作变压器容量应按高压电动机计算负荷110℅与低压厂用电计算负荷之和选择，低压厂用工作变压器容量留有10℅左右裕度；(2)高压厂用备用变压器或起动变压器应与最大一台（组）高压厂用工作变压器容量相同。

根据高压厂用双绕组变压器容量计算公式：S≥1.1 S+ S=1.1×8379.333+1764.706=?KV AdBg由以上计算和变压器选择规定,三台厂用变压器和一台厂用备用变压器均选用SF7---16000/10型双绕组变压器①)变压器 (双绕组10KV厂用高压变压器：SF7---16000/10为三相风冷强迫循环双绕组变压器。

SF7---16000/10注：①电气设备实用手册P1812、电力网中性点接地方式和主变压器中性点接地方式选择：由设计规程知，中性点不接地方式最简单，单相接地时允许带故障运行两小时，供电连续性好，接地电流仅为线路及设备电容电流，但由于过电压水平高，要求有较高绝缘水平，不宜用于110KV及以上电网，在6～63KV电网中，则采用中性点不接地方式，但电容电流不能超过允许值，否则接地电弧不易自熄，易产生较高弧光间歇接地过电压，波及整个电网；中性点经消弧线圈接地，当接地电容电流超过允许值时，可采用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧瞬间熄灭，以消除弧光间歇接地过电压；中性点直接接地，直接接地方式单相短路电流很大，线路或设备须立即切除，增加了断路器负担，降低供电连续性。

但由于过电压较低，绝缘水平下降，减少了设备造价，特别是在高压和超高压电网，经济效益显著。

故适用于110KV及以上电网中。

主变压器中性点接地方式，是由电力网中性点接地方式决定。

3、主变压器型号容量及型号选择，根据设计规程：单元接线主变压器容量按发电机额定容量扣除本机组厂用负荷后，留有10℅裕度，则：S-S=（117647.059-10981.9723）×1.1=?KV AB30双绕220KV台1主变压器选用,由发电机参数和上述计算及变压器选择规定组变压器和两台220KV三绕组变压器。

一台220KV双绕组变压器选择用SFPZ7-120000/220，两台220KV三绕组变压器选择用SFPS7-120000/220型号含义：S——三相风冷强迫油循环F——风冷P——无励磁调压S——为铜导线,L为铝导线Z——有载7——设计序号② 120000/220 双绕组主变压器：SFPZ7—②电气设备实用手册P233③ SFPS7-120000/220两台三绕组主变压器③电气设备实用手册P2334、由上述计算和变压器选择规定火电厂一般均设置备用电源．备用电源引接应保证其独立性，避免与厂用工作电源由一电源引接，并有足够供电容量，由此可确定：高压厂用备用变压器选择SFL7-16000/110型号变压器④型号主要参数如下SFL7-16000/110④电气设备实用手册P205第四章火力发电厂短路电流计算第一节 110~220KV系统短路电流计算1、短路计算意义在供电系统中，危害最大故障就是短路。

所谓短路就供电系统是一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值大电流。

造成短路主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏、误操作、雷击或过电压击穿等。

由于误操作产生故障约占全部短路故障70%在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍甚至大几十倍，通可达数千安，短路电流通过电气设备和导线必然要产生很大电动力，并且使设备温度急剧上升有可能损坏设备和电缆。

在短路点附近电压显著下降，造成这些地方供电中断或影响电机正常，发生接地短路时所出现不对称短路电流，将对通信工程线路产生干扰，并且短路点还可使整个系统运行解列。

2、短路计算目（1）对所选电气设备进行动稳定和热稳定校验；（2）进行变压器和线路保护整定值和灵敏度计算。

3、短路计算内容计算发电厂相关节点三相短路电流。

4、基本假定：（1）正常工作时，三相系统对称运行。

（2）所有电源电动势相位角相同。

（3）系统中同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及0电气导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间相差120角度。

（4）短路发生在短路电流为最大值瞬间。

（5）不考虑短路点电弧阻抗和变压器励磁电流。

5、短路计算方法对应系统最大运行方式，按无限大容量系统，进行相关短路点三相短路电流”、i、I值。

计算，求得I shsh〞——三相短路电流；Ii——三相短路冲击电流，用来校验电器和母线动稳定。

sh I——三相短路全电流最大有效值，用来校验电器和载流导体热稳定。

sh S——三相短路容量，用来校验断路器和遮断容量和判断容量是否超过规定值，d作为选择限流电抗依据。

一、电抗图及电抗计算由3×100MW火电厂电气主接线图和设计任务书中给出相关参数,可画出系统电抗图如图4-1所示选取基准容量为S=100MV A U=U =1.05U ejj av S——基准容量（MVA）；j U ——所在线路平均电压（kV）。

av以下均采用标幺值计算方法，省去“*”。

1、对于QFN-100-2发电机电抗：100S〞j=?=XX=X=X×=0.183d781285.0/100S e2、SFPZ7-12000/220型双绕组变压器电抗：S%U j=X= k?11S100e系统110KV220KV系统CC2 121 0680.12.09 34 1250.11008.?0008?0. 10.5610 12067.00.0671250. 156.078 1560.156.0GGG1 3 2(4-1)图％——变压器短路电压百分数（％）；式中 U k）； S——最大容量绕组额定容量（MVA e。

——基准容量（MVA） S j三绕组变压器高压、中压、低压电抗值：、SFPSZ7-12000/220型3S1j）U%（U%+U%=XX=－dd910d中低高中高S e1001=? =7.0)(14+23－120200S1j%)U(U%+低200U=X=X%－ddd34高低高中中低200S e=?S1j==XX－( U%+ U%U%) 5ddd6高中中低高低200S e=?：、线路阻抗（设计任务书中已给出）4=0.068 X =0.12 X 21点）计算母线上发生短路时（d二、220KV2 4-2）并计算：将系统电抗图简化（如图=?+X=XX12131111)= ?(X+X(XX+X) ==86751422．110.008)= ?(X=－=X31522系统110KV220KV系统220KV系统110KV系统 2 CCCC1 10680.171 2dd 22 1160..012068.016063.01516131314004?0.063.025600.256.112.0141120.ＧＧ３ＧＧ３3) (4—图2)—图(4110KV系统系统220KV220KV系统CC2021Cd053.02218d 0680.22440.G19 1321 236.0 2560.123.0)图(4—５)图(4—４1 =? X=X 9162=? X=X+X15171XX1617 ++X=XX161817X14063?1160..0=?=0.116+0.063+1120.XX1416 =? +X=XX +141916X172440068.0?.=?∥=XXX=18202244.?068.00236256.0?.0=?∥=X=XX192113236.0?256.0．短路点短路电流计算：110KV根据任务书要求,系统是在最大运行方式下进行短路计算,而且系统为和220KV系统为无穷大容量系统：S j=1(基准电流) E因此对于无限大容量系统：I =j U3∑j1 = II〞= I= ；***z∞X?*——短路电流周期分量标幺值；I*z秒短路电流周期分量标幺值；〞——0I*——电源对短路点等值电抗标幺值；X*∑——时间为∞短路电流周期分量标幺值。

I*∞S j111001=? =×)=I〞=I=I=I(=II j2j2*zz U3∞XX0530.2303?j20202对于有限电源提供短路电流按下式计算：S?e = I·I∵I=I·*ztztez*zt U32av100A =?MV=3火电厂总容量：S×e∑85.0S941.352?e=? ×=X计算电抗：X=0.12321js2S100j——额定容量下计算电抗；X js A）。

S——各电源合并后总额定容量（KV*∑）。

t(s)I ——时刻短路电流周期分量有效值（kA tsz·)：查汽轮机运算曲线得(0s、2s、4s时=2.30 I I=2.05；=2.35I；4s2s*0s**···941352. = I∴I·I= 2.35×以下同=2.336 ez*0s0sz··2303?941.352=1.728 =2.05×I2sz·2303?941.352=1.524=2.30×I4sz·2303? IU短路容量：S =3 dtsav2zt s ··2.336=930.596 230××S=30sd·=1.728=688.386230××S32 sd·．1.524=608.314 =×S230×34sd·短路电流为：=4.736+2.336=KA I〞= I〞+I0s20s2z··=4.736+1.728=KA I+ I〞= I〞2s2z2s2··=4.736+1.524=KA = I〞〞+ II4s24sz2··短路功率：337.072= =S230×=·U I〞×0s2d2p2·时刻短路瞬间短路电流最大值：ts227.072= =I〞〞=×I s2m20s·０·2= =〞I〞I2s2m22s··2==〞I〞I4sm24s2··2〞=IK短路冲击电流：i·shsh2当短路发生在高P①无限大容量电源：查电力工程电气设计手册电气一次部分1412 4.736=KA×由此可知K=1.85i1.85×=压母线上,取shC2sh222.336KA ×由此可知K=1.90 i ==1.90××1.90×I②火电厂：取0sshzshH2·= + i所以短路冲击电流i= i shH2shC2sh2短路全电流最大有效值：2)1K?1?2( 〞·I=I sh sh22= 〞·=4.736×I= I850.?12?)11?.2(185?2shC222= ·=2.336×I=I900.?1?2)2(1.901?1?0sshH2z·I= I+ I=7.405 + 3.527=10.932KAshH2shC2sh2三、110KV母线发生短路时（即d点）短路计算：1对电抗图(4-1)进行化简(如图4—6)所示并计算：XX0.068?0.063162=0.068+0.063+=XX+X= +16222X0.25613XX1613= X=X+X+162313X2X=X∥X=142324．系统110KVC 110KV系统系统220KV11CC211120.2120.d068.01d1C2151522 13160040.?004?0.145.02560.063.01414 112.01120.23 5560.GG3G7)图(4—6) 图(4—110KV系统110KV系统CC1111 120.0.1227d1d10640.15C0040.?22G24145.0262525 0930.153..008600860.CC10)图(4—图(4—9) 图(4—8)XX093..004?0?02415= +XX=X+=-0.004+0.093+241525X145.022XX2215= +XX= X+222615X24= ∥X= XX12726短路点短路电流计算：而且系统为无穷,根据任务书要求,系统是在最大运行方式下进行短路计算大容量系统：S j=1) ( 基准电流I因此，对于无限大容量系统：= E j U3∑j1 =I〞= I = I ；**z*∞X?* I——短路电流周期分量标幺值；*z 0秒短路电流周期分量标幺值；I〞——* X——电源对短路点等值电抗标幺值；*∑——时间为∞短路电流周期分量标幺值。