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《发电厂电气部分课程设计》说明书学院：电气与自动化工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：班级：学号：引言能源是人类赖以生存的基础，从日常生活所必需的电、水、气到人们所利用的交通、通信、娱乐等都与能源息息相关。
人类为了生存除了要吃饭获取能源之外，还要利用诸如石油、煤炭、电能等能源。
电力能源从上世纪开始，在总能源需求中的比重增加较快，从世界的平均水平来看，每20年约增加一倍。
因此随着世界人口的不断增加，能源的需求也在不断地增加，特别是人类进入21世纪高度信息化社会后更是如此。
电能是二次能源，是由煤、油、风力和核能等一次能源转化而来的，又可以方便地转化成其他能源。
它是现代社会中最重要的、最方便的、最清洁的能源，各行各业以及人们的日常生活都离不开它。
如果发生大面积的、长时间的停电，整个社会尤其是大城市中人们的生活将会受到很大的影响，甚至可能影响到社会秩序直至国家的安全。
随着国家经济实力的增强，电力行业的重要性越来越明显了。
电力行业是国民经济发展的基础和关键，电力系统的发展与时俱进。
高质量的电力资源和可靠的供电水平是衡量电力行业发展的指标。
本设计是针对大型火电厂的要求进行配置的，它主要包括了电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择，其中详细描述了短路电流的计算和电气设备的选择，对该设计进行了理论分析，在理论上证实了火电厂的实际可行性，达到了设计要求。
火电厂的电气主接线设计是整个火电厂的核心技术。
它对火电厂内电气设备选择、布置、火电厂总平面布置的设计，都起着决定性的作用。
一、原始资料发电厂情况：凝汽式大型火电厂。
汽轮发电机组600MW×2台，机端电压20kV，200MW×4台，机端电压10.5kV，功率因数cosφ＝0.85，厂用电率7%，年运行时间=0.6秒。
T＝7000h，年最大负荷利用小时数Tmax＝6000h。
故障计算时间Tk 电力系统情况：通过2回500kV架空线与10000MVA的系统1交换功率1000MW~1200MW，cosφ＝0.85，Tmax＝5500h，系统在500kV母线处的等值短路阻抗为2.0(基值为10000MVA)；通过4回220kV架空线与5000MVA的系统2交换功率400MW~600MW，cosφ＝0.85，Tmax＝5500h，系统在220kV母线处的等值短路阻抗为2.0(基值为7000MVA)；出4回110kV线路供负荷，cosφ＝0.9，Tmax＝5000h。
电力系统各种元件电抗值的计算通常我们在计算短路电流时，首先要求出短路点前各供电元件的相对电抗值，为此先要绘出供电系统图，并假设有关的短路点。
供电系统中供电元件通常包括发电机、变压器、电抗器及架空线路(包括电缆线路)等。
目前，一般用户都不直接由发电机供电，而是接自电力系统，因此也常把电力系统当作一个“元件”来看待。
常用电气设备标么值和有名值计算公式： 1、系统电抗的计算：系统电抗，百兆为1，容量增减，电抗反比。
本句话的意思是当系统短路容量为100MV A 时，系统电抗数值为1；当系统短路容量不为100MV A ，而是更大或更小时，电抗数值应反比而变。
例如当系统短路容量为200MV A 时，电抗便是0.5(100/200=0.5)； 当系统短路容量为50MV A 时，电抗便是2(100/50=2)，系统容量为“∞”，则100/∞=0，所以其电抗为0。
依据一般计算短路电流书中所介绍的，均换算到100MV A 基准容量条件下的相对电抗公式而编出的(以下均同)，即S X j *＝式中：Sj 为基准容量取100MV A 、S 为系统容量(MV A)。
2、发电机、电动机、调相机的计算： 标么值：ϕcos /100%""*e j d d P S X X ⨯= 有名值：ϕcos /100%""e j d d P U X X ⨯=X d %为次暂去电抗百分值，3、变压器电抗的计算： 标么值：e jd d S S U X ⨯=100%""*有名值：ee S U U X 2d d 100%⨯= U d %为短路电压百分值低压侧有两个分裂绕组的双绕组变压器的计算则用：()4K 1U X f 2-d12-1+=()ej 2-1f 1S S X 4K 1X ⨯⨯-=ej 2-1f 21S S X K 21X X ⨯⨯⨯== 不分裂绕组的三双绕组变压器则的计算用： ()e j 3-23-12-11S S X X X 21X ⨯-+=()e j 2-13-23-12S S X X X 21X ⨯-+= ()ej 3-23-12-11S S X X X 21X ⨯-+=4、电抗器电抗的计算： 标么值：2k "*k U 3U 100%j j e e S I X X ⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯= 有名值：e eK S U X X 2k 100%⨯= X K ％为百分电抗值，I e 单位为KA 5、架空线路及电缆线路电抗值的计算：标么值：2jj U S X X ⨯=* 有名值：dcs dac das D rDX ⋅⋅==3 789.0lg145.0 r 导线半径 D 为三相导线间的平均距（cm ）(基准定量Sj=100MV A)第五节 网络简化短路电流计算在电力工程的设计过程中占有极其重要的地位，在短路电流计算中，当绘制出正、负序及零序阻抗图后就需要进行网络化简，在采用网络化简求解复杂网络的短路电流时，网络化简就是很重要的一步，需要掌握一些基本的方法和公式。
短路电流计算方法
在电气工程中，短路电流是一个非常重要的参数，它对电路的
设计和保护具有重要意义。
短路电流的计算是电气工程中的一项基
础工作，下面将介绍一些常见的短路电流计算方法。
首先，我们需要了解短路电流的定义。
短路电流是指在电路中
出现短路故障时，电流的最大值。
它的大小取决于电路的参数，例
如电压、电阻、电抗等。
一种常见的计算短路电流的方法是采用阻抗法。
阻抗法是通过
计算电路中各个元件的阻抗，然后根据短路点的电压来计算短路电
流的方法。
这种方法适用于各种类型的电路，包括单相和三相电路。
另一种常见的计算短路电流的方法是采用对称分量法。
对称分
量法是将三相电路的参数转化为正、负、零序的对称分量，然后根
据这些对称分量来计算短路电流。
这种方法适用于三相平衡电路的
短路电流计算。
除了以上两种方法外，还有一种常用的计算短路电流的方法是
采用复数法。
复数法是将电路中的各个元件表示为复数形式，然后
通过复数运算来计算短路电流。
这种方法在计算过程中可以简化计算，适用于各种类型的电路。
在实际工程中，我们可以根据具体的电路类型和参数选择合适的短路电流计算方法。
在计算过程中，需要注意电路参数的准确性和计算的精度，以确保计算结果的准确性。
总的来说，短路电流的计算方法有多种，每种方法都有其适用的范围和特点。
在实际工程中，我们可以根据具体情况选择合适的方法来进行计算，以确保电路设计和保护的准确性和可靠性。
湖北民族学院“三相短路故障分析与计算的算法设计”电气工程专业课程设计论文题目: 三相短路故障分析与计算（手算或计算机算)组序：第三组指导老师：耿东山专业：电气工程及其自动化日期： 2015年6月摘要本设计主要研究目的是通过手算和计算机程序设计实现三相短路电流的计算。
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。
作为电力系统三大计算之一，分析与计算三相短路故障的参数更为重要。
通过分析与计算三相短路故障的各参数，可以进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
关键词：三相短路计算电力系统故障分析AbstractThe purpose of this design research is to calculate by hand and computer programming to realize three-phase short-circuit current calculation.In three-phase power system fault caused by the harmfulness is the biggest of all. As one of three power system calculation, analysis and calculates the parameters of three phase short circuit fault is more important.By analyzing and calculating the parameters of the three-phase short-circuit fault, short-circuit fault can be further improved the accuracy and speed of the analysis and calculation, for the safe operation of power system planning and design, and provide important basis equipment selection, relay protection, etc.Keywords: three phase short-circuit calculation power system Failure Analysis目录1、设计背景 (4)1.1电力系统三大计算 (4)1.1.1 潮流计算 (5)1.1.2 短路故障计算 (5)1.1.3稳定性计算 (5)1.2 电力系统短路故障概述 (5)1.2.1 短路原因及危害 (6)2、分析方法 (7)2.1 手算 (7)2.1.1 解析法 (7)2.1.2 Y矩阵法 (7)2.2 用Matlab搭建并仿真 (8)2.3 利用程序语言计算 (8)3、短路电流计算 (8)3.1 参数数据 (8)3.2电抗标幺值定义 (10)3.3短路次暂态电流（功率）标幺值计算 (12)3.4 各元件电抗标幺值 (13)3.4.1 电力系统等值电路 (13)3.4.2各元件电抗标幺值的计算 (14)3.4.3 等值简化电路图 (16)3.5三相短路电流及短路功率 (16)4、程序设计 (17)4.1 计算机算法设计流程图 (17)4.2 计算机算法设计程序清单 (18)4.3 程序结果分析 (22)5、心得 (19)参考文献 (20)1 设计背景1.1电力系统三大计算1.1.1 潮流计算研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。
发电厂电气部分课程设计指导书汪兴强张毅王磊毕锐编合肥工业大学电气与自动化工程学院2011年5月发电厂电气部分课程设计指导书总体要求：根据设计指导教师的要求，参加设计指导课，独立完成各项设计任务，设计成果包括设计说明书和图纸，完成后上交给指导教师。
通过课程设计，掌握电力系统中主接线设计、变压器选择、短路电流计算、主要电气设备的选择和校验、发电厂厂用电系统的设计等知识的基本原理和实现方法。
主要参考书：《发电厂电气部分》第四版，熊信银主编，中国电力出版社，2009年《电气工程基础》，刘涤尘主编，武汉理工大学出版社，2002年《工厂供电》第5版，刘介才主编，机械工业出版社，2010年《电力系统分析》，何仰赞、温增银主编，中国电力出版社，2010年《电力工程电气设计手册》，水利电力部西北电力设计院，1996年220kV变电所电气一次部分设计一、原始资料1、由于工农业生产发展，需要将某大型水电站的电能送往某市区而拟建一变电所。
2、水电站以220kV电压把电能送往该变电所，该变电所的容量按规定240MV A考虑，cosφ=0.8，电能主要送往110kV电网。
3、该变电所有三个电压等级。
220kV进出线4回（两回出线两回入线），每回线路最大输送容量为250MVA。
110kV出线8回，每回线路最大输送容量为120MVA。
10kV出线20回。
4、变电所位于10kV的负荷中心，10kV供电对象为石油及轻纺工业，各回路负荷大小不等，但最大一回负荷不超过5000kW。
5、主变压器各侧最大负荷利用小时数：220kV侧和110kV侧取5000小时；10kV侧取4500小时。
6、系统电抗（以100MV A为基准）：220kV系统为0.064，110kV系统为0.51，水电站为0.132二、设计任务1、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位，拟定本变电所的电气主接线方案。
经过技术经济比较，确定推荐方案。
2、进行短路电流计算。
发电厂电气部分课程设计TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-目录摘要……………………………………………......................第1章设计任务…………………………….....................第2章电气主接线图………………………........................电气主接线的叙述……………………………..电气主接线方案的拟定.....................................电气主接线的评定..................................................第3章短路电流计算……………………….....................概述............................................................. .....系统电气设备电抗标要值的计算.................短路电流计算..................................................第4章电气设备选择……………………….....................电气设备选择的一般规则……………………….电气选择的技术条件…………………………….按正常情况选择电器……………………….......按短路情况校验……………………………........电气设备的选择………………………………….断路器的选择……………………………….隔离开关的选择…………………………….第5章设计体会及以后改进意见…………........................参考文献……………………………………….......................摘要由发电、变电、输电、和用电等环节组成的电能生产与消费系统，他的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化为电能，再经过输、变电系统及配电系统将电能供应到个负荷中心。
专业资料《发电厂电气部分》课程设计目录第1章概述 5 1.1 设计的依据． 5 1.2 电力系统概述 5 1.3 110kV变电所各级电压负荷情况分析． 6 1.4 110kV变电所的自然条件 6 第2章电气主接线7 2.1 电气主接线设计的基本要求7 2.2 主变压器台数、容量、型式的选择7 2.3 电气主接线设计方案的技术经济比较与确定9 2.4 110kV变电所主接线图15 第3章所用电接线设计16 3.1 所用电设计的要求及原则．16 3.2 所用变的确定及所用变接线的选择16 第4章短路电流计算19 4.1 短路电流计算的条件19 4.2 短路电流计算方法和步骤19 4.3 三相短路电流计算20第5章电气设备选择 25 5.1 电气设备选择的一般条件25 5.2 10kV配电装置电气设备选择25．5.3 110kV配电装置电气设备的选型33参考文献41第1章概述1．1设计的依据1.1.1依据根据设计任务书下达的任务和原始数据设计。
1.1.2设计内容为了满足该县负荷发展及电网电力交换的需要，优化该县的电网结构，拟在县城后山设计建设一座110/10的降压变电所，简称110kV变电所。
1.2电力系统概述1.2.1本变电所与电力系统联系1、接线图#1 #2 #3 #4 #5 #6 10kV110kV变电所电力系统X x=0.0451,S j=100MVA110kV110kV变2、说明110kV变电所通过两回110kV线路接至该变电所，再与电力系统相连。
由于原始数据未提供电力系统X X、S j及110kV变电所接线路长度L。
这里将X X取为0.0451, S j取为100MVA;按供电半径不大于5kM要求,110kV线路长度定为4.8kM。
1.2.2 110kV变电所在电力系统中的地位和作用1、根据110kV变电所与系统联系的情况，该变电站属于终端变电所。
2、110kV变电所主要供电给本地区用户，用电负荷属于Ⅱ类负荷。
短路电流计算1. 什么是短路电流？短路电流指的是在电路发生故障时，电流通过短路路径流动的情况。
在正常情况下，电流会按照设计的电路路径流动，但当电路发生故障，并形成了一个低电阻的短路路径时，电流将会非常大，从而引发电路损坏、设备严重损坏甚至火灾等危险。
2. 短路电流的原因短路电流通常由以下几个因素引起：•电源电压突然上升或突然下降；•导体之间发生接触故障或短路；•设备过载；•电气系统设计不合理。
3. 短路电流计算的意义短路电流计算是电气系统设计中的重要环节，它的目的是确定电路中的短路电流大小，以保证电气系统的安全和稳定运行。
通过准确计算短路电流，可以：•确定适当的电气设备额定参数，如断路器的额定电流；•为设备选择提供指导；•预测可能出现的故障情况，以采取相应的措施；•评估电气系统整体的稳定性。
4. 短路电流计算方法短路电流计算有多种方法，常用的方法包括：4.1 对称分量法对称分量法是最常用的短路电流计算方法之一，其基本原理是将不对称的三相短路电流分解为对称分量，然后再进行计算。
该方法适用于对称电力系统。
计算步骤包括：1.分解非对称电流为正序、负序和零序分量；2.计算正序分量的短路电流；3.计算负序分量的短路电流；4.计算零序分量的短路电流；5.按照特定的计算规则，将三个分量合并得到总的短路电流。
4.2 等值阻抗法等值阻抗法是将整个电气系统抽象为一个等效的阻抗网，然后通过计算等效的阻抗值来估算短路电流。
该方法适用于复杂的非对称电力系统。
计算步骤包括：1.将电气系统进行模拟，将各个电气元件抽象为等值阻抗；2.求解等效阻抗网的等效阻抗；3.通过输入电压和等效阻抗计算短路电流。
4.3 录入数据法录入数据法是通过收集电气设备的相关数据，并进行计算以确定短路电流。
通常，该方法适用于已有电气设备数据的情况下。
计算步骤包括：1.收集相关电气设备的数据，包括额定电流、过流保护系数、过流保护时间等；2.利用所收集的数据进行计算，得出短路电流。
发电⼚电⽓部分课设发电⼚电⽓部分⽬录⼀、前⾔ (3)⼆、原始资料分析 (6)三、主接线⽅案确定 (7)四、所⽤电接线设计 (9)五、主变压器的确定 (10)六、短路电流计算 (11)七、电⽓设备选择 (13)⼋、设计总结 (18)参考⽂献 (19)附录A (20)附录B (20)附录C (25)⼀、前⾔（⼀）设计⽬的发电⼚电⽓部分课程设计是在学习电⼒系统基础课程后的⼀次综合性训练，通过课程设计的实践达到：（1）巩固“发电⼚电⽓部分”、“电⼒系统分析”等课程的理论知识。
（2）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。
（3）掌握发电⼚（或变电所）电⽓部分设计的基本⽅法和内容。
（4）学习⼯程设计说明书的撰写。
（5）培养学⽣独⽴分析问题、解决问题的⼯作能⼒和实际⼯程设计的基本技能。
（⼆）设计任务110kV变电站初步设计该变电站有3台主变压器，初期上2台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，各个电压等级均采⽤单母分段的主接线⽅式供电，（1）110kV主接线设计：110KV清河变主要担负着为清河开发区供电的重任，主供电源由北郊变110KV母线供给，⼀回由北郊变直接供给，另⼀回由北郊变经⼤明湖供给形成环形⽹络，因此有两个⽅案可供选择：单母线接线；单母线分段接线。
（2）35Kv主接线设计：主要考虑为清河⼯业园区及周边⾼陵西部地区供电。
（3）10kV主接线设计：主要考虑为变电站周围地区供电。
为保障电压⽔平能够满⾜⽤户要求，本所选⽤有载调压变压器，选变压器两台。
1、主要电⽓设备选择（1）110kV配电装置选⽤户外110kV六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。
开断电流31.5kA。
（2）35kV选⽤kYN-35型⼿车式⾦属铠装⾼压开关柜，内配真空断路器。
开断电流25kA。
（3）10kV选⽤CP800型中置式⾦属铠装⾼压开关柜，内配真空断路器。
出线开断电流31.5kA，进线开断电流40kA。
（4）10kV母线避雷器选⽤HY5WZ-17/45型氧化锌避雷器。
