300MW汽轮发电机组厂用电设计论文

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10%。厂用高压备用变压器已带负载6200 KW，参加自启动电动机总容量为13363KW。厂用低压母线上参加自启动电动机电机容量为500KW。 计算电动机自启动校验如下：

①高压厂用母线电压校验。高压厂用母线的合成负荷标幺值可得

K1?P1?S05?13363?6200?cos?0.8S*H???3.59

S2N25000 厂用高压变压器电抗标幺值为

x*t1?1.1?UK?%?S2N19?25000??1.1??0.131 100S1N100?40000 高压厂用母线标幺值由得

U*1?U*0U*01.1???0.748?(0.65?0.70) 1?xt1S*H1?0.131?3.59??P1Kx???1?cos??*t1?1??St1满足要求。

②厂用低压母线电压校验。 厂用低压母线的合成负荷标幺值

S*L?K2P2/??cos??5?500/0.8??3.125

St21000 厂用低压变压器电抗标幺值为

x*t2?1.1?UK?%?10?1.1??0.11 100100 低压母线电抗标幺值

U*2??满足要求。

U*10.8??0.595?55%

1?xr2S*L1?0.11?3.125厂用高压母线电压校验和常用低压母线电压校验，均满足电动机自启动要求得厂用电母线电压最低值，可见本厂用高压备用变压器可以顺利的实现自投高、低压母线串接自启动。

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(3)电动机自起动允许容量校验

电动机自启动的电压校验和容量校验其实是一回事，电压校验是把电动机容 量

S*m?当作已知值，求厂用母线电压U*1；而容量校验是把厂用母线电压U*1作为已知值，

求允许自起动电动机容量Pm?可求得允许自起动电动机容量为

Pm?=

(U*0?U*1)?cos? St (3-14)

U*1x*tKav由式（3.7）可见，厂用变压器的电源电压U*0越高，厂用变压器容量St越大和短路阻抗x*1越小，厂用电动机效率?和功率因数cos?越高、自起动电流倍数Kav越小，自起动要求的厂用母线电压U*1越低时，允许自起动容量Pm?越大；反之，允许自起动容量Pm?越小。为了保证重要厂用机械的电动机顺利自起动，通常可采用以下措施： ①限制参加自起动电动机的数量。

②阻转矩为定值的重要设备的电动机不参加自起动。

③对重要的机械设备，选用具有高起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，另行选用较大容量的常用变压器，或在限制短路电流允许的情况下适当减小厂用变压器的阻抗值。

本设计中6kV高压厂用变压器的容量为40000 kV·A，Uk%=15，cos?=0.85

?=0.95，由表3-1可见，高温高压火电厂由高压厂用变压器使厂用电动机自起动时要

求的厂用母线电压最低值为U*1取0.65，高压厂用工作变压器一般为无励磁调压变压器，电源母线电压标幺值U*0取1.05，高压厂用工作变压器电抗标幺值取额定值的1.1倍。

由于备用电源采用慢速切换，取Kav=5。

x*t=1.1Uk%/100=0.165

Pm?=

(U*0?U*1)?cos? St=(1.05-0.65)*0.95*0.85*40000/(0.65*0.165*5)

U*1x*tKav =24093.24 kW

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第4章 短路计算及电气设备选择

4.1 短路概念及原因

短路是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。 电力系统运行有三种状态：正常运行状态、非正常运行状态和故障状态。在火电厂厂用电系统的设计中，还要考虑到可能发生的故障以及不正常运行情况。对供电系统危害最大的是短路故障。短路电流计算是电气主接线的比选，电气设备、载流导体的选择、继电保护装置和进行整定计算的基础。

电力设备绝缘损坏，引起绝缘损坏的原因有：各种形式的过电压（如雷击过电压或操作过电压）引起的绝缘子、绝缘套管表面闪络；绝缘材料恶化等原因引起绝缘介质击穿，此外恶劣的自然条件、鸟兽跨接裸露导体及运行人员的误操作等也会造成短路。

4.2 短路后果

短路故障发生后，由于网络总阻抗大为减小，将在系统中产生几倍甚至几十倍于正常工作电流的短路电流。强大的短路电流将造成严重的后果，主要有以下几方面： (1)强大的短路电流通过电气设备是发热急剧增加，短路持续时间较长时，足以使设备因过热而损坏甚至烧毁；

(2)巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏；

(3)短路将引起系统电压的突然大幅度下降，系统中主要负荷异步电动机将因转矩下降而减速或停转，造成产品报废甚至设备损坏；

(4)短路将引系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，造成大面积停电。这是短路所导致的最严重后果；

(5)巨大的短路电流将在周围空气产生很强大电磁厂，尤其是不对称短路时，不平衡电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。

4.3 短路计算

4.3.1 短路计算基本假设

(1)正常工作时，三相系统对称运行；

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(2)所有电源的电动势相位角相同；

(3)电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生化；

(4)不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；

(5)元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响； (6)系统短路时是金属性短路。

4.3.2 短路计算的规定

(1)电力系统中所有电源均在额定负荷下运行； (2)短路发生在短路电流为最大值的瞬间； (3)所有电源的电动势相位角相同；

(4)所有接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式； (5)计算容量应考虑电力系统的远景发展规划； (6)应按最严重的情况进行校验； (7)应注意选择短路点。

4.3.3 短路电路计算的步骤

(1)计算各元件电抗标幺值，同一基准容量下；

(2)给系统制订等值网络图； (3)选择短路点；

(4)对网络进行化简，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值；

(5)计算短路容量，短路电流冲击值。 系统等值网络图如图4-1所示

图4-1 短路计算

变压器T=40MV.A，UK(%)?15

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