发电厂电气部分课程设计报告

题目四川大学网络教育学院专业课课程设计
哈尔滨热电厂电气主接线系统
办学学院四川大学电气信息学院
学习中心黑龙江松花江林区奥鹏
专业层次专升本
年级0709
学生姓名张辉
学号DH1072r7001
2011年2月18日
一、设计依据和原始资料分析
1.哈尔滨热电厂环境概况
1.1地理位置
哈尔滨热电有限责任公司位于哈尔滨市动力区安通街125号。

哈尔滨是中国黑龙江省省会，是我国东北北部政治、经济、文化中心，也是我国省辖市中面积最大、人口居第二位的特大城市,哈尔滨地处东
北亚中心位置，被誉为欧亚大陆桥的明珠，是第一条欧亚大陆桥和空中走廊的重要枢纽。

1.2交通条件
铁路：铁路主要有哈大、滨绥、滨州、滨北、拉滨五条铁路连通国内。

公路：102国道（京哈高速公路）、202国道（黑河－大连）、221国
道（哈尔滨－同江）、301国道（满洲里－绥芬河）四条国道呈辐射状通向全
国各地。

省内有哈尔滨－大庆、齐齐哈尔；哈尔滨－牡丹江、绥芬河；哈尔滨－佳木斯、鹤岗三条高速公路。

水路：哈尔滨水运航线遍及松花江、黑龙江、乌苏里江和嫩江，并与俄
罗斯远东部分港口相通，经过水路江海联运线，东出鞑靼海峡，船舶可直达日本、朝鲜、韩国和东南亚地区。

1.3企业现状
哈尔滨热电有限责任公司，是我国第一座自己设计、制造并安装的高温、
高压热电厂，股东分别是黑龙江省电力有限公司、哈尔滨能源投资公司、黑龙江省电力开发公司和黑龙江电力股分有限公司。

1.4气象条件
哈尔滨位于最北端，是我国纬度最高、气温最低的大都市。

四季分明，冬季漫长寒冷，而夏季则显得短暂凉爽。

哈尔滨的集中降水期为每年7至8月，集中降雪期为每年11月至次年1
月。

年平均温度3.6℃。

最冷的1月份，平均气温为零下13.2℃至零下24.8℃，最热的7月份，平均气温为18.1℃至22.8℃。

2．原始资料
2.1毕业设计原始资料：
1．电厂为3台100MW汽轮发电机组，一次设计完成。

2．有220KV和110KV两级电压与系统连接，220KV出线有4回，每回出
线最大输送容量为50MVA，220kv电压等级最大负荷250MW，最小负荷200MW，
110KV出线有3回，每回出线输送容量为35MVA。

本厂无6～10KV及35KV出线。

2.2毕业设计的任务
1．完成电气一次主接线形式比较、选择；
2．完成主变压器容量计算、台数和型号的选择；
3．进行必要的短路计算以完成电气设备的选择；
2.3毕业设计主要技术指标、要求及内容
1．系统阻抗在最大运行方式下（S J 100MVA），与110KV系统的联系阻
抗为0.025，与220KV系统的联系阻抗为0.065，两系统均视为无穷大容量系统。

2．发电机参数：型号QFN-100-2P 100MW U 10.5KV cos 0.85。

e e
二、电气主接线的设计
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。

2.1电气主接线的叙述
1.单元接线
其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，此种接线方法设备更多。

本设计中机组容量为300MW，所以发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器。

这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过
大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。

2.单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线
优点：在正常工作时，旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关，
都是断开的，旁路母线不带电，通常两侧的开关处于合闸状态，检修时两两互为热备用；检修QF时，可不停电；可靠性高，运行操作方便。

缺点：增加了一台旁路断路器的投资。

3.单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线
优点：可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便；
4.双母线接线
优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。

缺点：由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。

5.双母线带旁路母线的接线
优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，
不影响双母线的正常运行。

缺点：多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作[1][2] [3]。

2.2拟定两种方案
第一种方案是：10.5KV侧采用单元接线，110KV侧采用单母线分段带专用旁路器，220KV侧采用双母线设计。

其主接线如图2-1所示。

WL1WL2WL 3WL4WL5 WL6WL7
220 KV
110
KV G1 G2 G3
图2-1 第一种方案主接线图
第二种方案是：10.5KV侧采用单元接线，110KV侧采用单母分段线分段
断路器兼作旁路断路器，220KV侧采用双母线带旁路。

其主接线如图2-2所示。

WL1WL2WL3WL4WL5WL6WL7 WP
220 KV
110
KV G1 G2 G3
图2-2第二种方案主接线图
现对这两个方案进行综合比较：（如表2-1）
表2-1 方案比较
方
案方案一方案二
项
目
可1）220KV接线简1）220KV可靠性较高；两台主变压器工作，保证了
靠性单，设备本身故障率
少；
2）220KV故障时，在变压器检修或故障时，不致使各级电压解列，提高了可靠性。

停电时间较长。

1）220KV运行方式1）各电压级接线方式灵活性都好；
灵相对简单，灵活性差；活性2）各种电压级接
线都便于扩建和发展。

3）110KV操作过程复杂2）220KV电压级接线易于扩建和实现自动化。

3）110KV操作过程相对简单
经1）220KV设备相对1）220KV设备相对多，投资较大；
济性少，投资小；
2）110KV增加了一
台旁路断路器的投资
2）110KV设备少，投资小
通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第二方案为设计最终方案。

三、短路电流计算
3.1短路电流计算的目的
在发电厂和变电所电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。

其计算的目的的主要有以下几个方面：
1.在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否
需要采用限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流计算。

2.在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能安全、
可靠的工作。

同时又力求节约资金，这就需要按短路情况进行全面校验。

3.在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线相间和相对地
安全距离。

4.在选择继电保护方式和进行整定计算，需以各种短路时的短路电流为依据。

5.接地装置的设计，也需用短路电流。

3.2短路电流计算条件
1．基本假定：
（1）正常工作时，三相系统对称运行
（2）所有电流的电动势相位角相同
（3）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行
（4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间
（5）不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计
（6）不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流
（7）元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围
（8）输电线路的电容略去不计
2．一般规定
（1）验算导体电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景的发展计划。

（2）选择导体和电器用的短路电流，在电器连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。

（3）选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点
（4）导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相
短路计算。

[3][4]
系统的电路图等效电路如图3-1：
A
X5
0.065
K2
220
X8 0.095
X11
0.095
KV
X9
0.058K3
X4
0.025
X6X7X10B
0.087 -0.004
K1
X2 X1
0.2150.215
-0.004
k4
X3
0.215
K5
X12
0.058
110
KV
G1G2G3
图3-1 等值电路图
设S=100MV·A，U B=U av
发电机：。

计算各个元件标幺值。

S 100
X1=X2=X3=X”d————=0.183————0.215
P/cos
110KV和220KV：双绕组T：X 0.025
4
X 0.065
5
X
6U
S
S100
%—13%——0.087N
150
U
S2
由于三侧容量相等，所以主变各绕组阻抗计算如下：11
%（U%U%U%）=（22.9+13.6-8.0）=14.25% U
22
11
%（U%U%U%）=（22.9+8.0-13.6）=8.65% 22
B
B
100/0.85
N
B
S
S1S（12）S（3-1）S（23）
S（12）S（2-3）S（3-1）
U 1 1
%
（U % U
% U
%）= （8.0+13.6-22.9）=-0.65% 2
2
变压器各绕
组阻抗标幺值：
S 100
X 7
X 10
U S 3% — =-0.65% —— 0.004
N
X
X
8
U
S 100 % —— 14.25% —— 0.095 S 150
S 100
X 9
X 12
U S 2% —— =8.65% —— 0.058
N
当 K 点短路时，简化电路图为：
各元件标幺值如下：
X X
2 //
0.215 0.215
X —————— 0.108 0.215+0.215
0.095 0.095
X X // X —————— 0.048 0.095 0.095
A
A
X5 0.065
X5 0.065
220 KV
220 KV
x14 0.048
x15 0.029
X4 0.025
x14 0.048
x17 0.054
X6 0.087
x16 -0.002 B
X6 0.087
x18 0.106 B
K1
K1
X1 0.215
x13 0.108
X1 0.215
C
G1 C
G1
图 3-2 简化后的等值电路图
图 3-3 简化后的等值电路图
S 3 S （2-3）
S （3-1）
S （1
2）
B
S 150 11
B
S 1 N B
S 150
1
13 3
14 8 11
0.058 0.058
X X // X —————— 0.029 0.058 0.058
X X
7 //
0.004 （-0.004） X ————————
0.002
0.004-0.004
X X X
0.029 0.025 0.054
4
X X X 0.108
0.002 0.106
对图 3-3 中的 X 14 , X 17 , X 18 支路进行 Y —△变换,得如图 3-4 所示:
X X
18
X X 0.106 0.048
X ———— 0.106 0.048 —————— 0.248
17
0.054
X 20
X
17
X X 0.054 0.048
X ———— 0.054 0.048 —————— 0.126
18
0.106
对图 3-4 中的 X 6，X 5，X 19，X 20
转、移电抗为（图 3-5）:
支路进行星网变换,求得各个电源点对 K 的
图 3-4 星网变换图
图 3-5 各电源单独计算的等值电路图
1 1 1 1
X X X （———— —— ——） X X X X 15 9 12
16 10
17 15 18 13 16 19 18 14 14
X 17 14 14
X 1 Af 6 5
6 5 19 20
1 1 1 1
=0.087 0.065 （——— ——— ——— ———
0.087 + 0.065 + 0.248 + 0.126 )
=0.220
1 1 1 1
X X X （———— —— ——） X X X X
1 1 1 1
=0.087 0.126 （——— + ——— ——— ——— 0.087 0.065 + 0.248 + 0.126 =0.426
1 1 1 1
X X X （———— ————） X X X X
）
1 1 1
——— ——— ———
0.087 0.065 + 0.248 + 0.126 )
=0.838
把 220KV 和 110KV 侧按照无穷大功率电源处理,则电流标幺值为：
1 1
1 1
I —— —— 4.545 I —— ——— 2.347 X 0.22 X 0.426
发电机的计算电抗 ：
100
2 ——
S 0.85 X X —— 0.838 ———— 1.972 B
100
100
——
S 0.85 X X —— 0.125 ———— 0.253 B
100
汽轮发电机按照计算电抗查计算曲线,电流标幺值为：
0s 时：
I 0.519
I 4.308
所以：有名值:
I I
S S S S ———— I
————
I ————I ————
3Uav 3Uav 3Uav 3Uav
100 100 2—— ——
100 100 0.85 0.85
4.545 ———— 2.347 ————0.519 ———— 4.308 ————
3 10.5 3 10.5 3 10.5 3 10.5
Bf
6 20
6 5 19 20
Cf
6 19
6 5 19 20
1
=0.087 0.248 （——— + Af *
Bf *
Af
Bf
N
jcf
cf
S N
jx 1
1 S Cf *
x 1*
f 1
Af * B
B
B
B
Bf * Cf * x 1 *
72.482 KA
冲击电流： i 1.9 2 72.482 184.829 KA
短路容量：
S 3 10.5 72.482 1318.158
MVA
1.65s 时：
I 0.535
I 2.515
有名值为：
I 60.88
KA
0.825s 时：
I 0.521
I 2.638
有名值为：
I 61.5
KA
（2）当 K
点短路时，由计算 K 中的图 3-6、图 3-7 和图 3-8 可以简化为， 如图 3-9 所示：
X5
0.065
K2
220
X11 X8 0.095
0.095
X10 X6 X7 0.087 -0.004
-0.004
X2 X1 X3 0.215
0.215
0.215
KV
X9
0.058
X12 0.058
110 KV
X4 0.025
G1 G2 G3
图 3-6 等值电路图
sh k Cf *
x 1*
f 1
Cf *
x 1*
f 1
2 1
A A
X5 0.065
X5 0.065
K2
220
KV K2
220
KV
x14 0.048
x15
0.029
X4
0.025
x14
0.048
x17
0.054
X6 0.087
x16
-0.002
B
X6
0.087
x18
0.106
B
X1 0.215
x13
0.108
X1
0.215
C G1C G1
图3-7 简化后的等值电路图路图
A
X5
0.065
k2
图3-8 简化后的等值电
220
KV
X21 0.302
x19
0.248
x20
0.126
B
C
G1
图3-9 简化后的等值电路图
X X X=0.087+0.215=0.302
6
把220KV和110KV侧按照无穷大功率电源处理,则短路电流标幺值为：
A f*
B f*
11————15.38
X0.065
11—————7.937 X0.126
发电机的计算电抗：
100
2——
S0.85
X X ——0.248————0.584
B100
211
I
5
I
20
N
jcf19S
100
——
S 0.85 X X —— 0.302 ———— 0.355 B
100
汽轮发电机按照计算电抗查计算曲线, 电流标幺值为：
0s 时：
I 1.773
I 3.156
所以：有名值:
S S S S I I ———— I ———— I ———— I ———— 3Uav 3Uav 3Uav 3Uav
100 100 2
—— ——
100 100 0.85 0.85
15.38 ————7.937 ———— 1.773 ———— 3.156 ————
3 230 3 230 3 230 3 230
7.832 KA
冲击电流： i 1.8 2 7.832 19.972 KA
短路容量：
S 3 230 7.832 3119.956
MVA
1.54s 时：
I 1.619
I 2.129
有名值为：
I 7.436
KA
0.77s 时：
I 1.511
I 2.175
有名值为：
I 7.386
KA
（3）当 K 3 点短路时，由图 3-10 化简可得图 3-11：
N
jG 1
21 S Cf *
G 1*
B B B
B f 2 Af *
Bf * Cf * x 1 * sh k Cf *
G 1*
f 2
Cf *
G 1*
f 2
A
X5
0.065
220
KV
x14 0.048
x15
0.029
K3
X4
0.025
B
X6 0.087
X1 0.215
x16
-0.002
x13
0.108
G1C
图3-10等值电路图
A A
X5 0.065
X5 0.065
X21 0.302
x14
0.048
x15
0.029
220
KV
X4
0.025
X21
0.302
X23
0.329
X24
0.090
K3
X4
0.025
220
KV G1
x22
0.106
K3
B
G1
C1
X C2
0.199
B C
图3-11Y—△变换图
电路图
X X X 0.1080.0020.106
C2
图3-12简化后的等值
先对图3-11中的X14，X15，X22
如图3-12所示：
支路进行Y—△变换，然后把C电源分裂，
X
23X
22
X X0.1060.048 X ————0.1060.048——————0.329
150.029
221613
2214
14X
X
24X
15
X X0.0290.048 X ————0.0290.048——————0.009
220.106
X c X
15
X X0.0290.106
X ————0.0290.106——————0.199 140.048
再对X5，X21，X23，X24支路进行星网变换，如图3-13所示：
1111
X X X （————————）
X X X X
1111
=0.090.065（———+—————————
0.0650.302+0.329+ 0.09）
=0.192
图3-13各电源单独计算的等值电路图
c1f
1111
X X （————————）
X X X X
1111
=0.090.329（————————————
0.065+0.302+0.329+ 0.09
=0.973
）
X G1f
1111
X X （————————）
X X X X
1514
14X
2
1522 22X
Af245
5212324
X
2423
5212324
2421
5212324
1 1 1 1
=0.09 0.302 （——— ——— ——— ——— 0.065 + 0.302 + 0.329 + 0.09 =0.893
）
把 220KV 和 110KV 侧按照无穷大功率电源处理,则短路标幺值为：
1 1
I —— —— 5.208 X 0.192
发电机的计算电抗：
Bf *
1 1
—— ——— 40 X 0.025
100
——
S 0.85 X X —— 0.199 ———— 0.234 B
100 100 ——
S 0.85 X X —— 0.893 ———— 1.05 S 100
轮发电机按照计算电抗查计算曲线,电流标幺值为：
0s 时：
I
C 1 f *
0.898
I
C 2 f *
4.629
I 0.985
I I S S S S —
———I
————
(I I
————I
————
3Uav 3Uav
3Uav 3Uav
100 100 —— ——
100 100 0.85 0.85
5.028————40————(0.898 4.926)————0.985————
3 115 3 115
冲击电流： i 1.8 2 26.628 67.901
3 115 3 115
26.628 KA
短路容量：
S 3 115 26.628 5303.765MVA
1.55s 时： I C 1* 0.947
I C 2* 2.577 I G 1* 1.035
有名值为：
I 25.296
KA
0.775s 时： I C 1* 0.857
I C 2* 2.758 I G 1* 0.928
有名值为：
I 25.287
KA
（4）当K 5 点短路时，由图 3-14 和图 3-15，再把 X 9，X 12，X 4
进行 Y —△变
Af *
Af
I
4 N
jc 2 f C 2 f
S N
jG 1
G 1 f B
G 1*
f 3
Af * B
B
B
B Bf *
C 1 f *
C 2 f *) G 1 f * sh k f 3
f 3
换,得如图3-16所示:
X5
0.065
220
X11
X80.095
0.095
X10 X6 X7
0.087 -0.004-0.004
X2
X1X3
0.215 0.2150.215
KV
K5
X9
0.058
X12
0.058
110
KV
X4
0.025
G1 G2 G3
图3-14等值电路图
A
X5
0.065
220
KV
X21 0.302
x19
0.248
k5
x20
0.126
B
C
G1
图3-15简化后的等值电路图
X X 25
26
X
X
9
9
X X0.0580.058
X ————0.0580.058——————0.251
40.025
X X0.0580.025
X ————0.0580.025——————0.108
120.058
912
12X
94
4X
X
27
X
12
X X 0.058 0.025
X ———— 0.058 0.025 —————— 0.108
12
0.058
X5 0.065
220 KV
X8 0.095
X21 X7 0.302
-0.004
X25 0.251
X26 0.108
X11 0.095
X10 -0.004
K5
X27 0.108
G1
X2 0.215
X3 0.215
B
G2
G3
图 3-16 Y —△变换图
而 B 点假设成无穷大功率电源，则可以把它分裂成如图 3-17 所示：
X5 0.065
220 KV
X8 0.095
X21 X7 0.302
-0.004
X25 0.251
X26 0.108
X11 0.095
X10 -0.004
K5
X27 0.108
G1
X2 0.215
B2 B1
X3 0.215
G2 G3
图 3-17 分裂电源图
然后再把 X 8，X 25，X 11
支路进行△
Y － 变换，如图 3-18 所示：
X X 0.095 0.095
X —————— ———————— 0.020 X X X 0.095 0.095 0.251
12 4 4
X 8 11 28
8 11 25
X X 29
30
X X0.0950.251
——————————————0.054
X X X0.0950.0950.251
X X0.0950.095
——————————————0.020
X X X0.0950.0950.251
X5
0.065
220
KV
X28
0.020
X21
X29
0.054
X30
0.020
0.302X3
0.215
X7
-0.004
X26
0.108G3
G1X27
K50.108
X2
0.215
B2B1
G2
图3-18△—Y变换图
把图3-18整理，然后把其中的X29，X26，X7
5-19：
支路进行 Y－△变换，得图
X X
29
X X0.054（-0.004）
X ————0.0540.004————————0.048 260.108
X
X X0.0540.108
X X ————0.0540.108—————— 1.296
7（-0.004）
X
3326
X X0.108（-0.004）
X ————0.1080.004————————0.096
290.054
825
81125
1125
81125
31
297
7X
2926
322926X
X267
7X
G1
A
B4
B1
G3
X 21
X 5
x 32
X27
X3 0.302
0.065 -1.296
0.108
0.215
x
28
x
30
0.02
0.02
x 31
0.048
x
33
K5
0.096
x 2
0.215
G2
图 3-19 分裂电源图
图 3-19 中的 B 4，B 3
是无限大功率电源 B 分裂出来的。

用单位电流法求其转移阻抗。

令 G 1，A ，B 4，B 1，G 3
的电动势为 0，假设在 K 4 点加电源 E f 使 X 21 所在支路通
过单位电流 I 1，如图 3-20：
由于假设为电抗，不考虑相位的问题，则电压与电流的有效值为：
U X I 0.302
U b 0.302
I —— ——— 4.646
0.065 5
I I I
5.646
U
I
X
U
5.646 0.02 0.302 0.415
U
0.415 I 0.320 X 1.296 U 0.415
I
4.511
X X / / X 0.02 0.108 / /0.215 U
U
I X 0.325
2
1
b
21
1 2
X 6 1 2 a
6
28
b
a
3
32 a 7
30 27 3
C
a 7 30
U
I 2.796
X
U c0.325
I ————— 1.512
X0.215
I I I I 5.646 4.5110.329.837E U I X 0.4159.8370.0480.887
X21 0.302
X5
0.065
x32
-1.296
X27
0.108
X3
0.215
I1I2I3I4I5
b c
x28
0.02
x30
0.02
I6I7
a
x31
0.048
+
-
I f
Ef
图3-20求转移阻抗及电流分布系数图所以各电源对短路点的转移阻抗为：
G1f
E f0.887—————0.887 I 1
E0.887
X —————0.191
I 4.646
X X B4f
B1f
E f 0.887
————— 2.772
I 0.32
E f 0.887
—————0.317
I 2.796
c
4
27
5
3
f673 f a f31
X
1
f
Af
2
3
4
X
G 3 f
E f 0.887
—— ——— 0.587 I 1.512
其中把电源 A ，B 1，B 3，B 4
看成无限大功率电源，其电流标幺值为：
Af *
1 1
—— —— 5.236 X 0.191
B 1 f *
B 3 f *
B 4 f *
1 1
—— —— 3.155 X 0.317
1 1
—— —— 10.417 X 0.096
1 1 —— —— 0.361
X 2.772
发 电 机 的 计 算 电 抗
100 ——
：
jG 1 f
S 0.85 X —— 0.887 ———— 1.044 B 100
100 ——
jG 2 f
S 0.85
X —— 0.215 ———— 0.253
B
100 100 ——
jG 3 f
X S 0.85 —— 0.587 ———— 0.691
B
100
汽轮发电机按照计算电抗查计算曲线,查得电流标幺值为：
0s 时： I
G 1 f *
0.991
I
G 2 f *
4.308
I
G 3 f *
1.501
有名值：
S I I ————( I I I
3U
S ———— ( I I I 3U
S ——— 3U
100 ——
100 100 0.85
5.236 —————(3.155 10.417 0.361)————(0.991 4.308 1.501)————
3 10.5 145.425 KA
3 10.5 3 10.5
5 I
Af I
B 1 f
I
33 I
B 4 f
X
N
G 1 f
S X
N G 2 f S X
G 3 f N
S B
f 5 Af *
B 1 f * B 3 f * B 4 f *)
av B
G 1 f * G 2 f * G 3 f *)
av N av
冲击电流： i 1.9 2 145.425 370.833K A
短路容量：
S 3 10.5 145.425 2644.777M VA
1.65s 时： I
G 1 f * 0.961
I
G 2 f * 2.467
I
G 3 f *
1.375
有名值为：
I 132.507
KA
0.8255s 时： G 1 f *
0.857
I
G 2 f *
2.644
G 3 f *
1.307
有名值为：
I 132.54
KA
(5) K 点的短路计算与 K
5
点相同。

短路计算结果列表于下：
表 3-1 短路计算结果
短 路 电 流
短 路 电
短
基
短路电流（0
冲 击
短 路 （ k 时刻）
I f
流（ k 时刻）
2
路点 准电压
时刻）
I
f
电流 i
sh
容量 S k
I f
(K
(KA)
(KA)
V)
(KA)
(KA)
(MVA)
K
10
184.8
1318.
60.88 61.5
1
.5
72.482
29
158
K
23
19.97
3119.
7.436 7.386
2
7.832
2
956
K
11
67.90
5303.
25.296 25.287
3
5
26.628
1
765
K
10
370.8
2644.
132.507 132.54
4 .5
145.425 33
777
sh k
f 4
I
I
f 4
4
t
t
K10370.82644.132.507132.54 5 .5145.42533777
四、主变压器的选择
4.1主变压器台数的确定
确定主变压器台数的因素很多，主要取决于该电厂在系统中的重要性并结合电厂本身的装机台数。

为减少主变压器台数，可考虑采用扩大单元接线。

一般装机一至三台的小型非骨干电厂以确定一台主变压器为宜，装机四
台及以上的小型电厂可考虑确定两台主变压器以满足运行的可靠性和灵活
性。

无调节水库的径流电站，偏僻山区的运输困难的电站可采用两台小容量的变压器并列运行。

4.2主变压器的容量确定
1.发电机—变压器单元接线中的主变容量应按发电机额定容量扣除本机
组厂用电后，留有10%的裕度来确定。

主变容量一般按变电所建成后5～10
年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展。

2.高、中压电网的联络变压器应按两级电网正常与检修状态下可能出现
的最大功率交换确定容量，其容量一般不应低于接在两种电压母线上最大一台
机组的容量。

3.小型电厂机端电压母线上的升压变压器的容量选择条件为：
（1）接于该母线上的发电机处于全开满载状态而母线负荷（包括厂用电）又最小时能将全部剩余功率送出。

（2）发电机开机容量最小、母线负荷最大时，经主变压器倒送的功率。

（3）两台变压器并列运行互为备用时，其原则与前述联络变压器同。

由
于变压器的检修周期长，而且它可与该母线上的发电机检修相配合，因此不需因检修增加容量。

4.3变压器型式的选择
1.单相变压器的使用条件
一般用三相变压器，单相变压器应用于500KV及以上的发电厂、变电站中。

2.三绕组普通变压器和三绕组自耦变压器的使用条件
使用三绕组变压器比使用两台双绕组变压器经济。

使用自耦变压器不经
济，且自耦变压器只能用于高、中压中性点都有效接地的电网，故其只能用
于220KV及以上的发电厂和变电站。

且自耦变阻抗较小可能使短路电流增加，故应经计算确定。

3.有载调压变压器的使用条件
在电压变化范围大且变化频繁的情况下需使用有载调压变压器。

有载调压变压器的价格较贵，质量不行大大降低其可靠性，所以应慎用。

一般中小电厂设立发电机电压母线的，连接该母线与高、中压电网的变
压器可能出现功率倒送，为保证母线负荷供电电压质量要求，通常要带负荷
调节电压；地方变电站、工矿企业的自用变电站往往日负荷变化幅度很大，
要满足电能质量也需带负载调压；330KV及以上的变电站在昼夜负荷变化时
高压侧端电压变化很大，为维持中低压电压水平需装设有载调压变压器[1][3]。

根据本设计具体情况，应该选择两组变压器，一组为三绕组 2 台，另一 组为双绕组 2 台。

本设计中的主变选择如下：
容量确定公式：
P 100
S 110% ——(15%) 110% ——(15%) 123MVA
cos 0.85
查《发电厂电气部分课程设计资料》，选定变压器的容量为 150MVA 。

由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择两台三绕组变压器和一
台双绕组变压器，查《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》选定主变型 号为：
①双绕组为 SFP7-150000/220 型。

主要技术参数如表 4-1：
表 4-1 技术参数
额 定
容量
1500
00
连 接 组
标号
N 11
额定电压
高压： 242 ± 2 × 2.5%
空 载
损耗
140(
KW)
阻 抗
电压
13.0
%
空 载
电流
0.8%
（ KV
低压：10.5（KV ）
A ）
②三绕组为 SFPS-150000/220 型。

主要技术参数如表 4-2：
表 4-2 技术参数
额 定
连 接 组
额定电压
空 载
阻 抗 电 压
N
N
Y , d
容量标号损耗（%）
高压：242±2×168(高中：22.9 1500
Y y d
N,n0,11
00 2.5%KW)中低：13.6
（KV中压：121高低：8.0 A）低压：10.5（KV）
五、结论
通过对“哈尔滨热电厂电气部分”的设计，我主要做了以下几个方面：
1发电厂电气主接线的设计（完成主接线；主变及厂变的选择：包括容量计算、台数和型号的选择；绘出主接线图）；
2短路电流计算；
3主要电气设备选择；
其中，发电厂的电气主接线应满足供电可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和扩建的可能性等基本要求。

在设计主接线时，须因地制宜得综合分析该厂的容量、装机台数、负荷性质以及在次同中的地位等条件，依据国家有关政策及技术规范，正确确定主接线形式，合理选择变压器。

在设计过程中，应对原始资料进行详尽分析，关注电力市场化改革的进程，对草拟的主接线方案进行比较是，始终围绕着可靠性和经济性之间的协调，使主接线最终方案保证供电可靠、技术先进，同时又尽可能满足经济性的原则。

短路电流计算，一般需要计算短路电流基频交流分量的初始值，本设计中采用的是计算曲线法，其反映短路电流周期分量同计算电抗和时间的函数关系的一组曲线，可以利用计算曲线查出短路瞬间和短路后任意时刻该电源向短路点提供的短路电流周期分量的数值。

电气设备的选择条件包括两大部分：一是电气设备所必须满足的基本条件，即按正常工作条件（最高工作电压和最大持续工作电流）选择，并按短路状态校验动、热稳定；二是根据不同电气设备的特点而提出的选择和校验项目。

为了使发电厂运行安全可靠，我们还对其进行了保护配置，主要是满足发电厂的安全可靠的运行。

附加：电气主接线图
WL1WL2WL3WL4WL5WL6WL7 WP
220 KV
110
KV
G1G2 G3
六、参考文献
1.熊信银.发电厂电气部分[M].中国电力出版社，2004
2.丁德劭.怎样对新技术标准电气一次接线图[M].中国水利水电出版社，
2001
3.卓乐友.电气工程设计手册电气二次部分[M].中国电力出版社，1989
4.
孟祥萍.电力系统分析[M].高等教育出版社，2004
5.弋东方.电力工程电气设备手册电气一次部[M].中国电力出版社，2002
6.曹绳敏.电力系统课程设计及毕业设计参考资料[M].东南大学出版社
7.
刘吉来，黄瑞梅.高电压技术[M].中国水利水电出版社，2004
8.钟松茂，李火元. 电力系统继电保护设计指导[M]. 中国电力出版社，
1996
9.文锋.现代发电厂概论[M].中国电力出版社，1999
10.电力工业部西北电力设计院. 电气工程设计手册电气一次部分[M].中
国电力出版社，1998。