西安工程大學(xué)2008某火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題題 目：目： 某火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)某火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 學(xué)學(xué) 院：院： 電子信息學(xué)院電子信息學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化電氣工程及其自動(dòng)化 20082008 級(jí)級(jí) 4 4 班班 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職稱：職稱： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它 的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系 統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的

2、重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運(yùn)行的可靠 性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保 護(hù)和控制方式的擬定有較大的影響。電能的使用已經(jīng)滲透到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活 的各個(gè)領(lǐng)域，而在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中火電設(shè)備容量占總裝機(jī)容量的 75%。本文是 對(duì)配有 2 臺(tái) 50MW 和 2 臺(tái) 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)的大型火電廠一次部分的初步設(shè)計(jì)， 主要完成了電氣主接線的設(shè)計(jì)。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；主變壓 器、啟動(dòng)/備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇；短路電 流計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn); 并作了變壓器保護(hù)配置。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：主接

3、線設(shè)計(jì)，短路電流，電氣設(shè)備選擇，繼電保護(hù) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract By the power generation, transformation, transmission and distribution of electricity and energy components, and other aspects of production and consumption systems. It is the function of the natural world through the power of primary energy into ele

4、ctrical energy power plant, then lost, transforming the system and distribution system will supply power to the load centers. Electrical wiring is the main power plant, electric substation designed first and foremost part of the power system is also constitute an important part. Determination of the

5、 main cable on the power system as a whole and power plants, substations to run its reliability, flexibility and economy are closely related. And choice of electrical equipment, power distribution equipment configuration, relay protection and control of the means to develop a greater impact. The use

6、 of power has infiltrated the social, economic, in all areas of life, and in the power structure of Chinas thermal power equipment capacity of the total installed capacity of 75%. This article is equipped with 2*50 and 2*300MW turbo-generator of large-scale thermal power plants a part of the prelimi

7、nary design of the main completed the main electrical wiring design. Including the electrical wiring of the main forms of comparison, the choice; main transformer, the start / stand-by transformer and the high-voltage transformer factory with the capacity of calculation, the number of models and opt

8、ions; short-circuit current calculation and high-voltage electrical equipment selection and validation; and made the protection of transformer . Keywords：: power plant; transformer; power system; relay; electrical equipment. 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第 1 章 緒論.1 1.1 課題背景 .1 1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本思想及設(shè)計(jì)工作步驟 .1 1.2

9、.1 主接線的設(shè)計(jì).1 1.2.2 主變壓器的選擇.1 1.2.3 短路電流的計(jì)算.2 1.2.4 電氣設(shè)備的選擇.2 1.2.5 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì).2 第 2 章 電氣主接線設(shè)計(jì).3 2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求與選擇原則 .3 2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與分析 .4 2.2.1 原始資料.4 2.2.2 原始資料的分析 .4 2.3 方案的設(shè)計(jì)、論證和選擇 .5 2.3.1 方案設(shè)計(jì) .5 2.3.2 主接線方案的評(píng)定 .6 第 3 章 廠用電的設(shè)計(jì).7 3.1 廠用電源選擇 .7 3.1.1 廠用電接線的要求 .7 3.1.2 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則 .7 3.1.3 廠用電電壓等級(jí)的確定 .7

10、3.1.4 廠用電源的接線形式和廠用電源的引接 .7 3.2 廠用變壓器的選擇 .8 3.2.1 廠用變壓器的選擇原則.8 3.2.2 廠用負(fù)荷的確定與計(jì)算.8 3.2.3 廠用變壓器的選擇.11 3.3 廠用電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn) .11 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 3.3.1 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)定義.11 3.3.2 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)分類.11 3.3.3 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn).12 3.4 廠用電主接線設(shè)計(jì)圖 .13 3.4.1 發(fā)電廠廠用電主接線圖設(shè)計(jì)的說(shuō)明.13 3.4.2 主接線設(shè)計(jì)圖 .13 第 4 章 發(fā)電機(jī)和主變壓器的選擇.15 4.1 發(fā)電機(jī)型號(hào)的確定 .15 4.2 主變壓器

11、型號(hào)確定 .15 4.2.1 主變壓器的容量確定方法 .15 4.2.2 變壓器型號(hào)的選擇 .15 第 5 章 短路電流的計(jì)算.17 5.1 短路的基本概念 .17 5.1.1 故障類型及原因.17 5.1.2 短路電流計(jì)算的基本假設(shè).18 5.2 各電氣元件標(biāo)幺值計(jì)算 .18 5.3 電流計(jì)算 .19 5.3.1 10KV 側(cè)母線短路(發(fā)電機(jī)出口母線 K1 短路)電流計(jì)算.19 5.3.2 220KV 側(cè)母線短路(K2 點(diǎn))電流計(jì)算 .21 5.3.3 20KV 側(cè)發(fā)電機(jī)出口短路(K3、K4 點(diǎn))電流計(jì)算 .22 5.3.4 330KV 側(cè)發(fā)電機(jī)出口短路(k5 點(diǎn))電流計(jì)算 .22 5.4

12、廠用電短路電流計(jì)算 .22 5.4.1 各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 .22 5.4.2 不同短路點(diǎn)(K6、K7、K8、K9)短路電流的計(jì)算 .22 5.5 短路計(jì)算結(jié)果匯總 .22 第 6 章 電氣設(shè)備的選擇.22 6.1 電氣設(shè)備的選擇條件 .22 6.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 .22 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 6.1.2 按短路情況校驗(yàn) .22 6.2 斷路器選擇 .22 6.2.1 330kV 側(cè)高壓斷路器的選擇.22 6.2.2 220kV 側(cè)高壓斷路器的選擇.22 6.2.3 10kV 側(cè)高壓斷路器的選擇.22 6.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 .22 6.3.1 330kV

13、 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇.22 6.3.2 220kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇.22 6.3.3 10kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇.22 6.4 電流互感器的選擇 .22 6.4.1 330kV 側(cè)電流互感器 TA 的選擇.22 6.4.2 220kV 側(cè)電流互感器 TA 的選擇.22 6.4.2 10kV 側(cè)電流互感器 TA 的選擇.22 6.5 電壓互感器的選擇 .22 6.5.1 330kV 及 220KV 側(cè) TV 的選擇.22 6.5.2 發(fā)電機(jī) TV 的選擇.22 6.6 電抗器的選擇 .22 6.6.1 發(fā)電機(jī) G1、G2 聯(lián)絡(luò)電抗器選擇 .22 6.6.2 10KV 出線電抗器選擇.22 6.7

14、 導(dǎo)線選擇 .22 6.7.1 330kV 側(cè)母線的選擇.22 6.7.2 220kV 側(cè)母線選擇.22 6.7.3 10kV 母線選擇.22 6.8 避雷器的選擇 .22 第 7 章 繼電保護(hù).22 7.1 繼電保護(hù)的基本原理、組成及其基本要求 .22 7.1.1 基本原理 .22 7.1.2 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成.22 7.1.3 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求 .22 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 7.2 主變壓器的繼電保護(hù) .22 7.2.1 瓦斯保護(hù) .22 7.2.2 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) .22 7.2.3 對(duì)變壓器保護(hù)的其他配置 .22 7.3 發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù) .22 7.4 輸電線路

15、保護(hù) .22 結(jié)論.22 參考文獻(xiàn).22 附錄高壓電氣設(shè)備選型一覽表.22 附錄 發(fā)電廠設(shè)計(jì)主接線 CAD 圖.22 致 謝.22 誠(chéng)信聲明 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第第 1 1 章章 緒論緒論 1.11.1 課題背景課題背景 電能是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的一種能源，可以方便、高效地轉(zhuǎn)換成其他能源形 式。提供電能的形式有水利發(fā)電，火力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，太陽(yáng)能發(fā)電，磁流體 發(fā)電等。對(duì)于大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，火力發(fā)電仍是今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)的必 行之路。 火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán) 境中，我們?cè)谔岣呋痣娂夹g(shù)的方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再 生能源

16、的影響，雖然現(xiàn)在在我國(guó)已有部分核電機(jī)組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部 分市場(chǎng)，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全國(guó)上了許多火電廠，但火電技術(shù)必須 不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)的要求。 隨著中國(guó)電力供應(yīng)的逐步寬松以及國(guó)家對(duì)節(jié)能降耗的重視，中國(guó)開(kāi)始加大 力度調(diào)整火力發(fā)電行業(yè)的結(jié)構(gòu)。 1.21.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本思想及設(shè)計(jì)工作步驟畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本思想及設(shè)計(jì)工作步驟 1.2.11.2.1 主接線的設(shè)計(jì)主接線的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠的主接線是保證電網(wǎng)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布 置、選擇、自動(dòng)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先 應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠

17、運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、 輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng) 線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足 可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 1.2.21.2.2 主變壓器的選擇主變壓器的選擇 發(fā)電廠 200MW 及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)的主變壓器應(yīng)滿足 DL50002000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā)電機(jī) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的最大連續(xù)容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷 卻水溫度不超過(guò) 65C 的條件進(jìn)行選擇” 。 1.2.31.2.3 短路

18、電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算 短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。短 路電流計(jì)算是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要計(jì)算項(xiàng)目，它涉及接線方式及設(shè) 備選擇。工程要求系統(tǒng)調(diào)度或系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門提供接入本電廠和變電所的各級(jí)電 壓的的綜合阻抗值，由電氣專業(yè)負(fù)責(zé)計(jì)算。 進(jìn)行短路計(jì)算的目的是為了限制短 路的危害和縮小故障的影響范圍。三相短路是危害最嚴(yán)重的短路形式，因此， 三相短路電流是選擇和校驗(yàn)電器和導(dǎo)體的基本依據(jù)。 1.2.41.2.4 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇 選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、 避雷器等，選用設(shè)備的型號(hào) 正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了事

19、導(dǎo)體和電器無(wú)論在正常情況或故障情 況下，均能安全、及經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行、在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情 況、在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采取新技術(shù)，并注意節(jié)約投資， 選擇合適的電氣設(shè)備。 1.2.51.2.5 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)是保證系統(tǒng)安全和設(shè)備可靠運(yùn)行的關(guān)鍵裝置之一。當(dāng)電力系統(tǒng)和 設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠快速的切出故障，保證系統(tǒng)和設(shè)備的 安全發(fā)供電，并能保證其他設(shè)備的正常繼續(xù)運(yùn)行。 為防止變壓器發(fā)生各類故障和不正常運(yùn)行造成的不應(yīng)有的損失以及保證電 力系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，變壓器應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第第 2 2 章章

20、 電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線設(shè)計(jì) 2.12.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求與選擇原則電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求與選擇原則 電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設(shè)備的作用、連 接方式和回路間的相互關(guān)系。變電所的主接線應(yīng)滿足變電所在電力系統(tǒng)中的地 位、回路數(shù)、設(shè)備和節(jié)約投資等要求，且便于擴(kuò)建。概括地說(shuō)即可靠性、靈活 性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 (1)可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，電氣主接線的可靠性是指能夠長(zhǎng) 期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力。電氣主接線的可靠性不是絕對(duì)的。同樣 形式的主接線對(duì)某些發(fā)電廠或變電站來(lái)說(shuō)是可靠的，而對(duì)另一些發(fā)電廠或變電 站則不一定能滿足可靠性的要求。所以，在

21、分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考 慮發(fā)電廠和變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備 制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。此外，在保證可靠性的同時(shí)不可片面地追求 更高的可靠性而忽視對(duì)靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 (2)靈活性 操作的方便性。電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡(jiǎn)單，操 作方便，盡可能的使操作的步驟少，以便運(yùn)行人員掌握，不致在操作過(guò)程中出 錯(cuò)。 調(diào)度時(shí)的方便性。電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí),能根據(jù)調(diào)度的要求,方便的 改變運(yùn)行狀態(tài),并且在發(fā)生事故時(shí),能盡快的切除故障,使停電時(shí)間最短,影響范 圍最小,不致過(guò)多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 (3)經(jīng)濟(jì)性 方案的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在

22、以下三個(gè)方面： 投資省。 占地面積小。 電能損耗小 。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 此外，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮 最終接線的實(shí)現(xiàn)，還要考慮從初期接線過(guò)渡到最終接線的可能和分階段施工的 可行方案，使其盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下，將來(lái)可 順利完成過(guò)渡方案的實(shí)現(xiàn)，使改造的工作量最少。 2.22.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與分析設(shè)計(jì)任務(wù)與分析 2.2.12.2.1 原始資料原始資料 裝機(jī) 4 臺(tái)，分別為供熱式機(jī)組 2*50MW()、凝氣式機(jī)組KVUN10 2*300MW(),廠用電率 6%，機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)。系統(tǒng)規(guī)KVUN20hT6500 max 劃

23、部門提供的電力符合及與電力系統(tǒng)連接情況資料：10KV 電壓級(jí)最大負(fù)荷 20MW,最小負(fù)荷 12MW,電纜饋線 12 回。220KV 電壓級(jí)最大負(fù)荷8 . 0cos 250MW，最小負(fù)荷 180MW, , ，架空線路 6 回。330KV85 . 0 coshT6500 max 電壓級(jí)與容量為 3500MW 的電力系統(tǒng)連接，系統(tǒng)歸算到本電廠 330KV 母線上的 標(biāo)幺電抗，基準(zhǔn)容量為 100MV A,330KV 架空線 5 回，備用線路 1 回。03 . 0 S X 此外，尚有相應(yīng)的地理資料、氣候條件和其它資料。 2.2.22.2.2 原始資料的分析原始資料的分析 設(shè)計(jì)電廠為大中型火電廠,其容量為

24、 2*50+2*300=700(MW),占電力系統(tǒng) 容量 700/(3500+700)*100%=16.7%,超過(guò)了電力系統(tǒng)的檢修備用容量 8%15%和 事故備用容量 10%的限額,說(shuō)明該廠在未來(lái)電力系統(tǒng)中的作用和地位至關(guān)重要, 而且年利用小時(shí)數(shù)為 6500h5000h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的平均最大負(fù) 荷利用小時(shí)數(shù)（如 2006 年我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5221h） 。該廠為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔(dān)基荷，從而該廠主接線設(shè)計(jì) 務(wù)必著重考慮其可靠性。從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，10KV 電壓等級(jí)上的地 方負(fù)荷容量不大，共有 12 回電纜饋線，與 50MW 發(fā)電機(jī)的機(jī)

25、端電壓相等，采用 直饋線為宜。20KV 電壓為 300MW 發(fā)電機(jī)出口電壓，既無(wú)直配負(fù)荷，又無(wú)特殊 的要求，擬采用單元接線的形式，可以節(jié)省價(jià)格昂貴的發(fā)電機(jī)出口斷路器，又 利于配電裝置的布置；220KV 電壓級(jí)出現(xiàn)回路數(shù)為 4 回，為了保證檢修出線斷 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 路器不致對(duì)該回路停電，擬采用帶旁路母線接線形式為宜；330KV 與系統(tǒng)有 5 回饋線，呈強(qiáng)聯(lián)系形式并送出本廠最大可能的電力為 700-12-180- 700*6%=466MW?？梢?jiàn)，該廠 330KV 級(jí)的接線對(duì)可靠性要求應(yīng)當(dāng)很高。 2.2.3 3 方案的設(shè)計(jì)、論證和選擇方案的設(shè)計(jì)、論證和選擇 2.3.12.3.

26、1 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) 發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問(wèn)題，主接線的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)保證 其滿發(fā)，滿供，不積壓發(fā)電能力。同時(shí)盡可能減少傳輸能量過(guò)程中的損失，以 保證供電的連續(xù)性，因而根據(jù)對(duì)原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下： （1）10KV 電壓級(jí)：?jiǎn)文妇€接線可靠性比較差，且調(diào)度不方便，一般只在 出線回路較少，沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠使用；單母分段接線每段容量 12MW 左 右，且每段出線不超過(guò) 5 回，本次設(shè)計(jì)，10KV 母線出線回路為 12 回，且單機(jī) 容量為 50MW，遠(yuǎn)大于每段 12MW,應(yīng)確定為雙母分段接線，不但具有雙母線供電 可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便的優(yōu)點(diǎn)，而且雙母線互為備用，更加提

27、高了供電可 靠性。2 臺(tái) 50MW 發(fā)電機(jī)分別接在兩段母線上，剩余功率通過(guò)主變壓器送往高 一級(jí)電壓等級(jí) 220KV。由于 2 臺(tái) 50MW 機(jī)組均接于 10KV 母線上，有較大的短路 電流，為了選擇合適的電氣設(shè)備，應(yīng)在分段處加裝母線電抗器，同時(shí)各條電纜 饋線上裝設(shè)線路電抗器。 （2）220KV 電壓級(jí)：出線回路數(shù)為 4 回，為使其出線斷路器檢修時(shí)不停電， 采用單母線分段帶旁路母線接線或雙母線帶旁路母線接線，以保證供電的可靠 性和靈活性。其進(jìn)線從 10KV 送來(lái)剩余容量只有 2*50（100*6%）+20 =74MW，并不能夠滿足 220KV 最大負(fù)荷 250MW 的要求。這樣的話，我們可以采

28、用以 1 臺(tái) 300MW 機(jī)組按照發(fā)電機(jī)變壓器單元接線形式接至 220KV 母線上， 其剩余容量或機(jī)組檢修時(shí)不足容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與 500KV 接線連接，彼此相互 交換功率。 （3）330KV 電壓級(jí)：330KV 電壓級(jí)。330KV 負(fù)荷容量比較大，其主接線是 本廠向系統(tǒng)輸送功率的主要接線方式，為保證可靠性，可以選用的方案為雙母 線帶旁路母線接線和一臺(tái)半斷路器接線，并通過(guò)一臺(tái)三繞組變壓器聯(lián)系 220KV 和 10KV 電壓，以提高可靠性，一臺(tái) 300MW 機(jī)組與變壓器構(gòu)成單元接線，直接 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 將功率送到 330KV 電力系統(tǒng) 根據(jù)以上分析、篩選、組合，可以保留兩

29、種可能的接線方案： 方案如圖 2-1 所示： 方案為 330KV 側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，220KV 側(cè)采用單母線分段帶旁 路母線接線，廠用電采用 10KV、3KV 和 380V 電壓等級(jí)，示意圖略。 圖圖 2-12-1 電氣主接線示意圖電氣主接線示意圖 2.3.22.3.2 主接線方案的評(píng)定主接線方案的評(píng)定 該電氣主接線的設(shè)計(jì)始終遵循了可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求。在確保 可靠性、靈活性的同時(shí)，兼顧了經(jīng)濟(jì)性。在可靠性方面該主接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè) 備少，無(wú)論檢修母線或設(shè)備故障檢修，均不致造成全廠停電，機(jī)組的配置也比 較合理，使傳遞能量在變壓器中損耗最小。在靈活性方面，運(yùn)行方式較簡(jiǎn)單， 調(diào)度靈活

30、性好，各種電壓等級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)性方面，投資小， 占地面積少，采用了單元接線，從而避免了選擇大容量出口斷路器，節(jié)省了投 資，有很大的經(jīng)濟(jì)性。 通過(guò)以上分析，該主接線方案對(duì)所設(shè)計(jì)的這一火電廠而言，是比較合理的， 可以采納。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第第 3 3 章章 廠用電的設(shè)計(jì)廠用電的設(shè)計(jì) 3.13.1 廠用電源選擇廠用電源選擇 3.1.13.1.1 廠用電接線的要求廠用電接線的要求 （1）供電可靠，運(yùn)行靈活； （2）各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的，特別是 200MW 及以上機(jī)組； （3）全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的廠用電母線或公用負(fù)荷母線； （4）充分考慮發(fā)電

31、廠正常、事故、檢修、啟停等運(yùn)行方式下的供電要求， 一般均應(yīng)配備可靠的啟動(dòng)/備用電源，盡可能的使切換操作方便，啟動(dòng)/備用電 源能在短時(shí)間內(nèi)投入； （5）供電電源應(yīng)盡量與電力系統(tǒng)保持緊密的聯(lián)系。 3.1.23.1.2 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則廠用電接線的設(shè)計(jì)原則 （1）廠用電接線應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn) 轉(zhuǎn)； （2）接線應(yīng)能靈活的適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求； （3）廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性本機(jī)組、爐的廠用負(fù)荷由本機(jī)組供電，這樣， 當(dāng)廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)只會(huì)影響一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，縮小了故障范圍，接 線也簡(jiǎn)單； （4)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性； （5）

32、在設(shè)計(jì)廠用電系統(tǒng)時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用電的電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、 廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問(wèn)題進(jìn)行分析和論證。 3.1.33.1.3 廠用電電壓等級(jí)的確定廠用電電壓等級(jí)的確定 廠用電一般采用高壓和低壓兩種電壓等級(jí)供電。低壓廠用電壓為 380V， 其中 380V 供三相電機(jī)用電，220V 供照明和單相負(fù)荷用電。高壓廠用電采用 6KV 和 3KV 兩種電壓中的一種。發(fā)電機(jī)兩臺(tái) 300MW 采用 6KV 電壓等級(jí)，6KV 電 壓質(zhì)量好。 3.1.43.1.4 廠用電源的接線形式和廠用電源的引接廠用電源的接線形式和廠用電源的引接 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 發(fā)電廠的廠用電源必須供電可靠

33、，且能滿足各種工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具 有正常的工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備用電源、啟動(dòng)電源和事故保安電源。一般電 廠中都以啟動(dòng)電源兼作備用電源。 本設(shè)計(jì)廠用負(fù)荷的工作電源從各發(fā)電機(jī)出口處獲得。起動(dòng)/備用電源從 330kV 母線和 220KV 母線共同取得，即啟動(dòng)/備用電源采用明備用的方式。事 故保安電源每?jī)膳_(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)一個(gè)柴油發(fā)電機(jī)作為備用，對(duì)需要連續(xù)供電的熱工 儀表及自動(dòng)裝置采用的是直流逆變器供電。 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母分段接線形式，并且多以成套配電 裝置接受和分配電能。 廠用電系統(tǒng)采用按爐分段接線形式，具有以下特點(diǎn)：1.某一分段母線發(fā)生 故障，只能影響其對(duì)應(yīng)的一臺(tái)鍋爐的運(yùn)行，使事故影

34、響范圍局限在一機(jī)一爐； 2.廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流較小，有利于電氣設(shè)備的選擇；3.將同一 機(jī)爐的廠用電負(fù)荷接在同一段母線上，便于運(yùn)行管理和安排檢修。 3.23.2 廠用變壓器的選擇廠用變壓器的選擇 3.2.13.2.1 廠用變壓器的選擇原則廠用變壓器的選擇原則 根據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè) ，廠用變壓器的選擇一般性原則：通常發(fā)電廠 的高壓廠用電不應(yīng)少于兩臺(tái)。在綜合考慮靈活性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上確 定高壓廠用變壓器應(yīng)以 2 臺(tái)為宜，并且配一臺(tái)備用變壓器。廠用低壓母線接線 形式跟廠用高壓接線形式一樣都是單母分段，并配一臺(tái)低壓備用變壓器2。 變壓器原、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)的額定

35、電壓相適應(yīng)。 聯(lián)接組別一致使同一電壓等級(jí)的廠用工作、備用變壓器輸出電壓相位一致。變 壓器的容量必須保證廠用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。 3.2.23.2.2 廠用負(fù)荷的確定與計(jì)算廠用負(fù)荷的確定與計(jì)算 廠用電是發(fā)電廠的重要負(fù)荷，在任何情況下都應(yīng)按一類負(fù)荷來(lái)處理。保證 廠用電負(fù)荷的供電可靠性，對(duì)于電能的安全生產(chǎn)具有重要意義。所以，在發(fā)電 廠中，各級(jí)電壓的廠用電，常按機(jī)組分成若干個(gè)獨(dú)立的工作段，設(shè)各級(jí)電壓的 備用段以提高供電的可靠性。 現(xiàn)將火電廠的主要負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下： 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 表表 3-13-1 負(fù)荷的分類負(fù)荷的分類 分類名稱負(fù)荷類別運(yùn)行方式備注 鍋爐 部分 引風(fēng)機(jī)

36、 鼓風(fēng)機(jī) 磨粉機(jī) 給粉機(jī) 或 經(jīng)常，連續(xù) 無(wú)煤粉倉(cāng)時(shí)為 汽機(jī) 部分 凝結(jié)水泵 循環(huán)水泵 給水泵 給水油泵 生水泵 工業(yè)水泵 經(jīng)常，連續(xù) 給水泵不帶主 油泵時(shí) 電氣及 公用部 分 充電機(jī) 變壓器 變壓器冷卻風(fēng)機(jī) 通訊電源 硅整流裝置 不經(jīng)常，斷 續(xù) 經(jīng)常，短時(shí) 經(jīng)常，連續(xù) 經(jīng)常，連續(xù) 經(jīng)常，連續(xù) 出灰 負(fù)荷 灰漿泵 碎渣機(jī) 電氣除塵器 沖灰水泵 經(jīng)常，連續(xù) 輔助 車間 油處理設(shè)備 中央修理車間 起重機(jī) 電氣實(shí)驗(yàn)室 經(jīng)常，連續(xù) 經(jīng)常，連續(xù) 不經(jīng)常，斷 續(xù) 不經(jīng)常，斷 續(xù) 火電廠廠用負(fù)荷計(jì)算通常采用換算系數(shù)法（K） ，K 值的選取如下： 表表 3-23-2 換算系數(shù)表?yè)Q算系數(shù)表 機(jī)組容量 50MW3

37、00MW 給水泵及循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī) 1.01.0 凝結(jié)水泵電動(dòng)機(jī) 0.81.0 其他高壓電動(dòng)機(jī)及低壓廠 用變壓器 0.80.85 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 其他低壓電動(dòng)機(jī) 0.80.7 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 重復(fù)重復(fù)重復(fù)重復(fù) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(KW)臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW)容量(KW) 臺(tái)數(shù)容量(KW)臺(tái)數(shù)容量(KW) 容量(KW) 電動(dòng)給水泵3500270002700070002700027000700055001550015500 循環(huán)水泵7502150017507

38、50215001750750125011250225001125022500 凝結(jié)水泵2501250125012501250315315131531513151315315 P18750800077508750800077507065281531570652815315 引風(fēng)機(jī)7501750175017501750224012240122401224012240 送風(fēng)機(jī)6001600160016001600100011000110001100011000 一次風(fēng)機(jī)3001300130013001300 排粉機(jī)340134013401340134068021360213602136021360

39、磨煤機(jī)4001400140014001400100022000220002200022000 凝結(jié)水升壓泵25025001250250250012502506301630163063016301630630 主汽機(jī)調(diào)速油泵3501 碎煤機(jī)105110511053201320 噴射水泵120224022402402240224024026012601320 1號(hào)皮帶機(jī)30013001260 4號(hào)皮帶機(jī)30013001300 P2256529352580490293525804908390785063075308710630 SH=P1+0.85P2(kvA)1109810064814211098

40、10064814214196.59487.5850.513465.510218.5850.5 機(jī)爐變壓器（KVA）16001160011600160011600116001600 電除塵變壓器(KVA)1000110001100012501125011250125011250112501250 化水變壓器（KVA）1000110001100010001100011000100010001100011000 公用變壓器（KVA）500150015001000110001100011000 輸煤變壓器（KVA）1000110001100011000110001000110001100011000

41、灰漿泵變壓器（KVA）80018001800100011000 負(fù)壓風(fēng)機(jī)變壓器（KVA）100011000 污水變壓器（KVA）3151315131531513151315 修配變壓器（KVA）8001800 水源地變壓器（KVA）10001100011000 照明變壓器（KVA）400140014001400140031513151315 S4200321542003215485092802850385074802850 33602572336025724122.578882422.53272.563582422.5 15567.813642.4914215567.813642.491421

42、9738.618324335818084.5175983358 15567.8+13642.4-9142=20068.2 T4高壓廠用變壓器 4A段4B段 表 3-3 廠用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì) T3高壓廠用變壓器 3A段3B段 額定容 量(KW) 設(shè)備名稱 額定容量 (KW) 1A段1B段 T1高壓廠用變壓器T2高壓廠用變壓器 2A段2B段 18084.5+17598-3358=32324.5 4000/2000-2000 SL=0.85S(KVA) 分裂繞組負(fù)荷Sc=1.1SH+SL(KVA) 高壓繞組負(fù)荷Sc-Sr（KVA） 選擇分裂繞組變壓器（KVA） 15567.8+13642.4-9142=2

43、0068.2 2500/1250-12502500/1250-1250 19738.6+18324-3358=34704.6 40000/20000-20000 重復(fù)重復(fù)重復(fù)重復(fù) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(KW)臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW)容量(KW) 臺(tái)數(shù)容量(KW)臺(tái)數(shù)容量(KW) 容量(KW) 電動(dòng)給水泵3500270002700070002700027000700055001550015500 循環(huán)水泵750215001750750215001750750125011250225001125022500

44、 凝結(jié)水泵2501250125012501250315315131531513151315315 P18750800077508750800077507065281531570652815315 引風(fēng)機(jī)7501750175017501750224012240122401224012240 送風(fēng)機(jī)6001600160016001600100011000110001100011000 一次風(fēng)機(jī)3001300130013001300 排粉機(jī)340134013401340134068021360213602136021360 磨煤機(jī)40014001400140014001000220002200022

45、00022000 凝結(jié)水升壓泵25025001250250250012502506301630163063016301630630 主汽機(jī)調(diào)速油泵3501 碎煤機(jī)105110511053201320 噴射水泵120224022402402240224024026012601320 1號(hào)皮帶機(jī)30013001260 4號(hào)皮帶機(jī)30013001300 P2256529352580490293525804908390785063075308710630 SH=P1+0.85P2(kvA)110981006481421109810064814214196.59487.5850.513465.51021

46、8.5850.5 機(jī)爐變壓器（KVA）16001160011600160011600116001600 電除塵變壓器(KVA)1000110001100012501125011250125011250112501250 化水變壓器（KVA）1000110001100010001100011000100010001100011000 公用變壓器（KVA）500150015001000110001100011000 輸煤變壓器（KVA）1000110001100011000110001000110001100011000 灰漿泵變壓器（KVA）80018001800100011000 負(fù)壓風(fēng)機(jī)變壓

47、器（KVA）100011000 污水變壓器（KVA）3151315131531513151315 修配變壓器（KVA）8001800 水源地變壓器（KVA）10001100011000 照明變壓器（KVA）400140014001400140031513151315 S4200321542003215485092802850385074802850 33602572336025724122.578882422.53272.563582422.5 15567.813642.4914215567.813642.4914219738.618324335818084.5175983358 15567.

48、8+13642.4-9142=20068.2 T4高壓廠用變壓器 4A段4B段 表 3-3 廠用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì) T3高壓廠用變壓器 3A段3B段 額定容 量(KW) 設(shè)備名稱 額定容量 (KW) 1A段1B段 T1高壓廠用變壓器T2高壓廠用變壓器 2A段2B段 18084.5+17598-3358=32324.5 4000/2000-2000 SL=0.85S(KVA) 分裂繞組負(fù)荷Sc=1.1SH+SL(KVA) 高壓繞組負(fù)荷Sc-Sr（KVA） 選擇分裂繞組變壓器（KVA） 15567.8+13642.4-9142=20068.2 2500/1250-12502500/1250-1250 19

49、738.6+18324-3358=34704.6 40000/20000-20000 重復(fù)重復(fù)重復(fù)重復(fù) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(KW)臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW)容量(KW) 臺(tái)數(shù)容量(KW)臺(tái)數(shù)容量(KW) 容量(KW) 電動(dòng)給水泵3500270002700070002700027000700055001550015500 循環(huán)水泵750215001750750215001750750125011250225001125022500 凝結(jié)水泵250125012501250125031531513153151

50、3151315315 P18750800077508750800077507065281531570652815315 引風(fēng)機(jī)7501750175017501750224012240122401224012240 送風(fēng)機(jī)6001600160016001600100011000110001100011000 一次風(fēng)機(jī)3001300130013001300 排粉機(jī)340134013401340134068021360213602136021360 磨煤機(jī)4001400140014001400100022000220002200022000 凝結(jié)水升壓泵25025001250250250012502

51、506301630163063016301630630 主汽機(jī)調(diào)速油泵3501 碎煤機(jī)105110511053201320 噴射水泵120224022402402240224024026012601320 1號(hào)皮帶機(jī)30013001260 4號(hào)皮帶機(jī)30013001300 P2256529352580490293525804908390785063075308710630 SH=P1+0.85P2(kvA)110981006481421109810064814214196.59487.5850.513465.510218.5850.5 機(jī)爐變壓器（KVA）1600116001160016001

52、1600116001600 電除塵變壓器(KVA)1000110001100012501125011250125011250112501250 化水變壓器（KVA）1000110001100010001100011000100010001100011000 公用變壓器（KVA）500150015001000110001100011000 輸煤變壓器（KVA）1000110001100011000110001000110001100011000 灰漿泵變壓器（KVA）80018001800100011000 負(fù)壓風(fēng)機(jī)變壓器（KVA）100011000 污水變壓器（KVA）315131513153

53、1513151315 修配變壓器（KVA）8001800 水源地變壓器（KVA）10001100011000 照明變壓器（KVA）400140014001400140031513151315 S4200321542003215485092802850385074802850 33602572336025724122.578882422.53272.563582422.5 15567.813642.4914215567.813642.4914219738.618324335818084.5175983358 15567.8+13642.4-9142=20068.2 T4高壓廠用變壓器 4A段4B

54、段 表 3-3 廠用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì) T3高壓廠用變壓器 3A段3B段 額定容 量(KW) 設(shè)備名稱 額定容量 (KW) 1A段1B段 T1高壓廠用變壓器T2高壓廠用變壓器 2A段2B段 18084.5+17598-3358=32324.5 4000/2000-2000 SL=0.85S(KVA) 分裂繞組負(fù)荷Sc=1.1SH+SL(KVA) 高壓繞組負(fù)荷Sc-Sr（KVA） 選擇分裂繞組變壓器（KVA） 15567.8+13642.4-9142=20068.2 2500/1250-12502500/1250-1250 19738.6+18324-3358=34704.6 40000/20000-2

55、0000 重復(fù)重復(fù)重復(fù)重復(fù) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(KW)臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW)容量(KW) 臺(tái)數(shù)容量(KW)臺(tái)數(shù)容量(KW) 容量(KW) 電動(dòng)給水泵3500270002700070002700027000700055001550015500 循環(huán)水泵750215001750750215001750750125011250225001125022500 凝結(jié)水泵2501250125012501250315315131531513151315315 P18750800077508750800077507

56、065281531570652815315 引風(fēng)機(jī)7501750175017501750224012240122401224012240 送風(fēng)機(jī)6001600160016001600100011000110001100011000 一次風(fēng)機(jī)3001300130013001300 排粉機(jī)340134013401340134068021360213602136021360 磨煤機(jī)4001400140014001400100022000220002200022000 凝結(jié)水升壓泵25025001250250250012502506301630163063016301630630 主汽機(jī)調(diào)速油泵350

57、1 碎煤機(jī)105110511053201320 噴射水泵120224022402402240224024026012601320 1號(hào)皮帶機(jī)30013001260 4號(hào)皮帶機(jī)30013001300 P2256529352580490293525804908390785063075308710630 SH=P1+0.85P2(kvA)110981006481421109810064814214196.59487.5850.513465.510218.5850.5 機(jī)爐變壓器（KVA）16001160011600160011600116001600 電除塵變壓器(KVA)1000110001100

58、012501125011250125011250112501250 化水變壓器（KVA）1000110001100010001100011000100010001100011000 公用變壓器（KVA）500150015001000110001100011000 輸煤變壓器（KVA）1000110001100011000110001000110001100011000 灰漿泵變壓器（KVA）80018001800100011000 負(fù)壓風(fēng)機(jī)變壓器（KVA）100011000 污水變壓器（KVA）3151315131531513151315 修配變壓器（KVA）8001800 水源地變壓器（KV

59、A）10001100011000 照明變壓器（KVA）400140014001400140031513151315 S4200321542003215485092802850385074802850 33602572336025724122.578882422.53272.563582422.5 15567.813642.4914215567.813642.4914219738.618324335818084.5175983358 15567.8+13642.4-9142=20068.2 T4高壓廠用變壓器 4A段4B段 表 3-3 廠用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì) T3高壓廠用變壓器 3A段3B段 額定容 量

60、(KW) 設(shè)備名稱 額定容量 (KW) 1A段1B段 T1高壓廠用變壓器T2高壓廠用變壓器 2A段2B段 18084.5+17598-3358=32324.5 4000/2000-2000 SL=0.85S(KVA) 分裂繞組負(fù)荷Sc=1.1SH+SL(KVA) 高壓繞組負(fù)荷Sc-Sr（KVA） 選擇分裂繞組變壓器（KVA） 15567.8+13642.4-9142=20068.2 2500/1250-12502500/1250-1250 19738.6+18324-3358=34704.6 40000/20000-20000 重復(fù)重復(fù)重復(fù)重復(fù) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 臺(tái)數(shù) 容量(KW) 容量(K