2×350MW熱電廠電氣部分設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文

1、2350mw熱電廠電氣部分設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文 四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生(業(yè)余)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題 目 2350mw熱電廠電氣部分設(shè)計(jì) 辦學(xué)學(xué)院 四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 校外學(xué)習(xí)中心 屏南奧鵬學(xué)習(xí)中心 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 2350mw熱電廠電氣部分設(shè)計(jì) 摘 要 發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分, 也直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。在發(fā)電廠中,一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。 本文為規(guī)劃4350mw熱電廠的一期工程2350mw熱電廠電氣部分設(shè)計(jì),通過對(duì)擬建火力發(fā)電廠的概括以及出線方向來考慮,并通過對(duì)負(fù)荷資料的分析,從安全性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性方面考慮,確定了220kv以及廠用電

2、的主接線,然后通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào),同時(shí)也確定了廠用變壓器的容量及型號(hào)。最后,根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的結(jié)果,對(duì)高壓斷路器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子、穿墻套管、電壓互感器、電流互感器進(jìn)行了選型,從而完成了2350mw熱電廠電氣部分設(shè)計(jì)。2 x 350mw power plant electrical designstudent: zhang linglinginstructor: zen zhongfankeywords: power plant power system abstractpower plant is an important part of

3、 power system, but also directly affect the safety and operation of power system. in the power plant, a wiring and the two wiring is the important part of the electrical part in this paper, for the planning of 4 350mw thermal power plant project phase 2 350mw for the electric part of power plant des

4、ign, to consider the coal-fired power plant and the wire direction of generalization, and through the analysis of load data, from the consideration of safety, economy and reliability, determine the main wiring of electrical 220kv and factory, and then the number, capacity and model of the main trans

5、former is determined by the load calculation and scope of supply, but also determine the factory transformer capacity and models. finally, according to the calculation of the imum continuous working current and short circuit of the results, the high-voltage circuit breaker, isolating switch, bus, in

6、sulator, bushing, voltage transformer, current transformer is selected, thus completing the 2 x 350mw power plant electrical design. 2350mw熱電廠電氣部分設(shè)計(jì)目 錄1.前言 1.1電力系統(tǒng)概述 1.2電力工業(yè)的發(fā)展概況 1.3我國電力行業(yè)發(fā)展方針 1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基本思想2. 電氣主接線 2.1電氣主接線概述 2.2對(duì)原始資料的分析 2.3擬定可行的主接線方案 2.4廠用電的設(shè)計(jì)3. 短路電流的計(jì)算 3. 1短路計(jì)算的目的 3. 2短路電流計(jì)算的條

7、件 3.3短路電流分析4.主要電氣一次設(shè)備選擇 4.1 概述 4.2 高壓斷路器的選擇 4.3 隔離開關(guān)的選擇 4.4 母線的選擇 4.5電流互感器的選擇 4.6電壓互感器的選擇單元變、啟動(dòng)變?nèi)萘啃：?5.1 導(dǎo)言 變壓器容量應(yīng)滿足的要求 5.3、計(jì)算依據(jù) 5.4、計(jì)算變壓器負(fù)載結(jié)束語參考文獻(xiàn)1.前言 1.1電力系統(tǒng)概述 由發(fā)電機(jī)、輸配電線路、變配電所以及各種用戶用電設(shè)備連接起來所構(gòu)成的整體,被稱為電力系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(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。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū),也無法大量儲(chǔ)存,電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平

8、衡。因此,電能的集中開發(fā)與分散使用,以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化,就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。因此,電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能,就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng),以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度,確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。 1.2電力工業(yè)的發(fā)展概況 電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配,易于轉(zhuǎn)換為其它的能源,而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此,電能已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供,電力工業(yè)已成為我國實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ),得到迅猛發(fā)展。到2010年底,我國發(fā)

9、電機(jī)裝機(jī)容量達(dá)9.5億千瓦,發(fā)電量達(dá)36812億度,居世界第2位。工業(yè)用電量已占全部用電量的73.11%,是電力系統(tǒng)的最大電能用戶,供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn),使高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用,推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化,電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 1.3我國電力行業(yè)發(fā)展方針 目前我國人均擁有裝機(jī)容量和人均占有發(fā)電量較低,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平均水平不高,火電廠的污染物排放量高,電網(wǎng)相對(duì)薄弱,供電可靠性偏低。未來提高效率和保護(hù)環(huán)境,及時(shí)關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴(yán)重的小火電機(jī)組,以大代小,裝設(shè)煙氣脫硫及降低氮氧化

10、物設(shè)施,開展?jié)崈裘喝紵夹g(shù)的研究及應(yīng)用。主要的發(fā)展方針有:積極發(fā)展水電,水能資源是可再生的、清潔的能源;在電力系統(tǒng)中,有一定比重的水電裝機(jī)容量對(duì)對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行極為有利;水電站的發(fā)電成本低,水庫可以綜合利用。我國水電裝機(jī)容量目前僅開發(fā)了少部分,所以要積極發(fā)展水電。優(yōu)化發(fā)展火電,我國有豐富的煤炭、石油和天然氣,火電廠的廠址不受限制,建設(shè)周期短,能較快發(fā)揮效益。適當(dāng)發(fā)展核電。重點(diǎn)發(fā)展電網(wǎng),促進(jìn)全國聯(lián)網(wǎng)。因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電,做好農(nóng)村電氣化建設(shè),在邊遠(yuǎn)農(nóng)村和沿海島嶼,因地制宜建設(shè)小水電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和太陽能發(fā)電等。 1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基本思想 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

11、是一個(gè)2*350mw火力發(fā)電廠的電氣部分設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中一共分以下幾個(gè)步驟來完成本次的設(shè)計(jì)任務(wù)。 1.4.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo) 1)電廠規(guī)模:裝機(jī)容量: 裝機(jī)2臺(tái),容量為:2350mw 超臨界供熱式汽輪發(fā)電機(jī)組。350mw發(fā)電機(jī)參數(shù):額定電壓20kv,額定電流10812a,額定功率因數(shù)0.85。并計(jì)劃在二期裝2臺(tái)同樣機(jī)組。一期工程與系統(tǒng)用3回220kv線路聯(lián)系。 2)主要技術(shù)指標(biāo): (1) 保證供電安全、可靠、經(jīng)濟(jì); (2)功率因數(shù)達(dá)到0.9及以上 3)主要內(nèi)容: (1)確定主接線:根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書,分析原始資料與數(shù)據(jù),選擇變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)等,列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的2?3

12、個(gè)主接線方案,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,確定最優(yōu)方案。 (2)短路電流計(jì)算:根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要,選擇短路計(jì)算點(diǎn),繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖,計(jì)算短路電流,并列表匯總。 (3)電氣設(shè)備的選擇:選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等,選用設(shè)備的型號(hào)、數(shù)量匯總成設(shè)備一覽表; (4)主變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算及配置 (5)高壓廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn) 1.4.2畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本思想及設(shè)計(jì)工作步驟 1)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

13、力系統(tǒng)的地位和作用,首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(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。 2)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dl5000?2000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)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65的條件進(jìn)行選擇”。 3)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

14、性短接。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)。 4)電氣設(shè)備的選擇 選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等,選用設(shè)備的型號(hào)。正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了事導(dǎo)體和電器無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。 5)主變壓器繼電保護(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

15、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)。2. 電氣主接線 2.1電氣主接線概述 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。發(fā)電廠的電氣主接線是保證電力網(wǎng)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)。

16、2.1.1電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性 首先,電氣主接線圖示電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù),因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠電氣主接線圖,了解電路中各種電器設(shè)備的用途、性能及維護(hù)、檢查項(xiàng)目和運(yùn)行的步驟。其次,電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運(yùn)行方式。電氣主接線直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。再次,由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是:發(fā)電、變電、輸電和用電視在同一時(shí)刻完成的,所以主接線的好壞,直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活。 2

17、.1.2電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) 1)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用 電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。大型主力電廠靠近煤礦或沿海、沿江,并接入300-500kv超高壓系統(tǒng);地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn),一般接入110-220kv系統(tǒng),也有接入330kv系統(tǒng);企業(yè)自備電廠則以本企業(yè)供電供熱為主,并與地區(qū)110-220kv系統(tǒng)相連。中小型電廠常有發(fā)電機(jī)電壓饋線向附近供電。 2)負(fù)荷大小和重要性 2.1.3電氣主接線的主要要求 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是: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

18、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) 可靠性:衡量可靠的標(biāo)準(zhǔn),一般是根據(jù)主接線型式機(jī)主要設(shè)備操作的可能方式,按一定的規(guī)律計(jì)算出“不允許”事件發(fā)生的規(guī)律,停運(yùn)的持續(xù)時(shí)間期望值等指標(biāo),對(duì)幾種主接線型式中擇優(yōu)。供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 2)靈活性:是指在調(diào)度時(shí),可以靈活的投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路,調(diào)配電源和負(fù)荷,滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求;在檢修時(shí),可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備,而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶

19、的供電;在擴(kuò)建時(shí),可以容易的從初期接線擴(kuò)建到最終接線,在不影響連接供電或停電時(shí)間最短的情況下,投入新機(jī)組、變壓器或線路,并對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。在操作時(shí)間便、安全、不易發(fā)生誤操作的“方便性”。 3) 主接線應(yīng)在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)性。即:主接線應(yīng)力求簡單,以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器等一次設(shè)備,要是控制、保護(hù)不過于復(fù)雜,要能限制短路電流,以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。做到投資省。合理的選擇主變壓器的種類(雙繞組、三繞組或自耦變等)容量、臺(tái)數(shù),避免兩次變壓而增加電能的損失。電器主接線選擇時(shí)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件,盡量使占地面積減少。 2.1

20、.4主接線的基本形式 1)單母線接線 只有一組母線的接線。這種接線的特點(diǎn)是電源和供電線路都聯(lián)在同一母線上。為了便于投入或切除任何一條進(jìn)、出引線每條引線上都裝有可以切除符合電流和故障電流的斷路器。 單母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)是:接線簡單、清晰、采用設(shè)備少,投資省,操作方便,便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的以下三種情況: (1)610kv配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過5回; (2)3563kv配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過3回; (3)110220kv配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過3回。 單母線接線最嚴(yán)重的缺陷是母線停運(yùn)(母線檢修、故障,線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運(yùn))將使全部支

21、路停運(yùn),即停電范圍為該母線段的100%,且停電時(shí)間很長,若為母線自身損壞須待母線修復(fù)之后方能恢復(fù)各支路運(yùn)行。 隔離開關(guān)作為操作電器,所以斷路器和隔離開關(guān)在正常運(yùn)行操作時(shí),必須嚴(yán)格遵守操作順序;隔離開關(guān)“先合后斷”或在等電位狀態(tài)下進(jìn)行操作。 2)單母線分段接線 單母線接線的缺點(diǎn)可以通過將母線分段的辦法來克服。當(dāng)母線的中間裝設(shè)一個(gè)斷路器后,即把母線分為兩段,這樣對(duì)重要的用戶可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電。 由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn),又在一定程度上克服了它的缺點(diǎn),所以這種接線目前仍被廣泛應(yīng)用。單母線分段接線適用范圍: (1)610kv配電裝置的出線

22、回?cái)?shù)為6回及以上時(shí); (2)3563kv配電裝置的出線回?cái)?shù)為48回時(shí); (3)110220kv配電裝置的出線回?cái)?shù)為34回時(shí)。 單母線分段有其如下優(yōu)點(diǎn):用斷路器把母線分段后,對(duì)重要的用戶可以從不同的段引出兩條回路,有兩個(gè)電源供電;當(dāng)一段母線發(fā)生故障,分段斷路器會(huì)自動(dòng)將故障段切除,保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 但是單母線分段接線也有較顯著的缺點(diǎn),就是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí),該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電;當(dāng)出線為雙回路時(shí),需時(shí)架空線路出現(xiàn)交叉跨越;擴(kuò)建時(shí)須向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。顯然對(duì)于大容量發(fā)電廠來說,這都是不允許的。因此,還要改進(jìn)。 3)雙母線接線

23、 雙母線接線是根據(jù)單母線接線的缺點(diǎn)提出來的。雙母線接線,其中一組為工作母線,另一組為備用母線,并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行,在進(jìn)行倒閘操作時(shí)應(yīng)注意,隔離開關(guān)的操作原則是:在等電位下操作或先通后斷。它可以有兩種運(yùn)行方式,一種是固定連接分段運(yùn)行方式。即一些電源與出線固定連接在一組母線上,母聯(lián)斷路器合上,相當(dāng)于單母線分段運(yùn)行。另一種工作方式相當(dāng)于單母線運(yùn)行方式。很顯然雙母線分段的可靠性高于前兩種接線方式,只是母線保護(hù)較復(fù)雜。然而它比單母線分段接線的投資更大。 雙母線接線的適用范圍: (1)610kv配電裝置,當(dāng)短路電流較大,出線需要帶電抗器時(shí); (2)3563kv配電裝置的出線回?cái)?shù)超過8回火連接電源較多

24、、負(fù)荷較大時(shí); (3)110220kv配電裝置的出線回?cái)?shù)為5回以上時(shí),或110220kv配電裝置,在系統(tǒng)中居重要地位,出線回?cái)?shù)在4回以上時(shí)。 雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)有: a供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后,能迅速恢復(fù)供電,檢修任一回路的母線隔離開關(guān),只停該回路。 b調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 c擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建,均不影響兩組母線單位電源和符合均勻分配,不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí),可以順序布置,以至界限不同的母線斷路時(shí)

25、不回如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 d 便于實(shí)驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),可將該回路分開,單獨(dú)接至一組母線上。 雙母線接線也有其缺點(diǎn): a 增加一組母線和使每回路就須加一組母線隔離開關(guān)。 b 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)隔離開關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作,需要隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 4)變壓器-線路單元接線 發(fā)電機(jī)和變壓器直接連接成一個(gè)單元,組成發(fā)電機(jī)-變壓器組,稱為單元接線。單元接線的特點(diǎn)是幾個(gè)元件直接單獨(dú)連接,其間沒有任何橫的聯(lián)系(如母線等),這樣不僅減少了電器的數(shù)目,簡化了配電裝置的結(jié)構(gòu)和降低了造價(jià),同時(shí)也大大減少了故障的可能性。 (1)發(fā)電機(jī)-雙繞

26、組變壓器組成的單元接線。這種接線由于發(fā)電機(jī)和變壓器都不能單獨(dú)運(yùn)行,因此,二者的容量應(yīng)當(dāng)相等。單元接線的基本缺點(diǎn)是原件之一損壞或檢修時(shí),整個(gè)單元將被迫停止工作。這種接線形式適用于大型的發(fā)電廠。 (2)發(fā)電機(jī)-變壓器-線路單元接線。這種接線不需在發(fā)電廠或變電所中建造高壓配電裝置,從而大大減小了占地面積與造價(jià),并簡化了運(yùn)行。但這種接線的采用卻具有相同的局限性,線路故障或檢修時(shí),變壓器停運(yùn);變壓器故障或檢修時(shí),線路停運(yùn)。 5)橋型接線 兩個(gè)“變壓器-線路”連接,便構(gòu)成橋型接線。橋型接線分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種。 1 內(nèi)橋型接線 優(yōu)點(diǎn):高壓斷路器數(shù)量少,四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 缺點(diǎn):a 變壓器的切除

27、和投入較復(fù)雜,需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器,影響一回線路的暫時(shí)停運(yùn)。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時(shí),兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。 c 出線斷路器檢修時(shí),線路需較長時(shí)期停運(yùn)。為避免此缺點(diǎn),可加裝正常段開運(yùn)行的跨條,為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān),再跨條上需加裝兩組隔離開關(guān)。橋聯(lián)斷路器檢修時(shí),也可利用此跨條。 適用范圍:適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所,并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長,故障率較高的情況下。 2 外橋型接線 優(yōu)點(diǎn):高壓斷路器數(shù)量少,四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 缺點(diǎn):a 線路的投入和切除較復(fù)雜,需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器,并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。 b 牽連斷路器檢修時(shí),兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。 c 變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí),變壓器需

28、較長時(shí)間停運(yùn)。為避免此缺點(diǎn),可加裝正常段開運(yùn)行的跨條,橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)也可利用此跨條。 適用范圍:適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所,并且變壓器切換或線路較短時(shí),故障率較少的情況下。此外,線路有穿越功率時(shí),也宜采用外橋型接線。 2.2對(duì)原始資料的分析從原始資料和文獻(xiàn)(4)可以知道,本電廠屬于地區(qū)性供熱火力發(fā)電廠,一期建成后裝機(jī)容量為700mw,二期建成后總裝機(jī)容量為1400mw,建成后與周邊的幾個(gè)電廠形成區(qū)域電網(wǎng)。該電廠的發(fā)電量除了本廠廠用電剩余的電力向系統(tǒng)供電,因此,本電廠在系統(tǒng)中有重要作用。電廠是否安全、可靠運(yùn)行直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益,可見該電廠的重要性。 2.3擬定可行的主接線方案 2.3

29、.1變壓器的選擇計(jì)算 1)臺(tái)數(shù):根據(jù)原始資料,該廠除了本廠的廠用電外,其余向系統(tǒng)輸送功率,所以不設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)母系,發(fā)動(dòng)機(jī)與變壓器采用單元接線,保證了發(fā)動(dòng)機(jī)電壓出線的供電可靠,本廠220kv等級(jí)主變壓器選用三相式變壓器2臺(tái)。 2)容量:單元接線中的主變壓器容量sn應(yīng)按發(fā)動(dòng)機(jī)容量扣除本機(jī)組的廠用電負(fù)荷后,預(yù)留10%的裕度選擇,為sn2.1 png ?發(fā)電機(jī)容量:png 350mwkp ?廠用電率:kp 8% cosg?發(fā)電機(jī)的額度功率因數(shù):cosg 0.85 發(fā)動(dòng)機(jī)額定容量為350mw,扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為: sn 416.7mva (2.2) 采用三相強(qiáng)制風(fēng)冷強(qiáng)制油循環(huán)雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓變壓

30、器,由文獻(xiàn)(2)可知: 型號(hào)為 :sf20-420,參數(shù)為240?24222.5%/20 2.3.2主接線方案 根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案,并依據(jù)對(duì)主接線的基本要求,從技術(shù)上進(jìn)行論證各方的優(yōu)缺點(diǎn),淘汰了一些較差的方案,保留了兩個(gè)技術(shù)上較好的方案。方案一:雙母接線;方案二:雙母帶旁路接線,如圖2.1和圖2.2所示:圖2.1雙母接線(方案一)圖2.2雙母帶旁路接線(方案二) 2.3.3比較主接線方案 1)技術(shù)上的比較:方案一供電可靠,通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作,可以輪流檢修一組母線而不至于使供電中斷;調(diào)度靈活,各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上,能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種

31、運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要;擴(kuò)建方便,向雙母的左右任何方向擴(kuò)建均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配,不會(huì)引起原有回路的停電;便于試驗(yàn)。方案二比方案一更可靠。 2)經(jīng)濟(jì)上的比較:雖然方案二比方案一更可靠,但從經(jīng)濟(jì)的角度看,方案二的投資比方案一要大很多,增加了旁路間隔和旁路母線,每回間隔增加一個(gè)隔離開關(guān),大大的增加了投資,同時(shí)方案二比方案一多占用了土地,當(dāng)今我國的有效土地資源比較缺乏。 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度論證了兩個(gè)方案,雖然方案二比方案一供電更可靠,但是由于目前采用的六氟化硫斷路器,它的檢修周期長,不需要經(jīng)常檢修,所以采用旁路也就沒有多大意義了,這樣一來不僅僅節(jié)約了投資,也節(jié)約了用地,所以,比較

32、論證后確定采用方案一。 2.4廠用電的設(shè)計(jì) 2.4.1廠用電源的選擇 2.4.1.1廠用電壓等級(jí) 廠用供電電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的容量和額度電壓、廠用電動(dòng)機(jī)的額定電壓及廠用網(wǎng)絡(luò)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等諸方面因素,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的額度容量是350mw,依據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程,比較后確定廠用電電壓等級(jí)采用6kv的等級(jí)。 2.4.1.2廠用電系統(tǒng)接地方式 廠用變采用不接地方式,高壓和低壓均為三角形接線。當(dāng)容量較小的電動(dòng)機(jī)采用380 v時(shí),采用二次廠用變,將6kv變?yōu)?80v,中性點(diǎn)直接接地;啟備變采用中性點(diǎn)直接接地,高壓側(cè)星型接線,低壓側(cè)三角形接線。 2.4.1.3廠用工作電源引接方式

33、 因?yàn)榘l(fā)電機(jī)和主變采用單元接線,高壓廠用工作電源由該單元主變低壓側(cè)引接。 2.4.1.4廠用備用電源引接方式 廠用備用電源采用一臺(tái)啟備變,獨(dú)立從220kv母線引至啟備變,啟備變采用低壓側(cè)雙繞組分裂變壓器。 2.4.1.5確定廠用電系統(tǒng) 廠用電系統(tǒng)采用如圖方案一和方案二,廠用電在兩個(gè)方案中都是一樣。 2.4.2廠用變壓器的選擇 2.4.2.1廠用變壓器的選擇原則 1)變壓器主、付邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)額定電壓相適應(yīng)。 2)連接組別的選擇,宜使同一電壓級(jí)的廠用工作、備用變壓器輸出的電壓相位一致。 3)阻抗電壓及調(diào)壓形式的選擇,宜使在引接點(diǎn)電壓及廠用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi),廠用電各級(jí)母線

34、的電壓偏移不超過額定電壓的5%。 4)變壓器的容量必須保證電動(dòng)機(jī)及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。 2.4.2.2確定高壓廠用變壓器的容量 按廠用電率確定高壓廠用變壓器的容量,廠用電率確定為kp8%, sngpngkp/cosg3508%/0.835mva 選型號(hào)為:sf10-35000/15.75,額定容量為:35000/224000;電壓比為:2022.5%/6.3-6.3;高壓廠用備用或起動(dòng)/備用變壓器的容量應(yīng)等于最大一臺(tái)高壓廠用變壓器的容量。當(dāng)起動(dòng)/備用變壓器還帶有部分公用負(fù)荷時(shí),還應(yīng)計(jì)入這部分公用計(jì)算負(fù)荷。根據(jù)原始資料統(tǒng)計(jì)公用計(jì)算負(fù)荷為20mva,兩臺(tái)機(jī)組選用一臺(tái)啟動(dòng)變,容量為55mva

35、。型號(hào)為sfszio-55000/220,額定容量為:55000/236000,電壓比為:23081.5%/6.3-6.3kv。 3. 短路電流的計(jì)算 3. 1短路計(jì)算的目的 因?yàn)槎搪饭收蠈?duì)電力系統(tǒng)可能造成極其嚴(yán)重的后果,所以一方面應(yīng)采取措施以限制短路電流,另一方面要正確選擇電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置。計(jì)算短路的主要目的在于: 1)為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù); 2)為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù); 3)為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。 3. 2短路電流計(jì)算的條件 3.2. 1基本假定條件 1)正常

36、工作時(shí),三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 2)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。 3)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 4)短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間; 5)不考慮短路點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外,元件的電阻忽略不計(jì)。 6)不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 7)元件的參數(shù)均取額定值,不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 8)輸電線路的電容略去不計(jì)。 9)系統(tǒng)中的電機(jī)均為理想電機(jī),不考慮電磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響;轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱; 3.2. 2一般規(guī)定 1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流,應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算,并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃。 2

37、)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流,在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。 3)選擇導(dǎo)體和電器時(shí),對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn),應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大地點(diǎn)。 4)導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流,一般按三相短路計(jì)算。 3.3短路電流分析 3. 3.1選取短路點(diǎn) 由于原始資料規(guī)劃4臺(tái)相同機(jī)組,進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)考慮兩期工程都上馬時(shí)的因素,有利于母線、開關(guān)等一次設(shè)備的選擇,所以短路計(jì)算圖選擇4臺(tái)發(fā)電機(jī)。則選擇母線處短路點(diǎn)d1、發(fā)動(dòng)機(jī)回路出口處短路點(diǎn)d2、d3、d4、d5、廠用變低壓側(cè)短路點(diǎn)d6、d7、d8、d9,如下圖所示: 圖3.1短路點(diǎn)的

38、選擇 3. 3.2畫等值網(wǎng)絡(luò)圖 1 去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容和各元件的電阻,發(fā)動(dòng)機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗xd”。 2)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù),見表3.1: 表3.1 發(fā)電機(jī)參數(shù)(a)型號(hào)額定容量額定電壓額定電流功率因數(shù)xd”qfs-350-2350mw20kv10812a0.8516.9%qfs-200-2200mw15.75kv8625a0.8514.44%qfs-300-2300mw20kv11320a0.8516.7%qfs-350-2350mw20kv12846a0.8517.1% 表3.2 變壓器參數(shù)(b)型號(hào)額定電壓(kv)空載損耗kw短路損耗kw阻抗電壓%sf10-415000

39、242/2014%sf10-3500020/6.310.5%sf10-360000242/2014%sf10-445000242/2014% 3 將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)的標(biāo)么電抗: 取基準(zhǔn)容量sj100mva,基準(zhǔn)電壓up1242kv,up220kv,up36.3kv新建發(fā)電廠發(fā)電機(jī)、變壓器、廠用變的標(biāo)么值:x8x10x12x140.04833.1x7x9x11x130.03373.2x15x18x21x241-x1-2(1-)0.1050.045 3.3x16x17x19x20 x22x23x25x260.4902 3.4系統(tǒng)2200mw火電廠qfs發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值:x10.030

40、7x20.0219 3 系統(tǒng)2300mw火電廠qfs發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值:x30.0327x40.0194 4 系統(tǒng)2350mw火電廠qfs發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值:x50.0287x60.0157 畫出如圖3.2的等值電抗圖,并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。圖3.2等值電抗表示的短路點(diǎn)3. 3.3 化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖為了計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值,需要將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點(diǎn)為中心的輻射網(wǎng)絡(luò),并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗,即轉(zhuǎn)移電抗:化簡d1短路點(diǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)由圖3.2化簡得圖3.3x27x1+x20.0307+0.02190.0526x28x3+x40.0327+0.01940.0521x29x5

41、+x60.0287+0.01570.0444x30x7+x80.0483+0.03370.082x31x9+x100.0483+0.03370.082x32x11+x120.0483+0.03370.082x33x13+x140.0483+0.03370.082圖3.3d1短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(a)由圖3.3化簡得圖3.4x340.021圖3.4d1短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(b)化簡d2短路點(diǎn)的等值網(wǎng)絡(luò) 由圖3.2化簡得圖3.5圖3.5 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(a) 由圖3.5化簡得圖3.6 x350.0273 圖3.6 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(b) 由圖3.6化簡得圖3.7 x36 0.0103 圖3.7

42、d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(c) 由圖3.7化簡得圖3.8 x37 x36+ x70.0103+0.03370.044 圖3.8 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(d) 由圖3.8化簡得圖3.9 c10.2 c20.2 c30.23 c40.38 x380.22 x390.22 x400.1913 x410.1158 圖3.9 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(e) 因?yàn)閐2、d3、d4、d5各點(diǎn)的短路電流都相同,所以只化簡一點(diǎn)。3)化簡d6短路點(diǎn)的等值網(wǎng)絡(luò) 由圖3.9得到短路點(diǎn)d6的等值阻抗圖3.10 圖3.10 d6短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(a) 由圖3.10化簡得圖3.11 x42x15+x170.045+0.49020.5

43、352x430.0229圖3.11 d6短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(b) 由圖3.11化簡得圖3.12 x44x42+x430.5352+0.02290.5581 c10.0229/0.220.104 c2x43/x390.0229/0.220.104 c3x43/x400.0229/0.19130.1197 c4x43/x410.0229/0.11580.1978 c5x43/x80.0229/0.04830.4741 x450.5581/0.1045.3663 x460.5581/0.1045.3663 x470.5581/0.11974.6625 x480.5581/0.19782.8215 x4

44、90.5581/0.47411.1772 圖3.12 d6短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(c) 因?yàn)閐6、d7、d8、d9各點(diǎn)的短路電流都相同,所以只化簡一點(diǎn)。3. 3.4 各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算1) d1短路點(diǎn) (1)計(jì)算電抗:xjsx*,將圖3.4的等值阻抗化為計(jì)算阻抗 xjs270.05260.2475 xjs280.05210.3678 xjs290.04440.3656 xjs340.0210.3459 查曲線得出各電源供給的短路電流標(biāo)么值: 2200mw火電廠:i*”4.4i*0.13.6 i*42.4 2300mw火電廠:i*”2.8i*0.12.5 i*42.5 2350mw火電廠:i*”2.

45、8i*0.12.5 i*42.5 發(fā) 電 機(jī)f1f4:i*”3.1i*0.12.7 i*42.5 (2)各電源點(diǎn)供給的基準(zhǔn)電流:ij 2200mw火電廠:ij1.12 2300mw火電廠:ij1.68 2350mw火電廠:ij1.96 發(fā) 電 機(jī)f1f4:ij3.93 3 各電源點(diǎn)供給的短路電流周期分量有效值:i” i*” ij 2200mw火電廠:i”4.928i”0.14.032 i”42.688 2300mw火電廠:i”4.704i”0.14.2 i”44.2 2350mw火電廠:i”5.488i”0.14.9 i”44.9 發(fā) 電 機(jī)f1f4:i*”12.183 i*0.110.611

46、i*49.825 總的短路電流: i”總4.928+4.704+5.488+12.18327.303 i”總0.14.032+4.2+4.9+10.61123.743 i”總42.688+4.2+4.9+9.82521.613短路容量和短路電流最大值:短路容量:s”d3u i”總s”d3u i”總324227.30311443.89s”d0.13u i”總0.1324223.7439951.74s”d43u i”總4324221.6139058.96沖擊電流:ich2.62 i”總2.6227.30371.53ka全電流:ich1.56i”總1.5627.30342.59ka2)d2短路點(diǎn):

47、(1)計(jì)算電抗:xjsx*,將圖3.9的等值阻抗化為計(jì)算阻抗 xjs380.221.0353 xjs390.221.5529 xjs400.19131.5754 xjs410.11581.4305 xjs80.04830.1989 查曲線得出各電源供給的短路電流標(biāo)么值: 2200mw火電廠:i*”1.05i*0.11.0 i*41.15 2300mw火電廠:i*”0.7 i*0.10.65 i*40.68 2350mw火電廠:i*”0.7i*0.10.65 i*40.67 發(fā) 電 機(jī)f2f4:i*”0.75i*0.10.7 i*40.75 發(fā) 電機(jī)f1:i*”5.4i*0.15.3 i*42.

48、45 (2)各電源點(diǎn)供給的基準(zhǔn)電流:ij 2200mw火電廠:ij15.06 2300mw火電廠:ij20.33 2350mw火電廠:ij23.72 發(fā) 電 機(jī)f2f4:ij35.7 發(fā)電機(jī) f1 :ij11.86 3 各電源點(diǎn)供給的短路電流周期分量有效值:i” i*” ij 2200mw火電廠:i”15.81i”0.115.06 i”417.32 2300mw火電廠:i”14.23i”0.113.21i”413.62 2350mw火電廠:i”16.6i”0.115.42 i”415.89 發(fā) 電 機(jī)f2f4:i*”26.775 i*0.124.99i*426.775 發(fā) 電機(jī)f1:i*”64

49、.03 i*0.162.85 i*429.05 總的短路電流: i”總15.81+14.23+16.6+26.775+64.03137.45 i”總0.115.06+13.21+15.42+24.99+62.85131.53 i”總417.32+13.62+15.89+26.775+29.05102.66(4)短路容量和短路電流最大值:短路容量:s”d3u i”總s”d3u i”總320137.454761.268mvas”d0.13u i”總0.1320131.534556.2mvas”d43u i”總4320102.663556.14mva沖擊電流:ich2.62 i”總2.62137.45360.12ka全電流:ich1.56i”總1.56137.45214.42ka3)d6短路點(diǎn): (1)計(jì)算電抗:xjsx*,將圖3.9的等值阻抗化為計(jì)算阻抗 xjs455.366325.25 xjs465.366337.88 xjs474.662538.4 xjs482.821534.85 xjs491.17724.85 由于計(jì)算電抗大于3,所以采用i” x*0.5583 i”* i*0.1 i*4 i*1.79 (2)基準(zhǔn)電流:ij ij9.16 3短路電流周期分量有效值: 廠用變周期分量:i” i*