4X50MW火力發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、沈陽工業(yè)大學(xué)目錄目錄1.摘要4.ABSTRAC工7.1 引言9.第一部分說明書.102 變壓器選擇.102.1 變壓器的容量、臺數(shù)的確定原則 1.02.1.1具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器 .1 02.1.2接兩種升高電壓母線的聯(lián)絡(luò)變壓器 112.2 變壓器型式的選擇112.2.1 相數(shù)的選擇112.2.2繞組數(shù)的確定122.2.3 繞組接線的組別的確定 1.23 電氣主接線.133.1 主接線的設(shè)計依據(jù) 133.1.1 發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用 133.1.2 發(fā)電廠的分期和最終建設(shè)規(guī)模 133.1.3負荷大小和重要性.133.1.4 系統(tǒng)備用容量大小 .143.2 主接線設(shè)計的基本

2、要求143.2.1可靠性143.2.2靈活性143.2.3經(jīng)濟性153.3 各種母線接線形式的優(yōu)缺點及適用范圍 153.3.1 單母線接線153.3.2 單母線分段接線 163.3.3雙母線接線163.3.4 雙母線分段接線 173.3.5增設(shè)旁路母線的接線.173.4 發(fā)電機的連接方式183.5 限流電抗器的連接方式 183.6 主變壓器的連接方式 183.7 比較選擇主接線圖194廠用電接線214.1 廠用電接線總的要求 214.2 廠用母線接線設(shè)計 215 短路電流計算 235.1 電力系統(tǒng)短路電流計算條件 235.1.2 一般規(guī)定245.2 電路元件參數(shù)的計算 245.3 網(wǎng)絡(luò)變換25

3、5.3.1 Y 變換255.3.2 Y/ 變換265.4 等值電源的計算265.4.1 按個別變化計算265.4.2按同一變化計算265.5 三相短路電流周期分量的計算 265.5.1 無限大電源供給的短路電流 265.5.2有限電流供給的短路電流275.6 沖擊電流的計算276 電氣設(shè)備的選擇286.1 電氣設(shè)備選擇的一般要求 286.1.1 一般原則286.1.2技術(shù)條件286.2 電氣設(shè)備的選擇 296.2.1 母線的選擇 306.2.2 高壓斷路器的選擇326.2.3 隔離開關(guān)的選擇356.2.4 電流互感器的選擇 366.2.5 電壓互感器的選擇386.2.6 限流電抗器的選擇407

4、 高壓配電裝置427.1 設(shè)計原則與要求427.1.1 總的原則427.1.2 設(shè)計要求427.2 60KV配電裝置428 繼電保護和自動裝置的規(guī)劃 438.1 總貝 U 438.2 一般規(guī)定438.3 發(fā)電機保護448.4 變壓器保護 448.5 發(fā)電機變壓器組保護 448.6 母線保護458. 6.1610KV發(fā)電機電壓母線保護 458.6.2 60KV母線保護 458.7 安全自動裝置468.7.1 般規(guī)定： 468.7.2 自動重合閘裝置468.7.3 自動投入裝置468.7.4 自動低頻減載裝置，系統(tǒng)安全自動控制： 468.7.5 自動準(zhǔn)同步裝置478.7.6 自動調(diào)節(jié)勵磁裝置478

5、.7.7 自動滅磁裝置479發(fā)電廠和變電所的防雷保護 489.1 發(fā)電廠和變電所的雷害來源 489.2 發(fā)電廠、變電所直擊雷防護的基本原則 489.3 避雷針的設(shè)計489.4 避雷器的設(shè)計499.5 本廠避雷針的選擇49第二部分 計算書512 短路電流計算 52.1 系統(tǒng)各元件參數(shù)的計算 512.2 求K短路點的短路電流522.3 求K2短路點的電流542.4 加裝限流電抗器之后的短路計算 552.4.1 加裝限流電抗器之后的網(wǎng)絡(luò)圖552.4.2 計算K1短路點的短路電流 562.4.3計算K2短路點的短路電流582.5 避雷器的選擇 60總結(jié)62致謝：63參考文獻64附 錄65A1.14X5

6、0MW 火力發(fā)電廠電氣主接線圖 65A1.24X50MW 火力發(fā)電廠電氣部分60KV配電裝置平面圖65A1.34X50MW火力發(fā)電廠電氣部分60KV配電裝置進、出線斷面圖 65A1.44X50MW火力發(fā)電廠電氣部分60KV配電裝置防雷保護圖 .65畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 盡我所知，除文中特別加 以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研 究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文

7、中作了明確的說明并表示了謝意。期：作者簽名：日指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電 子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供 目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制 手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠?或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外， 本論文 不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 對

8、本文的研 究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完 全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定， 同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版， 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日本畢業(yè)設(shè)計論文是4X50MW熱電廠電氣部分初步設(shè)計全論文除了摘要、畢業(yè)設(shè)計書之外，還詳細的說明了各種設(shè)備選擇的最

9、基本 的要求和原則依據(jù)。 變壓器的選擇包括：發(fā)電廠主變壓器、高壓備用變壓器及 高壓廠用變壓器的臺數(shù)、容量、型號等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；電氣主接線主要介 紹了電氣主接線的重要性、設(shè)計依據(jù)、基本要求、各種接線形式的優(yōu)缺點以及主 接線的比較選擇，并制定了適合本廠要求的主接線；廠用電接線包括：廠用電接線的總要求以及廠用母線接線設(shè)計。 短路電流計算是最重要的環(huán)節(jié)，本論文詳 細的介紹了短路電流計算的目的、假定條件、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、網(wǎng)絡(luò) 變換、以及各短路點的計算等知識；高壓電氣設(shè)備的選擇包括母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、高壓開關(guān)柜的選擇原則和要求，并對 這些設(shè)備進行校驗和產(chǎn)品相

10、關(guān)介紹。而根據(jù)本論文所介紹的高壓配電裝置的設(shè) 計原則、要求和60KV的配電裝置，決定此次設(shè)計對本廠采用分相中型布置。繼 電保護和自動裝置的規(guī)劃，包括總則、自動裝置、一般規(guī)定和發(fā)電機、變壓器、 母線等設(shè)備的保護， 而發(fā)電廠和變電所的防雷保護則主要針對避雷針和避雷器 的設(shè)計。此外，在論文適當(dāng)?shù)奈恢眠€附加了圖紙（主接線、平面圖、防雷保護等） 及表格以方便閱讀、理解和應(yīng)用。本書可供發(fā)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（小型熱電廠）中設(shè)計的學(xué)生使用。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠 電氣設(shè)計 短路計算 設(shè)備選擇 配電裝置55AbstractThis book is the power plant and the electrical p

11、ower system and the electrical power system and the automated specialized use teaching material.This graduation project paper is the 4x50MW thermal power plant electricity part preliminary designWhole thesis besides summary graduate to desig n the book outside, retur ned the expatiati on every kind

12、of most basic request that equipments choose with principle according to. The choice of the transformer includes: Main transformer, high pressure in power plant back transformer and high pressure factories use the main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the transformer t

13、o really settle 。 The electricity lord connected the line to introduce primarily the electricity lord connects the linear importanee, design according to, the basic request, every kind of merit and shortco ming and lords that connect the line form conn ects the linear choosing more, the lord that co

14、mbine to establish the in keeping with my plant the request conn ects the line; The factory conn ects with the electricity the line in cludes: The factory connect the linear total request and factory to connect the line design with the mother line with the electricity. The short-circuit galva no met

15、er is regarded as the most importa nt link, this thesis introduced the calculating purpose in short-circuit electric current, assumption term, general provisi on, the calculatio n, n etwork tran sformati on of a parameter detailedly, and each calculatio n etc. knowledge that short circuit order; The

16、 choice of the high pressure electricity equipments in cludes the mother line, high pressure breaks the road mach ine and in sulate the switch, electric current to feels with each other the machine, electric voltage feels with each other the choice principle of the machine, high pressure switch cabi

17、net with request, and proceed to these equipme ntses the school check with the related in troducti on in product .But go together with the desig n prin ciple of the electricity device, request to go together with the electricity device with 60KVs accord ing to this thesis a high pressure for in trod

18、uci ng, decide this time desig n to adopt the cent the mutually medium-sized arra nging to the my pla nt. After electricity protect ion with the programming of the automatic device, include total, automatic device, general provision with the protecti on of gen erator, tran sformer, mother line etc.

19、equipme nts, but power pla nt with cha nge to give or get an electric shock a design for defending thunder protecting then primarily aiming at lightning rod with lightning arrester. In addition, return in the appropriate position in thesis additi onal diagram paper( the lord conn ects the line, pla

20、ne chart and defe nd thun der protect ion etc.) and forms read, comprehe nd with the convenience with applied.This book may supply the stude nt use which the electricity gen eratio n specialized graduati onproject (small thermal power plant) desig ns.Key word: Thermal power plantElectricity desig ns

21、hort circuit calculationThe equipme nts choiceelectricity equips1 引言本次設(shè)計題目為：4X50MW熱電廠電氣部分初步設(shè)計。發(fā)電廠基本情況：本 電廠規(guī)模為200MW，擬裝設(shè)4臺50MV發(fā)電機，以10.5KV和60KV兩種電壓向本 區(qū)工業(yè)生產(chǎn)和居民供電，同時兼供熱，剩余功率經(jīng)兩條架空線送往住系統(tǒng)。該廠共裝四臺抽氣式汽輪機，五臺 220T/H的鍋爐。10.5KV出線共17回；最小負荷 為最大負荷的70% 60KV出線共2回，其最大負荷利用時間T =6000小時。系統(tǒng) 容量為1000M，系統(tǒng)到60KV母線的電抗值為0.2。本次設(shè)計主要任

22、務(wù)是選擇主變壓器及廠用變壓器的容量、 臺數(shù)、型號以及參 數(shù)；選取幾個電氣主接線的方案，并通過比較論證確定最優(yōu)方案，然后進行短路 電流計算并確定本廠所需的電氣設(shè)備及高壓配電裝置、 繼電保護和自動裝置，并 在此基礎(chǔ)上完成防雷保護的規(guī)劃設(shè)計。 此外還需要繪制發(fā)電廠電氣主接線圖， 高 壓配電裝置平面圖。從十九世紀(jì)末期電力應(yīng)用于生產(chǎn)以來，到今天已成為當(dāng)今世界物質(zhì)生產(chǎn)的基 本動力，電氣化程度是各國國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。特別是隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展進程不斷加快，在生產(chǎn)過程中對用電量的需求以及對0.1961.275MPa的等壓力蒸汽（用來滿足生產(chǎn)的蒸煮、干燥等工藝要求）的需求量均 在不斷增加。我國熱電機

23、組裝機容量也在不斷增加。建立熱電廠并分布在冶金、 煉油、制糖、造紙、化纖、輕紡、食品等生產(chǎn)企業(yè)，可以更好地提高能源利用率， 降低生產(chǎn)成本，既滿足了蒸汽需要量， 又能自行發(fā)電，也解決了部分工業(yè)和居民 用電。既為我國節(jié)約能源和緩和電力供應(yīng)的緊張局面，發(fā)揮了作用，又提高了經(jīng)濟效益。具有極其深遠的意義。本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)任務(wù)書設(shè)計的要求，綜合大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識及電 力工程電氣設(shè)計手冊、電力工程電氣設(shè)備手冊等書籍的有關(guān)內(nèi)容， 在指導(dǎo)教 師的幫助下，通過本人的精心設(shè)計論證完成的。整個設(shè)計過程中，全面細致的考 慮工程設(shè)計的經(jīng)濟性、系統(tǒng)運行的可靠性、 靈活性等諸多因素，最終完成本次設(shè) 計。第一部分說明書2變

24、壓器選擇發(fā)電廠主變壓器、高壓備用變壓器及高壓廠用變的臺數(shù)、容量、型號、變比 等主要技術(shù)數(shù)據(jù)確定。在發(fā)電廠中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用 于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器， 稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本廠用電的變壓 器，稱為廠用變壓器。2 . 1變壓器的容量、臺數(shù)的確定原則主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的 確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級等因素，進行綜合分析和合理選擇。如果變 壓器容量選得過大、臺數(shù)過多，不僅增加投資增大占地面積，而且也增加了運行 電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮

25、效益；若容量選得過小，將可能“封鎖”發(fā)電機剩 余功率的輸出或者會滿足變電所負荷的需要。 這在技術(shù)上是不合理的。因為每千 瓦的發(fā)電設(shè)備投資遠大于每千瓦設(shè)備的投資。因此，在選擇發(fā)電廠的變壓器時， 應(yīng)遵循以下基本原則2. 1.1具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器 連接在發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器容量，應(yīng)按下列條件計算：(1) 當(dāng)發(fā)電機電壓母線上負荷最小時，能將發(fā)電機電壓母線上的剩余有功和 無功容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負荷情況。(2) 當(dāng)發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機組停用時，能由系統(tǒng)供給了電機電 壓的最大負荷。在電廠分期建設(shè)中， 在事故斷開最大一臺發(fā)電機組的情況下， 通 過變壓器向系統(tǒng)

26、取得電能時，可考慮變壓器的允許過負荷和限制非重要負荷。(3) 根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟運行的要求(如充分利用豐水季節(jié)的水能)，而限制本廠輸 出功率時，能供給發(fā)電機電壓的最大負荷。(4) 按上述條件計算時，應(yīng)考慮負荷曲線的變化和逐年負荷的發(fā)展。特別應(yīng)注意發(fā)電廠初期運行，當(dāng)發(fā)電機電壓母線負荷不大時，能將發(fā)電機電壓母線上的 剩余容量送入系統(tǒng)。(5) 發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺。對主要向發(fā)電機電壓 供電的地方電廠，而系統(tǒng)電源僅作為備用，則允許只裝設(shè)一臺主變壓器作為發(fā)電 廠與系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)。對小型發(fā)電廠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器宜設(shè)置一 臺。對裝設(shè)兩臺變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中一臺主變壓器退出運行時

27、，另一臺變壓 器應(yīng)能承擔(dān)70%勺容量。2. 1. 2接兩種升高電壓母線的聯(lián)絡(luò)變壓器(1) 滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種不同運行方式下，網(wǎng)絡(luò)間的有功功率和無功功 率的交換。(2) 其容量一般不小于接在兩種電壓母線上最大一臺機組的容量，以保證最 大一臺機組故障或檢修時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本側(cè)負荷的要求； 同時也可在 線路檢修或故障時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器將其剩余容量送入另一系統(tǒng)。(3) 為了布置和引接線的方便，聯(lián)絡(luò)變壓器一般裝設(shè)一臺，最多 不超過兩臺。(4) 聯(lián)絡(luò)變壓器的一般采用自耦變壓器。在按上述原則選擇容量時，要注意 低壓側(cè)接有大量無功設(shè)備的情況， 必須全面考慮有功功率和無功功率的交換， 以 免限制自耦

28、變壓器容量的的充分利用。2 . 2變壓器型式的選擇2. 2. 1相數(shù)的選擇主變壓器采用三相或是單相，主要考慮主變壓器的制造條件，可靠性要求及 運輸條件因素。在330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。因為單相變壓器繞組 相對來講投資大、占地多、運輸損耗出較大，同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了維 修工作量。但是由于變壓器的制造條件和運輸條件的限制，特別是大型變壓器， 尤其需考慮其運輸可能性，從制造廠到發(fā)電廠(或變電所)之間，變壓器尺寸是否 超過運輸途中隧道、涵洞、橋洞的允許通過限額，變壓器重量是否超過運輸途中 車輛、船舶、碼頭、橋梁等運輸工具或設(shè)施的允許承載能力。若受到限制時，則 宜選用兩臺

29、小容量的在相變壓器取代一臺大容量的三相變壓器，或者選用單相變壓器組。對500KV及以上電力系統(tǒng)中的主變壓器相數(shù)的選擇，除按容量、制造水 平、運輸條件確定外，更重要的是考慮負荷和系統(tǒng)情況，保證供電可靠性，進行 綜合分析，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟的條件下來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。2. 2. 2繞組數(shù)的確定國內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分類有雙繞組普通式、自耦式以及低壓繞組分裂等型式變壓器，發(fā)電廠如以兩種升高電壓級向用戶供電或與系統(tǒng)連 接時，可以采用二臺雙繞組變壓器或三繞組變壓器，亦可選用自耦變壓器。一般是當(dāng)最大機組為125MW及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，因為一臺三繞組變 壓器的價格及

30、所使用的控制電路和輔助設(shè)備， 與相應(yīng)的兩臺雙繞組變壓器相比都 較少。但三繞組變壓器的每個繞組通過容量應(yīng)達到該變壓器額定容量的15液以上，否則繞組未能充分利用，反而不如選用兩臺比繞組變壓器合理。 對于最大機 組為200MV以上的發(fā)電廠，由于機組容量大，額定電流及短路電流都甚大，發(fā)電 機出口斷路器制造困難，價格昂貴，且對供電可靠性要求較高，所以，一般在發(fā) 電機回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線。 而封閉母線回路中一般不裝設(shè)斷 路器和隔離開關(guān)。況且，三繞組變壓器由于制造上的原因，中壓側(cè)不留分接頭， 只作死抽頭，不利于高、中壓側(cè)的調(diào)壓和負荷分配。為此，一般以采用雙繞組變 壓器和聯(lián)絡(luò)變壓器更為合理。其

31、聯(lián)絡(luò)變壓器宜選用三繞組變壓器， 低壓繞組可作 為廠用備用電源或廠用啟動電源，亦可連接無功補償裝置。當(dāng)采用擴大單元接線 時，應(yīng)優(yōu)先選用低壓分裂繞組變壓器，這樣，可以大大限制短路電流。在110KV及以上中性點直接接地系統(tǒng)中，凡需選用三繞組變壓器的場所，均可優(yōu)先選用自 耦變壓器，它損耗小、體積小、效率高，但限制短路電流的效果較差，變比不宜 過大。2. 2. 3繞組接線的組別的確定變壓器三相繞組的接線組別小， 必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列 運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“ Y和三角形“ D”兩種。因此變 壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來確定。我國110KV及以上電壓變壓器三相

32、繞組都采用“ Yn”連接；35KV采用“Y”連接，其中性點多通過消弧線圈接地；35KV以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“ D連接產(chǎn)品型號額疋容量（KVA高壓組合（KV聯(lián)合組標(biāo)號阻抗 電壓（%空載 電流 （%空載損耗（KW負載損耗（KW咼壓低壓SFPZ-63000/63630006063 8x1.25%6611,10.56.6,6.3YN,d110.90.7712473電氣主接線電氣主接線是發(fā)電廠電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大 影響。因此

33、，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù) 經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。3. 1主接線的設(shè)計依據(jù)在選擇電氣主接線時，應(yīng)以下列幾點要求作為設(shè)計依據(jù)：3. 1. 1發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型發(fā)電廠、中小型地區(qū)電廠以及企業(yè)自備電廠三種 類型。大型主力火電廠靠近煤礦或沿海、沿江，并接入330500KV超高壓系統(tǒng)；中小型地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)，一般接入 110220KV系統(tǒng)，也有接入330KV系統(tǒng)；企 業(yè)自備電廠則以對本企業(yè)供電供熱為主，并與地區(qū)110220KV系統(tǒng)相連。中小型電廠常有發(fā)電機電壓饋線向附近工業(yè)區(qū)供電。3. 1. 2發(fā)電廠的分期和最終建設(shè)規(guī)模發(fā)電廠的機

34、組容量，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃容量、負荷增長速度和電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)等因素進行選擇，最大機組的容量以占系統(tǒng)總?cè)萘康?10咖宜。一個廠房內(nèi)的機組，其臺數(shù)以不超過6臺、容量等級以不超過兩種為宜。3. 1. 3負荷大小和重要性對于一級負荷必須有兩個獨立電源供電，且當(dāng)任何一個電源失去后，能 保證對全部一級負荷不間斷供電； 對于二級負荷一般要有兩個獨立電源供電， 切 當(dāng)任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷的供電； 對于三級負荷一 般只需一個電源供電。3. 1. 4系統(tǒng)備用容量大小系統(tǒng)中需要有一定的發(fā)電機裝機備用容量。運行備用容量不宜少于810%以適應(yīng)負荷突增、機組檢修和故障停運三種情況。系統(tǒng)備用容量的大小

35、將會影響運行方式的變化。例如：檢修母線或斷路器時，是否允許線路、變壓器 或發(fā)電機停運；故障時允許切除線路、變壓器和機組的數(shù)量等。設(shè)計主接線時， 應(yīng)充分考慮這個因素。3. 2 主接線設(shè)計的基本要求主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。3. 2. 1可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個要求。3. 2. 1.1研究主接線可靠性應(yīng)注意的問題(1) 應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。主接線可靠 性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐，至于可靠性的定量分析由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及計算方法尚不 完善，計算結(jié)果不夠準(zhǔn)確，因而，目前僅作為參考。(2) 主接線的可靠性要包括一次部分和

36、相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性 的綜合。(3) 主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的 電氣設(shè)備可以簡化界限。(4) 要考慮所設(shè)計電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用。3. 2. 1. 2主接線可靠性的具體要求(1) 斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。(2) 斷路器或母線故障以及母線檢修時， 盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間， 并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。(3) 盡量避免發(fā)電廠全部停運的可能性。3. 2. 2靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。3. 2. 2. 1調(diào)度時，應(yīng)可以靈活的投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故

37、運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系 統(tǒng)調(diào)度要求。3. 2. 2. 2檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行 安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。3. 2. 2. 3擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù) 供電或停電時間最段的情況下，投入新裝機組、 變壓器或線路而不互相干擾，并 且對一次和二次部分的改造工作量最少。3. 2. 3經(jīng)濟性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。3. 2. 3. 1 投資省(1) 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、避雷 器等一次設(shè)備。(2) 要能使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜

38、，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。(3) 要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。(4) 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110KV及以下終端或分支變電所 可采用簡易電器。3. 2. 3. 2 占地面積小主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。3. 2. 3. 3電能損失小經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類(雙繞組、三繞組或自耦變壓器)、容量、數(shù)量， 要避免因兩次變壓器而增加電能損失。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠 接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。3. 3 各種母線接線形式的優(yōu)缺點及適用范圍3. 3. 1單母線接線(1) 優(yōu)點：接

39、線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電設(shè)備。(2) 缺點：不夠靈活可靠，任一元件(母線及母線隔離開關(guān))故障或檢修，均 需使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線分開后才能恢復(fù)非故障段的供 電。(3) 適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的以下三種情況：1) 610KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5回。2) 3563KV配電裝置的出線回路不超過 3回。3) 110220KV配電裝置的出線回路不超過 2回。3. 3. 2單母線分段接線(1) 優(yōu)點：1) 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個

40、回路，有兩 個電源供電。2) 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線 不間斷供電和不至使重要用戶停電。(2) 缺點：1) 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修 期間內(nèi)停電。2) 當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。3) 擴建時需要向兩個方向均衡擴建。(3) 適用范圍：1) 610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以下時。2) 3563KV配電裝置出線回路數(shù)為48回時。3) 110220KV配電裝置的出線回路數(shù)為34回時。3. 3. 3雙母線接線(1) 優(yōu)點：1) 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 而不至使供電中

41、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。2) 調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈 活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3) 擴建方便。向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。 當(dāng)有雙向架空線路時，可以順序 布置，以至連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。4）便于試驗。當(dāng)個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。（2）缺點：1）增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。2）當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電

42、器，容易誤操作。為了 避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。（3）使用范圍：當(dāng)出現(xiàn)回路數(shù)或母線上電源較多， 輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢 復(fù)供電，母線或母線設(shè)備檢修時，不允許影響對用戶的供電，系統(tǒng)運行調(diào)度對接 線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下：1）610KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時。2）3563KV配電裝置，當(dāng)出線回路熟超過 8回時；或連接的電源較多、負 荷較大時。3）110220KV配電裝置出線回路數(shù)為 5回及以上時，或當(dāng)110220KV配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時。3. 3. 4雙母線分段接

43、線分段原則是：1）當(dāng)進出線回路數(shù)為1014時，在一組母線上用斷路器分段。2）當(dāng)進出線回路數(shù)為15回以以上時，兩組母線均用斷路器分段。3）在雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器。4）為了限制220KV母線短路電流或系統(tǒng)解列運行的要求，可根據(jù)需要將母 線分段。3. 3. 5增設(shè)旁路母線的接線（1）有專用旁路短路器。（2）母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器(3) 分段斷路器兼作旁路斷路器。3. 4 發(fā)電機的連接方式中小型電廠一般建設(shè)在工業(yè)企業(yè)或城鎮(zhèn)附近，除少數(shù)為凝汽式電廠外，多數(shù)為熱電廠，常設(shè)有610KV發(fā)電機電壓配電裝置向附近供電。3.4.1 容量為1260MV發(fā)電機，當(dāng)有發(fā)電機電壓直配線時，應(yīng)根據(jù)

44、地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的需要，采用6.3KV或10.5KV。發(fā)電機與變壓器單元連接且有廠用分支引出時，一般采用6.3KV。3.4.2 100MW發(fā)電機電壓為10.5KV，一般與變壓器單元連接，但也可接至發(fā) 電機電壓母線。連接于6KV配電裝置的發(fā)電機總?cè)萘坎荒艹^ 120MWV連接于10KV配電裝置的 發(fā)電機總?cè)萘坎荒艹^240MWV以免母線分段過多和短路電流太大。3. 5限流電抗器的連接方式3.5.1 裝設(shè)母線分段電抗器。3.5.2 在發(fā)電機或主變壓器回路裝設(shè)電抗器或分裂電抗器3.5.3 在直配線上裝設(shè)電抗器。3. 6主變壓器的連接方式3.6.1 為了保證發(fā)電機電壓出線供電可靠性，接在發(fā)電機電壓母線上的主變

45、 壓器一般不少于兩臺。3.6.2 當(dāng)發(fā)電廠有兩種升高電壓，且機組容量為 125MW及以下時，一般采用 兩臺三繞組變壓器與兩種升高電壓母線連接， 但每個繞組的通過功率應(yīng)達到該變 壓器容量的15鳩上。3.6.3 若兩種升高電壓母線均系中性點直接接地系統(tǒng)，且送電方向主要由變 壓器低、中壓向高壓側(cè)輸送時，選用自耦變壓器連接較為經(jīng)濟。3.6.4 當(dāng)兩種升高電壓母線交換功率較大時，可采用降壓型自耦變壓器連接3. 7 比較選擇主接線圖7 7(nr卜門 D C丄U60KVw6.3KVG1 G23G4GJ Li3 13tJI斗u% *I 二i i111熱電廠主接線圖（一）W5W4220KVW3WG1 G2G3

46、G4熱電廠主接線圖（二）6.3KV萬案項目方案（一）方案（二）可靠性1、可靠性高，無論檢修母 線或設(shè)備故障、檢修， 均不致全廠停電；2、采用單元接線，兩個電 壓等級由聯(lián)絡(luò)變壓器連 接，不致使各級電壓解 列，提咼了供電的可靠 性。1、簡單清晰，設(shè)備少， 10KV電壓等級所采用 的單母分段降低了供 電的可靠性；2、機組配置合理；靈活性1、10KV 220KV均有多種運 行方式，運行調(diào)度靈活， 相應(yīng)的保護裝置較復(fù) 雜；2、易于擴建和實現(xiàn)自動 化。1、運行方式相對簡單，調(diào) 度靈活性差；2、各種電壓級接線都便 于擴建和發(fā)展。經(jīng)濟性1、投資高、設(shè)備數(shù)量較多， 年費用大2、占地面積相對大，但是提 咼了可靠性

47、；1、投資小、設(shè)備相對較少、 年費用少2、采用單元接線及封閉 母線節(jié)省了投資；根據(jù)上面的表格比較可以看出，選擇主接線（一）在各個方面都比較合理， 又由于小電廠的特殊性和主接線的要求，最終確定選擇主接線（一） 方案為我所 設(shè)計電廠的主接線的正式方案。4廠用電接線4. 1廠用電接線總的要求廠用電設(shè)計應(yīng)按照運行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃， 妥善解決 分期建設(shè)引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備， 使設(shè)計達到 經(jīng)濟合理、技術(shù)先進，保證機組安全、經(jīng)濟和滿發(fā)地運行。廠用電接線應(yīng)滿足下列要求：4.1.1 各機組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨立的。每臺機組的廠用電系統(tǒng)能在規(guī)定電壓變化范圍內(nèi)工作，不

48、受外部電力系統(tǒng)故障干擾，一臺機組的故障、停運或其輔助設(shè)備的電氣故障，不應(yīng)影響另一臺機組的正常運行。4.1.2 保證在廠用工作電源故障、機組起動和停運過程中必需的廠用機械的 供電，一般應(yīng)配置備用電源或起動電源。在機組起動、停運和事故時的切換操作 要少，并能與工作電源短時并列（選擇廠用工作變壓器和廠用備用變壓器繞組連 接方式時，應(yīng)計及此）。4.1.3 在滿足機組安全運行的前提下，設(shè)置數(shù)量少的廠用變壓器和廠用母線 段，使接線簡單明了和操作方便。4.1.4 充分考慮分期建設(shè)與連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式。4.1.5 合理配置廠用電系統(tǒng)的繼電保護裝置，正確選擇保護裝置的和備用電源自投裝置的動作時間

49、，使能迅速切除故障元件，保護人身和設(shè)備安全，縮小故障影響，提高廠用電系統(tǒng)的安全水平。4. 2廠用母線接線設(shè)計4.2.1 在本電廠廠用電設(shè)計中，廠用電按發(fā)電機容量的12%考慮。用電量大，為了提高供電可靠性，廠用電系統(tǒng)接線通常采用單母線接線，并按照“按爐 分段”的接線原則，將廠用電母線按照鍋爐的臺數(shù)分成若干獨立段。各獨立母線段分別由工作電源和備用電源供電。4.2.2 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據(jù)發(fā)電機額定電壓、廠用電動機的電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠運行等諸多方面因素，相互配合，經(jīng)過經(jīng)濟、技術(shù)綜合比較后確定的。廠用電采用3KV和380/220V兩種電壓等級，前者為中性點不接 地系統(tǒng)，后者為中性點經(jīng)高電

50、阻接地系統(tǒng)。4.2.3 又因為本廠發(fā)電機出口電壓為6.3KV，所以沒有選擇廠用變壓器，而是用電抗器連接廠用工作母線和備用段母線。4.2.4 低壓廠用工作電源引接方式（1）低壓廠用工作變壓器一般由高壓廠用母線上引接。當(dāng)無高壓廠用母線 段時，可從發(fā)電機電壓主母線或發(fā)電機出口引接（2）按爐分段的低壓廠用母線，其工作變壓器應(yīng)由對應(yīng)的高壓廠用母線段 供電。當(dāng)有發(fā)電機電壓母線時：發(fā)電機電壓母線為6.3KV時，一般用電抗器從住母線引接一個備用電源。當(dāng)電廠有與電力系統(tǒng)連接的35KV母線時，根據(jù)裝機容量及 其在系統(tǒng)中的作用（如6.3KV主母線上的發(fā)電機總?cè)萘砍^系統(tǒng)容量的20%時），為了在全廠停電時迅速取得備用

51、電源，也可由35KV母線引接。4. 3 3KV電壓供電的優(yōu)點：4.3.1 3KV 電動機效率比6KV電動機約高115%價格約低20%4.3.2 3KV電動機的最小容量比6KV電動機小；從而使0.4KV低壓廠用變壓器容量和臺數(shù)減少；4.3.3 由于減少了 380V電動機數(shù)量，使較大截面的電纜數(shù)量減少，從而減 少了有色金屬的消耗量。本廠廠用電接線如下圖所示:W3W16KVT21220KVT16KVG1 G24 220KV備用段爭G4 jpi THT26KVT22380/220V380/220V廠用電接線圖5短路電流計算短路電流計算的主要目的1電氣主接線的比較與選擇。2選擇斷路器等設(shè)備。3確定中性點

52、接地方式。4計算軟導(dǎo)線的短路搖擺。5. 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離。6. 驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。7選擇繼電保護裝置。5. 1電力系統(tǒng)短路電流計算條件5.1.1 基本假定短路電流實用計算中，采用以下假定條件和原則：5.1.1.1 正常作時，三相系統(tǒng)對稱運行。5.1.1.2 所有電源的電動勢相位角相同。5.1.1.3 中的同步和異步電機均勻為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、 渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相 差120度電氣角度。5.1.1.4 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不 隨電流大小發(fā)生變化。5.1.1.5 電力系統(tǒng)中所有電

53、源在額定負荷下運行，其中50%負荷接在高壓母線上，50%負荷接在系統(tǒng)側(cè)。5.1.1.6 同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）。5.1.1.7 短路發(fā)生在短路電流最大值的瞬間。5.1.1.8 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。5.1.1.9 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件 的電阻都略去不計。5.1.1. 10元件的計算參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。5.1.1. 11輸電線路的電容略去不計。5.1.1. 12用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。5.1.2 一般規(guī)定5.1.2.1 驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電 流，應(yīng)

54、按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為 本期工程建成后510年）。確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常 接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。5.1.2.2 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具 有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。5.1.2.3 選擇導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定時，對不帶電抗器回路的計算短路點， 應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。5.1.2.4 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相 短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回 路中的單

55、相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況計算。5. 2電路元件參數(shù)的計算高壓短路電流的計算一般只計算各元件的電抗，采用標(biāo)么值。標(biāo)么值為各電路元 件有名值與基準(zhǔn)值之比。*U =U/U j*S =S/Sj*I =1/1 j= .3U jl/Sj*X =X/X j =XS j/U j5. 3網(wǎng)絡(luò)變換5.3.1 /Y 變換X13*X12/(X13+X12+X 23)X2= X12* X 23/(X13+X12+X 23)X3 = X13* X23/(X13+X12+X 23)5.3.2 Y/ 變換如上圖：X 12 =X1 + X2 + X1X2 / X 3X 13 =X1 + X 3 + X1X 3/ X