濟(jì)寧2×200MW凝汽式火力發(fā)電廠電氣部分進(jìn)行初步設(shè)計

1、摘要本畢業(yè)設(shè)計是對濟(jì)寧2×200MW凝汽式火力發(fā)電廠電氣部分進(jìn)行初步設(shè)計。論文詳細(xì)的說明了各種設(shè)備選擇的最基本的要求和原則依據(jù)以及計算過程。本設(shè)計共分十章，第一章為緒論，第二章負(fù)荷計算，第三章為變壓器臺數(shù)和容量的選擇，第四章是發(fā)電廠電氣主接線的選擇，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。第五章廠用電設(shè)計，包括：廠用電接線的總要求、廠用母線接線設(shè)計。第六章短路電流計算，是最重要的環(huán)節(jié)，本書詳細(xì)的介紹了短路電流計算的目的、條件、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、網(wǎng)絡(luò)變換等知識。第七章電氣設(shè)備的選擇與校驗，包括母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互

2、感器、電壓互感器的選擇原則和要求。第八章簡單的介紹了高壓配電裝置的設(shè)計原則、要求和220KV的配電裝置。第九章全廠繼電保護(hù)和自動裝置規(guī)劃設(shè)計，包括總則、自動裝置、一般規(guī)定和發(fā)電機(jī)、變壓器、母線等設(shè)備的保護(hù)。第十章發(fā)電廠的防雷保護(hù)，包括選擇的基本原則、避雷針和避雷器的設(shè)計。此外，在適當(dāng)?shù)奈恢酶郊恿藞D紙（主接線圖、平面圖、斷面圖）。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)、母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器AbstractThe design of graduation Jining 2 x 200 MW steam-electric power plant for the preliminary design. P

3、apers detailed description of the various types of equipment to choose the most basic requirements and principles and the basis for calculation. The design is divided into 10 chapters, the first of introduction, the second chapter load calculation, the third chapter of transformer capacity and the n

4、umber of Taiwan's choice Chapter IV power plant is the main electrical connection options, mainly on the electrical wiring of the importance of design basis, basic requirements, Wiring various forms of the main advantages and disadvantages of wiring options. Chapter V power plant design, includi

5、ng : electricity wiring plant to the general requirement of plants used bus wiring design. Chapter VI of short-circuit current, is the most important part of the book provides detailed descriptions of the short-circuit current calculation purposes, conditions, general rule, the device parameters, su

6、ch as knowledge of network transformation. Chapter VII of electrical equipment and checking, including bus, high pressure circuit breakers, isolation switches, CT, The choice of voltage transformer principles and requirements. Chapter VIII simple introduction to the high-voltage power distribution e

7、quipment design principles, requirements, and the 220 KV power distribution devices. Chapter IX plant protection and automatic device design, including general principles, automatic installation, general provisions and generators, transformers, busbar protection equipment. Chapter 10 power plants li

8、ghtning protection, including the selection of basic principles, and a lightning arrester design. In addition, at a suitable location attached drawings (main wiring maps, graphs, maps section). Key words : power system, bus, HV circuit breakers, isolation switches, voltage transformer目錄摘要I目錄III第1章 緒

9、論1第2章 負(fù)荷計算22.1廠用負(fù)荷表22.2 負(fù)荷計算4第3章 變壓器的臺數(shù)與容量的選擇63.1 主變壓器的確定63.1.1 主變壓器容量及臺數(shù)的確定63.1.2 主變壓器型式的選擇63.2 容量選擇7第4章 電氣主接線的選擇104.1 電氣主接線的設(shè)計原則104.1.1 主接線的設(shè)計依據(jù)104.1.2 主接線設(shè)計的基本設(shè)計114.2 設(shè)計方案124.2.1 220KV側(cè)設(shè)計方案124.2.2 高壓廠用側(cè)設(shè)計方案13第5章 廠用電接線155.1 廠用電接線總的要求155.2 廠用電接線設(shè)計方案15第6章 短路電流計算176.1 短路電流計算的目的：176.2 短路的原因和短路的定義176.3

10、 短路和種類176.4 電力系統(tǒng)短路電流的計算條件186.5 短路電流的計算步驟18第7章 電氣設(shè)備的選擇227.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則227.2 高壓斷路器的選擇227.3 高壓隔離開關(guān)的選擇257.4 電流互感器的選擇267.5 電壓互感器的選擇287.6高壓開關(guān)柜的選擇297.7 母線的選擇31第8章 高壓配電裝置規(guī)劃設(shè)計368.1 高壓配電裝置規(guī)劃設(shè)計的一般原則368.2 設(shè)計要求368.3 配電裝置368.4 設(shè)備配置378.5 本廠采用的配電裝置39第9章 全廠繼電保護(hù)和自動裝置規(guī)劃設(shè)計409.1 總則409.2 一般規(guī)定409.3 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)419.3.1 發(fā)電機(jī)保護(hù)

11、419.3.2 主變保護(hù)419.3.3 變壓器相間短路的后備保護(hù)429.3.4 變壓器接地短路后備保護(hù)439.3.5 變壓器過負(fù)荷保護(hù)439.3.6 變壓器瓦斯保護(hù)439.4 母線保護(hù)449.5 線路保護(hù)459.5.1 配置原則：459.5.2 220KV線路保護(hù)459.6 自動裝置的設(shè)計46第10章 防雷保護(hù)設(shè)計4710.1 直擊雷和感應(yīng)雷保護(hù)4710.2 雷電波入侵保護(hù)4710.3 避雷器的選擇4810.4 避雷針的選擇48第11章 結(jié)論51參考文獻(xiàn)52致 謝53附 錄54附 錄59第1章 緒論。,目前我國以火力發(fā)電廠為主,其發(fā)電量占全國總發(fā)電量的70%以上。尤其是在我國的北方,煤炭、石油

12、和天然氣等資源非常豐富。更是以火力發(fā)電廠為主。我國火電廠所使用的能源主要是煤，且主力電廠是凝氣式發(fā)電廠。本設(shè)計以濟(jì)寧凝氣式發(fā)電廠對象進(jìn)行設(shè)計。為了滿足電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，發(fā)電廠中安裝了各種電氣設(shè)備，其主要任務(wù)是啟停機(jī)組、調(diào)整負(fù)荷、切換設(shè)備和線路、監(jiān)視主要設(shè)備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理等。所以發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計關(guān)系到整個電廠的安全穩(wěn)定運行。第2章 負(fù)荷計算2.1廠用負(fù)荷表繪制表2.1 廠用負(fù)荷表序 號設(shè) 備 名 稱額定容量（KW）臺 數(shù)備 注1給水泵28004二運二備2凝結(jié)水泵3102互為備用3循環(huán)水泵100034送風(fēng)機(jī)11502互為備用5引風(fēng)機(jī)125026

13、磨煤機(jī)55087派粉風(fēng)機(jī)105048射水泵3002一運一備9備用勵磁機(jī)850110碎煤機(jī)5802一運一備11廠外除灰電源10002一運一備12輸煤變壓器800KVA2一運一備13主廠房低壓工作變800KVA114主廠房低壓公用變800KVA115低壓備用變800KVA116修配廠變900KVA1全廠公用17化學(xué)水處理變680KVA2一運一備18補充水泵房變1675KVA2一運一備19燃油泵房變壓器350KVA1表2.2 拆分負(fù)荷表設(shè)備名稱容量（KW） 段 段重復(fù)容量臺數(shù)容 量臺數(shù)容 量給水泵280025600256005600凝結(jié)水泵31013101310310循環(huán)水泵100022000110

14、00791069105910送風(fēng)機(jī)115011150111501150引風(fēng)機(jī)12501125011250磨煤機(jī)5504220042200排粉風(fēng)機(jī)10502210022100射水泵30013001300300備用勵磁機(jī)8501850碎煤機(jī)58015801580580廠外除灰電源100011000110001000943085803030（KVA）15925.5142038485.5輸煤變壓器800（KVA廠房低壓工作變800（KVA）1800主廠房低壓公用變800（KVA）1800低壓備用變800（KVA）1800修配廠變900（KVA）1900化學(xué)水處理變680（KV

15、A）16801680680補充水泵房變1675（KVA）11675116751675燃油泵房變壓器350（KVA）1350680531553155（KVA）5784.252681.752681.75分裂繞組負(fù)荷（）（KVA）23302.318305.0512015.8高壓繞組負(fù)荷（KVA）23302.3+18305.05-12015.8=29591.552.2 負(fù)荷計算1、計算原則 連續(xù)運行的設(shè)備應(yīng)予計算； 機(jī)組正常運行時不經(jīng)常而連續(xù)運行日設(shè)備（如備用勵磁機(jī)、備用電動給水泵等）也應(yīng)計算； 不經(jīng)常短時及不經(jīng)常而斷續(xù)運行的設(shè)備不予計算，但由電抗器供電的應(yīng)全部計算； 由同一電源供電的互為備用設(shè)備只計

16、算運行的部分； 由不同電源供電的互為備用設(shè)備，應(yīng)全部計算；但臺數(shù)較多時，允許扣除其中一部分； 對于分裂變壓器，其高低壓繞組負(fù)荷應(yīng)分別計算。當(dāng)兩個低壓繞組接有互為備用設(shè)備時，對高壓繞組只計算其運行部分，對低壓繞組則一般均予計算； 對于分裂電抗器，應(yīng)分別計算每一臂中通過的負(fù)荷，其計算原則與普通電抗器相同。2、計算方法負(fù)荷計算一般采用換算系數(shù)法，如按換算系數(shù)法求得的計算負(fù)荷接近變壓器繞組額定容量，在必要時可用軸功率法校驗。 換算系數(shù)法換算系數(shù)法的算式為：S=（KP）式中 S計算負(fù)荷（KVA）； K換算系數(shù)，見表； P電動機(jī)的計算功率（KW）。電動機(jī)的計算功率按其負(fù)荷特點確定，如：機(jī)組容量（KW）12

17、5000200000給水泵及循環(huán)水泵11凝結(jié)水泵0.81其他高壓電動機(jī)0.80.85其他低壓電動機(jī)0.80.7電除塵硅整流設(shè)備電除塵電加熱設(shè)備11）連續(xù)運行的電動機(jī)：P=式中 電動機(jī)的額定功率（KW）。）經(jīng)常短時及經(jīng)常斷續(xù)運行的電動機(jī)：P=0.5）中央修配廠：P=0.14+0.4式中 全部電動機(jī)額定功率總和（KW）； 其中最大5臺電動機(jī)的額定功率之和（KW）。）煤場機(jī)械：）中小型機(jī)械：P=0.35+0.6式中 其中最大3臺電動機(jī)的額定功率之和（KW）。）翻車機(jī)：P=0.22+0.5）輪斗機(jī)：P=0.13+0.3）照明負(fù)荷為：P=式中 需要系數(shù)，一般取0.81； 安裝容量（KW）。 軸功率法軸功

18、率法的算式為：=（ ）+式中 同時率，新建電廠取0.9，擴(kuò)建電廠取0.95； 最大運行軸功率（KW）； 對應(yīng)于軸功率的電動機(jī)效率； 對應(yīng)于軸功率的電動機(jī)功率因數(shù)； 低壓廠用計算負(fù)荷之和（KVA）。第3章 變壓器的臺數(shù)與容量的選擇3.1 主變壓器的確定3.1.1 主變壓器容量及臺數(shù)的確定1、按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度。2、按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)輸出容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷。3.1.2 主變壓器型式的選擇1.相數(shù)的選擇 當(dāng)不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠均應(yīng)選用三相變壓器。 當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時，宜經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定選用三相變壓器、兩

19、臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機(jī)容量為300MW、并直接升壓到500KV的，宜選用三相變壓器。2.繞組數(shù)量和連接方式的選擇 發(fā)電廠主變壓器繞組的數(shù)量 最大機(jī)組容量為125MW及以下的發(fā)電廠，當(dāng)有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接時，宜采用三繞組變壓器，每個繞組的通過容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的15%及以上。兩種升高電壓的三繞組變壓器一般不超過兩臺。因為三繞組變壓器比同容量雙繞組變壓器價格高40%50%，運行檢修比較困難，臺數(shù)過多時會造成中壓側(cè)短路容量過大，且屋外配電裝置布置復(fù)雜，故對其使用要給予限制。 對于200MW及以上的機(jī)組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因為在發(fā)電機(jī)回路及

20、廠用分支回路均采用分相分相封閉母線,供電可靠性很高,而大電流的隔離開關(guān)發(fā)熱問題比較突出,特別是設(shè)置在封閉母線中的隔離開關(guān)問題更多;同時發(fā)電機(jī)回路斷路器的價格極為昂貴,故在封閉母線回路里一般不設(shè)置斷路器和隔離開關(guān),以提高供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性.此外,三繞組變壓器的中壓側(cè),由于制造上的原因一般不希望出現(xiàn)分接頭,往往只制造死接頭,從而對高、中壓側(cè)調(diào)壓及負(fù)荷分配不利。這樣采用三繞組變壓器就不如用雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器靈活方便。 聯(lián)絡(luò)變壓器一般應(yīng)選用三繞組變壓器，其低壓繞組可接高壓廠用起動/備用變壓器或無功補償裝置。 繞組連接方式變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用

21、的繞組連接方式只有Y和，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y連接；35KV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35KV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。由于35KV采用Y連接方式，與220、110KV系統(tǒng)的線電壓相角移為0´（相位12點）。這樣當(dāng)電壓比為220/110/35KV，高中壓為自耦連接時，變壓器的第三繞組連接方式就不能用三角形連接，否則就不能與現(xiàn)有35KV系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星形接線的變壓器，全國這類變壓器約4050臺。3.2 容量選擇1、選擇原則 高壓廠用工作變壓器容量應(yīng)按高壓電動機(jī)計算負(fù)荷的

22、110%與低壓廠用電計算負(fù)荷之和選擇。 高壓廠用備用變壓器或起動/備用變壓器應(yīng)與最大一臺（組）高壓廠用工作變壓器的容量相同；當(dāng)起動/備用變壓器帶有公用負(fù)荷時，其容量還應(yīng)滿足最大一臺高壓廠用工作變壓器的要求，并考慮該起動/備用變壓器檢修的條件；高壓廠用備用變壓器或起動/備用變壓器自投負(fù)荷最大的一段廠用母線時，如不滿足所帶的類電動機(jī)自起動的要求，宜采用分批自起動的方式，而不宜增大備用變壓器或起動/備用變壓器的容量。 低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。 裝于屋外或屋外進(jìn)風(fēng)小間內(nèi)的變壓器，其容量一般不考慮溫度修正，但南方地區(qū)宜將小間進(jìn)出風(fēng)溫差控制在10以內(nèi)。主廠房進(jìn)風(fēng)小間

23、內(nèi)的變壓器容量，北部和中部地區(qū)一般亦無需按溫度修正，但中南地區(qū)宜將進(jìn)出風(fēng)溫差控制在10，南方地區(qū)負(fù)荷較滿時應(yīng)考慮溫度修正。2、計算公式 高壓廠用工作變壓器）雙繞組變壓器： 1.1+）分裂繞組變壓器：分裂繞組 =1.1+高壓繞組 -上三式中 廠用變壓器高壓繞組額定容量（KVA）； 廠用變壓器分裂繞組額定容量（KVA）； 廠用變壓器分裂繞組計算負(fù)荷（KVA）； 高壓電動機(jī)計算負(fù)荷之和； 低壓廠用計算負(fù)荷之和； 分裂繞組兩分支計算負(fù)荷之和（KVA）； 分裂繞組兩分支重復(fù)計算負(fù)荷（KVA）。 高壓起動/備用變壓器分裂繞組 = + 高壓繞組 -上兩式 起動/備用變壓器本段負(fù)荷（KVA）； 最大一臺工作變

24、壓器分支計算負(fù)荷（KVA）。廠用高壓備用變壓器或啟動變壓器應(yīng)與最大一臺高壓廠用工作變壓器的容量相同；低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。 低壓廠用工作變壓器125MW及以下機(jī)組 S200MW及以上機(jī)組 S式中 S低壓廠用工作變壓器容量（KVA）； 變壓器溫度修正系數(shù)，一般取1，但在南方地區(qū)由主廠進(jìn)風(fēng)時，安裝在小間內(nèi)的變壓器，當(dāng)溫度變化較大時，隨地區(qū)而異，應(yīng)適當(dāng)考慮溫度的修正。一、主變壓器選擇主變?nèi)萘浚?（MVA）選擇SFP7-240000/220變壓器，具體參數(shù)如下：表3.1 主變壓器參數(shù)表型 號SFP7-240000/220連接組別Ynd,11額定容量（KVA）額

25、定電壓（KV）空載損耗（KW）短路損耗（KW）空載電流（%）阻抗電壓（%）高 壓低 壓240000220/24215.752006300.714二、廠用變壓器、備用變壓器的選擇根據(jù)負(fù)荷拆分表，高廠變選擇SFF740000/20變壓器，具體參數(shù)如下：表3.2 高廠變參數(shù)表型 號SFF740000/20額定容量（KVA）40000/20000-20000額定電壓（KV）調(diào)壓范圍（KV）額定頻率（HZ）50連接組別Dd，12額定I情況下總損耗（KW）208空載損耗（KW）33全容量下的半穿越阻抗電壓（%）高壓-低壓/低壓16負(fù)載損耗（KW）208低壓-低壓32空載電流（%）0.5廠用高壓備用變壓器與

26、最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。如此，高備變選擇SFFZ740000/220變壓器，具體參數(shù)如下：表3.3 高備變壓器參數(shù)表型 號SFFZ740000/220額定容量（KVA）40000/25000-25000額定電壓（KV）調(diào)壓范圍（KV）額定頻率（HZ）50連接組別Ynd,11額定I情況下總損耗（KW）215空載損耗（KW）45全容量下的半穿越阻抗電壓（%）高壓-低壓/低壓18負(fù)載損耗（KW）170低壓-低壓34空載電流（%）0.5：第4章 電氣主接線的選擇4.1 電氣主接線的設(shè)計原則4.1.1 主接線的設(shè)計依據(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

27、地區(qū)電廠及企業(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)；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(jī)電壓饋線向附近供電。2、發(fā)電廠的分期和最終建設(shè)規(guī)模發(fā)電廠的機(jī)組容量，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃容量、負(fù)荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行選擇，最大機(jī)組的容量以占系統(tǒng)總?cè)萘康?10%為宜。一個廠房內(nèi)的機(jī)組，其臺數(shù)以不超過6臺、容量等級已不超過兩種為宜。3、負(fù)荷大小和重要性 對于一級負(fù)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

28、級負(fù)荷不間斷供電。 對于二級負(fù)荷一般要有兩個獨立電源供電，且當(dāng)任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷的供電。 對于三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。4、系統(tǒng)備用容量大小系統(tǒng)中需要有一定的發(fā)電機(jī)裝機(jī)備用容量。運行備用容量不宜少于810%，以適應(yīng)負(fù)荷突增、機(jī)組檢修和故障停運三種情況。5、系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料 出線的電壓等級、回路數(shù)、出線方向、每回路輸送容量和導(dǎo)線截面等。 主變壓器的臺數(shù)、容量和型式；變壓器各側(cè)的額定電壓、阻抗、調(diào)壓范圍及各種運行方式下通過變壓器的功率潮流。各級電壓母線的電壓波動值和諧波含量值。 調(diào)相機(jī)、靜止補償裝置、并聯(lián)電抗器、串聯(lián)電容補償裝置等型式、數(shù)量、容量和

29、運行方式的要求。 系統(tǒng)的短路容量或歸算的電抗值。注明最大、最小運行方式的正、負(fù)、零序電抗值，為了進(jìn)行非周期分量短路電流計算，尚需系統(tǒng)的時間常數(shù)或電阻R、電抗X值。 變壓器中性點接地方式及接地點的選擇。 系統(tǒng)內(nèi)過電壓數(shù)值及限制內(nèi)過電壓措施。 為保證大系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提出對大機(jī)組超高壓電氣主接線可靠性的特殊要求。 初期及最終發(fā)電廠與系統(tǒng)的連接方式（包括系統(tǒng)單線接線和地理接線）及推薦的初期和最終主接線方案。4.1.2 主接線設(shè)計的基本設(shè)計主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項基本要求。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。 主接線可靠性應(yīng)注意的問題 應(yīng)重視國內(nèi)外長期

30、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。 主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合。 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)備可以簡化接線。 要考慮所設(shè)計發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用。 主接線可靠性的具體要求斷路器檢修是，不宜影響對系統(tǒng)的供電。 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(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電。 盡量避免發(fā)電廠全部停運的可能性。 大機(jī)組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足

31、可靠性的特殊要求。2、靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時的靈活性。 調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(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。 檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。 擴(kuò)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)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機(jī)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建工作量最少。3、經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理。 投資省 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

32、壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。 要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。 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。 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護(hù)要求，110KV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。 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。 電能損失少經(jīng)濟(jì)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、變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。4.2 設(shè)計方案根據(jù)上述規(guī)定，設(shè)計的方案如下：4.2.1 220KV側(cè)

33、設(shè)計方案方案一：單母線分段帶旁路母線接線簡單清晰，采用設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和秀用成套配電裝置。采用斷路器分段的單母線接線比不分段的單母線接線和采用隔離開關(guān)分段的單母線具有更高的供電可靠性。方案二：雙母線帶旁路母線主要有以下特點： 可以輪流檢修母線而不影響供電 檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路 一組母線故障后，能迅速恢復(fù)該母線所連回路的供電 運行高度靈活 擴(kuò)建方便 便于試驗方案比較如下表所示：結(jié)論分析：在下面的表中方案I與方案II的比較已經(jīng)很清晰。表4.1 方案對照表方案項目方案I單母線分段帶旁路母線方案II雙母線帶旁路母線可靠性1、采用旁母帶負(fù)荷可以進(jìn)行斷路器不停電檢修。2、當(dāng)一

34、段母線發(fā)生故障時可保證非故障段母線正常供電。3、接線形狀簡單清晰設(shè)備少設(shè)備本身故障率小。1、采用旁母帶負(fù)荷可以進(jìn)行斷路器不停電檢修。2、在任一段母線故障的情況下可由旁路對母線負(fù)荷供電不致使負(fù)荷中斷供電。3、可靠性高、檢修周期長靈活性1、運行方式相對簡單2、擴(kuò)建方便3、切換線路較方便1、操作相對復(fù)雜。2、調(diào)度靈活性較好3、易于擴(kuò)建和發(fā)展4、帶旁路方式靈活經(jīng)濟(jì)性1、 設(shè)備相對較少，投資少，年費用少。2、占地面積較小。1、 投資較大。2、 設(shè)備數(shù)量多。3、占地面積大綜合考慮多種因素，決定選擇方案：雙母線帶旁路母線。4.2.2 高壓廠用側(cè)設(shè)計方案方案一：擴(kuò)大單元接線通過把兩臺發(fā)電機(jī)與一臺變壓器相連接，

35、可以簡化接線，減少變壓器和高壓斷路器的數(shù)量，并可以減少高壓配電裝置的間隔，節(jié)省占地面積。當(dāng)采用擴(kuò)大單元接線時，發(fā)電機(jī)出口均應(yīng)裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。這種接線的缺點就運行靈活性較差。主變壓器故障或檢修時，將迫使兩臺發(fā)電機(jī)停運；而檢修一臺發(fā)電機(jī)時，則出現(xiàn)變壓器嚴(yán)重欠載的運行方式。因此，這種接線方式必須在電力系統(tǒng)允許和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時才能采用。 方案二：單元接線具有接線簡單清晰、設(shè)備投資少等優(yōu)點。凡沒有地區(qū)負(fù)荷的發(fā)電廠式地區(qū)負(fù)荷由原有機(jī)組承擔(dān)而電廠進(jìn)行擴(kuò)建時，大都采用單元接線。對于200MW及以上大機(jī)組一般都采用與雙繞組變壓器組成單元接線，而不采用與三繞組變壓器組成單元接線。當(dāng)發(fā)電廠有兩種升高電壓時，采

36、用聯(lián)絡(luò)變壓器連接兩種升高電壓母線，而聯(lián)絡(luò)變壓器的第三繞組則作為廠用啟動或備用電源。對兩個方案進(jìn)行技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較，最終選擇方案二：單元接線。第5章 廠用電接線5.1 廠用電接線總的要求廠用電接線應(yīng)滿足下列要求： 各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨立的。特別是200MW及以上機(jī)組，應(yīng)做到這一點。一臺機(jī)組的故障停運或其輔機(jī)的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺機(jī)組的正常運行。并能在短時間內(nèi)恢復(fù)本機(jī)組的運行。 充分考慮機(jī)組起動和停運過程中的供電要求。一般均應(yīng)配備可靠的起動（備用）電源。在機(jī)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。 充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式。特別要注意對公

37、用負(fù)荷供電的影響。要便于過渡，盡少改變接線和更換設(shè)備。 200MW及以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。當(dāng)全廠停電時，可以快速起動和自動投入，向保安負(fù)荷供電。還要設(shè)置電能質(zhì)量指標(biāo)合格的交流不間斷供電裝置，保證不允許間斷供電的熱工負(fù)荷的用電。5.2 廠用電接線設(shè)計方案單母線分段接線1、可靠性1當(dāng)一段母線發(fā)生故障時可保證非故障段母線正常供電。2 6KV母線檢修將導(dǎo)致一半負(fù)荷停電3可能出現(xiàn)全部斷電的情況4接線形狀簡單清晰設(shè)備少設(shè)備本身故障率小。2、靈活性1 運行方式相對簡單。2 擴(kuò)建方便。3 切換線路較方便，經(jīng)濟(jì)性。1設(shè)備相對較少，投資少，年費用少。2 占地面積較小。第6章 短路電流計算6.1

38、 短路電流計算的目的： 1、電氣主接線的比選 2、選擇導(dǎo)體和電容 3、確定中性點接地方式 4、計算軟導(dǎo)體的短路搖擺 5、確定分裂導(dǎo)線間隔棒間距 6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 7、選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算6.2 短路的原因和短路的定義產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路是指相與相之間通過電弧或其它較小的阻抗的一種非正常連接，在中性點直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。6.3 短路和種類三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相

39、短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。三相短路是對稱短路，此時三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已，而電流和電壓之間的相位差一般也較正常工作情況時大。除了三相短路之外，其它類型的短路皆為不對稱短路，此時三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不相同。運行經(jīng)驗表明：在中性點直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的6570；兩相短路約占115；兩相接地短路約占1020；三相短路約占5。6.4 電力系統(tǒng)短路電流的計算條件1、 考慮短路點的電弧阻抗和變壓器勵磁電流。2、 元件的計算數(shù)據(jù)取額定值。3、 輸電線路的電容略去不計。

40、4、 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低電壓的短路電流外，元件的 電阻略去不計。6.5 短路電流的計算步驟1、畫出等值網(wǎng)絡(luò)圖2、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖中給出的原始數(shù)據(jù)計算各元件的等值電抗值取SB=1000MVA ；UAV=UB 發(fā)電機(jī)參數(shù)的計算：XG*=XD”SB/SN 線路參數(shù)的計算：XL*=XLSB/UAV2.N 變壓器參數(shù)的計算：XT*=UK%SB/100SN 3、短路點不同所以要分別對短路點K1K2K3 進(jìn)行計算，其中K1為220KV側(cè)母線短路；K2為6KV側(cè)廠用母線短路；K3為高壓備用變壓器二次側(cè)短路。 根據(jù)短路點的不同，在計算的過程中需要運用” -” 變換公式的簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別計算出K1K2K

41、3的轉(zhuǎn)移阻抗，然后將其合并、化簡求系統(tǒng)到短路點的等值阻抗。將其轉(zhuǎn)換成有名值(利用公式XCA1=X求*SN/SB ) 查電力系統(tǒng)分析中的表分別求出0S、2S、4S時的短路電流，繼而求出沖擊電流，全阻抗電流為以后的運算做好準(zhǔn)備。短路計算內(nèi)容如下：取 各元件參數(shù)標(biāo)么值電抗：發(fā)電機(jī)：變壓器：廠用變壓器的半穿越阻抗：=高備變壓器的半穿越阻抗： =一、220KV側(cè)母線發(fā)生三相短路： 當(dāng)點發(fā)生短路時，發(fā)電機(jī)合并，而系統(tǒng)S需要單獨考慮。發(fā)電機(jī)對三相短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為：=(0.58+0.6)/ (0.58+0.6)/(0.58+0.6)=0.39相應(yīng)的計算電抗為：查運算曲線，可得： 系統(tǒng)S對短路點的短路電流周期

42、分量有效值的標(biāo)么值為： 歸算到短路點處電壓級各等值電源的額定電流為： 三相短路點的三相短路電流周期分量的有效值為：(KA)(KA)(KA)0S的沖擊電流為： （KA）二、廠用6.3KV側(cè)母線發(fā)生三相短路：當(dāng)點發(fā)生三相短路時，發(fā)電機(jī)合并，而與系統(tǒng)必須分別單獨考慮。發(fā)電機(jī)對點的轉(zhuǎn)移阻抗為： 進(jìn)行變化： 進(jìn)行變化：相應(yīng)的計算電抗為：系統(tǒng)S對短路點的短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值為： 因為4.68>3.45代表發(fā)電機(jī)的等值發(fā)電機(jī)供給的三相短路電流周期分量不隨時間而衰減其值為： 歸算到短路點處電壓級各等值電源的額定電流為： 三相短路點的三相短路電流周期分量的有效值為： (KA)0S的沖擊電流為：

43、（KA）三、高備變發(fā)生三相短路： 當(dāng)點發(fā)生三相短路時，發(fā)電機(jī)合并，而系統(tǒng)必須分別單獨考慮。發(fā)電機(jī)對點的轉(zhuǎn)移阻抗為： 進(jìn)行變化： 相應(yīng)的計算電抗為：系統(tǒng)S對短路點的短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值為： 因為10.33>3.45代表發(fā)電機(jī)的等值發(fā)電機(jī)供給的三相短路電流周期分量不隨時間而衰減其值為： 歸算到短路點處電壓級各等值電源的額定電流為： 三相短路點的三相短路電流周期分量的有效值為： (KA)0S的沖擊電流為： （KA）第7章 電氣設(shè)備的選擇7.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則1、（1）、應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理。（2）、應(yīng)滿足正常運行、檢修和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 （3

44、）、應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。 （4）、選擇的導(dǎo)體品種不應(yīng)太多。2、選用的電器最高允許工作電壓，不得低于該回路最高運行電壓。3、選用導(dǎo)體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。由于高壓開斷電器設(shè)有持續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。4、驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流作用的短路電流，應(yīng)按具體工作的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃。5、驗算導(dǎo)體和電器的短路電流，按下列情況計算：（1）、除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)電流外，元件的電阻都應(yīng)略去不計。（2）、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短路電

45、流為最大的點。6、導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流按發(fā)生短路時最嚴(yán)重情況計算。7、驗算裸導(dǎo)體短路熱效應(yīng)應(yīng)計算時間，應(yīng)采用主保護(hù)動作時間和相應(yīng)的斷路器全分閘時間，繼電器的短路熱效應(yīng)計算時間，宜采用后備保護(hù)動作時間和相應(yīng)的斷路器全分閘時間。8、在正常運行時，電氣引線的最大作用力不應(yīng)大于電器端子允許的負(fù)載。7.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器按下列項目選擇和校驗：型式和種類；額定電壓；額定電流；開斷電流；額定關(guān)合電流；動穩(wěn)定；熱穩(wěn)定。1按種類和型式選擇高壓斷路器的種類和型式的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運行維護(hù)、并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前生產(chǎn)制造情

46、況。電壓6220KV的電網(wǎng)可選少油斷路器、真空斷路器和六氟化硫斷路器；330500KV電網(wǎng)一般采用六氟化硫斷路器。采用封閉母線的大容量機(jī)組，當(dāng)需要裝設(shè)斷路器時，應(yīng)選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。2按額定電壓選擇高壓斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即 3按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于流過它的最大持續(xù)工作電流，即 當(dāng)斷路器使用的環(huán)境溫度不等于設(shè)備最高允許環(huán)境溫度時，應(yīng)對斷路器的額定電流進(jìn)行修正。4按額定短路開斷電流選擇在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定短路開斷電流應(yīng)滿足 式中 斷路器實際開斷時間的短路電流周期分量有效值。斷路器的實際開斷時間等于繼電保護(hù)主保護(hù)動作時間與斷路器

47、的固有分閘時間之和。對于設(shè)有快速保護(hù)的高速斷路器，其開斷時間小于0.1s，當(dāng)在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量幅值的20%，因此，其開斷電流應(yīng)計及非周期分量的影響，取短路全電流有效值進(jìn)行校驗。裝有自動重合閘裝置的斷路器，應(yīng)考慮重合閘對額定開斷電流的影響。5按額定短路關(guān)合電流選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有很大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的破壞。且斷路器在關(guān)合短路電流時，不可避免地在接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流。為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器的額定短路關(guān)合電流應(yīng)不小于短路沖

48、擊電流幅值，即 1動穩(wěn)定校驗高壓斷路器的額定峰值耐受電流應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的短路沖擊電流幅值，即 2 熱穩(wěn)定校驗高壓斷路器的額定短時耐受熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng)，即 根據(jù)上述條件，選擇220KV側(cè)高壓斷路器型號為LW7-220六氟化硫斷路器，具體參數(shù)如下表所示：表7.1 六氟化硫斷路器參數(shù)表型 號LW7220額定電流（A）3150額定電壓（KV）220最高工作電壓（KV）252額定開斷電流（KA）40額定關(guān)合電流（KA）100動穩(wěn)定電流（KA）100熱穩(wěn)定電流（KA）4S40固有合閘時間（S）0.15分閘時間（S）0.04斷路器銘牌的選定：根據(jù)計算可選斷路器的銘牌為：型 號

49、：LW7220查電氣設(shè)備手冊可知道斷路器符號的規(guī)定：L W 7 220 額定電壓 設(shè)計序號 戶外 六氟化硫 校驗：額定電壓：=220KV=220KV額定電流：=3150A=1897.8A開斷電流：=40KA=20.92KA關(guān)合電流：=100KA=53.3KA動穩(wěn)定校驗：=100KA=53.3KA熱穩(wěn)定校驗：=1368.03（）=1368.03根據(jù)已知條件與所求得的數(shù)據(jù)作表進(jìn)行比較：表7.2數(shù)據(jù)對照表計算數(shù)據(jù)LW7220220KV220KV1897.8A3150A20.95KA40KA53.3KA100KA53.3KA100KA1368.036400 經(jīng)比較，所選擇的220KV側(cè)高壓斷路器型號LW7-220六氟化硫斷路器符合要求。7.3 高壓隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)應(yīng)根據(jù)下列條件選擇：型式和種類；額定電壓；額定電流