火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)

1、火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)4 X 300MW火力發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)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發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)與 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)的重 要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體與發(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%o本文是對(duì)配有4 臺(tái)300M

2、W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)。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；電氣設(shè)備。3 / 38Electrical design of 800MW regional power plantAuthor:Tutor:AbstractBy the power generation, transformation, transmission and distribution of elect

3、ricity 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 electrical energy power plant, then lost, transforming the system and distribution system will supply power to the load centers.Elec

4、trical 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 main cable on the power system as a whole and power plants, substations to run its reliability, flexibility and economy are close

5、ly related. And choice of electrical equipment, power distribution equipment configuration, relay protection and control of the means to develop a greater impact. The use of power has infiltrated the sociaL economic, in all areas of life, and in the power structure of China's thermal power equip

6、ment capacity of the total installed capacity of 75%. This article is equipped with 4*300MW turbo-generator of large-scale thermal power plants a part of the preliminary design of the main completed the main electrical wiring design. Including the electrical wiring of the main forms of comparison, t

7、he choice; main transformer, the start / stand-by transformer and the high-voltage transformer factory with the capacity of calculation, the number of models and options; short-circuit current calculation and high-voltage electrical equipment selection and validation; and made the protection of tran

8、sformer .Key words: power plant; transformer; power system; relay; electrical equipment目 錄1 緒 論11.1 前言11.2 原始資料11.3 電力工業(yè)的發(fā)展概況 22電氣主接線設(shè)計(jì)42.1 主接線概述42.1.1 可靠性42.1.2 靈活性42.1.3 經(jīng)濟(jì)性42.2 對(duì)原始資料的分析42.3 擬定可行的主接線方案42.3.1 確定變壓器的臺(tái)數(shù)與容量42.3.2 主接線方案52.3.3 比較主接線方案63廠用電的設(shè)計(jì)73.1 廠用電源選擇73.1.1 廠用電電壓等級(jí)73.1.2 廠用電系統(tǒng)接地方式73.1

9、.3 廠用工作電源引接方式73.1.4 廠用備用電源引接方式73.1.5 確定廠用電系統(tǒng)73.2 廠用主變選擇73.2.1 廠用電主變選擇原則73.2.2 確定廠用電主變?nèi)萘?4短路電流計(jì)算94.1 短路計(jì)算目的94.2 短路電流計(jì)算條件94.2.1 基本假定94.2.2 一般規(guī)定94.3 短路電流分析104.3.1 選取短路點(diǎn)104.3.2 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖114.3.3 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖124.3.4 各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算185導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇245.1 電氣設(shè)備選擇概述245.2 電氣設(shè)備選擇的一般原則245.3 電氣設(shè)備選擇的校驗(yàn)內(nèi)容245.4 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件255.5 電氣設(shè)備

10、選擇匯總255.6 電氣主接線256配電裝置的設(shè)計(jì)276.1 配電裝置的選擇原則276.2 配電裝置的基本要求276.3 配電裝置的設(shè)計(jì)276.3.1 500kV 配電裝置276.3.2 6kV配電裝置276.4 配電裝置平面布置圖27結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致謝35附錄A電氣主接線圖36附錄B500KV配電裝置布置圖(a)37附錄B500KV配電裝置布置圖(b)38附錄C配電裝置平面布置圖39附錄D繼電保護(hù)配置圖40火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)1緒論1.1 課題背景由發(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發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)

11、 與電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)與配電系統(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?jī)?chǔ)存，電 能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以與電能 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。據(jù)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。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)

12、 用于國(guó)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(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。本設(shè)計(jì)的 主要內(nèi)容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。計(jì)算 短路電流，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果來選擇和效驗(yàn)主要電氣設(shè)備。1.2 原始資料1、課題名稱：某地區(qū)4X300MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)2、原始資料：1）發(fā)電廠概況：（1）裝機(jī)容量：4臺(tái)300MW汽輪發(fā)電機(jī)（2）發(fā)電機(jī)組參數(shù)：型號(hào)：QFSN-300-2-20B1 （東方電機(jī)廠）額定電壓：20KV功率因數(shù):0.85 （滯后）直軸瞬變電抗：X； =0.2260 （標(biāo)么值）直軸超瞬變電抗：耳=0.1

13、558 （標(biāo)么值）（3）廠用電率:7.31% （計(jì)與脫硫）,5.57% （不計(jì)脫硫）火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)（4）自然環(huán)境：平均氣溫11.7 ,最高氣溫32.7 ,最低氣溫一9.3（5）機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)：Tnm =7（X）0/«1.3電力工業(yè)的發(fā)展概況到2003年底，我國(guó)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá)38450萬千瓦，發(fā)電量達(dá)19080億度, 居世界第2位。工業(yè)用電量已占全部用電量的5070%,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，開創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了第二次技

14、術(shù)革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù) 水準(zhǔn)已成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。我國(guó)的電力系統(tǒng)從20世紀(jì)50年代開始迅速發(fā)展。到1991年底，電力系統(tǒng)裝機(jī) 容量為14600萬千瓦，年發(fā)電量為6750億千瓦時(shí)，均居世界第四位。輸電線路 以500千伏、330千伏和500千伏為網(wǎng)絡(luò)骨干，形成4個(gè)裝機(jī)容量超過1500萬 千瓦的大區(qū)電力系統(tǒng)和9個(gè)超過白萬千瓦的省電力系統(tǒng)，大區(qū)之間的聯(lián)網(wǎng)工作也 已開始。此外，1989年，臺(tái)灣省建立了裝機(jī)容量為1659萬千瓦的電力系統(tǒng)。2電氣主接線設(shè)計(jì)2.1 主接線概述電氣主接線是發(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 方式和回路的相互關(guān)系。所以，由文獻(xiàn)山可知；它的

15、設(shè)計(jì)直接關(guān)系到全廠電氣 設(shè)備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的確定，對(duì)電力 系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。概括地說包括以下三個(gè)方面：2.1.1 可靠性：在研究主接線可靠性時(shí)應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和其 可靠性的定性分析；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(yùn) 行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設(shè)備的可靠程度?？煽啃缘木唧w要求 在于斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以與母線檢修時(shí)., 盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷與全部或大部分二級(jí)負(fù) 荷的供電。2.1.2 靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修與擴(kuò)建時(shí)的靈活性。在

16、調(diào)度時(shí)，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)在事火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以與特殊運(yùn)行方式的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時(shí)，可以 方便地停運(yùn)斷路器、母線與其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的 運(yùn)行和對(duì)用戶的供電；擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。2.1.3 經(jīng)濟(jì)性：要節(jié)省投資，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)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：要節(jié)省繼電保護(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(jià)廉的電氣設(shè)備或 輕型電器；主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少；

17、經(jīng)濟(jì) 合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量、要避免因兩次變壓而增加電能損失。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)性火力發(fā)電廠，建成后總 容量為800MW,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)電容量除 了本廠廠用電后剩余的電力向系統(tǒng)供電。因此，本電廠在系統(tǒng)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2.3.1 確定變壓器臺(tái)數(shù)與容量：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)電機(jī)母系，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的 供電可靠，本廠主變壓

18、器選用三相式變壓器4臺(tái)。2、容量：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量Sn應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組 的廠用負(fù)荷后，預(yù)留10%的裕度心； =300MW選擇，為s” 10F) 'COS g(2.1)Png 一發(fā)電機(jī)容量；SN 通過主變的容量Kp一廠用電：Kp=7.31%8s(；一發(fā)電機(jī)的額定功率，8sg =085發(fā)電機(jī)的額定容量為300MW,扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為：=1.1PVG(1-KP) = 1-1x300(1-0.0557) =&CQS g0.85采用三相風(fēng)冷自然循環(huán)雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，由文獻(xiàn)可知： 型號(hào)為：SFP9-37OOOO/5OO,參數(shù)為370000-550

19、77;2x2.5%/20kv Ud=14%火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)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)上相對(duì)較好的方案，由文獻(xiàn)可知，如圖2.1和圖2.2所示：AA4¥壬受30。MW 200 MW300 MW30OMV/圖2.1 一臺(tái)半接線（方案一）A八圖2.2雙母帶旁路接線（方案二）7 / 38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)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使供電中斷；調(diào)度靈活，各

20、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，向雙母的左右任何一個(gè)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)。方案一比方案二供電更可 靠。2、經(jīng)濟(jì)上的比較：雖然方案二比方案一供電更可靠，但是從經(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 把隔離開關(guān)，大大的增加了投資，同時(shí)方案二方案一多占用了土地，當(dāng)今我國(guó)的 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，雖然方案一比方案二供電可靠，但 是由于目前斷路器采用的是六氟化硫斷路器，它的檢修周期長(zhǎng)，不需

21、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)省了投資，也節(jié)約了用地, 所以比較論證后確定采用了方案一。# / 38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)3 廠用電的設(shè)計(jì)3.1 廠用電源選擇3.1.1 廠用電電壓等級(jí)的確定：廠用電供電電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)的容量和額 定電壓、廠用電動(dòng)機(jī)的額定電壓與廠用網(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)的額定容量為300MW,由文獻(xiàn)5可知；比 較后確定廠用電電壓等級(jí)采用6kV的等級(jí)。3.1.2 廠用電系統(tǒng)接地方式：廠用變采用不接地方式，高壓和低壓都為三角電 壓，當(dāng)容量較小的電動(dòng)機(jī)采用380V時(shí)，采用二次廠用變，將6kV變?yōu)?8O

22、V,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)為星型直接接地，低壓側(cè)為三 角電壓。3.1.3 廠用工作電源引接方式：因?yàn)榘l(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線，高壓廠 用工作電源由該單元主變壓器低壓側(cè)引接。3.1.4 廠用備用電源和啟動(dòng)電源引接方式：采用兩臺(tái)啟備變，獨(dú)立從500kV母 線引至啟備變，啟備變采用低壓側(cè)雙繞組分裂變壓器。3.1.5 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。3.2 廠用主變選擇3.2.1 廠用電主變選擇原則：1、變壓器、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

23、輸出電壓的 相位一致。3、阻抗電壓與調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓與廠用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，廠用電各級(jí)母線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常用機(jī)械與設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。3.2.2 確定廠用電主變?nèi)萘浚喊磸S用電率確定廠用電主變的容量，廠用電率確 定為Kp = 5.51%，9 / 38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)S、g=% xK/cosxLl = 300x(l-5.57%)/0.85xl.l = 366.6ME4 :選型號(hào)為： 5-370000/500,額定容量為：370Ml<4；電壓比為：550±2x2.5%/20;啟 備變的容量為廠用變

24、的總和，為80MVA,選用兩臺(tái)40MVA的變壓器，型號(hào)為: SFSZ10-40000/220 , 額定容量為：40000/2 x 20000 , 電壓比為： 230±8xl.5%/6.3kVo#/38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)4 短路電流計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由文獻(xiàn)可 知；其計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)方面：1、電氣主接線的比選。2、選擇導(dǎo)體和電器。3、確定中性點(diǎn)接地方式。4、計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺。5、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。6、驗(yàn)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(jì)算。4.2 短路電流計(jì)算條件4.

25、2.1基本假定1、正常工作時(shí)，三項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。2、所有電流的電功勢(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值的瞬間。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，元件的電阻略 去不計(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、元件的技術(shù)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)。4.2.2 一般規(guī)定1、驗(yàn)算導(dǎo)體的電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以與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)戈I。2、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 作用的異步電動(dòng)機(jī)的

26、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)?；鹆Πl(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)4、導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以與電器的開斷電流，一般按三相短路計(jì)算。4.3 短路電流分析4.3.1 選取短路點(diǎn)由原始資料，選擇母線處短路點(diǎn)dl、發(fā)電機(jī)回路出口處短路點(diǎn)d2、d3、d4、 d5、和廠用變低壓側(cè)短路點(diǎn)d6、d7、d8、d9,如下圖4.1所示：圖4.1短路點(diǎn)的選擇具體元件用等值電抗表示，如圖4.2火電水電火電圖4.2等值電抗表示的短路點(diǎn)13 / 38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)4. 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

27、元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用 次暫太電抗Xd”。2、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù)見表4.1：表4.1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素XdQFQS-300-2300MW15.75kV8625A0.8514.44%QFS-300-2300MW18kV1132OA0.8516.7%TSI 264/300-48300MW18kV11000A0.87530.56%TQN-100-2100MW10.5kV6475 A0.8518.3%表4.2變壓器參數(shù)(b)型;額定電壓(kW)空載損耗(kW)短路損耗(kW)阻抗電壓(%)SF10-240000242/15. 7513SF10-3150015. 7

28、5/6. 39. 8%SFP7-360000242/1814SFP7-130000242/10. 5143、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 Sj=100MVA,基準(zhǔn)電壓 Upi=242kV, Up2=15.75kV, UP3=6.3kV(1)新建發(fā)電廠發(fā)電機(jī)、變壓器、廠用變的標(biāo)么值：14.44、100.x8=x1()=x12=x14= 0.0613(4.1)x()1002005% Sj 13100X7 =X9 =XH =Xn =()x() = (一)x(一) = 0.0541 (4.2)91113100 'Sj '100，'240，'KfS1X

29、5 = xi8 = X2I = X24 =(1- -)XH2 x () = (1-43.4100")x0.098x 市= 0.046(4.3)# / 38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)X|6 = X17 = x19 = x20 = x22 = x23 = x25 = x26(4.4) 1 1=s- =ioo-= 0,52812xK, xXxf 2x3.4x0.098x -SN31.5(2)系統(tǒng)600MW火電廠QFS發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值：1 1 ,X, = =7T5- = 0.0236 (4.5)1 X.%16.7 0.31 72 x () x () - xx . q.100SN 100 0

30、.851 1=U.%s =14 100 =00194(46)2x(備)x£)2、標(biāo)x 荻(3)系統(tǒng)600MW水電廠TS1264發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值：x = Xd% s. = 9 16.7 0.3 = °-0446(4.7) 2x(E)xH)八而*礪1 1X up s=30.56 1。= °0194 (4.8)2x(1oo")x(s7) 2x1oo-x36o(4)系統(tǒng)300MW火電廠TQN發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值： 1 1X- =X% s, =18.31 = °-0777 «9)2x("ioo")x(s7) 2XW0

31、XKs51 1X" 一 瓦丁丁" 14 1。二00583 (4.10)2x(質(zhì)綠2x而X麗畫出如圖4,2的等值電抗圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)4. 3. 2化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)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：1、化簡(jiǎn)dl短路點(diǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)：由圖4.2化簡(jiǎn)得圖4.3X27 =X, +X2 = 0.0236 +0.0194 =0,043 (4.11)15 / 38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)X” =X3 +X4 =0.0446 +0.0194 =0.064 (4.12)X29 =X5 +X6 = 0.0

32、777 + 0.0583 =0,136 (4.13)X30 = X7 +XS = 0.0541 +0.0613 =0.1154(4.14)X3I =X9 +X10 = 0.0541 +0.0613 = 0.1154(4.15)Xv =Xn +XI? = 0.0541 +0.0613 =0.1154 (4.16)X33 =X13+XI4 = 0.0541 +0.0613 = 0.1154(4.17)火電水電由圖4.3化簡(jiǎn)得圖4.41 1ii一=由=3 (48)1F1X3。 X3I X32 X3325 / 38圖4.4 dl短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(b)2、化簡(jiǎn)d2短路點(diǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)：由圖4.2化簡(jiǎn)得圖4.

33、5圖4.5 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(a)由圖4.5化簡(jiǎn)得圖4.6= 0085（4.19）X31+ x32 + X33火電 水電 火電山圖4.6化簡(jiǎn)得圖4.71 1x36 =-jj-=-jj- = 0.0138 (4.20)3rr + 3cT+Xr+x7 O.(M3 + 0.064 + 0.136 + 0.0385>> 55411F圖4.7 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(c)由圖4.7化簡(jiǎn)得圖4.8X37 =X36 +X7 = 0.0138 + 0.0541 = 0.0679 (4.21)1F圖4.8 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(d)由圖4.8化簡(jiǎn)得圖4.9二 X36X?=0.0138=0.320.

34、043(4.22)0.01380.0640.216(4.23)C3 =0.01380.1360.101(4.24)0.01384 x350.03850.358(4.25)X380.0679X39X4Ox410.320.2122(4.26)0.06790.2160.3144(4.27)X37 _ 0.0679 "cT= 0.101=0.6722(4.28)X _ 0.0679 "cT= 0.358= 0.1897(4.29)火電 水電 火電 F2-F4 F1圖4.9 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(e)d2、d3、d4、d5各點(diǎn)的短路電流都相同，所以只化簡(jiǎn)一點(diǎn)3、化簡(jiǎn)d6短路點(diǎn)的等值網(wǎng)

35、絡(luò)：由圖4.9得到短路點(diǎn)d6的等值阻抗圖4.10火電 水電 火電 F2-F4 F1圖4.10 d6短路點(diǎn)等值阻抗圖由圖410化簡(jiǎn)得圖411X42 = X15 +X17 = 0.046 +0.5281 = 0.5741(4.30)1X43 = -jjjj- = 0.0323(4.31)焉+石+蕊+可+年圖4.11 d6短路點(diǎn)等值阻抗圖(b)由圖411化簡(jiǎn)得圖412X3 = X42 +X43 = 0.5741 + 0.0323 = 0.60M(4.32)0.03230.21220.1522(4.33)0.03230.31440.1027(4.34)0.03233 X4c0.6722 "0

36、.0481(4.35)0.0323= 0.17030.1897(4.36)C"工5 x80.0323=0.52690.0613(4.37)X44a0.6064=0.15223.984(4.38)X的0.6064 = 5.90450.1027(4.39)X47X3C30.6064= = 12.6070.0481(4.40)v X30.6064一，X4R = 3.56 (4.41)48 C40.1703'X49X3 0.6064=-=1.151(4.42)0.5269''圖4.12 d6短路點(diǎn)等值阻抗圖(c)d6、d7、d8、d9各點(diǎn)的短路電流都相同，所以只化簡(jiǎn)一

37、點(diǎn)4.3.3各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算1、dl短路點(diǎn):(1)計(jì)算電抗：X =X6x ,將圖4.4的等值阻抗化為計(jì)算阻抗 JS6705 88xjs27 = 0.043x- = 0.304 (4.43)685.71X. = 0.064x= 0.439 (4.44)J、28100235 29X. =0.136x=0.32 (4.45)js29100941.18X 印=0.0289X ()0 = 0.272 (4.46)查曲線的出各電源供給的短路電流標(biāo)么值：600MW火電廠：1= 3.5L 0.1= 3.4L 4 = 2.5600MW水電廠：I .= 2.5L 0.1= 2.4I. 4 = 2.65300M

38、W火電廠：1= 3.35Lo.i=3.3L 4 = 2.4發(fā)電機(jī)F1F4：匚=4L 0:= 3.9L 4 = 2.7(2)各電源點(diǎn)供給的基準(zhǔn)電流：I尸號(hào)600MW火電廠:T sn705.886x242= 1.68(4.47)600MW水電廠:Sn 685,71V3U - 任 242=1.4(4.48)300MW火電廠:Sn 235.29 j 一 同 一 73x242(4.49)發(fā)電機(jī)F1F4：L 矗二景，2.245 (4.5。)(3)各電源點(diǎn)供給的短路周期分量有效值：I' = I； xl,600MW 火電廠：I =5.88I o,i =5.7I； =4.2600MW 水電廠：I =4.

39、1I 0.1 = 3-4I 4 = 4.34300MW 火電廠：I =1.876 I o.i =1.848=1.344發(fā)電機(jī) F1 F4： I =8.98 I1o.i = 8.756I 4=6.06總的短路電流：I 總=5.88+4.1 + 1.876 +8.98 = 20.84 (4.51)I mi = 5.7 + 3.94 + 1.848 + 8.756 = 20.244 (4.52)" =4.2 + 4.34 + 1.344+6.06 = 15.944 (4.53)(4)短路容量和短路電流最大值：短路容量：S；=6UI'總S'd = V5uT總=6 X 242

40、x 20.84 = 8735 .22MVA (4.54)S'do.i = V3UI 3.1 = V5x 242 x 20.244 = 8485 .4MVA (4.55)火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)S d4 = V3UI"4 =73 x 242x15.944 = 6683 .03MVA (4.56)沖擊電流：ich = 2.621 總=2.62 x 20.84 = 54.6kA (4.57)全電流：Lh = L56I 總= 1.56 x 20.84 = 32.51kA(4. 58)2、d2短路點(diǎn):s(1)計(jì)算電抗：Xj,=X、x*,將圖4.9的等值阻抗化為計(jì)算阻抗705.88Xim

41、= 0.2122x心1001.4978(4.59)685.71Xjs39 -0.3144X 100 -2.1558(4.60)235.29Xiun = 0.6722xJ"。1001.5816(4.61)705.88X . =0.1897x=刈100= 1.339(4.62)235.29*那-。.0613X ()0 _0.1442(4.63)查曲線的出各電源供給的短路電流標(biāo)么值:600MW火電廠：1=0.7600MW水電廠：1=0.45300MW火電廠：1=0.58 發(fā)電機(jī)F2F4： 1 = 0.78發(fā)電機(jī)Fl： I； = 7.4I w.i = 0.65I «4 = 0.6I

42、 s = 0.44I'm = 0.48I w.i = 0.54Im = 0.55I 句=0.74I'm = 0.79WI *0,1 5.6I4 = 2.527 / 38S(2)各電源點(diǎn)供給的基準(zhǔn)電流：匕=奇600MW火電廠:SnV3U705.88V315.7525.88(4.64)600MW水電廠:火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)I產(chǎn)黑=譽(yù)，”=25.14 (4.65)，V3U VJ15.75300MW火電廠：SN 235.29L = -7- = -= 8.63 (4.66)J V3U V315.75發(fā)電機(jī)F2F4：S、V3U705.88V315.7525.88(4.67)29 / 38

43、發(fā)電機(jī)F1：SN 235.29V3U - V315.75= 8.63(4.68)1'4 =15.531 = 12.07300MW火電廠：1=5I )1 =4,66f4 = 4.75發(fā)電機(jī) F2F4： I =20.19101 =19.151'4 = 20.45發(fā)電機(jī) Fl： I = 63.86lo.i =48.331 =21.58(3)各電源點(diǎn)供給的短路周期分量有效值：r=nxL 600MW 火電廠：I =18.12 I 0=16.82 600MW 水電廠：I = 11.31 l o,i =11.06總的短路電流:總=18.12 + 11.31 + 5 + 20.19 +63.8

44、6 = 118.48 (4.69)= 16.82 + 11.06 + 4.66 + 19.15 + 48.33 = 100 (4.70)馬=15.53 + 12.07+ 4.75 + 20.45 + 21.58 = 74.38 (4.71)(4)短路容量和短路電流最大值:短路容量:S"d=V5*S"d = V3UI - = 73x15.75x118.48 = 3232.11 MVA (4.72)S"d()j =73x15.75x100 = 2727.98 MVA (4.73)火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)S d4 = %/3UIx 15.75 x 74.38 = 2029

45、.07 MVA (4.74)沖擊電流:ich = 2.621% = 2.62x118.48 = 310.41 kA (4.75)全電流:Lh = 1 561 總= 1.56x118.48 = 185.26kA (4.76)3、d6短路點(diǎn)：S(1)計(jì)算電抗：Xjs=X、x*,將圖4.12的等值阻抗化為計(jì)算阻+705.88Xjs45 =3.984x- = 28.1222 (4.77)685.71rX 鵬=5.9045X= 40.487 (4.78)235 29X. .7 = 12.607x = 29.67 (4.79) J37100705.88X7s =3.56x= 25.129 (4.80)Y1

46、00235 29X9=1J51x- = 2.708 (4.81)由于計(jì)算電抗大于3,所以采用r = VX.1X, = -jjjj = 1.6497(4.82). 1 114 = l。=J = I2=二= 061 683)(2)基準(zhǔn)電流:(3)短路周期分量有效值:廠用變周期分量:火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)I =I*xIj =0.61x9.16 = 5.59 (4.85)電動(dòng)機(jī)反饋電流：Kw取6,為6倍啟動(dòng)電流；功率因素取0.8,電動(dòng)機(jī)的容量取8000kW,8000(4.86)d = KDd xlc = 6x7=x6.3x0.8 = 5.5kA總的短路電流：I 總=1 +1 d = 5.59 + 5.

47、5 = 11.09 (4.87)(4)短路容量和短路電流最大值：短路容量：s；=6ui總S'd = V3UI 總= 73x6.3x11.09 = 121 MVA (4.88)沖擊電流：ich = 2.62總=2.62 xll.09 = 29.06 kA (4.89)全電流：Ich =1.561'總=1.56x118.48 = 17.3kA (4.90)表4.3各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn) 編號(hào)短路點(diǎn)位置短路點(diǎn)平均工作電壓短路電流周期分量起始值短路容量短路電流沖擊值短路全電流最大有效值U(kV)r(kA)S"(MVA)ich(kA)Ich(kA)D1242kV母線2

48、4220.848735.2254.632.51D2 D5發(fā)電機(jī)出口15.75118483232.11310.41185.26D6 D96.3kV母線6.311.0912129.0617331 / 38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)5電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇概述由于各種電氣設(shè)備的具體工作條件并不完全相同，所以，它們的具體選擇方 法也不完全相同，但基本要求是相同的。即，要保證電氣設(shè)備可靠的工作，必須 按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定;由文獻(xiàn)可知：5.2 電氣設(shè)備選擇的一般原則5.2.1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。5.2.2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條

49、件校核。5.2.3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。5.2.4 與正個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5.2.5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.2.6 用新的產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。5.3 電氣設(shè)備選擇的校驗(yàn)內(nèi)容表5.1高壓設(shè)備校驗(yàn)內(nèi)容序號(hào)電器名稱額定電壓額定電流額定容量機(jī)械荷載額定開斷電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn) 定絕緣水平單位kVAkVANA1斷路器是是是是是是是2隔離開關(guān)是是是是是是3組合電器是是是是是是4負(fù)荷開關(guān)是是是是是是5熔斷器是是是是是6PT是是是是7CT是是是是是是8電抗器是是是是是是9消弧線圈是是是是是10避雷器是是是是11穿墻套管是是是是是是12絕緣子是注：“是”表示需要校驗(yàn)，“一

50、”表示不用校驗(yàn)5.4 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件表5.2選擇電器的一般技術(shù)條件序號(hào)電器名稱額定電壓額定電流額定容量機(jī)械荷載額定開斷電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定絕緣水平單位KVAKVANA1斷路器是是是.是是.是是2隔離開關(guān)是是是是.是是3組合電器是是是是是是4負(fù)荷開關(guān)是是是是是是5熔斷器是是是是是6PT是是是是7CT是是是是是是8電抗器是是是是是是9消弧線圈是是是是是10避雷器是是是是11穿墻套管是是是是是是12絕緣子是注：“是”表示需要選擇的技術(shù)條件，“一”表示不用選擇的技術(shù)條件5.5 電氣設(shè)備選擇由文獻(xiàn)9可知:33 / 38火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)5.5.1 導(dǎo)體：500kV線路、50

51、0kV母線、發(fā)電機(jī)出口母線、主變間隔以與其他 間隔1、500kV線路考慮都是從發(fā)電廠輸送容量到系統(tǒng)，即800MW的容量都 是通過線路輸送到負(fù)荷，當(dāng)有一回故障或者檢修停電時(shí)，其他線路能夠多輸送容 量到系統(tǒng)，所以每回線路的輸送容量設(shè)定為300MW,每回線路的額定電流為 620A,采用鋼芯鋁絞線LGJ-300型的導(dǎo)線。2、500kV母線采用穿越功率是800MW,流過母線的額定電流為2470A, 采用LDRE-130/116鋁錦合金管形母線。3、主變間隔采用單元接線，所以流過該間隔的額定電流為620A,采用鋼 芯鋁絞線LGJ-300型的導(dǎo)線。4、發(fā)電機(jī)出口額定電流為8625A,采用額定電流為9000A的封閉母線。5、其他間隔也采用鋼芯鋁絞線LGJ-300型的導(dǎo)線。5.5.2 斷路器：采用SF6斷路器，斷路器的額定電壓取242kV,最高工作電壓 選用252kV,額定電流選用315OA,開斷電流選用50 kA。5.5.3 隔離開關(guān)：采用GW16-245、GW16-245D和GW4-245HD,額定電流為 1600A,動(dòng)穩(wěn)定為3L5kA05.5.4 電壓互感器：采用電容式互感器，線路帶一組保護(hù)級(jí)和一個(gè)0.5級(jí)的測(cè) 量繞組，母線電壓互感器帶一組保護(hù)級(jí)、一組0.5級(jí)測(cè)量級(jí)和0.2S計(jì)量級(jí)。5.5.5 電流互感器：采用SF6電流互感器，額定電流為800/1A。5.5.6開關(guān)柜：6.3kV采用10