4300MW火力發(fā)電廠一次系統(tǒng)設計

1、題 目：4300MW火力發(fā)電廠一次系統(tǒng)設計院 系：電氣工程學院專 業(yè)：電氣工程及其自動化姓 名：指導教師：院系 電氣工程學院專業(yè)電氣工程及其自動化年級 學號姓 名 學習中心 指導教師題目 4300MW火力發(fā)電廠一次系統(tǒng)設計 指導教師評 語是否同意答辯過程分(滿分20)指導教師 (簽章) 評 閱 人評 語評 閱 人(簽章)成 績答辯組組長 (簽章) 年 月 日 畢 業(yè) 設 計 任 務 書班 級 電氣自動化及其自動化學生姓名學 號42發(fā)題日期： 年 月 日 完成日期：年 月 日題 目4300MW火力發(fā)電廠一次系統(tǒng)設計題目類型：工程設計 技術專題研究 理論研究 軟硬件產品開發(fā)一、 設計任務及要求 1

2、. 按某 4300MW火力發(fā)電廠電氣部分需求設計。 2. 從主接線形式的選擇，主變壓器的選擇、短路電流的計算、高壓電氣設備的選擇和校驗，高壓配電裝置的布置等方面詳細地講述了發(fā)電廠電氣部分的設計過程。 3. 采用大量的文字說明和大量的圖表來說明設計和計算過程。 二、 應完成的硬件或軟件實驗三、 應交出的設計文件及實物（包括設計論文、程序清單或磁盤、實驗裝置或產品等） 畢業(yè)設計、畢業(yè)論文四、 指導教師提供的設計資料300MW火電廠運行培訓教材黃純華主編 發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料水利電力出版社西北電力設計院編 電力工程電氣設備手冊，電力出版社五、 要求學生搜集的技術資料（指出搜集資料的技術領域

3、） 電廠電氣部分原始資料 發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料六、 設計進度安排第一部分熟練課題，收集、整理課題相關資料 （ 1 周）第二部分電廠設計需求分析、計算及總體設計 （ 2 周）第三部分詳細設計、計算 （ 3 周）第四部分 畢業(yè)設計論文、文檔的編寫 （ 3周 ） 評閱及答辯（ 周）指導教師： 年 月 日學院審查意見：審 批 人： 年 月 日誠信承諾一、 本設計是本人獨立完成；二、 本設計沒有任何抄襲行為；三、 若有不實，一經查出，請答辯委員會取消本人答辯資格。承諾人（鋼筆填寫）：年月日摘 要本文講述了本次畢業(yè)設計的內容,即“4300MW火力發(fā)電廠一次系統(tǒng)設計”的說明、計算及繪圖的全部過程。

4、文章是根據現行的相關規(guī)程，通過對原始資料的分析，從主接線形式的選擇，主變壓器的選擇、短路電流的計算、高壓電氣設備的選擇和校驗，高壓配電裝置的布置等方面詳細地講述了發(fā)電廠電氣部分的設計過程，文章中不僅有大量的文字說明，還有大量的圖表來說明設計和計算過程。關鍵詞：300MW 、電氣部分、短路電流、選擇校驗目 錄第1章 緒論現代化發(fā)電廠的設計是一門綜合性的科學，它是多專業(yè)的有機配合和協(xié)作下完成的一個統(tǒng)一的整體。設計工作是電力工程建設的基礎，作好設計工作對于工程的工期、質量、投資費用以及建成投產后的運行可靠性和生產的綜合經濟效益起著決定性的作用。其中電氣部分的設計在整個設計中起著舉足輕重的作用。隨著我

5、國現代電力工業(yè)的飛速發(fā)展，大容量、超高壓的特點越來越明顯，新的技術、新的設備大量出現，這就為電廠電氣部分設計提出了更高的要求。本文主要闡述了4300MW火電廠一次部分設計的基本原則、要求和計算方法，包括說明書和和計算書兩部分。說明書部分首先對原始資料進行分析，確定了本電廠的類型以及在電力系統(tǒng)中的地位和作用，分析了對設計的初步要求。第二章在原始資料分析的基礎上依據相關規(guī)程通過對各方案的可靠性、靈活性、經濟性的比較對主接線進行了設計，接著選擇了主變壓器，并對廠用電進行了簡要的設計。第三章對廠用電部分進行了初步設計，選擇了廠用變壓器。第四章對前面設計好的主接線進行短路電流計算。隨后依據短路電流計算結

6、果對各種電氣設備進行了選擇和校驗。最后還規(guī)劃了配電裝置。計算書則是對設計中計算部分內容的詳細說明，包括主變壓器的選擇、短路電流計算和電氣設備的選擇和校驗。第2章 原始資料分析2.1 原始資料2.1.1 建設性質及規(guī)模待建電廠位于某大型煤礦區(qū)，原料由煤礦直接供給。電廠生產的電力用6回220KV架空線路送往系統(tǒng)。2.1.2 廠址概況廠址地質條件較好，地勢平坦，屬非地震多發(fā)區(qū)，所區(qū)海拔200m，最大風速20m/s。最高氣溫+39，最低氣溫-18，年平均氣溫+10，最熱月平均最高氣溫為+30。2.1.3 機組資料鍋爐： 4*HG發(fā)電機：4*QFSN-300-22.1.4 電力系統(tǒng)接線簡圖廠用電率按8%

7、考慮，高壓廠用電壓等級為6KV。2.2 原始資料分析本電廠建在大型煤礦區(qū)，原料由煤礦直接供給，其總容量為4300MW=1200MW，最大單機容量為300MW，按其容量劃分具有區(qū)域性大型火電廠的特點，本電廠是電力系統(tǒng)主要電源，可見該電廠在未來電力系統(tǒng)中的作用和地位是至關重要的，本電廠沒有發(fā)電機電壓級負荷，可以不用設發(fā)電機電壓級母線。由于在電力系統(tǒng)中將主要承擔基本負荷，從而主接線設計任務著重考慮可靠性，因此它需要有十分可靠的供電配電裝置，考慮到實際運行中的條件，對電氣設備要求十分嚴格，同時還要聯(lián)系電力系統(tǒng)的近期和遠景發(fā)展規(guī)劃，使它能夠長期、穩(wěn)定地在電力系統(tǒng)中運行。第3章 電氣主接線設計3.1 電氣

8、主接線設計要求和原則3.1.1 主接線的設計要求主接線是有高壓電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主接線。主接線代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分主體結構，是電力系統(tǒng)網絡的重要組成部分。它直接影響運行的可靠性、靈活性，并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬訂都有決定性的作用。對電氣主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經濟性三方面。1、可靠性 安全可靠是電力生產的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。分析和評估主接線可靠性通常應從以下幾個方面綜合考慮： （1） 發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用 （2

9、） 發(fā)電廠接入電力系統(tǒng)的方式 （3） 發(fā)電廠的運行方式和負荷性質 （4） 設備 的可靠程度影響主接線的可靠性 （5） 長期運行經驗的積累是提高可靠性的重要條件對于單機容量在300MW及以上的發(fā)電廠，可靠性準則建議如下：任何斷路器檢修，不得影響對用戶的供電任一進、出線斷路器故障，不應切除一臺以上機組和相應的線路任一臺斷路器檢修或另一臺斷路器故障相重合時，以及分段或母聯(lián)斷路器故障時，都不應切除兩臺以上機組和相應線路在保證系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)電廠不致全停的條件下，允許切除兩臺以上300MW機組2、靈活性 主接線應滿足調度、檢修及擴建時的靈活性： （1） 調度時，應可以靈活地切除或投入發(fā)電機、變壓器和線路，調

10、配電源和負荷，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)調度要求 （2） 檢修時，可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不影響電力網絡運行和對用戶的供電 （3） 擴建時，可以容易的從初期接線過度到最終接線，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量最少3、經濟性 主接線在滿足可靠性和靈活性要求的前提下應做到經濟合理，具體表現在以下幾個方面： （1） 投資省 A、主接線應力求簡單，以節(jié)省電氣設備的數量，減低投資；B、能讓繼電保護和二次回路不過于復雜，以利于運行和節(jié)約二次設備及控制電纜投資；C、

11、要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備和輕型電器 （2） 占地面積少 主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少 （3） 電能損失少 經濟合理地選擇主變壓器的種類、容量、數量，要避免兩次變壓而造成的電能損失3.1.2 主接線的設計原則電氣主接線的設計原則是以設計任務書為依據，以國家經濟方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)約投資，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性，堅持可靠、先進、經濟、美觀的原則。大中型電廠的電壓等級不宜多于三級，一般情況下升高電壓1-3級電氣參數 A、最小負荷為

12、最大負荷的60-70% B、負荷的同時率，110KV及以下取85-90%，大型企業(yè)取90-100% C、負荷的功率因數綜合負荷取80%，大型冶金企業(yè)取95% D、廠用率：凝汽機組取5-8%，熱電廠取8-13%，水電廠取0.5-1%3.2 主接線的基本接線形式和主接線的擬定主接線的基本形式就是主要電氣設備的連接方式，概括說有兩種：有匯流母線的和無匯流母線的接線方式。在進出線較多時，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。無匯流母線的接線使用開關電器較少，占地面積少，只適用于進出線回路少，不再擴建的發(fā)電廠和變電所，本電廠共4臺300MW機組，出線

13、有六回，因此考慮有匯流母線的接線方式。有匯流母線的接線方式有：單母線接線、單母線分段、雙母線接線、雙母線分段、雙母線帶旁路、雙母線分段帶旁路、一臺半接線，變壓器組接線和3-5角型接線。旁路母線設置的原則：110KV及以上高壓配電裝置中，因為電壓等級高，輸送功率大，停電影響大，同時高壓斷路器每臺檢修通常都需57天的較長時間，因此不允許因檢修斷路器而長期停電，故設置旁路母線，從而使檢修與它相連的任一回路的斷路器時，該回路便可以不停電，提高了供電的可靠性，鑒于本廠的實際情況，要求主接線有高可靠性，可以考慮以下幾種接線：雙母線帶旁路優(yōu)點：A、供電可靠通過兩組母線隔離開關的倒換操作可輪流檢修一組母線而不

14、致供電中斷，又因為帶有旁路，檢修出線斷路器時可以不停止供電；B、調度靈活：各個電源和各回路負荷可以任意分配到一組母線上，能靈活的適應各種運行方式和潮流變化；C、擴建方便，可以向雙母線左右任一方向擴建缺點：當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器之用，容易誤操作。為了防止隔離開關誤操作，需在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。適用范圍：在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數四回及以上時。雙母線分段帶旁路（或帶旁路隔離開關）接線超高壓配電裝置可靠性要求高，為限制故障范圍，當進出線6回及以上時一般采用此種接線。當一段母線故障或連在母線上的進出線斷路器故障時，停電范圍為三分之一，而當一段母線故障合并分段或母

15、聯(lián)斷路器拒動時停電范圍為三分之二。采用分段時，應注意分段后母線的保護的復雜性。比雙母線帶旁路多用了兩臺斷路器，增加了投資。隔離開關作為倒換操作母線用時，比雙母線帶旁路更容易產生誤操作。一臺半斷路器接線有高度的可靠性：發(fā)生母線故障時，只跳開與母線相連的斷路器而不終止回路供電，與母線相連的斷路器故障或檢修時也可不終止供電。運行調度靈活：正常時兩組母線和所有斷路器都投入工作，從而形成多環(huán)供電，運行調度靈活。操作檢修方便：隔離開關僅供檢修時用，避免了將隔離開關作操作用時的倒閘操作；檢修斷路器時，不需帶旁路的倒閘操作；檢修母線時，回路不需要切換。繼電保護及二次回路復雜。投資過高，經濟性差，在該設計中比雙

16、母線帶旁路多用了三臺斷路器。綜上所述，通過主接線各種基本接線形式的分析，結合本電廠的實際情況，對其主接線的可靠性和靈活性要求都很高，兼顧經濟性，采用雙母線帶旁路接線，裝有專用旁路斷路器，這樣可以用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電，考慮到單機容量達到300MW的大型機組停運對系統(tǒng)影響很大，故在變壓器進線回路中也接入旁路母線；若采用一臺半斷路器，就會有一串中接兩條出線，在母線故障時，會使兩條出線都停電。接線圖見下圖：3.3 主變壓器的選擇和發(fā)電機接入系統(tǒng)方式的選擇3.3.1 發(fā)電機接入母線原則1、大型電廠一般指總容量為1000MW及以上，單機容量在200MW及以上的電廠，其接

17、入一般采用簡單可靠的單元接線方式。鑒于本電廠實際情況，應采用發(fā)電廠變壓器單元接線。2、300MW機組，一般采用雙繞組變壓器組成單元接線，而不采用三繞組變壓器。3、對于單機容量在300MW以上的機組，由于機組容量大，額定電流和短路電流都很大，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也較高，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，分相封閉母線中一般不裝設斷路器和隔離開關，本廠采用分相封閉母線。3.3.2 變壓器的選擇1、變壓器容量的確定 單元接線時，變壓器的容量應按發(fā)電機的容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度來確定。2、變壓器臺數的確定 對于單元接線應和發(fā)電機

18、組臺數一樣。3、變壓器形式的選擇 A、相數的確定：在330KV及以下電力系統(tǒng)中一般選用三相變壓器，因為單相變壓器相對來講投資大，占地多，運行損耗也大，同時配電裝置結果復雜，也增加維修工作量。鑒于此種考慮，如三相變壓器滿足要求則優(yōu)先選用三相變壓器。B、繞組數的確定：由以上分析來看， 一般選用雙繞組變壓器。C、變壓器接線組別的確定：變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓、相位一致，否則不能并列運行。我國110KV及以上電壓變壓器三相繞組都采用“YN”連接。35KV及以下電壓變壓器三相繞組都采用“D”連接。再考慮到限制對電源的影響因素。本廠主壓器及決定采用“YND11”常規(guī)連接。通過以上分析可以計算

19、并選取主變壓器參數如下表。具體計算過程在計算說明書中。變壓器型號額定容量（MVA）額定電壓（KV）Ud%SFP7-360/220360242/18143.4 中性點接地方式的討論一、電力網中性點接地方式中性點非直接接地 A、中性點不接地方式簡單，單相接地時允許帶故障運行兩小時，供電連續(xù)性好。但由于過電壓水平高要求有較高的絕緣水平不宜用于110KV及以上電網中。B、中性點經消弧線圈接地當接地電流超過允許值時， 可采用消弧線圈補償電容電流。C、中性點經高電阻接地當接地電容電流超過允許值時， 也可以采用中性點經高電阻接地方式。一般用于大型發(fā)電機中性點。中性點直接接地直接接地方式的單相短路電流很大，線

20、路或設備須立即切除，增加斷路器負擔，降低供電連續(xù)性。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少設備造價，特別是在電壓，超高壓電網中經濟效益顯著。鑒于本電網為500KV電壓等級，決定采用中型點直接接地方式。二、主變壓器中性點接地方式 電力網的中性點接地方式，決定了主變壓器的中性點接地方式：主變壓器的110-500KV側采用中性點直接接地方式，且所有變壓器的中性點都應經隔離開關接地。主變壓器6-63KV側采用中性點不接地方式。因此，本電廠的主變壓器中性點選用經隔離開關接地。三、發(fā)電機中性點接地方式：采用發(fā)電機中性點不接地方式，適用于125MW及以下的中小型機組。采用發(fā)電機中性點經消弧線圈接地方式，適用

21、于單相接地電流大于允許值的中小機組或200MW及以下大機組要求能帶單相接地故障運行時。采用發(fā)電機中性點經高阻接地方式：A、采用后可達到限制過電壓不超過2.6倍額定相電壓；限制接地故障電流不超過10-15A；為釘子接地保護提供電源便于檢修。B、適用于200MW及以上的機組。由以上分析，本廠發(fā)電機中性點接地方式決定采用經高電阻接地第4章 廠用電系統(tǒng)本章講述了廠用電接線的設計原則及接線的形式，廠用系統(tǒng)供電電壓的確定、廠用電源的正確引接和廠用變壓器、備用變壓器的選擇。4.1 廠用電接線的設計原則和接線的形式發(fā)電廠在啟動、運轉、停運、檢修過程中，有大量由電動機拖動的機械設備，用以保證機組的主要設備（如鍋

22、爐、汽輪機或水輪機、發(fā)電機等）和輸煤、除灰，除塵及水處理的正常運行。這些電動機以及全廠的運行、操作、試驗、檢修、照明等總的耗電量稱為廠用電，廠用電的中斷會給電力生產造成嚴重的損失和設備的損壞，甚至危及人身安全。因此在設計時要嚴格按照設計原則和設計程序。4.1.1 廠用電接線設計的原則和要求按機組自成系統(tǒng)，特別是200MW及以上的機組，一臺機組的故障、停運或其輔助設備的電氣故障，不應影響另一臺機組的正常運行，并能在短時間內恢復本機組的正常運行，。保證在廠用工作電源故障，機組啟動和停運過程中必需的廠用機械的供電，一般應配置備用電源，在機組啟動、停運和事故時的切換操作要少，并能與工作電源短時并列。滿

23、足機組安全運行的前提下，設置數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。充分考慮電廠分期建設和連續(xù)施工過程中廠用系統(tǒng)運行方式，特別注意對公用負荷的供電影響，要便于過度，盡少改變接線和更換設備。200MW及以上機組應設置足夠容量的交流事故保安電源，當廠用工作電源和備用電源都失效時，可以快速啟動和自動投入，配備電能質量符合熱工負荷要求的不間斷直供電源。4.1.2 廠用電壓等級的確定火電廠采用3KV、6KV、和10KV作為高壓廠用電壓，在滿足技術前提下應優(yōu)先采用較低電壓以獲得較高經濟效益。按發(fā)電機容量，電壓決定高壓廠用電壓，當容量在100-300MW時，宜采用6KV作為廠用電高壓。根據

24、本廠情況選擇6KV作為廠用電高壓。4.1.3 廠用電源的引接當有發(fā)電機電壓母線時，由各段母線引接，供給接在該段母線上的機組的廠用負荷。當發(fā)電機與主變壓器采用單元接線時，由主變壓器低壓側引接，供給本機組的廠用負荷，發(fā)電機容量在125MW及以下時，一般在廠用分支上裝設斷路器，若斷路器開斷容量不夠時，也可采用能滿足動穩(wěn)定要求的負荷開關，連接片等方式；大容量發(fā)電機組，當廠用分支采用分相封閉母線時，在該分支上不裝設斷路器，但應有可拆連接點?？紤]到本廠情況，采用下圖連接方式：4.1.4 備用電源的引接廠用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時替代工作電源，起后備作用。備用電源應具有獨立性和足夠的供電容量

25、，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電下仍能從系統(tǒng)中獲得廠用電源。對于200MW以上大型機組，為了確保機組安全和廠用電源的可靠，一般采用啟動電源兼?zhèn)溆秒娫吹姆绞皆O置，而且一般都是從系統(tǒng)經啟動/備用變壓器（簡稱啟/備變）引接，這種方式，從備用的角度看是一種明備用（另一種是暗備用），平時不接通高壓廠用母線，不帶機組負荷，當工作電源故障斷開時，由備用電源自動投入裝置進行切換接通，代替故障的工作電源，承擔全部廠用負荷。啟動/備用變壓器平時是否處于運行工況，要看是否帶有公用負荷，如果全廠的公用負荷由各機組工作變壓器分擔，啟動/備用變壓器平時不帶公用負荷，則它平時不投入運行，一次側斷開，可省去空載損耗，其

26、容量也可減少；但工作變壓器容量稍大，故障時動作的斷路器較多，可靠性略差。另一種方式，啟動/備用變壓器平時帶有較多的公用負荷，容量較大，而工作變壓器的容量響應減小，啟動/備用變壓器代替工作電源時，動作的斷路器較少，可靠性有所提高，但啟動/備用變壓器將長期帶電，使損耗增加。對本廠情況，兩臺機組設一臺公用的啟動/備用變壓器4.1.5 廠用電接線的基本形式廠用電系統(tǒng)接線通常采用單母線分段接線形式?；痣姀S的廠用負荷容量較大分布面較廣，為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經濟性，一般采用廠用母線按鍋爐的臺數分成若干段。低壓380/220V廠用電接線，對大型火電廠，一般亦采用單母線分段接線?？偨Y 由于本廠具有大

27、型火電廠的特點，結合以上分析可得：廠用電電壓等級為6KV，廠用工作電源從發(fā)電機出口直接引接，廠用備用電源從220KV母線上引接，廠用母線采用單母線分段的接線方式。高壓廠用電采用6KV一個電壓等級，每兩臺機組設置一臺啟動/備用變壓器，不設6KV公用負荷母線段，將全廠公用負荷（如輸煤、除灰，化水等）分別接在各機組兩段廠用母線上，其特點是公用負荷分別接在不同機組的變壓器上，供電可靠性高、投資省，但也由于公用負荷分別接于各機組工作母線上，機組工作母線清掃時，將影響公用負荷的備用，另外由于公用負荷分別接于兩臺機組的工作母線上，因此，在一臺機組發(fā)電時，必須安裝好另一臺機組的6KV廠用配電裝置，并啟動備用變

28、壓器供電。高壓工作變壓器高壓側不設斷路器和隔離開關，若高壓工作廠用變壓器發(fā)生故障，將由發(fā)電機變壓器組高壓側斷路器切除。廠用電設計如下圖：4.2 廠用變壓器的選擇4.2.1 廠用負荷的分類 廠用負荷包括機組負荷和全廠公用負荷。按其重要性可分為以下幾類：1、類負荷：指短時停電將影響人身或設備安全，使機組停運或發(fā)電量大幅度下降的負荷。如給水泵、凝結水泵、送引風機等。2、類負荷：指允許短時停電，但較長停電有可能損壞設備或影響機組正常運轉的負荷。如輸煤設備、工業(yè)水泵、疏水泵等。3、類負荷：指長時間停電不會直接影響生產者。如試驗室和中央修配廠的用電設備等。4、事故保安負荷：指在停機過程中及停機后的一段時間

29、內仍應保證供電的負荷，否則將引起主要設備損壞、重要的自動控制失靈或推遲恢復供電。5、不間斷供電負荷：在機組啟動、運行到停機過程中，甚至停機一段時間內，需要連續(xù)供電并具有恒壓恒頻特性的負荷。如實時控制用計算機。4.2.2 廠用負荷的計算負荷計算一般采用換算系數法。按下式計算：S=（KP）K=UKMKL/cos式中：S廠用分支上的負荷 P電動機的計算功率（KW） K換算系數 Km同時系數 Kl負荷率效率cos功率因數 換算系數K，一般按下表取：機組容量（KW）1250012500給水泵及循環(huán)水泵電動機凝結水泵電動機其他高壓電動機其他低壓電動機電動機的計算功率按其負荷的運行方式和特殊確定：1、連續(xù)運

30、行的電動機：P= PN式中PN電動機的額定功率2、經常短時及經常斷續(xù)運行的電動機不經常短時及不經常斷續(xù)運行的設備，一般不予計算：P=0中央修配廠：5式中P全部電動機額定功率總和（KW）P5其中最大五臺電動機額定功率總和（KW）煤廠機械負荷：3式中P3其中最大三臺電動機額定功率總和（KW）照明負荷：P=Kd Pi式中KdPi安裝容量（KW）4.2.3 廠用變壓器容量的選擇廠用變壓器容量選擇的基本原則應考慮的因數為：變壓器原、副邊額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網絡電壓相一致。高壓廠用工作變壓器容量應按高壓電動機計算負荷的110%與低壓廠用電計算負荷之和來選擇。為了增加廠用電源的可靠性，該廠將廠用

31、電壓母線分成兩段，所以采用低壓分裂繞組變壓器。采用此種類型變壓器對兩組母線供電時，當一段母線發(fā)生短路時，除能有效的限制短路電流外，還能使另一段母線電壓保持一定水平，不致影響運行。選用分裂繞組變壓器時，其各繞組容量應滿足：高壓繞組 Sts1Sc- Sr分裂繞組 Sts2Sc 其中Sc=1.1Sh+Sl式中 Sts1廠用變壓器高壓繞組額定容量（KVA） Sts2廠用變壓器分裂繞組額定負荷（KVA） Sc廠用變壓器分裂繞組計算負荷（KVA） Sr分裂繞組兩分支重復計算負荷（KVA） Sh高壓廠用電計算負荷之和Sl低壓廠用電計算負荷之和廠高壓備用變壓器的容量應與最大一臺高壓廠用變壓器容量相同。4.2.

32、4 6KV廠用工作變壓器負荷計算及容量選擇設備名稱額定容量（KW）廠用高壓變壓器A段B段重復容量（KW）臺數容量（KW）臺數容量（KW）電動給水泵循環(huán)水泵凝結水泵P155001250315115500125031570652125003152815315315引風機送風機一次風機排粉機磨煤機凝結水升壓泵主汽機調速油泵碎煤機噴射水泵1#皮帶機4#皮帶機P222401000300680100063035032026030030011122111112240100030013602000630260300300839011122112240100030013602000630320785063063

33、0SH=P2（KVA）機爐變壓器（KVA）電除塵變壓器（KVA）化水變壓器（KVA）公用變壓器（KVA）輸煤變壓器（KVA）灰漿泵變壓器（KVA）負壓風機房變壓器（KVA）污水變壓器（KVA）修配變壓器（KVA）水源地電源（KVA）照明變壓器（KVA）S16001250100010001000100010003158001000315111116001250100010004850111111111116001250100010001000100031580010003159280160012502850S（KVA）7888分裂繞組負荷Sc=1.1Sh+Sl（KVA）183243358高壓繞組

34、負荷Sc- Sr（KVA）選擇分裂繞組變壓器（KVA）40000/22000由上表計算可得廠用高壓變壓器選用容量為40000KVA的分裂繞組變壓器。因為廠用高壓備用變壓器的容量應與最大一臺高壓廠用變壓器容量相同，所以廠用高壓備用變壓器也選用同一容量的變壓器。綜上所述，300MW機組的廠用變壓器選擇的型號為：SFP7-40000/18。廠用高壓備用變壓器選擇型號為：SFPZL-40000/220。有關數據見下表：變壓器型號容量（MW）電壓比SFP7-40000/1840SFPZL-40000/22040第5章 短路電流計算5.1 短路電流計算的要求和有關規(guī)定一、計算目的：選擇導體和高壓電器等設備

35、。比選電氣接線。用于選擇繼電保護方式和整定計算。接地裝置的設計也需要短路電流計算。二、基本假設：正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。所有電源的電動勢相位角相同。系統(tǒng)中的電機均為理想電機。電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和。電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行。同步電機都有自動調節(jié)勵磁裝置（包括強行勵磁）。短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間。不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計。10、元件的計算參數都取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。11、輸電線路的電容略去不計。三、一般規(guī)定1、驗算電器和導體動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流，所用

36、電流應按本工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景規(guī)劃（一般為本工程建成后510年）。確定短路電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應僅按在切換過程中可能并列運行的接線方式。2、選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應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。3、選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。4、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。四、等值電源的歸并當網絡中有幾個電源時，可將條件席哪個類似的發(fā)電機，按下述情況連接成一組，分別求出到短路點的轉移阻抗：同類型且

37、到短路點的電氣距離大致相等的發(fā)電機。至短路點的電氣距離較遠，即X1的同一類型或不同類型的發(fā)電機。直接連接于短路點上的同類型發(fā)電機。五、綜述 鑒于本次設計的需要，短路電流計算主要為導體和電器的選擇提供依據，因此本次短路電流計算只按照三相短路計算。5.2 計算過程說明標幺值的基本關系基準值的確定本設計中選取的基準值： SB=1000MVA UB=230KV則有：IB=SB/ UB XB=/ 各元件參數標幺值的確定=選取短路點在正常運行方式時，通過電器設備的短路電流為最大的地點作為短路電流計算點。為了選取母聯(lián)斷路器，應在220KV母線上選取一處短路點（d1），進線斷路器也可以以此校驗。為了選取與發(fā)電

38、機有關的各種設備，應在發(fā)電機出線側選取一短路點（d2）。高壓廠用變壓器低壓側出現短路時，對系統(tǒng)影響也很大，故在此選擇一短路點（d3）。短路點選擇如下圖：畫出個短路點等值網絡，并求等值電抗和短路電流根據短路電流計算點的選取，簡化網絡以利于計算。計算各元件電抗：發(fā)電機：=變壓器：=線 路：= 3、計算不同短路電流計算點的等值計算電抗 4、計算各短路點短路電流交流分量的標幺值 先將電源對短路點的等值電抗歸算到以下電源容量為基準值的計算電抗值，查相應的發(fā)電機運算曲線，即可得到短路電流交流分量的標幺值。再把轉為有名值。其中：=（KA）可以由運算曲線查出。計算各短路點短路電流的標幺值及有名值。計算在最大運

39、行方式下的各短路電流值最大持續(xù)工作電流：=短路電流沖擊值：= (本次取1.85，則取2.62)短路電流最大有效值：=短路容量：=五、短路電流計算結果如下表：短路點d1點d2點d3點注：表中、的單位均為KA，短路容量為KVA。第6章 電氣設備及導體的選擇和校驗6.1 電氣設備選擇的一般條件正確的選擇電器設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。一、按正常工作條件選擇電氣設備1、額定電壓 按電器額定電壓不低于裝置地點電網額定電壓。 即： 2、額定電流 電器的額定電

40、流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流。 即： 其中： （1）、對于發(fā)電機、調相機、變壓器的應為發(fā)電機、調相機、變壓器的額定電流的1.05倍。 （2）、母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的。 （3）、母線分段電抗器的應為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的50%80%。 （4）、出線回路的除考慮正常負荷電流外，還應考慮事故時從其他回路轉移過來的負荷。 （5）、旁路斷路器的參數應能滿足所需代用斷路器的需要。二、按短路情況校驗1、短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時，電器各部件

41、溫度不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件是：t式中：短路電流產生的熱效應、t電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間2、電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為：或式中：、短路沖擊電流幅值及其有效值、電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值下列情況下可以不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定：（1）、熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定。（2）、采用有限流電阻的熔斷保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定。（3）、裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不校驗熱穩(wěn)定。6.2 高壓斷路器的選擇和校驗高壓斷路器的主要功能是：正常運行時用它來倒換運行方式，把設備或線路接入或推出

42、運行，起著控制作用：當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，能起保護作用。在運行中其開斷能力是標志性的基本指標。所謂開斷能力，就是指斷路器在切斷電流時熄滅電弧的能力，以保證順利的分、合電路的任務。一、斷路器種類和形式的選擇一般斷路器在實用中的選型如下表所示：安裝場所電壓等級可選擇的主要型式參考型號范圍發(fā)電機回路發(fā)電機回路U大型機組少油斷路器專用斷路器專用空氣斷路器SN10SN310配電裝置35KV及以下少油斷路器多油斷路器真空斷路器斷路器610KV饋線SN10母聯(lián)、分段SN310SN41035KV：SN1035ZN1035110KV330KV少油斷路器空氣斷路器斷路

43、器SW4110（330）SW6110（330）KW4110（330）500KV斷路器LW500二、額定電壓的選擇：三、額定電流的選擇：四、開斷電流的選擇：高壓短路引起的額定開斷電流，不應小于實際開斷瞬間的短路電流。即：五、短路關合電流的選擇斷路器的額定關合電流不應小于短路電流最大沖擊值。即：六、熱穩(wěn)定校驗：t七、動穩(wěn)定校驗：八、具體選擇的型號為：SW6220/1200具體選擇過程和校驗見計算書。6.3 高壓隔離開關的選擇和校驗一、隔離開關的主要用途： 1、隔離電壓：在檢修電氣設備時，用隔離開關將被檢修的設備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。 2、倒閘操作：投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式

44、時，常用隔離開關配合斷路器，協(xié)同操作來完成。 3、分、合小電流。二、隔離開關的選擇： 1、種類和形式的選擇：A、屋外220KV及以下配電裝置選雙柱式，如GW4等。B、高型硬母線選V型，如GW5（適用于35110KV）。C、硬母線布置選單柱型，如GW6（適用于220500KV）。D、220KV及以上配電裝置選三柱式（適用于220500KV）。 2、額定電壓的選擇： 3、額定電流的選擇： 4、熱穩(wěn)定校驗：t5、動穩(wěn)定校驗：三、本設計220KV隔離開關選擇型號為GW6220D/1000506.4 互感器的選擇互感器（包括CT和PT）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線

45、圈和電壓線圈供電，正確的反映電氣設備的正常運行和故障情況。一、互感器的作用： 1、將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷海?00KV）和小電流（5A或1A），使測量儀表和裝置標準化，小型化，并使其結構輕巧，價格便宜和便于屏內安裝。 2、使二次設備和高壓部分隔離，且互感器二次側均接地，從而保證設備和人身的安全。二、電流互感器的配置： 為了滿足測量和保護的要求，在發(fā)電機、變壓器出口、出線、母線、分段及母聯(lián)斷路器等回路中應裝設電流互感器。三、電流互感器的選擇 1、一次回路額定電流和額定電壓的選擇：為了確保供電儀表的準確度，互感器一次側額定電流應盡可能與最大工作電流接近。 2、二次側額定電

46、流的選擇：電流互感器二次側的額定電流有5A和1A兩種，一般系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A，但應盡量用1A。 3、型號與種類的選擇：對于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器，常用L（C）系列。 4、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 5、選擇結果表電流互感器選擇地點互感器的型號母聯(lián)斷路器LCW220主變進線處LCW220發(fā)電機出口處LMZD20四、電壓互感器的配置 1、母線：除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器用于同步測量儀表和保護裝置。 2、線路：35KV及以上輸電線路，當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進行同步和設置重合閘，裝有一臺單相互感器。 3、發(fā)電機：一

47、般裝設23組電壓互感器，一組（三只單相，雙繞組）供自動調節(jié)勵磁裝置，另一組供測量儀表、同期和保護裝置使用。 4、變壓器：變壓器低壓側有時為了滿足同步或繼電保護的需要，設有彝族電壓互感器。五、電壓互感器的選擇 1、互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確級），應不小于電壓互感器的二次負荷。 2、635KV屋內配電裝置，一般選擇油浸式或澆注式，110KV220KV配電裝置特別是母線上裝設的電壓互感器，通常采用串級式電磁式；當容量和準確級滿足要求時，通常多在出線上采用電容式電壓互感器。 3、110KV及以上的互感器可靠性較高，只經過隔離開關和電網連接。 4、具體選擇結果見下表：安裝地點額定電壓（KV

48、）選擇型號母線220JCC2220出線220YDR220發(fā)電機出口三相18JSJW15單相18JDJ15注：詳細計算見計算書，由于本次設計缺少二次負荷等資料，暫不作校驗。6.5 避雷器的選擇和校驗 一、避雷器配置的原則： 1、配電裝置的每組母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器時除外。 2、220KV及以下變壓器到避雷針的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。 3、中性點直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點一般應裝設避雷器。 4、單元出線的發(fā)電機出線宜裝設一組避雷器。 5、發(fā)電廠、變電所35KV及以上電纜進線段，在電纜與架空線連接處應裝設避雷器。 6、110220KV線路側一般不裝設

49、避雷器；330500KV的線路側如操作電壓超過保護水平，應裝設避雷器。二、避雷器的選擇 1、型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，宜按下表選擇：型號型式應用范圍FS配電用普通閥型10KV及以下的配電系統(tǒng)FZ電站用普通閥型35220KV配電裝置FCZ電站用瓷吹閥型1、330KV及需要限制操作過電壓的220KV及以下配電裝置2、降低絕緣的配電裝置3、布置場所特別狹窄或高烈度地震區(qū)4、某些變壓器的中性點FCD旋轉電機用瓷吹閥型用于旋轉電機，屋內 2、額定電壓：避雷器的額定電壓應與系統(tǒng)額定電壓一致。 3、滅弧電壓：按照使用情況，校驗避雷器的最大容許電壓（滅弧電壓）。在中性點非直

50、接接地的電網中應不低于設備最高運行線電壓。在中性點直接接地的電網中應不低于最高運行線電壓的80%。 4、工頻放電電壓：在中性點絕緣或經阻抗接地的電網中，工頻放電電壓一般應大于最大運行相電壓的3.5倍；在中性點直接接地電網中，工頻放電電壓應大于最大運行相電壓的3倍。工頻放電電壓應大于滅弧電壓的1.8倍。五、避雷器的選擇見下表：安裝地點額定電壓（KV）選擇型號母線220FCZ220J出線220FCZ220J變壓器中性點220FZ110J6.6 母線導體的選擇一、導體材料的選擇發(fā)電廠和變電所的母線和導體大都采用硬鋁或鋁錳、鋁鎂合金制成：1、純鋁的管型導體由于強度稍低，110KV以以上配電裝置敞露布置

51、時不宜采用。2、鋁錳合金載流量大，但強度較差，采用一定的補強措施后可廣泛使用。3、鋁鎂合金導體機械強度大，但載流量小，主要缺點是焊接困難，因此受到限制。二、導體型式的選擇1、回路工作正常工作電流在4000A及以下時，一般選擇矩形導體。2、在40008000A時，一般選用槽型導體。3、對于容量為200MW及以上的發(fā)電機引出線和廠用電源、電壓互感器等分支線，應采用全連封閉母線。4、110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導體，當采用硬導體時，宜用鋁錳合金管形導體。三、導體截面的選擇和校驗1、按回路持續(xù)工作電流選擇 式中：相應于某導體長期允許工作電流；導體回路持續(xù)工作電流。2、按電暈條件校驗 對110KV及以上電壓母線應按電暈電壓校驗： 式中：回路工作電壓；電暈臨界電壓。3、按短路熱穩(wěn)定校驗 式中：導體截面積；短路電流熱效應；與導體材料及發(fā)熱溫度有關的系數。4、按短路動穩(wěn)定校驗 式中：導體材料的允許應力；短路時產生的總機械應力。5、具體選擇結果：6.7 支柱絕緣子、穿墻套管的選擇支柱絕緣子應按額定電