發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備.ppt

1,主 編：李家坤 朱華杰 主 審：陳光會(huì),11 電氣總布置,發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備,FADIANCHANG JI BIANDIANZHAN DIANQISHEBEI,2,11.1 主變場(chǎng)地布置,1,11 電氣總布置,目 錄,3,【知識(shí)目標(biāo)】 1了解主變壓器布置的相關(guān)知識(shí)； 2了解電氣總布置的原則； 3了解水電站和火電廠電氣設(shè)備的布置情況。 【能力目標(biāo)】 1能夠區(qū)別主變壓器的兩種進(jìn)出線方式； 2能夠解釋電氣總布置原則； 3能夠區(qū)別水電站和火電廠電氣設(shè)備的布置。,11 電氣總布置,4,11.1 主變場(chǎng)地布置,11.1 主變場(chǎng)地布置,5,目前，220kV電壓等級(jí)及以下的發(fā)電廠和變電站普遍采用三相油浸式變壓器。電壓35kV及以下電壓等級(jí)和容量為6300kVA以下的變壓器一般為整體運(yùn)輸。超過(guò)上述電壓或容量者，由于外形尺寸過(guò)大，出廠時(shí)常卸掉散熱器、油枕等附件，但仍帶油運(yùn)輸，一般先運(yùn)抵廠房安裝間，利用橋機(jī)吊卸，并在完成放油、吊芯檢查（對(duì)鐘罩式為吊蓋檢查）附件安裝、充油及試驗(yàn)等安裝工序后，再經(jīng)專門的通道搬運(yùn)就位。,11.1.1 主變壓器的起吊與搬運(yùn),11.1 主變場(chǎng)地布置,6,主變檢修常有以下三種方式： 一是拖運(yùn)至安裝間檢修； 二是就地檢修，就地搭設(shè)臨時(shí)性起吊設(shè)施，此時(shí)無(wú)論屋外或屋內(nèi)布置均應(yīng)適當(dāng)增大場(chǎng)地面積和空間范圍，室內(nèi)布置的還要預(yù)先埋設(shè)吊梁吊環(huán)等； 三是就近設(shè)置變壓器檢修間。,11.1 主變場(chǎng)地布置,7,水電站因有現(xiàn)成的橋機(jī)和安裝間，應(yīng)優(yōu)先選擇第一種檢修方式。為此，主變要靠近安裝間布置，為了利用主廠房的橋機(jī)進(jìn)行起吊檢修，要求主變的安裝高程最好與安裝間高程一致，且在安裝間之間設(shè)置搬運(yùn)通道。通道寬度要滿足搬運(yùn)中的變壓器至兩側(cè)運(yùn)行中的帶電部分的距離，且在通道端頭要預(yù)埋拖運(yùn)地錨。對(duì)于電壓110kV和容量,11.1 主變場(chǎng)地布置,8,11.1.2.1 變壓器出線套管的排列規(guī)則 對(duì)雙繞組變壓器，站在高壓側(cè)看，從左至右依次為O、A、B、C、油枕，對(duì)側(cè)對(duì)應(yīng)為低壓側(cè)的a、b、c；或站在油枕端看變壓器，則左邊為高壓側(cè)，右邊為低壓側(cè)，由遠(yuǎn)至近分別為O、A、B、C、油枕，如圖11.1（a）所示。,11.1.2 主變的進(jìn)出線方式,11.1 主變場(chǎng)地布置,9,對(duì)三繞組變壓器，高壓側(cè)與上述相同。中壓側(cè)和低壓側(cè)套管居同側(cè)，且按中壓、低壓、油枕的順序排列，如圖11.1（b）所示。如果變壓器兩側(cè)電路均有電源，但相序相反，則需將一側(cè)線路倒相，否則不能并列。若兩側(cè)電源電路相序相同（或只有單電源），但與變壓器出線套管的相序相反，則可不必倒相，但此時(shí)主變壓器將由Y，dll接線變?yōu)閅，dl接線，其特性相同，但互感器的二次回路需按接線組別相應(yīng)變動(dòng)。,11.1 主變場(chǎng)地布置,10,圖11.1 變壓器出線套管的排列規(guī)則及儲(chǔ)油池的布置 （a）雙繞組變壓器；（b）三繞組變壓器,11.1 主變場(chǎng)地布置,11,11.1.2.2 進(jìn)出線方式 （1）電纜進(jìn)（出）線 通常用角鋼支架固定電纜頭，對(duì)多根電纜還要設(shè)置小段母線以便接線。電纜進(jìn)線側(cè)不得占據(jù)變壓器搬運(yùn)通道，若兩側(cè)均采用電纜進(jìn)線時(shí)，變壓器只能窄面推進(jìn)。電纜線路占用空間小，方便靈活，便于跨越通道和公路等，且施工工作量小，其缺點(diǎn)是載流量有限，一般并聯(lián)根數(shù)多于23根時(shí)宜改用母線。,11.1 主變場(chǎng)地布置,12,（2）硬母線進(jìn)（出）線 當(dāng)電路長(zhǎng)度不大時(shí)，采用硬母線進(jìn)出線最為方便，且電流大小不限，但布置線路要盡量減少轉(zhuǎn)彎和錯(cuò)位。接至變壓器套管時(shí)要接入母線溫度補(bǔ)償器，以免套管承受母線的溫度應(yīng)力。寬面推進(jìn)的變壓器居搬運(yùn)通道中的一側(cè)，一般不宜采用硬母線。,11.1 主變場(chǎng)地布置,13,（3）跳線架空拉線出線 此出線方式是用架空拉線掛接至變壓器附近，再由拉線向變壓器出線套管跳線，一般用于變壓器高壓側(cè)出線。其拉線和跳線均需保證線間距離和最小安全凈距D值的要求。跳線拉線的具體做法取決于主變和開(kāi)關(guān)站的位置，因而取決于電站的電氣總布置。通常的做法有：拉線經(jīng)變壓器門型構(gòu)架拉出或經(jīng)電站廠房的墻拉出，但拉線與墻面的角度不應(yīng)小于30。 如圖11.2和圖11.3所示。,11.1 主變場(chǎng)地布置,14,圖11.2設(shè)置變壓器門型構(gòu)架的出線示意圖 （a）前門型構(gòu)架出線； （b）后門型構(gòu)架出線； （c）側(cè)門型構(gòu)架出線,11.1 主變場(chǎng)地布置,15,圖11.3 置于壩后與主廠房之間設(shè)有中間拉線層的三繞組變壓器的布置和出線,11.1 主變場(chǎng)地布置,16,11.1.2.3 主變的防火防爆 主變防火的重點(diǎn)不在于著火主變的救滅，而在于事故排油和隔離，以避免出現(xiàn)火災(zāi)蔓延和擴(kuò)大，禍及相鄰建筑物和鄰近主變的其他設(shè)備。,11.1 主變場(chǎng)地布置,17,（1）事故排油和儲(chǔ)油池。為了防止變壓器發(fā)生事故時(shí)，燃油流失使事故范圍擴(kuò)大，單個(gè)油箱的油量在1000kg以上的變壓器，應(yīng)設(shè)置能容納100或20油量的儲(chǔ)油池或擋油墻。設(shè)有容納20油量的儲(chǔ)油池或擋油墻時(shí)，應(yīng)有將油排到安全處的措施，且不應(yīng)引起污染危害。通常通過(guò)儲(chǔ)油池底部的排油管迅速將全部油排至安全處。排油管內(nèi)徑的選擇應(yīng)能盡快將油排出，但不應(yīng)小于100mm。當(dāng)設(shè)置有油水分離的總事故儲(chǔ)油池時(shí)，其容量不應(yīng)小于最大一個(gè)油箱儲(chǔ)油量的60。儲(chǔ)油池和擋油墻的長(zhǎng)、寬尺寸，一般較設(shè)備外廓尺寸每邊相應(yīng)大1m，變壓器基礎(chǔ)應(yīng)比儲(chǔ)油池高0.1m，儲(chǔ)油池四壁應(yīng)高于屋外場(chǎng)地0.1m。儲(chǔ)油池內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)厚度不小于0.25m的卵石層（卵石直徑0.050.08m），儲(chǔ)油池底面向排油管側(cè)有不小于2的坡度。,11.1 主變場(chǎng)地布置,18,（2）防火隔墻。當(dāng)變壓器著火或防爆玻璃爆破噴油時(shí)，應(yīng)不危及臨近變壓器或建筑物的安全。因此，主變壓器與建筑物的距離不應(yīng)小于1.25m，且距變壓器5m以內(nèi)的建筑物，在變壓器總高度以下及外廓兩側(cè)各3m的范圍內(nèi)，不應(yīng)有門、窗和通風(fēng)口。當(dāng)變壓器的油量超過(guò)2500kg以上時(shí)，兩臺(tái)變壓器之間的防火凈距應(yīng)符合表11.1的規(guī)定。,11.1 主變場(chǎng)地布置,19,表11.1 兩臺(tái)變壓器之間的最小防火凈距,11.1 主變場(chǎng)地布置,20,11.1.2.4 主變場(chǎng)地的通風(fēng)散熱 雖然變壓器的效率很高，但大容量變壓器的功率損耗仍較大，并以熱的形式散布于周圍空間，故屋外的主變壓器宜置于開(kāi)闊通風(fēng)處。壩后式水電站常將主變置于大壩和主廠房之間，如果再增設(shè)一些隔墻，顯然對(duì)通風(fēng)散熱不利。此外，屋外主變既要增強(qiáng)輻射散熱，又要減少日照的影響，因此外表涂以灰色漆為好。,11.1 主變場(chǎng)地布置,21,11.2 電氣總布置,11.2 電氣總布置,22,（1）縮短發(fā)電機(jī)、開(kāi)關(guān)室、主變壓器和開(kāi)關(guān)站之間的連接線。電氣總布置首先應(yīng)滿足電氣主接線所表明的生產(chǎn)順序要求，應(yīng)使設(shè)備相互靠近，布置緊湊，這樣既可減少電能損耗，縮短連接導(dǎo)線和電纜的長(zhǎng)度，使電纜敷設(shè)方便，又可以減少事故和故障幾率；同時(shí)，便于設(shè)備的正常維護(hù)巡視和定期檢修，即使事故發(fā)生也能及時(shí)處理，不使事故擴(kuò)大。,11.2.1 電氣總布置的原則,11.2 電氣總布置,23,（2）為保證大型設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器等）的運(yùn)輸、安裝和檢修的方便，應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸距離。要求主廠房、中控室、主變壓器和開(kāi)關(guān)站之間交通方便，并使主變壓器、發(fā)電機(jī)與主廠房的安裝間在同一高程，以便于運(yùn)行維護(hù)和檢修。 （3）盡量減少電氣設(shè)備及其連線與水力機(jī)械設(shè)備及管路的交叉和干擾。 （4）保證進(jìn)線和出線方便，盡可能減少架空導(dǎo)線交叉。,11.2 電氣總布置,24,（5）遠(yuǎn)近期結(jié)合，留有發(fā)展余地。電氣總布置應(yīng)按批準(zhǔn)的規(guī)劃容量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并留有發(fā)展余地。規(guī)劃容量偏大或偏小，都將導(dǎo)致總平面布置的不合理。偏大將造成浪費(fèi)，偏小則將使布置擁擠混亂，影響安全運(yùn)行，產(chǎn)生不良后果。電氣總布置要妥善處理好分期建設(shè)的關(guān)系。初期建筑宜集中布置以便于分期購(gòu)地和利于擴(kuò)建，減少前、后期工程在施工和運(yùn)行上的相互影響。初期工程要為后期工程創(chuàng)造較好的施工條件，后期工程施工要盡量避免影響運(yùn)行。,11.2 電氣總布置,25,（6）布置緊湊合理，盡量節(jié)約用地。各設(shè)備宜集中布置，以減少占地面積，充分合理地利用空間；并要注意利用荒地、劣地、坡地，少占或不占農(nóng)田。地形條件狹窄的工程，可將控制樓、通信樓、試驗(yàn)室、檢修間等功能相近或互有聯(lián)系的電工建構(gòu)筑物采用多層聯(lián)合布置。,11.2 電氣總布置,26,（7）結(jié)合地形地質(zhì)，因地制宜布置： 依據(jù)不同的自然地形，確定各級(jí)配電裝置的型式及其相互間的平面組合，選擇合理的布置位置。在此基礎(chǔ)上，靈活布置附屬設(shè)施及站前建構(gòu)筑物。 高壓配電裝置等主要建構(gòu)筑物，要盡量沿自然等高線布置，以減少土石方工程量，避免高填深挖和減少基礎(chǔ)埋設(shè)深度，便于場(chǎng)地排水。,11.2 電氣總布置,27,山區(qū)發(fā)電廠、變電站的主要建構(gòu)筑物，不宜緊靠山坡，應(yīng)有防止因塌方而危及電氣設(shè)備和建構(gòu)筑物的有效措施。屋內(nèi)配電裝置，如主控樓、主變壓器、并聯(lián)電抗器、調(diào)相機(jī)等主要建構(gòu)筑物及大型設(shè)備，應(yīng)布置在土質(zhì)均勻、地基承載力較大的地段；要避開(kāi)斷層、溶洞，以及可能發(fā)生滑坡、崩塌等不良地質(zhì)構(gòu)造的地段；還要盡量不破壞山體的自然地貌，以保證山體固有的平衡，減少不安全因素。,11.2 電氣總布置,28,（8）符合防火規(guī)定，預(yù)防火災(zāi)和爆炸事故。為確保發(fā)電廠、變電站的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，建構(gòu)筑物布置要嚴(yán)格執(zhí)行建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。道路設(shè)計(jì)要考慮消防車的通行，使消防車能迅速到達(dá)火災(zāi)地點(diǎn)，及時(shí)撲滅電工建筑物區(qū)內(nèi)的火災(zāi)。,11.2 電氣總布置,29,11.2.2.1 中控室的位置確定應(yīng)滿足的基本要求 中控室是發(fā)電廠、變電站操作和監(jiān)視的中心地點(diǎn)，其位置確定應(yīng)滿足的基本要求是： （1）值班人員有良好的環(huán)境（噪聲干擾和靜電感應(yīng)小，有較好的防潮、通風(fēng)和采光條件），有利于安靜和專心地工作。 （2）便于監(jiān)視屋外配電裝置，有利于值班人員與各級(jí)電壓配電裝置和主要車間聯(lián)系，以便迅速進(jìn)行各種操作。 （3）盡可能縮短中控室與配電裝置、機(jī)組間聯(lián)系的控制電纜長(zhǎng)度。,11.2.2 電氣總布置,11.2 電氣總布置,30,11.2.2.2 中控室的布置方式 下面以水電站為例，介紹中控室的布置方式。中控室一般緊靠主廠房上游、下游或一端布置。 （1）中控室布置在主廠房上游側(cè)副廠房的中間位置，可使中控室到各發(fā)電機(jī)的距離最近，與機(jī)組的巡視和與主廠房運(yùn)行人員聯(lián)系方便，還能節(jié)約電纜投資。 （2）中控室布置在主廠房一端，自然采光和通風(fēng)條件較好，能適應(yīng)電站分期建設(shè)的要求，同時(shí)易于使中控室處于主廠房和升壓站的適中位置，對(duì)地形陡峻的電站來(lái)說(shuō)可減少開(kāi)挖量。,11.2 電氣總布置,31,（3）中控室布置在尾水平臺(tái)以上，距發(fā)電機(jī)近，并能節(jié)省控制電纜。低水頭河床式電站尾水平臺(tái)寬，布置較方便。但當(dāng)中控室低于最高尾水位時(shí)，下游墻面不能開(kāi)窗，對(duì)采光和通風(fēng)不利，且尾水管振動(dòng)較大，對(duì)中控室的影響比中控室布置在主廠房上游側(cè)時(shí)進(jìn)水鋼管振動(dòng)的影響大。,11.2 電氣總布置,32,11.2.2.3 配電裝置位置的確定 發(fā)電機(jī)電壓配電裝置一般采用屋內(nèi)成套配電裝置（即高壓開(kāi)關(guān)柜），通常布置在發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)室內(nèi)。發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)室應(yīng)盡量靠近發(fā)電機(jī)，且最好與中控室等布置在與發(fā)電機(jī)層相同高程的副廠房?jī)?nèi)。常在開(kāi)關(guān)室和中控室下統(tǒng)一設(shè)一層凈高23m的電纜層，以布置開(kāi)關(guān)室的進(jìn)出線和中控室的進(jìn)出控制電纜。如果是發(fā)電機(jī)變壓器單元接線或擴(kuò)大單元接線時(shí)，還可按單元接線或擴(kuò)大單元分散設(shè)置開(kāi)關(guān)室，這樣可使開(kāi)關(guān)室分別靠近相應(yīng)單元的發(fā)電機(jī)，可縮短發(fā)電機(jī)連接線；并有利于按擴(kuò)大單元分期施工和分區(qū)維護(hù)運(yùn)行；而且其結(jié)構(gòu)清晰對(duì)稱，可減少誤操作的可能性；尤其有利于將中控室布置在副廠房的中間位置。,11.2 電氣總布置,33,11.2.2.4 電纜構(gòu)筑物的確定 常用電纜構(gòu)筑物有電纜隧道、電纜夾層、電纜溝、電纜豎井等。電纜隧道和電纜溝的結(jié)構(gòu)如圖11.4所示。電纜構(gòu)筑物的選擇取決于發(fā)電廠、變電站各電工建筑物的布置以及機(jī)組容量大小、結(jié)構(gòu)型式等。,11.2 電氣總布置,34,圖10-4 為某壩后式水電站總體及 主要電氣設(shè)備布置圖 （a）俯視圖 ；（b）剖面圖,35,（1）在發(fā)電廠、變電站中屋內(nèi)電纜敷設(shè)主要采用電纜溝。當(dāng)屬于下列情況時(shí)采用電纜隧道： 同一通道的地下電纜數(shù)量眾多，電纜溝不足以容納時(shí)； 同一通道電纜數(shù)量較多，且位于有腐蝕性液體或經(jīng)常有地面水流溢的場(chǎng)所； 含有35 kV以上高壓電纜，或穿越公路、鐵路等地段時(shí)。若屋內(nèi)中控室，繼電保護(hù)室，高、低壓開(kāi)關(guān)室為分層布置，在中控室、繼電保護(hù)室或高、低壓開(kāi)關(guān)室等有多根電纜匯聚的下部，應(yīng)設(shè)有電纜夾層。電纜夾層凈高一般在23 m之間，過(guò)高和過(guò)低都不便于電纜作業(yè)。,11.2 電氣總布置,36,（2）屋外配電裝置的主要電纜通道宜采用電纜溝，當(dāng)電纜數(shù)量多、電纜溝不足以容納時(shí)，則采用電纜隧道。 （3）垂直走向的電纜，宜沿墻、柱敷設(shè)，當(dāng)數(shù)量較多，或含有35kV以上高壓電纜時(shí)，應(yīng)采用電纜豎井。 （4）立式機(jī)組的發(fā)電機(jī)層樓板下通常采用電纜吊架或橋架，吊、橋架最低層離地面距離不應(yīng)低于2m。 （5）其他分散的電纜，由于電纜根數(shù)較少，可根據(jù)實(shí)際情況采用直埋、穿管、架空敷設(shè)等方式。,11.2 電氣總布置,37,11.2.2.5 電纜走向 電纜的起、止點(diǎn)及其所經(jīng)過(guò)的路線叫做電纜走向或電纜走線。從整體上看，電纜走向有集中走線和分散走線兩種方式。電纜兩端所接電氣設(shè)備的位置各不相同，但若將設(shè)備按所在位置分片，眾多的電纜常有大致相同的走向。為了節(jié)約電纜的基礎(chǔ)工程費(fèi)用，并簡(jiǎn)化電纜布置，常將兩片之間的電纜在片間按同一方向集中走線，而在各片場(chǎng)地內(nèi)部按設(shè)備的不同位置分散走線。,11.2 電氣總布置,38,11.2.2.6 升壓站位置的確定 在地形條件允許的情況下，開(kāi)關(guān)站應(yīng)盡量與主變壓器布置在一起，成為升壓站；升壓站位置的選擇同樣必須緊密結(jié)合電站的型式、地形和地質(zhì)等具體條件。升壓站布置時(shí)應(yīng)盡量靠近主廠房以縮短升壓站與主廠房之間的連接線，并便于運(yùn)行人員巡視。若主變壓器和開(kāi)關(guān)站分開(kāi)布置，應(yīng)使開(kāi)關(guān)站盡量靠近主變壓器和主廠房，以縮短主變壓器和開(kāi)關(guān)站之間的連接線。升壓站或開(kāi)關(guān)站應(yīng)有公路相通，以便于設(shè)備搬運(yùn)。此外，在選擇升壓站或開(kāi)關(guān)站位置時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)線和出線是否方便。,11.2 電氣總布置,39,11.3 發(fā)電廠（變電站）電氣總布置實(shí)例,11.3 發(fā)電廠（變電站）電氣總布置實(shí)例,40,水電站的形式較多，一般可分為： 壩后式 引水式 河床式 地下式 壩內(nèi)式 壩后溢流式等 電氣設(shè)備的布置受地質(zhì)條件和樞紐布置影響較大。,11.3.1 水電站總體及電氣設(shè)備的布置,11.3 發(fā)電廠（變電站）電氣總布置實(shí)例,41,火電廠電氣設(shè)備的布置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）發(fā)電機(jī)電壓配電裝置應(yīng)靠近發(fā)電機(jī)。在中等容量發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)電壓配電裝置常緊靠中央控制室布置，且通常與主廠房相隔一段距離，此距離長(zhǎng)短取決于循環(huán)水進(jìn)水、排水管道和道路的布置。此時(shí)，中央控制室與主廠房采用棧橋連接，既能使人員來(lái)往方便，也有助于減少中央控制室的噪音。,11.3.2 火電廠總體及電氣設(shè)備的布置,11.3 發(fā)電廠（變電站）電氣總布置實(shí)例,42,（2）升壓變壓器應(yīng)盡量靠近發(fā)電機(jī)電壓配電裝置。在大型電廠中多采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，沒(méi)有發(fā)電機(jī)電壓配電裝置時(shí)，主變壓器應(yīng)靠近發(fā)電機(jī)間，以縮短封閉母線的長(zhǎng)度。 （3）升壓開(kāi)關(guān)站的位置，應(yīng)保證高壓架空線引出方便。 （4）主變壓器和戶外配電裝置，應(yīng)設(shè)在晾水塔（噴水池）冬季時(shí)主導(dǎo)風(fēng)向的上方，且在儲(chǔ)煤場(chǎng)和煙囪常年主導(dǎo)風(fēng)向的上方，并要保持一定的距離，以盡量減輕結(jié)冰、灰塵和有害氣體的侵害。,11.3 發(fā)電廠（變電站）電氣總布置實(shí)例,43,圖10-5 為火電廠電氣設(shè)備布置示例 （a）有6-10kV發(fā)電機(jī)電壓配電裝置的布置（b）單元接線的布置 1-鍋爐房；2-機(jī)、電、爐集控室；3-汽機(jī)間；4-6-10kV廠用電配電裝置； 5-6-10kV發(fā)電機(jī)電壓配電裝置；6-電氣主控室；7-天橋；8-除氧間； 9-生產(chǎn)辦公樓；10-網(wǎng)絡(luò)控制室；11-主變壓器；12-高壓廠用變壓器,11.3 發(fā)電廠（變電站）電氣總布置實(shí)例,44,（1）某220110l0kV變電所總體布置 圖11.6所示為某220110l0kV變電所總布置圖。10kV屋內(nèi)配電裝置與控制樓相連，220kV和110kV屋外配電裝置并排一列式布置，一臺(tái)三繞組主變壓器居間露天放置（以后再擴(kuò)建一臺(tái)