某地區(qū)4X300MW發(fā)電廠電氣部分方案設計書[1]

1、課程設計課程名稱：學院：專業(yè)：姓名：學號：年級：任課教師：年月日1某地區(qū) 4X300MW發(fā)電廠電氣部分設計摘要由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心。電氣主接線是發(fā)電廠、 變電所電氣設計的首要部分， 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、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)。 并且對電氣設備選擇、 配電裝置配置、 繼電保護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、 經(jīng)濟、生活的各個領(lǐng)域，而在我國電源結(jié)構(gòu)中火電設備容

2、量占總裝機容量的 75%。本文是對配有 4 臺300MW汽輪發(fā)電機的大型火電廠一次部分的初步設計， 主要完成了電氣主接線的設計。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；主變壓器、啟動 / 備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計算、 臺數(shù)和型號的選擇； 短路電流計算和高壓電氣設備的選擇與校驗 ; 并作了變壓器保護。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護；電氣設備。一.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)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、 汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等） 轉(zhuǎn)化成電能， 再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中

3、心。 由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存， 電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能2的連續(xù)供應與負荷的隨機變化， 就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行。 據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能， 就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設置相應的信息與控制系統(tǒng)， 以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行測量、調(diào)節(jié)、 控制、保護、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟、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 , 易于實現(xiàn)自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經(jīng)濟、 社會生產(chǎn)和人民生活的各個方面。 絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)

4、中發(fā)電廠提供， 電力工業(yè)已成為我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎， 得到迅猛發(fā)展。 本設計的主要內(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。 計算短路電流，并根據(jù)計算結(jié)果來選擇和效驗主要電氣設備。一、設計的原始資料1. 發(fā)電廠概況：（1）裝機容量： 4 臺 300MW汽輪發(fā)電機（2）發(fā)電機組參數(shù)：型號： QFSN300 2 20B1（東方電機廠）額定電壓： 20KV功率因數(shù)： 0.85 （滯后）直軸瞬變電抗：xd0.2260 （標么值）直軸超瞬變電抗： xd0.1558（標么值）（3）廠用電率： 7.31 （計及脫硫），5.57 （不計脫硫）（4）自然環(huán)境：平均氣溫11.7，最高氣溫

5、32.7，最低氣溫 9.3（5）機組年利用小時數(shù)：Tmax7000 / a2. 電力系統(tǒng)與本廠連接情況電力系統(tǒng)目前總裝機容量為11000MW，近期（ 5 年）規(guī)劃裝機容量為22000MW。該電廠無地方負荷，經(jīng)兩回 500KV線路接入系統(tǒng)。系統(tǒng)等值阻抗（正序）為：0.0045（標么值），計算基準容量為100MVA。另外，該電廠附近有一220KV變電站，可提供廠用備用電源。3二 . 電氣主接線方案的確定1電氣主接線的主要要求電氣主接線的設計原則是： 根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用， 首先應滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經(jīng)濟調(diào)度的要求。 根據(jù)規(guī)劃容量、 本期建設規(guī)模、 輸送電壓等級、進出線回路數(shù)、供電負

6、荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求。（ 1） 可靠性：衡量可靠的標準， 一般是根據(jù)主接線型式及主要設備操作的可能方式，按一定的規(guī)律計算出“不允許”事件發(fā)生的規(guī)律，停運的持續(xù)時間期望值等指標，對幾種主接線型式中擇優(yōu)。所謂“不允許”事故，是指發(fā)生故障后果非常嚴重的事故，如全部電源進線停運、主變壓器停運，全場停電事故等。供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應滿足這個要求。（ 2） 靈活性：是指在調(diào)度時，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)在事故運行方式、 檢修運

7、行方式以極特殊運行方式下的系統(tǒng)電鍍要求；在檢修時，可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備，而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電； 在擴建時，可以容易的從初期接線擴建到最終接線， 在不影響連接供電或停電時間最短的情況下， 投入新機組、 變壓器或線路，并對一次和二次部分的改建工作量最少。在操作時間便、安全、不易發(fā)生誤操作的“方便性” 。（3） 經(jīng)濟性：主接線應在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟性。即：主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器等一次設備，要是控制、保護不過于復雜，要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器。做到投資省。合理的選擇主變壓器的種類

8、（雙繞組、三繞組或自耦變等）容量、臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能的損失。電器主接線選擇時要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。2. 原始資料分析根據(jù)原始資料分析可知， 該電廠為大型火力發(fā)電廠，裝機容量為， 沒有地方4負荷，即所有輸出全部接入500KV主電網(wǎng)。機組年利用小時數(shù)為Tmax7000 / a ，2005 年火電機組年利用小時數(shù)為5876h?？梢钥闯鲈摍C組為系統(tǒng)中的基荷承擔者，其可靠性的要求非常高，主接線的設計應優(yōu)先考慮可靠性。3. 主接線方案的擬定由原始資糧可知，主接線有兩回出線，4 臺 300MW發(fā)電機。3.1 低壓側(cè)發(fā)電機端口電壓為 20KV。出于可靠性，靈活性和經(jīng)濟性三個

9、方面考慮，本側(cè)采用單元接線形式。單元接線簡單，開關(guān)設備少，操作簡便，以及因不設發(fā)電機電壓母線，而在發(fā)電機和變壓器之間采用封閉母線， 使得在發(fā)電機和變壓器低壓側(cè)短路的幾率和短路電流相對于具有發(fā)電機電壓級母線時有所減少。3.2 高壓側(cè)根據(jù)對原始資料分析可知高壓側(cè)為500KV， 500KV側(cè)負荷容量大，其主接線是本廠向系統(tǒng)輸送功率的主要接線方式，為保證可靠性，可能有多種接線方式，經(jīng)定性分析篩選后，初步擬定兩個方案：（ 1）方案一：雙母線帶旁路母線接線其特點是具有雙母線接線的優(yōu)點，當線路（主變壓器）斷路器檢修時，仍有繼續(xù)供電，但旁路的倒換操作比較復雜，增加了誤操作的機會， 也使保護及自動化系統(tǒng)復雜化，

10、投資費用較大。一般為了節(jié)省斷路器及設備間隔，當出線達到5個回路以上時， 才增設專用的旁路斷路器，出線少于 5 個回路時， 則采用母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)的接線方式。接線方式如下：5（ 2）方案二：一臺半（二分之三）斷路器接線3/2 斷路器接線就是在每3 個斷路器中間送出2 回回路，一般只用于500kV（或重要 220kV）電網(wǎng)的母線主接線。它的主要優(yōu)點是：1) 運行調(diào)度靈活，正常時兩條母線和全部斷路器運行，成多路環(huán)狀供電；2) 檢修時操作方便，當一組母線停運時，回路不需要切換，任一臺斷路器檢修，各回路仍按原接線方式運行，不需切換；3) 運行可靠，每一回路由兩臺斷路器供電，母線發(fā)生故障時，任何回路

11、都不停電。接線方案如下圖：6方案一和方案二都具有很高的可靠性， 但是在兩組母線同時故障 （或一組母線檢修另一組母線故障）的極端情況下， 3/2 斷路器接線中功率仍能繼續(xù)輸送。 3/2 斷路器接線運行的可靠性和靈活性都很高， 在檢修母線或回路斷路器時不必用隔離開關(guān)進行大量的倒閘操作， 并且調(diào)度和擴建也方便。 所以在超高壓電網(wǎng)中得到了廣泛應用， 在 330500KV電壓當進出線為 6 回及以上，配電裝置在系統(tǒng)中有重要地位時， 一般宜采用 3/2 斷路器接線。 根據(jù)原始資料分析可知， 該電廠在系統(tǒng)中具有重要的地位， 其可靠性要求非常高， 所以主接線的選擇應優(yōu)先考慮可靠性。本次設計應選擇方案二： 3/

12、2 斷路器接線。4. 變壓器的確定4.1 容量單元接線中的主變壓器容量SN 應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，預留 10的裕度選擇，為 SN1.1 N (1-P ) 。COS G其中 S 主變?nèi)萘縋發(fā)電機容量： P =300MWNNNKP廠用電率：COSG 發(fā)電機額定功率： COS G =0.857可以得到：（脫硫）（不計脫硫）4.2 相數(shù)選擇容量為 300MW及以下機組單元連接的主變壓器和 330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應選用三相變壓器。 因為單相變壓器相對投資大、 占地多、運行損耗也較大，同時配電裝置結(jié)構(gòu)復雜，也增加了維修工作工作量。但是，由于變壓器的制造條件和運輸條件的限制，

13、 特別是大型變壓器需要考察其運輸?shù)目赡苄?。若受到限制時，則可選用單相變壓器。 此變壓器與容量為300MW的機組單元連接， 故應優(yōu)先考慮三相變壓器4.3 繞組連接方式三相變壓器的一組相繞組或連接成三相組的三相變壓器的相同電壓的繞組連接成星型、三角型、曲折型時，對高壓繞組分別以字母Y、D 或 Z 表示，對中壓或低壓繞組分別以字母 y、d 或 z 表示。如果星型連接或曲折型連接的中性點是引出的，則分別以 YN、ZN表示，帶有星三角變換繞組的變壓器，應在兩個變換間已“ - ”隔開。我國 110KV以上電壓，變壓器的繞組都采用 Y 連接。 35KV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。本次設計采用 Y 連接。

14、4.4 變壓器調(diào)整方式的選擇變壓器的電壓調(diào)整使用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器的變比。切換方式有兩種：不帶負荷切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在5%以內(nèi)；另一種是帶負載切換， 稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 20%-30%。對于 110KV 以下的變壓器， 設計時才考慮到變壓器采用有載調(diào)壓的方式。 綜合考慮發(fā)電廠的發(fā)電機運行出力變化不大， 所以在本次的設計中采用的變壓器調(diào)整方式是無勵磁調(diào)壓。綜上所述，本次設計應采用三相雙繞組強迫風冷銅芯無勵磁調(diào)壓升壓電力變壓器，由發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料可知型號為：SFP9-370000/500參數(shù)為 370MVA，550-2 2.5 /20k

15、V 型號含義： S 三相風冷強迫油循環(huán) F 風冷 P 無勵磁調(diào)壓 9 設計序號 500 高壓繞組電壓等級370000額定容量85電力網(wǎng)絡中性點接地方式選擇電力網(wǎng)中性點接地方式是一個綜合性問題。它與電壓等級、 單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、 主變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾等。電力網(wǎng)中性點接地方式有以下幾種：（ 1）中性點不接地中性點不接地方式最簡單， 單相接地時允許帶故障運行兩小時， 供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設備的電容電流。 但由于過電壓水平較高， 要求有較高的絕緣水平，不宜用于 110KV及以上電網(wǎng)。中性

16、點消弧線圈接地當接地電容電流超過允許值時， 可采用消弧線圈補償電容電流， 保證接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過電壓。中性點經(jīng)高電阻接地當接地電容電流超過允許值時，也開采用中性點經(jīng)高電阻接地。此接地方式降低弧光間隙接地過電壓， 同時可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護可靠動作，一般用于大型發(fā)電機中性點。（ 2）中性點直接接地直接接地方式的單相短路電流很大， 線路或設備需立即切除， 增接了斷路器的負擔，降低了供電的連續(xù)性。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設備的造價，特別是在高壓和超高壓電網(wǎng)， 經(jīng)濟效益顯著。 故適用于 110KV及以上電網(wǎng)中。.5.1 變壓器中性點接地方式電力網(wǎng)中

17、性點接地方式，決定了主變壓器中性點接地方式。主變壓器的 110-500KV 側(cè)采用中性點直接接地方式。（1）凡是自耦變壓器，其中性點需要直接接地或經(jīng)小阻抗接地。（2）凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應有一臺變壓器直接接地。（3）終端變電所的變壓器中性點一般不接地。（4）變壓器中性點接地點的數(shù)量是電網(wǎng)所有短路點的綜合零序電抗與綜合9正序電抗之比小于三， 以使單相接地時健全相上工頻過電壓不超過閥型避雷器的滅弧電壓。（5）所有普通變壓器的中性點都應經(jīng)隔離開關(guān)接地，以便于運行調(diào)度靈活選擇接地點。當變壓器中性點可能斷開運行時， 若該變壓器中性點絕緣不是按線電壓設計，應在中性點裝設避雷器保護。（6

18、）選擇接地時應保證任何故障形式都不應使電網(wǎng)節(jié)烈成為中性點不接地的系統(tǒng)。雙母線接線有兩臺以上主變壓器時，可考慮兩臺主變壓器中性點接地。5.2發(fā)電機中性點接地方式發(fā)電機中性點采用非直接接地方式。發(fā)電機定子繞組發(fā)生單相接地故障時， 接地點流過的電流后是發(fā)電機本身及其引出回路所連接元件的對地電容電流。本次設計采用發(fā)電機中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。由于它適應于單相接地電流大于允許值的中小機組或 200MW及以上大機組。消弧線圈可接在直配線發(fā)電機的中性點上。當發(fā)電機為單元接線時，則應接在發(fā)電機的中性點上。三. 廠用電的設計3.1廠用電源選擇3.1.1 廠用電的電壓等級為了簡化廠用電接線， 使運行維護方便，

19、廠用電電壓等級不宜過多。 在發(fā)電廠中，低壓廠用電壓常采用 380KV，高壓廠用電壓有 3、 6、 10KV 等。在滿足技術(shù)要求的前提下，優(yōu)先采用較低的電壓， 以獲得較高的經(jīng)濟效益； 大容量的電動機采用較低電壓時往往并不經(jīng)濟。 為了正確選擇高壓廠用電的電壓等級， 需進行技術(shù)經(jīng)濟論證。 按發(fā)電機容量、電壓確定高壓廠用電壓等級發(fā)電機組容量在 60MW及以下，發(fā)電廠電壓為 10.5KV，可采用 3KV作為高壓廠用電壓；發(fā)電機電壓為 6.3KV，可采用 6KV作為高壓廠用電壓。當容量在 100 至 300MW時，宜選用 6KV作為高壓廠用電壓。當容量在 600MW以上時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較可采用 6KV一級

20、電壓，也可采用 3KV 和 10KV兩級電壓作為高壓廠用電壓。10 按廠用電動機容量、廠用電供電網(wǎng)絡確定高壓廠用電壓等級發(fā)電廠中拖動各種廠用機械設備的電動機， 容量相差懸殊，從數(shù)千瓦到數(shù)千千瓦，而且與電動機的電壓和容量有關(guān)。 在滿足技術(shù)要求的前提下， 優(yōu)先采用電壓較低的電動機以獲得較高的經(jīng)濟效益。 這是因為高壓電動機制造容量大、 絕緣等級高、磁路較長、尺寸較大、價格高、空載和負載損耗均較大，效率較低。但是，結(jié)合廠用電供電網(wǎng)絡綜合考慮， 電壓等級較高時可以選擇截面較小的電纜或?qū)Ь€， 不僅節(jié)省有色金屬，還能降低供電網(wǎng)絡的投資?；鹆Πl(fā)電廠采用3、 6KV和 10KV作為高壓廠用電壓，其特點分述如下。

21、3KV電壓： 3KV電動機效率比6KV電動機約高 1%15%，價格約低 20%；將 100KW及以上的電動機接到3KV電壓母線上， 100KW以下的電動機一般采用 380V，可使低壓廠用變壓器容量和臺數(shù)減少；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消耗量。6KV電壓： 6KV電動機的功率可制造得較大，200KW以上的電動機采用6KV電壓供電，以滿足大容量負荷要求；6KV廠用電系統(tǒng)與3KV廠用電系統(tǒng)相比，不僅節(jié)省有色金屬及費用， 而且短路電流亦較??； 發(fā)電機電壓若為6KV時，可以省去高壓廠用變壓器，直接由發(fā)電機電壓母線經(jīng)電抗器供廠用電，以防止廠用電系統(tǒng)故障直

22、接威脅主系統(tǒng)并限制其短路電流。10KV 電壓： 10KV 電動機的功率可制造得更大一些，以滿足大容量負荷；1000KW以上的電動機采用10KV電壓供電比較經(jīng)濟合理 ;適用于 300MW以上大容量發(fā)電機組，但不能為單一的高壓廠用電壓，因為它不能滿足全廠所有高壓電動機的要求。 廠用電壓等級的應用300MW汽輪 發(fā)電機組的廠用電壓分為兩級，高壓為6KV ，低壓為 380V。3.2 廠用電系統(tǒng)中性點接地方式3.2.1廠用電概述發(fā)電廠高壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式有不接地、經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng)電阻接地等，各種方式各有其優(yōu)缺點。發(fā)電廠高壓廠用電系統(tǒng)的接地方式涉及到發(fā)電廠的安全運行、供電連續(xù)性等11重要問題，同

23、時在專業(yè)技術(shù)方面還涉及廠用電系統(tǒng)過電壓與絕緣配合、 繼電保護、接地設計等諸多專業(yè)領(lǐng)域。 因此，發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接地方式的合理選擇， 直接關(guān)系到一個發(fā)電廠是否能夠安全可靠地運行。 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)在電氣原理上雖然與配電系統(tǒng)并無不同， 但它們的結(jié)構(gòu)不同， 服務對象不同， 因此對中性點接地方式的選擇就有不同的側(cè)重。 只有充分認識廠用電系統(tǒng)的特點， 并針對該特點采用相應的中性點接地方式，才能收到較好的效果。確定發(fā)電廠高壓廠用電系統(tǒng)接地方式， 應從過電壓、 繼電保護、供電連續(xù)性、運行實踐等諸方面去綜合考慮。3.2.2高壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式高壓（3、6、10KV）廠用電中性點接地方式的選擇， 與接地

24、電容電流的大小有關(guān)：當接地電容電流小于 10A 時，可采用不接地方式，也可采用高電阻接地方式；當接地電容電流大于 10A 時，可采用經(jīng)消弧線圈或消弧線圈并聯(lián)電阻的接地方式。一般發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)多采用中性點經(jīng)高電阻接地方式。 上述中性點接地方式的特點和適用范圍敘述如下。（ 1） 中性點不接地方式。 當高壓廠用電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時， 流過短路點的電流為容性電流，且三相線電壓基本平衡。若單相接地電容電流小于 10A 時，允許繼續(xù)運行 2h，為處理故障爭取了時間；若廠用電系統(tǒng)單相接地電容電流大于 10A 時，接地處的電弧不能自動熄滅， 將產(chǎn)生較高的電弧接地過電壓（可達額定相電壓的 3.55

25、倍）并易發(fā)展成為多相短路， 故接地保護應動作于跳閘，中斷對常用設備的供電。 這種中性點不接地方式曾廣泛應用于火力發(fā)電機組的高壓廠用電系統(tǒng)， 今后仍會在接地電容電流小于 10A 的高壓廠用電系統(tǒng)中采用。（ 2） 中性點經(jīng)高電阻接地方式。高壓廠用電系統(tǒng)的中性點經(jīng)過適當?shù)碾娮杞拥?，可以抑制單相接地故障時健全相的過電壓倍數(shù)不超過額定相電壓的 2.6 倍，避免故障擴大。 常采用二次側(cè)接電阻的配電變壓器接地方式， 無需設置大電阻就可達到預期的目的。 當發(fā)生單相接地故障時， 短路點流過固定的電阻型電流，有利于饋線的零序保護動作。 中性點經(jīng)高電阻接地方式適用于高壓廠用系統(tǒng)接地電容電流小于 10A，且為了降低間

26、歇性弧光接地過電壓水平和便于尋找接地故障點的情況。12（ 3） 中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。 在這種接地方式下， 廠用電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，中性點的位移電壓產(chǎn)生感應電流流過接地點， 補償電容電流， 將接地點的綜合電流限制到 10A 以下，以達到自動熄弧、 繼續(xù)供電的目的。 為了提高接地保護的靈敏度和選擇性， 通常在消弧線圈二次側(cè)并聯(lián)電阻。 當機組的負荷變化時，需改變消弧線圈的分接頭以適應廠用電系統(tǒng)電容電流的變化，但消弧線圈變比的的變化又改變了接地點的電流值。 為了保持接地故障電流不變，必須相應的調(diào)節(jié)二次側(cè)的電阻， 所以二次側(cè)電阻應有與消弧線圈分接頭相匹配的調(diào)節(jié)分接頭。 這一接地方式運行比較復

27、雜， 要增加接地設備投資，而且接地保護也比較復雜， 適用于大機組高壓廠用電系統(tǒng)接地電容電流大于 10A 的情況。3.2.3低壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式低壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式主要有中性點不接地或中性點經(jīng)高電阻接地，以及中性點直接接地兩種接地方式。（ 1） 中性點不接地或中性點經(jīng)高電阻接地方式。 接地電阻值的大小以滿足所選用的接地指示裝置動作為原則， 但不應超過電動機帶單相接地運行的允許電流值（一般按 10A 考慮）。在低壓廠用電系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時能繼續(xù)運行一段時間， 可以避免開關(guān)立即跳閘和電動機停運， 也防止了由于熔斷器一相熔斷所造成的電動機兩項運轉(zhuǎn)，提高了低壓廠用電系統(tǒng)的運行可

28、靠性。但是，采用中性點不接地方式后，使用電壓為 220V 的設備必須另設 380/220V 的、中性點接地的隔離變壓器，增加了損耗和電壓波動的幾率。（ 2） 中性點直接接地方式。 在低壓廠用電系統(tǒng)中， 發(fā)生單相接地故障時， 中性點不發(fā)生位移，防止了相電壓出現(xiàn)不對稱和超過 250V，保護裝置立即動作于跳閘。低壓常用網(wǎng)絡比較簡單， 動力和照明、檢修網(wǎng)絡可以共用， 但照明、檢修回路的故障往往危機動力回路的正常運行，降低了廠用電系統(tǒng)的可靠性；同時， 100KW以上的低壓電動機啟動時，會使燈光變暗，高雅熒光燈可能由于電壓降低而熄滅（重燃需歷時 610min），影響工作。對于采用熔斷器保護的電動機，由于一

29、相熔絲熔斷，電動機會因二相運行而燒壞。結(jié)論發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)中電力設備多為電動機、電纜等，其絕緣較為薄弱， 而且該類13設備耐熱能力相對也較低。 因此，對發(fā)電廠高壓廠用電系統(tǒng)接地方式選擇應考慮以下幾點：限制高壓廠用電系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的過電壓倍數(shù)及工頻過電壓；限制高壓廠用電系統(tǒng)中單相接地時的故障電流幅值，防止設備燒壞； 盡可能保證廠用電系統(tǒng)安全、連續(xù)運行。而快速消弧線圈加快速選線的接地方式，既解決了接地故障所引起的過電壓問題，又解決了故障電流大的問題，實現(xiàn)了接地故障回路的識別和隔離。 并綜合了消弧線圈接地方式可自動消除可恢復性故障和低阻接地方式可跳開永久性故障這兩者的優(yōu)點， 大大提高系統(tǒng)的運行可靠性

30、。該方式完全滿足了發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接地方式應滿足的要求， 它兼具了以前常用的各種接地方式的優(yōu)點， 同時又避免了它們的缺點， 是目前較為理想的接地方式。目前，對于高壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式爭議頗多，在此根據(jù)以上三點原則，提出以下幾點看法： 準確計算高壓廠用電系統(tǒng)中的電容電流。電容電流的數(shù)值將直接影響中性點的接地方式和單相接地保護方式。 由于設計中常用的公式算方法在運行中往往與實測值發(fā)生較大偏差，因此 建議采用 實測的方法 獲得電 容電流的數(shù)值。當 125 MW及以下機組或廠用母線段對地電容電流小于5A 時，宜采用中性點不接地方式。當 200 MW及以上機組或廠用母線段對地電容電流在510A 之

31、間時，宜采用高電阻接地方式。當廠用母線段對地電容電流大于10A 時，宜采用消弧線圈接地方式。隨著電力電子技術(shù)得到廣泛的應用，有條件的發(fā)電廠可采用智能化的快速消弧系統(tǒng)。由于是 300MW的機組，因此宜選取高電阻接地方式。3.3 廠用電源及其引接發(fā)電廠的廠用電源必須供電可靠，且能滿足各種工作狀態(tài)的要求，除應具有正常的工作電源外， 還應設置備用電源、 啟動電源和事故保安電源。一般電廠中都以啟動電源兼作備用電源。14a) 工作電源發(fā)電廠的廠用工作電源是保證正常運行的基本電源。 通常，工作電源應不少于兩個?，F(xiàn)代發(fā)電廠一般都投入系統(tǒng)并聯(lián)運行。 若從發(fā)電機電壓回路通過高壓廠用變壓器（或電抗器）取得高壓廠用工

32、作電源，即使發(fā)電機組全部停止運行，仍可從電力系統(tǒng)倒送電能供給廠用電源。這種引接方式，供電可靠、操作簡單、調(diào)度方便、投資和運行費都比較省，常被廣泛采用。高壓廠用工作電源從發(fā)電機回路的引接方式與主接線形式有密切聯(lián)系。 當主接線具有發(fā)電機電壓母線時， 則高壓廠用工作電源 （廠用變壓器或廠用電抗器） 一般直接從母線上迎接； 當發(fā)電機和主變壓器為單元接線時， 則廠用工作電源從主變壓器的低壓側(cè)引接。廠用分支上一般都應裝設高壓斷路器。 該斷路器應按發(fā)電機端短路進行選擇， 其開斷電流可能選不到合適的短路器， 可加裝電抗器或選低壓分裂繞組變壓器以限制短路電流。 如仍選不出， 對于 200MW及以上的機組， 廠用

33、分支都采用分相封閉母線，故障率較小，可不裝斷路器和隔離開關(guān)，但應有可拆連接點，以供檢修和調(diào)試用，這時再變壓器低壓側(cè)務必裝設斷路器。低壓廠用工作電源由高壓廠用母線通過低壓廠用變壓器引接。 若高壓廠用電設有10KV和 3KV兩個電壓等級，則低壓廠用工作電源一般從 10KV廠用母線引接。b) 備用電源和啟動電源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， 最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系， 在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)取得廠用電源。啟動電源一般是指機組在啟動或停運過程中， 工作電源不可能供電的工況下為該機組的廠用負荷提供電源。 因此，啟動電源實質(zhì)

34、上也是一個備用電源。 為了確保機組安全和廠用電的可靠， 我國目前對 200MW以上大型發(fā)電機組才設置廠用啟動電源，且以啟動電源兼作事故備用電源，統(tǒng)稱啟動/ 備用電源。啟動 / 備用電源的引接應保證其獨立性，并且具有足夠的供電容量，以下是最常用的引接方式：從發(fā)電機電壓母線的不同分段上通過廠用備用變壓器（或電抗器）引接；從發(fā)電廠聯(lián)絡變壓器的低壓繞組引接，但應保證在機組全停情況下能夠獲得足15夠的電源容量；從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密、 供電最可靠的一級電壓母線引接。 這樣，有可能因采用變比較大的啟動 / 備用變壓器，增大高壓配電裝置的投資而致經(jīng)濟型較差，但可靠性較高；當技術(shù)經(jīng)濟合理時可由外部電網(wǎng)引接專用線

35、路， 經(jīng)過變壓器獨立的備用電源或啟動電源。備用電源由明備用和暗備用兩種方式。 明備用方式，正如前面所述設置專用的備用變壓器（或線路），它經(jīng)常處于備用狀態(tài)（停運） ，當工作電源因故斷開時，由備用電源自動投入裝置進行切換接通， 代替工作電源， 承擔全部廠用負荷。 暗備用方式，不設專用的備用變壓器（或線路） ，而將每臺工作變壓器容量增大，相互備用，當其中任一臺廠用工作變壓器退出運行時， 該臺工作變壓器所承擔負荷由另一臺廠用工作變壓器供電。 這種備用方式， 正常工作時每臺變壓器只在半載下運行，投資較大，運行費用高。在大中型發(fā)電廠特別是大型火電廠中， 由于每臺機組機爐的廠用負荷很大， 為了不使每臺廠用變

36、壓器的容量過大， 一般均采用名備用方式； 中小型水電廠和降壓變電站多采用暗備用方式。c) 、事故保安電源當電廠用工作電源和備用電源都消失時， 為確保在嚴重事故狀態(tài)下能安全停機，事故消除后能及時恢復供電， 對 200MW及以上的大容量幾組應設置事故保安電源，以保證事故保安負荷，如潤滑油泵、密封油泵、熱工儀表及自動裝置、盤車裝置、頂軸油泵、事故照明和計算機等設施的連續(xù)供電。事故保安電源必須是一種獨立而又十分可靠的電源， 通常采用快速自動程序啟動的柴油發(fā)電機組、 蓄電池組以及逆變器將直流變?yōu)榻涣髯鳛榻涣魇鹿时０搽娫?。?200MW及以上機組還應由附近 110KV及以上的變電站或發(fā)電廠引入獨立可靠專用

37、線路，作為事故備用保安電源。對 200MW發(fā)電機組，事故保安電源通常采用 380/220V 電壓，每臺機組設置一段事故保安母線， 采用單母線接線。 每 2 臺發(fā)電機組設置一臺柴油發(fā)電機作為事故保安電源。 熱工儀表及自動裝置等要求連續(xù)供電的負荷， 則由直流逆變器所連接的不停電母線供電，其電壓為 220V。16對于 1000MW發(fā)電機組，每臺機組設置一臺快速啟動的柴油發(fā)電機組，作為本機的事故保安電源。每臺機組設置二段 380V 事故保安母線，正常運行時分別由低壓工作電源供電，事故時由柴油發(fā)電機組供電。3.4 廠用電接線形式發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式， 并多以成套配電裝置接受和

38、分配電能?；痣姀S的廠用電負荷容量較大，分布面較廣， 尤以鍋爐的輔助機械設備耗電量大，如吸風機、送風機、排粉機、磨煤機、給粉機、電動給水泵等大型設備，其用電量約占廠用電量的60%以上。在采用母線管理制的中、小型發(fā)電廠中，往往機、爐的數(shù)量是“按鍋爐分段”的原則，即將高電壓廠用母線按鍋爐臺數(shù)分成若干獨立段，凡屬同一臺鍋爐的廠用負荷均接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機的廠用負荷一般也接在該段母線上，而該段母線由其對應的發(fā)電機組供電。每臺鍋爐的一些重要輔助機械設備（如引風機、送風機）各裝設兩臺，在鍋爐滿負荷時，必須同時投入運行， 所以可將它們接在同一段母線上。 但每臺汽輪機均裝設兩臺循環(huán)水泵和凝結(jié)水泵

39、， 其中一臺純屬備用， 谷允許分別接在不同母線段上。全廠公用負荷應根據(jù)負荷功率及可靠性的要求分別接到各段母線上， 各段母線上的負荷應盡可能均勻分配。 當公用負荷大時， 可設公用母線段。 對于 400t/h 及以上的大型鍋爐，每臺鍋爐設兩段高壓廠用母線。低壓廠用母線一般也按鍋爐分段，廠用電源則由相應的高壓廠用母線供電。廠用電各級電壓母線均采用按鍋爐分段接線方式，具有下列特點：若某一段母線發(fā)生故障，只影響其對應的一臺鍋爐的運行，使事故影響范圍局限在一機一爐。廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流較小，有利于電氣設備的選擇。將同一機爐的廠用電負荷接在同一段母線上，便于運行管理和安排檢修。3.5 廠用變壓器的

40、選擇1. 額定電壓廠用變壓器的額定電壓應根據(jù)廠用電系統(tǒng)的電壓等級和電源引接處的電壓確定，變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡相一致。172. 工作變壓器的臺數(shù)和型式工作變壓器的臺數(shù)和型式主要與高壓廠用母線的段數(shù)有關(guān)，而母線的段數(shù)又與高壓廠用母線的電壓等級有關(guān)。當只有6KV或 10KV一種電壓等級時，一般分兩段；對于 200MW以上機組可分四段； 當 10KV與 3KV電壓等級同時存在時，則分四段。當只有6KV或 10KV一種電壓等級時，高壓廠用工作變壓器可選用1 臺全容量的低壓分裂繞組變壓器，兩個分裂支路分別供2 段母線；或選用2臺 50%容量的雙繞組變壓器，分別供 2 段母線。

41、對于 200MW以上機組，高壓廠用工作變壓器可選用 2 臺低壓分裂繞組變壓器， 分別供 4 段母線；當出現(xiàn) 10KV和 3KV兩種電壓等級時，高壓廠用工作變壓器2 臺 50%容量的三繞組變壓器，分別供 4 段母線 .3. 廠用變壓器的容量廠用變壓器的容量必須滿足廠用電機械從電源獲得足夠的功率。因此，對高壓廠用工作變壓器的容量應按高壓廠用計算負荷的110%與低壓廠用計算負荷之和進行選擇；而低壓廠用工作變壓器的容量留有10%左右的欲度。（ 1）高壓廠用變壓器的容量。當為雙繞組變壓器時按下式選擇容量ST 1.1SH SL式中： S 為高壓廠用計算負荷之和； S 為低壓廠用計算負荷之和。HL當選用分裂

42、繞組變壓器時，其各繞組容量應滿足高壓繞組S1NSC Sr分裂繞組S2NSCSC1.1SH SL式中： S 為廠用變壓器高壓繞組額定容量（ KVA）; S 為廠用變壓器分裂繞1N2N組額定容量（ KVA）； S 為廠用變壓器分裂繞組計算負荷（KVA）； S 為分裂Cr繞組兩分支重復計算負荷（KVA）。（ 2）高壓廠用備用變壓器容量。高壓廠用變壓器或啟動變壓器應與最大一臺18高壓廠用工作變壓器的容量相同； 低壓廠用變壓器或啟動變壓器應與最大一臺低壓廠用工作變壓器的容量相同。（ 3）低壓廠用工作變壓器容量?？砂聪率竭x擇容量KSSL式中： S 為低壓廠用工作變壓器容量（KVA）； K為變壓器溫度系數(shù)修

43、正系數(shù)，一般裝于屋外或屋外進風小間內(nèi)的變壓器，可取K =1，但宜將小間進出風溫差控制在 10o C 以內(nèi)，對由主廠房進風小間內(nèi)的變壓器，但溫度變化較大時，隨地區(qū)而異，當考慮溫度進行修正。廠用變壓器容量的選擇，除了考慮所借負荷的因素外還應考慮：（ 1）電動機自啟動時的電壓降；（ 2）變壓器低壓側(cè)短路容量；（ 3）留有一定的備用欲度。4、廠用變壓器的阻抗變壓器的阻抗是廠用工作變壓器的一個重要指標。常用工作變壓器的阻抗要求比一般電力變壓器的阻抗大， 這是因為要限制變壓器低壓側(cè)的短路容量， 否則將影響到開關(guān)設備的選擇，一般要求阻抗應大于 10%；但是，阻抗過大又將影響廠用電動機的自啟動。 廠用工作變壓

44、器如果選用分裂繞組變壓器， 則能在一定程度上緩解上述矛盾， 應為分裂繞組變壓器在正常工作時具有較小阻抗， 而分裂繞組出口短路時則具有較大的阻抗。19額定T1 高壓廠用變壓器設備名稱容量1A 段1B 段重復(KW臺容量 (KW)臺容量容量 (KW)數(shù)數(shù)(KW)電動給水泵530015300汽動給水前置泵23012301230循環(huán)水泵16001160011600凝結(jié)水泵100011000110001000P1813028301000一次風機11201112011120送風機10001100011000引風機20001200012000磨煤機13002260022600磨煤機封閉風機220122012

45、20220主廠房低壓工作變200012000120002000主廠房低壓公用變160011600照明變6301630電除塵變200012000P29570125402220SH= P1+0.85 P2(KVA)16264.5134892887分裂繞組負荷 SC=1.1SH (KVA)17890.9514837.93175.7高壓繞組負荷 SC-Sr(KVA)17890.95+14837.9-3175.7=29553.15選擇分裂繞組變壓器 (KVA)30000/20000-2000020四 .短路電流計算4.1 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡短路短路計算點的選取4.2 繪制等值網(wǎng)絡（1） SB100MVA ,U BU av（2）系統(tǒng)等值電抗：x1 0.0045（3）變壓器等值電抗：xTU d(SB) (UN)20.1