300MW火力發(fā)電廠電氣部分設計畢業(yè)設計

1、繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計說明書300mw火力發(fā)電廠電氣部分設計畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印

2、刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、

3、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日摘 要6abstract7第1章 緒論81.1 設計在工程建設中的作用81.2 設計工作應遵循的主要原則81.3 設計的基本程序8第2章 電氣主體接線的方案論證及設計102.1 6220kv主接線102.1.1 單母線接線(如圖2-1)102.1.2 單母線分段接線(如圖2-2)112.1

4、.3 雙母線接線(如圖23)132.1.4 雙母線分段接線 (如圖2-4)152.1.5 增設旁路母線或旁路隔離開關(guān)的接線152.1.6 變壓器線路單元接線(如圖2-8)182.1.7 橋形接線(如圖2-9)192.1.8 角形接線（如圖2-10）202.2 主接線設計22第3章 廠用電接線設計263.1 廠用電壓等級263.1.1 廠用電負荷分類263.1.2 廠用電壓等級263.2 廠用電設計原則273.2.1 接線要求273.2.2 設計原則273.2.3 廠用電源283.3 高壓廠用工作電源引線方式303.3.1 備用電源的數(shù)量323.3.2 廠用備用電源的獲得323.3.3 備用電源

5、引線方式333.3.4 備用電源與廠用母線的連接方式33第4章 主變壓器的選擇364.1 主變壓器臺數(shù)的確定364.2 主變壓器的容量確定364.3 變壓器型式的選擇36第5章 火力發(fā)電廠短路電流計算405.1 110220kv系統(tǒng)短路電流的計算405.1.1 短路計算的意義405.1.2 短路計算的目的405.1.3 短路計算的內(nèi)容405.1.4 基本假定：405.1.5 短路計算的方法415.1.6 電抗圖及電抗計算415.1.7 220kv母線上發(fā)生短路時（d2點）的計算435.1.8 110kv母線發(fā)生短路時（即d1點）的短路計算：485.1.9 發(fā)電機-雙繞組變壓器發(fā)電機出口短路時（

6、即d3點）的短路計算：535.1.10 發(fā)電機-三繞組變壓器發(fā)電機出口短路時（即d4點）的短路計算：575.2 6kv廠用電系統(tǒng)的短路電流計算625.2.1 三相短路電流周期分量的起始值625.2.2 短路沖擊電流64第6章 電氣設備的選擇676.1 斷路器和隔離開關(guān)的選擇676.1.1 220kv側(cè)高壓斷路器的選擇686.1.2 110kv側(cè)高壓斷路器的選擇71第1章73第1章73第1章73第1章73第1章73第1章73第1章73第7章 3s73第8章 4s73第1章73第1章73第1章738.1 220kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇76參考文獻118致謝120附錄a121摘 要畢業(yè)設計是對所學知識的

7、一次綜合性運用，能夠加深我們對基礎(chǔ)知識的理解，為以后的工作打下良好基礎(chǔ)。本設計嚴格遵循發(fā)電廠電氣部分的設計原則，主要介紹了發(fā)電廠電氣一次部分設計的基本知識，包括設計原則、步驟和計算方法等。通過對電氣主接線的設計和計算、廠用電的設計、短路電流的計算、電氣設備的選擇和校驗以及配電裝置的設計，簡要完成了對所給（3100mw）凝汽式發(fā)電廠的電氣一次部分的設計。關(guān)鍵詞： 火力發(fā)電廠； 電氣部分；供配電；主接線設計abstractthe graduation project is to studies the knowledge a comprehensive utilization, can deepe

8、n us to the elementary knowledge understanding；will build the good foundation for the later work. a power plant wiring refers is to the user power supply part. among them, foreign power supply partial names primarily wiring. the part which supplies power to in is called the factory for the power pla

9、nt production and staffs life (to stand) uses electricity the wiring. therefore, carries on the science to it the design to have the necessity very much. this design strictly follows the power plant electricity partial principle of design, mainly introduced power plant electricity partial designs el

10、ementary knowledge, including principle of design, step and computational method and so on. through design and computation, short-circuit current computation, electrical equipment choice and verification as well as power distribution equipment design which to the electrical host wiring design and th

11、e computation, the factory uses electricity, briefly completed to has given (3100mw) power plant electrical partial designskey words: thermal power plant; the electricity are partial; for power distribution; main wiring design第1章 緒論在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中有著重要作用，它不僅全面地影響國民經(jīng)濟其他部門的發(fā)展，同時也極大的影響人民的物質(zhì)與文化生活水

12、平的提高。1.1 設計在工程建設中的作用 設計工作是工程建設的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。做好設計工作對工程建設的工期、質(zhì)量、投資費用和建成投產(chǎn)后的運行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，起著決定性作用。設計是工程建設的靈魂。設計的基本任務是，在工程建設中貫徹國家的基本建設方針和技術(shù)經(jīng)濟政策，做出切合實際、安全實用、技術(shù)先進、綜合效益好的設計，有效的為電力建設服務。1.2 設計工作應遵循的主要原則1遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟建設方針、政策和基本建設程序，特別應貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術(shù)進步的方針。2要運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理中央與地方、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、近期與遠期、技改與新

13、建、生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關(guān)系。3要根據(jù)國家規(guī)范、標準與有關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程的不同性質(zhì)、要求，從實際情況出發(fā)，合理確定設計標準。4要實行資源的綜合利用，節(jié)約能源、水源，保護環(huán)境，節(jié)約用地等。1.3 設計的基本程序設計要執(zhí)行國家規(guī)定的基本建設程序。工程進入施工階段后，設計工作還要配合施工、參加工程管理、試運行和驗收，最后進行總結(jié)，從而完成設計工作的全過程。第2章 電氣主體接線的方案論證及設計發(fā)電廠的電氣主接線是高壓電器設備通過接線組成的匯集分配和輸送電能的電路。主接線代表了發(fā)電廠電氣部分的主體結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它對電氣設備選擇，配電裝置的布置及運行的可靠性和經(jīng)濟性等都有

14、重大的影響。本章將先對6220kv高壓配電裝置的接線分別作以介紹，再結(jié)合本次設計的要求選擇合適的、經(jīng)濟的主接線。2.1 6220kv主接線6220kv高壓配電裝置的接線分為：(1)有匯流母線的接線：單母線、單母分段、雙母線、雙母分段、增設旁路母線或旁路隔離開關(guān)等。(2)無匯流母線的接線：高壓的-線路單元接線.橋形接線角形接線等。6220kv高壓配電裝置的接線方式，決定與電壓等級及出線回路數(shù)。按電壓等級的高低和回路數(shù)的多少，有一個大致的適合范圍。2.1.1 單母線接線(如圖2-1)圖2-1 單母線接線方式 緊靠母線w的隔離開關(guān)qs2稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的qs1為線路隔離開關(guān)，qf為斷路器

15、。eqs為接地開關(guān)（又稱接地刀閘），當檢修電路和設備是閉合，現(xiàn)以饋線1為例說明運行操作是應嚴格遵守的操作順序：對饋線1送電時，應先合上qs2和qs1再投入qf2；對饋線1斷電時，先跳開qf2再拉開qs1和qs2。 (1) 優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便；隔離開關(guān)僅在檢修設備時作隔離電壓用，不擔任其它任何操作，使誤操作的可能性減少；此外，投資少、便于擴建。(2) 缺點：不夠靈活可靠，任意元件的故障或檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當一段母線故障時各部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線分開后才能恢復到非故障段的供電。(3) 適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機或一

16、臺變壓器的以下三種情況1、 6220kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；2、 3563kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回；3、 110220kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。2.1.2 單母線分段接線(如圖2-2)(1) 優(yōu)點：1、用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩條回路，有兩個電源供電；2、當一段母線發(fā)生故障，分斷斷路器會自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。（2）缺點：1、當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；2、當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；3、擴建時需向兩個方向均衡擴建。（3） 適用范圍：1、

17、 610kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；2、 3563kv配電裝置出線回路數(shù)為45回時；3、 110220kv配電裝置出線回路數(shù)為34回時。圖2-2 單母線分段接線2.1.3 雙母線接線(如圖23) 圖23雙母線接線（tqf-母線聯(lián)絡斷路器）雙母線接線，其中一組為工作母線，一組為備用母線，并通過母線聯(lián)路斷路器并聯(lián)運行，在進行倒閘操作時應注意，隔離開關(guān)的操作原則是：在等電位下操作或先通后斷。如檢修工作母線時其操作步驟是：先合上母線斷路器tqf兩側(cè)的隔離開關(guān)，再合上tqf，向備用線充電，這時兩組母線等電位。為保證不中斷供電，應先接通備用母線上的隔離開關(guān)，再斷開工作母線上隔離開關(guān)。完成母線轉(zhuǎn)換

18、后，再斷開母線斷路器tqf及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，即可對原工作母線進行檢修。（1）優(yōu)點：1、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致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān),只停該回路。2、調(diào)度靈活 各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3、擴建方便 向雙母線的左右任何一個方向擴建,均不影響兩組母線單位電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙回架空線路時，可以順序布置，以至接線不同的母線短時不會如單母線分段那樣導致出線交叉跨越。4、便于實驗 當個別回路需要單獨進行實驗時，

19、可將該回路分開，單獨接至一組母線上。(2) 缺點：1、增加一組母線和使每回路就需要加一組母線隔離開關(guān)。2、當母線故障或檢修是隔離開關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作,需要隔離開關(guān)和短路器之間裝設連鎖裝置。(3)適用范圍：當出線母線數(shù)式母線電源較多,輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復供電，系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下：1、6220kv配電裝置,當短路電流較大,出線需要帶電抗器時；2、3563kv配電裝置,當出線回路數(shù)超過8回路或連接的電源較多負荷較大時；3、110220kv配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時，或110220kv

20、配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位出線回路在4回路以上時。2.1.4 雙母線分段接線 (如圖2-4) 圖2-4 雙母線分段接線220kv進出線回路數(shù)較多,雙母線需要分段,其分段原則是：1、當進線回路數(shù)為1014時,在一組母線上用斷路器分段；2、當進線回路數(shù)為15回及以上時，兩組母線均用斷路器分段；3、在雙母線接線中,均裝設兩臺母聯(lián)兼旁斷路器；4、為了限制220kv母線短路電流或系統(tǒng)解列運行的要求,可根據(jù)需要將母線分段。2.1.5 增設旁路母線或旁路隔離開關(guān)的接線為了保證采用單母線分段或雙母線的配電裝置,在進出斷路器檢修時(包括其保護裝置的檢修和調(diào)試),不中斷對用戶供電,可增設旁路母線或旁路隔離開關(guān)。

21、(一) 旁路母線的三種接線方式有專用旁路斷路器(如圖2-5)旁路母線經(jīng)旁路隔離開關(guān)bqs與每一條線路連接。正常運行時，bqf，bqs斷開。當檢修某出線短路器qf時，先閉合bqs和bqf兩側(cè)的隔離開關(guān)，再閉合bqf，然后斷開qf及其兩側(cè)隔離開關(guān)qs1和qs2，即在檢修期間，由專用旁路斷路器取代該出線斷路器，繼續(xù)供電。 圖2-5 帶旁路母線的單母線接線(2) 母線斷路器兼作旁路斷路器(如圖2-6) tqf（bqf） 圖2-6母線斷路器兼作旁路斷路器不設專用旁路斷路器而以母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器用。1、優(yōu)點:節(jié)約專用旁路斷路器和配電裝置間隔。2、缺點:當進出線斷路器檢修時，就要用母聯(lián)斷路器代替旁路斷

22、路器。雙母線或單母線，破壞了雙母線固定接線的運行方式，增加了進出線回路母線隔離開關(guān)的倒閘操作。(3) 分段斷路器兼作旁路斷路器（如圖2-7） 如圖2-7分段斷路器兼作旁路斷路器對于單母線分段接線,可采用如圖2-7所示的以分斷路器bqf兼作旁路斷路器的常用接線方案。正常時旁路母線不帶電。當oqf作為分段斷路器時，oqf投入，隔離開關(guān)qs1和qs2閉合，qs3，qs4，qs5斷開。當oqf用作旁路斷路器時，若檢修接在i段母線出線上的斷路器，應將qs1，qs4和oqf閉合，即將旁路母線bw接至i段母線；若檢修接在ii段母線出線中的斷路器，應閉合qs2，qs3，oqf，將bw接至ii段母線。(二) 旁

23、路母線或旁路隔離開關(guān)的設置原則(1) 110220kv配電裝置110220kv線路輸送功率較多，送電距離較遠，停電影響較大，并且110kv及220kv少油斷路器平均每臺每年檢修時間均需5天及7天,停電時間較長。因此，一般需設置旁路母線或旁路隔離開關(guān)。(2) 610kv配電裝置一般不設旁路母線，也不設旁路隔離開關(guān)。2.1.6 變壓器線路單元接線(如圖2-8) 發(fā)電機和變壓器直接連接成一個單元,組成發(fā)電機-變壓器組,稱為單元接線。圖2-8 單元接線圖（a）發(fā)電機-雙繞組變壓器組成的單元接線.因發(fā)電機和變壓器不可能單獨工作,在兩者之間可不裝設斷路器,為調(diào)試發(fā)電機方便可裝設隔離開關(guān)。圖(b)、(c)發(fā)

24、電機-自耦變壓器或三繞組變壓器組成的單元接線。由于發(fā)電機停止工作時，還必須保持高壓和中壓電網(wǎng)之間的聯(lián)系，因此在發(fā)電機和變壓器之間裝設開關(guān)電器。圖(d)為發(fā)電機-變壓器-單元接線。這種接線適宜一機、一變、一線的廠站，可以省去電廠的高壓配電裝置，使用設備最少，運行簡易。(1) 優(yōu)點：接線最簡單,設備最少，不需高壓配電裝置。(2) 缺點：線路故障或檢修時，變壓器停運；變壓器故障或檢修時,線路停運。(3)適用范圍：1、只有一臺變壓器和一回線路時。2、當發(fā)電廠內(nèi)不設高壓配電裝置,直接將電能送至系統(tǒng)樞紐變電所時。2.1.7 橋形接線(如圖2-9)圖2-9 橋形接線當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，可采用橋

25、形接線，分為內(nèi)橋與外橋形兩種接線。（一）內(nèi)橋形接線（1）優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。（2）缺點： 1、變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運。2、橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。3、出線斷路器檢修時，線路需較長時期停運。為避免此缺點，可加裝正常斷開運行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，在跨條上須加裝兩組隔離開關(guān)。橋連斷路器檢修時，也可利用此跨條。（3）適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高情況。（二）外橋形接線（1）優(yōu)點：同內(nèi)橋形接線（2）缺點：1、線路的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路

26、器，并有一臺變壓器暫時停運。2、橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。3、變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運。為避免此缺點，可加裝正常斷開運行的跨條，橋連斷路器檢修時，也可利用此跨條。（3）適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器切換或線路較短時，故障率較少情況。此外，線路有穿越功率時，也宜采用外橋形接線。2.1.8 角形接線（如圖2-10）多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。為減少因斷路器檢修而開環(huán)運行的時間，保證角形接線運行可靠性，以采用35角形接線為宜，并且變壓器與出線回路宜對角對稱分布。（一）優(yōu)點：1、投資少，平均每回只需裝設一臺斷路器。2、沒

27、有匯流母線，在接線的任一段上發(fā)生故障，只需切除這一段及與其相連接的元件，對系統(tǒng)運行的影響較小。3、接線成閉合環(huán)形，在閉環(huán)運行時，可靠性靈活萬籟俱寂較高。4、每回路由兩臺斷路器供電，任一臺斷路器檢修，不需中斷供電，也不需旁路設施。隔離開關(guān)只作為檢修時隔離之用，以減少誤操作的可能性。5、占地面積少。多角形接線占地面積約是普通中型雙母線帶旁路母線的40% ，對地形狹窄地區(qū)和地下洞內(nèi)布置較合適。（二）缺點：1、任一臺斷路器檢修，都成開環(huán)運行，從而降低了接線的可靠性。因此，斷路器數(shù)量不能多，即進出線回路數(shù)受到限制。2、每一進出線回路都江堰市連接著兩臺斷路器，每一臺斷路器又連著兩個回路，從而使繼電保護和控

28、制回路較單、雙母線接線復雜。3、對調(diào)峰電站，為提高運行可靠性，避免經(jīng)常開環(huán)運行，一般開、停機需由發(fā)電機出口斷路器承擔，由此需要增設發(fā)電機出口斷路器，并增加了變壓器空載損耗。（三）適用范圍：適用于最終進出線為35回路的110kv及以上配電裝置。不宜用于有再擴建可能的發(fā)電廠，變電所中。三角形接線四角形接線 圖2-10 角形接線 2.2 主接線設計本次設計題目為3100mw火力發(fā)電廠電氣部分設計。因為電廠為3臺100mw的汽輪發(fā)電機組,所以主變壓器選用3臺。本電廠有220kv和110kv兩級電壓與系統(tǒng)連接。220kv出線有4回，每回出線最大輸送容量為50mva,110kv出線有3回，每回出線輸送容量

29、為35mva。依據(jù)資料與數(shù)據(jù)可以設定兩個技術(shù)上可能實現(xiàn)的方案。兩種方案如下：第一種方案是：10.5kv側(cè)采用單元接線 ，110kv側(cè)采用單母線分段帶專用旁路器，220kv側(cè)采用雙母線設計。其主接線如圖2-11所示。圖2-11 第一種方案主接線圖第二種方案是：10.5kv側(cè)采用單元接線，110kv側(cè)采用單母分段線分段斷路器兼作旁路斷路器，220kv側(cè)采用雙母線帶旁路。其主接線如圖2-12所示。圖1-12第二種方案主接線圖現(xiàn)對這兩個方案進行綜合比較：（如表2-1）表2-1 方案比較方案項目方案一方案二可靠性1）220kv接線簡單，設備本身故障率少；2）220kv故障時，停電時間較長。1）220kv

30、可靠性較高；兩臺主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時，不致使各級電壓解列，提高了可靠性。靈活性1）220kv運行方式相對簡單，靈活性差；2）各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展。3）110kv操作過程復雜1）各電壓級接線方式靈活性都好；2）220kv電壓級接線易于擴建和實現(xiàn)自動化。3）110kv操作過程相對簡單經(jīng)濟性1）220kv設備相對少，投資?。?）110kv增加了一臺旁路斷路器的投資1）220kv設備相對多，投資較大；2）110kv設備少，投資小鑒于本電廠有兩種電壓級，且機組容量為125mw以下，我們采用兩臺三繞組變壓器與兩種升高電壓母線連接。另外一臺變壓器選用雙繞組變壓器只與220kv母

31、線連接，這樣布置能使電源和線路功率均衡地分配。通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第二方案為設計最終方案。（一）220kv出線有四回，每回出線最大輸送容量為50mva。根據(jù)第一節(jié)對各種接線形式的適用范圍的介紹，220kv側(cè)可以用單母分段接線或者雙母線接線形式。雙母線接線較單母線接線有供電可靠，調(diào)度靈活,便于擴建等優(yōu)點。在大中型發(fā)電廠和變電站廣為采用。所以220kv側(cè)我們采用雙母線接線型式。（二）110kv側(cè)出線有三回, 每回出線最大輸送容量為35kv，根據(jù)對各種接線形式的適用范圍的了解，110kv側(cè)可以采用單母線分段或35角形接線。但由于3-5角形不宜用于有擴建裕

32、量，這樣3-5角形接線型式不作為首選。為了克服單母分段接線當一段母線或母線開關(guān)故障或檢修時該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電的缺點，可增設旁路母線或旁路隔離開關(guān)。旁路母線有三種接線方式。根據(jù)第一節(jié)介紹的旁路母線或旁路隔離開關(guān)的設置原則，110220kv線路輸送功率較多，送電距離較遠。停電影響較大,并且110及220kv少油斷路器平均每臺每年檢修時間均需57天，停電時間較長。因此，一般需設置旁路母線或旁路隔離開關(guān)。設置旁路母線時，首先采用以母聯(lián)或分斷斷路器兼作旁路斷路器。由于110kv側(cè)我們采用單母線分段型式接線，所以旁路母線接線采用分段斷路器兼作旁路斷路器接線。第3章 廠用電接線設計發(fā)電廠在啟

33、動、運轉(zhuǎn)、停役、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（如鍋爐、氣輪機或水輪機、發(fā)電機等）和輸煤、碎煤、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、照明用電設備等都屬于廠用負荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電設計按照運行，檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃,妥善解決分期建設引起的問題。積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設備，使設計達到經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、保證機組安全、經(jīng)濟和滿發(fā)地運行。3.1 廠用電壓等級3.1.1 廠用電負荷分類廠用電負荷，按gb500521995供配電系統(tǒng)設計規(guī)范規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影

34、響程度分為三類：一類負荷 一類負荷為中斷將造成人身傷亡者，或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設備損壞、重大產(chǎn)品報廢、國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過成被打亂需長時間才能恢復等。二類負荷 二類負荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過成被打亂需較長時間才能恢復、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等。 （3）三類負荷 三類負荷為一般負荷，所有不屬于上述一、二類負荷者均屬于三類負荷。3.1.2 廠用電壓等級火力發(fā)電廠采用3kv、6kv、和10kv作為高壓廠用電，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。按發(fā)電機容量，電壓決定高壓廠用電的

35、原則如下：1、容量60mw及以下，發(fā)電廠電壓10.5kv時，可采用3kv。2、容量100300mw，當采用6kv。3、容量300mw以上，當技術(shù)經(jīng)濟合理時，可采用兩種高壓廠用電壓。本次設計發(fā)電機容量為100mw。高壓廠用電采用6kv，這也剛好適用本次設計中高壓廠用負荷的電壓等級。由于本次設計廠用負荷不涉及低壓負荷，所以低壓廠用電部分不作為本次設計的內(nèi)容。3.2 廠用電設計原則3.2.1 接線要求（1）各機組的廠用電系統(tǒng)應是獨立的。特別是200mw及以上機組，應做到這一點。（2）全廠性公用負荷應分散接入不同機組的廠用母線或公用負荷母線。（3）充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電

36、要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動（備用）電源能在短時內(nèi)投入。（4）充分考慮電廠分期建設和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式，特別要注意對公用負荷供電的影響，也便于過渡，盡量減少改變接線和更換設置。（5）200mw及以上機組應設置足夠容量的交流事故保安電源。當全廠停電時，可以快速啟動和自動投入向保安負荷供電。3.2.2 設計原則廠用電的設計原則與主接線的設計原則基本相同，主要有：（1）接線應保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)。（2）接線應靈活的適應正常、事故、檢修等各種運行方式的要求。（3）廠用電源的對應供電性。（4）設計還應適當注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新技術(shù)

37、、新設備，使廠用電接線具有可行性和先進性。（5）在設計廠用電接線時，還應對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引線和廠用電接線形式等問題，進行分析和論證。3.2.3 廠用電源發(fā)電廠的廠用電源，必須供電可靠，且能滿足各種工作要求，除應滿足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。本設計中每臺發(fā)電機從各單元機組的變壓器低壓側(cè)接引一臺高壓工作廠用變壓器作為6kv廠用電系統(tǒng)的工作電源。為了能限制廠用電系統(tǒng)的短路電流，以便是6kv系統(tǒng)能采用輕型斷路器，并能保證電動機自啟動時母線電壓水平和滿足廠用電纜截面等技術(shù)經(jīng)濟指標要求，高壓工作廠用

38、變壓器選用分裂變壓器，其低壓分裂繞組分別供6kv兩個分段廠用母線。為滿足機組啟動時廠用電供電和作為高壓工作變壓器的備用，每兩臺機組配備一臺啟動備用變壓器。啟動備用變壓器電源引自升高電壓母線，采用明備用方式。廠用電接線圖如圖3-1所示： 圖3-1 廠用電接線圖3.1 廠用母線分段目前，火力發(fā)電機組的高、低壓廠用電系統(tǒng)均采用單母線，其分段情況如表3-1所示：鍋爐容量（t/h）高壓廠用電母線低壓廠用電母線獨立供電的主廠房照明母線段數(shù)說明段數(shù)說明段數(shù)說明65兩爐合用一段母線或?qū)⒁欢文妇€用隔離開關(guān)分為兩個半段兩爐合用一段母線適用于無鍋爐的類負荷的情況，并以刀開關(guān)將該母線分為兩個半段120220每爐一段每

39、爐一段適用于接有機爐類負荷的情況，并以刀開關(guān)將該母線分為兩個半段兩臺機組設一段每段母線有一臺照明變壓器供電，兩臺照明變壓器互為備用400670每爐兩段兩段母線可由一臺變壓器供電，兩套輔機電動機分別連接在兩段母線上每爐兩段用高壓母線。類負荷較少時也可用一段母線，并以刀開關(guān)將該母線分為兩個半段每臺機組一段1000每一級高壓廠用母線應為兩段每爐兩段每段母線由一臺變壓器供電表3-1按鍋爐容量決定的廠用母線段數(shù)我國常采用的氣輪機，鍋爐容量對照表3-2。由表查得汽輪機輸出功率為100mw時對應的鍋爐容量為410t/h對應于表3-1中，高壓廠用電母線分段型式為每爐兩段，兩段母線可由一臺變壓器供電，兩套輔機電

40、動機分別連接在兩段母線上。 表3-2汽輪機、鍋爐容量對照表汽輪機輸出功率（）6122550100125200300600鍋爐容量（t/h）356513022041040067010002000參數(shù)3.8mpa4503.8mpa4503.8mpa4509.8mpa5409.8mpa54013.7mpa555/55513.7mpa540/54016.717.4mpa540/54017.418.2mpa540/540高壓廠用母線的接線方式（如圖3-2）所示圖3-2 一爐兩段由同一臺變壓器供電，每段有備用電源3.3 高壓廠用工作電源引線方式高壓廠用工作電源應由發(fā)電機電壓回路引接,盡量滿足爐、機、電的要

41、求。當有發(fā)電機電壓母線時, 高壓廠用工作電源一般由該發(fā)電機所連接的主母線段上引線，如圖3-3所示。圖3-3 從發(fā)電機電壓母線引出廠用工作電源當發(fā)電機和主變壓器成單元連接時, 高壓廠用工作電源一般由主變壓器低壓側(cè)引接,供給該機組的廠用負荷,如圖3-4所示。圖3-4 從發(fā)電機出口引出廠用工作電源3.2 廠用備用電源的相關(guān)設計火力發(fā)電廠一般均設置備用電源。備用電源的引接應保證其獨立性避免與廠用工作電源由同一電源處引接，并有足夠的供電容量。3.3.1 備用電源的數(shù)量高、低壓備用電源的數(shù)量如表3-3所示。表3-3 高、低壓備用電源的數(shù)量電廠類型高壓廠用備用電源低壓廠用備用電源一般電廠與第六個工作電源同時

42、設置第二個備用電源與第八臺低壓廠用工作變壓器同時設置第二個備用電源單元控制的100125機組與第五個工作電源同時設置第二個備用電源與第八臺低壓廠用工作變壓器同時設置第二個備用電源200機組三臺機組及以下設一個，超過三臺時，每兩臺機組設一個起動（備用）電源兩臺機組設一臺備用變壓器300機組600機組當高壓廠用起動（備用）變壓器檢修時，不應影響機組起停每臺機組設一臺備用變壓器，或采用兩臺變壓器互為備用的方式。查上表所得,單元控制的100125mw機組，高壓廠用備用電源與第5個工作電源同時設置第2個備用電源。由于本發(fā)電機只有3個工作電源所以不必要設第2個備用電源,所以備用電源只需一個。3.3.2 廠

43、用備用電源的獲得廠用電源的備用可以有兩種方式，即暗備用和明備用。暗備用是指在正常運行中，所有廠用電電源都投入工作，沒有明顯斷開的備用電源。因此，每個廠用電源容量的選擇必須大于正常時它所供給負荷的功率。圖3-5所示的暗備用方式中，火電廠裝有二機二爐。廠用母線分為兩段，平時兩臺變壓器同時工作，每臺變壓器均在半負荷下運行，當變壓器b-1(b-2)故障時，斷路器qf1、 qf2跳閘，oqe自動接通，此時兩段負荷由變壓器b-2負擔。明備用是正常運行中專設一臺廠用變壓器作為備用電源，當任一臺廠用工作變壓器檢修或故障以及機、爐起、停用時，可將廠用電設備的正常工作。備用變壓器的容量與最大工作變壓器的容量相同。

44、為了提高廠用電工作的可靠性，需裝設備用電源自動投入裝置。當工作電源發(fā)生故障時，工作變壓器兩側(cè)斷路器自動跳閘，備用電源斷路器自動合上。使備用電源自動投入,以迅速恢復廠用電設備的正常工作。圖3-5 具有暗備用的廠用電接線本次設計中我們選用明備用型接線，這樣備用變壓器的容量與最大工作變壓器的容量相同，對變壓器的利用率相對暗備用來說高一倍。3.3.3 備用電源引線方式廠內(nèi)有兩級升高電壓母線時，備用電源應由與系統(tǒng)有聯(lián)系的最低電壓級母線引出。本發(fā)電廠與系統(tǒng)有聯(lián)系的最低電壓級母線為110kv母線.所以, 備用電源由110kv母線側(cè)引出。3.3.4 備用電源與廠用母線的連接方式備用電源24段24段圖3-6 一

45、個備用電源與各個廠用母線段的連接方式全廠只有一個高壓備用電源時，為了節(jié)省電纜和縮小因電纜實驗檢修時而失去備用的范圍。采用部分放射和部分串聯(lián)的方式。如圖3-6所示。每一分支上的母線段數(shù)一般為24段。在備用電源總出口裝設隔離開關(guān)(或刀開關(guān))，以便該電源故障或檢修時，各母線段可以相互備用。第4章 主變壓器的選擇4.1 主變壓器臺數(shù)的確定確定主變壓器臺數(shù)的因素很多，主要取決于該電廠在系統(tǒng)中的重要性并結(jié)合電廠本身的裝機臺數(shù)。 為減少主變壓器臺數(shù)，可考慮采用擴大單元接線。 一般裝機一至三臺的小型非骨干電廠以確定一臺主變壓器為宜，裝機四臺及以上的小型電廠可考慮確定兩臺主變壓器以滿足運行的可靠性和靈活性。 無

46、調(diào)節(jié)水庫的徑流電站，偏僻山區(qū)的運輸困難的電站可采用兩臺小容量的變壓器并列運行。4.2 主變壓器的容量確定1）發(fā)電機變壓器單元接線中的主變?nèi)萘繎窗l(fā)電機額定容量扣除本機組廠用電后，留有10%的裕度來確定。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?10年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷發(fā)展。 2）高、中壓電網(wǎng)的聯(lián)絡變壓器應按兩級電網(wǎng)正常與檢修狀態(tài)下可能出現(xiàn)的最大功率交換確定容量，其容量一般不應低于接在兩種電壓母線上最大一臺機組的容量。3）小型電廠機端電壓母線上的升壓變壓器的容量選擇條件為：（1）接于該母線上的發(fā)電機處于全開滿載狀態(tài)而母線負荷（包括廠用電）又最小時能將全部剩余功率送出。（2）發(fā)

47、電機開機容量最小、母線負荷最大時，經(jīng)主變壓器倒送的功率。（3）兩臺變壓器并列運行互為備用時，其原則與前述聯(lián)絡變壓器同。由于變壓器的檢修周期長，而且它可與該母線上的發(fā)電機檢修相配合，因此不需因檢修增加容量。 4.3 變壓器型式的選擇 1）單相變壓器的使用條件 一般用三相變壓器，單相變壓器應用于500kv及以上的發(fā)電廠、變電站中。 2）三繞組普通變壓器和三繞組自耦變壓器的使用條件 使用三繞組變壓器比使用兩臺雙繞組變壓器經(jīng)濟。使用自耦變壓器不經(jīng)濟，且自耦變壓器只能用于高、中壓中性點都有效接地的電網(wǎng)，故其只能用于220kv及以上的發(fā)電廠和變電站。且自耦變阻抗較小可能使短路電流增加，故應經(jīng)計算確定。 3

48、）有載調(diào)壓變壓器的使用條件 在電壓變化范圍大且變化頻繁的情況下需使用有載調(diào)壓變壓器。 有載調(diào)壓變壓器的價格較貴，質(zhì)量不行大大降低其可靠性，所以應慎用。 一般中小電廠設立發(fā)電機電壓母線的，連接該母線與高、中壓電網(wǎng)的變壓器可能出現(xiàn)功率倒送，為保證母線負荷供電電壓質(zhì)量要求，通常要帶負荷調(diào)節(jié)電壓；地方變電站、工礦企業(yè)的自用變電站往往日負荷變化幅度很大，要滿足電能質(zhì)量也需帶負載調(diào)壓；330kv及以上的變電站在晝夜負荷變化時高壓側(cè)端電壓變化很大，為維持中低壓電壓水平需裝設有載調(diào)壓變壓器。根據(jù)本設計具體情況，應該選擇兩組變壓器，一組為三繞組2臺，另一組為雙繞組2臺。本設計中的主變選擇如下：容量確定公式：查發(fā)

49、電廠電氣部分課程設計資料，選定變壓器的容量為150mva。由于升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇兩臺三繞組變壓器和一臺雙繞組變壓器，查電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料選定主變型號為：雙繞組為sfp7-150000/220型。主要技術(shù)參數(shù)如表4-1：表4-1 技術(shù)參數(shù)額定容量連接組標號額定電壓空載損耗阻抗電壓空載電流150000（kva）高壓：24222.5%低壓：10.5（kv）140(kw)13.0%0.8%三繞組為sfps-150000/220型。主要技術(shù)參數(shù)如表4-2：表4-2 技術(shù)參數(shù)額定容量連接組標號額定電壓空載損耗阻抗電壓（%）150000（kva）高壓：24222.5%中壓

50、：121 低壓：10.5（kv）168(kw)高中：22.9 中低：13.6高低：8.0所以一次性選擇兩臺sfps7-150000/220型變壓器為主變。第5章 火力發(fā)電廠短路電流計算5.1 110220kv系統(tǒng)短路電流的計算5.1.1 短路計算的意義在供電系統(tǒng)中，危害最大的故障就是短路。所謂短路就是供電系統(tǒng)一相或多相載流導體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞、誤操作、雷擊或過電壓擊穿等。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部短路故障的70%在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍甚至大幾十倍，通可達數(shù)千安，短路電流通過電氣設備和導線必然要產(chǎn)生很大的電動

51、力，并且使設備溫度急劇上升有可能損壞設備和電纜。在短路點附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電機正常，發(fā)生接地短路時所出現(xiàn)的不對稱短路電流，將對通信工程線路產(chǎn)生干擾，并且短路點還可使整個系統(tǒng)運行解列。5.1.2 短路計算的目的（1）對所選電氣設備進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗；（2）進行變壓器和線路保護的整定值和靈敏度計算。5.1.3 短路計算的內(nèi)容計算發(fā)電廠相關(guān)節(jié)點的三相短路電流。5.1.4 基本假定：（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。（2）所有電源的電動勢相位角相同。（3）系統(tǒng)中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導體集膚效應等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組

52、空間相差1200電氣角度。（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。（5）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。5.1.5 短路計算的方法對應系統(tǒng)最大運行方式，按無限大容量系統(tǒng)，進行相關(guān)短路點的三相短路電流計算，求得i”、ish、ish值。i三相短路電流； ish三相短路沖擊電流，用來校驗電器和母線的動穩(wěn)定。ish三相短路全電流最大有效值，用來校驗電器和載流導體的的熱穩(wěn)定。sd三相短路容量，用來校驗斷路器和遮斷容量和判斷容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗的依據(jù)。5.1.6 電抗圖及電抗計算由3100mw火電廠電氣主接線圖和設計任務書中給出的相關(guān)參數(shù),可畫出系統(tǒng)電抗圖如圖5-1所示選取基準容量為sj=100mva uj= uav =1.05uesj基準容量（mva）； uav所在線路的平均電壓（kv）。以下均采用標幺值計算方法，省去“*”。1、對于qfn-100-2發(fā)電機電抗：x7=x8=x12=xd=0.183=0.1562、sfpz7-12000/220型雙繞組變壓器的電抗：x11=0.1220kv系統(tǒng)g3c2110kv系統(tǒng)c1g2g1圖(5-1)式中 uk變壓器短路電壓的百分數(shù)（）； se最大容量繞組的額定容量（mva）； sj基準容量（mva）。3、sfpsz7-12000/220型三繞組變壓器高壓、中壓、低壓的電抗值：x9=x10=（ud高中%+ud高低%