濟寧2×200MW凝汽式火力發(fā)電廠電氣部分進行初步設計

1、摘要本畢業(yè)設計是對濟寧2×200MW凝汽式火力發(fā)電廠電氣部分進行初步設計。論文詳細的說明了各種設備選擇的最基本的要求和原則依據(jù)以及計算過程。本設計共分十章，第一章為緒論，第二章負荷計算，第三章為變壓器臺數(shù)和容量的選擇，第四章是發(fā)電廠電氣主接線的選擇，主要介紹了電氣主接線的重要性、設計依據(jù)、基本要求、各種接線形式的優(yōu)缺點以及主接線的比較選擇。第五章廠用電設計，包括：廠用電接線的總要求、廠用母線接線設計。第六章短路電流計算，是最重要的環(huán)節(jié)，本書詳細的介紹了短路電流計算的目的、條件、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、網(wǎng)絡變換等知識。第七章電氣設備的選擇與校驗，包括母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互

2、感器、電壓互感器的選擇原則和要求。第八章簡單的介紹了高壓配電裝置的設計原則、要求和220KV的配電裝置。第九章全廠繼電保護和自動裝置規(guī)劃設計，包括總則、自動裝置、一般規(guī)定和發(fā)電機、變壓器、母線等設備的保護。第十章發(fā)電廠的防雷保護，包括選擇的基本原則、避雷針和避雷器的設計。此外，在適當?shù)奈恢酶郊恿藞D紙（主接線圖、平面圖、斷面圖）。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)、母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器AbstractThe design of graduation Jining 2 x 200 MW steam-electric power plant for the preliminary design. P

3、apers detailed description of the various types of equipment to choose the most basic requirements and principles and the basis for calculation. The design is divided into 10 chapters, the first of introduction, the second chapter load calculation, the third chapter of transformer capacity and the n

4、umber of Taiwan's choice Chapter IV power plant is the main electrical connection options, mainly on the electrical wiring of the importance of design basis, basic requirements, Wiring various forms of the main advantages and disadvantages of wiring options. Chapter V power plant design, includi

5、ng : electricity wiring plant to the general requirement of plants used bus wiring design. Chapter VI of short-circuit current, is the most important part of the book provides detailed descriptions of the short-circuit current calculation purposes, conditions, general rule, the device parameters, su

6、ch as knowledge of network transformation. Chapter VII of electrical equipment and checking, including bus, high pressure circuit breakers, isolation switches, CT, The choice of voltage transformer principles and requirements. Chapter VIII simple introduction to the high-voltage power distribution e

7、quipment design principles, requirements, and the 220 KV power distribution devices. Chapter IX plant protection and automatic device design, including general principles, automatic installation, general provisions and generators, transformers, busbar protection equipment. Chapter 10 power plants li

8、ghtning protection, including the selection of basic principles, and a lightning arrester design. In addition, at a suitable location attached drawings (main wiring maps, graphs, maps section). Key words : power system, bus, HV circuit breakers, isolation switches, voltage transformer目錄摘要I目錄III第1章 緒

9、論1第2章 負荷計算22.1廠用負荷表22.2 負荷計算4第3章 變壓器的臺數(shù)與容量的選擇63.1 主變壓器的確定63.1.1 主變壓器容量及臺數(shù)的確定63.1.2 主變壓器型式的選擇63.2 容量選擇7第4章 電氣主接線的選擇104.1 電氣主接線的設計原則104.1.1 主接線的設計依據(jù)104.1.2 主接線設計的基本設計114.2 設計方案124.2.1 220KV側(cè)設計方案124.2.2 高壓廠用側(cè)設計方案13第5章 廠用電接線155.1 廠用電接線總的要求155.2 廠用電接線設計方案15第6章 短路電流計算176.1 短路電流計算的目的：176.2 短路的原因和短路的定義176.3

10、 短路和種類176.4 電力系統(tǒng)短路電流的計算條件186.5 短路電流的計算步驟18第7章 電氣設備的選擇227.1 電氣設備選擇的一般原則227.2 高壓斷路器的選擇227.3 高壓隔離開關(guān)的選擇257.4 電流互感器的選擇267.5 電壓互感器的選擇287.6高壓開關(guān)柜的選擇297.7 母線的選擇31第8章 高壓配電裝置規(guī)劃設計368.1 高壓配電裝置規(guī)劃設計的一般原則368.2 設計要求368.3 配電裝置368.4 設備配置378.5 本廠采用的配電裝置39第9章 全廠繼電保護和自動裝置規(guī)劃設計409.1 總則409.2 一般規(guī)定409.3 發(fā)電機變壓器組保護419.3.1 發(fā)電機保護

11、419.3.2 主變保護419.3.3 變壓器相間短路的后備保護429.3.4 變壓器接地短路后備保護439.3.5 變壓器過負荷保護439.3.6 變壓器瓦斯保護439.4 母線保護449.5 線路保護459.5.1 配置原則：459.5.2 220KV線路保護459.6 自動裝置的設計46第10章 防雷保護設計4710.1 直擊雷和感應雷保護4710.2 雷電波入侵保護4710.3 避雷器的選擇4810.4 避雷針的選擇48第11章 結(jié)論51參考文獻52致 謝53附 錄54附 錄59第1章 緒論。,目前我國以火力發(fā)電廠為主,其發(fā)電量占全國總發(fā)電量的70%以上。尤其是在我國的北方,煤炭、石油

12、和天然氣等資源非常豐富。更是以火力發(fā)電廠為主。我國火電廠所使用的能源主要是煤，且主力電廠是凝氣式發(fā)電廠。本設計以濟寧凝氣式發(fā)電廠對象進行設計。為了滿足電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，發(fā)電廠中安裝了各種電氣設備，其主要任務是啟停機組、調(diào)整負荷、切換設備和線路、監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理等。所以發(fā)電廠電氣部分的設計關(guān)系到整個電廠的安全穩(wěn)定運行。第2章 負荷計算2.1廠用負荷表繪制表2.1 廠用負荷表序 號設 備 名 稱額定容量（KW）臺 數(shù)備 注1給水泵28004二運二備2凝結(jié)水泵3102互為備用3循環(huán)水泵100034送風機11502互為備用5引風機125026

13、磨煤機55087派粉風機105048射水泵3002一運一備9備用勵磁機850110碎煤機5802一運一備11廠外除灰電源10002一運一備12輸煤變壓器800KVA2一運一備13主廠房低壓工作變800KVA114主廠房低壓公用變800KVA115低壓備用變800KVA116修配廠變900KVA1全廠公用17化學水處理變680KVA2一運一備18補充水泵房變1675KVA2一運一備19燃油泵房變壓器350KVA1表2.2 拆分負荷表設備名稱容量（KW） 段 段重復容量臺數(shù)容 量臺數(shù)容 量給水泵280025600256005600凝結(jié)水泵31013101310310循環(huán)水泵100022000110

14、00791069105910送風機115011150111501150引風機12501125011250磨煤機5504220042200排粉風機10502210022100射水泵30013001300300備用勵磁機8501850碎煤機58015801580580廠外除灰電源100011000110001000943085803030（KVA）15925.5142038485.5輸煤變壓器800（KVA廠房低壓工作變800（KVA）1800主廠房低壓公用變800（KVA）1800低壓備用變800（KVA）1800修配廠變900（KVA）1900化學水處理變680（KV

15、A）16801680680補充水泵房變1675（KVA）11675116751675燃油泵房變壓器350（KVA）1350680531553155（KVA）5784.252681.752681.75分裂繞組負荷（）（KVA）23302.318305.0512015.8高壓繞組負荷（KVA）23302.3+18305.05-12015.8=29591.552.2 負荷計算1、計算原則 連續(xù)運行的設備應予計算； 機組正常運行時不經(jīng)常而連續(xù)運行日設備（如備用勵磁機、備用電動給水泵等）也應計算； 不經(jīng)常短時及不經(jīng)常而斷續(xù)運行的設備不予計算，但由電抗器供電的應全部計算； 由同一電源供電的互為備用設備只計

16、算運行的部分； 由不同電源供電的互為備用設備，應全部計算；但臺數(shù)較多時，允許扣除其中一部分； 對于分裂變壓器，其高低壓繞組負荷應分別計算。當兩個低壓繞組接有互為備用設備時，對高壓繞組只計算其運行部分，對低壓繞組則一般均予計算； 對于分裂電抗器，應分別計算每一臂中通過的負荷，其計算原則與普通電抗器相同。2、計算方法負荷計算一般采用換算系數(shù)法，如按換算系數(shù)法求得的計算負荷接近變壓器繞組額定容量，在必要時可用軸功率法校驗。 換算系數(shù)法換算系數(shù)法的算式為：S=（KP）式中 S計算負荷（KVA）； K換算系數(shù)，見表； P電動機的計算功率（KW）。電動機的計算功率按其負荷特點確定，如：機組容量（KW）12

17、5000200000給水泵及循環(huán)水泵11凝結(jié)水泵0.81其他高壓電動機0.80.85其他低壓電動機0.80.7電除塵硅整流設備電除塵電加熱設備11）連續(xù)運行的電動機：P=式中 電動機的額定功率（KW）。）經(jīng)常短時及經(jīng)常斷續(xù)運行的電動機：P=0.5）中央修配廠：P=0.14+0.4式中 全部電動機額定功率總和（KW）； 其中最大5臺電動機的額定功率之和（KW）。）煤場機械：）中小型機械：P=0.35+0.6式中 其中最大3臺電動機的額定功率之和（KW）。）翻車機：P=0.22+0.5）輪斗機：P=0.13+0.3）照明負荷為：P=式中 需要系數(shù)，一般取0.81； 安裝容量（KW）。 軸功率法軸功

18、率法的算式為：=（ ）+式中 同時率，新建電廠取0.9，擴建電廠取0.95； 最大運行軸功率（KW）； 對應于軸功率的電動機效率； 對應于軸功率的電動機功率因數(shù)； 低壓廠用計算負荷之和（KVA）。第3章 變壓器的臺數(shù)與容量的選擇3.1 主變壓器的確定3.1.1 主變壓器容量及臺數(shù)的確定1、按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度。2、按發(fā)電機的最大連續(xù)輸出容量扣除本機組的廠用負荷。3.1.2 主變壓器型式的選擇1.相數(shù)的選擇 當不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠均應選用三相變壓器。 當發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時，宜經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定選用三相變壓器、兩

19、臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機容量為300MW、并直接升壓到500KV的，宜選用三相變壓器。2.繞組數(shù)量和連接方式的選擇 發(fā)電廠主變壓器繞組的數(shù)量 最大機組容量為125MW及以下的發(fā)電廠，當有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接時，宜采用三繞組變壓器，每個繞組的通過容量應達到該變壓器額定容量的15%及以上。兩種升高電壓的三繞組變壓器一般不超過兩臺。因為三繞組變壓器比同容量雙繞組變壓器價格高40%50%，運行檢修比較困難，臺數(shù)過多時會造成中壓側(cè)短路容量過大，且屋外配電裝置布置復雜，故對其使用要給予限制。 對于200MW及以上的機組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因為在發(fā)電機回路及

20、廠用分支回路均采用分相分相封閉母線,供電可靠性很高,而大電流的隔離開關(guān)發(fā)熱問題比較突出,特別是設置在封閉母線中的隔離開關(guān)問題更多;同時發(fā)電機回路斷路器的價格極為昂貴,故在封閉母線回路里一般不設置斷路器和隔離開關(guān),以提高供電的可靠性和經(jīng)濟性.此外,三繞組變壓器的中壓側(cè),由于制造上的原因一般不希望出現(xiàn)分接頭,往往只制造死接頭,從而對高、中壓側(cè)調(diào)壓及負荷分配不利。這樣采用三繞組變壓器就不如用雙繞組變壓器加聯(lián)絡變壓器靈活方便。 聯(lián)絡變壓器一般應選用三繞組變壓器，其低壓繞組可接高壓廠用起動/備用變壓器或無功補償裝置。 繞組連接方式變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用

21、的繞組連接方式只有Y和，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y連接；35KV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35KV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。由于35KV采用Y連接方式，與220、110KV系統(tǒng)的線電壓相角移為0´（相位12點）。這樣當電壓比為220/110/35KV，高中壓為自耦連接時，變壓器的第三繞組連接方式就不能用三角形連接，否則就不能與現(xiàn)有35KV系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星形接線的變壓器，全國這類變壓器約4050臺。3.2 容量選擇1、選擇原則 高壓廠用工作變壓器容量應按高壓電動機計算負荷的

22、110%與低壓廠用電計算負荷之和選擇。 高壓廠用備用變壓器或起動/備用變壓器應與最大一臺（組）高壓廠用工作變壓器的容量相同；當起動/備用變壓器帶有公用負荷時，其容量還應滿足最大一臺高壓廠用工作變壓器的要求，并考慮該起動/備用變壓器檢修的條件；高壓廠用備用變壓器或起動/備用變壓器自投負荷最大的一段廠用母線時，如不滿足所帶的類電動機自起動的要求，宜采用分批自起動的方式，而不宜增大備用變壓器或起動/備用變壓器的容量。 低壓廠用備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。 裝于屋外或屋外進風小間內(nèi)的變壓器，其容量一般不考慮溫度修正，但南方地區(qū)宜將小間進出風溫差控制在10以內(nèi)。主廠房進風小間

23、內(nèi)的變壓器容量，北部和中部地區(qū)一般亦無需按溫度修正，但中南地區(qū)宜將進出風溫差控制在10，南方地區(qū)負荷較滿時應考慮溫度修正。2、計算公式 高壓廠用工作變壓器）雙繞組變壓器： 1.1+）分裂繞組變壓器：分裂繞組 =1.1+高壓繞組 -上三式中 廠用變壓器高壓繞組額定容量（KVA）； 廠用變壓器分裂繞組額定容量（KVA）； 廠用變壓器分裂繞組計算負荷（KVA）； 高壓電動機計算負荷之和； 低壓廠用計算負荷之和； 分裂繞組兩分支計算負荷之和（KVA）； 分裂繞組兩分支重復計算負荷（KVA）。 高壓起動/備用變壓器分裂繞組 = + 高壓繞組 -上兩式 起動/備用變壓器本段負荷（KVA）； 最大一臺工作變

24、壓器分支計算負荷（KVA）。廠用高壓備用變壓器或啟動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作變壓器的容量相同；低壓廠用備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。 低壓廠用工作變壓器125MW及以下機組 S200MW及以上機組 S式中 S低壓廠用工作變壓器容量（KVA）； 變壓器溫度修正系數(shù)，一般取1，但在南方地區(qū)由主廠進風時，安裝在小間內(nèi)的變壓器，當溫度變化較大時，隨地區(qū)而異，應適當考慮溫度的修正。一、主變壓器選擇主變?nèi)萘浚?（MVA）選擇SFP7-240000/220變壓器，具體參數(shù)如下：表3.1 主變壓器參數(shù)表型 號SFP7-240000/220連接組別Ynd,11額定容量（KVA）額

25、定電壓（KV）空載損耗（KW）短路損耗（KW）空載電流（%）阻抗電壓（%）高 壓低 壓240000220/24215.752006300.714二、廠用變壓器、備用變壓器的選擇根據(jù)負荷拆分表，高廠變選擇SFF740000/20變壓器，具體參數(shù)如下：表3.2 高廠變參數(shù)表型 號SFF740000/20額定容量（KVA）40000/20000-20000額定電壓（KV）調(diào)壓范圍（KV）額定頻率（HZ）50連接組別Dd，12額定I情況下總損耗（KW）208空載損耗（KW）33全容量下的半穿越阻抗電壓（%）高壓-低壓/低壓16負載損耗（KW）208低壓-低壓32空載電流（%）0.5廠用高壓備用變壓器與

26、最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。如此，高備變選擇SFFZ740000/220變壓器，具體參數(shù)如下：表3.3 高備變壓器參數(shù)表型 號SFFZ740000/220額定容量（KVA）40000/25000-25000額定電壓（KV）調(diào)壓范圍（KV）額定頻率（HZ）50連接組別Ynd,11額定I情況下總損耗（KW）215空載損耗（KW）45全容量下的半穿越阻抗電壓（%）高壓-低壓/低壓18負載損耗（KW）170低壓-低壓34空載電流（%）0.5：第4章 電氣主接線的選擇4.1 電氣主接線的設計原則4.1.1 主接線的設計依據(jù)1、發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型

27、地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。大型主力火電廠靠近煤礦或沿海、沿江，并接入330500KV超高壓系統(tǒng)；地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)，一般接入110220KV系統(tǒng)，也有接入330KV系統(tǒng)；企業(yè)自備電廠則以對本企業(yè)供電供熱為主，并與地區(qū)110220KV系統(tǒng)相連。中小型電廠常有發(fā)電機電壓饋線向附近供電。2、發(fā)電廠的分期和最終建設規(guī)模發(fā)電廠的機組容量，應根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃容量、負荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進行選擇，最大機組的容量以占系統(tǒng)總?cè)萘康?10%為宜。一個廠房內(nèi)的機組，其臺數(shù)以不超過6臺、容量等級已不超過兩種為宜。3、負荷大小和重要性 對于一級負荷必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部一

28、級負荷不間斷供電。 對于二級負荷一般要有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷的供電。 對于三級負荷一般只需一個電源供電。4、系統(tǒng)備用容量大小系統(tǒng)中需要有一定的發(fā)電機裝機備用容量。運行備用容量不宜少于810%，以適應負荷突增、機組檢修和故障停運三種情況。5、系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料 出線的電壓等級、回路數(shù)、出線方向、每回路輸送容量和導線截面等。 主變壓器的臺數(shù)、容量和型式；變壓器各側(cè)的額定電壓、阻抗、調(diào)壓范圍及各種運行方式下通過變壓器的功率潮流。各級電壓母線的電壓波動值和諧波含量值。 調(diào)相機、靜止補償裝置、并聯(lián)電抗器、串聯(lián)電容補償裝置等型式、數(shù)量、容量和

29、運行方式的要求。 系統(tǒng)的短路容量或歸算的電抗值。注明最大、最小運行方式的正、負、零序電抗值，為了進行非周期分量短路電流計算，尚需系統(tǒng)的時間常數(shù)或電阻R、電抗X值。 變壓器中性點接地方式及接地點的選擇。 系統(tǒng)內(nèi)過電壓數(shù)值及限制內(nèi)過電壓措施。 為保證大系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提出對大機組超高壓電氣主接線可靠性的特殊要求。 初期及最終發(fā)電廠與系統(tǒng)的連接方式（包括系統(tǒng)單線接線和地理接線）及推薦的初期和最終主接線方案。4.1.2 主接線設計的基本設計主接線應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。1、可靠性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。 主接線可靠性應注意的問題 應重視國內(nèi)外長期

30、運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。主接線可靠性的衡量標準是運行實踐，至于可靠性的定量分析由于基礎數(shù)據(jù)及計算方法尚不完善，計算結(jié)果不夠準確，因而目前僅作為參考。 主接線的可靠性要包括一次部分和相應組成的二次部分在運行中可靠性的綜合。 主接線的可靠性在很大程度上取決于設備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設備可以簡化接線。 要考慮所設計發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用。 主接線可靠性的具體要求斷路器檢修是，不宜影響對系統(tǒng)的供電。 斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。 盡量避免發(fā)電廠全部停運的可能性。 大機組超高壓電氣主接線應滿足

31、可靠性的特殊要求。2、靈活性主接線應滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。 調(diào)度時，應可以靈活地投入和切除發(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、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。 擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。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工作量最少。3、經(jīng)濟性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下作到經(jīng)濟合理。 投資省 主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電

32、壓互感器、避雷器等一次設備。 要能使繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備和控制電纜。 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。 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110KV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。 占地面積小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。 電能損失少經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設計中，要避免建立復雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。4.2 設計方案根據(jù)上述規(guī)定，設計的方案如下：4.2.1 220KV側(cè)

33、設計方案方案一：單母線分段帶旁路母線接線簡單清晰，采用設備少，操作方便，便于擴建和秀用成套配電裝置。采用斷路器分段的單母線接線比不分段的單母線接線和采用隔離開關(guān)分段的單母線具有更高的供電可靠性。方案二：雙母線帶旁路母線主要有以下特點： 可以輪流檢修母線而不影響供電 檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路 一組母線故障后，能迅速恢復該母線所連回路的供電 運行高度靈活 擴建方便 便于試驗方案比較如下表所示：結(jié)論分析：在下面的表中方案I與方案II的比較已經(jīng)很清晰。表4.1 方案對照表方案項目方案I單母線分段帶旁路母線方案II雙母線帶旁路母線可靠性1、采用旁母帶負荷可以進行斷路器不停電檢修。2、當一

34、段母線發(fā)生故障時可保證非故障段母線正常供電。3、接線形狀簡單清晰設備少設備本身故障率小。1、采用旁母帶負荷可以進行斷路器不停電檢修。2、在任一段母線故障的情況下可由旁路對母線負荷供電不致使負荷中斷供電。3、可靠性高、檢修周期長靈活性1、運行方式相對簡單2、擴建方便3、切換線路較方便1、操作相對復雜。2、調(diào)度靈活性較好3、易于擴建和發(fā)展4、帶旁路方式靈活經(jīng)濟性1、 設備相對較少，投資少，年費用少。2、占地面積較小。1、 投資較大。2、 設備數(shù)量多。3、占地面積大綜合考慮多種因素，決定選擇方案：雙母線帶旁路母線。4.2.2 高壓廠用側(cè)設計方案方案一：擴大單元接線通過把兩臺發(fā)電機與一臺變壓器相連接，

35、可以簡化接線，減少變壓器和高壓斷路器的數(shù)量，并可以減少高壓配電裝置的間隔，節(jié)省占地面積。當采用擴大單元接線時，發(fā)電機出口均應裝設斷路器和隔離開關(guān)。這種接線的缺點就運行靈活性較差。主變壓器故障或檢修時，將迫使兩臺發(fā)電機停運；而檢修一臺發(fā)電機時，則出現(xiàn)變壓器嚴重欠載的運行方式。因此，這種接線方式必須在電力系統(tǒng)允許和技術(shù)經(jīng)濟合理時才能采用。 方案二：單元接線具有接線簡單清晰、設備投資少等優(yōu)點。凡沒有地區(qū)負荷的發(fā)電廠式地區(qū)負荷由原有機組承擔而電廠進行擴建時，大都采用單元接線。對于200MW及以上大機組一般都采用與雙繞組變壓器組成單元接線，而不采用與三繞組變壓器組成單元接線。當發(fā)電廠有兩種升高電壓時，采

36、用聯(lián)絡變壓器連接兩種升高電壓母線，而聯(lián)絡變壓器的第三繞組則作為廠用啟動或備用電源。對兩個方案進行技術(shù)及經(jīng)濟比較，最終選擇方案二：單元接線。第5章 廠用電接線5.1 廠用電接線總的要求廠用電接線應滿足下列要求： 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。一臺機組的故障停運或其輔機的電氣故障，不應影響到另一臺機組的正常運行。并能在短時間內(nèi)恢復本機組的運行。 充分考慮機組起動和停運過程中的供電要求。一般均應配備可靠的起動（備用）電源。在機組起動、停運和事故時的切換操作要少，并能與工作電源短時并列。 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

37、用負荷供電的影響。要便于過渡，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。當全廠停電時，可以快速起動和自動投入，向保安負荷供電。還要設置電能質(zhì)量指標合格的交流不間斷供電裝置，保證不允許間斷供電的熱工負荷的用電。5.2 廠用電接線設計方案單母線分段接線1、可靠性1當一段母線發(fā)生故障時可保證非故障段母線正常供電。2 6KV母線檢修將導致一半負荷停電3可能出現(xiàn)全部斷電的情況4接線形狀簡單清晰設備少設備本身故障率小。2、靈活性1 運行方式相對簡單。2 擴建方便。3 切換線路較方便，經(jīng)濟性。1設備相對較少，投資少，年費用少。2 占地面積較小。第6章 短路電流計算6.1

38、 短路電流計算的目的： 1、電氣主接線的比選 2、選擇導體和電容 3、確定中性點接地方式 4、計算軟導體的短路搖擺 5、確定分裂導線間隔棒間距 6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 7、選擇繼電保護裝置和進行整定計算6.2 短路的原因和短路的定義產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設備過電壓、直接遭雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路是指相與相之間通過電弧或其它較小的阻抗的一種非正常連接，在中性點直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。6.3 短路和種類三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相

39、短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。三相短路是對稱短路，此時三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已，而電流和電壓之間的相位差一般也較正常工作情況時大。除了三相短路之外，其它類型的短路皆為不對稱短路，此時三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不相同。運行經(jīng)驗表明：在中性點直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的6570；兩相短路約占115；兩相接地短路約占1020；三相短路約占5。6.4 電力系統(tǒng)短路電流的計算條件1、 考慮短路點的電弧阻抗和變壓器勵磁電流。2、 元件的計算數(shù)據(jù)取額定值。3、 輸電線路的電容略去不計。

40、4、 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低電壓的短路電流外，元件的 電阻略去不計。6.5 短路電流的計算步驟1、畫出等值網(wǎng)絡圖2、根據(jù)網(wǎng)絡圖中給出的原始數(shù)據(jù)計算各元件的等值電抗值取SB=1000MVA ；UAV=UB 發(fā)電機參數(shù)的計算：XG*=XD”SB/SN 線路參數(shù)的計算：XL*=XLSB/UAV2.N 變壓器參數(shù)的計算：XT*=UK%SB/100SN 3、短路點不同所以要分別對短路點K1K2K3 進行計算，其中K1為220KV側(cè)母線短路；K2為6KV側(cè)廠用母線短路；K3為高壓備用變壓器二次側(cè)短路。 根據(jù)短路點的不同，在計算的過程中需要運用” -” 變換公式的簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，分別計算出K1K2K

41、3的轉(zhuǎn)移阻抗，然后將其合并、化簡求系統(tǒng)到短路點的等值阻抗。將其轉(zhuǎn)換成有名值(利用公式XCA1=X求*SN/SB ) 查電力系統(tǒng)分析中的表分別求出0S、2S、4S時的短路電流，繼而求出沖擊電流，全阻抗電流為以后的運算做好準備。短路計算內(nèi)容如下：取 各元件參數(shù)標么值電抗：發(fā)電機：變壓器：廠用變壓器的半穿越阻抗：=高備變壓器的半穿越阻抗： =一、220KV側(cè)母線發(fā)生三相短路： 當點發(fā)生短路時，發(fā)電機合并，而系統(tǒng)S需要單獨考慮。發(fā)電機對三相短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為：=(0.58+0.6)/ (0.58+0.6)/(0.58+0.6)=0.39相應的計算電抗為：查運算曲線，可得： 系統(tǒng)S對短路點的短路電流周期

42、分量有效值的標么值為： 歸算到短路點處電壓級各等值電源的額定電流為： 三相短路點的三相短路電流周期分量的有效值為：(KA)(KA)(KA)0S的沖擊電流為： （KA）二、廠用6.3KV側(cè)母線發(fā)生三相短路：當點發(fā)生三相短路時，發(fā)電機合并，而與系統(tǒng)必須分別單獨考慮。發(fā)電機對點的轉(zhuǎn)移阻抗為： 進行變化： 進行變化：相應的計算電抗為：系統(tǒng)S對短路點的短路電流周期分量有效值的標么值為： 因為4.68>3.45代表發(fā)電機的等值發(fā)電機供給的三相短路電流周期分量不隨時間而衰減其值為： 歸算到短路點處電壓級各等值電源的額定電流為： 三相短路點的三相短路電流周期分量的有效值為： (KA)0S的沖擊電流為：

43、（KA）三、高備變發(fā)生三相短路： 當點發(fā)生三相短路時，發(fā)電機合并，而系統(tǒng)必須分別單獨考慮。發(fā)電機對點的轉(zhuǎn)移阻抗為： 進行變化： 相應的計算電抗為：系統(tǒng)S對短路點的短路電流周期分量有效值的標么值為： 因為10.33>3.45代表發(fā)電機的等值發(fā)電機供給的三相短路電流周期分量不隨時間而衰減其值為： 歸算到短路點處電壓級各等值電源的額定電流為： 三相短路點的三相短路電流周期分量的有效值為： (KA)0S的沖擊電流為： （KA）第7章 電氣設備的選擇7.1 電氣設備選擇的一般原則1、（1）、應力求技術(shù)先進，安全適用，經(jīng)濟合理。（2）、應滿足正常運行、檢修和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。 （3

44、）、應與整個工程的建設標準協(xié)調(diào)一致。 （4）、選擇的導體品種不應太多。2、選用的電器最高允許工作電壓，不得低于該回路最高運行電壓。3、選用導體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。由于高壓開斷電器設有持續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。4、驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流作用的短路電流，應按具體工作的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景規(guī)劃。5、驗算導體和電器的短路電流，按下列情況計算：（1）、除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡電流外，元件的電阻都應略去不計。（2）、對不帶電抗器回路的計算，短路點應選擇在正常接線方式短路電

45、流為最大的點。6、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流按發(fā)生短路時最嚴重情況計算。7、驗算裸導體短路熱效應應計算時間，應采用主保護動作時間和相應的斷路器全分閘時間，繼電器的短路熱效應計算時間，宜采用后備保護動作時間和相應的斷路器全分閘時間。8、在正常運行時，電氣引線的最大作用力不應大于電器端子允許的負載。7.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器按下列項目選擇和校驗：型式和種類；額定電壓；額定電流；開斷電流；額定關(guān)合電流；動穩(wěn)定；熱穩(wěn)定。1按種類和型式選擇高壓斷路器的種類和型式的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境外，還應考慮便于安裝調(diào)試和運行維護、并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。根據(jù)我國當前生產(chǎn)制造情

46、況。電壓6220KV的電網(wǎng)可選少油斷路器、真空斷路器和六氟化硫斷路器；330500KV電網(wǎng)一般采用六氟化硫斷路器。采用封閉母線的大容量機組，當需要裝設斷路器時，應選用發(fā)電機專用斷路器。2按額定電壓選擇高壓斷路器的額定電壓應大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即 3按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流應大于或等于流過它的最大持續(xù)工作電流，即 當斷路器使用的環(huán)境溫度不等于設備最高允許環(huán)境溫度時，應對斷路器的額定電流進行修正。4按額定短路開斷電流選擇在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定短路開斷電流應滿足 式中 斷路器實際開斷時間的短路電流周期分量有效值。斷路器的實際開斷時間等于繼電保護主保護動作時間與斷路器

47、的固有分閘時間之和。對于設有快速保護的高速斷路器，其開斷時間小于0.1s，當在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量幅值的20%，因此，其開斷電流應計及非周期分量的影響，取短路全電流有效值進行校驗。裝有自動重合閘裝置的斷路器，應考慮重合閘對額定開斷電流的影響。5按額定短路關(guān)合電流選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有很大的短路電流通過（預擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的破壞。且斷路器在關(guān)合短路電流時，不可避免地在接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流。為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器的額定短路關(guān)合電流應不小于短路沖

48、擊電流幅值，即 1動穩(wěn)定校驗高壓斷路器的額定峰值耐受電流應不小于三相短路時通過斷路器的短路沖擊電流幅值，即 2 熱穩(wěn)定校驗高壓斷路器的額定短時耐受熱量應不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應，即 根據(jù)上述條件，選擇220KV側(cè)高壓斷路器型號為LW7-220六氟化硫斷路器，具體參數(shù)如下表所示：表7.1 六氟化硫斷路器參數(shù)表型 號LW7220額定電流（A）3150額定電壓（KV）220最高工作電壓（KV）252額定開斷電流（KA）40額定關(guān)合電流（KA）100動穩(wěn)定電流（KA）100熱穩(wěn)定電流（KA）4S40固有合閘時間（S）0.15分閘時間（S）0.04斷路器銘牌的選定：根據(jù)計算可選斷路器的銘牌為：型 號

49、：LW7220查電氣設備手冊可知道斷路器符號的規(guī)定：L W 7 220 額定電壓 設計序號 戶外 六氟化硫 校驗：額定電壓：=220KV=220KV額定電流：=3150A=1897.8A開斷電流：=40KA=20.92KA關(guān)合電流：=100KA=53.3KA動穩(wěn)定校驗：=100KA=53.3KA熱穩(wěn)定校驗：=1368.03（）=1368.03根據(jù)已知條件與所求得的數(shù)據(jù)作表進行比較：表7.2數(shù)據(jù)對照表計算數(shù)據(jù)LW7220220KV220KV1897.8A3150A20.95KA40KA53.3KA100KA53.3KA100KA1368.036400 經(jīng)比較，所選擇的220KV側(cè)高壓斷路器型號LW7-220六氟化硫斷路器符合要求。7.3 高壓隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)應根據(jù)下列條件選擇：型式和種類；額定電壓；額定電流