4x200mw火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)

1、-. z.遼 寧工 業(yè) 大 學(xué) 發(fā)電廠電氣局部 課程設(shè)計(jì)論文題目： 4*200MW火力發(fā)電廠電氣局部設(shè)計(jì)1 院系： 專業(yè)班級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生*：指導(dǎo)教師：起止時(shí)間：2013.12.30 2014.01.10 課程設(shè)計(jì)論文任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院系： 教研室：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)學(xué)生*專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目4*200MW火力發(fā)電廠電氣局部設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)論文任務(wù)本設(shè)計(jì)是針對(duì)4*200MW火力發(fā)電廠進(jìn)展電氣局部設(shè)計(jì)，量為：4臺(tái)200MW發(fā)電機(jī)組，電壓10kV出線10回；110kV出線5回；220kV出線3回負(fù)荷功率及線路長(zhǎng)度。廠用電率5%；發(fā)電機(jī)參數(shù)200MVA、10.5kV、cos=0.85、*d=15.4%

2、；根據(jù)火力發(fā)電廠原始資料及有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)展電氣局部設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)具體內(nèi)容：1設(shè)計(jì)電氣主接線方案；2完成主變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇；3短路電流的計(jì)算；4完成電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；進(jìn)度方案1、布置任務(wù)，查閱資料。1天2、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。1天3、設(shè)計(jì)主接線。2天4、設(shè)計(jì)變壓器。2天5、短路計(jì)算。2天7、電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)16、撰寫(xiě)、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1天指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 辯論：總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 辯論20% 以百分制計(jì)算摘 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(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通 過(guò)發(fā)電動(dòng)

3、力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供給到各負(fù)荷中心。 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要局部，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線確實(shí)定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)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(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，而在我國(guó)電源構(gòu)造中火電設(shè)備容量占總裝機(jī)容量的75%。本文是對(duì)配有4 臺(tái)200MW 汽輪發(fā)電機(jī)的大型火電廠一次局部的初步設(shè)計(jì)，主要完成了電氣主接線的設(shè)計(jì)。包括電氣主接線的形式的比擬、選擇；主變壓器、啟動(dòng)/備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的

4、選擇；短路電流計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn); 并作了變壓器保護(hù)。 關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；電氣設(shè)備-. z.目 錄 TOC o 1-3 f h z HYPERLINK l _Toc20690 第1章 緒論 PAGEREF _Toc20690 1 HYPERLINK l _Toc3317 1.1 電力系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc3317 1 HYPERLINK l _Toc10641 1.2 本文主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc10641 1 HYPERLINK l _Toc19490第2章 電氣主接線設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc19490 2 HYPERLINK

5、 l _Toc30964 2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性 PAGEREF _Toc30964 2 HYPERLINK l _Toc31711 2.2 電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc31711 2 HYPERLINK l _Toc16938 2.3 電氣主接線的主要要求 PAGEREF _Toc16938 3 HYPERLINK l _Toc146 2.4 電氣主接線的根本形式 PAGEREF _Toc146 3 HYPERLINK l _Toc22061 2.5 電氣主接線的方案選擇 PAGEREF _Toc22061 6 HYPERLINK l _Toc5329 第3章 主變

6、壓器的選擇 PAGEREF _Toc5329 9 HYPERLINK l _Toc1207 3.1 主變壓器中性的接地方式 PAGEREF _Toc1207 9 HYPERLINK l _Toc13059 3.2 變壓器的選型 PAGEREF _Toc13059 9 HYPERLINK l _Toc27101 3.3 主變壓器容量及確定 PAGEREF _Toc27101 10 HYPERLINK l _Toc3330 第4章 短路電流的計(jì)算 PAGEREF _Toc3330 11 HYPERLINK l _Toc26021 4.1 短路的原因及后果 PAGEREF _Toc26021 11

7、HYPERLINK l _Toc2550 4.2 短路點(diǎn)的選擇、短路電流以及沖擊電流的計(jì)算 PAGEREF _Toc2550 12 HYPERLINK l _Toc29959 4.3 短路電流的計(jì)算 PAGEREF _Toc29959 12 HYPERLINK l _Toc17332 第5章 高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc17332 15 HYPERLINK l _Toc8252 5.1 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc8252 17 HYPERLINK l _Toc2152 第6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) PAGEREF _Toc2152 20 HYPERLINK l _Toc

8、4171 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc4171 21-. z.緒論電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供給到各負(fù)荷中心。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無(wú)法大量?jī)?chǔ)存，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此電能的集中開(kāi)發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供給與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的構(gòu)造和運(yùn)行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)展測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得平安、經(jīng)濟(jì)、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

9、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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面。電力工業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的根底，得到迅猛開(kāi)展。到2003 年底，我國(guó)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá)38450 萬(wàn)千瓦，發(fā)電量達(dá)19080 億度，居世界第2 位。電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供給和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無(wú)污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化。 本文主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)是針對(duì)4*200MW火力發(fā)電廠進(jìn)展電氣局部設(shè)計(jì)，量為：4臺(tái)200MW發(fā)電機(jī)組，電壓10kV出線10回；110kV出線5回

10、；220kV出線3回負(fù)荷功率及線路長(zhǎng)度。廠用電率5%；發(fā)電機(jī)參數(shù)200MVA、10.5kV、cos=0.85、*d=15.4%；根據(jù)火力發(fā)電廠原始資料及有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)展電氣局部設(shè)計(jì)。1確定主接線：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的23 個(gè)方案，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，確定最優(yōu)方案。 2選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)等。 3短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算短路電流，并列表匯總。 4電氣設(shè)備的選擇：選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等。電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性首先，電氣主接線圖示電氣運(yùn)行人員進(jìn)展

11、各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠電氣主接線土，了解電路中各種電器設(shè)備的用途、性能及維護(hù)、檢察工程和運(yùn)行的步驟。其次，電氣主接線說(shuō)明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運(yùn)行方式。電氣主接線直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置確實(shí)定。是發(fā)電廠電氣局部投資大小的決定性因素。再次，由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、書(shū)電荷用電視在同一時(shí)刻完成的，所以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的平安、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。 所以電氣主接線的擬定是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的

12、前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，平安可靠。電氣主接線的設(shè)計(jì)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、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。大型主力或電廠靠近煤礦或沿海、沿江，并接入300-500KV 超高壓系統(tǒng)；地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)，一般接入110-220KV 系統(tǒng)，也有接入330KV 系統(tǒng)；企業(yè)自備電廠則以本企業(yè)供電供熱為主，并與地區(qū)110-220KV 系統(tǒng)相連。中小型電廠常有發(fā)電機(jī)電壓饋線向附近供電。 2、負(fù)荷大小和重要性： 1對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，切當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不連續(xù)供電。 2對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電

13、，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大局部二級(jí)負(fù)荷的供電。 3對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。電氣主接線的主要要求電氣主接線的設(shè)計(jì)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(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建立規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 1 可靠性：衡量可靠的標(biāo)準(zhǔn)，一般是根據(jù)主接線型式機(jī)主要設(shè)備操 作的可能方式，按一定的規(guī)律計(jì)算出不允許事件發(fā)生的規(guī)律，停運(yùn)的持續(xù)時(shí)間期望值等指標(biāo)，對(duì)幾種主接線型式中擇優(yōu)。所謂不允許事故

14、，是指發(fā)生故障后果非常嚴(yán)重的事故，如全部電源津縣停運(yùn)、朱變壓器停運(yùn)，全場(chǎng)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(yīng)滿足這個(gè)要求。 2 靈活性：是指在調(diào)度時(shí)，可以靈活的投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以極特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電鍍要求；在檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電；在擴(kuò)建時(shí)，可以容易的從初期接線擴(kuò)建到最終接線，在不影響連接供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新機(jī)組、變壓器或線路，并對(duì)一次和二次局部的改建工作量最少。在操作時(shí)間便、平安、不易發(fā)生誤操作的方便性。 3 主接線

15、應(yīng)在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)性。即： 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器等一次設(shè)備，要是控制、保護(hù)不過(guò)于復(fù)雜，要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。做到投資省。合理的選擇主變壓器的種類雙繞組、三繞組或自耦變等容量、臺(tái)數(shù)，防止兩次變壓而增加電能的損失。電器主接線選擇時(shí)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 電氣主接線的根本形式1、單母線接線只有一組母線的接線如圖1.1 所示是一個(gè)典型的單母線接線圖。這種接線的特點(diǎn)是電源和供電線路都聯(lián)在同一母線上。為了便于投入或切除任何一條進(jìn)、出引線每條引線上都裝有可以切除符合電流和故障電流的斷路

16、器。 單母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單、清晰、采用設(shè)備少，投資省，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的以下三種情況： 1610KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過(guò)5 回； 23563KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過(guò)3 回； 3110220KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過(guò)3 回。 單母線接線最嚴(yán)重的缺陷是母線停運(yùn)母線檢修、故障，線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運(yùn)將使全部支路停運(yùn)，即停電*圍為該母線段的100%，且停電時(shí)間很長(zhǎng)，假設(shè)為母線自身?yè)p壞須待母線修復(fù)之前方能恢復(fù)各支路運(yùn)行。 圖2.1 單母線接線 圖2.2 單母線分段接線隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，所以斷路器和隔

17、離開(kāi)關(guān)在正常運(yùn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作順序；隔離開(kāi)關(guān)先合后斷或在等電位狀態(tài)下進(jìn)展操作。 1、單母線分段接線單母線接線的缺點(diǎn)可以通過(guò)將母線分段的方法來(lái)克制。如圖2.2 所示。當(dāng)母線的中間裝設(shè)一個(gè)斷路器后，即把母線分為兩段，這樣對(duì)重要的用戶可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電。 由于單母線分段接線既保存了單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等根本優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上克制了它的缺點(diǎn)，所以這種接線目前仍被廣泛應(yīng)用。單母線分段接線適用*圍： 1610KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)為6 回及以上時(shí)； 23563KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)為48 回時(shí)； 3110220KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)為34 回時(shí)。 單母線分

18、段有其如下優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要的用戶可以從不同的段引出兩條回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會(huì)自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不連續(xù)供電和不致使重要用戶停電。 但是單母線分段接線也有較顯著的缺點(diǎn)，就是當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，需時(shí)架空線路出現(xiàn)穿插跨越；擴(kuò)建時(shí)須向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。顯然對(duì)于大容量發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，這都是不允許的。因此，還要改良。2、雙母線接線雙母線接線是根據(jù)單母線接線的缺點(diǎn)提出來(lái)的，如圖2.3 所示。雙母線接線，其中一組為工作母線，以組為備用母線，并通過(guò)母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，在

19、進(jìn)展道砟操作時(shí)應(yīng)注意，隔離開(kāi)關(guān)的操作原則是：在等電位下操作或先通后斷。它可以有兩種運(yùn)行方式，一種是固定連接分段運(yùn)行方式。即一些電源與出線固定連接在一組母線上，母聯(lián)斷路器合上，相當(dāng)于單母線分段運(yùn)行。另一種工作方式相當(dāng)于單母線運(yùn)行方式。很顯然雙母線分段的可靠性高于前兩種接線方式，只是母線保護(hù)較復(fù)雜。然而它比單母線分段接線的投資更大。圖2.3 雙母線接線如檢修工作母線是其操作步驟是：先合上母線斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，再合母線斷路器，向備用線充電，這是兩組母線等電位。為保證不中斷供電，應(yīng)先接通備用母線上的隔離開(kāi)關(guān)，再斷開(kāi)工作母線上的隔離開(kāi)關(guān)。完成母線轉(zhuǎn)換后，在斷開(kāi)母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，即可對(duì)原工

20、作母線進(jìn)展檢修。 雙母線接線的適用*圍： 1610KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)； 23563KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)超過(guò)8 回火連接電源較多、負(fù)荷較大時(shí)； 3110220KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)為5 回以上時(shí)，或110220KV 配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回?cái)?shù)在4 回以上時(shí)。 雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)有： a 供電可靠。通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作，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(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)，只停該回路。 b 調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到*一組母線上能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要

21、。 c 擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線單位電源和符合均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至界限不同的母線斷路時(shí)不回如單母線分段那樣導(dǎo)致出線穿插跨越。 d 便于實(shí)驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)展實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線上。 雙母線接線也有其缺點(diǎn)： a 增加一組母線和使每回路就須加一組母線隔離開(kāi)關(guān)。 b 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了防止隔離開(kāi)關(guān)誤操作，需要隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 電氣主接線的方案選擇1 方案一 a.220KV 電壓等級(jí)的方案選擇。 由于220KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)

22、目是3 回，所以220 KV 電壓等級(jí)的接線形式可以選擇單母線接線形式。由于單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等根本優(yōu)點(diǎn)，采用設(shè)備少、投資省、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電設(shè)備裝置，所以220 KV 電壓等級(jí)的接線形式選擇為單母線接線。 b.110KV 電壓等級(jí)的方案選擇。 由于110KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是5 回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是單母線分段接線。單母線的優(yōu)點(diǎn)如下：母線經(jīng)斷路器分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；一段母線故障或檢修 時(shí)，僅停故障或檢修段工作，非故障段仍可繼續(xù)工作。 c.10KV 電壓等級(jí)的方案選擇。 由于10KV 電壓等級(jí)的電壓饋

23、線數(shù)目是10 回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是單母線分段接線。用斷路器把母線分段后，對(duì)重要的用戶可以從不同的段引出兩條回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會(huì)自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不連續(xù)供電和不致使重要用戶停電。 所以可以將主接線形式表示如圖2.4 所示。 圖2.4 方案一接線圖2 方案二a.220KV 電壓等級(jí)的方案選擇。 由于220KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是3 回，所以220 KV 電壓等級(jí)的接線形式可以選擇單母線接線形式。由于單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等根本優(yōu)點(diǎn)，采用設(shè)備少、投資省、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電設(shè)備裝置，所以220 KV 電壓等

24、級(jí)的接線形式選擇為單母線接線。 b.110KV 電壓等級(jí)的方案選擇。 由于110KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是10 回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是雙母線接線形式。由于雙母線接線的可靠性和靈活性高，它可以輪流檢修母線，而不中斷對(duì)用戶的供電；當(dāng)檢修任意回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)該回路；工作母線故障時(shí)，可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，從而使用戶迅速恢復(fù)供電；可用母聯(lián)斷路器代替任意回路需要檢修的斷路器，在種情況下，只需短時(shí)停電；在個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)展試驗(yàn)時(shí)，可將該回路別離出來(lái)，并單獨(dú)接至備用母線上。雙母線接線形式正好克制了單母線分段接線形式的缺點(diǎn)，所以在大、中型發(fā)電廠中這種接線形式被廣泛應(yīng)用

25、。c.10KV 電壓等級(jí)的方案選擇。 在方案二中的10KV 電壓等級(jí)的接線形式仍然選擇單母線分段接線形式。因?yàn)樵谶M(jìn)展主接線的設(shè)計(jì)中，必須時(shí)時(shí)刻刻考慮到可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)行動(dòng)要求。 圖2.5 方案二接線圖在上述兩種方案中，他們?cè)诩夹g(shù)上都是有顯著差異的，在不同的技術(shù)等級(jí)中，都有差異。單母線分段在投資上是比雙母線接線的投入要小的，而雙母線接線的可靠性又比單母線分段接線的可靠性高。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的要求，在110KV 電壓等級(jí)上的出線 上為二類負(fù)荷，對(duì)這類用戶可以進(jìn)展短暫的停電，并不會(huì)造成人身危險(xiǎn)以及設(shè)備的破壞，也不會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的損失或造成巨大的政治影響。綜合考慮，則選擇單母線分段的接線形式

26、。 在方案一和方案二的比擬中，不同的地方是將方案二中的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)直接接入220KV 的系統(tǒng)中，原因有二，其一是當(dāng)把斯泰發(fā)電機(jī)接入10KV 母線上浪費(fèi)，在10KV母線上有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)已經(jīng)足夠；其二是220KV 電壓等級(jí)與無(wú)窮大系統(tǒng)連接，承受該發(fā)電廠的剩余功率。所以考慮將剩余兩臺(tái)發(fā)電機(jī)通過(guò)發(fā)電機(jī)-變壓器接線方式連接到220KV 系統(tǒng)中。由于發(fā)電機(jī)-變壓器接線方式單元性強(qiáng)，可在機(jī)組單元控制室集中控制，不設(shè)網(wǎng)控室，使運(yùn)行管理較靈活方便。 通過(guò)對(duì)兩種方案的比擬，并且連同電氣主接線的設(shè)計(jì)原則即可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性的綜合考慮，選擇出的最優(yōu)方案是方案一。 主變壓器的選擇主變壓器中性的接地方式電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方

27、式，決定了主變壓器中性點(diǎn)接地方式。 主變壓器的110-500KV 側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式 1但凡自耦變壓器，其中性點(diǎn)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(yīng)有一臺(tái)變壓器直接接地。 3終端變電所的變壓器中性點(diǎn)一般不接地。 4變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)的數(shù)量是電網(wǎng)所有短路點(diǎn)的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比小于三，以使單相接地時(shí)健全相上工頻過(guò)電壓不超過(guò)閥型避雷器的滅弧電壓。 5所有普通變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接地，以便于運(yùn)行調(diào)度靈活選擇接地點(diǎn)。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)可能斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)，假設(shè)該變壓器中性點(diǎn)絕緣不是按線電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器保護(hù)。 6選擇接地時(shí)應(yīng)保證任何故障形

28、式都不應(yīng)使電網(wǎng)節(jié)烈成為中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)。雙母線接線有兩臺(tái)以上主變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。變壓器的選型電力變壓器文字符號(hào)為T(mén) 或TM，根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)的界定，但凡三相變壓器的額定容量在5KVA 及以上，單相的在1KVA 及以上的輸變電用變壓器，均成為電力變壓器。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所中重要的一次設(shè)備之一，隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的提高和規(guī)模的擴(kuò)大，電壓升壓和降壓的層次增多，系統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳堰_(dá)發(fā)電機(jī)容量的7-10 倍。主變壓器 在電氣設(shè)備投資中所占比例較大，同時(shí)與之相適應(yīng)的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。因此，主變壓器的選擇對(duì)發(fā)電廠、變電所的技術(shù)性影響

29、很大。例如，大型大電廠高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器臺(tái)數(shù)缺乏一臺(tái)或者容量缺乏將導(dǎo)致電站、電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性下降，來(lái)年絡(luò)變壓器經(jīng)常過(guò)載或被迫限制兩級(jí)電網(wǎng)的功率交換。反之。臺(tái)數(shù)過(guò)多、容量過(guò)大將增加投資并使配電裝置復(fù)雜化。 發(fā)電廠200MW 及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)的主變壓器應(yīng)滿足DL5000 2000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定：變壓器容量可按發(fā)電機(jī)的最*續(xù)容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過(guò)65攝氏度的條件進(jìn)展選擇。 主變壓器容量及確定連接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)間的主變壓器容量，應(yīng)按以下條件計(jì)算： 1當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無(wú)功

30、容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負(fù)荷情況。 2當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組停用時(shí)，能由系統(tǒng)供給發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷。在電廠分期建立過(guò)程中，在事故斷開(kāi)最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的情況下，通過(guò)變壓器向系統(tǒng)取得電能時(shí)，可以考慮變壓器的允許過(guò)負(fù)荷能力和限制非重要負(fù)荷。 3根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，而限制本廠的輸出功率時(shí)能供給發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷。 4按上述條件計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷曲線的變化和逐年負(fù)荷的開(kāi)展。特別注意發(fā)電廠初期運(yùn)行時(shí)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線負(fù)荷不大時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余容量送入系統(tǒng)。 5發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺(tái)。對(duì)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中一臺(tái)主變推出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器應(yīng)

31、承當(dāng)70%的容量。 具體計(jì)算的過(guò)程如下： a.10KV 電壓等級(jí)下的最大容量 S =SG-SG8%-Smin0.7/0.85 = (400-4000.08-16) 0.7/0.85 = 3520.7/0.85 =289.88MVA b.110KV 電壓等級(jí)下的最大容量 S = Sma*/0.85 =70/0.85=82.35MVA c.220KV 電壓等級(jí)下的最大容量 S = (S10ma*+S110min) /0.85 = (70+20) /0.85 =105.88 根據(jù)上面的計(jì)算可知道低壓側(cè)的容量為最大，此基準(zhǔn)可選擇一個(gè)三繞組的變壓器。短路電流的計(jì)算短路的原因及后果1、短路原因造成短路的原

32、因通常有以下幾種： 1電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化、或遭受機(jī)械損傷，或因雷擊、過(guò)電壓引起的絕緣損壞。2架空線路因大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥(niǎo)獸跨接裸露導(dǎo)體等都可能導(dǎo)致短路。3電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不良和運(yùn)行不當(dāng)或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路。4運(yùn)行人員違反平安操作規(guī)程而誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)，線路或設(shè)備檢修后未撤除接地線就加上電壓等都回造成短路。根據(jù)國(guó)外資料顯示，每個(gè)人都有違反規(guī)程操作的潛意識(shí)。5其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導(dǎo)致短路。2、短路后果 短路故障發(fā)生后，由于網(wǎng)絡(luò)總阻抗大為減小，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電

33、流。強(qiáng)大的短路電流將造成嚴(yán)重的后果，主要有以下幾方面： 1強(qiáng)大的短路電流通過(guò)電氣設(shè)備是發(fā)熱急劇增加，斷路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，足以使設(shè)備因過(guò)熱而損壞甚至燒毀。2巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞。3短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢甚至設(shè)備損壞。 4短路將引系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路所導(dǎo)致的最嚴(yán)重后果。 短路點(diǎn)的選擇、短路電流以及沖擊電流的計(jì)算無(wú)限大容量電力系統(tǒng)是指容量相對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當(dāng)用戶供電

34、系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓根本不變，可將該電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量電力系統(tǒng)。但是，在實(shí)際電力系統(tǒng)中，他的容量和阻抗都有一定的數(shù)值，一次，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓相應(yīng)的有所變動(dòng)。但一般的供電系統(tǒng)，由于它是在小容量線路上發(fā)生短路，電力系統(tǒng)母線電壓根本不變，因此，電力系統(tǒng)可視為無(wú)限大容量電力系統(tǒng)。由于無(wú)限大容量電力系統(tǒng)的三相短路電流是對(duì)稱的，所以他的變化規(guī)律只需考慮一相的。 短路點(diǎn)的選擇應(yīng)選擇通過(guò)導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)。首先，應(yīng)在三條電壓等級(jí)的母線上選擇三個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)d1、d2、d3。由于10KV 電壓等級(jí)有15km 電纜饋

35、線10 回，所以在10KV 的出線上需加設(shè)電抗器。當(dāng)d4 點(diǎn)短路時(shí)，因受電抗器的限制，流過(guò)出線上的斷路器的電流較小，所以在工程計(jì)算中選取d4 點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)，以便使出線斷路器選擇輕型的。 無(wú)線大功率系統(tǒng)的德主要特征是：內(nèi)阻抗*=0，端電壓U=C，它所提供的短路電流周期分量的幅值恒定且不隨時(shí)間改變。雖然非周期分量依指數(shù)率而衰減，但一般情況下只需計(jì)及他對(duì)沖擊電流的影響。因此，在電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算中，其主要任務(wù)是計(jì)算短路電流的周期分量。而在無(wú)限大功率系統(tǒng)的條件下，周期分量的計(jì)算就變得簡(jiǎn)單。 短路電流的計(jì)算1、220KV母線短路的計(jì)算：圖4.1 圖4.2短路點(diǎn)短路電流的計(jì)算：2、110KV母線上發(fā)生

36、短路時(shí)的計(jì)算圖4.3 圖4.43、10KV母線上發(fā)生短路時(shí)的計(jì)算圖4.5表4-1系統(tǒng)短路電流小結(jié)短路點(diǎn)電流值220KV母線發(fā)生短路110KV母線發(fā)生短路10KV母線發(fā)生短路電流周起分量標(biāo)幺值77.2428.758.449電流周期分量有銘值19.39147546短路沖擊電流49.3536.74118高壓斷路器的選擇斷路器是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障情況下用作斷開(kāi)或接通電路中的正常工作電流及開(kāi)斷故障電流的設(shè)備。開(kāi)關(guān)電器在合閘狀態(tài)下，靠觸頭接通電路。當(dāng)斷開(kāi)電路時(shí)，在開(kāi)關(guān)的觸頭之間可以看到強(qiáng)烈而刺眼的亮光。這是由于在觸頭之間產(chǎn)生了放電，這種放電稱為電弧。此時(shí)觸頭雖以分開(kāi)，但是電流通過(guò)觸頭間的電弧仍繼續(xù)流

37、通，也就是說(shuō)，電路并未真正斷開(kāi)，要使電路真正斷開(kāi)，必須將電弧熄滅，高壓斷路器具有能熄滅電弧的裝置，它能用來(lái)斷開(kāi)或閉合電路中的正常工作電流，也用來(lái)斷開(kāi)電路中的過(guò)負(fù)荷或短路電流。對(duì)它的根本要求是：盡可能短的動(dòng)作時(shí)間和高的工作可靠性；構(gòu)造簡(jiǎn)單，具有防火和防暴性能，尺寸小，重量輕，價(jià)格低等。SF6斷路器的特點(diǎn)是： 1滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，工作電壓高，開(kāi)斷電流大然后時(shí)間短；2開(kāi)斷電容電流或電感電流時(shí)，無(wú)重燃，過(guò)電壓低；3電氣壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，適于頻繁操作；4操作功小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。原則： 1、 220KV側(cè)斷路器的選擇 三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：A 擬選型號(hào)為L(zhǎng)W12220系列六

38、氟化硫斷路器LW12220系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓KV最高工作電壓KV額定電流A4s 熱穩(wěn)定電流KA額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值KA固有分閘時(shí)間S額定頻率HZ2202522000401000.0250動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定電流=100KA，220KV側(cè)短路沖擊電流為=49.35 即： 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ，S 查周期分量等值時(shí)間曲線可得 S即： 滿足熱穩(wěn)定條件。2、 110KV側(cè)斷路器的選擇三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：A 擬選型號(hào)為L(zhǎng)W6110系列六氟化硫斷路器LW6110系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓KV額定電流A3s 熱穩(wěn)定電流KA額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值KA固有分閘時(shí)

39、間S額定頻率HZ110 31500501250.0250動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定電流=125KA，110KV側(cè)短路沖擊電流為=36.74 即： 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ，S 查周期分量等值時(shí)間曲線可得 S即： 滿足熱穩(wěn)定條件3、 10KV側(cè)斷路器的選擇出線回路 最大工作持續(xù)電流：A擬選型號(hào)為SN410G改良型高壓少油斷路器SN410G改良型高壓少油斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓KV額定電流A5s 熱穩(wěn)定電流KA額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值KA固有分閘時(shí)間S額定頻率HZ10 6000 1203000.1550動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定電流=300KA， 10KV側(cè)短路沖擊電流為=118KA 即： 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ，S 查周期分量等值時(shí)間曲線可得 S即： 滿足熱穩(wěn)定條件。高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi)關(guān)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種高壓電器，它的主要功能是：建立明顯的絕緣間隙，保證線路或電氣設(shè)備修理時(shí)人身平安；轉(zhuǎn)換線路、增加線路連接的靈活性。 在電網(wǎng)運(yùn)行情況下，為了保證檢修工作電平安進(jìn)展，除了使工作點(diǎn)與帶電局部隔離外，還必須采取檢修接地措施防止意外帶電。為此，要求在高壓配電裝置的母線側(cè)和線路側(cè)裝設(shè)帶專門(mén)接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，以便在檢修母線或線路斷路器時(shí)，使之可靠接地。這種帶接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)的工作方式為：正常運(yùn)行時(shí)，主刀閘閉合