畢業(yè)設(shè)計(jì)---發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。本設(shè)計(jì)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)前的一次綜合設(shè)計(jì)，它是將本專業(yè)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的一次系統(tǒng)的回顧和綜合的利用。設(shè)計(jì)中將主要從理論上在電氣主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布局，防雷設(shè)

2、計(jì)，發(fā)電機(jī)、變壓器和母線的繼電保護(hù)等方面做詳盡的論述，同時(shí)，在保證設(shè)計(jì)可靠性的前提下，還要兼顧經(jīng)濟(jì)性和靈活性，通過計(jì)算論證該火電廠實(shí)際設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性。在計(jì)算和論證的過程中，結(jié)合新編電氣工程手冊(cè)規(guī)范，采用CAD軟件繪制電氣圖，進(jìn)一步完善了設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 電氣主接線; 短路電流；配電裝置；電氣設(shè)備選擇</p><p><b>　　Abstract</

3、b></p><p>　　Power plants is an important part of power system, and also affect the safety of the whole power system with operation. In power plant, a wiring and secondary wiring is the important part of e

4、lectrical part.This design is the electrical engineering and automation of professional students before graduation design, it is a comprehensive professional knowledge learnt this a systematic review and comprehensive ut

5、ilization. Design mainly from theory will in the main electrical wiring design, short-ci</p><p>　　Keywords： the main electrical connection; Short-circuit current; Distribution device;Electrical equipment sel

6、ection</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論4</b></p><p>　　1.1 課題背景4</p

7、><p>　　1.1.1 課題研究的目的和意義4</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀5</p><p>　　1.2.1 電力系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r5</p><p>　　1.2.2 火電廠設(shè)計(jì)研究的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r5</p><p>　　1.3 課題的主要研究工作6</p><p

8、>　　1.3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容6</p><p><b>　　2 原始資料7</b></p><p>　　2.1 原始資料分析7</p><p>　　3發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)的內(nèi)容8</p><p>　　3.2 發(fā)電廠電氣主接線

9、的基本原則9</p><p>　　3.3 電氣主接線設(shè)計(jì)需要考慮的問題9</p><p>　　3.4 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求10</p><p>　　3.4.1 具有一定的靈活性10</p><p>　　3.4.2 可靠性10</p><p>　　3.4.3 經(jīng)濟(jì)性10</p>

10、<p>　　3.4.4 擴(kuò)建的可能性11</p><p>　　3.5 發(fā)電廠主接線的基本接線形式11</p><p>　　3.5.1 單母線形式11</p><p>　　3.5.2 雙母線形式15</p><p>　　3.5.3 其他接線形式16</p><p>　　3.6 方案的設(shè)

11、計(jì)、論證和選擇18</p><p>　　3.6.1 方案設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.6.2 方案的論證和選擇19</p><p>　　4 變壓器的選擇20</p><p>　　4.1 主變壓器的選擇20</p><p>　　4.1.1 主變壓器容量的選擇20</p><p

12、>　　4.1.2 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇21</p><p>　　4.1.3 變壓器型式的選擇21</p><p>　　5 短路電流計(jì)算23</p><p>　　5.1 短路電流計(jì)算的目的23</p><p>　　5.2 短路電流計(jì)算條件23</p><p>　　5.3 短路計(jì)算的步驟24&l

13、t;/p><p>　　6 主要電氣設(shè)備選擇32</p><p>　　6.1 斷路器的選擇和校驗(yàn)32</p><p>　　6.2 隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)37</p><p>　　6.3 電流互感器的選擇40</p><p>　　6.4 電壓互感器的選擇44</p><p>　　6.5

14、 母線的選擇與校驗(yàn)48</p><p>　　6.6 避雷器的選擇51</p><p><b>　　7 配電裝置54</b></p><p>　　7.1 配電裝置的選擇及依據(jù)55</p><p>　　7.2 配電裝置的類型55</p><p>　　7.3 配電裝置的選型55<

15、;/p><p><b>　　8 結(jié)論56</b></p><p><b>　　9 致謝57</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)58</b></p><p><b>　　附錄59</b></p><p><b>

16、;　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，是一種將煤，石油，天然氣，水能，核能，風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè)，作為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門的快速，穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動(dòng)力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系

17、。電力是工業(yè)的先行，電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。</p><p>　　近幾年隨著我國工業(yè)的高速發(fā)現(xiàn)，我國電力工業(yè)超常規(guī)發(fā)展，每年裝機(jī)容量超過6000萬千瓦，30萬千瓦、60萬千瓦亞臨界火電機(jī)組成為我國電網(wǎng)的主力機(jī)組。目前，我國30萬千瓦、60萬千瓦的火力發(fā)電機(jī)組，70萬千瓦的水力發(fā)電機(jī)組，在國際招標(biāo)中中標(biāo)成功率大于90%以上。這幾年電力工業(yè)之所以能飛速發(fā)展，其重要原因是，為中

18、國電力市場(chǎng)提供的火力發(fā)電設(shè)備主要立足于國內(nèi)生產(chǎn)。這一觀點(diǎn)得到國內(nèi)各發(fā)電公司以及電廠老總們的認(rèn)同。今天電氣制造企業(yè)的國內(nèi)用戶率已達(dá)到75%以上。</p><p>　　火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中，我們?cè)谔岣呋痣娂夹g(shù)的方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在我國已有部分核電機(jī)組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場(chǎng)，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全國上了許多火電廠，

19、但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)的要求。目前，我國的電力工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入“大電網(wǎng)”、“大機(jī)組”、“超高壓、交直流輸電”、“電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化”、“狀態(tài)檢修”等新技術(shù)發(fā)展新階段，一些世界水平的先進(jìn)技術(shù)，已在我國電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　隨著近年來我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長，電力工業(yè)的發(fā)展仍不能瞞足整個(gè)社會(huì)發(fā)展的需要。另外，由于我國人口眾多，因此在按人口平均用電方面，仍只

20、處于中等水平，尚不能及全世界平均人口用電量的一半。2008年人均用電量2596kW·h，人均占用發(fā)電裝機(jī)容量?jī)H為0.6kW；我國第二產(chǎn)業(yè)用電比重為76.49%，第三產(chǎn)業(yè)為9.78%，生活用電比重為11%。由此可見，我國人均用電水平遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家，與完成其工業(yè)化進(jìn)程國家的電力指標(biāo)相比，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于工業(yè)化進(jìn)程的中后期，我國用電遠(yuǎn)低于國際水平。因此我國電力工業(yè)必須持續(xù)，穩(wěn)步地大力發(fā)展，一方面要加強(qiáng)電源建設(shè)，搞好“西電東送”，確

21、保電力現(xiàn)行，另一方面要深化電力體制改革，實(shí)施廠網(wǎng)分家。</p><p>　　1.1.1 課題研究的目的和意義</p><p>　　我國是發(fā)展中國家，我國的電力工業(yè)長期以來依靠多家辦電的政策，吸引了投資，促進(jìn)了我國電力工業(yè)的發(fā)展；并通過引進(jìn)、消化和吸收和技術(shù)創(chuàng)新，極大地提高了電力的技術(shù)水平和裝備水平；通過堅(jiān)持不懈的達(dá)標(biāo)、創(chuàng)一流工作，大大提高了電力企業(yè)的管理水平，很多電力企業(yè)，尤其是一些發(fā)電

22、廠的管理水平可以與發(fā)達(dá)國家的電廠的管理一比高低。</p><p>　　因此，研究火電廠設(shè)計(jì)有著重大意義，像我國某些二期發(fā)電工程，發(fā)電能夠滿足廣大寒冷地區(qū)冬季的采暖供熱，采用水塔排煙(煙塔合一)新工藝是自主設(shè)計(jì)、自主施工，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)工藝技術(shù)。二期工程建設(shè)引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)和設(shè)施，實(shí)現(xiàn)一期已建成機(jī)組與二期工程同步進(jìn)行100％煙氣脫硫；在采用低氮燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，二期鍋爐采用100％煙氣脫硝系統(tǒng)和采用

23、高效除塵器，排放指標(biāo)較低。引進(jìn)污水處理廠提供的中水，作為發(fā)電冷卻用補(bǔ)充水，每年可節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。鍋爐采用干除灰、干排渣技術(shù)。灰、渣及脫硫石膏100％綜合利用和深加工，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)零排放。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 電力系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　新中國成立以后，特別

24、是改革開放以來，我國電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展。在黨中央、國務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)下，廣大電力職工奮發(fā)圖強(qiáng)，辛勤耕耘，中國的電力工業(yè)取得了令人矚目的成就。1987年，全國電力裝機(jī)容量邁上1億千瓦臺(tái)階；1995年突破2億千瓦；到2000年底，全國電力裝機(jī)容量已達(dá)3.19億千瓦。從1949年到改革開放前的1978年，我國電力裝機(jī)由185萬千瓦增加到5712萬千瓦，增長了29.9倍；年發(fā)電量由43億千瓦時(shí)增加到2566億千瓦時(shí)，增長了58.7倍。而從19

25、78年到二十世紀(jì)末，我國電力裝機(jī)和年發(fā)電量又分別增長了4.58和4.33倍。目前，我國的電力裝機(jī)容量和年發(fā)電量均居世界第2位；我國的電力工業(yè)也已從大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、高自動(dòng)化階段，進(jìn)入了優(yōu)化資源配置、實(shí)施全國聯(lián)網(wǎng)的新階段。</p><p>　　我國是發(fā)展中國家，我國的電力工業(yè)長期以來依靠多家辦電的政策，吸引了投資，促進(jìn)了我國電力工業(yè)的發(fā)展；并通過引進(jìn)、消化和吸收和技術(shù)創(chuàng)新，極大地提高了電力的技術(shù)水平和裝備水平

26、；通過十年的堅(jiān)持不懈的達(dá)標(biāo)、創(chuàng)一流工作，大大提高了電力企業(yè)的管理水平，很多電力企業(yè)，尤其是一些發(fā)電廠的管理水平可以與發(fā)達(dá)國家的電廠的管理一比高低。但是，我國人均用電水平還很低，面臨著繼續(xù)快速發(fā)展的巨大壓力。</p><p>　　自從加入了ＷＴＯ以后，國家電力公司已經(jīng)確定了“建成控股型、經(jīng)營型、集團(tuán)化、現(xiàn)代化、國際一流的電力公司”的戰(zhàn)略目標(biāo)，并已在2000年躋身世界500強(qiáng)，2001年在世界500強(qiáng)中位居77位。中

27、國加入WTO對(duì)電力工業(yè)來說，是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。</p><p>　　1.2.2 火電廠設(shè)計(jì)研究的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　在我國乃至全世界范圍，火電廠的裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的70％左右，發(fā)電量占總發(fā)電量的80％左右。截止目前為止，我國火力發(fā)電廠單機(jī)容量以30萬千瓦和60萬千瓦機(jī)組為主，浙江省溫州市玉環(huán)縣的華能玉環(huán)電廠正在投建4臺(tái)100萬千瓦發(fā)電機(jī)組。其100萬千瓦

28、超超臨界火力發(fā)電機(jī)組主蒸汽壓力為25兆帕，主蒸汽和再熱蒸汽溫度均為600度,這不僅在我國是最高參數(shù)，在世界上也處于最前沿水平。此前，上海電氣與西門子合作制造的上海外高橋2臺(tái)90萬千瓦火力機(jī)組是我國第一個(gè)超臨界百萬級(jí)項(xiàng)目，首臺(tái)機(jī)組已于2006年開始發(fā)電。</p><p>　　1.3 課題的主要研究工作</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　

29、擬訂主接線的方案：分析原始資料、確定主接線、主變形式、設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)比較并確定最佳方案、合理的選擇各側(cè)的接線方式、確定所用電接線方式。</p><p>　　計(jì)算短路電流：選擇計(jì)算短路點(diǎn)、計(jì)算各點(diǎn)的短路電流、并列出計(jì)算結(jié)果表。</p><p>　　合理地選擇主要的電氣設(shè)備：選擇220KV、110KV、10KV電氣的主接線、主變雙側(cè)的斷路器和刀閘、避雷器和各個(gè)電壓等級(jí)主母線上的電壓互感器和電流互感器

30、。</p><p>　　配置主要的電氣設(shè)備：配置各級(jí)電壓互感器、配置避雷器和各個(gè)支路的電流互感器和屋內(nèi)屋外配電裝置。</p><p><b>　　2原始資料</b></p><p><b>　　1.電廠規(guī)模：</b></p><p>　　裝機(jī)容量：裝機(jī)3臺(tái)，容量為2*50MW+100MW， =10.

31、5KV；機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)：=5800h；</p><p>　　氣象條件：決對(duì)最高溫度400℃；最高月平均溫度260℃；年平均溫度為10.7℃風(fēng)向以東北風(fēng)為主。</p><p>　　廠址條件：廠址位于江邊，水源充足，周邊地勢(shì)平坦，具有鐵路與外相連。</p><p>　　廠用電率：按6%考慮。</p><p>　　2.電力負(fù)荷及電力系統(tǒng)連接情況：

32、</p><p>　　（1）10KV電壓等級(jí)：10kv電壓供給本地區(qū)負(fù)荷，其中有機(jī)械廠、鋼廠、棉紡廠等，最大負(fù)荷48MW，最小負(fù)荷24MW，全部用電纜供電，每回負(fù)荷不等，但平均在4MW左右，架空出現(xiàn)14回，預(yù)留2回，送電距離為3-6km， = 4200h。</p><p>　?。?）110V電壓等級(jí)：110kv電壓供給附近的化肥廠和煤礦用電，最大負(fù)荷58MW，最小負(fù)荷為32MW， =450

33、0h，架空出現(xiàn)6回，預(yù)留2回，為Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷。</p><p>　?。?）220KV電壓等級(jí)：剩余容量全部送入220kv系統(tǒng)，架空出現(xiàn)3回，預(yù)留1回（基準(zhǔn)容量為100MV?A）。</p><p>　　2.1 原始資料分析</p><p>　　1.根據(jù)原始資料，本電廠為中小型火力發(fā)電廠，其容量為：2*50+100=200(MW)，占電力系統(tǒng)總?cè)萘康?00/（2000

34、+200）*100%=9%，未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量8%~15%和事故備用容量10%的限額，說明該電廠在未來電力系統(tǒng)中地位和作用并非至關(guān)重要。</p><p>　　2.該廠為火電廠，年利用小時(shí)數(shù)為5800h，說明在電力系統(tǒng)中承擔(dān)基荷，主要供應(yīng)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷用電。必須采用供電較為可靠的接線形式，且保證有兩路電源供電。</p><p>　　3.從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，10KV電壓等級(jí)上的地

35、方負(fù)荷容量不大共有14回電纜饋線，采用直饋線為宜；110kv電壓等級(jí)出線為4回架空線路，為保證檢修出線斷路器不致對(duì)該回路停電，擬采取雙母線接線形式為宜；220KV電壓級(jí)與系統(tǒng)有2回饋線，呈弱聯(lián)系形式并送出本廠最大可能電力為200-24-32-200*6%=132（MW），最小可能接受本廠送出電力為200-48-58-200×6%=82MW，故220KV級(jí)的接線對(duì)可靠性要求較高。</p><p>　　3發(fā)

36、電廠電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　1.火力發(fā)電廠是一座發(fā)、變電設(shè)施。它通過磨煤機(jī)、鍋爐、汽輪機(jī)等設(shè)備將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并由升壓變壓器將發(fā)電機(jī)出口電壓升高后，經(jīng)輸電線路將電能輸送到用戶或電網(wǎng)中。</p><p>　　2.火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備可分為電氣一次設(shè)備和電氣二次設(shè)備

37、。通常把生產(chǎn)和輸送、分配電能的設(shè)備稱為一次設(shè)，包括:</p><p>　　(1)生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備:如發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能變壓器使電壓升高或降低，以滿足輸配電需要。這些都是發(fā)電廠中最主要的設(shè)備;</p><p>　　(2)接通或斷開電路的開關(guān)電器如:斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、接觸器之類，它們用于正?；蚴鹿蕰r(shí)，將電路閉合或斷開;</p><

38、p>　　(3)限制故障電流和防御過電壓的電器:如避雷器;</p><p>　　(4)接地裝置:無論是電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的工作接地還是保護(hù)人身安全的保護(hù)接地，均采用金屬接地體埋入地中(或連成接地網(wǎng))；</p><p>　　(5)載流導(dǎo)體:如母線、電纜等，它們按設(shè)計(jì)的要求，將有關(guān)電氣設(shè)備連接起來。</p><p>　　3.還有一些電氣設(shè)備，是對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行測(cè)量、控制、

39、監(jiān)視和保護(hù)用的，稱為二次設(shè)備，包括:</p><p>　　(1)儀用互感器:如電壓互感器和電流互感器，可將電路中的電壓或電流降至較低的值，供給儀表和保護(hù)裝置使用;</p><p>　　(2)測(cè)量表計(jì):如電壓表、電流表、功率因數(shù)表等，用于測(cè)量電路中的參量值;</p><p>　　(3)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置:這些裝置能迅速反映不正常情況并進(jìn)行調(diào)節(jié)或作用于斷路器跳閘，使故障

40、切除;</p><p>　　(4)直流設(shè)備:包括直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池等，供給保護(hù)和事故照明的直流用電。</p><p>　　表示一次設(shè)備電氣連接關(guān)系的高壓電氣回路稱為一次回路。在火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)中，一次回路的設(shè)計(jì)是主體，它是保證供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性和電能質(zhì)量的關(guān)鍵，并直接影響著電氣部分的投資。同時(shí)，它與繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和二次接線的設(shè)計(jì)有密切關(guān)系。當(dāng)火力發(fā)電廠接入電網(wǎng)時(shí)，它對(duì)于電力系統(tǒng)

41、運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性也將發(fā)生直接影響。</p><p>　　一次回路設(shè)計(jì)需根據(jù)該地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、動(dòng)力資源、電網(wǎng)現(xiàn)狀、電網(wǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃、近區(qū)負(fù)荷和鄰近電源情況進(jìn)行;在設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格遵守國家有關(guān)法律法規(guī)、方針政策，按照現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的要求進(jìn)行;應(yīng)積極慎重地推廣國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，因地制宜地采用新設(shè)備、新材料和新布置;必須從實(shí)際出發(fā)，按照需要與可能，近期與遠(yuǎn)期相結(jié)合的原則，合理布局。</p><p&

42、gt;　　4.電氣一次部分設(shè)計(jì)，通常包括以下幾方面的內(nèi)容:</p><p>　　(1)發(fā)電廠與電網(wǎng)的連接:根據(jù)地方的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及發(fā)電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定本發(fā)電廠的送電地區(qū)、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)目、輸電容量，以及電網(wǎng)對(duì)本發(fā)電廠的運(yùn)行方式、穩(wěn)定措施等方面的要求;</p><p>　　(2)電氣主接線:論證、選定電氣主接線;</p><p>　　(3)廠用電系統(tǒng)

43、:確定廠用電源的取得方式與廠用電電壓等級(jí)，統(tǒng)計(jì)廠用電高低壓負(fù)荷，選擇高壓、低壓廠用變壓器容量、臺(tái)數(shù)，確定廠用電接線.</p><p>　　(4)電氣設(shè)備選擇:計(jì)算短路電流，按照短路電流計(jì)算結(jié)果選擇變壓器、斷路器、隔離開關(guān)和互感器等電氣設(shè)備的型式、規(guī)格及有關(guān)技術(shù)參數(shù);</p><p>　　(5)設(shè)備布置:包括主廠房?jī)?nèi)、外的電氣設(shè)備平面布置和升壓站布置;</p><p>

44、;　　(6)過電壓保護(hù)和接地:選定主廠房及電氣設(shè)備的過電壓保護(hù)方式、保護(hù)設(shè)備型式、規(guī)格及其布置位置;計(jì)算接地電阻及敷設(shè)接地裝置等。</p><p>　　3.2 發(fā)電廠電氣主接線的基本原則</p><p>　　發(fā)電廠、變電所的一次接線是由直接用來生產(chǎn)、匯聚、變換、傳輸和分配電能的一次設(shè)備構(gòu)成的，通常又稱為電氣主接線。主接線代表了發(fā)電廠（變電所）電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組

45、成部分。它對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置的配置起著決定性的作用，也將直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。因此，主接線必須綜合考慮各方面因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后方可確定出正確、合理的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　3.3 電氣主接線設(shè)計(jì)需要考慮的問題</p><p>　　在進(jìn)行發(fā)電廠電氣接線設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)考慮以下一些問題：</p><p>　

46、　1.需要考慮變電所在電力系統(tǒng)中的位置，發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)其電氣主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。</p><p>　　2.要考慮近遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模，發(fā)電廠電氣主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)5到10年電力發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。根據(jù)負(fù)荷的大小、分布、增長速度、根據(jù)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定電氣主接線的形式以及連接電源靈

47、數(shù)和出線回?cái)?shù)。</p><p>　　3.考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)電氣主接線的影響，對(duì)一級(jí)負(fù)荷，必需有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電。</p><p>　　4.考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)電氣主接線的影響，發(fā)電廠主變的臺(tái)數(shù)對(duì)電氣主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響，傳輸容量不同，對(duì)主接線的可靠性，靈敏性的要求也不同。&l

48、t;/p><p>　　5.考慮備用容量的有無和大小對(duì)電氣主接線的影響，發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響著電氣主接線的形式。</p><p>　　3.4 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求

49、</p><p>　　3.4.1 具有一定的靈活性</p><p>　　主接線在力求簡(jiǎn)單、明了、操作方便的同時(shí)，也要求有一定的靈活性，以適應(yīng)系統(tǒng)不同運(yùn)行方式的要求：</p><p>　　1. 調(diào)度時(shí)，應(yīng)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)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。</p><p&

50、gt;　　2. 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，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的用電。</p><p>　　3.擴(kuò)建時(shí)，可以容易的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(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最小。</p><p>　　4.操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操

51、作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。</p><p>　　3.4.2 可靠性</p><p>　　供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，保證供電可靠性是電氣主接線最基本的要求。分析和研究主接線可靠性通常應(yīng)從以下幾方面綜合考慮：</p&g

52、t;<p>　　1. 發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　變電站都是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性應(yīng)與系統(tǒng)相適應(yīng)。例如：對(duì)一個(gè)中小型變電站的主接線就毋須要求過高的可靠性，也就沒有必要采取太復(fù)雜的接線形式；而對(duì)于一個(gè)大型發(fā)電廠或超高壓變電站，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位很重要，供電容量大、范圍廣，發(fā)生事故可能使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行遭破壞，甚至瓦解，造成巨大損失。因此，其主接線應(yīng)采取供電可靠性高

53、的接線形式。</p><p>　　2. 發(fā)電廠的運(yùn)行方式及負(fù)荷性質(zhì)</p><p>　　電能的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、輸電和用電同時(shí)完成。而負(fù)荷的性質(zhì)按其重要性又有Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類之分。因此，根據(jù)發(fā)電廠的運(yùn)行方式和負(fù)荷的要求，進(jìn)行具體分析，以滿足必要的供電可靠性 。</p><p>　　3.斷路器檢修時(shí)是否會(huì)影響對(duì)用戶的供電。</p><p>　

54、　4.設(shè)備和線路故障或檢修時(shí)，停電線路的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。</p><p>　　3.4.3 經(jīng)濟(jì)性</p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮：</p><p>　　1.投資?。?/p>

55、主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約開關(guān)電器數(shù)量，降低投資；要適當(dāng)采用限制斷路電流的措施，以便選用價(jià)廉的電器；二次控制與保護(hù)方式不應(yīng)過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行和節(jié)約二次設(shè)備的投資。</p><p>　　2.占地面積少：主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積減少。</p><p>　　3.電能損耗少：在發(fā)電廠或變電站中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量

56、和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。</p><p>　　3.4.4 擴(kuò)建的可能性</p><p>　　由于近年來，我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展，各地區(qū)的電力負(fù)荷的需求近年來增加的很快，尤其是江蘇省沿江地區(qū)，電力需求增長很快。而本課題要設(shè)計(jì)的變電站正好處于該地區(qū)，因此，在選擇主接線時(shí)，要充分考慮到具有擴(kuò)建的可能性，并且預(yù)留出合適的擴(kuò)建空間。</p><p>　　3.

57、5 發(fā)電廠主接線的基本接線形式</p><p>　　3.5.1 單母線形式</p><p>　　3.5.1.1 單母線接線</p><p>　　如圖3.1所示為單母線接線，各電源和出線都接在同一條公共母線WB上，其供電電源在發(fā)電廠是發(fā)電機(jī)或變壓器，在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一電源獲得電能。每條回路中都裝

58、有斷路器和隔離開關(guān)，緊靠母線側(cè)的隔離開關(guān)（如QSB）稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的隔離開關(guān)（如QSL）稱為線路隔離開關(guān)。圖中QSS是接地隔離開關(guān)，其作用同接地線。</p><p>　　單母線接線的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便且有利于擴(kuò)建。隔離開關(guān)僅在檢修電氣設(shè)備時(shí)作隔離電源用，不作為倒閘操作電器。從而避免因用隔離開關(guān)進(jìn)行大量倒閘操作而引起的誤操作事故。</p><p>

59、;　　單母線接線的主要缺點(diǎn)有：</p><p>　　1.母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，連接在母線上的所有回路都將停止工作。</p><p>　　2.當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障或斷路器靠母線側(cè)絕緣套管損壞時(shí)，所有斷路器都將自動(dòng)斷開，造成全部停電。</p><p>　　3.檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。</p><p>　　因此

60、，這種接線只適用于小容量和用戶對(duì)供電可靠性要求不高的發(fā)電廠或變電所中?？朔陨先秉c(diǎn)，可采用將母線分段和加旁路母線的措施。</p><p>　　圖3.1 單母線接線</p><p>　　3.5.1.2 單母線分段接線</p><p>　　出線回路數(shù)增多時(shí)，可用斷路器將母線分段，成為單母線分段接線，如圖3.2所示。根據(jù)電源的數(shù)目和功率，母線可分為2～3段。段數(shù)分得越多

61、，故障時(shí)停電范圍越小，但使用的斷路器數(shù)量越多，其配電裝置和運(yùn)行也就越復(fù)雜，所需費(fèi)用就越高。</p><p>　　母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。在正常運(yùn)行時(shí)，可以接通也可以斷開運(yùn)行。當(dāng)分段斷路器QFd接通運(yùn)行時(shí)，任一段母線發(fā)生短路故障時(shí)，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器QFd和接在故障段上的電源回路斷路器便自動(dòng)斷開。這時(shí)非故障段母線可以繼續(xù)運(yùn)行，縮小了母線故障的停電范圍。當(dāng)分段斷路器斷開運(yùn)行時(shí)，分段斷路器除裝

62、有繼電保護(hù)裝置外，還應(yīng)裝有備用電源自動(dòng)投入裝置，分段斷路器斷開運(yùn)行，有利于限制短路電流。</p><p>　　對(duì)重要用戶，可以采用雙回路供電，即從不同段上分別引出饋電線路，由兩個(gè)電源供電，以保證供電可靠性。</p><p>　　單母線分段接線的缺點(diǎn)是：</p><p>　　1.當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系

63、統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電。</p><p>　　2.任一出線斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。</p><p>　　單母線分段接線，雖然較單母線接線提高了供電可靠性和靈活性，但當(dāng)電源容量較大和出線數(shù)目較多，尤其是單回路供電的用戶較多時(shí)，其缺點(diǎn)更加突出。因此，一般認(rèn)為單母線分段接線應(yīng)用在6～10kV，出線在6回及以上時(shí)，每段所接容量不宜超過25MW；用于35～66kV時(shí)，出線

64、回路不宜超過8回；用于110～220kV時(shí)，出線回路不宜超過4回。</p><p>　　在可靠性要求不高時(shí)，或者在工程分期實(shí)施時(shí)，為了降低設(shè)備費(fèi)用，也可使用一組或兩組隔離開關(guān)進(jìn)行分段，任一段母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。</p><p>　　圖3.2 單母線分段接線</p><p>　　3.5.1.3 帶旁

65、路母線的單母線接線形式</p><p>　　如圖3.3所示，在工作母線外側(cè)增設(shè)一組旁路母線，并經(jīng)旁路隔離開關(guān)引接到各線路的外側(cè)。另設(shè)一組旁路段路器QFp(兩側(cè)帶隔離開關(guān))跨接于工作母線與旁路母線之間。</p><p>　　當(dāng)任一回路的斷路器需要停電檢修時(shí)，該回路可經(jīng)旁路隔離開關(guān)QSp繞道旁路母線，再經(jīng)旁路斷路器QFp及其兩側(cè)的隔離開關(guān)從工作母線取得電源。此途徑即為“旁路回路”或簡(jiǎn)稱“旁路”

66、。而旁路斷路器就是各線路斷路器的公共備用斷路器。但應(yīng)注意，旁路斷路器在同一時(shí)間里只能替代一個(gè)線路的斷路器工作。</p><p>　　平時(shí)旁路斷路器和旁路隔離開關(guān)均處于分閘位置，旁路母線不帶電。當(dāng)需檢修某線路斷路器時(shí)，首先合上旁路斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，然后合上旁路斷路器向旁路母線空載升壓，檢查旁路母線無故障后，再合上該線路的旁路隔離開關(guān)（等電位操作）。此后，斷開該出線斷路器及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，這樣就由旁路斷路器代替

67、該出線斷路器工作。</p><p>　　這種接線方式可以不停電檢修斷路器，故提高了供電可靠性。但是，當(dāng)母線出現(xiàn)故障或檢修時(shí)，仍然會(huì)造成整個(gè)主接線停止工作，為了解決這個(gè)問題，可以采用帶旁路母線的單母線分段接線。</p><p>　　圖3.3 單母線帶旁路母線</p><p>　　3.5.1.4 帶旁路母線的單母線分段接線</p><p>　

68、　這種接線方式兼顧了旁路母線和母線分段兩方面的優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)旁路斷路器和分段斷路器分別設(shè)置時(shí)，由于所用斷路器數(shù)量多，設(shè)備費(fèi)用高。在工程實(shí)踐中，為了減少投資，可不專設(shè)旁路斷路器，而用母線分段斷路器兼作旁路斷路器，常用的接線如圖3.4所示。在正常工作時(shí)，靠旁路母線側(cè)的隔離開關(guān)QS3、QS4斷開，而隔離開關(guān)QS1、QS2和斷路器QFd處于合閘位置（這時(shí)QSd是斷開的），主接線系統(tǒng)按單母線分段方式運(yùn)行。當(dāng)需要檢修某一出線斷路器（如1WL回路的1QF

69、）時(shí)，可通過倒閘操作，由分段斷路器作為旁路斷路器使用，即由QS1、QFP、QS4從Ⅰ母線接至旁路母線，或經(jīng)QS2、QFP、QS3從Ⅱ母線接至旁路母線，再經(jīng)過1QSP構(gòu)成向1WL供電的旁路。此時(shí)，分段隔離開關(guān)QSd是接通的，以保持兩段母線并列運(yùn)行。</p><p>　　圖3.4 單母線分段帶旁路母線接線</p><p>　　3.5.2 雙母線形式</p><p>

70、　　3.5.2.1 雙母線接線</p><p>　　1.雙母線接線，它有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡(jiǎn)稱母聯(lián)斷路器）連接。采用兩組母線后，使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高，其特點(diǎn)如下：</p><p>　?。?）運(yùn)行方式靈活。</p><p>　?。?）檢修母線時(shí)，電源和出線都可以繼續(xù)工作，不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電。。<

71、;/p><p>　?。?）檢修任一回路母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路。</p><p>　?。?）工作母線故障時(shí)，所有回路能迅速恢復(fù)工作。</p><p>　?。?）檢修任一線路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。</p><p>　?。?）便于擴(kuò)建。雙母線接線可以任意向兩側(cè)延伸擴(kuò)建，不影響母線的電源和負(fù)荷分配，擴(kuò)建施工時(shí)不會(huì)引起原有回路停電。&

72、lt;/p><p>　　2.以上均為雙母線接線較單母線接線的優(yōu)點(diǎn)，但雙母線接線也由一些缺點(diǎn)，主要有：</p><p>　　（1）在倒母線的操作過程中，需使用隔離開關(guān)切換所有負(fù)荷電流回路，操作過程比較復(fù)雜，容易造成誤操作。</p><p>　?。?）工作母線故障時(shí)，將造成短時(shí)（切換母線時(shí)間）全部進(jìn)出線停電。</p><p>　?。?）在任一線路斷路

73、器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電（用母聯(lián)斷路器代替線路斷路器之前）。</p><p>　?。?）使用的母線隔離開關(guān)數(shù)量較大，同時(shí)也增加了母線的長度，使得配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資和占地面積增大。</p><p>　　為了彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，提高雙母線接線的可靠性，可進(jìn)行以下兩種方式改進(jìn)。</p><p>　　圖3.5 雙母線接線</p><p>　

74、　3.5.2.2 雙母線分段接線</p><p>　　圖3.6所示用分段斷路器將工作母線Ⅰ分段，每段用母聯(lián)斷路器與備用母線Ⅱ相連。接線具有單母線分段和雙母線接線的特點(diǎn)，有較高的供電可靠性與運(yùn)行靈活性，但所用電氣設(shè)備較多，投資增大。另外，當(dāng)檢修某回路出線斷路器時(shí)，則該回路停電，或短時(shí)停電后再用“跨條”恢復(fù)供電。雙母線分段接線常用于大中型發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置中。</p><p>　　圖

75、3.6 雙母線分段</p><p>　　3.5.2.3 帶旁路母線的雙母線接線</p><p>　　采用帶旁路母線的雙母線接線，目的是為了不停電檢修任一回路斷路器。</p><p>　　帶旁路母線的雙母線接線，其供電可靠性和運(yùn)行的靈活性都很高。但所用設(shè)備較多，占地面積大，經(jīng)濟(jì)性較差，因此，一般規(guī)定當(dāng)220kV線路有5（或4）回及以上出線、110Kv線路有7（或6

76、）回及以上時(shí)，可采用有專用旁路斷路器的帶旁路母線的雙母線接線。</p><p>　　當(dāng)出線回路數(shù)較少時(shí)，為了減少斷路器的數(shù)目，可不設(shè)專用的旁路斷路器，而用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器。</p><p>　　圖3.7 帶旁路母線的雙母線接線</p><p>　　3.5.3 其他接線形式</p><p>　　3.5.3.1 一臺(tái)半斷路器接線&l

77、t;/p><p>　　如圖3.8所示，兩組母線之間接有若干串?dāng)嗦菲?，每一串?臺(tái)斷路器，中間一臺(tái)稱作聯(lián)絡(luò)斷路器，每?jī)膳_(tái)之間接入一條回路，共有兩條回路。平均每條回路裝設(shè)一臺(tái)半（3/2）斷路器，故稱一臺(tái)半斷路器接線，又稱二分之三接線。一臺(tái)半斷路器接線的主要優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　1.可靠性高。</b></p><p><b>　　

78、2.運(yùn)行靈活性好。</b></p><p><b>　　3.操作檢修方便。</b></p><p>　　在一臺(tái)半斷路器接線中，一般應(yīng)采用交叉配置的原則，即同名回路應(yīng)接在不同串內(nèi)，電源回路宜與出線回路配合成串。此外，同名回路還宜接在不同側(cè)的母線上。這種接線的主要缺點(diǎn)是投資大、繼電保護(hù)裝置復(fù)雜。</p><p>　　圖3.8 一臺(tái)半斷

79、路器接線</p><p>　　3.5.3.2 單元接線</p><p>　　如圖3.9所示，發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)—變壓器組，稱為單元接線。其中，圖3.9（a）是發(fā)電機(jī)—雙繞組變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)出口處除了接有廠用電分支外，不設(shè)母線，也不裝出口斷路器，發(fā)電機(jī)和變壓器的容量相匹配，必須同工作，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能直接經(jīng)過主變壓器送往升高電壓電網(wǎng)。</p>

80、<p>　　圖3.9 單元接線</p><p>　　3.5.3.3 橋形接線</p><p>　　稱為橋式接線，可看作是單母線分段接線的變形，即去掉線路側(cè)斷路器或主變壓器側(cè)斷路器后的接線，也可看作是變壓器—線路單元接線的變形，即在兩組變壓器—線路單元接線的升壓側(cè)增加一橫向聯(lián)接橋臂后的接線。</p><p>　　橋式接線的橋臂由斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)組成

81、，正常運(yùn)行時(shí)處于接通狀態(tài)。根據(jù)橋臂的位置可分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種形式。</p><p><b>　　圖3.10橋形接線</b></p><p>　　3.6 方案的設(shè)計(jì)、論證和選擇</p><p>　　3.6.1 方案設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)對(duì)原始資料的分析,現(xiàn)將各電壓級(jí)可能采用的較佳方案列出，進(jìn)而以優(yōu)化組合

82、方式,組成最佳的方案。</p><p>　　3.6.1.1 10KV電壓級(jí)</p><p>　　由于10KV出線回路為14回，而且發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量為50MW和100MW遠(yuǎn)大于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)選用單母線分段接線不得超過24MW的規(guī)定，應(yīng)確定為雙母線分段接線的形式，2臺(tái)50MW發(fā)電機(jī)分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級(jí)電壓220KV和110kv，同時(shí)，由于10KV電壓最大負(fù)荷48

83、MW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2*50+100MW發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量，即使在發(fā)電機(jī)檢修或升壓變壓器檢修的情況下，也可以保證該電壓等級(jí)負(fù)荷的要求。由于2臺(tái)50MW機(jī)組均接于10KV母線上，有較大的短路電流，為了選擇合適的電氣設(shè)備，應(yīng)在分段處加裝母線電抗器，同時(shí)各條電纜饋線上裝設(shè)線路電抗器。</p><p>　　3.6.1.2 110KV電壓級(jí)</p><p>　　110kv電壓等級(jí)：出線回路為4回架空線路，

84、為保證供電可靠性和靈活性，選用雙母線接線方式，由于此處最大負(fù)荷為58MW，所以由100MW發(fā)電機(jī)通過三繞組變壓器供電，剩余功率送至220KV系統(tǒng)。</p><p>　　3.6.1.3 220KV電壓級(jí)</p><p>　　電壓等級(jí)：出線回路數(shù)為3回，為了使其出線斷路器檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用單母線分段帶旁路母線接線或單母線分段接線，以保證供電的可靠性和靈活性。方案Ⅰ如圖3.11所示；方案II

85、如圖3.12所示: </p><p>　　圖3.11 方案I</p><p>　　圖3.12 方案II</p><p>　　3.6.2 方案的論證和選擇</p><p>　　表3.1 方案論證</p><p>　　通過對(duì)兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第二方案為設(shè)計(jì)最終方案。<

86、/p><p><b>　　4 變壓器的選擇</b></p><p>　　4.1 主變壓器的選擇</p><p>　　在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。只供本廠（所）用電的變壓器稱為廠（所）用變壓器或稱自用變壓器。目前在配電變壓器運(yùn)行中，有因容量過大而欠載運(yùn)行的，也有因過載或過電流運(yùn)行而導(dǎo)致設(shè)備過熱，甚至燒毀的

87、情況。這種裝置容量選擇失當(dāng)?shù)?，影響了電力系統(tǒng)供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　4.1.1 主變壓器容量的選擇</p><p>　　1.發(fā)電機(jī)—變壓器單元接線中的主變?nèi)萘繎?yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)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(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。</p><p>　　2.高、

88、中壓電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)變壓器應(yīng)按兩級(jí)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(yīng)低于接在兩種電壓母線上最大一臺(tái)機(jī)組的容量。</p><p>　　3.小型電廠機(jī)端電壓母線上的升壓變壓器的容量選擇條件為：</p><p>　?。?）接于該母線上的發(fā)電機(jī)處于全開滿載狀態(tài)而母線負(fù)荷（包括廠用電）又最小時(shí)能將全部剩余功率送出。</p><p>　?。?）發(fā)電機(jī)開

89、機(jī)容量最小、母線負(fù)荷最大時(shí)，經(jīng)主變壓器倒送的功率。</p><p>　　（3）兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行互為備用時(shí)，其原則與前述聯(lián)絡(luò)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(jī)檢修相配合，因此不需因檢修增加容量。</p><p>　?。?）變壓器型號(hào)的表示方法：</p><p>　　□ □ - □ / □ □</p>&l

90、t;p><b>　　特殊環(huán)境代號(hào)</b></p><p><b>　　電壓等級(jí)（KV）</b></p><p>　　額定容量代號(hào)（KVA）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)序號(hào)</b></p><p><b>　　產(chǎn)品代號(hào)</b></p>

91、<p>　　變壓器產(chǎn)品代號(hào)含義：</p><p>　　S—— 三相 F——風(fēng)冷卻裝置 P——強(qiáng)迫油循環(huán) S——三繞組</p><p>　　根據(jù)以上繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般都采用YN，d11常規(guī)接線。</p><p>　　為使變壓器型號(hào)易選，常將兩臺(tái)容量相同的發(fā)電機(jī)接在同一側(cè)，故將2臺(tái)50MW的發(fā)電機(jī)接在10KV側(cè)，1臺(tái)

92、100MW的發(fā)電機(jī)接在220KV側(cè)，容量可通過聯(lián)絡(luò)變壓器傳送。</p><p>　　4.1.2 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　發(fā)電廠或變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與電壓等級(jí)、接線形式、傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系有密切關(guān)系。通常與系統(tǒng)具有強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠和重要變電所，在一種電壓等級(jí)下，主變壓器應(yīng)不少于2臺(tái)；而對(duì)弱聯(lián)系的中、小型發(fā)電廠和低壓側(cè)電壓為6-10KV的變電所或與系統(tǒng)只是備用性

93、質(zhì)時(shí)，可只裝一臺(tái)主變壓器；對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設(shè)3臺(tái)主變壓器。</p><p>　　4.1.3 變壓器型式的選擇</p><p>　　4.1.3.1 單相變壓器的使用條件</p><p>　　一般用三相變壓器，單相變壓器應(yīng)用于500KV及以上的發(fā)電廠、變電站中。</p><p>　　4.1.3.2 三繞組普通

94、變壓器和三繞組自耦變壓器的使用條件</p><p>　　使用三繞組變壓器比使用兩臺(tái)雙繞組變壓器經(jīng)濟(jì)。使用自耦變壓器不經(jīng)濟(jì)，且自耦變壓器只能用于高、中壓中性點(diǎn)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(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。</p><p>　　4.1.3.3 有載調(diào)壓變壓器的使用條件</p><p>　　在電壓變化

95、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(jià)格較貴，質(zhì)量不行大大降低其可靠性，所以應(yīng)慎用。一般中小電廠設(shè)立發(fā)電機(jī)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(fù)荷供電電壓質(zhì)量要求，通常要帶負(fù)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(fù)荷變化幅度很大，要滿足電能質(zhì)量也需帶負(fù)載調(diào)壓；330KV及以上的變電站在晝夜負(fù)荷變化時(shí)高壓側(cè)端電壓變化很大，為維持中低壓電壓水平需裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器。&

96、lt;/p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)具體情況，應(yīng)該選擇三繞組一臺(tái)，三相雙繞組變壓器兩臺(tái)。</p><p><b>　　容量確定公式：</b></p><p><b>　　(4.1)</b></p><p><b>　　(4.2)</b></p><p><

97、;b>　　——為廠用電率</b></p><p>　　三繞組變壓器和雙繞組變壓器容量計(jì)算：</p><p><b>　　+=184</b></p><p>　　由于升壓變壓器有三個(gè)電壓等級(jí)，所以這里選擇一臺(tái)三繞組變壓器。三繞組變壓器查手冊(cè)選擇的型號(hào)為：SSPSLO -120000/220，三相雙繞組變壓器選擇的型號(hào)為SFPL-

98、90000/220。</p><p>　　表4.1 220KV級(jí)三繞組電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表</p><p>　　表4.2 220KV三相雙繞組電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表</p><p><b>　　5 短路電流計(jì)算</b></p><p>　　5.1 短路電流計(jì)算的目的</p><p>　　在發(fā)電

99、廠和變電所電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1.在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采用限制短路電流的措施，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。</p><p>　　2.在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行全面校驗(yàn)。<

100、/p><p>　　3.在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線相間和相對(duì)地安全距離。</p><p>　　4.在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。</p><p>　　5.接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。</p><p>　　5.2 短路電流計(jì)算條件</p><p>　　本次設(shè)計(jì)短路

101、電流計(jì)算只考慮三相短路為最嚴(yán)重的情況，只對(duì)三相短路進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。</p><p>　　5.2.1 基本假定條件1.正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行2.所有電流的電動(dòng)勢(shì)相位角相同3.電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行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(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)6.不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流7.元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考

102、慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍8.輸電線路的電容略去不計(jì)</p><p>　　5.2.2 一般規(guī)定 1.驗(yàn)算導(dǎo)體的電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃。 2.選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。 3.選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線

103、方式時(shí)短路電流最大地點(diǎn) 4.導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計(jì)算</p><p>　　5.3 短路計(jì)算的步驟</p><p>　　1．短路電流計(jì)算接線圖如圖5.1所示</p><p>　　圖5.1 短路電流接線圖</p><p>　　5.3.1 各元件表么值計(jì)算</p><p>

104、　　5.3.1.1 發(fā)電機(jī)標(biāo)么值計(jì)算</p><p>　　表5.1 QFQ-50-2發(fā)電機(jī)參數(shù)</p><p>　　表5.2 TQN-100-2發(fā)電機(jī)參數(shù)</p><p>　　設(shè)，。計(jì)算各個(gè)元件標(biāo)幺值。</p><p>　　發(fā)電機(jī)1： (5.1)</p><p>　　發(fā)電機(jī)2：

105、 (5.2)</p><p>　　5.3.1.2 變壓器標(biāo)么值計(jì)算</p><p>　　設(shè)，。計(jì)算各個(gè)元件標(biāo)幺值。</p><p>　　(1)雙繞組T1和T2：</p><p><b>　　(5.3)</b></p><p>　　(2)三繞組變壓器T3：由于三側(cè)容量相等，所以

106、主變各繞組阻抗標(biāo)么值計(jì)算如下：</p><p><b>　　(5.4)</b></p><p>　　=(12.8+5.3-8.15)</p><p><b>　　=4.975</b></p><p><b>　　(5.5)</b></p><p>　　=

107、(12.8+8.15-5.3)</p><p><b>　　=7.825</b></p><p><b>　　(5.6)</b></p><p>　　=(8.15+5.3-12.8)</p><p><b>　　=0.325</b></p><p>&l

108、t;b>　　(5.7)</b></p><p><b>　　(5.8)</b></p><p><b>　　(5.9)</b></p><p>　　5.3.1.3 線路標(biāo)么值計(jì)算</p><p><b>　　設(shè)，。</b></p><p&

109、gt;　　線路阻抗=0.4/km;</p><p>　　線路長度L4=L5=300km,L6=L7=20 km,L12=100 km,L15=20 km.</p><p>　　=0.4300=0.227 (5.10)</p><p>　　=0.420=0.4 (5.11)</p>

110、<p>　　=0.4100=0.076 (5.12)</p><p>　　=0.420=0.06 (5.13)</p><p>　　短路電流計(jì)算等值電路圖如圖5.2所示</p><p>　　圖5.2 等值電路圖</p><p>　　5.3

111、.2 各短路點(diǎn)短路電流值計(jì)算</p><p><b>　　設(shè)，。</b></p><p>　　計(jì)算過程中把110KV側(cè)、10KV側(cè)電源和系統(tǒng)按照無窮大功率電源處理。即E=1,E1=1，E2=1，E3=1.</p><p>　　5.3.2.1 d1 點(diǎn)短路電流計(jì)算</p><p>　　三相短路電路圖如圖（a）所示，簡(jiǎn)化電

112、路圖過</p><p><b>　　程如圖5.3</b></p><p>　　圖5.3 短路電流簡(jiǎn)化圖</p><p><b>　　計(jì)算過程如下：</b></p><p>　　0.227+0.117=0.344</p><p>　　0.4+0.3=0.7</p>

113、<p><b>　　短路電流標(biāo)么值：</b></p><p><b>　　有名值：0</b></p><p>　　沖擊電流：= 28.82（KA）</p><p>　　短路電流最大有效值:= 17.18（KA）</p><p><b>　　短路容量：</b><

114、;/p><p>　　5.3.2.2 d2 點(diǎn)短路電流計(jì)算</p><p>　　三相短路電路圖如圖所示，簡(jiǎn)化電路圖過程如圖5.4所示</p><p>　　圖5.4 短路電流簡(jiǎn)化圖</p><p><b>　　計(jì)算過程如下：</b></p><p>　　0.227+0.117=0.344</p&