110kv變電站電氣一次設計_成人教育畢業(yè)設計論文

1、<p>　　成人教育畢業(yè)設計(論文)</p><p>　　論文題目：110kV變電站電氣一次設計</p><p>　　年級.專業(yè).層次： 11級電氣工程及其自動化專升本 </p><p>　　函授站： 河南鄭州電力高等?？茖W校 </p><p><b>　　2013年8月</b><

2、/p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設計是針對首陽山電廠二期2×300MW機組火電廠電氣部分的設計。第一章是前言，第二、三章主要介紹了電壓等、電氣設備的選擇，第四、五章主要介紹了電氣主接線、廠用電的設計，第六、七章主要介紹了短路電流計算，發(fā)電機、變壓器保護的配置第八、九章主要介紹了防雷保護的規(guī)劃配置和配電裝置規(guī)劃。并附了一張該次設計的

3、主接線圖，根據(jù)主接線方案，進行了高壓設備選擇，先后對高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、220KV母線和支撐絕緣子進行選擇和校驗，使之符合國家規(guī)程的規(guī)定，運行可靠，經(jīng)濟合理。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電氣設備 發(fā)電機 變壓器</p><p><b>　　Summary </b></p><p>　　This design is s

4、houyangshan power plant in phase 2 x 300MW power electrical parts design. The first chapter is the design specifications, second, three mainly introduced the voltage, electric equipment selection, fourth and fifth chapte

5、r introduces the main electrical wiring, the design, the power of the sixth and seventh chapter introduces the short-circuit current calculation, generator transformer protection configuration in chapter 8, 9 lightning p

6、rotection mainly introduces the planning all</p><p>　　Keywords: electrical equipment generator transformer</p><p>　　第一部分 目 錄</p><p>　　摘要…………………………………………………… 1</p><p&g

7、t;　　第一章 前言………………………………………………… 4</p><p>　　第二章 電壓等級的選擇…………………………………… 5</p><p>　　第三章 電氣設備的選擇…………………………………… 6</p><p>　　第一節(jié) 同步發(fā)電機的選擇…………………………… 6</p><p>　　第二節(jié) 導體和電氣設

8、備的選擇……………………… 7</p><p>　　第三節(jié) 變壓器的選擇………………………………… 14</p><p>　　第四章 電氣主接線………………………………………… 18</p><p>　　第一節(jié) 主接線的設計原則…………………………… 18</p><p>　　第二節(jié) 主接線的形式選擇…………………………… 19&

9、lt;/p><p>　　第五章 廠用電設計……………………………………… 22</p><p>　　第一節(jié) 廠用電設計要求和符合分類………………… 22</p><p>　　第二節(jié) 廠用變壓器選擇……………………………… 25</p><p>　　第六章 短路電流計算……………………………………… 27</p><

10、p>　　短路電流計算結(jié)果………………………… 27</p><p>　　短路電流計算……………………………… 28</p><p>　　第七章 發(fā)電機、變壓器組繼電保護……………………… 43</p><p>　　第八章 防雷保護的規(guī)劃配置……………………………… 46</p><p>　　第九章 配電裝置規(guī)劃…………………

11、…………………… 47</p><p>　　第十章 小結(jié)………………………………………………… 50</p><p>　　參考文獻…………………………………………………… 52</p><p>　　附圖：電氣主接線圖……………………………………… 53</p><p><b>　　前言</b></p&g

12、t;<p>　　電力工業(yè)在社會主義現(xiàn)代化建設中占有十分重要的地位，在現(xiàn)代化生產(chǎn)和人民生活中，電能得到廣泛的應用。近年來，許多工作200MW及以上的大型機組的相繼投產(chǎn)，330 KV及以上超高壓輸電廠工程的陸續(xù)建成和各地電力網(wǎng)的不斷擴大，標志著我國的電力工業(yè)已進入一個發(fā)展的新時期。發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié),它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。</p><p>　　本次設計是在畢業(yè)設計任務書的基

13、礎上進行的，依靠大專三年所學的專業(yè)理論知識，旨在提高自身的綜合應用，以達到理論聯(lián)系實際，學以致用的目的。 我這次設計的題目為《2x300MW火力發(fā)電廠電氣部分設計》,針對一次系統(tǒng)為主、二次設計為輔的原則，主要針對發(fā)電機、變壓器的型號及其機組接線形式的選擇、220KV主接線形式的選擇、高壓斷路器、隔離開關(guān)的選擇、電壓互感器和電流互感器的選擇，以及進行了廠用電設計、短路計算，并對發(fā)電機和變壓器的主保護進行了簡單的配置, 還對配電裝置

14、進行了規(guī)劃。 </p><p>　　由于本人水平有限，設計中難免有不足之處，希望各位老師批評指正，在設計的過程中，王雪老師給予了大量的指導，在此表示感謝！</p><p>　　第1章 電壓等級的選擇</p><p>　　1.1 電力網(wǎng)電壓等級的選擇：</p><p>　　電網(wǎng)電壓選擇，主要根據(jù)線路送電容量和送電距離。</

15、p><p>　　本次設計主要參考下列所述的包含參選電壓等級的網(wǎng)絡結(jié)</p><p>　　方案和技術(shù)統(tǒng)計來選擇的。我國各級電壓輸送能力統(tǒng)計： </p><p>　　由上表可得，輸送容量在100MW以上的火電廠與系統(tǒng)進行并網(wǎng)的電壓等級為220KV ，所以本次設計2*300MW火力發(fā)電廠與系統(tǒng)進行并網(wǎng)的電壓等級可選為220KV。</p><p>　　1

16、.2 廠用電電壓等級的選擇</p><p>　　火力發(fā)電廠采用3KV，6KV和10KV作為高壓廠用電壓，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，但應考慮國內(nèi)高壓電動機的系列配套情況，即在考慮采用哪種電壓等級時，不僅要進行技術(shù)上研究同時也應顧及到國內(nèi)的電工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。</p><p>　　國內(nèi)現(xiàn)今適用于300MW及以上容量機組的火電廠的高壓電氣設備基本都為6KV，經(jīng)過

17、數(shù)十年的生產(chǎn)，品種系列都比較齊全。因此，設計電廠的廠用高壓用電系統(tǒng)采用6KV的電壓等級。</p><p>　　第2章 電氣設備的選擇</p><p>　　2.1同步發(fā)電機的選擇</p><p>　　由《火電廠設計技術(shù)規(guī)程》DL5000-94第11.1.2中可知：</p><p>　　1.發(fā)電機的額定容量應與汽輪機的額定出力相匹配；發(fā)電機<

18、;/p><p>　　的最大連續(xù)輸出容量應與汽輪機的最大進汽量工況下的出力相匹配，且其功率因數(shù)和氫壓均應與額定值相同。</p><p>　　汽輪發(fā)電機的軸系自然扭振頻率應避開工頻及2倍工頻。</p><p>　　2.汽輪發(fā)電機組應有承受高壓輸電線路出口單相重合閘能力。</p><p>　　3.根據(jù)電力系統(tǒng)的要求，發(fā)電機應具備一定的吸收無功功率，調(diào)峰

19、及失磁后短時異步運行的能力。</p><p>　　4.勵磁系統(tǒng)的特性、參數(shù)應滿足電力系統(tǒng)各種運行方式的要求。</p><p>　　本次設計采用的是東方電機廠生產(chǎn)的300MW水氫氫冷卻發(fā)電機：型號為QFSN-300-2-20。</p><p>　　其本體主要參數(shù)及有關(guān)說明：</p><p>　　發(fā)電機額電容量為353MVA；額定功率因數(shù)為0.8

20、5；額定定子電流為10190A；額定頻率為50HZ ；額定轉(zhuǎn)速為3000r/min；Xd”=16.18%；定子繞線方式為雙Y（并聯(lián)）；額定勵磁電壓為463V；額定勵磁電流為2203V；冷卻方式為水氫氫；額定氫壓為0.3MPa。 </p><p>　　2.2 導體和電氣設備選擇</p><p>　　2．2．1 斷路器及隔離開關(guān)</p><p>　　斷路器型式的選擇，除

21、須滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外。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。</p><p>　　隔離開關(guān)型式的選擇，應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較然后確定。其選擇條件與斷路器選擇的技術(shù)條件相同。</p><p>　　2．2．2 220KV母線側(cè)高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　高壓斷路器的選擇方法：&

22、lt;/p><p>　　額定電壓選擇：UN≥UNS</p><p>　　額定電流選擇：IN≥Imax</p><p><b>　　開斷電流選擇：</b></p><p>　　高壓斷路器的額定開斷電流Inbr，不應小于實際開斷瞬間的短</p><p>　　路電流周期分量有效值Izk,即INbr≥Izk&

23、lt;/p><p>　　當斷路器的Inbr教系統(tǒng)短路電流大很多時，也可用次暫態(tài)電流I” INbr≥I”</p><p>　　短路關(guān)合電流的選擇：</p><p>　　斷路器的額定關(guān)合電流incl不應小于短路電流最大沖擊值ish,即 incl≥ish</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：It2t≥Qk</p><p>　

24、　動穩(wěn)定校驗：ies≥ish</p><p><b>　　高壓斷路器的選擇：</b></p><p>　　10KV及以下一般選用真空斷路器，35KV及以上多選用六氟化硫斷路器，該回路為 220 kV電壓等級，故選用六氟化硫斷路器。</p><p>　　斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。</p><p>　　回路額定電壓

25、Ue≥220kV的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器的最大持續(xù)電流 ImaX=1.05×300×1000/0.85/1.732/231＝926.2(A)</p><p>　　初選為LW-220I型六氟化硫斷路器，其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　對所選的斷路器進行校驗：</p><p>　　短路關(guān)合電流的校驗:</p>

26、;<p>　　所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動穩(wěn)定電流為 100kA，流過斷路器的沖擊電流為51.108kA，則短路關(guān)合電流滿足要求，因為其動穩(wěn)定的校驗參數(shù)與關(guān)合電流參數(shù)一樣，因而動穩(wěn)定也滿足要求。 </p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　設后備保護動作時間 4s，所選斷路器的固有分閘時間 0.04s 。則短路持續(xù)時間

27、 t =4+0.04=4.04s。</p><p>　　因為電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間大于1s而忽略不計，則短路熱效應 : </p><p>　　Qk = I”2t =21.8042×4.04=1541.572kA2.s</p><p>　　允許熱效應 It2t = 402× 4 = 6400kA2.s</p&g

28、t;<p>　　It2t＞Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。</p><p>　　以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足要求，故選用LW-220I型斷路器。</p><p>　　2．2．3 隔離開關(guān)的選擇:</p><p>　　根據(jù)配電裝置的要求，35KV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置接地開關(guān)。</p><p>　　該隔離開關(guān)

29、安裝在戶外，故選擇戶外式。</p><p>　　該回路額定電壓為 220kV，因此所選的隔離開關(guān)額定電壓 Ue≥ 220kV，且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流</p><p>　　ImaX=1.05×300×1000/0.85/1.732/231＝926.2(A)</p><p>　　GW11-220（D）型高壓隔離開關(guān)其主要技術(shù)

30、參數(shù)如下：</p><p>　　校驗所選的隔離開關(guān)：</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值即ies = 125kA</p><p>　　流過該斷路器的短路沖擊電流ish = 51.108 kA.s </p><p>　　即 ies ＞

31、ish 動穩(wěn)定要求滿足。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　斷路器允許熱效應It2t = 502×4 =10000kA2.s </p><p>　　短路熱效應 QK =1541.572kA2.s </p><p>　　It2t＞QK熱穩(wěn)定滿足要求。</p>&

32、lt;p>　　經(jīng)以上校驗可知，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用 GW11— 220（D）型高壓隔離開關(guān)。</p><p>　　2.2.4 6KV母線側(cè)斷路器選擇: </p><p>　　斷路器選擇型號為6KV/BA1型開關(guān)柜配置3AF型真空斷路器</p><p>　　2.2.5 220KV側(cè)電流互感器的選擇: </p><p>　　電

33、流互感器應為屋外LB11-220W2型</p><p>　?。?）根據(jù)安裝地點（戶內(nèi)和戶外）和安裝使用條件（穿墻式 支持式 母線式）等選擇電流互感器的類型。35KV以上配電裝置，一般選用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，有條件時應選用套管式電流互感器。</p><p>　?。?）按一次電路的電壓和電流選擇電流互感器的一次額定電壓和額定電流時，必須滿足 </p>

34、<p>　　電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓；</p><p>　　電流互感器的一次額定電壓和一次額定電流</p><p><b>　　K 溫度修正系數(shù)</b></p><p>　　裝設所選電流互感器的一次回路的最大持續(xù)工作電流。</p><p>　?。?）根據(jù)二次負荷的要求，選擇電流互感器的準確度級。電流互感器

35、的準確級不得低于所供測量儀表的準確級，以保證測量的準確度。</p><p>　　根據(jù)以上可選擇電流互感器應為屋外LB11-220W2型</p><p>　　根據(jù)所選擇的電流互感器，校驗電流互感器的二次負荷，并選擇二次連接導線截面。并對電流互感器進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗。</p><p>　　2.2.6 220KV母線側(cè)電壓互感器的選擇：</p><

36、p>　　型號為TYD220/-0.01H(//0.1).</p><p>　　(1)按安裝地點和使用條件等選擇電壓互感器類型</p><p>　　220KV及以上配電裝置中，如果容量和準確級滿足要求，宜選用電容式電壓互感器</p><p>　　根據(jù)電壓互感器的用途，確定電壓互感器的接線單相或三相的，一個二次繞組或兩個二次繞組，故選單相式。</p>

37、<p>　?。?）按一次回路的電壓選擇，電壓互感器一次側(cè)額定電壓應大于或等于所接電網(wǎng)的額定電壓。但電網(wǎng)電壓的變動范圍，應滿足</p><p>　?。?）按二次回路電壓選擇。查表選擇。</p><p>　　（4）按容量和準確級選擇。電壓互感器準確級的選擇的原則，可參照電流互感器的準確級選擇。選定準確級之后，在此準確級下的額定二次容量,即 </p><p>

38、　　最好選用與相近的，因為超過或比小的過多時，都會是準確級降低?；ジ衅鞫呜摵傻挠嬎闶綖?lt;/p><p>　　根據(jù)上面電壓互感器可選擇為型號為</p><p>　　TYD220/-0.01H(//0.1)</p><p>　　2.2.7 220KV母線和6KV母線的選擇</p><p>　?。?）220KV母線選擇 </p>&

39、lt;p>　　應選用管型母線進行三相水平布置。</p><p>　　（2）6KV 母線的選擇</p><p>　　已知參數(shù)：母線繼電器的動作時間 短路器全分閘時間 </p><p>　　室內(nèi)最高溫度 相間距離為0.25m 絕緣子跨距為1.2m </p><p>　　1.1按長期允許電流選擇截面。主接線分析可知，母線

40、最大持續(xù)工作電流不超過一臺主變壓器的最大持續(xù)工作電流，故最大持續(xù)工作電流為</p><p>　　由產(chǎn)品母錄中選用三條截面為 ，基準環(huán)境溫度</p><p>　　，母線平放時 =3903,查表得室溫為 時校正系數(shù)</p><p>　　K=0.81 故長期允許電流為</p><p>　　=0.81×3903=3161.43A＜384

41、9.11A</p><p>　　故不符合要求：應選擇銅導體三條平放 =4780A 截面為 </p><p>　　=0.81×4780=3871.8A＞3849.11A</p><p>　　故選擇 母線矩形截面銅導線。</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗，計算熱穩(wěn)定最小允許截面。</p><p><b&g

42、t;　　短路持續(xù)時間。</b></p><p>　　因 可不考慮非周期分量熱效應。</p><p>　　計算母線短路前通過最大持續(xù)工作電流時得工作溫度</p><p>　　= 40 +（70-40）× = </p><p>　　按熱穩(wěn)定系數(shù)C=87，熱穩(wěn)定最小允許截面</p><p><b&

43、gt;　　故滿足熱穩(wěn)定要求。</b></p><p>　　動穩(wěn)定校驗。母線三相短路時沖擊電流</p><p>　　中間母線的最大電動力</p><p><b>　　最大彎矩為</b></p><p><b>　　母線抗彎矩為</b></p><p><b&g

44、t;　　母線的計算應力</b></p><p>　　硬銅的最大應力為 ，故符合要求。</p><p><b>　　2.3變壓器的選擇</b></p><p>　　2.3.1發(fā)電廠主變壓器的容量的確定</p><p>　　根據(jù)《火力發(fā)電廠設計技術(shù)規(guī)程》DL5000-94中第11.1.5條</p>

45、<p>　　中容量為200MW及以上的發(fā)電機與主變壓器為單元連接時，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇：</p><p>　　1.按發(fā)電機的額定容量扣除本機組廠用負荷，且變壓器繞組的溫升在標準環(huán)境溫度或冷卻水溫下不超過55℃。</p><p>　　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，且變壓器繞組的溫升不超過65℃。</p><p>　

46、　為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠，主變壓器容量應根據(jù)5-10年的規(guī)劃進行選擇，并考慮變壓器正常運行和事故時的過負荷能力，每臺變壓器的額定容量一般按下式選擇：</p><p><b>　　Sn=0.6Pn</b></p><p>　　Pn為發(fā)電廠的最大負荷。</p><p>　　2.3.2主變壓器型號的選擇</p><p>

47、<b>　　1.相數(shù)：</b></p><p>　　根據(jù)《火力發(fā)電廠設計技術(shù)規(guī)程》DL5000-94中第11.1.3條發(fā)電廠與電力系統(tǒng)連接的主變壓器，若不受運輸和制造條件的限制，應采用三相變壓器。</p><p>　　2.發(fā)電廠主變壓器繞組的數(shù)量</p><p>　　根據(jù)《火力發(fā)電廠設計技術(shù)規(guī)程》DL5000-94中第11.1.7條對于容量為2

48、00MW及以上的機組，其升壓變壓器一般不宜采用三繞組變壓器。故采用雙繞組變壓器。</p><p><b>　　3.繞組連接方式</b></p><p>　　由《電力工程設計手冊電氣一次部分》知：我國110KV及以上電壓等級為中性點直接接地系統(tǒng)，變壓器繞組都要采用“Y”連接；35KV及以下高壓電壓，為消去二次諧波影響，變壓器繞組都采用“D”連接，所以主變接線方式采用YN

49、,d11。</p><p><b>　　4.冷卻方式：</b></p><p>　　由《電力工程設計手冊電氣一次部分》知：隨著變壓器的制造技術(shù)的發(fā)展，在大容量變壓器中為了達到預期的冷卻效果，提高散熱效率，節(jié)省材料，減小變壓器的本體尺寸，采用強油循環(huán)風冷的冷卻方式。</p><p>　　單元接線的主變壓器單元接線時變壓器容量Sn應按發(fā)電機的額定容

50、量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度來選擇。</p><p>　　Sn≈1.1Pn(1-Kp)cosψ</p><p>　　Pn—發(fā)電機容量 cosψ—發(fā)電機額定容量 </p><p><b>　　Kp—廠用電率</b></p><p>　　Sn≈1.1×300（1-10%）÷0.85

51、≈349.4MVA</p><p>　　根據(jù)以上原則進行選擇主變壓器型號為：</p><p>　　SFP7-/220型三相強油風冷電力變壓器</p><p>　　冷卻方式：強油導向循環(huán)風冷式</p><p>　　空載額定電壓：高壓側(cè)242KV，低壓側(cè)20KV</p><p>　　高壓繞組:分接頭±4×

52、;2.5%，無勵磁調(diào)節(jié)</p><p>　　接線組別：YN,d11 (Y/△-11)</p><p>　　中性點運行方式：可直接接地或不接地運行</p><p>　　阻抗電壓：14.0% 短路損耗：860KW </p><p>　　空載損耗：195KW 空載電流：0.7%</p><p>　　2.3

53、.3聯(lián)絡變壓器的選用</p><p>　　因為設計電廠中原有一期工程，其主變壓器高壓側(cè)電壓為</p><p>　　220KV和110KV所以需要設置聯(lián)絡變壓器將其與二期工程相連。</p><p>　　根據(jù)《火力發(fā)電廠設計技術(shù)規(guī)程》DL5000-94中第11.1.7條中，連接的兩種升高電壓均系中性點直接接地系統(tǒng)，且技術(shù)經(jīng)濟合理時可選用自耦變壓器。</p>

54、<p>　　聯(lián)絡變壓器型號的選擇為：</p><p>　　SSPSOL-／220</p><p>　　額定容量比（高/中/低）%：300/300/150</p><p>　　額定電壓（高/中/低）：242±2×2.25%/121/13.8(KV)</p><p>　　空載損耗:224.7KW</p>

55、<p>　　短路損耗：高-中1043KW；高-低 508.2KW;中-低 612.5KW ;</p><p>　　阻抗電壓（各線圈值）：高-中13.43%；高-低11.74%;中-低18.66%；</p><p>　　空載電流：0.582% 。連接組別：YNyn0d11 </p><p><b>　　第4章 電氣主接線</b>&l

56、t;/p><p>　　發(fā)電廠和變電所中的一次設備按一定的要求和順序連接成的電路成為主接線。它把各電源送來的電能匯集起來并分配給各用戶，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。</p><p>　　4.1 主接線的設計原則</p><p>　　4.1.1 電氣主接線的設計依據(jù)</p><p>　　1.地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)一般接入110-220kv系統(tǒng)。</

57、p><p>　　2.發(fā)電廠的機組容量應根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃容量，負荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素來考慮，最大機組容量不超過系統(tǒng)容量10%為宜；</p><p>　　3.對于一類負荷，當失去一個電源時應保證不停電；對于二類負荷，當失去一個電源時保證不全部停電；對于三類負荷可以只有一個電源；</p><p>　　4.設計主接線時，還應考慮檢修母線或斷路器是否允許線路故障、變壓器或發(fā)電機

58、停運、故障時允許切除的電路、變壓器和機組的數(shù)量等；</p><p>　　5.當配電裝置在電力系統(tǒng)中居重要地位、負荷大、潮流變化大且出線回路較多時，宜采用雙母線或雙母線分段接線方式；</p><p>　　4.1.2電氣主接線的基本要求</p><p>　　1．滿足系統(tǒng)和用戶對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求</p><p>　　2．具有一定的靈活性&

59、lt;/p><p>　　3．操作力求簡單方便</p><p><b>　　4. 經(jīng)濟上應合理</b></p><p>　　5.有發(fā)展和擴建的可能</p><p>　　4.2 主接線的形式選擇</p><p>　　目前，我國裝有300MW及以上容量發(fā)電機組的發(fā)電廠中，與電網(wǎng)聯(lián)接的母線都采用220KV及以

60、上電壓等級。這些母線的接線方式，根據(jù)電廠在系統(tǒng)中的地位，升壓站電壓等級，負荷情況，出線回路數(shù)，設備特點，周圍環(huán)境以及規(guī)劃容量等因素，一般采用如下幾種方式。</p><p><b>　　1:雙母線接線</b></p><p>　　2:雙母線帶旁母接線</p><p><b>　　其具體特點如下：</b></p>

61、<p>　　4.2.1 雙母線接線</p><p><b>　　其主要優(yōu)點如下：</b></p><p><b>　　1.運行方式靈活。</b></p><p>　　2.檢修任意母線時，可以把全部電源和線路倒換到另一條線路上，不會停止對用戶的供電。</p><p>　　3.檢修任意回路母

62、線隔離開關(guān)時，只中斷該回路。</p><p>　　4.在特殊需要時，可將個別回路備用母線上單獨工作或試驗。</p><p>　　5.線路斷路器停電檢修時，可臨時用母聯(lián)斷路器代替，但必須將該回路短時停電，用“跨條”將斷路器遺留缺口接通，然后投入母線斷路器向該回路的供電，對可以短時停電的負荷比較合適。</p><p><b>　　其主要缺點如下：</b&

63、gt;</p><p>　　1.變更運行方式時，需要利用母線隔離開關(guān)進行倒閘操作，操作步驟較為復雜，容易出現(xiàn)誤操作，從而導致設備或人身事故。</p><p>　　2.檢修任一回路斷路器時，該回路仍需停電或短時停電。</p><p>　　3.增加了大量的母線隔離開關(guān)及母線的長度，配電裝置結(jié)構(gòu)較為復雜，占地面積與投資較多。</p><p>　　4

64、.2.2 雙母線帶旁母接線</p><p>　　在雙母線接線方式的基礎上增加一條旁路母線的接線方式不僅具有雙母線的所有優(yōu)點，而且可以避免雙母線檢修斷路器是必須進行短時停電的缺點，充分保證供電的可靠性。</p><p>　　對于出線較多的變電站由于斷路器檢修故障較多，母聯(lián)斷路器長期被占，對變電站的安全不利?？梢栽黾右粭l旁路斷路器替代檢修或故障的斷路器，由于現(xiàn)在的220KV線路保護都采用微機保

65、護，更改值十分方便，使旁路斷路器可以發(fā)揮很大的作用，可見雙母線帶旁母接線方式具有供電可靠，檢修方便，調(diào)度靈活等優(yōu)點。</p><p>　　但該接線方式隔離開關(guān)較多，在運行中隔離開關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作，必須配備防誤閉鎖裝置，當母線故障時必須切除較多的電源和線路，對于特別重要的大型發(fā)電廠和樞紐變電站是不允許的。</p><p>　　以上幾種接線方式各具不同特點。采用的斷路器越多，運行

66、的靈活性越高，供電的可靠性也相應增加，但提高了投資造價，而且因斷路器本身故障而影響正常運行的幾率因此增多。</p><p>　　對于大型發(fā)電廠電氣主接線，除一般定性分析其可靠，還應具有足夠的靈活，能適應多種運行方式的變化，且在檢修，事故等特殊狀態(tài)下操作方便 ，調(diào)度靈活，檢修安全，擴建發(fā)展方便；在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省，占地面積少，電能損耗少，投資與運行費用最小等方面進行比較，以選擇比較合適的接線方案。&

67、lt;/p><p>　　通過以上幾種接線方式的比較，再加上可考慮到當?shù)氐沫h(huán)境條件及原有機組與系統(tǒng)的連接方案，確定雙母線接線形式為佳，</p><p>　　滿足設計要求，故采納此方案，主接線選擇為雙母線接線</p><p>　　注：附圖為電氣主接線圖</p><p><b>　　第5章 廠用電設計</b></p>

68、<p>　　5.1 廠用電設計要求和負荷分類</p><p>　　5.1.1 基本要求</p><p>　　廠用電設計應按照運行，檢修和施工的需要，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃積極慎重地采用經(jīng)過試驗鑒定的新技術(shù)和新設備，使設計達到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理。廠用電接線除應滿足正常運行的安全，可靠，靈活，經(jīng)濟和檢修，維護方便等一般要求外，尚應滿足下列特殊要求：</p><p>

69、;　　1.盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應盡量避免引起全廠停電事故。</p><p>　　2.充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起動等運行方式下的供電要求。切換操作簡便。</p><p>　　3.便于分期擴建或連續(xù)施工。對公用負荷的供電，要結(jié)合遠</p><p><b>　　景規(guī)模統(tǒng)籌安排。</b></p><p>

70、　　5.1.2 廠用負荷分類</p><p>　　廠用電負荷根據(jù)其用電設備在生產(chǎn)中的作用，以及中斷供電時對設備和人身造成的危害程度，按其重要性一般分為四類：</p><p>　　1.一類負荷：凡短時（包括手動切換恢復供電所需的時間）停電，可能影響人身和設備安全，使主設備生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降的負荷。</p><p>　　2.二類負荷：允許短時停電（幾秒鐘至幾分鐘）

71、，停電時間過長可能損壞設備或引起生產(chǎn)混亂的負荷。</p><p>　　3.三類負荷：長時間停電不影響生產(chǎn)的負荷。</p><p>　　4.事故保安負荷：在事故停機過程中及停機后的一段時間內(nèi)，仍應保證供電，否則可能引起主要設備損壞，重要的自動控制失靈或危及人身安全的負荷。</p><p>　　5.1.3 廠用電電壓</p><p>　　我國有關(guān)

72、規(guī)程規(guī)定，火電廠可采用3KV,6KV,10KV作為高壓廠用電的電壓。發(fā)電廠單機容量為60MW及以下且發(fā)電機電壓為10.5KV時，可采用3KV；容量為100---300MW的機組，宜采用6KV；容量為300MW以上的機組，當技術(shù)經(jīng)濟合理時，也可采用兩種高壓廠用電電壓。</p><p>　　根據(jù)容量選擇6KV電壓作為廠用電電壓。</p><p>　　5.1.4 廠用電接線的基本形式選擇<

73、/p><p>　　發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)，通常采用單母分段接線。在火電廠中，因為鍋爐的輔助設備多，容量大，所以高壓廠用母線都按鍋爐臺數(shù)分段。凡屬同一臺鍋爐的廠用電動機，都接在同一段母線上。與鍋爐同組的汽輪機的廠用電動機，一般也接在該段母線上。</p><p>　　火電廠的廠用負荷較大，分布面廣，尤其是以鍋爐的輔助機械設備耗電量大，其用電量約占廠用電量的60%以上，為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性與經(jīng)

74、濟性，且便于靈活調(diào)度，一般都采用“按爐分段”的接線原則，設計為單母線接線。</p><p>　　低壓廠用母線一般也按爐分段，高壓廠用電源則有相應的高壓廠用母線提供。</p><p>　　5.1.5 廠用工作電源</p><p>　　5.1.5.1高壓廠用工作電源一般采用下列引接方式：</p><p>　　當發(fā)電機與主變壓器采用單元接線時，廠

75、用工作電源可由主變壓器低壓側(cè)引接，供給本機組的廠用負荷。廠用工作電源分支上一般應裝設斷路器，但機組容量較大時，由于斷路器的開斷能力不足，往往選不到合適的斷路器。此時，可用負荷開關(guān)或用斷路器只斷開負荷電流不斷開短路電流來代替，也可用隔離開關(guān)或可拆連接片代替，但此時工作電源回路故障時需停機。對于容量為200MW及以上的發(fā)電機組，當廠用分支采用分相封閉母線時，因故障機會較少，可不裝斷路器，但應有可拆接點，以便檢修或試驗。</p>

76、<p>　　5.1.5.2高壓廠用備用或起動電源一般采用下列引接方式：</p><p>　?。?）當無發(fā)電機母線時，一般由高壓母線中電源可靠的最低一級電壓引接，或由聯(lián)絡變壓器的低壓繞組引接，并應保證在全廠全停的情況下，能從電力系統(tǒng)取得足夠的電源。</p><p>　　（2）當技術(shù)經(jīng)濟合理時，可有外部電網(wǎng)引接專用線路作為高壓廠用備用或起動電源。</p><p&

77、gt;　　5.1.5.3事故保安電源</p><p>　　200MW 及以上發(fā)電機組應設置事故保安電源，當廠用工作電源和備用電源消失時，應自動投入，</p><p>　　保證事故保安電源負荷的起動，并對其持續(xù)供電。</p><p>　　5.2廠用變壓器選擇</p><p><b>　　5.2.1選擇原則</b></

78、p><p>　　高壓廠用工作變壓器容量應按高壓電動機計算負荷的110%與低壓廠用電計算負荷之和選擇。低壓廠用變壓器的容量留有10%的裕度。</p><p>　　低壓廠用備用變壓器的容量與最大一臺的低壓廠用變壓器的容量相同。</p><p>　　高壓廠用工作變壓器可選擇為:</p><p>　　其型號為：SFF9-40000/20 冷卻方式為

79、：自然油循環(huán)風冷</p><p>　　調(diào)壓方式為：無勵磁調(diào)節(jié) 接線組別為：D d0 d0</p><p>　　全容量下的半穿越阻抗電壓為：（高壓-低壓） 16.5% </p><p>　　分裂系數(shù)為：Kf=3.5 </p><p>　　高壓起動/備用變壓器</p><p>　　型號為：SFPFL-31500/

80、15.75 </p><p>　　分裂系數(shù)為：Kf=3.5</p><p>　　全容量下的半穿越阻抗電壓為：（高壓-低壓） 18.5%</p><p><b>　　低壓廠用工作變壓器</b></p><p>　　我國的有關(guān)規(guī)程要求300MW及以上機組的主廠房內(nèi)低壓廠用變壓器宜采用干式變壓器。所以選擇上海

81、ABB變壓器有限公司SCR系列的干式變壓器。</p><p>　　型號為：SCR-[]/[]低壓三相干式電力變壓器</p><p>　　額定電壓為：6.3±2*2.5/0.4KV </p><p>　　額定容量為：1600MVA以下</p><p>　　連接組別：D Yn11</p><p>　　阻抗電壓

82、：1600KVA 8% 1250KVA 6% </p><p>　　第6章 短路電流計算</p><p>　　6.1 短路電流計算結(jié)果</p><p>　　本次設計中選擇四個短路點，分別為：d1點位于一期110KV母線上；d2點位于發(fā)電機出口；d3點位于廠用6KV母線上；d4點位于220KV母線上。計算結(jié)果見下表（具體計算詳見計算書（

83、一）），分為對稱短路和不對稱短路兩部分：</p><p>　　第一部分計算結(jié)果如下：</p><p>　　對稱短路：(單位為KA)</p><p>　　第二部分計算結(jié)果如下：</p><p>　　不對稱短路：（單位為KA）</p><p>　　6.2 短路電流計算</p><p>　　6.2.1

84、計算電路圖和各元件電抗標么值的計算</p><p>　　?。樱拢剑保埃埃埃停郑?；Ｕb＝; ＸＣ＝０.２７Ω </p><p><b>　　發(fā)電機和變壓器：</b></p><p>　　1F、2F： ＸＧ＊=×=×1.152</p><p>　　3F、4F: ＸＧ＊=×=</p>

85、;<p>　　變壓器: 1#、2# ：XT*===0.867</p><p>　　3#、4# ：XT*===0.378</p><p><b>　　聯(lián)絡自耦變壓器 </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　高壓廠用分裂變壓器：</p>

86、<p>　　X1-2= X1-2ˊ/（1+Kf/4）=0.066 </p><p>　　XT1*=（1-）X1-2×1000/40=0.107</p><p>　　XT2*=KfX1-2×1000/40=3.086</p><p><b>　　廠高備用變壓器：</b></p><p>　　X

87、1-2= X1-2ˊ/（1+Kf）=0.099</p><p>　　XT1*=（1-）X1-2×1000/31.5=0.392</p><p>　　XT2*=KfX1-2×1000/31.5=4.4</p><p>　　6.2.2正序網(wǎng)絡變換及三相短路電流計算</p><p><b>　　1.短路點d1</

88、b></p><p>　　Y/Δ變換：（由X8、X102、X5、X6 轉(zhuǎn)化為X130、X131 ）</p><p>　　X130=0.27+（0.339+0.109）+</p><p>　　X104=0.437+（0.339+0.109）+</p><p><b>　　X1Σ=</b></p><

89、;p>　　三相短路計算電抗：</p><p>　　Xjs101=1.01× Xjs131=1.61×</p><p>　　Xjs130=0.995× Xjs19=0.3×</p><p>　　圖1.各設備正序阻抗圖</p><p><b>　　圖2</b>

90、</p><p>　　查汽輪發(fā)電機運算曲線得：</p><p>　　1F、2F: I*″=3.41 I*（0.1）=2.98 I*（0.2）=2.64 I*（4）=2.4</p><p>　　3F、4F: I*″=0.92 I*（0.1）=0.88 I*（0.2）=0.88 I*（4）=0.96</p><p>　　系統(tǒng)C

91、1: I*″=3.62 I*（0.1）=3.1 I*（0.2）=2.68 I*（4）=2.32</p><p>　　系統(tǒng)C2: I*″=1.08 I*（0.1）=1.02 I*（0.2）=0.97 I*（4）=1.2</p><p>　　總短路電流周期分量有效值：</p><p><b>　　0秒時：</b></p>

92、<p><b>　　I*″= </b></p><p><b>　　0.1秒時：</b></p><p><b>　　I*（0.1）= </b></p><p><b>　　0.2秒時：</b></p><p><b>　　I*（0.

93、2）= </b></p><p><b>　　秒時：</b></p><p><b>　　I*（4）= </b></p><p>　　沖擊電流：ich=1.85××32.206=84.26KA</p><p>　　2.短路點d2三相短路電流計算（按圖1所示）</

94、p><p>　　×101=1.01 ×103=0.959 ×104=3.228</p><p>　　×105=×9+×11=0.389+0.4845=0.8735</p><p><b>　　X106 = Ω</b></p><p>　　×

95、;107=×106+×10=0.161+0.389=0.55</p><p><b>　　電流分布系數(shù)：</b></p><p><b>　　其轉(zhuǎn)移阻抗為：</b></p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　換算成計算阻

96、抗：</b></p><p>　　3.274 0.923</p><p>　　查汽輪發(fā)電機運算曲線：</p><p>　　對于1F、2F來說，因為XJS >3,可將電源視為無限大容量電源即其三相短路電流周期分量不隨時間的改變而衰減。</p><p>　　所以XX”=1/3.506=0.285</p>

97、<p>　　4F: I*″=6.22 I*（0.1）=5 I*（0.2）=4.2 I*（4）=2.47</p><p>　　3F: I*″=0.96 I*（0.1）=0.93 I*（0.2）=0.9 I*（4）=1.03</p><p>　　C1: I*″=I*（0.1）=I*（0.2）=I*（4）=1∕3.274=0.305</p><p>

98、　　C2: I*″= 1.1 I*（0.1）=1.08 I*（0.2）=1.04 I*（4）=1.18</p><p>　　各短路電流周期分量有效值：</p><p>　　1F、2F: I”=0.285× </p><p>　　3F: I”=0.96×KA I（0.1）=0.93×KA </p><p>　

99、　I（0.2）=0.9×KA </p><p>　　I（4）=1.03×KA</p><p>　　4F: I”=6.22×KA I（0.1）=2.9×KA </p><p>　　I（0.2）= 4.2×KA I（4）=1.18×KA</p><p>

100、;<b>　　系統(tǒng)C1、C2:</b></p><p>　　Ic1″=0.305 </p><p>　　Ic2″=1.1× </p><p>　　合計 I″=111.851KA I（0.1）=99.17KA</p><

101、;p>　　I（0.2）=88.917KA I（4）=65.823KA</p><p>　　沖擊電流：ich=1.9××111.851=300.50KA</p><p><b>　　3.d3點短路計算</b></p><p>　　接著短路點d2之圖三，因為有五個電源向短路點供給短路電流，用分布系數(shù)法可得：</

102、p><p>　　將E，S，S，E，E置0，并設I=1,（其中IIIII分別為其供得電流;I為1-4供得電流總和；I為流進短路點得電流總和;O為III得交點）則：</p><p>　　I=1 I==3.365</p><p>　　I==10.981 I==3.392</p><p>　　則 I=I+I+I+I

103、=1+3.365+10.981+3.392=18.738 </p><p>　　則 E到O之間U=2.965+0.389×18.738=10.254</p><p>　　I==21.142 </p><p>　　I=I+I=18.738+21.142=39.88</p><p>　　又因為總阻抗為：Z=[（2.965∥0.881

104、∥0.27∥0.874）+0.389]∥0.485+3.193</p><p><b>　　得：Z=3.45</b></p><p>　　則由公式各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗為：Z轉(zhuǎn)移=</p><p>　　各分布系數(shù)為： ===0.025 ===0.0844 </p><p>　　同理得： ==0.275 ==0

105、.085 ==0.53</p><p>　　則各電源點對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為：</p><p>　　Z3==138 Z4==40.877</p><p>　　同理得 Z5=12.545； Z6=40.588 ；Z7=6.509</p><p>　　由轉(zhuǎn)移電抗求各電源對短路點的計算電抗為：</p><p

106、>　　發(fā)電機12X=X×=138×=43.125</p><p>　　系統(tǒng)S1：X=X=40.877 =40.8777 </p><p>　　同理得各電源及系統(tǒng)的計算電抗：X=12.545；X=14.325；X=2.297 </p><p>　　查汽輪發(fā)電機運算曲線：</p><p>　　對于以上計算阻抗

107、來說，因為XJS >3,可將電源視為無限大容量電源即其三相短路電流周期分量不隨時間的改變而衰減。</p><p>　　所以1F、2F: XX”=1/43.125=0.0232</p><p>　　4F: I*″=1/14.325=0.0698 </p><p>　　C1: I*″=I*（0.1）=I*（0.2）=I*（4）=0.0245 C2:I

108、*″=I*（0.1）=I*（0.2）=I*（4）=0.0797</p><p>　　各短路電流周期分量有效值：</p><p>　　1F、2F: I”=0.0232×=0.664KA</p><p>　　4F: I”=0.0698×=2.258KA</p><p><b>　　系統(tǒng)C1、C2:</b>

109、</p><p>　　Ic1″=0.0245×KA</p><p>　　Ic2″=0.072×=6.591KA</p><p>　　合計 I″=9.64 KA</p><p>　　沖擊電流：ich=1.85××9.64=25.22KA</p><p><b>　　4.短

110、路點d4</b></p><p>　　Y/Δ變換：（由X11、X13、X15、轉(zhuǎn)化為X16、X17）</p><p>　　X16=0.3+0.448+</p><p>　　X17=1.010+0.448+</p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　

111、X1Σ=</b></p><p><b>　　三相短路計算電抗：</b></p><p>　　XS1JS=40.881×=0.881 X2JS= 0.437×=0.308</p><p>　　X1JS=2.966×=0.927 XSC2JS=0.27×</p>

112、<p>　　查汽輪發(fā)電機運算曲線得：</p><p>　　1F、2F: I*″=1.12 I*（0.1）=01.09 I*（0.2）=1.02 I*（4）=1.36</p><p>　　3F、4F: I*″=3.56 I*（0.1）=3.05 I*（0.2）=2.7 I*（4）=2.7</p><p>　　系統(tǒng)C1:Ic1*″=1.3

113、 Ic1（0.1）*=1.23 Ic1（0.2）*=1.15 Ic1（4）*=0.1.46</p><p>　　系統(tǒng)C2:Ic2*″=4.1 Ic2（0.1）*=3.4 Ic2（0.2）*=3.0 Ic2（4）*=2.37</p><p>　　求短路點各個時刻短路電流：</p><p>　　I*″=1.12×+ 1.356×+1.3×

114、+4.1 ×=19.534 </p><p>　　=1.09×+3.05×+1.23×+3.4×=16.828</p><p>　　=1.02×+2.7×+1.15×+3.0×=15.059</p><p>　　=1.36×+2.31×+1.46×

115、+2.37×=13.026</p><p>　　沖擊電流：ich=1.85××19.534=51.108KA</p><p>　　6.2.3負序網(wǎng)絡變換</p><p>　　1.d1點 如圖5所示</p><p>　　用Y/Δ變換法進行阻抗變換得出圖7：</p><p><b>

116、　　X132=</b></p><p><b>　　X133=</b></p><p>　　圖5.各設備負序阻抗圖</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　將各組抗并聯(lián)，得負序綜合阻抗</p><p><b>　　X2Σ=</

117、b></p><p>　　2.d4點.如圖5所示4點.</p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　用Y/Δ變換法：</b></p><p>　　將各組抗并聯(lián)，得負序綜合阻抗</p><p>　　X2Σ= =0.139 Ω</p>

118、<p>　　6.2.4 零序網(wǎng)絡變換</p><p>　　零序網(wǎng)絡阻抗圖如圖8所示</p><p>　　1.d1短路點：零序阻抗變換</p><p>　　X124==0.434 X125==0.195 X134= X125‖X8=0.113 X135=X134+X6=0.222 X136=X135‖X7=0.159 X137=X

119、136+X5=0.498</p><p>　　將各組抗并聯(lián)，得零序綜合阻抗，如圖8（2）所示</p><p><b>　　X0Σ=</b></p><p>　　2.d4短路點零序阻抗變換</p><p>　　X124==0.4335 X125==0.189 X126= X124‖X3=0.177 X127=X

120、126+X5=0.707 X128=X127‖X7=0.225 X129=X128+X6=0.585</p><p>　　將各組抗并聯(lián)，得零序綜合阻抗，如圖8（1）所示</p><p>　　X0Σ==0.093Ω</p><p>　　6.2.5 不對稱短路電流計算</p><p><b>　　1.d1點短路：</b

121、></p><p>　　由上面網(wǎng)絡變換求得： 正序綜合阻抗X1Σ=0.168；</p><p>　　負序綜合阻抗X2Σ=0.172 零序綜合阻抗X0Σ=0.131；</p><p><b>　　（1）單相短路電壓</b></p><p>　　1.1、正序電抗標么值： I*4”(1)= KA<

122、/p><p>　　正序電流的有名值：I4”(1)= KA</p><p>　　單相短路電流： I”(1)=mI4”(1)=3×10.659=31.976KA</p><p>　　1.2、兩相短路電流：</p><p>　　正序電流的標幺值：I*4”(2)= KA</p><p>　　正序電流的有名值：I4

123、”(2)= KA</p><p>　　兩相短路電流：I“（2）=mI4”(2)= KA</p><p>　　1.3、兩相接地短路</p><p><b>　　正序電流的標幺值：</b></p><p>　　I*4”(1.1)== KA</p><p>　　正序電流的有名值：I4”(1.1)=

124、 KA</p><p><b>　　兩相接地短路電流：</b></p><p>　　I“（1.1）=mI4”(1.1)==31.166 KA</p><p>　　2.d4點不對稱短路電流計算由上面網(wǎng)絡變換求得： </p><p>　　正序綜合阻抗X1Σ=0.134；</p><p>　　負序綜合

125、阻抗X2Σ=0.139 零序綜合阻抗X0Σ=0.087；</p><p><b>　　Ie= </b></p><p><b>　?。?）單相短路電壓</b></p><p>　　1.1、正序電抗標么值： I*1”(1)= KA</p><p>　　正序電流的有名值： I1”(1)= KA