2×300mw機組火電廠電氣部分的設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　XX大學</b></p><p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　題目　2×300MW機組火電廠電氣部分的設計　　　　　　　　　　　　</p><p>　　并列英文題目　　Thermal Power Plant Unit 2 ×300MW electrical part of

2、the design　　　</p><p>　　系部　電 力 工 程 系　　　專業(yè)　電氣自動化　　　　</p><p>　　姓名　XXXXXXXX　　　　　　班級　電氣0801　　　</p><p>　　指導教師　　XXXXXX　　　　職稱　教 授　　　　　　</p><p>　　論文報告提交日期　2011年5月　　　　　　 </p&g

3、t;<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設計是針對2×300MW機組火電廠電氣部分的設計。介紹了現(xiàn)代電廠的類型和電廠中的一些設備。介紹了電廠的一些電氣設備如發(fā)電機、變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器和電動機等。發(fā)電機將電能發(fā)出后，通常通過電力變壓器傳送給系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中的變壓器的作用是將發(fā)電機末端電壓升高到傳送系統(tǒng)電壓。升高電壓的目的是減少輸

4、電線路上的損耗。電壓互感器的二次側(cè)不允許短路。如果二次側(cè)短路，將在二次側(cè)產(chǎn)生巨大電流，從而燒壞繞組。在一次側(cè)負載運行時，電流互感器的二次側(cè)電流不允許開路。如果二次側(cè)開路時在端子之間將產(chǎn)生電位差，這對于任何接近或接觸表計和表頭的人來說都是危險的。因此，我們在電廠以后的工作當中一定要時刻保持安全和認真的態(tài)度。</p><p>　　關鍵詞：電器設備 發(fā)電機 變壓器</p><p><b&g

5、t;　　Abstract</b></p><p>　　This design aims at 2×300MW the unit thermoelectric power station electricity partial designs. Introduced in the modern power plant typeand power plant some equipment. In

6、troduced the power plant some electrical equipment like generators, the transformer, the circuit breaker, the voltage transformer, the current transformer and the electric motor and so on. After the generator generates t

7、he electricity, usually transmits through the power transformer for the system. In the electrical power system</p><p>　　Key words:electrical equipment generator transformer</p><p>　　第一部分 目

8、錄</p><p><b>　　第一章 說明書2</b></p><p>　　第一節(jié) 原始資料2</p><p>　　1.1.1發(fā)電廠的建設規(guī)模2</p><p>　　1.1.2電力系統(tǒng)負荷水平2</p><p>　　1.1.3 地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀：3</p><p>

9、;　　第二節(jié) 設計任務4</p><p>　　1.2.1 設計依據(jù)及原始資料的收集和分析；4</p><p>　　1.2.2發(fā)電機、主變壓器選擇；4</p><p>　　1.2.3電氣主接線的設計；4</p><p>　　1.2.4廠用電設計；4</p><p>　　1.2.5短路電流計算；4</p&

10、gt;<p>　　1.2.6高壓電氣設備選擇；4</p><p>　　1.2.7發(fā)電機，變壓器保護配置；4</p><p>　　1.2.8配電裝置規(guī)劃設計；4</p><p>　　1.2.9防雷保護規(guī)劃配置；4</p><p>　　1.2.10繪制工程圖紙。4</p><p>　　第二章 電

11、壓等級的選擇5</p><p>　　2.1 電力網(wǎng)電壓等級的選擇5</p><p>　　2.2廠用電電壓等級的選擇5</p><p>　　第三章 電氣設備6</p><p>　　第一節(jié) 同步發(fā)電機的選擇6</p><p>　　第二節(jié) 變壓器的選擇6</p><p>　　第三節(jié) 導

12、體和電氣設備選擇10</p><p>　　第四章 電氣主接線17</p><p>　　第一節(jié) 主接線的設計原則17</p><p>　　第二節(jié) 主接線的形式選擇18</p><p>　　第五章 廠用電設計20</p><p>　　第一節(jié) 廠用電設計要求和負荷分類20</p><p&

13、gt;　　第二節(jié) 廠用變壓器選擇22</p><p>　　第六章 短路電流計算24</p><p>　　第一節(jié) 短路電流計算結(jié)果24</p><p>　　第二節(jié) 短路電流計算25</p><p>　　第七章 發(fā)電機變壓器組繼電保護41</p><p>　　第一節(jié) 繼電保護配置要求41</p&

14、gt;<p>　　第二節(jié) 發(fā)電機變壓器組保護簡介43</p><p>　　第八章 配電裝置規(guī)劃49</p><p><b>　　前言</b></p><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， 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)

15、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。本次設計是在畢業(yè)設計任務書的基礎上進行的，依靠大專三年所學的專業(yè)理論知識，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

16、離開關的選擇、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。</p><p><b>　　設計者 馬志斌</b></p><p>　　日期 2011-05&l

17、t;/p><p><b>　　第一章 說明書</b></p><p><b>　　第一節(jié) 原始資料</b></p><p><b>　　發(fā)電廠的建設規(guī)模</b></p><p><b>　　類型：火電廠</b></p><p>　　本次

18、設計機組的型式為QFSN-300-2-20，利用小時數(shù)6000小時/年。</p><p>　　第一期工程裝機容量為：2×200MW</p><p>　　本次設計為二期工程裝機容量為：2×300MW</p><p>　　1.1.2電力系統(tǒng)負荷水平</p><p>　　發(fā)電機電壓負荷：最大600MW，最小300MW，cos&#

19、248;=0.85,T=6000h.</p><p><b>　　廠用負荷為10%。</b></p><p>　　高壓廠用負荷：6KV電壓級，最大輸送60MW，cosø=0.85。</p><p><b>　　環(huán)境條件</b></p><p>　?。?）當?shù)啬曜罡邷囟?0℃，年最低溫度-1

20、0℃，年平均溫度14.2℃，年最大風速25m/s，歷年最大覆冰厚度為10mm。</p><p>　　（2）當?shù)睾０胃叨?64.5m，工程環(huán)境條件優(yōu)越，出線走廊開闊，滿足出線要求。</p><p>　?。?）年平均雷暴日為10日/年。</p><p>　?。?）該地區(qū)屬II級污穢區(qū)。</p><p>　　1.1.3 地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀：</p&

21、gt;<p>　　1）供電區(qū)面積：15208.6平方公里，總?cè)丝?20萬。</p><p>　　2）本地區(qū)統(tǒng)調(diào)最大負荷：725MW，供電量38.23億KWH。</p><p>　　3）本地區(qū)全口徑最大供電負荷：1050MW；</p><p>　　供電量： 58.81億KWH。</p><p>　　4）各電壓級線路總距離：<

22、/p><p>　　500kv： 200.832km 220kv： 713.756km </p><p>　　110kv： 980.195km 35kv： 1135.019km</p><p>　　5）各電壓等級變電容量：</p><p>　　500kv 1500MVA 220kv：

23、1596MVA</p><p>　　110kv 2099MVA 35km： 646.9MVA</p><p><b>　　第二節(jié) 設計任務</b></p><p>　　1.2.1 設計依據(jù)及原始資料的收集和分析； </p><p>　　1.2.2發(fā)電機、主變壓器選擇；&l

24、t;/p><p>　　1.2.3電氣主接線的設計；</p><p>　　1.2.4廠用電設計；</p><p>　　1.2.5短路電流計算；</p><p>　　1.2.6高壓電氣設備選擇；</p><p>　　1.2.7發(fā)電機，變壓器保護配置；</p><p>　　1.2.8配電裝置規(guī)劃設計；&l

25、t;/p><p>　　1.2.9防雷保護規(guī)劃配置；</p><p>　　1.2.10繪制工程圖紙。</p><p>　　第二章 電壓等級的選擇</p><p>　　2.1 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。</p><p>　　我國各級電壓輸

26、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>　　2.2廠用電電壓等級的選擇</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)過數(shù)十年的生產(chǎn)，品種系列

27、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><b>　　第三章 電氣設備</b></p><p>　　第一節(jié) 同步發(fā)電機的選擇</p><p>　　由《火電廠設計技術規(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

28、；發(fā)電機</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。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)峰及失磁后短時異步運行的能力。<

29、/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)及有關說明：</p><p>　　發(fā)電機額電容量為353MVA；額定功率因數(shù)為0.85；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

30、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>　　第二節(jié) 變壓器的選擇</p><p>　　1.發(fā)電廠主變壓器的容量的確定</p><p>　　根據(jù)《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》DL5000-94中第11.1.5條</p><p>　　中容量為200MW及以上的發(fā)電機與主變壓器為單元連

31、接時，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇：</p><p>　　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>

32、<p>　　2.主變壓器型號的選擇</p><p><b>　　1.相數(shù)：</b></p><p>　　根據(jù)《火力發(fā)電廠設計技術規(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&g

33、t;　　根據(jù)《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》DL5000-94中第11.1.7條對于容量為200MW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

34、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,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>

35、<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>

36、<p>　　Sn≈1.1×300（1-10%）÷0.85≈349.4MVA</p><p>　　根據(jù)以上原則進行選擇主變壓器型號為：</p><p>　　SFP7-360000/220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

37、壓側(cè)20KV</p><p>　　高壓繞組:分接頭±4×2.5%，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

38、損耗：195KW 空載電流：0.7%</p><p><b>　　總重：246t</b></p><p>　　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>

39、<p>　　根據(jù)《火力發(fā)電廠設計技術規(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)，且技術經(jīng)濟合理時可選用自耦變壓器。</p><p>　　聯(lián)絡變壓器一般只裝一臺，最多不超過兩臺。聯(lián)絡變壓器的容量應滿足兩種電壓網(wǎng)絡之間在各種運行方式下的功率變換，其容量一般應不小于接在兩種電壓母線上的最大一臺機組的容量，以保證最大一臺機組故障或檢修通過聯(lián)絡變壓器來滿足本側(cè)負荷的需要

40、。</p><p>　　根據(jù)以上原則對聯(lián)絡變壓器型號的選擇為：</p><p>　　SSPSOL-300000／220</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>

41、;　　空載損耗:224.7KW</p><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>　　第三節(jié) 導體

42、和電氣設備選擇</p><p>　　1.斷路器及隔離開關</p><p>　　斷路器型式的選擇，除須滿足各項技術條件和環(huán)境條件外。還應考慮便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術經(jīng)濟比較后才能確定。</p><p>　　隔離開關型式的選擇，應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術經(jīng)濟比較然后確定。其選擇條件與斷路器選擇的技術條件相同。</p>

43、<p>　　一）220KV母線側(cè)高壓斷路器和隔離開關的選擇</p><p>　?。?）高壓斷路器的選擇方法：</p><p>　　1、額定電壓選擇：UN≥UNS</p><p>　　2、額定電流選擇：IN≥Imax</p><p>　　3、開斷電流選擇：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,路電流周期分量有效值

44、Izk,即INbr≥Izkh，沒和 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>　　4、短路關合電流的選擇：</p><p>　　斷路器的額定關合電流incl不應小于短路電流最大沖擊值ish,即 incl≥ish</p><p>　　5、熱穩(wěn)定校驗：It2t≥Qk</p><

45、;p>　　6、動穩(wěn)定校驗：ies≥ish</p><p>　?。?）高壓斷路器的選擇：</p><p>　　1、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>　　2、斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。</p><p>　　3、回路額定電壓U

46、e≥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>　　4、初選為LW-220I型六氟化硫斷路器，其主要技術參數(shù)如下：</p><p>　　5、對所選的斷路器進行校驗：</p><p>　　（1）短路關合電流的校驗<

47、/p><p>　　所選斷路器的額定關合電流，即動穩(wěn)定電流為 100kA，流過斷路器的沖擊電流為51.108kA，則短路關合電流滿足要求，因為其動穩(wěn)定的校驗參數(shù)與關合電流參數(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

48、續(xù)時間 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<

49、;/p><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>　?。?）隔離開關的選擇:</p><p>　　1、根據(jù)配電裝置的要求，35KV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關和線路隔離開關的線路側(cè)宜配置接地開關。</p><p>　　2

50、、該隔離開關安裝在戶外，故選擇戶外式。</p><p>　　3、該回路額定電壓為 220kV，因此所選的隔離開關額定電壓 Ue≥ 220kV，且隔離開關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>　　4、GW11-220（D）型高

51、壓隔離開關其主要技術參數(shù)如下：</p><p>　　5、校驗所選的隔離開關：</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><

52、p>　　即 ies ＞ 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

53、滿足要求。</p><p>　　經(jīng)以上校驗可知，所選隔離開關滿足要求，故確定選用 GW11— 220（D）型高壓隔離開關。</p><p>　　二）6KV母線側(cè)斷路器選擇: 斷路器選擇型號為6KV/BA1型開關柜配置3AF型真空斷路器</p><p>　　三）220KV側(cè)電流互感器的選擇: 電流互感器應為屋外LB11-220W2型</p><p&

54、gt;　?。?）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><p>　　電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓；電流互感器的一次額定電壓和一

55、次額定電流；K溫度修正系數(shù)；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

56、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>　　四) 220KV母線側(cè)電壓互感器的選擇：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，宜選用電容式電壓互感器選單相式。</p><p>　?。?/p>

57、2）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>　　(3)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>　　最好選用與相近的，因

58、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>　　五）220KV母線和6KV母線的選擇</p><p>　　1.220KV母線選擇 </p><p>　　應選用管型母

59、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；室內(nèi)最高溫度，相間距離為0.25m,絕緣子跨距為1.2m </p><p>　　按長期允許電流選擇截面。最大持續(xù)工作電流為:</p><p>　　=0.×3903=3161.43A＜3849.

60、11A</p><p>　　故不符合要求：應選擇銅導體三條平放 =4780A 截面為 ,= 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 </p><p><b>　　短路持續(xù)時間。 </b></p>

61、<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>　　按熱穩(wěn)定系數(shù)C=87，熱穩(wěn)定最小允許截面：</p><p><b>　　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

62、><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:</b></p><p><b>　　母線的計算應力 :</b></p><p><b>　　故符合要求。</b&

63、gt;</p><p><b>　　第四章 電氣主接線</b></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>　　第一節(jié) 主接線的設計原則</p><p>　　一.電氣主接線的設計依據(jù)&l

64、t;/p><p>　　1.地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)一般接入110-220kv系統(tǒng)。</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.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)電機停運、故障時允許切除的電路、變壓器和機組的數(shù)量等；</p&g

65、t;<p>　　4.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>　　二.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</p><p>　　3．操作力求簡單方便<

66、/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>　　第二節(jié) 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

67、，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>　　雙母線接線</b></p><p><b>　　雙母線帶旁母接線</b></p><p><b>　　一臺半斷路器接線</b></p><p>　　個別電廠由于地理

68、位置的特殊性，采用發(fā)電機-變壓器-線路的接線方式</p><p><b>　　其具體特點如下：</b></p><p><b>　　1) 雙母線接線</b></p><p><b>　　其主要優(yōu)點如下：</b></p><p><b>　　1.運行方式靈活。</

69、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.檢修任意回路母線隔離開關時，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

70、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>　　6. 便于擴建。雙母線接線可以任意向兩側(cè)延伸擴建，不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，擴建施工是不會引起原有回路停電。</p><p>　　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

71、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。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>　　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

72、行費用最小等方面進行比較，以選擇比較合適的接線方案。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>　　第五章 廠用電設計</p><p>　　第一節(jié) 廠用電設計要求和負荷分類</p><p><b>　　一.基本要求</b></p><p>　　廠用電設

73、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和新設備，使設計達到技術先進，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>　　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>　　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。

74、切換操作簡便。</p><p><b>　　二.廠用負荷分類</b></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><b>　?。?）一類負荷。</b></p><p><b>　?。?）二類

75、負荷。</b></p><p><b>　　（3）三類負荷。</b></p><p>　　（4）事故保安負荷。</p><p>　　為了保證廠用電的可靠性和經(jīng)濟性，一方面要正確地選擇廠用電電源電壓供電的接線方式廠用電動機和繼電保護等，另一方面在運行中必須正確使用和科學管理。</p><p><b>

76、　　三.廠用電電壓</b></p><p>　　我國有關規(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

77、。</p><p>　　四.廠用電接線的基本形式選擇</p><p>　　發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)，通常采用單母分段接線。</p><p>　　廠用母線按鍋爐分段的優(yōu)點：</p><p>　　1）一段母線故障時，僅影響一臺鍋爐運行。</p><p>　　2）鍋爐的輔助機械可與鍋爐同時檢修。</p><p&

78、gt;　　3）因各段母線分開運行，故可限制廠用電路內(nèi)的短路電流。</p><p><b>　　五.廠用工作電源</b></p><p>　　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可用負荷開關或用斷路器只斷開負荷電流不斷開短路電流來

79、代替。</p><p>　　2.高壓廠用備用或起動電源一般采用下列引接方式：</p><p>　　1）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，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><b

80、>　　3.事故保安電源</b></p><p>　　200MW 及以上發(fā)電機組應設置事故保安電源，事故保安電源分為直流和交流兩種。</p><p>　　直流事故保安電源，由蓄電池組供電；交流事故保安電源，目前多采用靜態(tài)逆變裝置。</p><p>　　第二節(jié) 廠用變壓器選擇</p><p><b>　　選擇原則&l

81、t;/b></p><p>　　1.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>　　2.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。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：自然油

82、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-31500/15.

83、75 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ABB變壓器有限公司SCR系列的干式變壓器。</p>

84、;<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 額定容量為：1600MVA以下</p><p>　　連接組別：D Yn11阻抗電壓：1600KVA 8% 1250KVA 6% </p><p>　　第六章 短路電流計算<

85、/p><p>　　第一節(jié) 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220KV母線上；d2點位于發(fā)電機出；d3點位于廠用6KV母線上；d4點位于一期110KV母線上。計算結(jié)果見下表（具體計算詳見計算書（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>　　

86、第二部分計算結(jié)果如下：</p><p><b>　?。▎挝粸镵A）</b></p><p>　　第二節(jié) 短路電流計算</p><p>　　一、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

87、和變壓器：</b></p><p>　　1F、2F： ＸＧ＊=×=×1.152</p><p>　　3F、4F: ＸＧ＊=×=</p><p>　　變壓器: 1#、2# ：XT*===0.867</p><p>　　3#、4# ：XT*===0.378</p><p>　

88、　聯(lián)絡自耦變壓器： </p><p><b>　　= </b></p><p>　　高壓廠用分裂變壓器：</p><p>　　X1-2= X1-2ˊ/（1+Kf/4）=0.066 </p><p>　　XT1*=（1-）X1-2×1000/40=0.107</p><p&

89、gt;　　XT2*=KfX1-2×1000/40=3.086</p><p><b>　　廠高備用變壓器：</b></p><p>　　X1-2= X1-2ˊ/（1+Kf）=0.099</p><p>　　XT1*=（1-）X1-2×1000/31.5=0.392</p><p>　　XT2*=KfX

90、1-2×1000/31.5=4.4</p><p>　　三. 正序網(wǎng)絡變換及三相短路電流計算</p><p><b>　　1.短路點d1 ：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　Y/Δ變換：（由X11、X13、X15、轉(zhuǎn)化為X16、X17）</p>

91、;<p>　　X16=0.3+0.448+</p><p>　　X17=1.010+0.448+</p><p>　　圖1.各設備正序阻抗圖</p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　X1Σ=</b></p><p><b>

92、;　　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><p>　　查汽輪發(fā)電機運算曲線得：</p><p&g

93、t;　　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 Ic1（0.1）*=1.23 Ic1（0.2）*=1.15 Ic1（4）*=0.1.4

94、6</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×+ 1.3.56×+1.3×+4.1 ×=19.534 </p><p>　　=

95、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×+2.37×=13.026</p><p>　　沖擊

96、電流：ich=1.85××19.534=51.108KA</p><p>　　2.短路點d2三相短路電流計算（按圖1所示）</p><p><b>　　X106 = Ω</b></p><p>　　×107=×106+×10=0.161+0.389=0.55</p><p&g

97、t;<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>　　換算成計算阻抗：</b></p><p>　　3.274 0.923</

98、p><p>　　查汽輪發(fā)電機運算曲線：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><p>　　4F: I*″=6.22 I*（0.1）=5 I*（0.2）=4.2 I*（4）=2.47</p><p>

99、;　　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>　　C2: I*″= 1.1 I*（0.1）=1.08 I*（0.2）=1.04 I*（4）=1.18</p><p>　　各短

100、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>　　I（0.2）=0.9×KA I（4）=1.03×KA</p><p>　　4F: I”=

101、6.22×KA I（0.1）=2.9×KA </p><p>　　I（0.2）= 4.2×KA I（4）=1.18×KA</p><p>　　系統(tǒng)C1、C2:Ic1″=0.305K </p><p>　　Ic2″=1.1×

102、 </p><p>　　合計 I″=111.851KA I（0.1）=99.17KA</p><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>　　3.d3點短路計算。&

103、lt;/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：</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><b>　　I=1</b></p><p>

104、;<b>　　I==3.365</b></p><p><b>　　I==10.981</b></p><p><b>　　I==3.392</b></p><p>　　則 I=I+I+I+I=1+3.365+10.981+3.392=18.738</p><p>　　則 E到

105、O之間U=2.965+0.389×18.738=10.254 </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∥0.27∥0.874）+0.389]∥0.485+3.193</p><p><b>　　得：Z=3.45</b></p>

106、;<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；==0.085；==0.53</p><p>　　則各電源點對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗（對應電源分別為ESSEE）為： Z3==138；Z4==40.877</p&g

107、t;<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>　　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

108、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>

109、;<p>　　4F: I*″=1/14.325=0.0698 </p><p>　　C1: I*″=I*（0.1）=I*（0.2）=I*（4）=0.0245 C2:I*″=I*（0.1）=I*（0.2）=I*（4）=0.0797</p><p>　　各短路電流周期分量有效值：1F、2F: I”=0.0232×=0.664KA</p>&l

110、t;p>　　4F: I”=0.0698×=2.258KA</p><p>　　系統(tǒng)C1、C2:Ic1″=0.0245×KA</p><p>　　Ic2″=0.072×=6.591KA 合計 I″=9.64 KA</p><p>　　沖擊電流：ich=1.85××9.64=25.22KA</p>&

111、lt;p><b>　　4.短路點d4</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>

112、　　X1Σ=</b></p><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>　　查汽輪發(fā)電機運算曲線得：</p>

113、<p><b>　　圖4</b></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)C1:

114、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><b>　　I*、</b></p><p>　　0.1秒時：I*（0.1）= </p>&

115、lt;p>　　沖擊電流：ich=1.85××32.206=84.26KA</p><p><b>　　四.負序網(wǎng)絡變換</b></p><p>　　1.d1點 如圖5所示：</p><p>　　圖5.各設備負序阻抗圖</p><p><b>　　圖6</b></p&g

116、t;<p><b>　　用Y/Δ變換法： </b></p><p>　　得負序綜合阻抗：X2Σ= =0.139 Ω</p><p>　　2.d4點.如圖5所示4點.</p><p><b>　　如圖5所示</b></p><p><b>　　圖7</b></

117、p><p>　　用Y/Δ變換法進行阻抗變換得出圖7：</p><p><b>　　X132=</b></p><p><b>　　X133=</b></p><p>　　得負序綜合阻抗：X2Σ=</p><p><b>　　五. 零序網(wǎng)絡變換</b><

118、/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==0.4335 X125==0.189 X126= X124‖X3=0.177 X127=X126+X5=0.707 X128=X127‖X7=0.225 X129=X128+X6=0.585</p><p

119、>　　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>　　d4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=

120、X136+X5=0.498</p><p>　　得零序綜合阻抗，如圖8（2）所示：X0Σ=</p><p>　　六.不對稱短路電流計算</p><p>　?。?）.d1點短路：由上面網(wǎng)絡變換求得： 正序綜合阻抗X1Σ=0.134；負序綜合阻抗X2Σ=0.139 零序綜合阻抗X0Σ=0.087；</p><p><b>　　Ie

121、= </b></p><p>　　1.單相短路電壓：I*1”(1)= KA</p><p>　　I1”(1)= KA</p><p>　　I”(1)=mI1”(1)=3×6.943=20.829KA</p><p>　　2.兩相短路電流：正序電流的標幺值：I*1”(2)= KA；正序電流的有名值：I1”(2)=

122、KA；兩相短路電流：I“（2）=mI1”(2)= KA</p><p><b>　　3.兩相接地短路</b></p><p><b>　　正序電流的標幺值：</b></p><p>　　I*1”(1.1)= = KA</p><p>　　正序電流的有名值：I1”(1.1)= KA</p&g

123、t;<p><b>　　兩相接地短路電流：</b></p><p>　　I“（1.1）=mI1”(1.1)==20.117KA</p><p>　　2.d4點不對稱短路電流計算</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

124、 零序綜合阻抗X0Σ=0.131；</p><p><b>　　1）.單相短路電壓</b></p><p>　　1.正序電抗標么值： I*4”(1)= KA</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.

125、659=31.976KA</p><p><b>　　2.兩相短路電流：</b></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”(2)= KA</p><p>　　兩相短路電流：I“（2）=mI4”(2)= KA</p><p>&l

126、t;b>　　3.兩相接地短路</b></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)= KA</p><p><b>　　兩相接地短路電流：</b></p&g