發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計計劃書

1 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計計劃書 第一章、系統(tǒng)與負荷資料分析 發(fā)電廠容量的確定與國家經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、電力負荷增長速度、系統(tǒng)規(guī)模和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及備用容量等因素有關(guān)。發(fā)電廠裝機容量標(biāo)志著發(fā)電廠的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 設(shè)計電廠為大型凝氣式火電廠，其容量為 2 300=600大單機容量為 300具有大中型容量的規(guī)模、大中型機組的特點。當(dāng)電廠全部機組投入運行后，將占電力系統(tǒng)總?cè)萘?600/6000 10%，沒有超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量為 8%15%和事故備用容量為 10%的限額 ，說明該電廠在未來電力系統(tǒng)中 不占主導(dǎo)作用和主導(dǎo)地位，主要供給地區(qū)用電。 發(fā)電廠運行方式及年利用小時數(shù)直接影響著主接線設(shè)計。從年利用小時數(shù)看，該電廠年利用小時數(shù)為 6500h/a，遠大于我國電力系統(tǒng)發(fā)電機組的平均最大負荷利用小時數(shù) 5000h/年；又為火電廠，所以該發(fā)電廠為帶基荷的發(fā)電廠，在電力系統(tǒng)占比較重要的地位，因此，該廠主接線要求有較高的可靠性；從負荷特點及電壓等級可知，該電廠具有 110 220110壓等級有 8回架空線路，承擔(dān)一級負荷，最大輸送功率為 110大年利用小時數(shù)為 4000h/a，說明對其可靠 性有一定要求； 220壓等級有 10 回架空線路，承擔(dān)一級負荷，最大輸送功率為 500大年利用小時數(shù)為 4500h/a,其可靠性要求較高，為保證檢修出線斷路器不致對該回路斷電，擬采用帶旁路母線接線形式。 2 第二章、電氣主接線 主接線方案的選擇 案擬定的依據(jù) 對電氣主接線的基本要求，概括的說應(yīng)該包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面。 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。通常定性分析和衡量主接線可靠性時，從以下幾個方面考慮：斷路 器檢修時，是否影響連續(xù)供電；線路、斷路器或母線故障，以及在母線檢修時，造成饋線停運的回路數(shù)多少和停電時間長短，能否滿足重要的一、二類負荷對供電的要求；本電廠有無全廠停電的可能性；大型機組突然停電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。 所以對大、中型發(fā)電廠電氣主接線，除一般定性分析其可靠性外，還需進行可靠性定量計算。 主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)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。 主接線的可靠性與經(jīng)濟性應(yīng)綜合考慮，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、年費用（投資與運行）為最小。 110壓級：出線回路數(shù) 8 回且為 I 級負荷，應(yīng)采用雙母或雙母帶旁路，以保證其供電的可靠性和靈活性。 220壓級：出線回路數(shù) 10 回且為 采用雙母帶旁路或一臺半。 各電壓等級接線形式的擬定 根據(jù)對原始資料的分析，現(xiàn)將各電壓等級可能采用的較佳方案列出。進而，以優(yōu)化組合方式，組成最佳可比方案。 (1) 110線為 8 回架空線路， 大輸送110實現(xiàn)不停電檢修出線斷路器，可采用單母線分段帶旁路或 雙母線接線形式。 (2) 220壓等級：出線為 10回架空線路，承擔(dān)一級負荷，最大輸送 500使其檢修出線斷路器時不停電，可采用雙母線帶旁路或雙母線分段帶旁路或采用可靠性更高的一臺半接線形式，以保證供電的可靠性和靈活性。兩臺 300電機組都采用單元接線形式接在220壓母線上。都采用單元接線形式，故接 220母線的發(fā)電機的出線端不需接斷路器。 3 主接線方案的擬定 擬定兩種方案： 方案一： 220110 方案二： 220采用雙母帶旁路接線， 110采用單母分段帶旁路接線。 主接線方案的比較與選擇 現(xiàn)對這兩個方案進行綜合比較如表 表 接線方案 方案 項目 方案一 方案二 可靠性 1） 220用雙母帶旁路，110用雙母線接線，可靠性較高 1） 220靠性高 2) 110采用單母分段帶旁路，對于出線回路數(shù)多帶一級負荷來說，可靠性低； 靈活性 1）各電壓級接線方式靈活性都好； 2） 220壓級接線易于擴建。 3） 110壓級用聯(lián)絡(luò)變壓器連接，靈活性好 1) 220壓級接線方式靈活性好 2）采用單母線分段兼旁路接線，進出線不多時有足夠多的靈活性 經(jīng)濟性 1）無論是 11020資較大，經(jīng)濟性差； 1） 110備相對少，投資較?。?2） 220備都比較多，投資較大，經(jīng)濟性差，； 4 本設(shè)計主要考慮主接線的可靠性和靈活性，經(jīng)濟性只做參考，所以通過比較，現(xiàn)確定第一方案為設(shè)計最終方案。其設(shè)計簡圖見圖 主 變 T - 2 # 發(fā) 電 機 1Q F S - 3 0 0 - 2# 發(fā) 電 機 2Q F S - 3 0 0 - 22 2 0 K 0 K V#主 變T - 18 回 出 線1 0 回 出 線接 廠 用 電接 廠 用 電接 廠 用 電主 接 線簡 圖接 廠 用 電T - 3T - 4T - 5T - 6S F P 7 0 0 0 0 / 2 2 0S F P 7 0 0 0 0 / 2 2 0S S P S O 0 0 0 0 / 2 2 0S S P S O 0 0 0 0 / 2 2 0S F F 7 0 0 0 / 1 8S F F 7 0 0 0 / 1 8圖 接線簡圖 主變壓器的選擇與計算 發(fā)電機型號的確定 根據(jù)設(shè)計書的要求選用的發(fā)電機容量為 300擇發(fā)出的電壓為 18以選擇發(fā)電機型號為 體參數(shù)如表 所選發(fā)電機組的型號與參數(shù) 發(fā)電機 型 號 額 定 電 壓(額定 功率 (額定 電流 (A) 功率 因數(shù) 次暫態(tài)電抗 (%) 效率 (%) 8 300 11320 5 變壓器容量、臺數(shù)和型式的確定原則 (1) 單元接線的主變壓器容量的確定原則 單元接線時主變壓器應(yīng)按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有 10%的裕度來確定。采用擴大單元接線時，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)按單元接線的計算原則算出的兩臺機容量之和來確定。 (2) 連接兩種升高電壓母線的聯(lián)絡(luò)變壓器的確定原則 聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)能滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種運行方式下，網(wǎng)絡(luò)間的有功功率和無功功率交換，一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺機組的容量，以保證最大一臺機組故障或檢修時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本 側(cè)負荷的要求；同時，也可在線路檢修或故障時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。此外，為了布置和引線方便，通常只設(shè)兩臺，在中性點接地方式準(zhǔn)許條件下，以選自耦變壓器為宜。其低壓繞組兼作廠用備用電源或無功功率補償裝置。 應(yīng)根據(jù) 300電機來選擇聯(lián)絡(luò)變壓器，又為了布線方便，只選兩臺自耦聯(lián)絡(luò)變。 (3) 變壓器臺數(shù)的確定原則 通常與系統(tǒng)具有強聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠和重要變電所，在一種電壓等級下，主變壓器應(yīng)不少于 2 臺。 考慮到本電廠有 2臺 300電廠和系統(tǒng)有較強聯(lián)系，故220壓等級接兩臺主變壓器 。 (4) 主變壓器型式的確定原則 選擇主變壓器型式時，應(yīng)從相數(shù)、繞組數(shù)、繞組接線組別、冷卻方式、調(diào)壓方式等方面考慮，通常只考慮相數(shù)和繞組數(shù)以及繞組接線組別。在 330以下電力系統(tǒng)，一般都應(yīng)選用三相變壓器。一般當(dāng)最大機組容量為 125以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，對于最大機組容量為 300以上的發(fā)電廠，通常采用雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用擴大單元接線時，應(yīng)優(yōu)先選用低壓分裂繞組變壓器，這樣，可以大大限制短路電流。 綜上，該電廠接于 330壓器相數(shù)選三相；又該發(fā)電廠最大機組容 量為 300選雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變。 110壓器的接線方式為“ 接，選常規(guī)接線 主變壓器的選擇與計算 按照變壓器容量、臺數(shù)和型式的確定原則，該發(fā)電廠主接線采用兩 6 臺三相雙繞組主變壓器和一臺聯(lián)絡(luò)變壓器。兩臺主變壓器分別和兩臺發(fā)電機組組成單元接線。 (1) 主變壓器的選擇 與兩臺 300組相連的主變壓器容量和型式一樣，其每臺的容量： M V N 4% 0%1 1 0%61co s%1 1 0 ， 選 擇 等 級360三相雙繞組升壓變壓器，具體型號選擇 20，其參數(shù)見表 (2) 聯(lián)絡(luò)變壓器的選擇 根據(jù)聯(lián)絡(luò)變壓器容量的確定原則可知，聯(lián)絡(luò)變壓器的總?cè)萘繛?00/ 選擇最接近標(biāo)準(zhǔn)容量為 360變壓器即容量為 360三相三繞組降壓自耦變壓器，具體型號選擇20。其參數(shù)見表 (3) 廠用變壓器的選擇 本次設(shè)計廠用電系統(tǒng)主接線采用單母線分段接線方式，廠用電分別從兩臺發(fā)電機的出口端引接，因此，需要兩臺廠用變壓器。由于兩臺發(fā)電機都屬于大中型機組，為限制短路電流，提高可靠性，兩 臺變壓器均采用低壓分裂繞組變壓器 廠備用電源通過低壓分裂繞組降壓變壓器 別接至兩段公用母線上。這個低壓分裂繞組降壓變壓器選擇 參數(shù)見表 機容量在 100300發(fā)電廠，廠用電通常采用 6壓等級，所以對應(yīng)于 300組的廠用變壓器，由于機端電壓為 18 其 各 側(cè) 電 壓 為 18/ 容 量 為 300 6%/ 選 用 雙 分 裂 兩 繞 組 變 壓 器 , 型 號 為8。其參數(shù)見表 表 所選變壓器的型號及參數(shù) 變 壓 器 型 號 額定容量（ 額定電壓 (短 路 阻 抗 (%) 空載 電流 (%) 聯(lián) 結(jié) 組 高壓 中 / 低壓 主變 20 360000 242 2% 低壓 18 7 廠用電接線方式的選擇 對廠用電接線的基本要求 廠用電接線除應(yīng)滿足正常運行安全、可靠、靈活、經(jīng)濟和檢修、維護方便等一般要求外，尚應(yīng)滿足： (1) 充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動（備用）電源能在短時內(nèi)投入。 (2) 盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。對于 300以上的大型機組，廠用電應(yīng)是獨立的，以保證一 臺機組故障停運或其輔助機械的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺機組的正常運行。 (3) 便于分期擴建或連續(xù)施工，不致中斷廠用電的供應(yīng)。對公用廠用負荷的供電，須結(jié)合遠景規(guī)模統(tǒng)籌安排，盡量便于過渡且少改變接線和更換設(shè)備。 (4) 對 300以上的大型機組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。 (5) 積極慎重地采用經(jīng)過試驗鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使廠用電系統(tǒng)達到先進性、經(jīng)濟合理，保證機組安全滿發(fā)地運行。 聯(lián)絡(luò)變20 360000 242 % 121 N,用變8 400000/220000 18 2% 穿越 半穿越 ,用變5 31500 2% 穿越 半穿越 ,8 力發(fā)電廠廠用電接線的設(shè)計原則 廠用電接線的設(shè)計原則基本上與主接線的設(shè)計原則相同。首先，應(yīng)保證對廠用負荷可 靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)；其次，接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運行方式的要求；還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使其具有可行性和先進性。 實踐經(jīng)驗表明：對于火電廠，當(dāng)發(fā)電機容量在 60以下，發(fā)電機電壓為 ，可采用 3為廠用高壓電壓；當(dāng)容量在 100300選用 6為廠用高壓電壓；當(dāng)容量在 300技術(shù)經(jīng)濟合理，可采用 3 10電廠發(fā)電機容量在100300間，應(yīng)選 6為廠用高壓電 壓等級。 火電廠廠用電率較大，為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性與經(jīng)濟性，且便于運行、檢修，一般都采用“按爐分段”的接線原則，即將廠用電母線按鍋爐的臺數(shù)分成若干獨立段，既便于運行、檢修，又能使事故影響范圍局限在一機一爐，不致影響正常運行的完好機爐。低壓 380/220大型火電廠，一般采用單母分段接線，即按爐分段。 用電接線形式的擬定 依據(jù)對廠用電接線的基本要求，在本次設(shè)計中，廠用電接線采用單母線分段的接線方式。分段采取“按爐分段”的接線原則，選用 6380V 作為 廠用低壓電壓。 廠用工作電源從發(fā)電機出口端引接，通過分裂繞組廠用高壓變壓器給 6用高壓母線供電，廠用高壓變壓器兩低壓側(cè)分別接在兩段廠用母線上。備用電源從聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓側(cè) 接，經(jīng)低壓分裂繞組變壓器降壓后接在兩段共用備用母線上。從 6用母線上以變壓器分別引接到低壓廠用段母線，構(gòu)成廠用低壓系統(tǒng)。廠用各高壓和低壓分段母線互為備用。由于該電廠為大型電廠，應(yīng)設(shè)置事故保安電源。本次設(shè)計中，備用母線段備有柴油發(fā)電機作為事故保安電源。廠用電接線圖如圖 示： 9 # 發(fā) 電 機 1Q F S - 3 0 0 - 2# 發(fā) 電 機 2Q F S - 3 0 0 - 22 2 0 K 0 K V#主 變T - 1T - 3T - 4聯(lián) 絡(luò) 變T - 5T - 66 K 1 2 段 16 K 段 2T - 7T - 86 K 發(fā) 動 機事 故 保 安電 源 段S F F - 3 1 5 0 0 / 1 5S F F - 3 1 5 0 0 / 1 5S F P 7 0 0 0 0 / 2 2 0S F P 7 0 0 0 0 0# 主 變 T - 2S F F 7 0 0 0 / 1 8S F F 7 0 0 0 / 1 8S S P S O 0 0 0 0 / 2 2 0S S P S O 0 0 0 0 / 2 2 0圖 廠用電接線圖 主接線中設(shè)備配置的的一般規(guī)則 對電氣主接線的基本要求，概括的說應(yīng)該包括供電的可靠性、經(jīng)濟性、靈活性以及操作的方便性和擴建的可能性等方面。為了滿足這些要求，除與主接線形式有重要關(guān)系外，與設(shè)備的配置也有密切聯(lián)系。設(shè)備配置包括設(shè)備的選擇和擺放問題，因此，設(shè)備配置的一般原則包括設(shè)備選擇的原則和擺放原則。下面簡要介紹一下。 (1) 設(shè)備選擇的原則 10 選擇設(shè)備時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性 與經(jīng)濟性之間。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量、現(xiàn)代化的設(shè)備和自動裝置，從而導(dǎo)致投資費用的增加。因此，在選擇設(shè)備時，應(yīng)綜合考慮可靠性與經(jīng)濟性，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證對負荷安全可靠供電要 求時，應(yīng)盡量使投資省，選擇電能損耗少、占地面積小、價格便宜以及維護方便的設(shè)備。在技術(shù)經(jīng)濟條件允許的情況下，應(yīng)盡可能的使用經(jīng)過試驗鑒定的新設(shè)備、新技術(shù)以使主接線具有可靠性和先進性。 (2) 設(shè)備的擺放原則 設(shè)備的擺放的主接線的可靠性和經(jīng)濟性以及系統(tǒng)的安全性有一定影響，因 此，在擺放設(shè)備時，應(yīng)綜合考慮其可靠性和經(jīng)濟性，在保證運行安全可靠的前提下，應(yīng)盡可能使設(shè)備布置緊湊、美觀，檢修、巡視和操作方便，力求節(jié)約材料和減少占地面積，以降低投資。 第三章、短路電流的計算 短路計算在設(shè)計發(fā)電廠主接線的過程中有著重要作用，它為電氣設(shè)備的選型、動穩(wěn)定校正和熱穩(wěn)定校正提供依據(jù)。當(dāng)短路發(fā)生時，對發(fā)電廠供電的可靠性可能會產(chǎn)生很大影響，嚴(yán)重時，可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定，甚至造成系統(tǒng)解列。因此，對短路事故的計算是非常有必要的，而且是必須進行一項工作。 短路計算的一般規(guī)則 (1) 驗算導(dǎo)體 和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃內(nèi)容計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后 5 至 10 年）。確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 (2) 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具體反饋作用對異步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 (3) 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流最大的點。對帶電抗器的 6 10線與廠用分支回路 ，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔離板前的引線和套管的計算短路點選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計算短路點選擇在電抗器后。 (4) 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的兩相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重的情況計算。 11 短路電流的計算中，常采用以下假設(shè)和原則： (1) 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； (2) 所有電源的電動勢相位角相同； (3) 系統(tǒng)中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流以及導(dǎo)體集膚 效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差 120度電角度； (4) 電力系統(tǒng)中，各個器件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小變化而變化； (5) 同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁 ） ； (6) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； (7) 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； (8) 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，器件的電阻都忽略不計； (9) 器件的參數(shù)都取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； (10) 輸電線的電容略去不計； 短路電流的計算 短路電流由于其值很大，在極短的時間內(nèi)就能產(chǎn)生較大的損耗，由于來不急散發(fā)熱量而造成電氣設(shè)備的溫度急劇升高，引起設(shè)備的老化或損壞，對供電的可靠性產(chǎn)生影響。當(dāng)所選設(shè)備不能滿足短路電流的限制時，對供電的可靠性將產(chǎn)生極為嚴(yán)重的影響。為此，在設(shè)計主接線時，應(yīng)計算短路電流。 短路電流計算的目的是為設(shè)備的選型提供依據(jù)；初步考察短路事故對發(fā)電廠以及系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性的影響，為電廠主接線形式的選定、繼電保護裝置的選擇和整定計算提供依據(jù)。此外，通過對短路電流的計算，還可初步確定系統(tǒng)的損耗，為 發(fā)電廠的經(jīng)濟運行提供依據(jù)。 本次短路計算中，選取了兩個短路計算點， 110線和 220路類型定為對系統(tǒng)影響最為嚴(yán)重的三相短路。短路電流計算的結(jié)果如表 示，詳細計算過程見附錄 。 短路電流計算表 短路電流計算表如表 12 第四章、電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電氣設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。 電氣設(shè)備選擇的一般原則 (1) 所選設(shè)備應(yīng)能滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；在滿足可靠性要求的前提下，應(yīng) 盡可能的選用技術(shù)先進和經(jīng)濟合理的設(shè)備，使其具有先進性； (2) 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件對設(shè)備進行校準(zhǔn)； (3) 所選設(shè)備應(yīng)予整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致； (4) 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； (5) 選用新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)過上級批準(zhǔn)。 短 路 點 編 號 短路 點平 均電 壓 (基準(zhǔn) 電流 分支線名稱 分支 電抗 支 額定 電流 短路電流標(biāo)么值 短路電流值 0s s 2s 4s 0s s 2s 4s 30限大系統(tǒng) 00電機分支 15限大系統(tǒng) 00電機分支 13 氣設(shè)備 選擇的條件 正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電 器。電器要能可靠的工作，必須按正常條件下進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 按正常工作條件選擇電器 (1) 額定電壓和最高工作電壓 所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓，即 一般情況下，當(dāng)額定電壓在 220以下時電器允許最高工作電壓定電壓是 330500為 實際電網(wǎng)的最高運行電壓 會超過電網(wǎng)額定電壓的 ，因此在選擇電器時一般可按電器額定電壓 選擇 ,即 (2) 額定電流 電器的額定電流 指額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。 不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 發(fā)電機、調(diào)相機或變壓器的額定電流的 變壓器有過負荷運行可能時， 按過負荷確定（ 變壓器額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的 線分段電抗器的 為母線上最大一臺發(fā)電 機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的50% 80%；出線回路的 考慮正常負荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。 此外，還與電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進行種類和形式的選擇。 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗 在選擇電器時，還應(yīng)考慮電器安裝地點的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時，應(yīng)采取措施。例如：當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔高度超過制造部門的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應(yīng)減少， 使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當(dāng)海拔在 1000 3500m 范圍內(nèi)，若海拔比廠家規(guī)定值每升高 100m，則電器允許最高工作電壓要下降 1%。當(dāng)最高工作電壓不能滿足要求時，應(yīng)采取高原型電器，或采用外絕緣提高一級的產(chǎn)品。對于 110以下電器，由于外絕緣裕度較大，可 14 在海拔 2000m 以下使用。 當(dāng)污穢等級超過使用規(guī)定時，可選用有利于防污的電瓷產(chǎn)品，當(dāng)經(jīng)濟上合理時可采用屋內(nèi)配電裝置。 我國目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度為 40，如周圍環(huán)境溫度高于 40（但 60）時，其允許電流一般可按每增高 1，額定電流減 少 行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于 +40時，但其最大電流不得超過額定電流的 20%。 按短路情況校驗 (1) 短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時 ,電器各部分的溫度應(yīng)不超過允許值 2； 式中 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)， t 分別為電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 (2) 電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為 中 別為電器允許的動穩(wěn)定電流的幅值和有效值。 電氣設(shè)備的具體選擇與動穩(wěn)定校驗和熱穩(wěn)定校驗過程見附錄 。 表 110 110計算值 項目 P） 10N 11026 0k A)2 s 969( s 0 220 220計算值 項目 20N 22052N 025k A)2 s 400( s 2515 表 110 110計算值 項目 10N 11026N k A)2 s 969( s 0 220 220計算值 項目 20N 22052N k A)2 s 400( s 25 各部分電壓互感器的選擇 項目 型號 一次 /次 /V 剩余電 壓繞組 /V 1010/00/00 2000 22020/00/00 2000 聯(lián)絡(luò)變壓器低壓側(cè) 5 100 100 1000 發(fā)電機 出口端 8 100 100 500 表 各部分電流互感器的選擇 項目 型號 額定電流 比 /A 短時熱穩(wěn) 電流 /定動穩(wěn) 電流 /匝額定輸 出 /10 300/5 80 50 220 600/1 2 21 2 55 40 聯(lián)絡(luò)變低壓 00/5 80 50 發(fā)電機出口 500/5 80 163 40 16 第五章、配電裝置 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是根據(jù)主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。按電器裝設(shè)的地點不同，配電裝置可分為屋內(nèi)型和屋外型。 高壓配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，遵循上級頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù) 規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修以及施工方面的要求，合理指定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重的采用新的布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便?；鹆Πl(fā)電廠及變電所的培植形式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行、檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較予以確定。配電裝置應(yīng)滿足以下四點要求： (1) 節(jié)約用地：我國人口眾多，但耕地不多，因此節(jié)約用地是我國現(xiàn)代化建設(shè)的一項帶戰(zhàn)略性的方針。 (2) 運行安全和操作巡邏 方便：配電裝置要整齊清晰，并能在運行中滿足對人身和設(shè)備的安全要求。使配電裝置在一旦發(fā)生事故時，也能將事故限制在最小范圍和最低程度，并使運行人員在正常的操作和處理事故中不致發(fā)生意外，以及在維修維護中不致?lián)p害設(shè)備。 (3) 便于檢修和安裝：對各種形式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝的條件。 (4) 節(jié)約材料，降低造價：在保證安全的前提下，配電裝置應(yīng)采用布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。 （ 1）中小型發(fā)電機出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)；容量為 200以上大機組與雙繞組變壓器的單元連接時 ，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點。 （ 2）在出線上裝設(shè)電抗器的 610電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。 （ 3）接在發(fā)電機、變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。 （ 4）一臺半斷路器接線中，視發(fā)變電工程的具體情況，進出線可裝設(shè)隔離開關(guān)也可不裝設(shè)隔離開關(guān)。 17 （ 5）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時隔離電源。 （ 6）中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；自耦變壓器的中性點則不必裝設(shè) 隔離開關(guān)。 （ 1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護 同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點的兩側(cè)都能提取到電壓。 （ 2） 6220壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感順的情況和需要確定。 （ 3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （ 4）當(dāng)需要在 330以下主變壓器回路中提取電壓時， 可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 （ 5）發(fā)電機出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機配有雙套自動電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設(shè)一組電壓互感器。 （ 1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。 （ 2）在未設(shè)斷路器的下列地點也應(yīng)裝設(shè)電流互感器；發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。 （ 3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接 地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 （ 4）一臺半斷路器接線中，線路一線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護和測量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器可以利用時，可裝設(shè)三組電流互感器。 配電裝置的型式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結(jié)合運行及檢修要求通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中， 35以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式； 110以上多為屋外式。普通中型配電裝置國內(nèi)采用比較多，廣泛用于 110 500這方面我國已經(jīng)有豐 18 富的經(jīng)驗。 本設(shè)計的地理環(huán)境較好，沒有地震，雷暴日也很少，且沒有明顯的環(huán)境污染，所以綜合所有條件和技術(shù)，選用屋外式中型配電裝置。 19 結(jié)束語 發(fā)電廠課程設(shè)計是理論知識的具體運用，是一種綜合能力的強化，通過設(shè)計，我了解了發(fā)電廠的基本整體設(shè)計思路，由于部分條件的理想化，難免與實際發(fā)電廠線路設(shè)計以及電氣設(shè)備的選擇有出入。通過這次設(shè)計，工程觀念得到了明顯的加強，為后續(xù)課程以及電廠實習(xí)奠定了基礎(chǔ)，同時也將前面所學(xué)的知識 運用到了設(shè)計之中，更好了融會貫通了各學(xué)科之間的聯(lián)系，所學(xué)的理論和實踐結(jié)合起來更好的達到了學(xué)以致用的效果，原來模糊的概念在這次設(shè)計中得以清晰化、條理化。特別是短路計算，得到了明顯的加強。在這次設(shè)計中，通過查閱各種資料，也對發(fā)電廠電氣部分的知識有了更進一步的拓展了解。此次設(shè)計不僅加強了專業(yè)課的知識運用，同時也對以后工作中可能遇到的問題有了提醒，各部分都是相互聯(lián)系的，稍有錯誤將導(dǎo)致后續(xù)部分分析全部錯誤，這也提醒了我們學(xué)習(xí)需要很好的嚴(yán)謹(jǐn)性。 在整個設(shè)計過程中 ,遇到了不少困難，由于以前沒做過類似的設(shè)計，某些參數(shù)不知道 怎么用也不知道用到哪去。通過查閱一系列資料的學(xué)習(xí)后，對整個設(shè)計思路有了較清晰地了解，很多東西便茅塞頓開。短路計算中也遇到不少麻煩，首先是系統(tǒng)電抗不知道怎么處理，在老師和同學(xué)的幫助下，我對其計算原理和計算方法才有了正確的掌握。其次是在計算聯(lián)絡(luò)變壓器的電抗時少除了個 2，導(dǎo)致我又從新進行了次短路計算。最辣手的是 一次用 電氣圖，左右碰壁。開始很多電氣設(shè)備找不到，而且天正電氣這個畫圖軟件和以前用過的 很多規(guī)則不同，用起來很不習(xí)慣，畫個簡圖都用了我三四個小時。不過，通過不 斷地嘗試和向同學(xué)的請教，完成了所有圖的繪制，最重要的是學(xué)會并在一定程度的熟練了 氣繪圖。 20 參考文獻 1何仰贊、溫增銀 、下 ） 武漢：華中科技大學(xué)出版社 ,2002； 2劉笙 二版 ） （上、下 ） 北京：科學(xué)出版社 ,2008； 3王士政、馮金光 北京：中國水利水電出版社 ,2002； 4張大森 北京：中國科學(xué)出版社 ,1991； 5戈東方 北京：中國電力出版社 ,1998； 6黃其勵 、下） 國電力出版社 ,2002； 7周 章 北京：機械工業(yè)出版社 ,2000； 8張大森 北京：中國科學(xué)出版社 ,1991。 21 附錄 1：短路計算 系統(tǒng)的等效電路圖如附錄圖 錄圖 統(tǒng)的等效電路圖 設(shè) 300 ， B ，計算 各個元件標(biāo)幺值： 系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值： 0 3 0 03 0 0X S 短路容量基準(zhǔn)容量 發(fā)電機電抗標(biāo)幺值 ： 聯(lián)絡(luò)變壓器各繞組阻抗標(biāo)幺值： 22 0 2 4 9 1)(21 )32()31()21(1 03 0 0)1 1 9 1)(21 )31()32()21(2 03 0 0)1 3 9 1)(21 )21()32()31(3 1） 110短路： 系統(tǒng)的等效電路化簡圖 如附錄圖 附錄圖 統(tǒng)的等效電路化簡圖 各元件標(biāo)幺值如下： X )1)(21 214 1)(21 5 23 最后簡化到