2×300MW級火力發(fā)電廠電氣設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書一、設(shè)計題目：1、題目名稱 2300mw級火力發(fā)電廠電氣設(shè)計 2、題目來源 國電長治熱電廠 二、目的和意義 本課題的目的是“火力發(fā)電廠電氣部分”。通過本次設(shè)計，我們能夠鞏固所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識、并結(jié)合運用所學(xué)知識來解決實際的工程問題，學(xué)習(xí)工程設(shè)計的基本技能，基本程序和基本方法。 在設(shè)計中，我們要對所給的原始資料進行詳細的分析、研究、并確定研究方法及工程設(shè)計程序，這培養(yǎng)我們具有初步的科研和設(shè)計能力。在查閱資料和分析的過程中，也將大大拓寬我們的專業(yè)知識領(lǐng)域，獨立的分析問題、解決問題，使理論知識與工程實際相聯(lián)系，并達到對知識的融會貫通及合理運用。 通過這次設(shè)計，我們進一步領(lǐng)

2、會電力工業(yè)建設(shè)中的政策觀念和經(jīng)濟技術(shù)觀念，以及對工程技術(shù)中的技術(shù)和經(jīng)濟問題，能夠進行比較全面的綜合分析。使我們對電力系統(tǒng)有了一個整體和具體的了解，這對我們今后工作中有積極的意義。三、原始資料1.1工程概況本工程規(guī)劃容量4300mw級供熱機組，本期工程建設(shè)規(guī)模為2300mw級供熱機組。本期采用220kv電壓等級接入系統(tǒng)，出線兩回，接至長治大堡頭220kv變電站。根據(jù)系統(tǒng)專業(yè)提供的資料，2020年，長治熱電廠220kv系統(tǒng)三相和單相短路電流分別為18.3ka和14.1ka。1.2主機概述 按照本工程主機設(shè)備的定貨合同和技術(shù)協(xié)議，北京北重汽輪電機有限責任公司供貨，主要參數(shù)如下： 型號t255-460

3、型 冷卻方式水氫氫 額定功率自并勵靜止勵磁 額定功率 330mw 最大功率3471mw額定轉(zhuǎn)速3000r/min額定頻率50hz額定電壓24kv額定電流9339a功率因數(shù)0.85(滯后） 1.3廠址的環(huán)境條件 該地區(qū)的水文氣象條件見下表：水文氣象條件表序號項 目單 位統(tǒng)計值備 注1極端最高氣溫37.32極端最低氣溫-22.23多年平均氣溫9.74年平均濕度%615多年年平均風速m/s2.16極端最大風速m/s267全年主導(dǎo)風向se8年平均降水量mm549.29一日最大降水量mm100.310最大降雪厚度cm1711土壤最大冰結(jié)深度m0.6312履冰厚度mm13年平均雷暴日數(shù)d4014海拔高度m

4、1000以下1.4 按中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖(gb18306-2001)電廠廠址的地震動峰值加速度為0.1g，相應(yīng)地震基本烈度為7度。電氣設(shè)備按8度設(shè)防。四、設(shè)計說明書應(yīng)包括的內(nèi)容 1、電廠主系統(tǒng)設(shè)計 2、發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計 3、短路電流計算 4、電氣設(shè)備選擇 5、高壓配電裝置 6、防雷設(shè)計 7、繼電保護配置 8、控制系統(tǒng)設(shè)計五、設(shè)計應(yīng)完成的圖紙 1、電氣一次主接線圖，1張 2、廠用電系統(tǒng)圖，1張 3、220kv屋外配電裝置平面布置圖 4、220kv屋外配電裝置斷面圖 5、繼電保護配置圖，1張 6、控制系統(tǒng)電路圖，1張六、主要參考資料 1、火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)定 2、火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計

5、術(shù)規(guī)定 3、導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定 4、高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程 5、電力工程電氣設(shè)計手冊（電氣一次部分） 6、電力工程電氣設(shè)備手冊（上、下冊） 7、電力系統(tǒng)分析 8、發(fā)電廠電氣部分七、進度要求1、實習(xí)階段 第15 周至第18周共3周2、設(shè)計階段 第1周至第 14周共14周3、答辯日期 第 14 周（ 2012 年 5月26日） 2300mw級火力發(fā)電廠電氣設(shè)計摘 要本課題的目的是“火力發(fā)電廠電氣部分”。通過本次設(shè)計，我們能夠鞏固所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識、并結(jié)合運用所學(xué)知識來解決實際的工程問題。本論文主要介紹了2300mw級火力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計，根據(jù)對火力發(fā)電廠原始資料的進行詳細分析，

6、擬定了兩種電氣主接線方案，并依據(jù)電力工程設(shè)計手冊確定了最后設(shè)計方案；采用雙母線接線形式，具有足夠的可靠性和經(jīng)濟性；廠用電接線方面，采用高壓6kv，低壓380/220v的單母線分段接線型式，對電動機進行了自啟動校驗和電壓調(diào)整的計算；在采用運算曲線法進行了短路電流計算后，根據(jù)已知參數(shù)和計算結(jié)果分析，進行了電氣設(shè)備選擇，最后對高壓配電裝置、防雷保護的設(shè)計、發(fā)變組繼電保護裝置和控制系統(tǒng)的設(shè)計做詳盡的論述，進一步完善了設(shè)計。關(guān)鍵詞：主接線設(shè)計； 短路電流； 電氣設(shè)備選擇； 高壓配電裝置； 防雷保護subsystem design on electricity of coal-fired power pl

7、ants in 2350mwabstractthe purpose of this topic is electrical parts in thermal power plants. in this design, we are able to consolidate the basic theory, application expertise, combined with the knowledge to solve practical engineering problems. this paper mainly introduces the 2x300mw-level electri

8、cal design of thermal power plants, based on raw data for detailed analysis of thermal power plants, developed two kinds of electric main wiring scheme, and is based on electric power design manual to determine the final design; double busbar system, with sufficient reliability and affordability; au

9、xiliary power connection, the use of high-voltage 6kv, low voltage single bus segment connecting to 380/220v type, since the motor starting voltage adjustment calculation of the checksum; operation curve method for short-circuit current calculation, calculation and result analysis based on known par

10、ameters, selection of electrical equipment, last on the high-voltage distribution equipment, lightning protection design, protection of generator-transformer unit relay device and control system design of a detailed exposition, further improved the design.keywords：main electric； short current； elect

11、ric equipment choice；high-voltage power distribution unit; lightning protection目 錄前 言1第1章 電氣主系統(tǒng)設(shè)計 21.1初步方案的提出21.2可靠性比較31.3經(jīng)濟性比較31.4 主接線的評定31.5 確定主接線41.6 主變的選擇4第2章 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計 42.1 廠用電系統(tǒng)接線52.1.1 確定廠用電系統(tǒng)接線的電壓等級52.1.2 廠用電源及其引接52.1.3 6kv母線是否設(shè)公用段52.1.4 高壓廠用電接線72.1.5 低壓廠用電接線72.1.6 對廠用負荷進行負荷分配82.1.7 高壓廠用變壓器

12、和啟動/備用變壓器容量選擇102.2 電動機自啟動校驗112.3 電壓調(diào)整計算122.3.1一般要求122.3.2分接位置及調(diào)壓開關(guān)的選擇12第3章短路電流的計算143.1 短路電流的計算目的和基本假設(shè)條件153.1.1 短路電流的計算目的153.1.2 短路電流使用計算的基本假設(shè)條件153.2 一般規(guī)定和計算步驟153.2.1. 一般規(guī)定153.2.2. 計算步驟163.3本次設(shè)計短路電流的計算163.3.1三相短路電流計算：163.3.2 單相短路電流計算17第4章 電氣設(shè)備選擇 174.1 選擇220kv電氣設(shè)備184.1.1. 斷路器和隔離開關(guān)的選擇184.1.2 匯流母線的選擇184

13、.1.3 電流互感器的選擇194.1.4. 電壓互感器的選擇194.2 選擇機端電氣設(shè)備194.3 廠用電氣設(shè)備的選擇19第5章 高壓配電裝置 215.1配電裝置的設(shè)計原則215.2配電裝置的設(shè)計要求215.3 本廠的220kv高壓配電裝置21第6章 防雷保護設(shè)計 226.1 直擊雷保護226.2 入侵雷保護236.2.1 220kv配電裝置避雷器選擇236.2.2 發(fā)電機防雷保護25第7章 發(fā)-變組繼電保護配置257.1 大容量機組保護配置的特點及其對繼電保護的要求267.2 300mw級發(fā)電機-雙繞組變壓器的保護配置267.3各保護的保護范圍和作用28第8章 控制系統(tǒng)設(shè)計 298.1控制系

14、統(tǒng)的簡介298.2 發(fā)電廠的斷路器控制信號電路308.2.1 220kv發(fā)電機變壓器組斷路器的控制信號電路（=s1=e1=ac=ac1）308.2.2 6kv廠用工作電源開關(guān)的控制信號電（=s1=e1-ac-ac2）33附錄：2300mw級火力發(fā)電廠電氣設(shè)計計算書 36一 單母分段接線與雙目接線主接線方案的可靠性比較36二 單母分段接線與雙母線接線主接線方案的經(jīng)濟性比較43三 電動機自啟動時母線電壓的校驗45四、 短路電流的計算47五. 電氣設(shè)備選擇56六、 廠用電氣設(shè)備的選擇60結(jié) 論67參考文獻 67英文原文 68中文譯文 73指導(dǎo)教師評語 77前 言在電力系統(tǒng)中，大、中型電廠起著舉足輕重

15、的作用，一旦故障輕則引起大面積停電，重則可能引起電網(wǎng)崩潰。本次設(shè)計的電廠在電網(wǎng)占有重要位置，一旦發(fā)生事故將引起主網(wǎng)的解裂，所以對電廠主接線形式進行了詳細的分析比較，以確定一種安全經(jīng)濟成熟的主接線形式。 現(xiàn)代電力工業(yè)在國際上已經(jīng)迅速發(fā)展，其發(fā)展的特點是：采用大容量的發(fā)電機組，超高壓輸電線路和巨大的水、火、核電聯(lián)合電力系統(tǒng)的形成，電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對發(fā)電廠的設(shè)計提出了更高的要求，需要我們認真的研究對待。而現(xiàn)代化發(fā)電廠的設(shè)計是一門綜合性的科學(xué)，它是在多種專業(yè)有機配合，密切協(xié)作下完成的一個統(tǒng)一整體，是在審議后的電力系統(tǒng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，為發(fā)電廠的發(fā)展制定具體方案，在設(shè)計中，貫徹國家各項政策，遵照有關(guān)的設(shè)

16、計技術(shù)規(guī)定，從整體出發(fā)，深入論證電源布置的合理性，提出網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案，并論證安全可靠性和經(jīng)濟性，為此需進行必要的計算，考慮近期與遠期的關(guān)系，并為發(fā)電廠及下一級電壓的系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)造條件。本次設(shè)計是在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后的一次綜合訓(xùn)練，在老師的認真指導(dǎo)下，有序進行復(fù)習(xí)鞏固其相關(guān)的知識，增強工程概念。但是，由于本人對所學(xué)知識的掌握不夠全面，水平十分有限，出現(xiàn)錯誤和不妥之處，希望各位老師給予批評、指正，以幫助我取得更大的進步。本設(shè)計主要講2300mw級火力發(fā)電廠電氣設(shè)計，主要完成電氣主接線設(shè)計、廠用電系統(tǒng)的設(shè)計、短路電流的計算、電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的布局的等內(nèi)容。第1章 電氣主系統(tǒng)設(shè)計電氣主接線在發(fā)電

17、廠及電力系統(tǒng)中的作用:主接線代表了發(fā)電廠高電壓、大電流的電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響電力生產(chǎn)運行的可靠性、靈活性，同時對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關(guān)系。因此，主接線設(shè)計必須經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟的充分論證比較，綜合考慮各個方面的影響因素，最終得到實際工程確認的最佳方案。電氣主接線的設(shè)計原則:以設(shè)計任務(wù)為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠

18、、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。本次主系統(tǒng)設(shè)計通過對原始資料的分析擬定了兩種可能的設(shè)計方案，之后又分別進行了可靠性比較和經(jīng)濟性比較，之后確定出了一套合理的主接線方案。電氣主系統(tǒng)設(shè)計 原始資料：規(guī)劃容量為4300mw級供熱機組，本期工程建設(shè)規(guī)模為2300mw級供熱機組。本期采用220kv電壓等級接入系統(tǒng)，出線兩回，接至長治大堡頭220kv變電站，輸送距離為80km。 分析：本次主接線設(shè)計有兩回進線，兩回出線，電壓等級220kv。設(shè)計的電廠為大型的火力發(fā)電廠，建2臺330mw發(fā)電機組，并留有今后再擴建2330mw機組的條件。從原始資料可知該電廠220kv系統(tǒng)有兩回出線，對可靠性的要求相當高，要保證

19、檢修或故障時不會大面積停電。1.1初步方案的提出 根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊可知： (1) 單母線接線對于220kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，但一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺變壓器的情況。 (2) 單母分段接線可適用于220kv配電裝置34回及以上時。 (3) 雙母線接線可適用于220kv配電裝置5回及以上時。故本次電氣主接線初步擬定為單母分段線接線和雙母線接線兩種方案（見下圖）1.2可靠性比較兩種方案各元件的停運時間及停運頻次計算過程見附錄一對兩方案可靠性計算結(jié)果的分析：（1） 各回路每年停運頻次及停運時間 表1-1 各回路每年停運頻次及停運時間對比表停運元件停運頻次（f/a)停運頻次比每

20、年停運時間（h)停運時間比iiii/iiiiii/iil10.151890.1194711.2713551.7814071.2038971.479701l20.151890.1194711.2713551.7814071.2038971.479701t10.1492720.1193911.2502781.3545440.899961.505116t20.1492720.1193911.2502781.3545440.899961.505116 由表1-1可見：元件的停運頻次，單母分段接線相應(yīng)比雙母線接線高1.2502781.271355；元件每年停運時間高1.4797011.505116倍。

21、注：i為單母分段接線，ii為雙母線接線（2) 不同元件發(fā)生停運的頻次表1-2不同元件數(shù)量發(fā)生停運頻次對比表停運元件數(shù)量停運頻次（f/a)iii一元件0.2311960.231088全停0.0337540.033862 由表1-2 可見：單母分段接線和 雙母線接線不同元件發(fā)生的停運頻次幾乎是相等的。 通過邏輯表格法對兩方案分析計算，雖然兩種方案元件的停運頻次幾乎是相等的，但是單母分段接線元件停運要高于雙母線接線。因此雙母線接線的可靠性優(yōu)于單母分段接線。1.3經(jīng)濟性比較兩種方案的設(shè)備費用、安裝費用和土建費用計算過程見附錄二 表1-3主接線方案的經(jīng)濟性比較表單母分段接線雙母線接線設(shè)備費470.013

22、12498.61312安裝費46.5706387.65139土建費153.3178.8總計669.88375765.06451通過表1-3可以看出單母線接線的經(jīng)濟性優(yōu)于雙母線接線1.4 主接線的評定對方案、的綜合比較，見表1-4。表1-4 兩方案的綜合比較 方案項目方案(單母分段接線）方案（雙母線接線）可靠性簡單清晰，設(shè)備少，設(shè)備本身故障率小可以輪流檢修母線，但若出線較多，停電范圍仍較大可靠性高：輪流檢修母線進出線不需停電；母線故障時，經(jīng)短時操作即可恢復(fù)供電；檢修任一回路側(cè)qs，僅相應(yīng)回路停電靈活性運行方式相對簡單，調(diào)度靈活性差不便于擴建和發(fā)展運行調(diào)度靈活易于擴建和實現(xiàn)自動化經(jīng)濟性設(shè)備相對少，

23、投資小，年費用少占地面積相對小投資高，設(shè)備數(shù)量多，年費用大采用雙母線接線，提高了可靠性，增大了占地面積1.5 確定主接線通過定性分析和可靠性及經(jīng)濟比較，在技術(shù)上（可靠性、靈活性）方案明顯合理，在經(jīng)濟上方案占優(yōu)勢。鑒于大型發(fā)電廠又為大機組應(yīng)以可靠性和靈活性為主，所以經(jīng)綜合分析，決定選方案即雙母線接線為設(shè)計最終方案。主系統(tǒng)接線圖見附圖11.6 主變的選擇 按照火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程dl50002000第13.1.5條：“容量為200mw及以上的發(fā)電機與主變器為單元接線時，該變壓器的容量可按發(fā)電機的最大連續(xù)容量扣除一臺廠用工作變壓器的計算負荷和變壓器的平均溫升在標準環(huán)境溫度或冷卻水溫度下不超過的條件

24、進行選擇。“規(guī)定，本工程主變壓器選用強迫油循環(huán)風冷三相雙繞組銅線圈無載調(diào)壓變壓器，其容量為400mva，接線組別為yn，d11，阻抗為18.5%，電壓比為第2章 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計廠用電的可靠性，對電力系統(tǒng)的安全運行非常重要。廠用電系統(tǒng)的接線是否合理，對保證廠用負荷的連續(xù)供電和發(fā)電廠安全經(jīng)濟運行至關(guān)重要。隨著大容量機組及核電廠的出現(xiàn)，要求其生產(chǎn)過程自動化和計算機實時控制的采用，對廠用電的可靠性提出了更高的要求。由于廠用電負荷多、分布廣、工作環(huán)境差和操作頻繁等原因，廠用電事故在電廠事故中占有很大比例。為此，必須合理的選擇廠用電電源及取得方式、供電電壓和接線方式，配備完善的繼電保護與自動裝置，合

25、理配置廠用機械，并正確選擇電動機類型、容量和臺數(shù)。另外，在運行中必須正確使用和科學(xué)管理。2.1 廠用電系統(tǒng)接線2.1.1 確定廠用電系統(tǒng)接線的電壓等級根據(jù)火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定：“發(fā)電廠可采用3、6、10kv作為高壓廠用電壓。容量為60mw及以下機組，發(fā)電機電壓為10.5kv時，可采用3kv；發(fā)電機電壓為6kv時，可采用6kv；容量為100300mw的機組，宜采用6kv；容量為600mw的機組，根據(jù)工程具體條件可采用6kv一級或3、10kv兩級高壓廠用電壓。”低壓廠用電電壓，動力宜采用380v，照明采用220v。200mw及以上的機組，主廠房內(nèi)的低壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)采用動力與照明分開供電的方式

26、。其他可采用動力和照明公用的380/220v網(wǎng)絡(luò)供電。本設(shè)計容量為2330mw供熱機組，故高壓廠用電壓等級采用6kv。2.1.2 廠用電源及其引接 發(fā)電廠的廠用電源必須供電可靠，且能滿足各種工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具有正常的工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備用電源、啟動電源、事故保安電源和交流不停電電源。（1） 工作電源引接本期設(shè)計的兩臺330mw機組均為單元接線，經(jīng)變壓器接于高壓母線，高壓廠用變壓器由發(fā)電機機端引接。按dl50002000火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定：“200300mw機組的高壓廠用電源宜采用一臺分裂繞組變壓器供電”，6kv廠用母線為單母分段接線。（2） 啟動/備用電源引接根據(jù)dl515320

27、02火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定；“容量為200300mw機組，每兩臺機組可設(shè)一臺高壓啟動/備用變壓器?！惫时酒谠O(shè)置一臺高壓啟動/備用變壓器供兩臺機組共用，啟動備用電源從220kv母線引接。（3） 事故保安電源引接為了保證事故保安負荷的連續(xù)供電，應(yīng)將機爐pc、快速啟動的柴油發(fā)電機組電源和由蓄電池組逆變成的交流電源引接至事故保安段。這樣事故保安負荷在工作電源和備用電源都正常的情況下由機爐pc供電，在工作電源和備用電源消失時，最初由蓄電池組供電，待柴油發(fā)電機組起動后尤其供電。（4） 交流不停電電源（ups）引接 dl50002000火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定，當采用計算機監(jiān)控時，應(yīng)按機組設(shè)置交流不停

28、電電源。交流不停電電源宜采用靜態(tài)逆變裝置，不宜設(shè)備用。ups負荷主要有電子計算機、熱機監(jiān)測和自動裝置等，它要求機組啟停和運行的全部過程供電不間斷。本次設(shè)計正常運行時，不停電母線段由廠用工作pc供電和由蓄電池組通過的逆變裝置供電，可保證在全廠交流停電時不停電母線不需切換，在運行中逆變裝置發(fā)生故障時才需切換到旁路回路（保安電源pc），為了使交流側(cè)的斷電時間不大于5ms，采用電子開關(guān)構(gòu)成的靜態(tài)切換開關(guān)保證。采用靜態(tài)逆變裝置，可靠性高，故障檢修時間短，故不設(shè)備用電源靜態(tài)逆變裝置。2.1.3 6kv母線是否設(shè)公用段發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。300m

29、w級汽輪發(fā)電機組高壓廠用電系統(tǒng)常用的有兩種接線方案，如圖2-1所示。圖2-1（a）所示方案i，不設(shè)6kv公用母線段，將全廠公用負荷分別接在各機組a、b段母線上；而圖2-1（b）所示方案2，單獨設(shè)置二段公用負荷母線，集中供全廠公用負荷供電，該公用負荷母線段正常由啟動備用變壓器供電。 圖2-1（a）方案i不設(shè)6kv公用負荷母線 圖2-1（b）方案ii設(shè)置6kv公用負荷母線對兩種方案進行經(jīng)濟技術(shù)比較：（1） 從兩種接線方案看，當設(shè)置公用段時，將公用負荷與機組本身負荷分開，加強了機組的單元性，便于機組的檢修和停運，但公用段除增加電源進線外還需每段增加備用電源進線，廠用工作段上的備用電源轉(zhuǎn)接過多，因而顯

30、得接線復(fù)雜。不設(shè)置6kv公用段接線，廠用工作段備用電源通過6kv共相封閉母線接與啟動/備用變壓器，接線簡潔明快。若設(shè)置公用段其電源取自啟動/備用變，啟動/備用變常處于低負荷運行狀況，損耗較大。當公用段電源取自機組工作段時，公用負荷雖與機組負荷不在同一段上，但降低了機組的單元性，與不設(shè)公用段效果一樣。 （2）當設(shè)置6kv公用段時，公用段可布置在主廠房內(nèi)或主廠房外。若布置在主廠房外，由于公用負荷布置分散，使得電纜用量增加。若布置在主廠房內(nèi)，則會導(dǎo)致不設(shè)公用段時主廠房體積的增加（不設(shè)公用段有利于主廠房布置緊湊），而且設(shè)公用段還會增加高壓開關(guān)柜的數(shù)量。因此，經(jīng)綜合比較看，就本期而言，設(shè)公用段接線較為復(fù)

31、雜，啟動/備用變常處于低負荷運行狀況，損耗較大，布置較困難，在技術(shù)沒有太大的優(yōu)勢，在經(jīng)濟性上又不及不設(shè)公用段的情況，因而本期廠用電接線不設(shè)公用段。2.1.4 高壓廠用電接線本期工程高壓廠用電采用6kv中性點低電阻接地系統(tǒng)： 本期工程每臺機設(shè)置一臺高壓廠用工作變壓器，變壓器的高壓側(cè)電源由本機組引出線上支接，6kv側(cè)通過共箱母線引至每臺機組的兩段6kv工作母線上。兩臺機組設(shè)置一臺與工作廠高變同容量的啟動/備用變壓器，啟動/備用變壓器6kv側(cè)通過共箱母線引至每臺機組的兩段6kv工作母線上作為備用電源。高壓廠用電接線采用單母線接線，每臺機設(shè)廠用工作a、b段，兩套輔機分別接于廠用工作a、b段上。兩臺爐各

32、設(shè)一段輸煤脫硫高壓段（輸煤、脫硫部分的負荷電源由該部分引接），其余公用負荷分接在兩臺機組的6kv母線上。本期工程電廠廠用電率計算值為：熱電廠供熱廠用電率為12.89wh/gj 熱電廠發(fā)電廠用電率為6.96% 純凝工況廠用電率為9.08%2.1.5 低壓廠用電接線本工程低壓廠用電接線采用 380/220v 中性點直接接地系統(tǒng)，主廠房內(nèi)采用pc-mcc供電方式。容量75kw及以上的低壓電動機和200kva及以上的靜止負荷由pc供電，容量75kw以下的電動機及200kva以下的靜止負荷一般由mcc供電。為配合主廠房模塊化設(shè)計和減少動力與控制電纜長度，本工程對主廠房內(nèi)低壓廠用電接線及布置進行了如下考慮

33、：每臺機組低壓工作廠用電動力配電中心（pc）分別按汽機和鍋爐配置。即在汽機房和集控樓內(nèi)，分別設(shè)兩臺800kva汽機變和兩臺1600kva鍋爐變，兩臺汽機變和鍋爐變均為互為備用；在集控樓0米設(shè)置兩臺1600kva的公用變，互為備用；另外，在汽機房每臺機設(shè)一臺500kva照明變，每臺機照明段的電源進線上設(shè)置分級補償?shù)挠休d自動調(diào)壓器，使照明母線電壓自動調(diào)整在05%以內(nèi)；每臺機設(shè)四臺1600kva空冷變，三臺工作，一臺備用。本工程主廠房不設(shè)專用檢修變，只設(shè)檢修mcc，由主廠房公用段供電。本工程輔助車間廠用電系統(tǒng)采用380/220v三相四線制，動力與照明合并供電系統(tǒng)。按負荷分布情況采用分片集中供電。設(shè)置

34、情況如下：每臺機設(shè)一臺脫硫變壓器，容量為1600kva，向脫硫負荷供電。每臺機設(shè)三臺電除塵變壓器，容量為1600kva，兩臺變壓器工作，一臺備用，電除塵pc段向電除塵負荷及部分除灰負荷供電。在綜合辦公樓兩臺變壓器，容量為800kva，兩臺變壓器互為備用，該pc段向綜合辦公樓、食堂、綜合檢修樓等負荷供電。在化學(xué)水車間設(shè)兩臺變壓器，容量為1250kva，兩臺變壓器互為備用，該pc段向化學(xué)水車間、化驗樓等負荷供電。在綜合水泵房設(shè)兩臺變壓器，容量為1250kva，兩臺變壓器互為備用，該pc段向綜合水泵房、中水深處理、制氫站、燃油泵房、含煤廢水等負荷供電。輔機循環(huán)水泵房設(shè)兩臺變壓器，容量為1600kva

35、，兩臺變壓器互為備用，該pc段向輔機循環(huán)水泵房、工業(yè)廢水處理站、生活廢水處理站和綜合材料庫等負荷供電。在輸煤配電間設(shè)兩臺輸煤變壓器，容量為1600kva，兩臺變壓器互為備用，輸煤pc段向輸煤負荷、啟動鍋爐等負荷供電。電動機控制中心（mcc）根據(jù)負荷分散設(shè)置，成對的電動機分別由相應(yīng)的兩段pc供電。以上變壓器均為干變式。廠用電原則接線圖見f1891c-d-05圖。灰場管理站內(nèi)設(shè)有1臺500kva干式變壓器，備用水源地設(shè)有1臺500kva干式變壓器，其電源由廠外就地引接。2.1.6 對廠用負荷進行負荷分配將廠用負荷平均分配與四段母線上。廠用電負荷分配及廠用高壓變壓器的型號參數(shù)見下表2-1。 表2-1

36、 廠用電負荷分配表序號設(shè)備名稱設(shè)備數(shù)據(jù)額定容量kw/kva安裝數(shù)量臺/回工作數(shù)量臺/回換算系數(shù)k計算容量kva1磨煤機1400660.8511902送風機800440.856803吸風機3600440.8530604排粉風機630660.85535.55一次風機630440.85535.56電動給水泵580064158007主凝結(jié)水泵5606415608輔機循環(huán)水泵4004214009熱網(wǎng)循環(huán)水泵1600440.85136010疏水泵560320.85476111#脫硫5730.12115730.1122#脫硫5549.042115549.0413消防水泵355110014小計s115汽機變8

37、00421607.5316鍋爐變16004211211.617空冷變16008611496.9918電除塵變16006411312.19819低壓公用變16002111203.9620化學(xué)變1250211593.521循環(huán)水泵房變16002111224.822綜合水泵房變1250211715.123綜合辦公樓800210.8568024照明變500211321.925小計s22627分裂繞組負荷小計（kva）sjs=s1+s228高壓繞組負荷（kva）29所選變壓器容量（mva) 表2-1 廠用電負荷分配表（續(xù)表）序號1#機2#機1#機2#機6kv ia段6kv ib段6kv iia段6kv

38、iib段重復(fù)容量重復(fù)容量安裝數(shù)量臺/回工作容量kva安裝數(shù)量臺/回工作容量kva安裝數(shù)量臺/回工作容量kva安裝數(shù)量臺/回工作容量kvas3s3kvakva122380.011190.022380.011190.00.00.0216801680168016800.00.03130601306013060130600.00.041535.521071.01535.521071.00.00.051535.51535.51535.51535.50.00.0625800.025800.025800.025800.00.00.071560.021120.01560.021120.0560.0560.08

39、1400.01400.01400.01400.0400.0400.0911360.011360.011360.011360.00.00.01000.01476.01476.01476.00.00.01115730.115730.100.000.05730.10.01200.000.015549.0415549.040.05549.0413100.00.00.0141321041.11421422.61321336.01421241.5151607.531607.531607.531607.53607.53607.531611211.611211.611211.611211.61211.6121

40、1.61722994.022994.022994.022994.01497.01497.01822624.411312.222624.411312.21312.21312.21900.011203.9600.011203.96201593.500.01593.500.02100.011224.800.011224.8221715.100.01715.100.0231680.000.01680.000.0241321.900.01321.900.025109748.0378554.07109748.0378554.0726232123212730789.129976.731084.029795.

41、62849447.349742.32950000/31500-3150050000/31500-315002.1.7 高壓廠用變壓器和啟動/備用變壓器容量選擇本期高壓廠用工作變壓器容量為50/31.5-31.5mva，采用三相油浸銅線圈分裂繞組無激磁調(diào)壓變壓器，其高壓電源由發(fā)電機出口引接，阻抗為16.5%，變壓器調(diào)壓范圍。啟動/備用變壓器容量為，采用三相油浸銅線圈分裂繞組有載調(diào)壓變壓器，其高壓電源由廠內(nèi)220kv母線引接，阻抗為20%，變壓器調(diào)壓范圍為。高壓廠用變壓器負荷統(tǒng)計及高壓變壓器容量選擇見見表2-1，本期工程脫硫部分按濕法脫硫裝置考慮。廠用電系統(tǒng)接線見附圖22.2 電動機自啟動校驗當發(fā)

42、電廠廠用母線電壓下降或廠用工作電源斷開使廠用母線失去電壓時，廠用電系統(tǒng)中運行電動機的轉(zhuǎn)速就會下降，甚至停止運行。若經(jīng)過短時間后，故障切除或備用電源自動投入，廠用母線電壓將會逐漸恢復(fù)，此時，在母線電壓下降或失壓后未與電源斷開的電動機的轉(zhuǎn)速將會自動上升，恢復(fù)正常運行，這一過程稱為電動機的自啟動。由于參加自啟動的電動機很多，啟動電流很大，將會在廠用變壓器上產(chǎn)生很大的阻抗壓降，母線電壓因此恢復(fù)很慢，甚至不能恢復(fù)到正常值，使參加自啟動的電動機繞組發(fā)熱，危及電動機和廠用電系統(tǒng)的安全。為此，應(yīng)進行電動機的自啟動電壓校驗。電動機自啟動時，廠用母線電壓最低限值與電動機的型式和機械轉(zhuǎn)矩特性有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗，對高溫高

43、壓發(fā)電廠廠用母線電壓要求為：(1) 電動機容量在2000kw以上，正常電臺啟動時，廠用母線電壓最低允許值為額定電壓的80%。(2) 成組電動機自啟動時，為了保證i類電動機的自啟動，要求自啟動時廠用母線電壓不低于表2-2中所列值。 表2-2自啟動要求最低廠用母線電壓名稱類型自啟動電壓（%）高壓廠用母線高溫高壓電廠6070低壓廠用母線低壓母線單獨自啟動60低壓母線與高壓母線串聯(lián)自啟動55注：失壓或空載自啟動取上限，帶負荷自啟動取下限。檢驗自啟動條件：(1) 工作和啟動備用變壓器應(yīng)校驗帶正常負荷情況下，最大一臺電動機的自啟動。(2) 廠用工作電源失壓時自啟動是否滿足要求。(3) 啟動備用電源應(yīng)考慮空

44、載、失壓和已帶部分負荷自啟動三種方式。1） 空載自啟動是指備用電源由備用狀態(tài)自動投入失去電源的工作母線段形成的自啟動。2） 失壓自啟動是指工作或備用電源已帶有廠用母線段，運行中突然出現(xiàn)低電壓，當事故消除后電壓恢復(fù)形成的自啟動。3） 帶負荷自啟動是指備用電源已帶有部分負荷，又自動投入失去電源工作段形成的自啟動。4） 對于低壓廠用變壓器，一般尚需按高、低壓廠用母線串聯(lián)自啟動校驗。對本次設(shè)計廠用6kv母線電壓校驗：根據(jù)負荷分配情況，對各個校驗條件分別按其最為嚴重的情況進行校驗，校驗的計算過程見附錄三，計算結(jié)果見下表2-3：從下表可以看出，電動機成組自啟動和電動機正常啟動時，廠用母線電壓均能滿足要求。

45、 表2-3：電壓水平校驗結(jié)果表校驗項目計算值要求值183.6%80%284.2%80%390.7%80%490.7%80%577.7%70%674.7%70%777.2%70%869.1%65%注：1.為由高廠變對6kv iia段負荷供電，且當滿載給水泵正常啟動時2. 為由啟備變對6kv iia段負荷供電，且當滿載給水泵正常啟動時3. 為由高廠變對6kv iia段負荷供電，且當空載給水泵正常啟動時4. 為由啟備變對6kv iia段負荷供電，且當空載給水泵正常啟動時5.為由高廠變對6kv iia段負荷供電，且母線失壓全部負荷參加自啟動時6.為由啟備變對6kv iia段負荷供電，且母線失壓全部i類

46、負荷參加自啟動時7.為啟備變空載，自投6kv iia段負荷時8.為由啟備變對6kv iia段負荷供電，且當滿載又自投6kv ia段時2.3 電壓調(diào)整計算2.3.1一般要求1. 在正常電壓偏移和廠（所）用負荷波動的情況下，廠（所）用電各級母線的電壓偏移應(yīng)不超過額定電壓的；當僅接有電動機時，則可不超過和。2. 電源電壓的波動范圍應(yīng)根據(jù)各電廠的具體情況確定，發(fā)電機出口電壓的波動范圍，一般可按考慮，當出口引接的高壓廠用工作變壓器阻抗電壓（對分裂變壓器系以低壓繞組額定容量為基準的半穿越阻抗電壓）不大于時，可采用普通變壓器，但應(yīng)符合下列要求：(1)為適應(yīng)近、遠期電源電壓的正常波動，分接開關(guān)的調(diào)壓范圍應(yīng)?。?/p>

47、從正分接到負分接）；(2)分接開關(guān)的級電壓應(yīng)盡量采用；(3)額定分接位置宜在調(diào)壓范圍的中間。對有進相運行要求的大容量發(fā)電機，其廠用電壓的變化及廠用變壓器阻抗選擇應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定；3. 當高壓廠用備用變壓器的阻抗電壓大于時，或引接地點的電壓波動（備用變壓器引接地點的電壓波動，應(yīng)計及全廠停電時負荷潮流變化引起電壓下降）超過時，宜采用有載調(diào)壓變壓器，其分接開關(guān)的參數(shù)宜按下列要求確定：(1)調(diào)壓范圍盡量采用（從正分接到負分接）；(2)調(diào)壓裝置級電壓不宜過大，對220kv級變壓器一般采用，發(fā)電機電壓級的變壓器最大不超過；(3)額定分接位置宜在調(diào)壓范圍的中間。2.3.2分接位置及調(diào)壓開關(guān)的選擇 選

48、擇原則 (1)按電源電壓最高、負荷最小、母線電壓不超過允許值，選擇最高分接位置； （2）按電源電壓最低、負荷最大、母線電壓不低于允許值，選擇最低分接位置； （3）根據(jù)最高、最低分接頭位置及制造廠產(chǎn)品選定調(diào)壓開關(guān)。高壓廠用啟動/備用變壓器分接位置及調(diào)壓開關(guān)的選擇:1.原始數(shù)據(jù)高壓廠用啟動/備用變壓器高壓側(cè)額定容量：sb=5000kva，低壓側(cè)額定容量：s2b=31500kva；分裂變壓器單側(cè)銅耗： pr12=165kw分裂變壓器以sb為基準半穿越點抗： uk1-2=18.5%電源電壓最低值： ugd198kv電壓源電壓最高值： ugg242kv分裂變壓器高壓側(cè)額定電壓： u1e =220 kv分

49、裂變壓器低壓側(cè)額定電壓： u2e =6.3kv分裂變壓器分支計算負荷： smax31084kw，smin=0kw負荷功率因數(shù)： cos=0.8，sin0.6母線負荷電壓： 6kv2. 數(shù)據(jù)計算變壓器中壓繞組額定電壓標幺值： 電源電壓標幺值： 最低值： 最高值：變壓器電抗標值：變壓器電阻標幺值 ： 變壓器負荷壓降阻抗標幺值： 廠用負荷標幺值：最大值：； 最小值： 3. 選擇分接頭位置及調(diào)壓開關(guān)（1）選最高分接位置 按電源電壓最高，負荷最小，母線電壓為最高允許值選最高分接位置。取ugg*=1.1，s*=0，um*=1.05，u%=1.25%n取整數(shù)-7。（2）選用變壓器調(diào)壓開關(guān) 選用調(diào)壓范圍為20%的調(diào)壓開關(guān)，其分接頭為：，（3）確定額定電壓分接頭位置 按電源電壓為220kv，負荷最大，母線為額定電壓時的正常分接位置.取ugd*=1，um*=1 n取整數(shù)-2。 4. 計算母線電壓偏移（1）計算母線電壓最高值 按電源電壓最高，分接