畢業(yè)論文設(shè)計(jì)40論文414×200MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4× 200MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)系部機(jī)械電氣學(xué)部專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)09電氣工程2班學(xué)號(hào)學(xué)生姓名李淑君指導(dǎo)教師方炯權(quán)2013年6 月摘要本設(shè)計(jì)主要 4×200MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)包括電氣主接線設(shè)計(jì)；發(fā)電機(jī)與變壓器的連接形式選擇；發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)；主變壓器、啟動(dòng)備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇；220kV 高壓配電裝置配置原則；短路電流計(jì)算和部分高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；發(fā)電機(jī)與變壓器保護(hù)配置， 按照設(shè)計(jì)規(guī)范與規(guī)定完成上述設(shè)計(jì)工作。關(guān)鍵詞：發(fā)電

2、廠；電氣一次部分；短路計(jì)算；電氣設(shè)備選擇AbstractThis design takes Electrical design of 4 ×200MWpower plant, including the mainelectrical wiring design; choice of generators andtransformers connecting form;auxiliary-partdesign; choice of main transformer, start back-up transformers and ,number andtype; configuratio

3、n rules of 220kVdevice; short-circuit currentcalculation and and validation; generator and transformer protection configuration, in accordance with design specifications and requirements to complete the design work. Keywords: power plant; electrical first part; short-circuit calculation; selection o

4、f electrical equipmentsKeywords：power plant; electrical first part; short-circuit calculation; selection of electrical equipments目錄1 緒論.11.1概述 .11.2畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 .11.2.1電力系統(tǒng)情況 .11.2.2待設(shè)計(jì)火力發(fā)電情況 .21.2.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 .22 發(fā)電廠電氣主接線 .52.1概述 .52.2電氣主接線的確定與驗(yàn)證 .52.2.1電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 .52.2.1電氣主接線的初步方案 .62.3.1有關(guān)設(shè)計(jì)原則 .82.3.2本廠發(fā)電機(jī)

5、與變壓器之間的連接 .93 發(fā)電廠用電設(shè)計(jì) .123.1廠用電設(shè)計(jì)的要求 .123.1.1廠用負(fù)荷分類 .123.1.2基本要求 .123.2.2本廠廠用電主接線設(shè)計(jì)說(shuō)明 .144 短路計(jì)算 .184.1短路計(jì)算的目的 .184.2短路計(jì)算的一般規(guī)定 .184.1.1短路計(jì)算的一般規(guī)定 .184.1.2系統(tǒng)簡(jiǎn)化 .194.1.3本廠等值電路圖中短路點(diǎn)的選取 .225 部分電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) .325.1電氣設(shè)備選擇的一般原則 .325.1.1選擇電氣一次設(shè)備遵循的條件 .325.1.2按正常工作條件選擇 .325.1.3按短路條件進(jìn)行校驗(yàn) .345.2220kv 電氣設(shè)備選擇與驗(yàn)算 .365

6、.2.1設(shè)備及導(dǎo)體選擇所需數(shù)據(jù) .365.2.2設(shè)備選擇 .375.28、9 號(hào)發(fā)電機(jī)出口設(shè)備選擇 . .415.3避雷器的選擇 .416 繼電保護(hù)裝置 .436 程序設(shè)計(jì) .436.1發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置 .436.2電力變壓器的機(jī)電保護(hù)裝置 .44結(jié) 論.47參 考 文 獻(xiàn) .48致 謝 . .491 緒論1.1 概述由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置 （主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)， 也無(wú)法大量?jī)?chǔ)存，

7、 電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。 據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)， 以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸送過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、 調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面。 絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。目前工業(yè)用

8、電量已占全部用電量的 5070%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無(wú)污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容電力系統(tǒng)情況待設(shè)計(jì)火電廠所在電力系統(tǒng)詳細(xì)情況，見圖1-1 ：160KM140KM70KM90KM80KM110KM待設(shè)計(jì)發(fā)電廠（ 1）火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)： 3×QFS-300-2。裝機(jī)容量 900MW， 3 臺(tái)機(jī)組。其中：QFS-300-2:300MW， 2

9、 極。 cos=0.83 ， Xd=16.7%變壓器： 3× SFPL-360220，3 臺(tái)， 360MVA，220kV， Uk%=14.6（ 2）水力發(fā)電廠水輪發(fā)電機(jī)： TSS1264160-48，300MW， cos=0.875 ， X d=28%變壓器： 4× SFPL-360220，4 臺(tái)， 360MVA，220kV， Uk%=14.61.2.2 待設(shè)計(jì)火力發(fā)電情況該電廠機(jī)組總?cè)萘繛?×200MW，生產(chǎn)的電力除廠用電外，全部通過(guò)4 回 220kV輸電線路輸送到電力系統(tǒng)中。該廠為大型煤礦區(qū)內(nèi)的坑口發(fā)電廠，所用燃料由煤礦直接供給。廠區(qū)地勢(shì)平坦，地質(zhì)條件較好，屬

10、于五級(jí)地震區(qū)，有公路、鐵路通往礦區(qū)，交通方便。廠址附近有河流通過(guò)，并有水庫(kù)，水源充足。凍土層厚 1m，覆冰厚度 7mm，最大風(fēng)速 25ms，年平均溫度 5，最高溫度 35，最低溫度 -35 。多年平均降水量400mm，年最大降水量 760mm，最小降水量 300mm，多年平均蒸發(fā)量為 1510mm，積雪深180mm。主導(dǎo)風(fēng)向全年為東南風(fēng)，冬季為西北風(fēng)，夏季為偏南風(fēng)。設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)（2）發(fā)電廠廠用電接線設(shè)計(jì)（3） 220kV 配電裝置的設(shè)計(jì)（4）短路電流計(jì)算和電氣設(shè)備選擇（5） 200MW機(jī)組繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)基本步驟：（ 1）主接線的設(shè)計(jì)發(fā)電廠的主接線是保證電網(wǎng)的

11、安全可靠、 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵， 是電氣設(shè)備布置、 選擇、自動(dòng)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是： 應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用， 首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。（ 2）主變壓器、發(fā)電機(jī) - 變壓器連接形式的選擇發(fā)電廠 200MW及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)的主變壓器應(yīng)滿足 DL5000 2000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定： “變壓器容量可按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)

12、容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過(guò)650C 的條件進(jìn)行選擇”。（ 3）短路電流的計(jì)算短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。短路電流計(jì)算是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要計(jì)算項(xiàng)目，它涉及接線方式及設(shè)備選擇。工程要求系統(tǒng)調(diào)度或系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門提供接入本電廠和變電所的各級(jí)電壓的綜合阻抗值，由電氣專業(yè)負(fù)責(zé)計(jì)算。進(jìn)行短路計(jì)算的目的是為了減低短路的危害和縮小故障的影響范圍。三相短路是危害最嚴(yán)重的短路形式，因此，三相短路電流是選擇和校驗(yàn)電器和導(dǎo)體的基本依據(jù)。（ 4）電氣設(shè)備的選擇選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷

13、器等，選用設(shè)備的型號(hào)。正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了事導(dǎo)體和電器無(wú)論在正常情況或故障情況下，均能安全、經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)行。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況、在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采取新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。（ 5）主變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)繼電保護(hù)是保證系統(tǒng)安全和設(shè)備可靠運(yùn)行的關(guān)鍵裝置之一。當(dāng)電力系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠快速的切出故障，保證系統(tǒng)和設(shè)備的安全發(fā)供電，并能保證其他設(shè)備的正常繼續(xù)運(yùn)行。為防止變壓器發(fā)生各類故障和不正常運(yùn)行造成的不應(yīng)有的損失以及保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，變壓器應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)。2 發(fā)電廠電氣主接線2.1 概述電氣主接線

14、也稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線，它是由電氣一次設(shè)備按電力生產(chǎn)的順序和功能要求連接而成的接受和分配電能的電路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)路的重要組成部分。其反映了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、斷路器和隔離開關(guān)等有關(guān)電氣設(shè)備的數(shù)量、各回路中電氣設(shè)備的連接關(guān)系及發(fā)電機(jī)、變壓器與輸電線路、負(fù)荷間及怎樣的方式連接，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、靈活性和安全性，直接影響發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備選擇，配電裝置的布置，保護(hù)與控制方式和檢修的安全與方便性。2.2 電氣主接線的確定與驗(yàn)證電氣主接線的設(shè)計(jì)原則電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度

15、的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。（ 1）可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個(gè)要求。衡量主接線運(yùn)行可靠性的標(biāo)志是： 斷路器檢修時(shí)，是否影響供電。 線路、斷路器、母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。 發(fā)電廠全部停運(yùn)的可能性。 對(duì)大機(jī)組超高壓情況下的電氣主接線，應(yīng)滿足可靠性準(zhǔn)則的要求。（ 2）靈活性 調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便：應(yīng)能靈活地投入某些機(jī)組、變壓器或線路，

16、調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 檢修安全：應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶的供電。（ 3）經(jīng)濟(jì)性 投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，控制、保護(hù)方式不過(guò)于復(fù)雜，適當(dāng)限制斷路器電流。 占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件。 電能損耗少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。電氣主接線的初步方案（ 1） 主接線基本評(píng)價(jià)1）方案 I ：雙母線接線接線圖見圖 2-1，雙母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)如下：供電可靠，表現(xiàn)為：檢修任一母線時(shí)， 可以利用母聯(lián)把該母線上的全部回路倒換到另一組母

17、線上， 不會(huì)中斷供電。這是在進(jìn)、出線帶負(fù)荷情況下倒換操作，俗稱“熱倒” ，對(duì)各回路的母線隔離開關(guān)是“先合后拉” 。檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需停該回路及與該隔離開關(guān)相連的母線。任一母線故障時(shí)， 可將所有連與該母線上的線路和電源倒換到正常母線上，使裝置迅速恢復(fù)工作。這是在故障母線的進(jìn)、出線沒有符合的情況下倒換操作，俗稱“冷倒” ，對(duì)各回路的母線隔離開關(guān)是“先拉后合” ，否則故障會(huì)轉(zhuǎn)移到正常母線上。運(yùn)行方式靈活， 可以采用兩組母線并列運(yùn)行方式、 兩組母線分裂運(yùn)行方式、一組母線工作，另一組母線備用的運(yùn)行方式等。擴(kuò)建方便，可向母線的任一端擴(kuò)建?？梢酝瓿梢恍┨厥夤δ堋＠?，必要時(shí)，可利用母聯(lián)斷路器

18、與系統(tǒng)并列或解列；當(dāng)某個(gè)回路需要獨(dú)立工作或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)， 可將該回路接到一組母線上進(jìn)行； 當(dāng)線路需要利用短路方式融冰時(shí)，可騰出一組母線作為融冰母線，不致影響其他回路等。缺點(diǎn)：變更運(yùn)行方式時(shí)， 都是用各回路母線側(cè)的隔離開關(guān)進(jìn)行道閘操作，操作步驟較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作。檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電。任一母線故障時(shí)仍會(huì)短時(shí)停電，且影響范圍較大。由于增加了大量母線隔離開關(guān)和母線長(zhǎng)度，雙母線的配電裝置結(jié)構(gòu)較單母線而言復(fù)雜，占地面積大，投資大。綜上，雙母線接線廣泛用于對(duì)可靠性要求較高，出現(xiàn)回路數(shù)較多的6220KV 配電裝置中。備用出線I出線II出線III出線IV220KV母線#2高壓?jiǎn)?dòng)

19、備用變#1高壓?jiǎn)?dòng)備用變#8發(fā)電機(jī)#9發(fā)電機(jī)#10發(fā)電機(jī)#11發(fā)電機(jī)#8高廠變#9高廠變#10高廠變#11高廠變圖 2-1方案一雙母線接線圖 2-2方案一雙母線接線2）方案 II ：雙母線帶旁路母線接線雙母線帶旁路母線接線接線圖見圖 2-2，它是在雙母線接線基礎(chǔ)上，增設(shè)了一組旁路母線及專用旁路斷路器回路， 需要利用旁路母線不停電檢修斷路器的各回路， 均需裝設(shè)可接至旁路母線的旁路隔離開關(guān)。 各回路除通過(guò)斷路器與兩組匯流母線連接外， 還通過(guò)旁路隔離開關(guān)與旁路母線相連接。 雙母線帶旁母的接線進(jìn)一步提高雙母線接線的可靠性，據(jù)我國(guó)國(guó)情，規(guī)定當(dāng) 220kv 出線在 4 回及以上、 110kV 出線在 6

20、回及以上時(shí)候，宜采用有專用旁路斷路器的旁路母線接線。這種接線所用電氣設(shè)備數(shù)量較多，配電裝置也較為復(fù)雜，占地面積較大，經(jīng)濟(jì)性較差，但是被廣泛用于國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠。綜上介紹，雖然雙母線具有相當(dāng)?shù)目煽啃浴?靈活性，可是考慮到雙母線帶旁路母線的投資較雙母線接線要大許多， 多增加多了一條母線的投資成本，以及六臺(tái)斷路器。而雙母線接線也能滿足火電廠的運(yùn)行的要求， 而且經(jīng)濟(jì)性上前者亦優(yōu)， 故方案最終確定為方案 I ，雙母線接線。有關(guān)設(shè)計(jì)原則（1）技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，容量為 200MW 及以上的機(jī)組可采用發(fā)電機(jī)變壓器線路組的單元接線。（2）容量為 125MW 及以下的發(fā)電機(jī)與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，在發(fā)電機(jī)與變壓器

21、之間不宜裝設(shè)斷路器； 發(fā)電機(jī)與三繞組變壓器或自耦變壓器為單元連接時(shí)， 在發(fā)電機(jī)與變壓器之間宜裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)， 廠用分支線應(yīng)接在變壓器與該斷路器之間。 容量為 200MW 300MW 的發(fā)電機(jī)與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間不應(yīng)裝設(shè)斷路器、負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，容量為 600MW 機(jī)組的發(fā)電機(jī)出口可裝設(shè)斷路器或負(fù)荷開關(guān)， 此時(shí)，主變壓器或高壓廠用工作變壓器應(yīng)采用有載調(diào)壓方式。 當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)與一臺(tái)變壓器作擴(kuò)大單元連接或兩組發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器組作聯(lián)合單元連接時(shí)，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間應(yīng)裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。（3）容量為 200MW 及以上發(fā)電機(jī)的引

22、出線、廠用分支線以及電壓互感器與避雷器等回路的引下線應(yīng)采用全連式分相封閉母線。（4）發(fā)電機(jī)變壓器組的高壓側(cè)斷路器不宜接入旁路母線。本廠發(fā)電機(jī)與變壓器之間的連接發(fā)電機(jī)的選型汽輪發(fā)電機(jī)由汽輪機(jī)直接耦合傳動(dòng)。勵(lì)磁機(jī)是向汽輪發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁的設(shè)備。（1）冷卻方式采用的冷卻方式，定子繞組和轉(zhuǎn)子有空冷、水內(nèi)冷和氫冷等。在轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷系統(tǒng)中，又有軸向通風(fēng)等多種方式。（2）勵(lì)磁方式發(fā)電機(jī)容量在 100MW 以上的普遍采用同軸交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)靜止半導(dǎo)體整流勵(lì)磁方式。（3）選擇型號(hào)： QFQS-200-2型號(hào)含義： 2 2 極；200額定容量； Q氫內(nèi)冷； F發(fā)電機(jī)； Q汽輪機(jī)；S水內(nèi)冷（4） QFQS-200-2 型汽

23、輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù)發(fā)電機(jī)主要參數(shù)見表2-1：表 2-1 QFQS-200-2 型汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù)視在功率（ MV A）有功功率（ MW ）電壓（ V）電流（ A）功率因數(shù) cos2352001575086250.85本次設(shè)計(jì)題目為4× 200MW 的火力發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)。由于容量分別為4×200MW ， UN=10.5KV ，所以可以選取的發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)有四臺(tái)?？紤]到汽輪機(jī)的最大連續(xù)進(jìn)汽量工況出力系制造廠為補(bǔ)償制造偏差和汽輪機(jī)等老化所留的余度，也即汽輪機(jī)不宜在此工況下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，所以，發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)出力在功率因數(shù)和氫壓為額定值時(shí)與汽輪機(jī)的最大連續(xù)出力配合即可。變壓器的選

24、型發(fā)電廠 200MW 及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)的主變壓器應(yīng)滿足DL50002000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定： “變壓器容量可按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過(guò)650C的條件進(jìn)行選擇” 。根據(jù)接線方式，本廠選用四臺(tái)容量相等雙繞組變壓器，單機(jī)容量為200MW ，為了以后擴(kuò)建的可能和電壓等級(jí)的變動(dòng)，高低壓之間采用自耦變壓器為系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)變壓器，發(fā)電機(jī)與變壓器為單元接線時(shí)，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇。對(duì)于中、小型發(fā)電廠應(yīng)按下列原則選擇：（1）為節(jié)約投資及簡(jiǎn)化布置，主變壓器應(yīng)選用三相式。（2）為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電可靠，

25、接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。在計(jì)算通過(guò)主變壓器的總?cè)萘繒r(shí)， 至少應(yīng)考慮 5 年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要， 并要求：在發(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷為最小時(shí)， 能將剩余功率送入電力系統(tǒng)； 發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)， 能滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電需要； 因系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而需限制本廠出力時(shí)，亦應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電。（3）在發(fā)電廠有兩種升高電壓的情況下，當(dāng)機(jī)組容量為125MW 及以下時(shí)，從經(jīng)濟(jì)上考慮，一般采用三繞組變壓器，但每個(gè)繞組的通過(guò)功率應(yīng)達(dá)該變壓器容量的15% 以上。三繞組變壓器一般不超過(guò)兩臺(tái)。（4）在高、中系統(tǒng)均為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的情況下，可考慮采用自耦變壓器。當(dāng)經(jīng)常

26、由低、高壓側(cè)向中壓側(cè)送電或由低壓側(cè)向高、中壓側(cè)送電時(shí)， 不宜使用自耦變壓器。（5）對(duì)潮流方向不固定的變壓器，經(jīng)計(jì)算采用普通變壓器不能滿足調(diào)壓要求是，可采用有載調(diào)壓變壓器。所以選擇的型號(hào)為SFP9-240000 的三相自耦變壓器。根據(jù)主接線和設(shè)計(jì)要求，需用四臺(tái)型號(hào)為SFP9-240000220 的三相自耦主變壓器。其參數(shù)見表 2-2：型號(hào)變比容量 (KVA)短路電壓%繞組形式臺(tái)數(shù)相數(shù)SFP9-24000022015.7524000013%Ynd11四三備注變壓器中性點(diǎn)全部接地。表 2-2根據(jù)所選電氣主接線，本廠采用發(fā)電機(jī)-三相自耦變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)和變壓器容量配套。3 發(fā)電廠用電設(shè)計(jì)3.1

27、廠用電設(shè)計(jì)的要求廠用負(fù)荷分類按其負(fù)荷的重要性一般分為以下四類：事故保安負(fù)荷在事故停機(jī)過(guò)程中及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，仍應(yīng)保證供電， 否則可能引起主要設(shè)備損壞、重要的自動(dòng)裝置控制失靈或危及人身安全的負(fù)荷，稱為事故保安負(fù)荷。 根據(jù)對(duì)電源要求不同，又可分下列三種： 直流保安負(fù)荷。由蓄電池組供電，如發(fā)電機(jī)組的直流潤(rùn)滑油泵等。 直流不停電保安負(fù)荷。 一般由接于蓄電池組的逆變裝置供電， 如實(shí)時(shí)控制用電子計(jì)算機(jī)。 允許短時(shí)停電的交流保安負(fù)荷。 平時(shí)由交流廠用電供電， 失去廠用工作電源時(shí)，交流保安電源應(yīng)自動(dòng)投入，如 200MW及以上機(jī)組的盤車電動(dòng)機(jī)。類負(fù)荷短時(shí)（手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需時(shí)間）的停電可能影響人身或設(shè)備安

28、全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降的負(fù)荷。如給水泵、凝結(jié)水泵等。對(duì)類負(fù)荷，必須保證自起動(dòng)，并應(yīng)由有 2 個(gè)獨(dú)立電源的母線供電，當(dāng)一個(gè)電源失去后，另一個(gè)電源應(yīng)立即自動(dòng)投入。類負(fù)荷允許短時(shí)停電， 但停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)的負(fù)荷。如工業(yè)水泵、輸水泵等。對(duì)類負(fù)荷，應(yīng)由有 2 個(gè)獨(dú)立電源的母線供電，一般采用手動(dòng)切換。類負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間停電不會(huì)直接影響生產(chǎn)的負(fù)荷。 如中央修配廠、 實(shí)驗(yàn)室等的用電設(shè)備。對(duì)類負(fù)荷，一般由 1 個(gè)電源供電。基本要求（1） 對(duì)廠用電設(shè)計(jì)的要求廠用電設(shè)計(jì)應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的需要，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重的采用經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理

29、。（2）廠用電電壓對(duì)于火電廠當(dāng)容量在100MW 到 300MW 時(shí)，高壓廠用電一般采用6KV ，低壓廠用電采用 380220V 的三相四線制系統(tǒng)。（3）廠用母線接線方式高壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)采用單母線。鍋爐容量為 130 220TH 時(shí)，一般每爐由一段母線供電；容量為 400TH 及以上時(shí)，每爐由兩段母線供電，并將兩套輔機(jī)電動(dòng)機(jī)分接在兩段母線上，兩段母線可由同一臺(tái)廠用變壓器供電；容量為 65TH 時(shí)，兩臺(tái)鍋爐可合用一段母線。低壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)采用單母線接線。 當(dāng)鍋爐容量在 220TH 及以下，且接有機(jī)爐的類負(fù)荷時(shí)，一般按機(jī)爐對(duì)應(yīng)分段， 并用刀開關(guān)將母線分為兩個(gè)半段； 鍋爐容量在 400TH 及以上時(shí)，

30、每臺(tái)機(jī)爐一般由兩段母線供電。當(dāng)公用負(fù)荷較多、容量較大、采用集中供電方式合理時(shí)，可設(shè)立公用母線，但應(yīng)保證重要公用負(fù)荷的供電可靠性。（ 4）廠用工作電源高壓廠用工作電源一般采用下列引接方式： 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，由各段母線引接，供給接在該段母線上的機(jī)組的廠用負(fù)荷。 當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線時(shí)，由主變壓器低壓側(cè)引接，供給本機(jī)組的廠用負(fù)荷。發(fā)電機(jī)容量為 125MW 及以下時(shí)，一般在廠用分支線上裝設(shè)斷路器。若斷路器開斷容量不夠時(shí)，也可采用能滿足動(dòng)穩(wěn)定要求的負(fù)荷開關(guān)、 隔離開關(guān)或連接片等方式。大容量 200MW 發(fā)電機(jī)組，廠用分支采用分相封閉 母線，在該分支上不應(yīng)裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。通過(guò)

31、分裂繞組廠用高壓變壓器供 6KV 廠用的 A 段和 B 段。（5）廠用備用或起動(dòng)電源高壓廠用備用或起動(dòng)電源一般采用下列引接方式： 當(dāng)無(wú)發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由高壓母線中電源可靠的最低一級(jí)電壓引接，或由聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接， 并應(yīng)保證在發(fā)電廠全停的情況下，能從電力系統(tǒng)取得足夠的電源。 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由該母線引接1 個(gè)備用電源。當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路作為高壓廠用備用或起動(dòng)電源。（6）交流事故保安電源200MW 及以上發(fā)電機(jī)組應(yīng)設(shè)置交流事故保安電源，當(dāng)廠用工作和備用電源消失時(shí)，應(yīng)自動(dòng)投入，保證交流保安負(fù)荷的起動(dòng)，并對(duì)其持續(xù)供電。（7）于 200MW 機(jī)組，各機(jī)組的

32、廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的，一臺(tái)故障的停運(yùn)或輔機(jī)的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺(tái)機(jī)組的正常運(yùn)行，并能在短路時(shí)間內(nèi)恢復(fù)本機(jī)組的運(yùn)行。本廠廠用電主接線設(shè)計(jì)說(shuō)明本廠為 200MW 發(fā)電機(jī)組， 發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線，廠用電由主變壓器低壓側(cè)引接，供給本機(jī)組的廠用負(fù)荷。本廠為四臺(tái)發(fā)電機(jī)組，選擇四臺(tái)廠用電主變壓器，并且配備兩臺(tái)高壓?jiǎn)?dòng)備用變，8#備用變供 8#、9#發(fā)電機(jī)備用， 9#備用變供 10#、11#發(fā)電機(jī)備用。由 220KV 系統(tǒng)接入廠用，高壓廠用電壓采用6KV ，低壓廠用采用 380220V的三相四線制系統(tǒng)。廠用分支采用分相封閉母線，在該分支上不應(yīng)裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。通過(guò)分裂繞組廠用高壓變

33、壓器供6KV 廠用的 A 段和 B 段， 200MW 發(fā)電機(jī)組應(yīng)裝設(shè)交流事故保安電源。G8，G9 廠用電主接線圖 （見圖 3-1），6KV 廠用負(fù)荷分配及高壓廠用工作變壓器容量選擇統(tǒng)計(jì)表（見表3-1）。表 3-18#高壓廠用變壓器序號(hào)設(shè)備名稱額定容量6kV8A 段6kV8B 段重復(fù)容量（ kW ）臺(tái)臺(tái)（ kW ）容量（ kW ）容量（ kW ）數(shù)數(shù)1給水泵520015200152002凝結(jié)水泵400140014004003循環(huán)水泵160011600116001600以上合計(jì) P17200720020004送風(fēng)機(jī)140011400114005排粉機(jī)450290029006碎煤機(jī)355135513

34、557灰渣泵570157015708沖灰泵220122012209磨煤機(jī)800216002160010引風(fēng)機(jī)14007001140011400以上合計(jì) P2（ kW ）64456445S2=0.85P 2 （ kVA ）5478.255478.2511備勵(lì)馬達(dá)10001100012化學(xué)水變800180013除塵變10001100011000100014低壓廠變10001100011000100015輸煤變6301630163063016生活變12501125017鋼球變5001500150050018備用變125011250以上合計(jì) P3（ kVA）538051801.1（ S1+S2） +S

35、3 （ kVA）19326191265330高壓繞組負(fù)荷 S-Shr33122選擇分裂繞組變壓器（ kVA ）4000025000-250009#高壓廠用變壓器序號(hào)設(shè)備名稱額定容量（ kW ）6kV9A 段6kV9B 段重復(fù)容量臺(tái)數(shù)容量（ kW ）臺(tái)數(shù)容量（ kW ）（ kw ）1給水泵520015200152002凝結(jié)水泵400140014004003循環(huán)水泵160011600116001600以上合計(jì) P17200720020004送風(fēng)機(jī)140011400114005排粉機(jī)450290029006碎煤機(jī)3557灰渣泵570157015708沖灰泵22012209磨煤機(jī)80021600216

36、0010引風(fēng)機(jī)140070011400以上合計(jì)P2（ kW ）46905870S2 =0.85P2（ kVA）3986.54989.511備勵(lì)馬達(dá)100012化學(xué)水變800180013除塵變10001100014低壓廠變10001100011000100015輸煤變6301630163063016生活變125017鋼球變50018備用變1250以上合計(jì) P3（ kVA ）1630343016301.1（ S1+S2） +S3 （ kVA）1393516838.53830高壓繞組負(fù)荷 S-Shr26943.5選擇分裂繞組變壓器（ kVA ）4000025000-250004 短路計(jì)算4.1 短路

37、計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(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)算目的主要有以下幾個(gè)方面：（1）在選擇電氣主接線時(shí)， 為了比較各種方式接線方案， 或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。（2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值， 用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值； 計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。（3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)， 需按短路條件校

38、驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。（4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。4.2 短路計(jì)算的一般規(guī)定短路計(jì)算的一般規(guī)定（1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(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)容量計(jì)算， 并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510 年）。確定短路電流時(shí)，硬干可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按盡在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。（2）在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中， 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，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)償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器

39、回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)候短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)帶電抗器的 610kV 出線與廠用分支回路，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(jì)算短路硬選擇在電抗器前外， 其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。（4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路， 或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、 兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。系統(tǒng)簡(jiǎn)化待設(shè)計(jì)火電廠所在系統(tǒng)的系統(tǒng)圖如下圖4-1 所示：3*QFS-300-2SFPL-360/220SFPL-360/220TSS1264/160-48P=300MW3

40、60MVA 220kV30MW360MVA 220kV220kVL2 300kmcos=0.83Uk%=14.6Uk%=14.6Cos=0.875Xd=16.7%Xd=28%L4 150kmL5 200km已建成的火電廠已建成的水電廠待設(shè)計(jì)發(fā)電廠根據(jù)所給系統(tǒng)各元件參數(shù)，計(jì)算各元件等值阻抗后得到系統(tǒng)等值阻抗圖，如圖4-2所示。系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算（取SB100MVA ）：（1）已建成火電廠參數(shù)： PG=300MW ，cos=0.83， Xd=16.7% ，XG=Xd0.83 100300=0.462其主變 SFPL-360220， 360MVA，220kV ，Uk%=14.6，XT= Uk%Sb100SN=0.0406X1=(XG+X T)3=0.0289（2）已建成水電廠參數(shù)： TTSS1264160-48， 300MW ， cos=0.875， Xd=28% ，XG=0.0817其主變 SFPL-360220， 360MV