大唐林州2臺350MW機組新建工程電氣部分設(shè)計 畢業(yè)論文

長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGE1目錄TOC\o"1-2"\f\h\z\u1引言 12電氣主接線 22.1220kV電氣接線 22.2發(fā)電機引出線接線 42.3各電壓等級系統(tǒng)接地方式 42.4發(fā)電機與主變壓器的選擇 53廠用電接線、布置及設(shè)備選擇 53.1廠用電接線設(shè)計原則 53.2啟動/備用電源的選擇 73.3廠用配電裝置布置及設(shè)備選型 84短路電流計算 84.1短路點的確定 84.2各元件電抗值的計算 94.3各短路點短路電流的計算 105導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 195.1導(dǎo)體的選擇 195.2220KV設(shè)備選擇 205.3校驗 205.4避雷器選擇如下表 215.5高壓熔斷器 215.6中性點接地變壓器 226繼電保護與自動裝置 226.1過電壓保護 226.2接地裝置 226.3發(fā)電機變壓器組及起動/備用變壓器保護 236.4母線保護 256.5線路保護 267配電裝置設(shè)計 267.1發(fā)電機變壓器組差動保護配置方案 267.2其它元件的保護配置 267.3保護裝置的布置 267.4保護對CT，PT的要求 267.5自動裝置 277.6同期裝置 277.7廠用電快速切換裝置 277.8電纜構(gòu)筑物 278總結(jié) 29參考文獻 30致謝 31附錄 321引言林州市位于河南省西北部、太行山東麓，晉、冀、豫三省交界處，林州市區(qū)東距（徑距）安陽市48km，南距河南省省會鄭州市144km。電廠廠址位于林州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)（陵陽鎮(zhèn)）。本期工程為2×300MW級供熱機組，廠址在林州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，距林州市中心4km。本工程擬于2008年開工，2009年6月第一臺機組投產(chǎn)，2010年9月第二臺機組投產(chǎn)。大唐林州熱電廠2300MW超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)機組工程項目由中國大唐集團公司控股建設(shè)。擬建廠址位于河南省林州市開發(fā)區(qū)境內(nèi)南陵陽，新建2×300MW機組采用低氮燃燒（其中1＃機組加裝SCR脫硝裝置）、高效靜電除塵、石灰石－石膏濕法煙氣脫硫。燃用山西煤，采用公路運輸方式送至電廠。電廠水源為林州市污水處理廠中水，廢水堅持“清污分流，一水多用”的原則，工業(yè)廢水和生活污水分別排至工程的工業(yè)廢水處理站和生活污水處理站，處理后重復(fù)利用，正常工況下僅有少量冷卻塔排水外排經(jīng)濟開發(fā)區(qū)工業(yè)污水管網(wǎng)系統(tǒng)排至林州市污水處理廠，經(jīng)處理達到《污水綜合排放標準》二級標準后，重復(fù)回收利用?；以懊摿蚴嘁跃C合利用為主，綜合利用不暢時送至蜜蜂山灰場貯存。大唐林州2×300MW超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)機組工程為地方性公用電廠，它的建設(shè)主要是為了代替老廠小容量機組，貫徹“上大壓小”有關(guān)政策，以高參數(shù)、大容量、供熱機組代替原有小機組供熱。提高能源利用效率，節(jié)約能源減少污染物排放，改善城市環(huán)境、提高人民物質(zhì)文化生活水平。滿足林州市區(qū)工業(yè)及居民生活用熱的需求，并在供熱的同時兼顧發(fā)電。因此，本工程的建設(shè)十分必要。2電氣主接線2.1220kV電氣接線2.1.1確定電氣主接線，必須掌握如下資料：（1）電廠的性質(zhì)、建廠的目的、電廠的最終規(guī)模。（2）負荷資料。尤其是直接由電廠供電的負荷資料——包括負荷分布，負荷大小，符合性質(zhì)，負荷的重要性類別及負荷的發(fā)展情況等。（3）如是接入系統(tǒng)的電廠，還應(yīng)掌握系統(tǒng)資料。系統(tǒng)資料包括：1）本地區(qū)的現(xiàn)有電力系統(tǒng)接線圖機器地理位置接線圖，遠景規(guī)劃圖。2）本場接入系統(tǒng)的設(shè)計，即根據(jù)接入系統(tǒng)的接線對本場提出的要求——如出線電壓，出線回路數(shù)、線路長度、系統(tǒng)的接地方式等。3）系統(tǒng)阻抗資料，即歸算到本廠母線上的系統(tǒng)阻抗值。一般情況下，只要求有系統(tǒng)正序阻抗值，如果與系統(tǒng)連接的電壓系統(tǒng)為中性點直接接地系統(tǒng)，則還要求有系統(tǒng)負序及零序阻抗值。此外，系統(tǒng)阻抗資料與系統(tǒng)發(fā)展年限、運行方式有關(guān)，應(yīng)取得規(guī)定年限、最大運行方式及最下運行方式洗的各種阻抗值。4）本廠與系統(tǒng)逐年交換功率的數(shù)值。2.1.2對電氣主接線的要求（1）符合要求的供電可靠性和供電的電能質(zhì)量；（2）接線簡單、清晰、運行靈活、操作方便；（3）維護、檢修方便；（4）投資省，運行費用低；（5）有發(fā)展的可能性；（6）有多臺機組時，能分期建設(shè)及過渡方便。2.1.3主接線方案論證由于本工程接入系統(tǒng)的方案尚未審定，現(xiàn)根據(jù)本期工程2300MW的實際情況，接入系統(tǒng)按2回220kV出線規(guī)劃設(shè)計，在滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性、供電可靠性、運行靈活性和建設(shè)經(jīng)濟性諸方面的考慮，設(shè)計提出如下兩個方案進行分析論述。方案一：220kV出線2回，采用雙母線接線，廠內(nèi)設(shè)220kV配電裝置的接入方案。本期兩臺300MW機組均以發(fā)電機變壓器組單元接線接入電廠220kV配電裝置，220kV配電裝置采用雙母線接線，設(shè)置母聯(lián)斷路器。發(fā)電機與主變壓器之間采用全連式離相封閉母線連接，高壓廠用工作電源通過離相封閉母線從發(fā)電機主回路封母上“T”接。兩臺機組設(shè)一臺起動/備用變壓器（#01起動/備用變壓器），電源由本期220kV配電裝置引接。其電氣主接線詳見圖2.1.3（a）圖2.1.3（a）雙母線接線方案二：220kV出線2回，采用擴大橋型接線，適用于本期工程廠內(nèi)設(shè)配電裝置的接入系統(tǒng)方案。本期兩臺300MW機組均以發(fā)電機-變壓器組單元接線接入220kV系統(tǒng)。在電廠兩回220kV出線之間T接出起動／備用電源。發(fā)電機與主變壓器之間采用全連式離相封閉母線連接，高壓廠用工作電源通過離相封閉母線從發(fā)電機主回路封母上“T”接。兩臺機組設(shè)一臺起動/備用變壓器（#01起動/備用變壓器），電源兩回220kV出線之間T接。如圖2.1.3（b）圖2.1.3（b）擴大橋型接線方案比較：方案二的優(yōu)點是，一次設(shè)備投資節(jié)省，220kV配電裝置較方案一開關(guān)數(shù)量減少2組。廠內(nèi)不設(shè)置220kV母線、也不從廠外引接起動/備用電源，起備變既可由#1線路取得電源，又可由#2線路取得電源，任何一條線路故障（不考慮兩條線路同時故障的情況）雖然可能引起起備變高壓側(cè)斷路器的切換，但不至于導(dǎo)致起備變失去電源，安全可靠性較高。但是，方案二運行操作較方案一復(fù)雜，且不利于遠期改擴建。電氣主接線的方案確定依賴于電廠接入系統(tǒng)的審定結(jié)果，本階段220kV接線暫按方案一考慮。2.2發(fā)電機引出線接線在發(fā)電機變壓器單元接線中，發(fā)電機與主變壓器之間采用全連式離相封閉母線連接，不裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。高壓廠用工作電源通過離相封閉母線從發(fā)電機主回路封母上“T”接。2.3各電壓等級系統(tǒng)接地方式發(fā)電機中性點采用經(jīng)單相接地變壓器，二次側(cè)串接電阻的高阻接地方式。主變中性點采用經(jīng)隔離開關(guān)和保護間隙及避雷器的可選擇接地方式，起/備變高壓側(cè)中性點采用直接接地方式。2.4發(fā)電機與主變壓器的選擇發(fā)電機選擇發(fā)電機為水-氫-氫冷卻、靜態(tài)勵磁，主要參數(shù)為：額定容量：412MVA額定功率： 350MW額定功率因素：0.85（滯后）額定電壓：20kV額定頻率：50Hz額定轉(zhuǎn)速：3000r/min定子線圈接線方式：YY勵磁方式：靜態(tài)勵磁相數(shù)：3極數(shù)：2效率：99%主變壓器選擇型號：SFP-420000/220額定容量：420MVA連接組別：YN,d11；額定電壓：kV阻抗電壓：18%3廠用電接線、布置及設(shè)備選擇3.1廠用電接線設(shè)計原則（1）廠用電接線應(yīng)保證對廠用符合可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)（2）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（3）廠用電源的對應(yīng)供電性，本機、爐的廠用負荷由本機供電，這樣，當廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時只會影響一臺發(fā)電機組的運行，縮小了故障范圍，接線也簡單（4）設(shè)計時還應(yīng)適當注意其經(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，使廠用電接線具有可行性和先進性（5）在設(shè)計廠用電系統(tǒng)接線時，還應(yīng)對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進行分析和論證。3.1.16kV廠用電系統(tǒng)每臺機組設(shè)一臺無載分裂結(jié)構(gòu)，容量為50/31.5-31.5MVA的高壓廠用工作變壓器和兩段6kV工作段母線，作為每臺機組6kV廠用母線的工作電源，供電給本機組6kV機、爐廠用負荷，雙套輔機分接在不同母線段上。高壓廠變電源由發(fā)電機出口“T”接。兩臺機設(shè)一臺同容量、有載調(diào)壓分裂結(jié)構(gòu)起動/備用變壓器供電給機組正常起、停時的負荷，同時作為兩臺發(fā)電機組高壓廠用工作變的備用電源，起動/備用變壓器電源由本廠220kV母線引接。本工程設(shè)兩段6kV公用母線供電給機組的公用負荷，同名雙套輔機分接在兩段母線上。關(guān)于6kV公用段電源的引接方式提出如下兩個方案：方案一：由每臺機的6kV工作A段給6kV公用A段供電，每臺機的6kV工作B段給6kV公用B段供電，兩個公用段之間不設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。經(jīng)負荷統(tǒng)計，高廠變?nèi)萘繎?yīng)選用50/31.5-31.5MVA。此方案的特點是：a.正常運行時，單獨投運#1機或#2機都不需由外系統(tǒng)提供公用負荷電源；b.任一回電源進線故障仍能保證所有公用負荷的供電；c.由于每一段6kV公用段由不同機組的工作段引接電源，供電可靠性高，但接線較復(fù)雜。方案二：由#1機的6kV工作1B段給6kV公用A段供電，#2機的6kV工作2B段給6kV公用B段供電，兩個公用段之間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。經(jīng)負荷統(tǒng)計，高廠變?nèi)萘繎?yīng)選用50/31.5-31.5MVA此方案的特點是：a）正常運行時，單獨投運#1機或#2機都不需由外系統(tǒng)提供公用負荷電源，但此時電源進線故障時會影響公用負荷的供電；b）任一回電源進線故障仍能保證所有公用負荷的供電；c）供電可靠性較高，接線較簡單。兩個方案的經(jīng)濟比較詳見《廠用電接線設(shè)計優(yōu)化》，從技術(shù)上看，方案一可靠性高，但是接線較復(fù)雜，從經(jīng)濟上權(quán)衡，每套機組投資較方案二多；方案二接線較簡單，可靠性亦能滿足廠用電系統(tǒng)供電要求，投資較方案一要省。從供電可靠性等方面綜合考慮，本期工程6kV公用段電源引接仍推薦方案一。關(guān)于6kV廠用電系統(tǒng)接地方式，由于中性點經(jīng)電阻接地方式具有能限制間隙性電弧接地故障時的暫態(tài)過電壓、故障時能獲得快速選擇性繼電保護所需的足夠電流等優(yōu)點，因此推薦電阻接地方式。3.1.2380/220V廠用電系統(tǒng)380/220V廠用電系統(tǒng)，主廠房內(nèi)、外均采用動力中心和電動機控制中心的供電方式。①主廠房低壓廠用電推薦采用中性點直接接地、380/220V三相四線制、動力和照明檢修分開供電網(wǎng)絡(luò)。主廠房對應(yīng)每臺機組設(shè)2臺容量為1600kVA的低壓廠用工作變壓器和2段工作PC母線，構(gòu)成互為備用，供給本機組的低壓廠用工作負荷；兩臺機組設(shè)2臺容量為1600kVA的低壓廠用公用變壓器和2段公用PC母線,亦采用互為備用方式，供給主廠房和附近的低壓廠用公用負荷；每臺機設(shè)1臺630kVA，有載調(diào)壓照明變壓器及1段照明PC母線，作為主廠房正常照明電源，兩臺機組的照明電源互為備用；兩臺機組設(shè)1臺容量為500kVA的檢修變及1段檢修PC母線，供給主廠房檢修網(wǎng)絡(luò)電源。每臺機設(shè)一臺630kW應(yīng)急柴油發(fā)電機組和兩段保安PC段，作為機組交流事故保安電源，兼顧脫硫負荷的保安電源，正常時由每臺機工作PC供電，故障時由柴油發(fā)電機供電。②主廠房外輔助車間低壓廠用電系統(tǒng)，采用動力和照明檢修合并的380/220V中性點直接接地供電網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)工藝專業(yè)提供負荷及輔助車間布置情況，采用就近供電的原則，分設(shè)以下動力中心：每臺爐設(shè)有2臺1600kVA除塵變和2段母線，分別給每臺爐2臺除塵器負荷供電。循環(huán)水泵房設(shè)2臺1250kVA水工變和兩段母線，供電給凈水站、點火油泵房、啟動鍋爐房及附近負荷。輸煤系統(tǒng)設(shè)2臺1600kVA輸煤變和兩段母線，供電給輸煤系統(tǒng)及附近負荷。設(shè)2臺1600kVA鍋爐補給水變和兩段母線，供電給鍋爐補給水車間、制氫站和廠前區(qū)附屬建筑物的負荷。除灰配電間設(shè)2臺1250kVA除灰變和兩段母線，供電給除灰的負荷。補給水泵房離廠區(qū)約23km。就近引接可靠的10kV電源。灰場設(shè)1臺500kVA變壓器，供電給380/220V負荷。3.2啟動/備用電源的選擇300MW機組的高壓廠用啟動/備用變壓器，主要作為機組起動或停機的電源，且以啟動電源兼作事故備用電源，統(tǒng)稱啟動/備用電源[1]。備用電源的引接應(yīng)保證其獨立性并有足夠的供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)取得廠用電源。結(jié)合本廠實際情況，從220kV雙母線上引接，作為高壓啟動/備用電源。參照火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程[2]可知：高壓廠用備用電源應(yīng)滿足當高壓廠用起動變壓器檢修時，不影響機組起停。對300MW的機組，高壓廠用備用電源應(yīng)按照每2個工作變壓器，設(shè)置1個備用變壓器。根據(jù)本廠實際，一期工程2臺300MW機組設(shè)置1個備用電源從220kV母線上引接，仍然從220kV母線上引接，運行在220kV母線上。3.3廠用配電裝置布置及設(shè)備選型3.3.1廠用配電裝置布置主廠房6kV工作段配電裝置布置在汽機房8.5m層的機組固定端，在其下方6.3~8.5米層之間設(shè)有電纜夾層；6kV公用段配電裝置布置在#1機固定端8.5m層[4]。主廠房380/220V工作PC、照明PC、公用PC、保安PC及檢修PC布置在兩機之間集控樓的6.3m層。電除塵變壓器及其配電裝置設(shè)在電除塵配電間內(nèi)。廠區(qū)其它車間的變壓器及相關(guān)配電裝置分別布置在各自車間內(nèi)。3.3.2廠用電設(shè)備選型6kV開關(guān)柜選用中置式鎧裝真空斷路器和F-C回路柜組合方式。低壓廠用變壓器均選用干式變壓器。主廠房內(nèi)外380V動力中心（PC）和電動機控制中心（MCC）均選用抽屜式開關(guān)柜。4短路電流計算4.1短路點的確定根據(jù)所確定的系統(tǒng)做出系統(tǒng)計算圖如圖4.1圖4.1系統(tǒng)計算圖根據(jù)系統(tǒng)圖特征選取以下四點作為短路電流計算點d1點：220kV母線短路；d2點：G4發(fā)電機出口處短路；d3點：G4高壓廠用變壓器低壓側(cè)短路d4點：廠用備用變壓器低壓側(cè)短路4.2各元件電抗值的計算由圖系統(tǒng)計算電路圖，做出短路計算等值電抗圖圖4.2等值電抗圖取基準容量S=100MVA，基準電壓U取各級的平均電壓。元件電抗標幺值如下：4.3各短路點短路電流的計算4.3.1d1點短路（220kV母線短路）等值電路圖化簡求得d1點短路轉(zhuǎn)移電抗圖圖4.3.1d1點轉(zhuǎn)移電抗圖計算電抗（1）系統(tǒng)提供的短路電流由于系統(tǒng)提供的短路電流時恒定的，故（kA）（kA）（2）發(fā)電機提供的短路電流查短路電流運算曲線，查得相應(yīng)的0s、2s、4s時刻的電流標幺值并計算有名值。有名值為：（kA）有名值為：（kA）有名值為：（kA）（kA）d1點短路計算結(jié)果如下I"=G1+G2+SI0=49.237I2=47.707I4=47.871A4.3.2d2點短路(G4發(fā)電機出口處短路)由計算電路圖做出d2點短路等值電抗圖如圖4.3.2（a）圖4.3.2（a）d2點等值電抗圖化簡電路求得d2點短路轉(zhuǎn)移電抗圖如圖4.3.2（b）圖4.3.2（b）d2點短路轉(zhuǎn)移電抗圖d2點短路時各電源點都單獨計算對XC,X3,X5，進行Y-△變換計算電抗（1）系統(tǒng)提供的短路電流由于系統(tǒng)提供的短路電流時恒定的，故（kA）（kA）（2）發(fā)電機提供的短路電流查短路電流運算曲線，查得相應(yīng)的0s、2s、4s時刻的電流標幺值并計算有名值如表4.3.2表4.3.2電流標幺值Xjs1Xjs350s5.4320.3012s2.6070.3024s2.4620.302有名值0s時2S時4S時4.3.3d3點短路(G1發(fā)電機高壓廠用變壓器低壓側(cè)短路)由計算電路圖做出d3點短路等值電抗圖如圖4.3.3（a）圖4.3.3（a）d3點短路等值電抗圖星角變換以后的系統(tǒng)阻抗圖如下圖4.3.3（b）圖4.3.3（b）系統(tǒng)阻抗圖

再進行星網(wǎng)變換后如圖4.3.3（c）圖4.3.3（c）系統(tǒng)阻抗圖計算電抗系統(tǒng)查短路電流運算曲線，查得相應(yīng)的0s、2s、4s時刻的電流標幺值并計算有名值如表4.3.3表4.3.3電流標幺值XjsDXjsB0s0.3160.0192s0.3160.0194s0.3160.019(1)系統(tǒng)提供的短路電流(2)發(fā)電機提供的短路電流0s時2S時4S時(3)電動機反饋電流4.3.4d4點短路（廠用備用變壓器低壓側(cè)短路）由計算電路圖做出d4點短路等值電路圖如圖4.3.4（a）圖4.3.4（a）d4點短路等值電路圖星網(wǎng)變換后如圖4.3.4（b）圖4.3.4（b）星網(wǎng)變換后電路圖計算電抗(1)系統(tǒng)提供的短路電流(2)發(fā)電機提供的短路電流0s時2S時和4S時與0S時相同(3)電動機反饋電流5導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對他們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。根據(jù)設(shè)計規(guī)程[7]，對于電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇設(shè)計的規(guī)定簡述如下：（1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要（2）應(yīng)按照當?shù)丨h(huán)境條件校驗（3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理（4）選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種（5）擴建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號一致（6）選用的新產(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5.1導(dǎo)體的選擇1220kV母線導(dǎo)體選擇由于本工程廠址的地震基本烈度為6度，220kV母線推薦采用支持式鋁合金管型母線，按其載流量（考慮后續(xù)機組，留有裕量），同時滿足撓度和電暈截面的要求，需選用φ170/156管母；2關(guān)于進出線回路和跨線導(dǎo)體選擇220kV主變進線回路選用2LGJ-500/35；220kV出線回路選用2LGJ-630/25，其允許載流量為1950A。3發(fā)電機出線及高壓廠用分支回路導(dǎo)體選擇發(fā)電機出線及高壓廠用分支回路導(dǎo)體均采用全連式離相封閉母線，以杜絕短路故障發(fā)生，屏蔽大電流對鄰近鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電磁效應(yīng)。為保證離相封閉母線運行的可靠性，防止外界潮氣侵入封母殼內(nèi)造成凝露，裝設(shè)微正壓裝置或加熱裝置。其主要參數(shù)如下:①主回路離相封閉母線：額定電壓：20kV;額定電流：15000A；母線規(guī)格：φ500×12；外殼規(guī)格：φ1050×8②廠用分支、PT、勵磁變回路離相封閉母線：額定電壓：20kV;額定電流：1600A；母線規(guī)格：φ150×10；外殼規(guī)格：φ700×5③高廠變及起動/備用變低壓側(cè)采用三相共箱封閉母線與6kV廠用工作母線連接，其主要參數(shù)如下:額定電壓：10kV；額定電流：3150A；外殼規(guī)格：850×5605.2220KV設(shè)備選擇GIS的優(yōu)點是：運行可靠性高；設(shè)備適應(yīng)性強，不受外界環(huán)境影響，可用于重污穢地區(qū)、高海拔地區(qū)、高烈度地震地區(qū)等；占地面積?。辉O(shè)備檢修周期長，維護工作量小；現(xiàn)場安裝周期短,安裝調(diào)試方便。但設(shè)備價格較高。根據(jù)現(xiàn)場實際情況本設(shè)計采用戶內(nèi)GIS方案①SF6斷路器選用瓷柱式，額定電流為3150A，額定開斷電流50kA；②隔離開關(guān)為水平伸縮式和垂直開啟式兩種型式，額定電流為2500A，動穩(wěn)定水平125kA；③電流互感器選用SF6型，熱穩(wěn)定水平50kA，動穩(wěn)定水平125kA，出線回路變比為2x1250/1A，5P40/5P40/0.2s/0.5/5P40/5P40；5.3校驗1斷路器校驗最大持續(xù)工作電流：<3150A額定開斷電流50kA>49.237KA2隔離開關(guān)校驗額定電流2500A>1653.37A動穩(wěn)定水平125KA>15.98KA3電流互感器校驗動穩(wěn)定水平125KA>15.98KA電壓互感器選擇如下表表5.3電壓互感器參數(shù)位置型號初級繞組次級繞組剩余電壓繞組220kV220/0.1/、0.1/0.1發(fā)電機出口JDZX1-2020/0.1/0.1/3廠用變低壓側(cè)JDZJ-66/0.1/0.1/35.4避雷器選擇如下表表5.4避雷器參數(shù)安裝位置型號220kV母線及主變和備用變高壓側(cè)Y10W1-208/532W發(fā)電機出口Y5W-25.4/56.2主變中性點Y1.5W-146/3205.5高壓熔斷器保護電壓互感器高壓熔斷器選用RN系列戶內(nèi)限流式高壓熔斷器。型號：RN4-20/0.35額定電壓：20kV；額定電流：0.35A；開斷容量4500MVA；開斷電流：30kA；廠用變低壓側(cè)、備用變低壓側(cè)選：型號：RN2-10/0.5；額定電壓：6kV；額定電流：0.5A；開斷容量1000MVA；開斷電流：85kA。5.6中性點接地變壓器型式為干式、單相、額定電壓20/0.23kV，額定容量為25kVA，二次側(cè)負載電阻為0.5~0.6Ω，換算到變壓器一次側(cè)電阻值為3781~4537Ω?？梢姲l(fā)電機中性點實際為高電阻接地方式，用來限制電容電流。6繼電保護與自動裝置電網(wǎng)幾點保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，防止事故發(fā)生和擴大起重大作用。繼電保護和安全自動裝置由于本身的特點和重要性，要求才贏成熟的特別是符合我國電網(wǎng)要求的有運行經(jīng)驗的技術(shù)。不合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，廠站主接線和運行方式必將導(dǎo)致幾點保護和安全自動裝置配置困難，接線復(fù)雜，有時為適應(yīng)一次部分某些特殊需要采用一些不成熟的非常規(guī)保護裝備，由此往往引起保護誤動，甚至使一般性故障擴大為系統(tǒng)性故障事故，設(shè)計必須引以為戒。電網(wǎng)幾點保護和安全自動裝置應(yīng)符合可靠性，安全性，選擇性，靈敏性與速動性的要求。要結(jié)合具體條件和要求，從裝置的選擇，配置，整定，實驗，交直流電源，二次回路及運行維護等方面綜合采取措施，突出重點，統(tǒng)籌兼顧，妥善處理，以達到保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的目的。6.1過電壓保護本工程屋內(nèi)外電氣設(shè)施過電壓保護及接地裝置均按《電力系統(tǒng)微機繼電保護》[10]規(guī)定進行設(shè)計。①侵入波過電壓保護為防止雷電侵入波對電氣設(shè)備造成危害，在220kV各段母線上裝設(shè)有一組氧化鋅避雷器。此外，在每臺發(fā)電機出口、主變壓器、起動/備用變高壓側(cè)和中性點均裝有氧化鋅避雷器。②直擊雷保護本工程在汽機房A排墻上、220kV屋外配電裝置、煙囪、油罐區(qū)、制氫站等建構(gòu)筑物設(shè)置避雷針或避雷帶，以防止直擊雷危害。6.2接地裝置全廠接地系統(tǒng)除充分利用自然接地體外，并敷設(shè)以水平接地體為主的復(fù)合人工接地裝置，組成全廠閉合環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，以保證地電位、接觸電勢和跨步電勢不超出規(guī)程要求的數(shù)值。接地材料需滿足導(dǎo)電防腐及短路熱穩(wěn)定的要求。6.3發(fā)電機變壓器組及起動/備用變壓器保護發(fā)電機-變壓器組(包括高壓廠用工作變壓器)和起動/備用變壓器采用微機型成套保護裝置，繼電保護按照《電力系統(tǒng)繼電保護》[9]，同時遵循原國家電力公司頒發(fā)的防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求及”防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求”繼電保護實施細則進行配置。根據(jù)本工程主接線方案，雖然提出三個方案，但不同方案對于保護配置基本相同，僅在跳閘出口和主變高壓側(cè)CT配置上有一些區(qū)別，每個方案中二臺機組保護配置相同。針對主接線推薦方案，本工程發(fā)電機變壓器組及起備變保護配置如下：(1)發(fā)電機變壓器組(包括高壓廠用工作變)：1)電氣量保護：發(fā)電機差動保護主變壓器差動保護發(fā)電機匝間保護發(fā)電機定子接地保護對稱過負荷保護不對稱過負荷保護電壓記憶過流發(fā)電機失磁保護發(fā)電機過電壓保護發(fā)電機失步保護發(fā)電機低頻保護發(fā)電機逆功率保護程序跳閘逆功率保護主變壓器零序過流主變壓器間隙零序電流保護主變壓器過激磁勵磁變速斷保護勵磁變反時限過流保護勵磁繞組過負荷電壓平衡保護CT斷線保護高廠變差動保護高廠變復(fù)合電壓過流保護高廠變A分支零序保護高廠變B分支零序保護高廠變A分支復(fù)合電壓過流保護高廠變B分支復(fù)合電壓過流保護高廠變A分支限時速斷保護高廠變B分支限時速斷保護突加電壓保護起停機保護2)非電量及公共保護：發(fā)電機斷水保護熱工保護主變壓器瓦斯主變壓器壓力釋放主變壓器冷卻器故障主變壓器繞組溫度主變壓器油溫主變壓器油位勵磁變溫度高廠變壓力釋放高廠變瓦斯高廠變溫度高廠變油位高廠變散熱器故障等。3)轉(zhuǎn)子接地保護屏：發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護(如勵磁系統(tǒng)設(shè)有轉(zhuǎn)子接地保護，則取消轉(zhuǎn)子接地保護屏)(2)起動/備用變壓器的保護配置如下：1)電氣量保護：變壓器差動保護變壓器復(fù)合電壓過流保護變壓器零序電流保護A分支零序保護B分支零序保護2)非電量及公共保護：變壓器瓦斯保護變壓器調(diào)壓裝置瓦斯保護變壓器壓力釋放保護變壓器調(diào)壓裝置壓力釋放保護變壓器溫度保護變壓器油位保護變壓器通風故障保護6.4母線保護6.4.1220kV母線保護220kV母線處于連接整個發(fā)電廠各個電壓等級的樞紐作用，而母線上發(fā)生的短路故障可能是各種類型的接地和相間短路故障。開始階段大多表現(xiàn)為單相接地故障，而隨著短路電弧的移動，故障往往發(fā)展為兩相，或三相接地短路，因此，母線的可靠運行，將直接影響到整個電廠的安全運行。一般要裝設(shè)專門的母線保護，可選擇為母線差動保護。6.4.210.5kV及6.3kV母線保護低電壓等級的母線一般裝設(shè)電流保護就能滿足安全運行的可靠性要求，因此，這兩個電壓等級母線選擇電流保護。6.5線路保護輸電線路保護一般采用縱聯(lián)保護，包括縱聯(lián)電流差動保護，方向比較式縱聯(lián)保護，電流相位比較式縱聯(lián)保護，距離縱聯(lián)保護，可以精確的切除故障線路而不影響正常線路運行。7配電裝置設(shè)計7.1發(fā)電機變壓器組差動保護配置方案由于差動保護可以采用發(fā)電機、變壓器或高壓廠用變壓器獨立的差動保護，也可以采用發(fā)電機變壓器組的差動保護或發(fā)電機、變壓器組及高壓廠用變壓器的大差動保護，根據(jù)雙重化保護屏(以下簡稱A、B)組合方式及電流互感器配置方式的不同，本工程發(fā)電機變壓器組差動保護有多種組合方案，發(fā)變組差動為發(fā)電機和主變壓器的聯(lián)合差動保護；發(fā)變組大差為發(fā)電機、主變壓器和高廠變的聯(lián)合差動保護7.2其它元件的保護配置低壓廠用變壓器及高壓廠用電動機保護采用微機型綜合保護裝置，低壓廠用電動機和低壓廠用電源線路采用空氣開關(guān)自身的脫扣器保護。7.3保護裝置的布置發(fā)電機變壓器組保護屏和起動/備用變壓器保護屏布置在集控樓12.6m機組電子設(shè)備間內(nèi)，電氣繼電器盤布置。如有專用轉(zhuǎn)子接地保護屏則布置在勵磁屏旁。7.4保護對CT，PT的要求7.4.1發(fā)變組差動保護CT配置要求結(jié)合本工程主接線推薦方案，采用發(fā)電機—變壓器組接線方式接入220kV廠內(nèi)配電裝置，每單元機組設(shè)置一臺高壓廠用變壓器，按照差動保護配置推薦方案，差動保護對發(fā)電機變壓器組及高壓廠用變壓器電流互感器配置要求。7.4.26kV系統(tǒng)CT配置要求廠用6kV饋線和電動機CT保護和測量采用不同變比，保護CT應(yīng)按最大短路電流故障時不使數(shù)字式綜合保護發(fā)生拒動選擇，測量按電動機額定電流選擇。6kV系統(tǒng)采用中阻接地系統(tǒng)，接地電流限制在100A。廠用6kV饋線和電動機采用固定變比，100A時不飽和的零序CT。7.5自動裝置本工程配置的自動裝置主要包括同期裝置、廠用電快速切換裝置、發(fā)電機-變壓器組故障錄波裝置等。7.6同期裝置本工程發(fā)電機-變壓器組采用計算機監(jiān)控，考慮到發(fā)電機的安全并網(wǎng)要求，每單元機組設(shè)置一套微機型自動準同期裝置和手動準同期裝置，同期系統(tǒng)采用單相同期方式，自動準同期裝置的正常工作和故障報警信號接入DCS，并與DCS(或EFCS)具有通信接口。7.7廠用電快速切換裝置為方便在機組起動及停止過程中的廠用電切換和故障時保證機組的安全停機，配置微機型廠用電快速切換裝置。廠用電快速切換裝置獨立于DCS(或EFCS)工作，其正常工作和故障報警信號接入DCS，并與DCS(或EFCS)具有通信接口。7.8電纜構(gòu)筑物主廠房和爐后采用架空電纜橋架，廠區(qū)和輔助車間采用電纜溝和架空電纜橋架。主廠房A排外及220kV屋外配電裝置采用電纜溝方式。7.8.1電纜選型根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計規(guī)程》有關(guān)條款規(guī)定，本工程電纜選型如下：6kV動力電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜；低壓動力電纜一般采用聚氯乙烯內(nèi)鎧裝電纜，對部分大電流電源回路或其他重要回路擬采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜；控制電纜采用聚氯乙烯絕緣屏蔽電纜;對模擬量及脈沖量回路選用對絞分屏蔽加總屏蔽電纜,數(shù)字量信號回路選用對絞總屏蔽電纜；在主廠房、輸煤、燃油及其他易燃易爆場所選用阻燃電纜。全程由電纜橋架敷設(shè)的電纜采用不帶鎧裝電纜，其余電纜均采用帶鎧裝電纜。直流系統(tǒng)的蓄電池回路、火災(zāi)探測報警系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)、保安電源等重要回路選用耐火電纜。7.8.2電纜防火措施為防止火災(zāi)蔓延造成損失，本工程采用以下防火措施：在主廠房電纜橋架容易引起著火區(qū)段設(shè)置耐火槽盒；采用有效的防火材料對電纜構(gòu)筑物分區(qū)封堵；進入柜、盤的電纜孔洞用耐火材料封堵；設(shè)置必要的感煙、感溫報警裝置和消防設(shè)備。8總結(jié)本次設(shè)計題目是大唐林州2臺350MW機組新建工程電氣部分設(shè)計。根據(jù)現(xiàn)在電力工業(yè)發(fā)展的情況，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)要求的前題下，并兼顧運行維護方便，盡可能的節(jié)省投資，就地取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、實用、經(jīng)濟、美觀的原則。本設(shè)計采取雙母線接線，并對廠用電部分設(shè)計。短路電流計算的目的是為了進行導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇校驗。短路點的選取應(yīng)選擇通過導(dǎo)體或設(shè)備的短路電流最大點短路方式按三相短路計算。高壓電氣設(shè)備的配置應(yīng)