皖北煤焦化發(fā)電廠電氣部分設計及大型機組電廠電氣部分初步設計

皖北煤焦化發(fā)電廠電氣部分設計學生：指導老師：摘要發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與運行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。設計過程中，綜合考慮了經(jīng)濟性、可靠性和可發(fā)展性等多方面因素，在確?？煽啃缘那疤嵯?，力爭經(jīng)濟性。設計說明書中所采用的術(shù)語、符號也都完全遵循了現(xiàn)行電力工業(yè)標準中所規(guī)定的術(shù)語和符號。在本次設計中，主要針對了一次接線的設計。從主接線方案的確定到廠用電的設計，從短路電流的計算到電氣設備的選擇以及配電裝置的布置，都做了較為詳盡的闡述。ThermalpowerplantelectricalpartAbstractThepowerplantisanimportantpartofthepowersystem,butalsodirectlyaffectthesafetyandoperationoftheentirepowersystem.Inthepowerplant,thewiringandsecondarywiringoftheelectricalpartoftheimportantpartof.Amoredetailedexposition.Thedesignprocess,comprehensiveconsiderationofvariousfactorsoftheeconomy,reliabilityanddevelopmental,underthepremiseofensuringreliability,andstrivetotheeconomy.Theterminologyusedinthedesignspecification,thesymbolsareinfullcompliancewiththecurrentpowerindustrystandardssetforthinthetermsandsymbols.Inthisdesign,mainlyforawiringdesign.Fromthecalculationofshortcircuitcurrentfromthemainwiringprogramtothedesignoftheauxiliarypowertotheelectricalequipmentselectionandlayoutofthepowerdistributionunit,havedoneamoredetailedexposition.目錄第一章電廠電氣主接線設計1-1原始資料分析1-2主接線方案的擬定1-3發(fā)電機及變壓器的選擇第二章廠用電設計2-1負荷的分類與統(tǒng)計2-2廠用電接線的設計2-3廠用變壓器的選擇第三章短路電流計算3-1概述3-2系統(tǒng)電氣設備標幺電抗計算3-3短路電流計算第四章電氣設備的布置設計4-1概述4-2屋內(nèi)配電裝置4-3屋外配電裝置4-4發(fā)電機與配電裝置的連接第五章導體、電纜、架空導體的選擇5-1導體的選擇5-2電纜的選擇5-3架空導線的選擇第六章高壓電器設備的選擇6-1斷路器與電抗器的選擇6-2隔離開關(guān)的選擇6-3互感器的配置前言火電廠原始資料1、 凝氣式發(fā)電機的規(guī)模（1）裝機容量裝機4臺容量2×25MW+2×50MW，UN=10.5KV（2）機組年利用小時TMAX=6500h/a（3）廠用電率按8%考慮（4）氣象條件發(fā)電廠所在地最高溫度38℃，年平均溫度25℃。氣象條件一般無特殊要求（臺風、地震、海拔等）2、 電力負荷及電力系統(tǒng)連接情況（1）110KV電壓級：架空線4回與電力系統(tǒng)連接，接受該廠的剩余功率，電力系統(tǒng)容量為3500MW，當取基準容量為100MVA時，系統(tǒng)歸算到110KV母線上的電抗X*S=0.083。（2）35KV電壓級：架空線六回，輸送距離最遠20km,每回平均輸送容量為5.6MW。35KV電壓級最大負荷33.6MW，最小負荷為22.4MW。COSφ=0.8，Tmax=5200h/a。（3）10KV電壓級：電纜出線六回，輸送距離最遠8km，每回平均輸送電量4.2MW，10KV最大負荷25MW，最小負荷16.8MW，COSφ=0.8，Tmax=5200h/a。（4）發(fā)電機出口處主保護動作時間tpr1=0.1S，后備保護動作時間tpr2=4S。本設計主要內(nèi)容：（1）發(fā)電廠電氣主接線設計（2）廠用電的設計（3）短路電流計算（4）電氣設備1的布置設計（5）導體、電纜、架空線的選擇（6）高壓電器設備的選擇發(fā)電廠電氣主接線設計1-1原始資料分析設計電廠總?cè)萘?×25+2×50=150MW，在200MW以下，單機容量在50MW以下，為小型凝汽式火電廠。當本廠投產(chǎn)后，將占系統(tǒng)總?cè)萘繛?50/（3500+150）×100%=4.1%＜15%，未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量和事故備用容量，說明該電廠在未來供電系統(tǒng)中的地位和作用不是很重要，但Tmax=6500h/a>5000h/a，又為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔基荷，從而該電廠主接線的設計務必著重考慮其可靠性。1-2主接線方案的擬訂在對原始資料分析的基礎上，結(jié)合對電氣接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)，積極政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進，供電安全可靠、經(jīng)濟合理的主接線方案。發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問題，主接線的設計，首先應保證其滿發(fā)，滿供，不積壓發(fā)電能力。同時盡可能減少傳輸能量過程中的損失，以保證供電的連續(xù)性，因而根據(jù)對原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：。從負荷特點及電壓等級可知，它具有10.5KV，35KV，110KV三級電壓負荷。10KV容量不大，為地方負荷。110KV與系統(tǒng)有4回饋線，呈強聯(lián)系形式，并接受本廠剩余功率。最大可能接受本廠送出電力為150-16.8-22.4-150×8%=98.8MW，最小可能接受本廠送出電力為150-25-33.6-150×8%=79.4MW，可見，該廠110KV接線對可靠性要求很高。35KV架空線出線6回，為提高其供電的可靠性，采用單母線分段帶旁路母線的接線形式。10.5KV。（1）10KV電壓級：共有6回電纜出線其電壓恰與發(fā)電機端電壓相符，采用直饋線為宜，且電壓較低，宜采用屋內(nèi)配電。其負荷亦較小，因此采用單母線分段的接線形式。兩臺25MW機組分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓35KV。由于25MW機組均接于10KV母線上，可選擇輕型設備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜饋出線上裝出線電抗器。（2）35KV電壓級出線6回，采用單母線分段接線形式。進線從10KV側(cè)送來剩余容量2×25-[（150×8%）+25]=13MW，不能滿足35KV最大及最小負荷的要求。為此以一臺50MW機組按發(fā)電機一變壓器單元接線形式接至35KV母線上，其剩余容量或機組檢修時不足容量由聯(lián)絡變壓器與110KV接線相連，相互交換功率。（3）110KV電壓級出線4回，考慮現(xiàn)在斷路器免維護減小投資，采用雙母線接線。其進線一路通過聯(lián)絡變壓器與35KV連接，另一路為一臺50MW機組與變壓器組成單元接線，直接接入110KV，將功率送往電力系統(tǒng)。1-3發(fā)電機及變壓器的選擇1、發(fā)電機的選擇查《電力工程設計手冊》（第三冊），兩臺25MW發(fā)電機選用QF2-25-2型汽輪發(fā)電機，兩臺50MW的發(fā)電機選用QFS2、變壓器的選擇110KV電壓母線所接的主變器容量S=50/0.8=62.5MW，查《電力工程設計手冊》（第三冊），變壓器選用SFPL1—63000/110型，其短路電壓百分數(shù)為UK%=10.5；用于聯(lián)絡三級電壓的聯(lián)絡變壓器，通過它向110KV傳輸?shù)淖畲笕萘繛?0-22.4+[（25×2）-16.8-150×8%]=48.8MW，35KV電壓母線所接的主變壓器容量S=50/0.8=62.5MW，查《電力工程設計手冊》（第三冊），變壓器選用SSPL—60000/35型，其短路電壓百分數(shù)UK%=8.5；現(xiàn)將發(fā)電機和變壓器的選擇結(jié)果列表如下，以供查詢：表1-1發(fā)電機G1,G2QF2發(fā)電機G3,G4QFS-50-2變壓器T1SFPL1—63000/110,UK變壓器T2SFSL—60000/110，UK(1-2)%=17.5，UK(2-3)%=6.5，UK(3-1)%=10變壓器T3SSPL—60000/35,UK第二章廠用電設計1-1負荷的分類與統(tǒng)計廠用負荷，按其用電設備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電時造成危害程度可分為四類：（1）Ⅰ類廠用負荷凡短時停電會造成設備損壞，危及人身安全，主機停運及大量影響出力的廠用負荷，都屬于Ⅰ類負荷。如火電廠的給水泵，凝結(jié)水泵，循環(huán)水泵，引風機，送風機，給粉機等以及水泵的調(diào)速器，壓油泵，潤滑油泵等。通常他們都設有兩套設備互為備用，分別接到兩個獨立電源的母線上。（2）Ⅱ類廠用負荷允許短時停電，恢復供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負荷，均屬于Ⅱ類負荷。如火電廠的工業(yè)水泵，疏水泵，灰漿泵，輸煤設備和化學水處理設備等，一般它們應由兩段母線供電，并采用手動切換。（3）Ⅲ類廠用負荷較長時間停電，不會影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上的不方便者，都屬于Ⅲ類廠用負荷。如試驗室，中央修配廠，油處理室等負荷，通常由一個電源供電。（4）事故保安負荷指在停機過程中及停機后一段時間內(nèi)仍應保證供電的負荷，否則將引起主要設備損壞，重要的自動控制裝置失靈或推遲恢復供電，甚至可能危及人身安全的負荷稱為事故保安負荷。它分為直流保安負荷，如發(fā)電機組的直流潤滑油泵等，其直流電源由蓄電池組供電；交流保安負荷，如盤車電動機，實時控制用的電子計算機等都屬于交流保安負荷?，F(xiàn)將火電廠的主要負荷統(tǒng)計如下（見表2-1）表2-1分類名稱負荷類別運行方式備注鍋爐部分引風機鼓風機磨粉機給粉機ⅠⅠⅠ或ⅡⅠ經(jīng)常，連續(xù)無煤粉倉時為Ⅰ汽機部分凝結(jié)水泵循環(huán)水泵給水泵給水油泵生水泵工業(yè)水泵ⅠⅠⅠⅠⅡⅡ經(jīng)常，連續(xù)給水泵不帶主油泵時電氣及公用部分充電機變壓器變壓器冷卻風機通訊電源硅整流裝置ⅡⅡⅡⅠⅠ不經(jīng)常，斷續(xù)經(jīng)常，短時經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)出灰負荷灰漿泵碎渣機電氣除塵器沖灰水泵Ⅱ經(jīng)常，連續(xù)輔助車間油處理設備中央修理車間起重機電氣實驗室Ⅲ經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)不經(jīng)常，斷續(xù)不經(jīng)常，斷續(xù)2-2廠用電接線的設計廠用電接線的設計原則基本上與主接線的設計原則相同。首先，應保證對廠用電負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)；其次，接線應能靈活地適應正常，事故，檢修等各種運行方式的要求；還應適當注意經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新技術(shù)、新設備，使其具有可行性和先進性。此外，在設計廠用電系統(tǒng)接線時還要對供電電壓等級，廠用供電電源及其引接進行分析和論證?；痣姀S的輔助機械多、容量大，供電網(wǎng)絡復雜，其主要負荷分布在鍋爐、氣機、電氣、輸煤、出灰、化學水處理以及輔助車間和公用電氣部分，因此，廠用電電壓必須由10KV和0.4KV兩級電壓，以單母線分段接線形式合理地分配廠用各級負荷。廠用供電電壓等級的確定發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據(jù)發(fā)電機額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電網(wǎng)絡的可靠運行等諸方面因素，由上一節(jié)負荷分析可知，取兩級廠用電壓，高壓級取10KV，由兩組廠用主變壓器從25MW機組的電壓母線上取，低壓級取400V，采用母線分段式。1、10KV電壓等級供電分析對同樣的廠用系統(tǒng)，10KV網(wǎng)絡不僅節(jié)省有色金屬及費用，且短路電流也較小，同時10KV電壓等級電動機功率可制造得較大，滿足大量負荷要求。擬采用兩段10KV的廠母線，另外再設置兩段10KV備用母線，以提高供電可靠性。2、400V電壓級低壓供電分析400V廠用電一般采用動力和照明共用的三相四線制接地系統(tǒng)，在技術(shù)經(jīng)濟合理時，采用動力和照明分開供電及其引接。2-3廠用變壓器的選擇廠用變壓器容量選擇的基本原則和應考慮的因素為：（1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓一致。（2）變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率。（3）廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用設備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。據(jù)此，廠用變壓器T4，T5，T6，T7，選擇如下：S=（25×2+50×2）×8%/0.8×3=5000KVA，查設計手冊，應選SJL1-6300/10型雙繞組鋁線電力變壓器。第三章短路電流計算3-1概述電力系統(tǒng)中，常見的短路故障有三相對稱短路、兩相短路和單相接地短路。其中三相短路電流的計算是為了選擇和校驗QF、QS、母線等電氣設備，兩相短路電流用于整定繼電保護裝置。短路發(fā)生后，短路電流的值是變化的，變化的情況決定于系統(tǒng)電源容量的大小、短路點離電源的遠近以及系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機是否帶有電壓自動調(diào)整裝置等因素。按短路電流的變化情況，通常把電力系統(tǒng)分為無限容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)。無限容量系統(tǒng)短路電流的計算，采用短路回路總阻抗法計算；有限容量系統(tǒng)短路電流的計算采用運算曲線法，這中間要用到網(wǎng)絡的等效變換。本次設計中，短路電流的計算就涉及到這兩個方面的內(nèi)容。3-2系統(tǒng)電氣設備標幺電抗計算一、系統(tǒng)設備電運算100MVA，基準電壓Uj=Upj1、 發(fā)電機標幺電抗的計算發(fā)電機G1：X*G1＝Xd*N”＝0.125×＝0.4發(fā)電機G2：X*G2＝X*G1發(fā)電機G3：X*G3＝Xd*N”＝0.125×＝0.2發(fā)電機G4：X*G4＝X*G3＝0.22、 變壓器標幺電抗的計算變壓器T1：UK1%＝×[UK(1-2)%＋UK(3-1)%＋UK(2-3)%]＝×[17.5＋10.5＋6.5]＝10.75UK2%＝×[17.5－10.5＋6.5]＝6.75UK3%＝×[10.5＋6.5－17.5]＝－0.25X*T1.1＝×＝×＝0.215X*T1.2＝×＝×＝0.135X*T1.3＝×＝×＝-0.005變壓器T2：X*T1＝×＝×＝0.142變壓器T3：X*T2＝×＝×＝0.1673、 架空線、電纜標么值計算35KV出線架空線：XL*1＝X1×L×＝0.4×20×＝0.58410KV出線架空線：XL*2＝X1×L×＝0.06×8×＝0.4354、 電抗器的電抗標么值：1） 母線電抗器：發(fā)電機G3(或G4)的額定電流ING＝＝1.72KA。母線電抗器一般取發(fā)電機額定電流的5％～8％，電抗百分值取為8％～12％，照此標準選得電抗器為NKL-10-1000-8型，額定電流為IN＝1KA，額定電壓UN＝10KV，電抗百分數(shù)XR%＝8，由此得電抗標么值為：XR*j1＝0.4192） 線路電抗器：線路電抗器的額定電流為300～600A，電抗百分值取3％～6％，照此標準選電抗器NKL-10-400-4型，額定電流IN＝0.4KA，UN＝10KV，電抗百分比數(shù)XR%＝4，由此得電抗標么值為：XR*j2＝0.5245、 系統(tǒng)歸算到110KV側(cè)的電抗標10、 么值：X*S＝0.0833－3短路電流計算用于校驗設備的最大三相對稱短路電流的計算。（一）、110KV電壓級發(fā)電機－變壓器母線d1點發(fā)生三相短路故障時，其等值電路圖如下：計算結(jié)果列于下表：表3－1I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.688.067.807.84校驗QF27、QS63、QS64的短路電流7.27.017.037.11聯(lián)絡變壓器d2點發(fā)生三相短路時，其等值電路圖如下：短路電流計算結(jié)果列于下表：表3－2I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.387.837.657.72校驗QF20、QS45、QS46、QS47的短路電流7.366.936.656.61110KV母線d3處發(fā)生三相短路時，短路電流計算結(jié)果列于下表：表3－3I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.387.837.657.72校驗QF26、QS69、QS70、的短路電流8.387.837.657.72110KV出線d4處發(fā)生三相短路時，短路電流計算結(jié)果列于下表：表3－4I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路點的電流8.387.837.657.72校驗QF21、QS48、QS49、QS50、QS51、QF23、QS56、QS57、QS58的短路電流8.387.837.657.72用于發(fā)電機繼電保護的最小兩相短路電流的計算：1、 發(fā)電機G1，2、 G2的繼電保護流過發(fā)電機G1出口處斷路器QF1的最小兩相短路電流：I0(2)＝0.866×15.46＝13.39KAI0.2(2)＝0.866×9＝7.79KAI2(2)＝0.866×4.82＝4.17KAI4(2)＝0.866×4.33＝3.75KA3、 發(fā)電機G3，4、 G4的繼電保護由于采用了封閉式母線，使出口處發(fā)生短路的幾率大大減小，故可以不裝保護。（二）、10KV電壓等級1、發(fā)電機出口處d5點發(fā)生短路（假定QS5閉合，QS6打開），其等值電路圖如下：HYPERLINK0課程設計任務書 1HYPERLINK0.1設計的原始資料及依據(jù) 1HYPERLINK0.2設計的主要內(nèi)容及要求 1HYPERLINK0.3對設計說明書、論文撰寫內(nèi)容、格式、字數(shù)的要求 2HYPERLINK0.4課題完成后應提交成果的種類、數(shù)量、質(zhì)量等方面的要求 2HYPERLINK0.5時間進度安排 2HYPERLINK1緒論 3HYPERLINK1.1課題背景 3HYPERLINK1.2原始資料 4HYPERLINK1.3電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的任務和基本要求 4HYPERLINK1.4課程設計的目的和要求 5HYPERLINK1.4.1課程設計的目的 5HYPERLINK1.4.2課程設計的要求 5HYPERLINK1.5我國電力行業(yè)發(fā)展方針 5HYPERLINK2．主變壓器的選擇 6HYPERLINK2.1主變壓器選擇原則 6HYPERLINK2.1.1主變壓器容量、臺數(shù)的選擇 6HYPERLINK2.1.2主變壓器形式的選擇 7HYPERLINK2.2主變壓器容量、臺數(shù)和型號的計算 7HYPERLINK2.2.1主變壓器容量的計算 7HYPERLINK2.2.2主變壓器臺數(shù)的選擇 7HYPERLINK2.2.3主變壓器型號的選擇 8HYPERLINK3電氣主接線設計 9HYPERLINK3.1電氣主接線的要求 9HYPERLINK3.1.1可靠性 9HYPERLINK3.1.2靈活性 9HYPERLINK3.1.3經(jīng)濟性 10HYPERLINK3.2對原始資料的分析 10HYPERLINK3.3擬定可行的主接線方案 11HYPERLINK3.3.1主接線方案 11HYPERLINK3.3.2比較主接線方案 11HYPERLINK4短路電流的計算 12HYPERLINK4.1短路電流計算的目的 12HYPERLINK4.2短路電流計算條件 13HYPERLINK4.2.1基本假定 13HYPERLINK4.2.2一般規(guī)定 13HYPERLINK4.34200MW發(fā)電廠二期工程電氣部分初步設計 13HYPERLINK5電氣設備的選擇 16HYPERLINK5.1電氣設備選擇概述 16HYPERLINK5.2電氣設備選擇的一般要求 16HYPERLINK5.3電氣設備選擇的校驗內(nèi)容 16HYPERLINK5.4電氣設備選擇的技術(shù)條件 17HYPERLINK5.5按正常工作條件選擇 18HYPERLINK5.5.1按額定電壓選擇 18HYPERLINK5.5.2按額定電流選擇 18HYPERLINK5.5.3按短路情況校驗 18HYPERLINK5.6敝露母線及電纜的選擇 19HYPERLINK5.6.1敝露母線的選擇 19HYPERLINK5.6.2母線的選擇 19HYPERLINK5.7本次設計母線的選擇 20HYPERLINK5.8高壓斷路器的選擇 20HYPERLINK5.8.1種類和形式的選擇 20HYPERLINK5.8.2按額定電壓選擇 20HYPERLINK5.8.3按額定電流選擇 20HYPERLINK5.8.4額定開斷電流選擇 21HYPERLINK5.8.5額定關(guān)合電流選擇 21HYPERLINK5.8.6熱穩(wěn)定校驗 21HYPERLINK5.8.7動穩(wěn)定校驗 21HYPERLINK5.96.3KV側(cè)斷路器的選擇 22HYPERLINK5.10隔離開關(guān)的選擇 22HYPERLINK5.116kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇 23HYPERLINK5.12電流互感器的選擇 24HYPERLINK5.136kv側(cè)電流互感器的選擇 24HYPERLINK5.14電壓互感器的選擇 25HYPERLINK5.14.1220kv測電壓互感器的選擇 25HYPERLINK5.14.2型式選擇 25HYPERLINK5.14.3準確級的選擇 25HYPERLINK6廠用電的設計 26HYPERLINK6.1廠用電設計的原則和要求 26HYPERLINK6.1.1廠用負荷的分類 26HYPERLINK6．1.2基本要求 26HYPERLINK6.2廠用電源選擇 27HYPERLINK6.2.1廠用電電壓等級的確定 27HYPERLINK6.2.2廠用電系統(tǒng)接地方式 27HYPERLINK6.2.3廠用工作電源引接方式 27HYPERLINK6.2.4廠用備用電源和啟動電源引接方式 27HYPERLINK6.2.5確定廠用電系統(tǒng) 27HYPERLINK6.3廠用變壓器選擇 27HYPERLINK6.3.1廠用電主變選擇原則 27HYPERLINK6.3.2確定廠用電主變?nèi)萘?28HYPERLINK6.3.3常用變壓器的確定 28HYPERLINK7配電裝置的設計 29HYPERLINK7.1配電裝置的選擇原則 29HYPERLINK7.2配電裝置的特點 30HYPERLINK7.3配電裝置的基本要求和設計的基本步驟 30HYPERLINK7.3.1基本要求 30HYPERLINK7.3.2設計的基本步驟 30HYPERLINK7.4配電裝置的設計要求 31HYPERLINK7.4.1滿足安全凈距的要求 31HYPERLINK7.4.2施工、運行和檢修的要求 31HYPERLINK7.5屋內(nèi)配電裝置 32HYPERLINK7.6本次設計中配電裝置方式的選擇 32HYPERLINK7.6.1與原始資料分析及前面各設備間的計算 32HYPERLINK7.6.2屋內(nèi)配電裝置的選圖 33HYPERLINK后記 33HYPERLINK參考文獻 34HYPERLINK致謝 35附錄A圖2-1電氣主接線圖（方案一）雙母線接線附錄B圖2-2電氣主接線圖（方案二）雙母線帶旁路接線附錄C圖6-1廠用電接線圖0課程設計任務書0.1設計的原始資料及依據(jù)4×200MW區(qū)域性發(fā)電廠電氣部分設計廠址概況：本廠在一大型煤礦區(qū)內(nèi)，為坑口電廠，所有燃料由煤礦直接供給。電廠生產(chǎn)的電能除用于廠用外，全部以5回220kV線路送入系統(tǒng)。廠區(qū)地勢較不平坦，地質(zhì)條件好，有新的公路、鐵路通向礦區(qū)，交通方便。廠址附近有大河通過，水量豐富，屬于6級地震區(qū)，凍土層1.5米深，覆冰厚10mm；最大風速20m/s；年平均溫度+6℃，最高氣溫+38℃，最低氣溫-36℃，土壤電阻率>500。機組參數(shù)：鍋爐：汽機：發(fā)電機：電力系統(tǒng)接線圖，如下圖0.2設計的主要內(nèi)容及要求選擇本廠主變壓器和廠用變壓器的容量和臺數(shù)，型號，參數(shù)。設計本廠電氣主接線，選取幾個電氣主接線方案，確定—個比較合理的電氣主接線。確定高壓廠用電系統(tǒng)接線形式。計算所需要的短路電流。選擇本廠所需的電氣設備，包括：（母線，高壓斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器等，互感器容量不校）。高壓配電裝置設計。通過設計，加深學生對所學專業(yè)知識的理解，掌握理論聯(lián)系實際的思路與方法，學會多種參考文獻資料的查閱和使用。為學生今后到發(fā)電廠從事集控運行崗位工作奠定扎實的基礎。0.3對設計說明書、論文撰寫內(nèi)容、格式、字數(shù)的要求說明書裝訂成冊；文字內(nèi)容盡量用計算機打印。附電廠電氣主接線圖和廠用接線圖。0.4課題完成后應提交成果的種類、數(shù)量、質(zhì)量等方面的要求設計成果應滿足學院對同等層次學生畢業(yè)設計的要求。0.5時間進度安排時間安排表順序階段日期計劃完成內(nèi)容備注17.4-7.5參考資料借閱，擬定設計思路27.6-7.7對相關(guān)知識進行研究、學習37.8-7.12編寫設計說明書47.13整理論文57.14-7.15設計答辯1緒論1.1課題背景由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(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)將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設置相應的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟、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,易于實現(xiàn)自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經(jīng)濟、社會生產(chǎn)和人民生活的各個方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎，得到迅猛發(fā)展。本設計的主要內(nèi)容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。計算短路電流，并根據(jù)計算結(jié)果來選擇和效驗主要電氣設備。1.2原始資料1、課題名稱：800MW區(qū)域性發(fā)電廠電氣部分設計2、原始資料：(1)廠址概況：本廠在一大型煤礦區(qū)內(nèi)，為坑口電廠，所有燃料由煤礦直接供給。電廠生產(chǎn)的電能除用于廠用外，全部以5回220kV線路送入系統(tǒng)。廠區(qū)地勢較不平坦，地質(zhì)條件好，有新的公路、鐵路通向礦區(qū)，交通方便。廠址附近有大河通過，水量豐富，屬于6級地震區(qū)，凍土層1.5米深，覆冰厚10mm；最大風速20m/s；年平均溫度+6℃，最高氣溫+38℃，最低氣溫-36℃，土壤電阻率>500。(2)機組參數(shù)：鍋爐：汽機：發(fā)電機：(3)電力系統(tǒng)接線圖，如圖1-1；圖1-11.3電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的任務和基本要求電力系統(tǒng)包括發(fā)電、送電、變電、配電、用電以及與之相適應的通信，安全自動裝置、繼電保護、調(diào)度自動化等設施，電氣系統(tǒng)規(guī)劃設計及運行的任務是：在國民經(jīng)濟發(fā)展計劃的統(tǒng)籌安排下，合理開發(fā)、利用動力資源，用較少的投資和運行成本，來滿足國民經(jīng)濟各部門及人民生活不斷增長的需要，提供充足可靠和質(zhì)量合格的電能。電力系統(tǒng)規(guī)劃是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展計劃和現(xiàn)有電力系統(tǒng)實際情況，結(jié)合能源和交通條件，分析負荷及其增長速度，預計電力電量的發(fā)展，提高電源建設和系統(tǒng)網(wǎng)架的設想擬定、勘測、設計以及新設備試制的任務。1.4課程設計的目的和要求1.4.1課程設計的目的發(fā)電廠電氣部分課程設計是學生在學習電力系統(tǒng)課程后的一次綜合性訓練，復習鞏固本課程及其他課程的有關(guān)知識，增強工程觀念，通過設計，加強學生對所學知識的理解，掌握理論聯(lián)系實際的思路與方法，培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設計的基本技能。1.4.2課程設計的要求（1）熟悉國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導則等，樹立供電必須安全、可靠、經(jīng)濟的觀念。（2）掌握電氣部分設計的基本方法和主要內(nèi)容。（3）熟悉電氣部分設計的基本計算。（4）學習工程設計的說明書得撰寫。1.5我國電力行業(yè)發(fā)展方針目前我國人均擁有裝機容量和人均占有發(fā)電量較低，技術(shù)經(jīng)濟指標平均水平不高，火電廠的污染物排放量高，電網(wǎng)相對薄弱，供電可靠性偏低。為了提高效率和保護環(huán)境，及時關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴重的小火電機組，以大帶小，裝設煙氣脫硫及降低氮氧化物設施，開展?jié)崈裘喝紵夹g(shù)的研究及應用。主要的發(fā)展方針有：1、積極發(fā)展水電，水能資源是可再生的、清潔的能源；在電力系統(tǒng)中，有一定比重的水電裝機容量對系統(tǒng)調(diào)峰和安全經(jīng)濟運行極為有利；水電站的發(fā)電成本低，水庫可以綜合利用。我國水電裝機容量目前僅開發(fā)了少部分，所以要積極發(fā)展水電。2、優(yōu)化發(fā)展火電，我國有豐富的煤炭、石油和天然氣，火電廠的廠址不受限制，建設周期短，能較快發(fā)揮效益。3、重點發(fā)展電網(wǎng)，促進全國聯(lián)網(wǎng)4、因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，做好農(nóng)村電氣化建設，在邊遠農(nóng)村和沿海島嶼，因地制宜建設小水電、風力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地熱發(fā)電和太陽能發(fā)電等。2．主變壓器的選擇2.1主變壓器選擇原則2.1.1主變壓器容量、臺數(shù)的選擇主變壓器容量和臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的選擇除依據(jù)基礎資料外，主要取決于輸送功率的大小與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度、運行方式及負荷的增長等因素，并至少考慮5年內(nèi)負荷的發(fā)展需要。如果容量選的過大，臺數(shù)選得過多，則會增加投資、占地面積和損耗，不能充分發(fā)揮設備的效益，并增加運行和檢修的工作量；如果容量選的過小，臺數(shù)選的過少，則可能封鎖發(fā)電廠剩余功率的傳送，或限制變電所符合的需要，影響系統(tǒng)不同電壓等級之間的功率變換及運行的可靠性等。因此，應合理選擇其容量和臺數(shù)。2.1.2主變壓器形式的選擇1、相數(shù)的確定在330Kv及以下發(fā)電廠和變電所中，一般都選用三相變壓器，因為一臺三相式較同容量的三臺單項式投資少、占地小、損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)簡單，運行維護較方便。在500KV及以上的發(fā)電廠中，應按其容量、可靠性要求、制造水平、運輸條件、負荷和系統(tǒng)情況等，經(jīng)技術(shù)比較后確定。2、繞組的確定（1）只有一種升高電壓向用戶供電或系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及只有兩種電壓的變電所，采用雙繞組變壓器。（2）有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及有三種電壓的變電所，可以采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器。2.2主變壓器容量、臺數(shù)和型號的計算2.2.1主變壓器容量的計算單元接線中的主變壓器容量應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，預留10％的裕度選擇，為(2.1)—發(fā)電機容量；—通過主變的容量—廠用電：—發(fā)電機的額定功率，發(fā)電機的額定容量為200MW，扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為：(2.2)2.2.2主變壓器臺數(shù)的選擇根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設發(fā)電機母系，發(fā)電機與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機電壓出線的供電可靠，本廠主變壓器選用三相式變壓器4臺。2.2.3主變壓器型號的選擇1、主變壓器容量的選擇：根據(jù)設計手冊，發(fā)電機與變壓器為單元連接式，主變壓器的容量為238.12MVA。2、型式的選擇：根據(jù)主接線的設計，主變壓器選用雙繞組變壓器；3、相數(shù)：因為母線電壓等級為220KV，故選用三相變壓器。故選擇三相雙繞組變壓器，型號為SFPL-240000/220的主變壓器，參數(shù)如表2-1表2-1型號額定電壓（KV）阻抗電壓空截電流X/R高壓側(cè)低壓側(cè)Ud%Io%—SFPL-240000/22024242.515.7514.00.817.53電氣主接線設計3.1電氣主接線的要求電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設備的作用、連接方式和回路的相互關(guān)系。所以，由文獻[1]可知；它的設計直接關(guān)系到全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行起著決定的作用。概括地說包括以下三個方面：3.1.1可靠性在研究主接線可靠性時應重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗和其可靠性的定性分析；主接線的可靠性要包括一次部分和相應組成的二次部分在運行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設備的可靠程度?？煽啃缘木唧w要求在于斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、線路檢修時，是否影響連續(xù)供電；2、線路、斷路器或母線故障，以及在母線檢修時，造成停電饋線停運的回路多少和停電時間的長短，能否滿足Ⅰ、Ⅱ類負荷對供電的要求；3、本發(fā)電廠有無全廠停電的可能性；4、大型機組全部停電，對電力系統(tǒng)特定運行的影響與產(chǎn)生的后果等因素；5、可靠性的客觀衡量標準是運行實際，故應充分考慮長期積累的運行時間經(jīng)驗；6、綜合性，因此不僅要考慮一次設備（母線、斷路器、隔離開關(guān)、互感器等）的故障率及其對供電的影響，還要考慮繼電器保護等二次設備的故障率及其對供電的影響。當然，可靠性并不是絕對的，分析和評估主接線的可靠性時，不能脫離發(fā)電廠和變電所在系統(tǒng)中的地位合作用，所以對大、中型發(fā)電廠主接線，除一般定性分析其可靠性外，尚需進行可靠性定量計算。3.1.2靈活性主接線應滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。在調(diào)度時，應可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電；擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。主要有以下幾方面：1、應能靈活的投入（或切除）一些機組或線路，調(diào)配電源和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故，檢修及特殊方式下的調(diào)度要求。2、能方便的停運斷路器，母線及繼電保護設備進行安全檢修且不影響電力網(wǎng)的正常運行供電。3、應能容易地從初期過渡到最終接線，在擴建時，一次和二次設備所需要改造很少。3.1.3經(jīng)濟性要節(jié)省投資，主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備；要節(jié)省繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備和控制電纜；要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器；主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少；經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量、要避免因兩次變壓而增加電能損失。1、投資?。褐鹘泳€應簡單清晰，以節(jié)約斷路器，隔離開關(guān)電壓和電流互感器，避雷器等一次設備的投資，要能使控制保護，不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設備和控制電纜投資，要能限制短路電流，以便合理的選擇電氣設備或輕型電器；2、占地面積小，主接線要為配電裝置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導線、絕緣子幾安裝費用；3、電能損失小，主接線要為配電裝置創(chuàng)造條件，經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。3.2對原始資料的分析從原始資料可以知道，本電廠屬于地區(qū)性火力發(fā)電廠，建成后總?cè)萘繛?00MW，建成后與周邊的幾個電廠形成區(qū)域電網(wǎng)。該電廠的發(fā)電容量除了本廠廠用電后剩余的電力向系統(tǒng)供電。出線回路為5回，電壓高，輸送距離遠，因此，本電廠在系統(tǒng)有重要作用。電廠是否安全、可靠運行直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟效益，可見該電廠的重要性。3.3擬定可行的主接線方案3.3.1主接線方案根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上進行論證各方的優(yōu)、缺點，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個技術(shù)上相對較好的方案，即雙母線接線和雙母線帶旁路接線，如圖2.1和圖2.2所示。3.3.2比較主接線方案比較內(nèi)容如表3-1表3-1優(yōu)點缺點方案一供電可靠，通過兩組母線開關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不使斷電；調(diào)度靈活性，各個電流或各個回路可以任意分配到某一組上；擴建方便，向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源負荷的分配。增加一組母線和使每回路增加一組母線隔離開關(guān)；當母線故障檢修時，隔離開關(guān)作為倒閘操作電器容易誤操作，需要在隔離開關(guān)與斷路器之間裝設連鎖裝置。方案二可以輪流檢修母線而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路；母線故障后能迅速恢復供電；調(diào)度靈活；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，無需中斷其余回路的供電；擴建方便，便于實現(xiàn)。當進出線斷路器檢修時，就要用母聯(lián)斷路器代替旁路斷路器，雙母線變成了單母線，破壞了雙母線固定的鏈接運行方式，增加了進出線回路母線隔離開關(guān)的倒閘操作。經(jīng)分析比較，本廠采用方案一。4短路電流的計算4.1短路電流計算的目的在發(fā)電廠電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的的主要有以下幾個方面：1、電氣主接線的比選。2、選擇導體和電器。3、確定中性點接地方式。4、計算軟導線的短路搖擺。5、確定分裂導線間隔棒的間距。6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。7、選擇繼電保護裝置和進行整定計算。4.2短路電流計算條件4.2.1基本假定1、正常工作時，三項系統(tǒng)對稱運行。2、所有電流的電功勢相位角相同。3、電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。4、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。5、不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻略去不計。6、不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流。7、元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。8、輸電線路的電容略去不計。4.2.2一般規(guī)定1、驗算導體的電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景的發(fā)展計劃。2、選擇導體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流影響。3、選擇導體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大地點。4、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。4.34200MW發(fā)電廠二期工程電氣部分初步設計選擇母線處短路點d1、發(fā)電機回路出口處短路點d2、d3、d4、d5、和廠用變低壓側(cè)短路點d6、d7、d8、d9，如下圖4.1所示:圖4.1短路點的選擇表4-1各短路點短路電流計算結(jié)果表短路點編號短路點位置短路點平均工作電壓短路電流周期分量起始值短路容量短路電流沖擊值短路全電流最大有效值U(kV)I"(kA)S"(MVA)ich(kA)Ich(kA)D1242kV母線24220.848735.2254.632.51D2～D5發(fā)電機出口15.75118.483232.11310.41185.26D6～D96.3kV母線6.311.0912129.0617.3短路電流計算暫按4300MW機組接入220kV系統(tǒng)考慮。系統(tǒng)至電廠220kV母線的等值阻抗（標么值）為0.0107，短路電流計算結(jié)果如下。a.220kV母線系統(tǒng):三相短路電流周期分量起始有效值：36.79kA；三相短路沖擊電流峰值：96.24kA。b.發(fā)電機出口主回路：三相短路電流周期分量起始有效值：67.94kA；三相短路沖擊電流峰值：182.52kA。c.發(fā)電機出口廠用分支回路：三相短路電流周期分量起始有效值：117.13kA；三相短路沖擊電流峰值：314.68kA。d.6kV廠用母線（考慮6kV電機反饋電流11.74kA）：三相短路電流周期分量起始有效值：31.26kA；三相短路沖擊電流峰值：80.7kA。5電氣設備的選擇5.1電氣設備選擇概述由于各種電氣設備的具體工作條件并不完全相同，所以，它們的具體選擇方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即，要保證電氣設備可靠的工作，必須按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。5.2電氣設備選擇的一般要求 1、電氣設備選擇的一般原則（1）應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。（2）應按當?shù)丨h(huán)境條件校核。（3）應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。（4）與正個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致。（5）同類設備應盡量減少品種。（6）用新的產(chǎn)品均應有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。5.3電氣設備選擇的校驗內(nèi)容表5-1高壓設備校驗內(nèi)容序號電器名稱額定電壓額定電流額定容量機械荷載額定開斷電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定絕緣水平單位kVAkVANA______1斷路器是是__是是是是是2隔離開關(guān)是是__是__是是是3組合電器是是__是__是是是4負荷開關(guān)是是__是__是是是5熔斷器是是__是是____是6PT是是__是______是7CT是是__是__是是是8電抗器是是__是__是是是9消弧線圈是是是是______是10避雷器是是__是______是11穿墻套管是是__是__是是是12絕緣子____________是__注:“是”表示需要校驗,“－”表示不用校驗5.4電氣設備選擇的技術(shù)條件表5-2選擇電器的一般技術(shù)條件序號電器名稱額定電壓額定電流額定容量機械荷載額定開斷電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定絕緣水平單位KVAKVANA______1斷路器是是__是是是是是2隔離開關(guān)是是__是__是是是3組合電器是是__是__是是是4負荷開關(guān)是是__是__是是是5熔斷器是是__是是____是6PT是是__是______是7CT是是__是__是是是8電抗器是是__是__是是是9消弧線圈是是是是______是10避雷器是是__是______是11穿墻套管是是__是__是是是12絕緣子____________是__注:“是”表示需要選擇的技術(shù)條件,“－”表示不用選擇的技術(shù)條件5.5按正常工作條件選擇5.5.1按額定電壓選擇電氣設備的額定電壓就是其銘牌上標的線電壓，另外還有規(guī)定允許最高工作電壓，所選電氣設備允許的最高工作電壓不得低于所在電網(wǎng)的最高運行電壓，即而對于電網(wǎng)，由于系統(tǒng)采取各種調(diào)壓措施，電網(wǎng)的最高運行電壓通常不超過電網(wǎng)額定電壓的10%，即1.15.5.2按額定電流選擇電氣設備的額定電流是指在額定環(huán)境條件下，電氣設備的長期允許電流。長期允許電流不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流，即=KK-有關(guān)修正系數(shù)之積5.5.3按短路情況校驗A.短路電流的計算條件：（1）容量與接線（2）短路和種類（3）短路計算點B．短路時間的計算（1）檢驗熱穩(wěn)定的短路計算時間，即計算短路電流熱效應時間。=+式中:——后備繼電保護動作時間——斷路器全斷開時間C．熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的校核（1）熱穩(wěn)定校核：要求所選電氣設備能承受短路電流所產(chǎn)生的熱效應，在斷路電流通過時，電氣設備個部分溫度應不超過允許值。1）導體和電纜的熱穩(wěn)定校驗：S()2）電器滿足熱穩(wěn)定條件：t[]（2）動穩(wěn)定校驗：1）硬導體滿足動穩(wěn)定的條件：2）電器滿足動穩(wěn)定的條件5.6敝露母線及電纜的選擇5.6.1敝露母線的選擇（1）材料：一般情況下采用鋁線，在持續(xù)工作電流較大且位置狹長及變壓器出口有污穢對鋁有影響時采用銅母線。故本次設計用鋁線。（2）截面形狀:在35KV以下。持續(xù)工作電流在4000A及以下的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用矩形母線，在35KV以上的屋外配電裝置中，可采用鋼芯鋁母線，110KV以上，持續(xù)工作電流在8000A以上的屋內(nèi)外配電裝置，可再用管形母線。（3）布置方式：鋼芯鋁絞線母線、管形母線一般采用三相水平布置，矩形、槽形母線常用三相水平和三相垂直布置。5.6.2母線的選擇（1）母線截面的選擇:各種配電裝置中主母線在20m以下的母線，一般均按所在回路的最大持續(xù)工作電流（2）熱穩(wěn)定校核:== C——熱穩(wěn)定系數(shù)5.7本次設計母線的選擇根據(jù)最大長期工作電流：==/U==778.056A70℃時截留量840A查《導體和電器設計規(guī)定》選擇LGJ-400:鋼芯鋁絞線熱穩(wěn)定校驗查《發(fā)電廠電氣部分》C=87滿足熱穩(wěn)定要求，故選LGJ-400。5.8高壓斷路器的選擇5.8.1種類和形式的選擇表5-3斷路器型式安裝使用場所主要形式參數(shù)型號發(fā)電機組回路中小型機組少油SN10-10Ⅲ大型機組專用、空氣短路器配電裝置6～10KV少油、真空、SN10-10ZN10LN-1035KV多油、少油、真空、DW-35SN10-35SWZ-35110～330KV少油、空空、SW110～330KW110～330500KVLW-500系列5.8.2按額定電壓選擇額定電壓應滿足：5.8.3按額定電流選擇額定電流應滿足：5.8.4額定開斷電流選擇 短路電流，一般情況由原則上額定開斷電流應不小于實際開斷瞬間的短路電流：為保證額定斷路器能可靠地斷開：短路電流周期分量的起始值：開斷瞬間短路電流周期分量的有效值開端時間5.8.5額定關(guān)合電流選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時安全，不會引起觸頭熔接和遭受點動力的破壞應滿足：5.8.6熱穩(wěn)定校驗應滿足：5.8.7動穩(wěn)定校驗應滿足：（KA）對220kv側(cè)斷路器的選擇：選用戶外斷路器根據(jù)最大長期工作電流的選擇：==/==744.228A初選斷路器型號為：—220IV型少油斷路器由短路電流的計算得故符合最初選擇型號—220IV型少油斷路器5.96.3KV側(cè)斷路器的選擇根據(jù)最大長期工作電流選擇初選斷路器的型號為SN6-10Ⅲ/2000型少油斷路器。經(jīng)查短路電路電流運算動、熱系統(tǒng)穩(wěn)定校驗：因為故不計故所選型號符合。5.10隔離開關(guān)的選擇原則：隔離開關(guān)的選擇原則同斷路器220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇初步選擇隔離開關(guān)表5-4隔離開關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù)220KV220KV744.91000421.328176448.3250KA由上表可見各項條件均滿足：故220KV側(cè)隔離開關(guān)選用合格。5.116kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇10kv1.05=2051.35A =29.06KA 初步選擇隔離開關(guān)表5-5隔離開關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù)：10kv：2000At：1300S:85KA通過對上表的比較，初選隔離開關(guān)負荷的條件。5.12電流互感器的選擇最大長期工作電壓：=271.4A電網(wǎng)電壓：=220kv故初選:LCWB2-220W型電流互感器其主要參數(shù)如下：額定電壓：220kv最高工作電壓：252kv額定變流比:2x200-2x600A額定二次電流:5A動穩(wěn)定電流：80KA熱穩(wěn)定電流：31.5KA其型號中：L-電流互感器C-瓷絕緣W-互感器外形t=動、熱穩(wěn)定校驗：421.328通過對計算結(jié)果和已給出型號結(jié)果的比較，初選型號符合要求。5.136kv側(cè)電流互感器的選擇此側(cè)最大長期工作電流：=2051.35A電網(wǎng)電壓:=10kv故初選LAJ-10型所選電流互感器的技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓：10kv最高工作電壓：11kv額定變流比:2000-A動穩(wěn)定電流：90KA熱穩(wěn)定電流：50KA動、穩(wěn)定校驗:-額定電流的循環(huán)倍數(shù)-次電流5.14電壓互感器的選擇5.14.1220kv測電壓互感器的選擇表5-6電壓互感器級參數(shù)：項目參數(shù)技術(shù)條件正常工作條件一次回路電壓、二次電壓、二次負荷、準確等級機械荷載承受的電壓能力絕緣水平、泄露、比距環(huán)境條件環(huán)境溫度、最大風速、相對濕度5.14.2型式選擇（1）6～20kv配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)；（2）35～110kv配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電壓互感器；（3）220kv及以上配電裝置當容量和準確等級滿足要求是，一般采用電容式電壓互感器；（4）接在110kv及以上線路側(cè)的電壓互感器，當線路上有裝脖通訊時，應盡量與偶合電路結(jié)合同意選用電容式電壓互感器；（5）兼作為泄能用的電壓互感器，應選用電磁互感器。5.14.3準確級的選擇表5-7電壓互感器的準確級準確級次誤差極限一次電壓變化范圍二次負荷變化范圍比差值相角差0.50.520（0.85-1.15）（0.25-1.0）表5-8220kv測電壓互感器級參數(shù)：型號額定變化額定容量最大容量一次繞組二次繞組剩余繞組0.5級1級3級TYD-2203-0.075220/0.1/2004010——————6廠用電的設計6.1廠用電設計的原則和要求6.1.1廠用負荷的分類（1）事故保安負荷在事故停機過程中及停機后的一段時間內(nèi)，仍應保證供電，否則不能引起主要設備損壞，重要的自動控制失靈或危及人身安全的負荷稱事故保安負荷。又分為一下三種：A、直流保安負荷：由蓄電池供電；B、交流不停電保安負荷：一般由接于蓄電池的逆變裝置供電；C允許段時間停電的交流保安負荷：平時由交流廠用電供電。（2）Ⅰ類負荷短時的停電可能影響人身或設備安全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降的負荷。（3）Ⅱ類負荷允許短時停電，但停電時間過長，有可能損壞設備或影響正常生產(chǎn)的負荷。（4）Ⅲ類負荷長時間停電不會影響生產(chǎn)的負荷。6．1.2基本要求廠用電接線除應滿足正常運行的安全生產(chǎn)負荷可靠、靈活、經(jīng)濟和檢修、維護方便等一般要求外，還應滿足下列要求：1、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場停電事故。2、充分考慮發(fā)電廠正常事故檢修、啟動等運行方式下的要求。3、便于分期擴建或連續(xù)施工，對公用負荷的供電要結(jié)合遠景規(guī)模安排。6.2廠用電源選擇6.2.1廠用電電壓等級的確定廠用電供電電壓等級是根據(jù)發(fā)電機的容量和額定電壓、廠用電動機的額定電壓及廠用網(wǎng)絡的可靠、經(jīng)濟運行等諸方面因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟比較后確定。因為發(fā)電機的額定容量為200MW，比較后確定廠用電電壓等級采用6kV的等級。6.2.2廠用電系統(tǒng)接地方式廠用變采用不接地方式，高壓和低壓都為三角電壓，當容量較小的電動機采用380V時，采用二次廠用變，將6kV變?yōu)?80V，中性點直接接地；啟備變采用中性點直接接地，高壓側(cè)為星型直接接地，低壓側(cè)為三角電壓。6.2.3廠用工作電源引接方式因為發(fā)電機與主變壓器采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變壓器低壓側(cè)引接。6.2.4廠用備用電源和啟動電源引接方式采用兩臺啟備變，獨立從220kV母線引至啟備變，啟備變采用低壓側(cè)雙繞組分裂變壓器。6.2.5確定廠用電系統(tǒng)廠用電系統(tǒng)采用如圖方案一和方案二，廠用電在兩個方案中都是一樣。接線圖如附圖，圖6-1.6.3廠用變壓器選擇6.3.1廠用電主變選擇原則1、變壓器、副邊額定電壓應分別與引接點和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應。2、連接組別的選擇，宜使同一電壓級的廠用工作、備用變壓器輸出電壓的相位一致。3、阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及廠用電負荷正常波動范圍內(nèi)，廠用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的±5％。4、變壓器的容量必須保證常用機械及設備能從電源獲得足夠的功率。6.3.2確定廠用電主變?nèi)萘堪磸S用電率確定廠用電主變的容量，廠用電率確定為，6.3.3常用變壓器的確定1、常用變壓器的額定容量的計算式中：-對于同負荷頻率的允許過負荷系數(shù)-對于年平均氣溫的修正系數(shù)對于電器，年平均氣溫θ，當0℃時，本廠廠用電變壓器的選擇條件有：變壓器容量：=18.82MVA高壓側(cè)電壓：U=15.75kv中低壓側(cè)電壓：U=6.3kv選型號為：SFF7-31500/15.75的變壓器，該型號變壓器的主要參數(shù)為：額定容量：31500/2X20000高中低壓側(cè)電壓：15.75-6.3-6.3鏈接組別：空載電流：0.5%表6-1常用變臺數(shù)的確定單機容量廠用高壓變壓器100MW及以下幾組6臺及以下設一臺6臺及以上設兩臺100～125MW幾組采用單元制5臺及以下設一臺5臺及以上設兩臺200～300MW幾組每兩臺幾組設一臺600MW幾組每兩臺幾組設一臺或兩臺通過上表可知，本機設兩臺備用變壓器。7配電裝置的設計7.1配電裝置的選擇原則高壓配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，遵循上級頒的有關(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、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設備，積極慎重地采用新布置、新設備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設計不斷創(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)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，應考慮所在地區(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、檢修和安全要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較予以確定。7.2配電裝置的特點1、屋內(nèi)配電裝置的特點：a．安全凈距小并分層布置，占地面積小。b．維護、巡視和操作在室內(nèi)進行，不受外界氣象條件的影響。c．設備受氣象及外界有害氣體影響較小，可減少維護工作量。d．建筑投資大。2、屋外配電裝置：a．安全凈距大，占地面積大。但便于帶電作業(yè)，b．維護、巡視和操作在室外進行，受外界氣象條件影響。c．設備受天氣及外界有害氣體影響大，運行條件差，須加強絕緣。d．工建工程量和費用周期短，擴建方便。3、成套配電裝置：a．結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。b．運行可靠性高，維護方便。c．安裝工作量小，建設周期短，而且便于擴建和搬遷。d．消耗鋼材較多，造價高。7.3配電裝置的基本要求和設計的基本步驟7.