火力發(fā)電廠建設設計說明書

1、<p>　　火力發(fā)電廠建設設計說明書</p><p>　　1 本設計的主要內容</p><p>　　1.1 原始資料分析</p><p>　　（1）發(fā)電廠建設規(guī)模</p><p>　　類型：凝汽式火力發(fā)電廠；</p><p>　　裝機容量：裝機2臺，容量分別為300MW*2；年利用小時數為6000h/a；&l

2、t;/p><p><b>　?。?）電力負荷水平</b></p><p>　　①220KV電壓等級：架空線共5回，I級負荷，最大輸送310MW，最大負荷利用小時數為6000h/a </p><p>　?、?10V電壓等級，架空線共7回，I級負荷，最大輸送230MW，最大負荷利用小時數為6000h/a。</p><p>

3、<b>　?、?lt;/b></p><p>　　④廠用電率7% </p><p>　?、輦溆茫?10KV 1回 220KV 1回</p><p>　?。?）廠址特點及自然環(huán)境</p><p>　　①當地年最高溫度40℃，最低溫度-20℃，最熱月平均最高溫度為32℃，最熱月平均最低溫度為25℃&l

4、t;/p><p>　　②地海拔高度為600M </p><p>　?、蹥庀髼l件無其它特殊要求。</p><p><b>　　1.2 設計任務</b></p><p>　?。?）對原始資料進行分析完成發(fā)電廠電氣主接線設計</p><p><b>　　（2）廠用電設計</b><

5、;/p><p>　?。?）短路電流的計算</p><p>　　（4）主要電氣設備的選擇</p><p>　?。?）完成主接線圖與設計說明書</p><p>　　2 電氣主接線設計 </p><p>　　2.1 電氣主接線的基本要求</p><p>　　（1）保證必要的供電可靠性和電能質量</p

6、><p>　　安全可靠是電力生產的首要任務，停電不僅使發(fā)電廠造成損失，而且對國民經濟各部門帶來的損失將更嚴重，往往比少發(fā)電能的損失大幾十倍，至于導致人身傷亡、設備損壞、產品報廢、城市生活混亂等經濟損失和政治影響，更是難以估量。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。</p><p>　　（2）具有一定的靈活性和方便性</p><p>　　主接線不僅正常運行時能安全可靠地

7、供電，而且在系統(tǒng)故障或設備檢修及故障時，也能適應調度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。</p><p><b>　　（3）具有經濟性</b></p><p>　　在主接線設計時，在滿足供電可靠的基礎上，盡量使設備投資費和運行費為最少，注意節(jié)約占地面積和搬遷費用，在可能和允許條件下應采取一次設計，分期投資、投產，盡快發(fā)揮經濟效益。

8、</p><p>　?。?）具有發(fā)展和擴建的可能性</p><p>　　在設計主接線時應留有余地，不僅要考慮最終接線的實現，同時還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工的方便。</p><p>　　2.2 主接線的方案選擇</p><p><b>　?。?）方案一</b></p><p>　?、?20K

9、V電壓等級的方案選擇</p><p>　　由于220KV 電壓等級的電壓回線數目是6回，因此其供電要充分考慮其可靠性，所以我們可選擇雙母線帶旁路接線形式。根據《電力工程電氣設計手冊》和《220kV～500kV變電所設計技術規(guī)程》可知，220KV出線回路為5回及以上時裝設專用旁路斷路器。這樣一來就避免了斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)的供電，斷路器或母線故障以及母線檢修時，減少停運的回路數和停運時間，保證了可靠的供電。&

10、lt;/p><p>　?、?10KV電壓等級的方案選擇</p><p>　　110KV電壓等級的電壓回線數目是8回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是雙母線接線形式。根據《電力工程電氣設計手冊》和《電力系統(tǒng)技術設計規(guī)程》可知，110KV出線回路為8回及以上時裝設專用旁路斷路器。由于雙母線接線的可靠性和靈活性高，它可以輪流檢修母線，而不中斷對用戶的供電；當檢修任意回路的母線隔離開關時，只需斷開該

11、回路；工作母線故障時，可將全部回路轉移到備用母線上，從而使用戶迅速恢復供電；可用母聯斷路器代替任意回路需要檢修的斷路器，在種情況下，只需短時停電；在個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分離出來，并單獨接至備用母線上。如下圖2.1所示</p><p>　　圖2.1 方案一 主接線簡圖</p><p><b>　?。?）方案二</b></p><p

12、>　?、?20KV電壓等級的方案選擇</p><p>　　由于220KV 電壓等級的電壓回線數目是6回，所以我們可選擇雙母線接線形式。根據《電力工程電氣設計手冊》和《220kV～500kV變電所設計技術規(guī)程》可知，220KV出線回路為5回及以上時裝設專用旁路斷路器。這樣一來就避免了斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)的供電，斷路器或母線故障以及母線檢修時，減少停運的回路數和停運時間，保證了可靠的供電。</p&g

13、t;<p>　?、?10KV電壓等級的方案選擇</p><p>　　由于110 KV電壓等級的電壓回線數目是8回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是單母線分段接線。單母線分段的優(yōu)點如下：①母線經斷路器分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；②一段母線故障（或檢修） 時，僅停故障（或檢修）段工作，非故障段仍可繼續(xù)工作。如下圖2.2所示</p><p>　　圖

14、2.2 方案二 主接線簡圖</p><p>　　對上述兩種方案進行綜合比較，1）在可靠性方面，方案一供電可靠，即使檢修其中一組母線也不會影響供電情況，方案二同樣可靠性較高；2）在靈活性方面，方案一檢修方便，當一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復供電，且調度靈活或便于擴建，相比之下方案二當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，必須斷開該分段上的所有電源或出現，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，

15、并使該分段單回路供電的用戶停電；3）在經濟性方面，方案一設備較多，增設了斷路器和隔離開關，方案二設備相對來說更多一點，尤其是增設了分段設備的投資，且配電裝置占地面積大，投資性價比較小。所以總結來看，選擇方案一更合理。</p><p>　　主接線方案圖如圖2.3所示</p><p>　　圖2.3 主接線方案簡圖</p><p>　　3發(fā)電機和變壓器的選擇</p&

16、gt;<p><b>　　3.1概述</b></p><p>　　在各級電壓等級的發(fā)輸配電中，變壓器都是主要電氣設備之一，其擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，并根據電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經濟技術上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺數過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，

17、給運行和檢修帶來不便，設備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是發(fā)電廠安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。</p><p>　　在生產上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時，要根據原始資料和設計發(fā)電機組的容量大小和自身的特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經濟性來選擇主變壓

18、器。</p><p>　　選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該發(fā)電廠以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數及容量。</p><p>　　3.2發(fā)電機型號的確定</p><p>　　根據設計書的要求選用的發(fā)電機容量為300MW，選擇發(fā)出的電壓為18KV，所以選擇發(fā)電機型號為QFSN-300-2。具體參數如表3.1</p><p>　　表3.1 所

19、選發(fā)電機組的型號與參數</p><p>　　3.3主變壓器容量和形式的選擇</p><p>　?。?）主變壓器容量的選擇</p><p>　　因為每千瓦的發(fā)電設備投資遠大于每千瓦變電設備的投資。為此，在選擇發(fā)電廠主變壓器時，應遵循以下基本原則。</p><p>　?、賳卧泳€的主變壓器</p><p>　　單元接線的變

20、壓器容量應按發(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，應盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量應按單元接線的計算原則計算出的兩臺機容量之和來確定。</p><p>　?、诰哂邪l(fā)電機電壓母線接線的主變壓器</p><p>　　連接在發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器的主變壓器的容量，應考慮以下因素：</p><p>　　當發(fā)電機全部

21、投入運行時候，在滿足發(fā)電機電壓供電的日最小負荷，并扣除廠用負荷后，主變壓器應能將發(fā)電機電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)。</p><p>　　當接在發(fā)電機電壓母線上的最大一臺機組檢修或者因供熱機組熱負荷變動而需限制本廠出力時，主變壓器應能從電力系統(tǒng)到送功率，保證發(fā)電機電壓母線上最大負荷的需要。</p><p>　　若發(fā)電機電壓母線上接有2臺及以上的主變壓器時，當其中容量最大的一臺因故

22、退出運行時，其他主變壓器應能輸送母線剩余功率的70%以上。</p><p>　　（2）主變壓器形式的選擇</p><p><b>　?、僮儔浩飨鄶档倪x擇</b></p><p>　　容量為300MW及以下機組單元連接的主變壓器和330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對來講投資大，占地多，運行損耗大，同時配電裝置以

23、及斷電保護和二次接線的復雜化，也增加了維護及倒閘操作的工作量。</p><p><b>　?、诮M數的選擇</b></p><p>　　電力變壓器按每相的繞組數分為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結構分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂是等型式。</p><p>　　發(fā)電廠以兩種升高電壓級向用戶或與系統(tǒng)連接時，可以采用2臺雙繞組變壓

24、器或三繞組變壓器。根據該廠發(fā)電機組為單元接線，主變宜采用雙繞組變壓器。</p><p><b>　　③方式的選擇</b></p><p>　　為了滿足用戶的用電質量和供電的可靠性，電壓必須維持在允許范圍內。通過改變變壓器220KV及以上網絡電壓應符合以下標準：的分接頭切換，改變變壓器高壓側繞組匝數，從而改變其變比，實現電壓調整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無

25、激磁調壓，調整范圍通常在±2×2.5%以內，應視具體工程情況而定。另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調整范圍可達30%。其結構較復雜，價格較貴，只在以下情況才予以選用：接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，且要求變壓器二次電壓維持在一定水平；或接于時而為送端，時而為受端，具有可逆工作特點的聯絡變壓器，為保證供電質量，要求母線電壓恒定時。</p><p>　　通常，發(fā)電廠主變壓

26、器中很少采用有載調壓，因為可以通過調節(jié)發(fā)電機勵磁來實現調節(jié)電壓，對于220KV及以上的降壓變也僅在電網電壓有較大變化的情況時使用，一般均采用無激磁調壓，分接頭的選擇依據具體情況而定。</p><p>　　因此本次選用的主變壓器不采用有載調壓。</p><p><b>　?、苓B接組別的選擇</b></p><p>　　變壓器繞組的連接方式必須和系

27、統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。一般有星形“Y”和三角形“D”兩種。</p><p>　?、葜髯儔浩骼鋮s方式的選擇</p><p>　　一般采用的冷卻方式有：自然風冷卻，強迫油循環(huán)風冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。具體來說，風冷卻一般只適用于小容量變壓器；迫油循環(huán)水冷卻，雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大。

28、所以，選擇強迫油循環(huán)風冷卻。</p><p>　　本設計主變?yōu)榇笮妥儔浩?，發(fā)熱量大，散熱問題不可輕佻，強迫油循環(huán)風冷卻效果較好，可選用強迫油循環(huán)風冷卻方式。</p><p>　?。?）主變壓器型號及參數的確定</p><p>　　①臺數：根據原始資料，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)電機母線，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

29、電可靠，所以300MW發(fā)電機組的主變壓器選用兩繞組變壓器2臺。</p><p>　?、谌萘浚簡卧泳€中的主變壓器容量SN 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 </p><p>　　—發(fā)電機容量； —通過主變的容量； 　 </p><p>　　—發(fā)電機的額定功率因數；

30、 —廠用電率</p><p>　　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。</p><p>　　發(fā)電機的額定容量為300MW，，，所以扣除廠用電后經過變壓器的容量為：</p><p>　　為方便計算，我們將變壓器容量記為361MVA。經查看《電力工程電氣設計200例》和《電力工程電氣設計手冊一次部分》，再根據《大

31、型變壓器技術數據》，我們選擇采用型號為SFP9-370000/220戶外、三相雙繞組、無載調壓、OFAF、銅芯、低損耗變壓器的220KV雙繞組無載調壓電力變壓器。具體參數如下表3.2</p><p>　　表3.2主變壓器的型號</p><p>　　3.4聯絡變壓器的選擇</p><p>　　（1）聯絡變壓器選擇的一般原則</p><p>　

32、　①聯絡變壓器容量應能滿足兩種電壓網絡在各種不同運行方式下有功功率和無功功率交換。</p><p>　?、诼摻j變壓器容量一般不應小于接在兩種電壓母線是最大一臺機組的容量，以保證最大一臺機組故障或檢修時，通過聯絡變壓器來滿足本側負荷的要求；同時，也可在線路或故障時，通過聯絡變壓器將剩余容量送入另一個系統(tǒng)。</p><p>　　（2）聯絡變壓器的型號及參數的確定</p><

33、p>　　根據聯絡變壓器容量的確定原則可知，聯絡變壓器的總容量為300MW/0.85=352.9MVA， 選擇最接近標準容量為360MVA的變壓器，即容量為360MVA的三相三繞組降壓自耦變壓器，具體型號選擇OSPSO-360000/220。</p><p>　　3.5 廠用變壓器的選擇</p><p>　　（1）廠用變壓器選擇的基本原則</p><p>　?、?/p>

34、變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網絡電壓一致。</p><p>　?、谧儔浩鞯娜萘勘仨殱M足廠用機械從電源獲得足夠的功率。</p><p>　?、蹚S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。</p><p>　　（2）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

35、可靠性，兩臺變壓器均采用低壓分裂繞組變壓器.聯絡變壓器的低壓側電壓為15.75KV，作廠備用電源通過低壓分裂繞組降壓變壓器15.75/6.3/6.3分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SFF-31500/15.75,其參數見表2.3。單機容量在100MW300MW的發(fā)電廠，廠用電通常采用6KV電壓等級，所以對應于300MW機組的廠用變壓器，由于機端電壓為18KV，其各側電壓為18/6.3/6.3，容量為300×

36、;7%/0.85=24.7MVA，選用雙分裂兩繞組變壓器,型號為SFF9-40000/18。</p><p>　　經計算后選取變壓器如下：</p><p>　　①300MW發(fā)電機組所選變壓器型號為：SFP9-370000/220KV 兩臺；</p><p>　　②聯絡變壓器型號為：SSPS0-36000/220KV 兩臺</p><p>　　

37、③廠用變壓器型號為：SFF9-40000/18KV兩臺</p><p>　　SFF-31500/15KV兩臺</p><p>　　其具體參數如下表3.3示</p><p>　　表3.3 所選變壓器的型號及參數</p><p>　　4 短路電流的計算 </p><p>　　4.1短路計算的

38、基本假定和計算方法</p><p><b>　?。?）基本假定</b></p><p>　?、僬９ぷ鲿r，三相系統(tǒng)對稱運行。</p><p>　　②所有電源的電動勢相位角相同。</p><p>　?、巯到y(tǒng)中的電機均為理想電機，不考慮電磁飽和、磁滯、渦流及導體肌膚效應等影響；轉子結構完全對稱；</p><

39、;p>　?、芏搪钒l(fā)生在短路電流為最大的瞬間；</p><p>　　⑤不考慮短路電的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。</p><p>　　（2）短路電流計算的方法</p><p>　　對應系統(tǒng)最大運行方式下，按無限大容量系統(tǒng)，進行相關的短路點的三項短路電流計算，求得I"、ish值。</p><p>　　I"—— 三相短路

40、電流； </p><p>　　ish —— 三相短路沖擊電流。</p><p>　　由2*300MW火電廠電氣主接線圖，和設計任務書中給出的相關參數，可畫出系統(tǒng)的等值電抗圖如圖3-1所示。</p><p>　　選取基準容量為Sj=100MVA Uj=Uav=1.05Ue</p><p>　　Sj —— 基準容量

41、 Uav—— 所在線路的品平均電壓</p><p>　　以上均采用標幺值計算方法，省去“*”。</p><p>　?。?）短路計算的一般規(guī)定：</p><p>　　①選擇導體和電器用的短路電流時，在電器連接的網絡中，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；</p><p>　?、谶x擇導體和電器時，對不帶電抗回路

42、的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大的點；</p><p>　?、蹖w和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。</p><p>　　（4）短路電流的計算中，常采用以下假設和原則</p><p>　?、僬９ぷ鲿r，三相系統(tǒng)對稱運行；</p><p>　?、谒须娫吹碾妱觿菹辔唤窍嗤?lt;/p>&l

43、t;p>　　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、渦流以及導體集膚效應等影響；轉子結構完全對稱；定子三相繞組空間位置相差120度電角度；</p><p>　?、茈娏ο到y(tǒng)中，各個器件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設備電抗值不隨電流大小變化而變化； </p><p>　?、莶诫姍C都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）；</p><p>　?、?/p>

44、路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；</p><p>　　⑦考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；</p><p>　　⑧計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，器件的電阻都忽略不計；</p><p>　　⑨件的參數都取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍；</p><p>　?、怆娋€的電容略去不計；</p><p

45、>　　4.2 短路等值電抗電路及其參數計算</p><p>　　系統(tǒng)的等效電路圖如圖4.1</p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)的等效電路圖</p><p>　　設，，計算各個元件標幺值：</p><p><b>　　系統(tǒng)電抗標幺值：</b></p><p><b>　　電機電抗標

46、幺值：</b></p><p>　　主變壓器電抗標幺值： </p><p>　　聯絡變壓器各繞組阻抗標幺值：</p><p>　　（1）110KV母線上f2點短路：</p><p>　　系統(tǒng)的等效電路化簡圖如圖4.2</p><p>　　圖4.2，系統(tǒng)的等效電路化簡圖</p><p>

47、;<b>　　各元件標幺值如下：</b></p><p><b>　　0.0547</b></p><p>　　最后簡化到電源到短路點的轉移阻抗，如圖4.3</p><p><b>　　圖4.3等值電路圖</b></p><p><b>　?、倩档挠嬎悖?lt;/b

48、></p><p><b>　　系統(tǒng)：KA</b></p><p><b>　　發(fā)電機：MVA</b></p><p><b>　　KA</b></p><p><b>　?、谟嬎汶娍梗?lt;/b></p><p>　　根據轉移電

49、抗結果，可求發(fā)電機G1和G2合并后對短路點的計算電抗</p><p>　　0秒時通過計算曲線求出短路電流標幺值：</p><p><b>　　系統(tǒng)： </b></p><p><b>　　發(fā)電機：0.985</b></p><p><b>　　總的短路電流：</b></p

50、><p><b>　　KA</b></p><p><b>　　沖擊電流：KA</b></p><p><b>　　短路容量：MVA</b></p><p>　?。?）在220KV上f1點的短路計算：</p><p>　　等值電路圖如圖4.4</p&g

51、t;<p>　　圖4.4 等值電路圖 </p><p><b>　?、倩档挠嬎悖?lt;/b></p><p><b>　　系統(tǒng)：KA</b></p><p><b>　　發(fā)電機：MVA</b></p><p><b>　　KA</b><

52、/p><p><b>　?、谟嬎汶娍梗?lt;/b></p><p><b>　　發(fā)電機： </b></p><p>　　0秒時通過計算曲線求出短路電流標幺值：</p><p><b>　　系統(tǒng)：</b></p><p><b>　　發(fā)電機：</b

53、></p><p><b>　　總的短路電流：</b></p><p><b>　　沖擊電流：KA</b></p><p><b>　　短路容量：MVA</b></p><p>　　同理，根據所得的計算電抗值，查計算曲線數字表得任意時刻短路周期電流的標幺值，然后求得有名值

54、，結果記入表4.1 </p><p>　　表4.1 短路電流表 </p><p><b>　　5電氣設備的選擇</b></p><p>　　5.1電氣設備選擇的一般原則</p><p>　?。?）①應力求技術先進，安全適用，經濟合理。</p><p>　　②應滿足正常運行、檢修和過電壓情

55、況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。</p><p>　?、蹜c整個工程的建設標準協(xié)調一致。</p><p>　　④選擇的導體品種不應太多。</p><p>　?。?）選用的電器最高允許工作電壓，不得低于該回路最高運行電壓。</p><p>　?。?）選用導體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。由于高壓開斷電器設有持續(xù)過載能力，在選擇其額定電

56、流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。</p><p>　?。?）驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流作用的短路電流時，應按具體工作的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景規(guī)劃。</p><p>　　（5）驗算導體和電器的短路電流，按下列情況計算：</p><p>　?、俪嬎愣搪冯娏鞯乃p時間常數和低壓網絡電流外，元件電阻都應略去不計。&

57、lt;/p><p>　?、趯Σ粠щ娍蛊骰芈返挠嬎悖搪伏c應選擇在正常接線方式短路電流最大的點。</p><p>　?。?）導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流按發(fā)生短路最嚴重情況計算。</p><p>　?。?）驗算裸導體短路熱效應應計算時間，應采用主保護動作時間和相應的斷路器全分閘時間，繼電器的短路熱效應計算時間，宜采用后備保護動作時間和相應的斷路器全分閘時間

58、。</p><p>　?。?）在正常運行時，電氣引線的最大作用力不應大于電器端子允許的負載。</p><p>　　5.2電氣設備選擇的一般條件</p><p>　?。?）額定電壓的選擇</p><p>　　在選擇電氣設備時，一般可按照電氣設備的額定電壓UN不低于裝置地點電網額定電壓UNS的條件選擇，即 UN≥UNS。</p>&

59、lt;p>　?。?）額定電流的選擇</p><p>　　電氣設備的額定電流IN應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Imax，即IN≥Imax。</p><p><b>　?。?）注意事項</b></p><p>　?、儆捎诎l(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低5%時出力保持不變，故其相應回路的Imax為其發(fā)電機、調相機和變壓器的

60、額定電流的1.05倍。</p><p>　?、趯τ谀嘎摂嗦菲骰芈?，一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的Imax。</p><p>　　5.3高壓斷路器的選擇(QF)</p><p>　　（1）額定電壓的選擇</p><p>　　高壓斷路器的額定電壓不低于安裝處電網額定電壓，即UN≥UNS。</p><p>　?。?）

61、額定電流的選擇</p><p><b>　?、?10KV側：</b></p><p>　　母聯斷路器額定電流：</p><p>　　IN≥Imax=1.05×370/（1.732×110）=2.04KA</p><p>　　接負荷出線斷路器額定電流：</p><p>　　IN≥

62、Imax=1.05×230/（1.732×110×7）=0.18KA</p><p><b>　?、?20KV側:</b></p><p>　　母聯斷路器額定電流：</p><p>　　IN≥Imax=1.05×370/（1.732 ×220）=1.02KA</p><p&g

63、t;　　接負荷出線斷路器和旁路斷路器的額定電流：</p><p>　　IN≥Imax=1.05×310/（1.732 ×220×5）=0.17KA</p><p>　　（3）開斷電流的選擇</p><p>　　高壓斷路器的額定開斷電流INbr不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量IPt,為了簡化計算可應用次暫態(tài)電流I"進行選擇

64、,即INbr≥I"。有短路計算可得，110KV側：I"=20.1KA 220KV側：36.51KA</p><p>　　110KV側: INbr≥I"=20.1KA</p><p>　　220KV側: INbr≥I"=36.51KA</p><p>　?。?）短路關合電流的選擇</p><p>　　為

65、了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定關合電流INcl 不應小于短路電流最大沖擊值Ish，即INcl≥Ish。</p><p>　　短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓側母線時，取Kim =1.85</p><p>　　110KV側: INcl≥Ish=1.414×1.85×I"=1.414×1.85×20.1=52.59KA</p>

66、<p>　　220KV側: INcl≥Ish=1.414×1.85×I"=1.414×1.85×36.51=95.52KA</p><p><b>　?。?）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　短路電流通過電器時,電器各部分的溫度應不超過允許值.滿足熱穩(wěn)定的條件為It2t≥Qk；式中Qk為短路電流產生的熱

67、效應，It、t分別為電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。</p><p>　　檢驗式為：It2t≥Qk</p><p><b>　　取tk=4s。</b></p><p>　?、?10KV側: I"=20.1KA</p><p>　　QK=I"tk=20.1×20.1×4=1616.0

68、4（KA）2·S</p><p>　　Qr=It2tk=40×40×4=6400（KA）2·S</p><p>　　②220KV側: I"=36.51KA</p><p>　　QK=I"tk=36.51×36.51×4=5331.92(KA)2·S </p>&l

69、t;p>　　Qr=It2tk=40×40×3=4800（KA）2·S</p><p><b>　?。?）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為ies≥ish，Ies≥Ish；式中ish、Ish分別為短路沖擊電流幅值和有效值，ies、Ies分別為電器允許的動穩(wěn)

70、定電流的幅值和有效值。</p><p><b>　　ies≥ish</b></p><p>　　110KV側: ies =100KA≥52.59KA</p><p>　　220KV側: ies =100KA≥95.52KA</p><p>　　器件選擇結果記入表5.1和表5.2</p><p>　

71、　表5.1 110 KV側的斷路器選擇</p><p>　　表5.2 220 KV側的斷路器選擇</p><p>　　5.4高壓隔離開關的選擇(QS)</p><p>　　隔離開關是電力系統(tǒng)中應用最多的一種高壓電器，它的主要功能是：建立明顯的絕緣間隙，保證線路或電氣設備修理時人身安全；轉換線路、增加線路連接的靈活性，電網運行情況下，為了保證檢修工作電安全進行，除了

72、使工作點與帶電部分隔離外，還必須采取檢修接地措施防止意外帶電。為此，要求在高壓配電裝置的母線側和線路側裝設帶專門接地刀閘的隔離開關，以便在檢修母線或線路斷路器時，使之可靠接地。這種帶接地刀閘的隔離開關的工作方式為：正常運行時，主刀閘閉合，接地刀閘斷開；檢修時，主刀閘斷開，接地刀閘閉合。這種工作方式由操作機構之間具有機械閉鎖的裝置來實現。</p><p>　　原則：①Imax≥1.05IN</p>&

73、lt;p><b>　?、赨N≥UNS</b></p><p>　　（1）額定電壓的選擇</p><p>　　高壓斷路器的額定電壓不低于安裝處電網額定電壓，即UN≥UNS。</p><p>　?。?）額定電流的選擇</p><p><b>　?、?10KV側：</b></p>&l

74、t;p><b>　　最大工作持續(xù)電流：</b></p><p>　　Imax=1.05×370/（1.732 ×110）=2.04KA≥1.05IN</p><p><b>　　UN≥UNS</b></p><p>　　擬選型號為GW5—110D系列隔離開關</p><p>

75、;<b>　　②220KV側:</b></p><p>　　Imax=1.05×370/（1.732 ×220）=1.02KA≥1.05IN</p><p><b>　　UN≥NNS</b></p><p>　　擬選型號為GW4—220 D系列隔離開關</p><p><b

76、>　?。?）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　短路電流通過電器時,電器各部分的溫度應不超過允許值.滿足熱穩(wěn)定的條件為It2t≥Qk；式中Qk為短路電流產生的熱效應，It、t分別為電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。</p><p>　　檢驗式為：It2t≥Qk</p><p><b>　　取tk=4s。</b></p&

77、gt;<p>　　①110KV側: I"=20.1KA</p><p>　　QK=I"2tk=20.1×20.1×4=1616.04（KA）2·S</p><p>　　Qr=It2tk=31.5×31.5×4=3969（KA）2·S</p><p>　?、?20KV側: I

78、"=36.51KA</p><p>　　QK=I"2tk=36.51×36.51×4=5331.92（KA）2·S</p><p>　　Qr=It2tk=40×40×4=6400（KA）2·S</p><p><b>　?。?）動穩(wěn)定校驗</b></p>

79、<p>　　電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為ies≥ish；式中ish為短路沖擊電流幅值，ies為電器允許的動穩(wěn)定電流的幅值。</p><p><b>　　ies≥ish</b></p><p>　　110KV側: ies =80KA≥ish=52.59KA</p><p>　　220KV

80、側: ies =100KA≥ish=95.52KA</p><p>　　器件選擇結果記入表5.3和表5.4</p><p>　　表5.3 110 KV側的隔離開關選擇</p><p>　　表5.4 220 KV側的隔離開關選擇</p><p>　　5.5電流互感器的選擇(TA)</p><p>　　（1）電流互感器的選

81、擇和配置應按下列條件： </p><p>　　①型式：電流互感器的型式應根據使用環(huán)境條件和產品情況選擇。對于6~20KV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構和樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量采用套管式電流互感器。 </p><p>　?、谝淮位芈冯妷海篣NS≤UN? </

82、p><p>　　③一次回路電流：IN1 ≥Imax </p><p>　?、軇臃€(wěn)定：ish≤IN1Kes</p><p>　　式中，Kes是電流互感器動穩(wěn)定倍數，等于電流互感器極限值，過電流峰值ies與一次繞組額定電流Im峰值之比，即Kes=ies/IN1</p><p>　?、轃岱€(wěn)定：Qk≤(IN1Kt)2</p><p&g

83、t;　?。?）110KV側電流互感器的選擇 </p><p>　?、僖淮位芈冯妷海篣NS=110≤UN </p><p><b>　?、贗N1≥KA</b></p><p>　　由此可得，初選LVQB6-110戶外獨立式電流互感器，其參數如表5.5</p><p>　　表5.5 電流互感器技術參數</p

84、><p>　?、蹌臃€(wěn)定校驗：ish≤IN1Kes </p><p>　　IN1Kes=×4.0×31.25=176.78KA≥ish=52.59KA滿足要求；</p><p>　　④熱穩(wěn)定校驗：(IN1Kt)2≥Qk</p><p>　　QK=I"2tk=20.1×20.1×1=404.01（KA

85、）2·S</p><p>　　(IN1Kt)2=(4.0×12.5) 2=2500（KA）2·S≥QK=20.1×20.1×1=404.01（KA）2·S滿足熱穩(wěn)定性要求。</p><p>　　綜上所述，所選的電流互感器LVQB6-110滿足動熱穩(wěn)定性要求。器件選擇結果記入表5.6</p><p>　　表5

86、.6 110 KV側的電流互感器選擇</p><p>　?。?）220KV側電流互感器的選擇 </p><p>　　①一次回路電壓：UNS=110≤UN </p><p><b>　?、贗N1 ≥KA</b></p><p>　　由此可得，初選LVQBT-220戶外獨立式電流互感器，其參數如表5.7</p

87、><p>　　表5.7 電流互感器技術參數</p><p>　?、蹌臃€(wěn)定校驗：ish≤IN1Kes </p><p>　　IN1Kes=×2.5×50=176.78KA≥ish=95.52KA滿足要求；</p><p>　?、軣岱€(wěn)定校驗：(IN1Kt)2≥Qk</p><p>　　QK=I"

88、2tk=36.51×36.51×1=1332.98（KA）2·S </p><p>　　(IN1Kt)2=(2.5×20) 2=2500（KA）2·S≥QK=36.51×36.51×1=1332.98（KA）2·S 滿足熱穩(wěn)定性要求。</p><p>　　綜上所述，所選的電流互感器LVQBT-220滿足動熱穩(wěn)定

89、性要求。器件選擇結果記入表5.8</p><p>　　表5.8 220KV側的電流互感器選擇</p><p>　　5.6 電壓互感器的選擇(TV)</p><p>　　（1）電壓互感器的選擇和配置應按下列條件：</p><p>　?、傩褪剑?~20KV屋內互感器的型式應根據使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結構的電壓互感器；35KV~110KV配電

90、裝置一般采用油浸式結構的電壓互感器220KV級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求：一般采用電容式電壓互感器。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。</p><p>　　②一次電壓U1：UN＞U1＞0.9UN </p><p>　?、鄱坞妷篣2n：U2n=100/ </p><p>　?、軠蚀_等

91、級：電壓互感器應在哪一準確等級下工作，需根據接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設備對準確等級的要求確定，規(guī)定如下：用于發(fā)電機、變壓器、調相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，所有計算的電度表，其準確等級要求為0.5級；供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準確等級，要求一般為1級。</p><p>　?、荻呜摵蒘2：S2≤Sn </p><p>　?。?）110KV母線設備PT

92、的選擇</p><p>　?、傩褪剑翰捎么摻^緣油浸式式電壓互感器，作電壓、電能測量及繼電保護用。</p><p>　　②電壓：額定一次電壓 U1n=110KV U2n=0.1/KV</p><p>　?、蹨蚀_等級：用戶保護，測量、計量用，其準確等級為0.5級。</p><p>　　查《電力工程電氣設備手冊（一次部分）》，選定PT的型號

93、為：JCC6-110，器件選擇結果記入表5.9</p><p>　　表5.9 電壓互感器技術參數</p><p>　?。?）220kv側母線PT的選擇</p><p>　　①型式：采用串聯絕緣油浸式電壓互感器，作電壓、電能測量及繼電保護用。（因為U≥110KV）</p><p>　?、陔妷海侯~定一次電壓 U1n=220KV U2n=0.

94、1/KV</p><p>　?、蹨蚀_等級：用于保護、測量、計量用，其準確等級為0.5級，查相關設計手冊，選擇PT的型號：JCC5—220，其參數如表5.10</p><p>　　表5.10 電壓互感器技術參數</p><p>　　5.7 避雷器的選擇</p><p>　　避雷器是用來防止雷電產生的過電壓波沿線路侵入變電所或其它建筑物內，以免

95、危及被保護設備的絕緣。避雷器主要有閥式避雷器排氣式避雷器角型避雷器等幾種。</p><p>　　（1）避雷器的配置原則</p><p>　?、倥潆娧b置的每組母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器時除外；</p><p>　?、谂月纺妇€上是否需要裝設避雷器，應視在旁路母線投入運行時，避雷器到保護設備的電氣距離是否滿足要求而定；</p><p&g

96、t;　　③220KV以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值，應在變壓器附設一組避雷器；</p><p>　?、苋@組變壓器低壓側的一相上宜設置一臺避雷器；</p><p>　　⑤自耦變壓器必須在其兩個自耦合的繞組出線上裝設避雷器，并應接壓器與斷路器之間。</p><p><b>　?。?）避雷器的確定</b></p><p&

97、gt;　　本工程采用220KV、110KV配電裝置構架上設避雷針。為了防止反擊，主變構架上不設避雷針，采用避雷器來防止雷電的入侵波對電氣設備造成危害。所選避雷器的參數如表5.11所示。</p><p>　　表5.11 避雷器的參數 </p><p><b>　　6廠用電的設計</b></p><p>　　發(fā)電廠在啟動、運轉、停機、檢修的過程中，

98、有大量以電動機拖動的機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理等輔助設備的正常運行。 這些電動機及全廠的運行操作、試驗、檢修、照明等用電設備都屬于廠用負荷?？偟暮碾娏?，統(tǒng)稱為廠用電。</p><p>　　300MW汽輪發(fā)電機組廠用電接線的要求：</p><p>　　（1）每臺機組的廠用電系統(tǒng)應是獨立的；</p><p>　　（2）全廠性公用負荷

99、應分散接入不同機組的采用母線或公用負荷母線；</p><p>　?。?）廠用電的工作電源及備用電源接線應能保證各單元機組和全廠的安全運行；</p><p>　?。?）充分考慮電廠分期建設和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式，特別要注意對公用負荷供電的影響，要便于過渡，盡量減少改變接線和更換設備；</p><p>　?。?）設置足夠的交流事故保安電源，當全廠停電時，可

100、以快速啟動和自動投入向保安負荷供電。</p><p>　　6.1廠用負荷分類</p><p>　　發(fā)電廠廠用負荷根據其重要性、合理提供電源和供電方式，負荷可分以下幾類：</p><p>　　Ⅰ類負荷：在瞬時短時停電，可能對人身和設備造成安全，使生產停頓或發(fā)電量大幅度下降，如送、引風機、給水泵等負荷，要求這類負荷的供電系統(tǒng)可靠，工作電源故障后，應有備用電源自動投入

101、。對設備配置上要有備用設備，雙電源供電，自動切換。</p><p>　?、蝾愗摵桑哼@類負荷允許短時停電，但如停電時間過長，有可能損壞設備或影響正常生產，如磨煤機、碎煤機等負荷。這類負荷供電與Ⅰ類負荷相似，電源也應可靠，但是備用電源可不自投，而用手動投入即可。Ⅱ類負荷一般也有備用設備，如不配備用設備，也要雙電源供電。</p><p>　?、箢愗摵桑阂话闩c生產工藝過程無直接聯系，即使較長時間停

102、電，也不會直接影響到電廠正常運行，如油處理設施及中央修配廠等負荷。這類負荷的供電的可靠性可以略低些，允許只有一個電源。　</p><p>　　6.2廠用電的電壓等級</p><p>　　對300MW機組的廠用電，根據國內若干電廠的設置情況，廠用電采用6kv和380v兩個電壓等級。配電原則是：200kw及以上的電動機采用6kv電壓供電，200kw以下的電動機采用380v電壓供電。</p

103、><p>　　可使廠用電系統(tǒng)簡化、設備減少，但許多2000kw以上的大容量電動機接在6.3kv母線上，也會帶來設備選擇和運行方面的問題。設計時都是經過諸多因素的綜合比較后確定。</p><p>　?。?）發(fā)電廠廠用高壓電壓</p><p>　　綜合考慮廠用系統(tǒng)的短路電流水平及斷路器的開斷電流，以及高壓廠用系統(tǒng)中最大一臺電動機正常工作啟動時，廠用母線電壓不低于80%額定電

104、壓的要求。廠用高壓選用6KV電壓等級，通過合理選擇變壓器容量及阻抗值，電動機啟動電壓均可滿足要求。</p><p>　?。?）發(fā)電廠廠用低壓電壓</p><p>　　主廠房的低壓廠用電系統(tǒng)采用動力與照明分開供電方式，動力與照明網絡電壓為380V，低壓廠用電壓為380V，輔助廠房的低壓電壓均為380V。</p><p><b>　?。?）電動機的引接<

105、/b></p><p>　　200KW及以上的電動機接6KV，200KW電動機接380V?！?lt;/p><p>　　6.3對廠用電接線的基本要求</p><p>　　廠用電接線除應滿足正常運行安全、可靠、靈活、經濟和檢修、維護方便等一般要求外，尚應滿足：</p><p>　　(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

106、求，盡可能地使切換操作簡便，啟動（備用）電源能在短時內投入。</p><p>　　(2) 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廠停電事故。對于300MW及以上的大型機組，廠用電應是獨立的，以保證一臺機組故障停運或其輔助機械的電氣故障，不應影響到另一臺機組的正常運行。</p><p>　　(3) 便于分期擴建或連續(xù)施工，不致中斷廠用電的供應。對公用廠用負荷的供電，須結合遠景規(guī)

107、模統(tǒng)籌安排，盡量便于過渡且少改變接線和更換設備。</p><p>　　(4) 對300MW及以上的大型機組應設置足夠容量的交流事故保安電源。</p><p>　　(5) 積極慎重地采用經過試驗鑒定的新技術和新設備，使廠用電系統(tǒng)達到先進性、經濟合理，保證機組安全滿發(fā)地運行。</p><p>　　6.4 火力發(fā)電廠廠用電接線的設計</p><p>

108、;　　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，應保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉；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；還應適當注意其經濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術、新設備，使其具有可行性和先進性。</p><p>　　實踐經驗表明：對于火電廠，當發(fā)電機容量在60MW及以下，發(fā)電機電壓為10.5KV時，可采用3KV作為廠用高壓電壓；當容量在10

109、0MW—300MW時，宜選用6KV作為廠用高壓電壓；當容量在300MW以上時，若技術經濟合理，可采用3KV和10KV兩段電壓。該電廠發(fā)電機容量在100MW—300MW之間，應選6KV做為廠用高壓電壓等級。廠用電接線簡圖如下。</p><p>　　圖6.1 廠用電接線圖</p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　為期一個學

110、期的課程設計結束了我在這一個學期里通過不斷的學習和研究已經使自己對所要設計的發(fā)電廠有了較深入的了解。這次設計實際上是一次檢驗自己兩年所學的機會我在本次設計中我盡可能的讓理論和實際有機的結合起來。讓自己在實踐中去深入的理解理論知識也可以說這也是我們課程設計的原因。 在本次設計中我全面的復習了所學的專業(yè)知識同時查閱了大量的專業(yè)文獻和相關資料，同時到生產現場實習并實地收集設計論文所需的圖文資料。可以說這次設計我是本著嚴謹治學、實事求是的態(tài)度來

111、進行的。不過我在設計過程中曾經遇到了大量的設計難題，這些問題涉及到了發(fā)電廠的方方面面，包括發(fā)電機的選型、主變壓器的選型及電氣設備選擇等諸多方面。通過解決這些問題使自己更充分的了解了未來所要工作的崗位。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]姚春球. 發(fā)電廠電氣部分.[M]中國電力出版社，2007</p><p>

112、;　　[2]于長順.郭琳. 發(fā)電廠電氣設備.[M]中國電力出版社，2008</p><p>　　[3]卓樂友. 電力工程電氣設計200例.[M]中國電力出版社,2004</p><p>　　[4]電力工業(yè)部西北電力設計院.[M]電力工程電氣設備手冊.中國電力出版社,1998</p><p>　　[5]電力工業(yè)部電力規(guī)劃設計總院.[M]電力系統(tǒng)設計手冊.中國電力出版,

113、1998</p><p>　　[6]張玉行.火力發(fā)電廠廠址選擇與總布置.[M]水利電力出版社, 1981</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　在整個設計過程中,遇到了不少困難。最開始拿到設計任務書，對原始資料分析，由于以前沒做過類似的設計，某些參數不知道怎么用也不知道用到哪去。像主變壓氣和聯絡變壓器都不知道怎么選擇。通

114、過查閱一系列資料的學習后，對整個設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，系統(tǒng)電抗不知道怎么處理，在老師和同學的幫助下，我對其計算原理和計算方法才有了正確的掌握。最棘手的是CAD畫圖，第一次用CAD畫電氣圖，左右碰壁。開始很多電氣設備找不到，這個畫圖軟件和以前用過的Protel有很多不同，用起來很不習慣，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的請教，完成了所有圖的繪制，最重要的是學會并在一

115、定程度的熟練了CAD電氣繪圖。</p><p>　　在這兩星期的設計過程中，得到了汪普林老師和其他同學們的很大的幫助，使我順利的完成了這次課程設計。汪老師細致耐心的解答我在設計過程中遇到的疑難，對每一個問題都細心講解并引申向更深、更廣的知識面，對進程的每一步都密切關注還指導我查閱了相關的學術資料和文獻，使我開闊了眼界，在對知識總結和梳理的同時還提高了檢索資料、自我學習的能力。在此表示由衷地感謝！最后祝我的指導老師