【正文】 ........................41 同期系統(tǒng)流程 ..........................................................................................42 導(dǎo)前時(shí)間 .......................................................................................42 準(zhǔn)同期條件 ...................................................................................43 均頻控制 .......................................................................................43 均壓控制 .........................................................................................43 軟件模塊設(shè)計(jì) ..........................................................................................44 .................................................................................44 ........................................................................................44 、滑差 .............................................................................44 計(jì)算角加速度差 ...............................................................................45 ........................................................................................45 ....................................................................................45 6 結(jié) 束 語 ...............................................................................................................47 致 謝 語 ...............................................................................................................48 參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................49 7 前 言 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。 本次設(shè)計(jì)為 小漩電站電氣一次及同期系統(tǒng) 部分初步設(shè)計(jì)，分為 電氣主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、電站主設(shè)備選擇、廠用電設(shè)計(jì)、同期系統(tǒng)設(shè)計(jì) 等四部分。所設(shè)計(jì)的內(nèi)容力求概念清楚，層次分明。從主接線、短路電流計(jì)算、主 要電氣設(shè)備選擇等幾方面對(duì)變電站設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，并繪制了電氣主接線圖 、廠用電接線圖、同期系統(tǒng)控制原理圖、硬件配置圖 。由于本人水平有限，錯(cuò)誤和不妥之處在所難免 ,敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 8 第一章 電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所的設(shè)計(jì)主體。采用何種形式的接線，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電所本身的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備的選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定都有較大的影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析， 正確地處理好各方面的關(guān)系，合理地選擇主接線方案。 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 在設(shè)計(jì)的過程中，將根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及電力負(fù)荷增長(zhǎng)率的規(guī)劃，給出 9 所設(shè)計(jì)變電所的容量、機(jī)組臺(tái)數(shù)、電壓等級(jí)、出線回路數(shù)、主要負(fù)荷要求、電力系統(tǒng)參數(shù)和對(duì)電廠的具體要求，以及設(shè)計(jì)的內(nèi)容和 范圍。設(shè)計(jì)的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。設(shè)計(jì)時(shí)，在進(jìn)行論證分析階段，更應(yīng)合理的統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，以便使設(shè)計(jì)的主接線具有先進(jìn)性和可行性。 電氣主接線的設(shè)計(jì)程序 設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容如下： 1）． 對(duì)原始資料分析： (1) 工程情況，包括設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期、遠(yuǎn)景），變壓器容量及臺(tái)數(shù)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)極可能的運(yùn)行方式等。 (2) 電力系統(tǒng)情況，包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（ 510 年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（容量位置和地理位置）和作用，以及與電力系統(tǒng)連接方式和各 級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。 (3) 變壓器的中性點(diǎn)接地方式與電壓等級(jí)、單向接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響系統(tǒng)供電的可靠性。 2）． 對(duì)電氣主接線的基本要求： 對(duì)電氣主接線的基本要求，概括的應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方 10 面。 (1) 可靠性 在分析電氣主接線可靠性時(shí)，要考慮變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)及類別、設(shè)備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。 (a) 電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性應(yīng)與系統(tǒng)相適應(yīng)。此次設(shè)計(jì)的 110kV 變電所在 10kV 電壓 級(jí)有近區(qū)負(fù)荷，容量不大，此時(shí) 10KV 電壓即宜采用供電可靠性較高的母線接線方式，以便適應(yīng)近區(qū)各類負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 (b) 負(fù)荷性質(zhì)和類別。負(fù)荷按其重要性有Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類之分。 (c) 設(shè)備的制造水平。電氣設(shè)備制造水平?jīng)Q定的設(shè)備質(zhì)量和可靠程度直接影響著電氣主接線的可靠性。 (d) 長(zhǎng)期實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 (2) 靈活性 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾個(gè)方面： (a) 操作的方便性。電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，結(jié)線簡(jiǎn)單，操作方便，盡可能使操作步驟少，以 便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過程中出差錯(cuò)。 11 (b) 調(diào)度的方便性。電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便的改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生事故時(shí)，要能盡快的切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過多的影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 (c) 擴(kuò)建的方便性。對(duì)將來要擴(kuò)建的變電站，其主接線必須具有擴(kuò)建的方便性，應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。 (3) 經(jīng)濟(jì)性 在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾方面考慮： (a) 節(jié)省一次 投資。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用廉價(jià)的電器或輕型電器，以便降低投資。 (b) 占地面積小。 (c) 電能損耗少。在變電站中，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。 (d) 負(fù)荷情況，包括負(fù)荷的性質(zhì)、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。對(duì)電力的負(fù)荷不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，還應(yīng)有中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著變電站電氣主接線設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量， 12 一個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長(zhǎng)遠(yuǎn)時(shí)間（ 510 年） 的檢驗(yàn)。 主接線形式的選擇 1） 220kV 電壓等級(jí)主接線的確定 方案 1： 單 母線接線 方案 2：?jiǎn)文妇€分段 方案 3：?jiǎn)文妇€帶旁路 單 母線接線： 接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少、投資低，操作方便，便于擴(kuò)建，也便于采用成套配點(diǎn)裝置。另外，隔離開關(guān)僅僅用于檢修，不作為操作電器，不易發(fā)生誤操作。 單母線分段：母線故障或檢修時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致全部停電。斷路器檢修時(shí)會(huì)造成回路停電。但接線簡(jiǎn)單、操作維修方便、設(shè)備較少、經(jīng)濟(jì)性好。 單母線帶旁路：?jiǎn)文妇€帶有專用旁路斷路器的旁路母線接線，可以減少設(shè)備、節(jié)省投資。隨著高壓配電裝置廣泛采用六 氟化硫斷路器及國(guó)產(chǎn)斷路器、隔離開關(guān)的質(zhì)量逐步提高，同時(shí)系統(tǒng)備用 容量的增加、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于合理和聯(lián)系緊密、保護(hù)雙重化的完善以及設(shè)備檢測(cè)逐步由計(jì)劃?rùn)z修向狀態(tài)檢修過渡，為簡(jiǎn)化接線，總的趨勢(shì)將逐步取消旁路設(shè)施。此次 220kV 側(cè)采用單母線 接線 的接線方式。這種接線，每一回路都通過一臺(tái)斷路器和一組 13 隔離開關(guān)并連接到母線上。適用范圍： 110~220kV 配電裝置當(dāng)出線回?cái)?shù)不超過 2 回時(shí)。 與雙母線接線相比，單母線接線具有下述優(yōu)點(diǎn)： (1) 接線簡(jiǎn)單清晰 (2) 設(shè)備少，投資低 (3) 操作方便，便于采用成套配電裝置 (4) 有利于擴(kuò)建和便于試驗(yàn)。 發(fā)電廠中用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送電能的變壓器稱為主變壓器（簡(jiǎn)稱主變），其中采用發(fā)電機(jī) 變壓器單元接線時(shí)，主變壓器容量應(yīng)與發(fā)電機(jī)容量相配套，按照發(fā)電機(jī)容量比主變壓器容量等于 1: 進(jìn)行選擇。 型號(hào) 額定容量 （ kVA） 額定高壓 （ kV） 額定低壓 (kVA) 空載電流 (kVA) 空載損耗 (kW) 負(fù)載損耗 (kV） 阻抗電壓 （ %） SFP720000/220 20xx0 220 12 45 110 11 因?yàn)榘l(fā)電機(jī)容量為單機(jī) ，即主變?nèi)萘繎?yīng)為 20MW。 小型發(fā)電廠，或發(fā)電廠主要電能是以發(fā)電機(jī)電壓向附近供出，系統(tǒng)電 14 源僅作為備用時(shí)，亦可選用 1臺(tái)主變壓器。 主變：（ 雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器 ） (1) 相數(shù) 根據(jù)所計(jì)算的容量，選用 三 臺(tái)雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器。 (2) 組數(shù)與結(jié)構(gòu) 在 220kV 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，凡需選用三繞組變壓器的場(chǎng)所，均可優(yōu)先選用自耦變壓器，其損耗小，價(jià)格低，但主要潮流方向應(yīng)為低高壓同時(shí)向低壓和中壓送電，且變化不宜過大，并注意自耦變壓器限制短路電流的效果較差，所以選用兩臺(tái)雙繞組變壓器。 15 第二章 短路電流的計(jì)算及負(fù)荷計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的和條件 短路電流計(jì)算的目的 在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面： (1) 電氣主接線的比較。 (2) 選擇導(dǎo)體和電器。 (3) 在設(shè)計(jì)戶外高型配電裝置時(shí)，