【正文】 期間最后一次綜合訓(xùn)練，它將從思維、理論以及動手能力方面給予我們嚴格的要求。使我們綜合能力有一個整體的提高。它不但使我們鞏固了本專業(yè)所學的專業(yè)知識，還使我們了解、熟悉了國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導(dǎo)則以及各種圖形、符號。它將為我們以后的學習、工作打下良好的基礎(chǔ)。 能源使社會生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)，隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人類使用能源不僅在數(shù)量上越來越多，在品種及構(gòu)成上也發(fā)生了很大的變化。人類對能源質(zhì)量也要求越來越高。電力使能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，是實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，使一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展和要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界發(fā)展規(guī)律。因此，做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。而變電站在改變或調(diào)整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。它承擔著變換電壓、接受和分配電 能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的責任。 222KV變電站電氣部分設(shè)計使其對變電站有了一個整體的了解。該設(shè)計包括以下任務(wù)： 主接線的設(shè)計 主變電壓器的選擇 短路計算 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 所用電設(shè)計 電力工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 摘要 ： 本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及的參數(shù)，分析負荷發(fā)展趨勢。然后通過對擬建發(fā)電廠的概括以及出線來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經(jīng)濟及可靠性方面考慮，確定了 220kV以及廠用電的主接線，然后又確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號， 最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果，對高壓熔斷器，隔離開關(guān)，母線， 絕緣子和穿墻套管 ，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了 2 300MW發(fā)電廠電氣一次部分的設(shè)計。 關(guān)鍵詞 ：發(fā)電廠 變壓器 主接線 電力工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 1 章 主接線的設(shè)計 電氣主接線是由各種電氣設(shè)備如：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、電纜、線路等按照一定的要求和順序連接起來，完成電能的輸送和分配的電路。主接線的好壞不僅影響到發(fā)電、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和人民的正常 生活。因此，發(fā)電廠、變電站的主接線必須滿足以下基本要求： 保證對必要用戶的供電可靠性； 接線應(yīng)力求簡單、清晰、操作簡便； 運行靈活，設(shè)備投、停方便，檢修、隔離、維護方便； 投資少、運行費用低； 又擴建的可能性。 1． 1 發(fā)電機臺數(shù)和參數(shù)的確定 發(fā)電機的臺數(shù)確定為 2 臺，選擇型號為： QFSN3002，具體參數(shù)見下表： 型號 額定 電壓 額定 電流 功率 因數(shù) 定子 接線 負序電抗（ %） 零序電抗（ %） 同步電抗（ %） 次暫態(tài)電抗（ %） QFSN3002 18kV 11320A 2y 表 11 1． 2 變壓器臺數(shù)和參數(shù)的確定 1． 2． 1 主變壓器臺數(shù)和參數(shù)的確定 發(fā)電廠主變壓器的容量和臺數(shù)的確定 ：發(fā)電機與主變壓器為單元接線時，主變壓器的容量可按照下列條件的較大者選擇： （ 1） 按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有 10%的余度。 （ 2） 按發(fā)電機的最大連續(xù)輸出容量扣除本機組的廠用負荷。 本次電廠的設(shè)計采用的是發(fā)電機 變壓器單元接線，所以容量的確定，根據(jù)第一條選擇： k V APS GN 35 717 * %)81(**c os *%)81( ????? ? 高壓側(cè)電壓： 242kV 低壓 側(cè)： 18kV 主變壓器臺數(shù)和參數(shù) 選擇結(jié)果：臺數(shù)確定為 2 臺，型號為： SFP7360000/220 具體參數(shù)見下表： 型號 額定容量（ kVA） 額定高壓 （ kV） 額定低壓（ kV） 連接組別 阻抗電壓 (%) SFP7360000/220 360000 242 ? 2 % 18 YN,d11 表 12 電力工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 1． 3 廠用電的設(shè)計的確定 1． 3． 1 廠用電壓等級的確定 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，我國有關(guān)技術(shù)規(guī)定中指定廠用電壓的確定原則如下： 發(fā)電廠可采用 3kV、 6kV、 10kV 作為廠用電電壓。發(fā)電機容量為 100~300MW 的機組宜采用 6kV。 所以本次發(fā)電廠設(shè)計的廠用電電壓等級為： 6kV 1． 3． 2 廠用電源及其引接方式 （ 1）廠用工作電源及其引接方式 發(fā)電機額定功率為 200MW及以上時，一般采用單元接線，這時廠用電源一般從發(fā)電機組出口或變壓器低壓側(cè)引接，如下圖所示：由于發(fā)電機容量為 200MW及以上的發(fā)電機組引出線及 廠用分支采用封閉母線，封閉母線發(fā)生相間短路故障的機會很少，因此廠用分支不可裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可靠的可拆連接點以便滿足檢修調(diào)試的要求。 圖 11 廠用電源引接方式 （ 2）啟動備用 /電源的取得 當工作電源故障時，應(yīng)由備用電源繼續(xù)向廠用電負荷供電。啟動電源完全消失時，保證機組重新啟動的廠用電源。一般容量在 200MW及以上機組需要設(shè)置啟動電源。 高壓廠用備用變壓器的引接線應(yīng)遵循以下原則： 1） 當設(shè)有發(fā)電機電壓母線時，可由于工作電源不同的分段上引出。 電力工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 2） 當無發(fā)電機電壓母線時，由與電力系統(tǒng)連接可靠的最低一級電壓母線上引出，或由聯(lián)絡(luò)變壓器的第三（低壓）繞組引出，并應(yīng)保證在發(fā)電廠全廠停電的情況下，能從電力系統(tǒng)取得足夠的電源。 3） 有兩個及以上的備用電源時應(yīng)由兩個相對獨立 的電源引出。 4） 在技術(shù)經(jīng)濟條件許可的情況下，可由外部電網(wǎng)接一條專用線路供電。 本廠設(shè)計方案為 1． 3． 3 廠用變壓器容量參數(shù)的選擇和確定 1）廠用工作變的選擇 廠用工作變的臺數(shù)確定為 2臺，選分裂繞組變壓器，高壓側(cè)電壓： 18kV 低壓側(cè)電壓： 容量的確定： k V APS GN 28 %8*300c os *%8 ??? ? 選擇結(jié)果： 型號 SFF740000/18 具體參數(shù)見下表： 表 13 型號 容量（ kVA） 高壓 （ kV） 低壓 （ kV） 全穿越電抗（ %） 半穿越電抗（ %） 連接組別 SFF740000/18 40000/2 20210 18? 2% D， d0， d0 表 13 2）廠用起備變的選擇 廠用起備變的臺數(shù)確定為 1 臺，選分裂繞組變壓器； 高壓側(cè)電壓： 220kV 低壓側(cè)電壓： 容量的確定： k V APS GN 28 %8*300c os *%8 ??? ? 選擇結(jié)果： 型號 SFPFZ40000/220 具體參數(shù)見下表： 型號 容量（ kVA） 高壓 （ kV） 低壓 （ kV） 全穿越電抗（ %） 半穿越電抗（ %） 連接組別 SFPFZ40000/220 40000/2 20210 220? 8% 0 25 YN， d11，d11 表 14 電力工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 1． 4 220kV 主接線的設(shè)計 1． 4． 1 方案一：采用雙母線接線 如圖 12 雙母線 圖 12 220kV雙母線接線 雙母線的兩組母線同時工作，并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配再亮組母線上。由于母線繼電保護的要求，一般某一回路固定于某一母線連接，以固定連接的方式運行。 （ 1）優(yōu)點 1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的 倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任意回路的的母線隔離開關(guān)只停該回路。 2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3）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和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙回線路布置時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出現(xiàn)交叉跨越。 4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至 一組母線上。 （ 2）缺點 1）增加一組母線和使每回路就要增加一組母線隔離開關(guān)。 2）當母線檢修或故障時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 電力工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 （ 5）適用范圍： 當出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)的運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下： 1） 6~10KV配電裝置，當短路電流較大、出線需要帶電抗器時。 2） 35~63KV配電裝置 ，當出線回路數(shù)超過 8 回時；或連接的電源較多、負荷較大時。 3)110~220KV配電裝置出線回路數(shù)為 5回及以上時；或當 110~220KV配電裝置，在系統(tǒng)中居中重要地位。出線回路數(shù)為 4 會及以上時。 1． 4． 2 方案二：采用雙母線帶旁路接線 如圖 13 雙母線帶旁路母線 圖 13 雙母線帶旁路接線 雙母線帶旁路母線接線的特點： 雙母線接線與單母線相比提高了供電的可靠性，但是在檢修出線斷路器時，該回出線將會停電，若加裝旁路斷路器則可避免檢修斷路器時造成短時停電。 1） 接線特點 在出線隔離開關(guān)外側(cè)，加裝一條旁路母線，每一回出 線通過一傍路隔離開關(guān)與旁母相連；在每段匯流母線與旁母之間加裝一臺斷路器，組成專設(shè)旁路斷路器的接線。 帶有專用旁路斷路器的接線，多裝了斷路器增加了投資，當供電有特殊要求或出線回數(shù)過多時，整個出現(xiàn)斷路器的檢修時間較長時采用。 2） 優(yōu)、缺點分析 采用專設(shè)旁路斷路器接線，避免了檢修斷路器時造成的短時停電。這種接線的運行操作電力工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 方便，不影響雙母的正常運行，但是多加了一臺斷路器增加了投資和配電裝置的占地面積。且旁路斷路器的繼電保護為適應(yīng)各回出線的要求，其整定較為復(fù)雜。 1． 4． 3 兩種方案的比較和選擇 方案一：采用雙母線接線 方 案二：采用雙母線帶旁路接線 優(yōu)點： 1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任意回路的的母線隔離開關(guān)只停該回路。 2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3）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和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙回線路布置時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出現(xiàn)交叉跨越 優(yōu)點：采用雙母線帶旁路接線具有上述，雙母線的優(yōu)點，但是采用專設(shè)旁路斷路器接線，避免了檢修斷路器時造成的短時停電。這種接線的運行操作方便，不影響雙母的正常運行。 缺點： 1）增加一組母線和使每回路就要增加一組母線隔離開關(guān)。 2）當母線檢修或故障時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 缺點：但是多加了一臺斷路器增加了投資和配電裝置的占地面積。且旁路斷路器的繼電保護為適應(yīng)各回出線的要求，其整定較為復(fù)雜。 表 15 經(jīng)過綜合考慮分析，比較側(cè)重于對供電 的可靠性，至于造價作為了輔助的考慮因素，所以選擇了雙母線帶旁路接線，這樣避免了檢修斷路器時造成的短時停電，提高了供電的可靠性。 電力