【正文】 感器的選型及配置； 各電壓等級(jí)的配電裝置的設(shè)計(jì) 二次回路規(guī)劃設(shè)計(jì) （ 1）同期點(diǎn)的設(shè)置及同期方式的選擇； (2)交流絕緣監(jiān)察回路設(shè)計(jì)； (3)220KV 斷路器控制回路設(shè)計(jì)； (4)全廠繼電保護(hù)配置； (5)主變保護(hù)整定計(jì)算； (6)直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 防雷設(shè)計(jì)鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè)共 42 頁(yè) 第二 章 電氣主接線設(shè)計(jì) 發(fā)電廠和變電所 的電氣主接線，是由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成 接受和分配電能的電路，也稱(chēng)為一次接線 。 它反映各設(shè)備的作用、連接方式和各回路間相互關(guān) 系，從而構(gòu)成發(fā)電廠或變電所電氣部分的主體。電氣主接線是保證出力、 連續(xù)供 電和電能質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)的配置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，它必須滿(mǎn)足工作可靠、調(diào)度靈 活、運(yùn)行檢修方便 且具有經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性等基本要求。 (1)保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，停電不僅使發(fā)電廠造成損 失，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)帶來(lái)的損失將更嚴(yán)重，往往比少發(fā)電能的損失 大幾十倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報(bào)廢、城市生活混亂等經(jīng)濟(jì)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。 (2)具有一定 的靈活性和方便性 主接線不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或設(shè)備檢修及故障時(shí)，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小。 (3)具有經(jīng)濟(jì)性 在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，在滿(mǎn)足供電可靠的基礎(chǔ)上，盡量使設(shè)備投資費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)為最少，注意節(jié)約占地面積和搬遷費(fèi)用，在可能和允許條件下應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 (4)具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性 在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有余地，不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要兼顧到分期過(guò)渡接線的可能和施工的方便。 電氣主接線的一般設(shè)計(jì)步驟如下 : (1)對(duì)設(shè)計(jì)依據(jù)和基礎(chǔ)資料進(jìn)行綜合分析 ； (2)選擇發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)和容量，擬定可能采用的主接線形式 ； (3)確定主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量 ； (4)廠用電源的引接 ； 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè)共 42 頁(yè) (5)論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施 ； (6)對(duì)選出來(lái)的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線方案。 電氣主接線方案的比較 第一種方案是： 300MW 發(fā)電機(jī) G1， G2采用單元接線 通過(guò)雙繞組的變壓器與 220KV母線相連， 220KV 電壓級(jí)出線為 6 回，因此其供電要充 分考慮其可靠性，所以我們采用雙母線接線。這 樣一來(lái)就避免了斷路器檢修時(shí)，不影響對(duì)系統(tǒng)的供電，斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，保證了可靠的供電。有原始資料可知發(fā)電機(jī)不與 110KV 的母線相連，故在 220KV、 110KV 及廠用電 6KV 的三個(gè)等級(jí)上采用的聯(lián)絡(luò)變壓器為三相三繞組變壓器相連， 110KV 母線采用雙母接線。如圖 31所示： G 1G 22 2 0 K V 側(cè) 1 1 0 K V 側(cè)6 K V 廠 用 電 側(cè)6 K V 廠 用 電 側(cè) 圖 31 方案一 第二種方案是： 由 方案一，我們很容易想到 220KV 母線采用雙母帶旁路連接， 110KV母線采用雙母線連接，如圖 32所示 : 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè)共 42 頁(yè) G 1G 22 2 0 K V 側(cè)1 1 0 K V 側(cè)6 K V 廠 用 電 側(cè)6 K V 廠 用 電 側(cè) 圖 32 方案二 現(xiàn)對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行綜合比較：如表 31 表 31 方案比較 方 案 性能 方案一 方案二 可靠性 1）接線簡(jiǎn)單，設(shè)備本身故障率少； 2）故障時(shí)，停電時(shí)間較長(zhǎng)。 1） 可靠性較高；兩臺(tái)主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時(shí)，不致使各級(jí)電壓解列，提高了可靠性。 靈活性 1）運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，靈活性差； 2）各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。 1） 倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作； 2） 不利于實(shí)現(xiàn)變電所無(wú)人值守； 3)保護(hù)及二次回路接線 復(fù)雜。 經(jīng)濟(jì)性 1）設(shè)備相對(duì)少，投資小 。 1）設(shè)備相對(duì)多， 占地面積大， 投資較大 。 通過(guò)對(duì)兩種主接線 可靠性、 靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第一方案為設(shè)計(jì) 的 最終方案。 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè)共 42 頁(yè) 第三 章 廠用電的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停機(jī) 、檢修 的 過(guò)程中，有大量以電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理等輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。 這些電動(dòng)機(jī)及全廠的運(yùn)行操作、試驗(yàn)、檢修、照明等用電設(shè)備都屬于廠用負(fù)荷。總的耗電量，統(tǒng)稱(chēng)為廠用電。 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)組廠用電接線的要求： （ 1）每臺(tái)機(jī)組的廠 用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的； （ 2）全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的采用母線或公用負(fù)荷母線； （ 3）廠用電的工作電源及 備用電源接線應(yīng)能保證各單元機(jī)組和全廠的安全運(yùn)行； （ 4）充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過(guò)程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，特別要注 意對(duì)公用負(fù)荷供電的影響，要便于過(guò)渡，盡量減少改變接線和更換設(shè)備； （ 5）設(shè)置足夠的交流事故保安電源，當(dāng)全廠停電時(shí)，可以快速啟動(dòng)和自動(dòng)投入向保安負(fù)荷供電。 發(fā)電廠廠用負(fù)荷根據(jù)其重要性 、 合理提供電源和供電方式，負(fù)荷可分以下幾類(lèi)： Ⅰ類(lèi)負(fù)荷：在瞬時(shí)短時(shí)停電，可能 對(duì)人身和設(shè)備造成 安全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大幅度下降，如送、引風(fēng)機(jī)、給水泵等負(fù)荷，要求這類(lèi)負(fù)荷的供電系統(tǒng)可靠，工作電源故障后，應(yīng)有備用電源自動(dòng)投入。對(duì)設(shè)備配置上要有備用設(shè)備，雙電源供電，自動(dòng)切換。 Ⅱ類(lèi)負(fù)荷：這類(lèi)負(fù)荷允許短時(shí)停電，但如停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)，如磨煤機(jī)、碎煤機(jī)等負(fù)荷。這類(lèi)負(fù)荷供電與Ⅰ類(lèi)負(fù)荷相似，電源也應(yīng)可靠，但是備用電源可不自投，而用手動(dòng)投入即可。Ⅱ類(lèi)負(fù)荷一般也有備用設(shè)備，如不配備用設(shè)備，也要雙電源供電。 Ⅲ類(lèi)負(fù)荷：一般與生產(chǎn)工藝過(guò)程無(wú)直接聯(lián)系，即使較長(zhǎng)時(shí)間停電，也不會(huì)直接影 響到電廠正常運(yùn)行，如油處理設(shè)施及中央修配廠等負(fù)荷。這類(lèi)負(fù)荷的供電的可靠性可以略低些，允許只有一個(gè)電源。 對(duì) 300MW 機(jī)組的廠用電，根據(jù)國(guó)內(nèi)若干電廠的設(shè)置情況，廠用電采用 6kv 和 380v兩個(gè)電壓等級(jí)。配電原則是： 200kw 及以上的電動(dòng)機(jī)采用 6kv 電壓供電， 200kw 以下的電動(dòng)機(jī)采用 380v電壓供電。 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè)共 42 頁(yè) 可使廠用電系統(tǒng)簡(jiǎn)化、設(shè)備減少，但許多 2020kw 以上的大容量電動(dòng)機(jī)接在 母線上，也會(huì)帶來(lái)設(shè)備選擇和運(yùn)行方面的問(wèn)題。設(shè)計(jì)時(shí)都是經(jīng)過(guò)諸多因素的綜合比較后確定。 （ 1）發(fā)電廠廠用高壓電 壓 綜合考慮廠用系統(tǒng)的短路電流水平及斷路器的開(kāi)斷電流，以及高壓廠用系統(tǒng)中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作啟動(dòng)時(shí)，廠用母線電壓不低于 80%額定電壓的要求。廠用高壓選用6KV電壓等級(jí)，通過(guò)合理選擇變壓器容量及阻抗值，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓均可滿(mǎn)足要求。 （ 2）發(fā)電廠廠用低壓電壓 主廠房的低壓廠用電系統(tǒng)采用動(dòng)力與照明分開(kāi)供電方式，動(dòng)力與照明網(wǎng)絡(luò)電壓為380V，低壓廠用電壓為 380V，輔助廠房的低壓電壓均為 380V。 （ 3）電動(dòng)機(jī)的引接 200KW 及以上的電動(dòng)機(jī)接 6KV， 200KW 電動(dòng)機(jī)接 380V。 發(fā)電廠的廠用工作電源，必須供電可靠，且能滿(mǎn)足電廠各種工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具有正常的工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備用、啟動(dòng)電源和事故保安電源。一般電廠中都以啟動(dòng)電源兼作備用電源。 （ 1） 廠用工作電源及其引接 對(duì)于大容量的機(jī)組，各臺(tái)機(jī)組的廠用工作電源必須是獨(dú)立的，是保證機(jī)組正常運(yùn)行最基本的電源，要求供電可靠，而且要滿(mǎn)足整套機(jī)爐的全部廠用負(fù)荷要求，并可能還要承擔(dān)部分公用負(fù)荷。 300MW 機(jī)組都采用發(fā)電機(jī) — 變壓器組單元接線，并采用分相封閉母線。機(jī)組廠用電源都從發(fā)電機(jī) G至主變壓器 T之間的 ，即從發(fā)電機(jī) 出口經(jīng)高壓廠用變壓器 T T2 將發(fā)電機(jī)出口電壓降至所要求的廠用高壓，如 圖 41 所示 在這種接線方式下，發(fā)電機(jī)、主變壓器、廠用高壓變壓器以及相互連接的導(dǎo)體，任T1 T2 G T 圖 41 廠用電源引接方式 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè)共 42 頁(yè) 何一個(gè)元件故障都要斷開(kāi)主變壓器高壓側(cè)的斷路器并停機(jī)。因此，僅當(dāng)發(fā)電機(jī)處于正常運(yùn)行時(shí)，才對(duì)廠用負(fù)荷供電；在發(fā)電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)、啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)電壓建立之前或停機(jī)過(guò)程電壓下降時(shí)，都不能對(duì)廠用負(fù)荷供電。這就需要另外設(shè)置獨(dú)立可靠的啟動(dòng)和停機(jī)用的電源。停機(jī)電源是指保證發(fā)電機(jī)安全停機(jī)的某些廠用負(fù)荷繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間所需的電源。 （ 2） 廠用電基本接線形式 廠用電接 線方式合理與否，對(duì)機(jī)、爐、電的輔機(jī)以及整個(gè)發(fā)電廠的工作可靠性有很大影響。廠用電的接線應(yīng)保證采用供電的連續(xù)性，使發(fā)電廠能安全滿(mǎn)發(fā)，并滿(mǎn) 足運(yùn)行安全可靠、靈活方便等要求。 300MW 機(jī)組通常都為一機(jī)一爐單元式設(shè)置，采用機(jī)、爐、電為一單元的控制方式，因此，采用系統(tǒng)也必須按單元設(shè)置，各臺(tái)機(jī)組單元（包括機(jī)、爐、電）的廠用系統(tǒng)必須是獨(dú)立的，而且采用多段（兩段或四段）單母線供電。 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè)共 42 頁(yè) 第四 章 變壓器的選擇 主變壓器的選擇原則 （ 1） 為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。在計(jì)算通 過(guò)主變壓器的總?cè)萘繒r(shí)，至少應(yīng)考慮 5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，并要求：在發(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù) 荷為最小時(shí)，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，能滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而需限制本廠出力時(shí)，亦應(yīng)滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電。 （ 2） 對(duì)潮流方向不固定的變壓器，經(jīng)計(jì)算采用普通變壓器不能滿(mǎn)足調(diào)壓要求是，可采用有載調(diào)壓變壓器。 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應(yīng)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(luò)電壓一致。 （ 2）變壓器的容量必須滿(mǎn)足廠用機(jī) 械從電源獲得足夠的功率。 （ 3）廠用高壓備用變壓器或起動(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)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(yīng)與最大一臺(tái)低壓廠用工作變壓器容量相同。 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量 （ 1） 臺(tái)數(shù)：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(shè)發(fā)電機(jī)母線，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的供電可靠，300MW發(fā)電機(jī)組的主變壓器選用兩繞組變壓器 2 臺(tái)。向本廠供電變壓器選用三相式兩繞組變壓器 2臺(tái)，廠用備用電源選用兩繞組變壓器 1臺(tái)，三個(gè)電壓等級(jí)的母線之間的母 連變壓器選用三相三繞組變壓器。 （ 2） 容量：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量 SN 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留 10％的裕度選擇，為GPNGN ΦC O S )Κ1(=S NGΡ — 發(fā)電機(jī)容量； NS — 通過(guò)主變的容量 ； GΦCOS — 發(fā)電機(jī)的額定功率 =ΦCOS G ； ?? — 廠用電 率 %??? 單元接線中的主變壓器容量 NS 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù) 荷后，預(yù)留 10％的裕度選擇。 發(fā)電機(jī) G G2的額定容量為 300MW，扣除廠用電后經(jīng)過(guò)變壓器的容量為： 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校 2 300MW火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè)共 42 頁(yè) M V )()1( 21 ???? ??? G PNGN CO SS 、 經(jīng)計(jì)算后選取變壓器如下 ： 300MW 發(fā)電機(jī)組所選變壓器型號(hào)為： SFP360000/220 兩臺(tái) ； 三個(gè)等級(jí)母線間的變壓器型號(hào)為： SFPS240000/220 一 臺(tái) ； 與 300MW 發(fā)電機(jī)組相連的廠用變壓器型號(hào)為： SFF740000/18 兩 臺(tái) ； 廠用備用電源變壓器型號(hào)為： SF2740000/110 一臺(tái) ； 連接 6KV 與三繞組變壓器的變壓器型號(hào)為： SFF31500/15 一 臺(tái) 。 其具體參數(shù)如表 51所示 表 51 所選變壓器型號(hào)及其參數(shù) 型號(hào) 額 定 容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 阻抗電壓（ UK%） 連接組 標(biāo)號(hào) 高壓