【正文】 電所，可設(shè) 3臺(tái)主變壓器。 考慮到本電廠有 2臺(tái) 300MW發(fā)電機(jī)，且電廠和系統(tǒng)有較強(qiáng)聯(lián)系，且均采用發(fā)電機(jī) —— 變壓器單元接線，故選擇 220KV電壓等級(jí)接兩臺(tái)主變壓器。 變壓器相 數(shù) 的確定 選擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)從相數(shù)、繞組數(shù)、繞組接線組別、冷卻方式、 調(diào)壓方式等方面考慮，通常只考慮相數(shù)和繞組數(shù)以及繞組接線組別。 在不受運(yùn)輸條件的限制時(shí)，在 330KV及以下電力系統(tǒng)，一般都應(yīng)選用三相變壓器。 變壓器 繞組數(shù)的確定 對(duì)于 200MW及以上的機(jī)組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)回路采用封閉母線，供電可靠性高，而大電流隔離開(kāi)關(guān)發(fā)熱問(wèn)題比較突出也比較嚴(yán)重。此外三繞組的中壓側(cè)，由于制造上的原因一般不希望出現(xiàn)分接頭，往往只制造死接頭，從而對(duì)高、中壓側(cè)的調(diào)壓及負(fù)荷分配不利。這樣采用三繞組就不如采用雙繞組變壓器靈活。所以本次變壓器選擇雙繞組變壓器。 繞組的接線方式的確定 變壓器繞組的接線方式必須與系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的畢業(yè)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 繞組連接方式只有星型“ Y”和三角形“ D”兩種。變壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來(lái)確定。我國(guó)規(guī)定， 110KV及以上電壓等級(jí)，變壓器三繞組都采用“ YN”連接； 35KV采用“ Y”連接，其中性點(diǎn)通過(guò)消弧線圈接地； 35KV以下高壓電壓，變壓器三繞組都采用“ D”連接。在發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制三次諧波對(duì)電源的影響因素。 根據(jù)以上繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般 選用 YN， d11常規(guī)接線。 、本廠主變壓器的選擇結(jié)果 本廠主變壓器選擇參數(shù)如下： 第三章 電氣主接線設(shè)計(jì) 概述 發(fā)電廠容量的確定與國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、電力負(fù)荷增長(zhǎng)速度、系統(tǒng)規(guī)模和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及備用容量等因素有關(guān)。發(fā)電廠裝機(jī)容量標(biāo)志著發(fā)電廠的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位和作用。設(shè)計(jì)電廠為大型凝氣式火電廠，其容量為 2 300=600MW,最大單機(jī)容量為 300MW，即具有大中型容量的規(guī)模、大中型機(jī)組的特點(diǎn)。對(duì)電氣主接線的基本要求，概括的說(shuō)應(yīng)該包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。通常定性分析和衡量主接線可靠性時(shí)，從以下幾個(gè)方面考慮：斷路器檢修時(shí)，是否影響連續(xù)供電；線路、斷路器或母線故障，以及在母線檢修時(shí)，造成饋線停運(yùn)的回路數(shù)多少和停電時(shí)間長(zhǎng)短，能否滿足重要的一、二類(lèi)負(fù)荷對(duì)供電的要求；本電廠有無(wú)全廠停電的可能性；大型機(jī)組突然停電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。所以對(duì)大、中型發(fā)電廠電氣主接 線，除一般定性分析其可靠性外，還需進(jìn)行可靠性定量計(jì)算。 主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、檢修安全，擴(kuò)建、發(fā)展方便。主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積少、電能損耗少、年費(fèi)用為最小。 220KV型號(hào) 容量（ KVA） 臺(tái)數(shù) 相數(shù) 繞組數(shù) 接線方式 SFP7360000/220 360000 2 三相 雙繞組 YN， d11 畢業(yè)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 電壓級(jí)：出線回路數(shù)大于 4回且為 I級(jí)負(fù)荷，應(yīng)采用雙母帶旁路或一臺(tái)半。 本廠主接線設(shè)計(jì) 發(fā)電機(jī)和變壓器容量相同，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間可以不裝斷路器。特別是 200MW及以上的機(jī)組，由于發(fā)電機(jī)回路額定電流或短路電流 過(guò)大，使得選擇出口斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格甚高等原因的影響，發(fā)電機(jī)是不裝斷路器的，采用分相封閉母線以減少發(fā)電機(jī)回路故障的概率。由于采用封閉母線，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。所以，發(fā)電機(jī)出口接線采用單元接線。 主接線方案的擬定 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，這樣不僅使配電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和造價(jià)降低，同時(shí)大大減小了故障可能性。 220KV 電壓級(jí)出線為 4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。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) 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，如圖所示 : 畢業(yè)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 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) 方案二 主接線方案的比較與選擇 現(xiàn)對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行綜合比較：如表 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。 廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 概述 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則基本上與主接線的設(shè)計(jì)原則相同。首先，應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)；其次，接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種畢業(yè)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 運(yùn)行方式的要求；還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使其具有可行性和先進(jìn)性。廠用電接線除應(yīng)滿足正常運(yùn)行安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修、維護(hù)方便等一般要求外，尚應(yīng)滿 足： (1) 充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡(jiǎn)便，啟動(dòng)（備用）電源能在短時(shí)內(nèi)投入。 (2) 盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。對(duì)于 300MW及以上的大型機(jī)組，廠用電應(yīng)是獨(dú)立的，以保證一臺(tái)機(jī)組故障停運(yùn)或其輔助機(jī)械的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺(tái)機(jī)組的正常運(yùn)行。 (3) 便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，不致中斷廠用電的供應(yīng)。對(duì)公用廠用負(fù)荷的供電，須結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模統(tǒng)籌安排，盡量便于過(guò)渡且少改變接線和更換設(shè)備。 (4) 對(duì) 300MW及以上的大型機(jī)組應(yīng)設(shè) 置足夠容量的交流事故保安電源。 (5) 積極慎重地采用經(jīng)過(guò)試驗(yàn)鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使廠用電系統(tǒng)達(dá)到先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理，保證機(jī)組安全滿發(fā)地運(yùn)行。 廠用電源電壓等級(jí) 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：對(duì)于火電廠，當(dāng)發(fā)電機(jī)容量在 60MW及以下，發(fā)電機(jī)電壓為 ，可采用 3KV作為廠用高壓電壓；當(dāng)容量在 100MW— 300MW時(shí)，宜選用 6KV作為廠用高壓電壓；當(dāng)容量在 300MW以上時(shí)，若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，可采用 3KV和 10KV兩段電壓。 該電廠發(fā)電機(jī)容量在 100MW— 300MW之間，應(yīng)選 6KV作為廠用高壓電壓等級(jí)。 廠用電引接線方式 本廠發(fā)電機(jī)組的容量均大于 125MW，其鍋爐的容量亦較大，為了安全起見(jiàn)，每個(gè)鍋爐用兩段廠用母線供電，即共分為 4段，并且保證廠用負(fù)荷在各段上盡可能分配均勻。本廠機(jī)組容量介于 100MW300MW之間，選用 6KV作為廠用電的母線電壓。 廠用工作電源從發(fā)電機(jī)出口端引接，通過(guò)分裂繞組廠用高壓變壓器給 6KV廠用高壓母線供電，廠用高壓變壓器兩低壓側(cè)分別接在兩段廠用母線上。廠用各高壓和低壓分段母線互為備用。 依據(jù)對(duì)廠用電接線的基本要求，在本次設(shè)計(jì)中，廠用電接線采用單母線分段的接線方式。 廠用工作變壓器的選擇 200MW 及以上的機(jī)組的主廠房?jī)?nèi)的低壓廠用變壓器宜采用干式變壓器。本次設(shè)計(jì)廠用電系統(tǒng)主接線采用單母線分段接線方式，廠用電分別從兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的出口端引接，因此，需要兩臺(tái)廠用變壓器。由于兩臺(tái)發(fā)電機(jī)都屬于大中型機(jī)組，為限制短路電流，提高可靠性，兩臺(tái)畢業(yè)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 變壓器均采用低壓分裂繞組變壓器，兩低壓側(cè)分別接到兩段母線上，達(dá)到相互備用的效果。 廠用變壓器容量的選擇 因?yàn)閺S用電率為 5%— 8%，通過(guò)計(jì)算可以得到 S=*=，選擇容量為40000KVA 的變壓器加大了設(shè)備的 投資，不經(jīng)濟(jì)。所以選擇容量為 31500KVA 的變壓器作為廠用變壓器，因?yàn)橛休d調(diào)壓可以在一定成都上調(diào)節(jié)無(wú)功的平衡，更能保證供電的可靠性。 廠用備用變壓器的選擇 火力發(fā)電廠一般均設(shè)置備用電源。備用電源的接引應(yīng)保證其獨(dú)立性，避免與廠用工作電源由同一電源處接引。由于考慮到該廠的常用負(fù)荷的要求，用獨(dú)立的柴油發(fā)電機(jī)提供備用 /啟動(dòng)電源，需要很多的小型發(fā)電機(jī)組，占地面積較大，而且設(shè)備投資較大，不經(jīng)濟(jì)。備用電源從系統(tǒng)中獲取，就需備用變壓器將系統(tǒng)電壓 220KV變?yōu)?，其變壓器人采用三相雙繞組變壓器。備 用變帶動(dòng)全廠的廠用負(fù)荷，及容量為 S=2*=63MVA，根據(jù)《設(shè)備手冊(cè)》選出的型號(hào)如下，因?yàn)榈蛪簜?cè)的電壓等級(jí)要求，只有一個(gè)滿足要求，具體參數(shù)如上所示。 備用變壓器： 第四章 短路電流的計(jì)算 短路電流計(jì)算目的 在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(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： 電氣主接線的比選； 選擇導(dǎo)體和電器； 確定中性點(diǎn)接地方式； 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距； 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 畢業(yè)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 短路等值電 抗電路及其參數(shù)計(jì)算 由 2 300MW 火電廠電氣主接線圖，和查的給出的相關(guān)參數(shù)，可畫(huà)出系統(tǒng)的等值電抗圖如圖所示： 選取基準(zhǔn)容量為 SB=100MVA 基準(zhǔn)電壓為 VB=Vav SB—— 基準(zhǔn)容量； Vav—— 所在線路的平均電壓； 系統(tǒng)容量可以看成是一個(gè)無(wú)窮大容量， 電抗計(jì)算 (1) 發(fā)電機(jī)電抗 X3 =X4 =Xd*Sb/Sn=Sb/(Pn/cosΦ )=*100/(300/)= （ 2）主變壓器電抗 X1=X2 =Uk%/100*(Sb/Sn)=*100/(360*100)= (3)線路電抗 X5 = （ 4） 廠用變壓器電抗 全穿越阻抗： % 半穿越阻抗： % 畢業(yè)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 X8=X10 電抗值計(jì)算： X6X8’ =% X6’ X8’=% X8=x8’ (Sb/Sn)=*100/40= X6’ = X8’ =% 各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算 短路點(diǎn)的選擇應(yīng)選擇通過(guò)導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)。 首先，應(yīng)在兩條電壓等級(jí)的母線上選擇兩個(gè)短路計(jì)算點(diǎn) dl、 d2。無(wú)限大功率系統(tǒng)的主要特征是：內(nèi)阻抗 x=o，端電壓 U=C，它所提供的短路電流周期分量的幅值恒定且不隨時(shí)間改變。雖然非周期分量依指數(shù)率而衰減，但一般情況下只需計(jì)及他對(duì)沖擊電流的影響。因此，在電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算中，其主要任務(wù)是計(jì)算短路電流的周期分量。而在無(wú)限大功率系統(tǒng)的條件下，周期分量的計(jì)算就變得簡(jiǎn)單。 短路點(diǎn) kl 的計(jì)算（ 220Kv 母線側(cè)） 圖一： X5=， X3=X4=, X1=X2= 圖二： X5=， X12=, X34= 圖三： X5=， X31= 對(duì)于無(wú)窮 動(dòng)系統(tǒng) Kim= 標(biāo)幺值 Ip*=1/X5=1/= 有名值 Isn=Sb/(Uau √ 3)=100/230*= Im =IP =IP* Isn=*= 畢業(yè)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū)