【正文】 高壓廠用電設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 44 高壓廠用電接線方式 ................................................................................................. 44 高壓變壓器選擇的結(jié)果 ............................................................................................. 44 低壓廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 47 低壓廠用接線方式 ................................................................................................... 47 低壓廠 用變壓器選擇的結(jié)果 ..................................................................................... 48 保安電源的配置 ......................................................................................................... 49 中性點(diǎn)接地設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 51 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 高低壓廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 .................................................................................................... 51 第五章 結(jié)束語(yǔ) .................................................................................................................................... 52 致謝 ...................................................................................................................................................... 53 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................................. 54 附錄 A 設(shè)計(jì)圖紙 ................................................................................................................................ 55 附錄 B 外文翻譯文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 55 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 第一章 緒論 課題研究的目的和意義 電能是一種清潔的二次能源，由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度 ,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。電力工 業(yè)是我國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)行業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展重點(diǎn)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電的需求量不斷擴(kuò)大，電力銷售市場(chǎng)的擴(kuò)大又刺激了整個(gè)電力生產(chǎn)的發(fā)展。 建立火電廠就是將不容易、不方便被人們利用的能量，通過(guò)火電廠轉(zhuǎn)化為易被人們利用的電能。在這個(gè)過(guò)程中，提高了能量的利用率，節(jié)約能源，對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展有重要的意義，而火力發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個(gè)項(xiàng)目。 火電廠廠用電是發(fā)電廠本身的用電，是非常重要的負(fù)荷，其電能主要取自 于發(fā)電廠本身發(fā)出的能量，因此廠用電設(shè)計(jì)對(duì)于火電廠有著很重要的影響。 對(duì)本課題的設(shè)計(jì)，是對(duì)已學(xué)知識(shí)的整理和進(jìn)一步的理解、認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)和掌握火電發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)的基本方法， 培養(yǎng)運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力、查詢資料的能力以及分析問(wèn)題的能力，熟悉工程設(shè)計(jì)規(guī)范，掌握實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能，提高運(yùn)用 CAD 繪圖能力，鍛煉了自己的操作能力，為進(jìn)入實(shí)際工作時(shí)打下基礎(chǔ)。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，各種類型的大、中、小型發(fā)電廠正在全國(guó)各地如火如荼地建設(shè)中，對(duì)各種類型的發(fā)電廠廠用電的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，更需要我們提高知識(shí)理解應(yīng)用 水平，認(rèn)真對(duì)待。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 電力行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 目前我國(guó)火力發(fā)電廠發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的 70%以上，而凝汽式火電廠是其中的主力軍。大型火力發(fā)電廠的建設(shè)對(duì)承擔(dān)整個(gè)發(fā)電廠動(dòng)力保證的發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)其運(yùn)行穩(wěn)定和供電可靠性提出了很高的要求，因而火力發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個(gè)項(xiàng)目。 火電廠廠用電接線設(shè)計(jì)首先應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠安全滿發(fā)、運(yùn)行可靠，其次接線應(yīng)能靈活的適應(yīng)日常正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求，要考慮廠用電源的對(duì) 應(yīng)供電性，本機(jī)、爐的廠用負(fù)荷由本機(jī)組供電，這樣當(dāng)廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)只會(huì)影響一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，縮小了故障范圍，接線也簡(jiǎn)單方便，應(yīng)適當(dāng)注意經(jīng)濟(jì)型和將來(lái)發(fā)展的可能性，并慎重的采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進(jìn)性。 火電廠廠用電源必須供電可靠，且能滿足各種工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具有正常工作電源外，還應(yīng)設(shè)備用電源、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。 火電廠廠用電接線形式大都采用單母線分段接線，并多以成套配電裝置接受和分配電能。在采用母線管理制的中、小型發(fā)電廠中，往往 機(jī)、爐的數(shù)量是不對(duì)應(yīng)的，為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，高壓廠用母線均采用“按鍋爐分段”的原則，即將高壓廠用母線按鍋爐臺(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立段，凡屬同一臺(tái)鍋爐的廠用負(fù)荷均接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機(jī)的廠用負(fù)荷一般也接在該段母線上，而該段母線由其對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)組供電。全廠公用負(fù)荷應(yīng)根據(jù)負(fù)荷功率及可靠性的要求分別接到各段母線上，各段母線上的負(fù)荷應(yīng)盡可能均勻分配。當(dāng)公用負(fù)荷大時(shí)，可設(shè)公用母線段。對(duì)于 400t/h 及以上的大型鍋爐，每臺(tái)鍋爐設(shè)兩段高壓廠用母線。低壓廠用母線一般也按鍋爐分段 [5]。 國(guó) 外研究現(xiàn)狀 目前關(guān)于火電廠廠用電研究已經(jīng)較為成熟，對(duì)廠用電設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一套完整規(guī)范。但廠用電主接線的確定對(duì)發(fā)電廠本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有很大的影響，因此全面考慮電廠的遠(yuǎn)景規(guī)劃，結(jié)構(gòu)布局，運(yùn)用新技術(shù)，新設(shè)備，對(duì)廠用電電氣部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高供電可靠性和穩(wěn)定北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 性已成為國(guó)外研究的新課題。 在發(fā)電廠電氣設(shè)備如高壓開關(guān)方面，向高電壓、大開斷容量、智能化方向發(fā)展。在發(fā)電機(jī)出口斷路器方面，已有 SF6 型（ GCB），它額定電流可達(dá) 24000A， 開斷能力 160kA，而且結(jié)構(gòu)緊湊，故障率更低 (%)，還可以集成 CT、 PT、接地開關(guān)等設(shè)備，成為多功能的組合電器。 本文主要的工作 （ 1） 掌握火電廠主要工藝的流程 （ 2） 學(xué)習(xí)并熟練掌握浩辰 CAD 的繪圖工具及標(biāo)注 （ 3） 收集技術(shù)資料和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，掌握廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)原則。 （ 4） 根據(jù)電廠機(jī)組容量，進(jìn)行廠用電設(shè)計(jì)及負(fù)荷計(jì)算，負(fù)荷計(jì)算包括除塵、化水、機(jī)務(wù)、熱控等負(fù)荷計(jì)算，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：電力負(fù)荷的分類及變壓器的選擇、電壓等級(jí)的選擇、廠用電主接線的選擇、高壓廠用電系統(tǒng)的接線和低壓廠用電系統(tǒng)的接線、高低壓廠用啟動(dòng) /備用變壓器的選擇。 （ 5） 使用浩辰 CAD 繪制高低壓廠用電系統(tǒng)圖。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 第二章 火電廠廠用電 系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和原則 電氣主接線的設(shè)計(jì)和原則 電氣主接線的基本要求 電氣主接線是發(fā)電廠電氣的主體結(jié)構(gòu)，是火電廠廠用電的重要組成部分，直接影響電廠運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電氣選擇、配電裝置的布置、自動(dòng)裝置和控制方式的擬訂都有決定性的關(guān)系。主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合各個(gè)方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)論證后方可確定。因此，主接線必須滿足以下基本要求。 1. 可靠性 主接線的可靠性包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設(shè)備的可靠程度?？煽啃缘木唧w要求在于斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)電廠系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 2. 靈活性 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。在調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù) 設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電；擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過(guò)渡到最終接線 3. 經(jīng)濟(jì)性 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 為了節(jié)省投資，主接線力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；要節(jié)省繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備；主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少；經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量、要避免因兩次變壓而增加電能損失。 4. 具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，火電廠可能需要擴(kuò)大機(jī)組容量， 從主變壓器的容量、數(shù)量到饋電線路數(shù)均有擴(kuò)建的可能，有的甚至需要升壓，所以在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展余地，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。 主接線設(shè)計(jì)主要考慮因素 在對(duì)設(shè)計(jì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)電力系統(tǒng)電氣主接線的可靠性、經(jīng)濟(jì)性及靈活性等基本要求綜合考慮。 （ 1） 可靠發(fā)電是本設(shè)計(jì)火電廠應(yīng)該考慮的首要問(wèn)題，兼顧到經(jīng)濟(jì)性和火電廠自用電重要性等問(wèn)題，主接線盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，避免引起全廠停電事故。萬(wàn)一發(fā)生全廠停電，盡快從系統(tǒng)取得啟動(dòng)電源。 （ 2） 本火電廠有無(wú)全 廠停電的可能性。高壓廠用母線一般按爐分段，即發(fā)電機(jī)供給各自機(jī)、爐的用電。低壓廠用變壓器由一般由高壓廠用母線段上引接。高低壓，廠用母線均采用單母線，雙電源供電，即設(shè)有備用電源。線路、斷路器、主變或母線故障或檢修時(shí)，對(duì)機(jī)組的影響，對(duì)發(fā)電機(jī)出力的影響。 （ 3） 主接線是否具有足夠的靈活性，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的變化，且在檢修事故狀態(tài)下操作方便，調(diào)度靈活，檢修安全等。在滿足技術(shù)要求的前提下，盡可能考慮投資省、易操作，電能損失小和年運(yùn)行費(fèi)用少。 1. 原始資料分析 （ 1） 火電廠廠用電一次設(shè)計(jì)。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 （ 2） 設(shè)計(jì)一個(gè) 4 660MW 機(jī)組火電廠廠用電，發(fā)電機(jī)出口電壓 22kV， 起動(dòng) /備用電源從500kV 母線引入， 電廠本期 500kV 出線 2 回，均接至177。 800kV 換流站，線路采用 4 JL/G1A400導(dǎo)線，長(zhǎng)度約為 50km。 （ 3） 主變壓器選型 變壓器：雙繞組單相自耦無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變，額定容量 780MVA； 電壓比： (525177。 2 %)/kV/22 kV； 調(diào)壓方式：無(wú)載調(diào)壓； 阻抗電壓 (%)： 16； 接線組別： YN， d11 升壓變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)按直接接地設(shè)計(jì)，低壓側(cè)按不接地設(shè)計(jì)。 2. 電氣主接線 電氣一次主接線通常有雙母線接線、發(fā)電機(jī) — 變 壓器 — 線路組單元接線、一臺(tái)半斷路器接線等三種主要接線形式，