【正文】 第一章 電氣一次主系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................... 2 電氣一次主接線方案擬定 ................................. 2 電氣一次主接線方案的可靠性計(jì)算 ......................... 6 電氣一次主接線方案的經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 ........................ 12 電氣一次主接線方案的確定 .............................. 15 第二章 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................. 16 廠用電系統(tǒng)電壓等級(jí)的確定 .............................. 16 廠用電接線方案的確定 .................................. 17 廠用變壓器的選擇 ..................................... 18 電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的校驗(yàn) ................................... 19 母線電壓偏移的計(jì)算 ................................... 29 第三章 短路電流計(jì)算 ......................................... 36 短路電流的計(jì)算條件和方法 .............................. 36 短路電流計(jì)算 ......................................... 37 第四章 電氣設(shè)備的選擇 ....................................... 46 750KV 級(jí)電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn) ............................ 46 20KV 電氣設(shè)備的選擇 ................................... 50 10KV 電氣設(shè)備的選擇 ................................... 52 第五章 高壓配電裝置 ......................................... 59 屋內(nèi)配電裝置 ......................................... 60 山西大學(xué)大東關(guān)校區(qū) 屋外配電裝置 ......................................... 60 第六章 發(fā)電廠防雷設(shè)計(jì) ....................................... 62 避雷針的配置及其保護(hù)范圍計(jì)算 .......................... 63 避雷器的選擇與校 驗(yàn) ................................... 65 第七章 繼電保護(hù)配置 ......................................... 67 大容量機(jī)組保護(hù)配置的特點(diǎn)及其對(duì)繼電保護(hù)的要求 .......... 67 660MW 發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器的保護(hù)配置 ................... 68 參考文獻(xiàn) ...................................................... 75 附錄：外文文獻(xiàn)及翻譯 .......................................... 76 山西大學(xué)大東關(guān)校區(qū) 1 前言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的本設(shè)計(jì)是對(duì) 4 660MW火電廠的一期工程即 2 660MW機(jī)組進(jìn)行電氣一次部分及其廠用電高壓部分的設(shè)計(jì)。學(xué)會(huì)查閱資料和分析，使學(xué)生對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)有一個(gè)整體和具體的了解，對(duì)以后的工作具有積極的意義。 電氣一次主接線方案擬定 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 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。接線簡(jiǎn)單，操作方便，操作步驟少； （ 2）調(diào)度的方便性。設(shè)計(jì)主系統(tǒng)接線應(yīng)留有發(fā)展的余地。主接線簡(jiǎn)單清晰，并適當(dāng)采用限制短路電流的措施，減少數(shù)量，降低投資。合理選擇變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓增加電能損耗。二期 2 660MW 機(jī)組接于該 750KV 站，出線兩回。 。 (2)發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器組成的單元接線，是大型機(jī)組廣為采用的接線形式。 一臺(tái)半斷路器接線，注意： ① 電源線宜于負(fù)荷線配對(duì)成串，即要求采用在同一個(gè)“斷路器串”上配置一條電源回路和一條出線回路，以避免在聯(lián)絡(luò)斷路器發(fā)生故障時(shí)，使兩條電源回路或兩條負(fù)荷回路同時(shí)被切除。 例如 這種布置可避免當(dāng)一串中的中間斷路器檢修時(shí)，合并同名回路串的母線側(cè)斷路器故障，而將配置在同側(cè)母線的同名回路同時(shí)斷開(kāi)。 ③ 電源與負(fù)荷均勻分配在各段母線上。 (3)發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。 電流互感器的配置 (1)凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。 (2)330kV 及以上變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并應(yīng)盡可能靠近設(shè)備本體。所以只要可靠的保護(hù)了變壓器，一般不需 對(duì)發(fā)電機(jī)再采取保護(hù)措施。 山西大學(xué)大東關(guān)校區(qū) 5 電氣一次主系統(tǒng)方案的提出 雙母線四分段接線方案（ I） 項(xiàng)目 方案 一臺(tái)半斷路器接線 雙母線四分段接線 可靠性 每一回路有兩臺(tái)斷路器供電，發(fā)生母線故障時(shí)，只跳開(kāi)與此母線相連的所有斷路器，任何回路不停電在事故與檢修相重合情況下的停電不會(huì)對(duì)于兩回。 經(jīng)濟(jì)型 投資高，設(shè)備數(shù)量多，年費(fèi)用大；采用交叉接線，增大了占地面積。 用邏輯表格法計(jì)算主接線可靠性，應(yīng)具備以下基本資料： （ 1）設(shè)備的故障率 — 包括斷路器故障 Q? ( af )、母線故障率 W? 、 變壓器故障率 T?? 、發(fā)電機(jī)故障率 G? 、線路故障率 L? [ )km100.(af ]（指 100km 的線路在一年內(nèi)發(fā)生故障的平均次數(shù)）等等。 山西大學(xué)大東關(guān)校區(qū) 7 (4)斷路器大修時(shí)間 0Qr? (h） — 指每臺(tái)斷路器每次大修所需平均時(shí)間。 (8)母線檢修周期 Wr? （ r/a） — 指母線每年平均檢修次數(shù)。雙母線接線正常運(yùn)行時(shí) T L1 接 I 母線， T L2 接 II 母線， T L3 接 III 母線， T L4 接 IV母線，母聯(lián)斷路器投入，以固定連接方式運(yùn)行，進(jìn)行分析計(jì)算。 ?QfK 。 ?QfK ； ?QfK 。 ?QfK 。 ?QfK 。 ?QfK 。 8760000iQrrQTTK ????? ??? = 8 76 0 1 ????? = ④ 母線故障停運(yùn)系數(shù) 87608760 ???? wfwwf KK ? ⑤ 母線計(jì)劃?rùn)z修停運(yùn)系數(shù) 8760 618760 ww ???? rwr TK ? ⑥ 正常工作系數(shù) ： ? ????? ???? 41411211210 7 6 0 601 .ΚΚΚΚΚ w r iw fiQr iQf i ： ? ????? ???? 41411211210 7 5 9 501 .ΚΚΚΚΚ w r iw fiQr iQf i ⑦ 一臺(tái)斷路器檢修期間，另一臺(tái)故障停運(yùn)，引起對(duì)應(yīng)線路被迫停運(yùn)時(shí)間。 ???????? nn c （ n視隔離開(kāi)關(guān)需切換臺(tái)數(shù)而定） ⑩ 全部元件正常時(shí)，某斷路器或母線故障的停運(yùn)頻次由式 2020 ffr K ?? ? 可得 。 （ 2）兩方案可靠性計(jì)算結(jié)果分析 各回路每年停運(yùn)頻次及停運(yùn)時(shí)間對(duì)比表 停運(yùn) 元件 停運(yùn)頻次（ f/a) 停運(yùn)頻次比 每年停運(yùn)時(shí)間（ h) 停運(yùn)時(shí)間比 I II I/II I II I/II L1 8 L2 6 L3 5 L4 4 T1 3 T2 8 T3 T4 9 注： I為雙母線四分段接線， II為一臺(tái)半斷路器接線 從上述表格可得：元件的停運(yùn)頻次，雙 母線四分段接線相應(yīng)比一臺(tái)半斷路器接線要高 ～ 倍；元件每年停運(yùn)時(shí)間要高 ～ 倍。 雙母線分段斷路器接線 元件 單價(jià)（萬(wàn)元） 數(shù)量（個(gè)） 總價(jià)（萬(wàn)元） 斷路器 QF 340/臺(tái) 12 4080 三柱式隔離開(kāi)關(guān) QS 43/組 32 1376 接地開(kāi)關(guān) 15/組 4 60 TA 28/只（每相） 12 3 1008 TV 9/只（每相） 8 3 216 避雷器 11/只（每相） 8 88 (1)主體設(shè)備投資： )68280 （萬(wàn)元?O （ 2）綜合總投資 ： （萬(wàn)元））（）（ 5 5 91 0 04016 8 2 81 0 010 ?????? ?OO 。主接線見(jiàn)附圖（一）。另外，由于廠用電系統(tǒng)負(fù)荷種類復(fù)雜、供電回路多，電壓變化頻繁，波動(dòng)大，運(yùn)行方式的變化多樣，要求無(wú)論在正常、事故、檢修及其機(jī)組啟停情況下均能靈活地調(diào)整運(yùn)行方式，可靠、不間斷地實(shí)現(xiàn)廠用負(fù)荷的供電。在廠用電系統(tǒng)接線中，不應(yīng)存在可能導(dǎo)致切斷多于一個(gè)單元機(jī)組的故障點(diǎn)，更不應(yīng)存在導(dǎo)致全廠停電的可靠性，應(yīng)盡量縮小故障影響范圍。 （ 6）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)置。為了正確選擇高壓廠用電的電壓等級(jí)，需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。 、廠用電供電網(wǎng)絡(luò)確定高壓廠用電壓等級(jí) 發(fā)電廠中拖動(dòng)各種廠用機(jī)械設(shè)備的電動(dòng)機(jī)，容量相差懸殊，從數(shù)千瓦到數(shù)千千瓦，而 且與電動(dòng)機(jī)的電壓和容量有關(guān)。山西大學(xué)大東關(guān)校區(qū) 17 但是，結(jié)合廠用供電網(wǎng)絡(luò)綜合考慮，電壓等級(jí)較高時(shí)可選擇截面較小的電纜或?qū)Ь€，不僅節(jié)省有色金屬，還能降低供電網(wǎng)絡(luò)的投資。 廠用電接線形式 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。 山西大學(xué)大東關(guān)校區(qū) 18 廠用變壓器的選擇 廠用電負(fù)荷分類 為了計(jì)及這些不同的情況，選出既能滿足符合要求又不致容量過(guò)大的變壓器，所以又提出按使用時(shí)間對(duì)負(fù)荷運(yùn)行方式進(jìn)行分類： 經(jīng)常 —— 每天 都要使用的負(fù)荷（電動(dòng)機(jī)）； 不經(jīng)常 —— 只在檢修、事故或機(jī)爐啟停期間使用的負(fù)荷（電動(dòng)機(jī)）； 連續(xù) —— 每次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 2h 以上的負(fù)荷； 短時(shí) —— 每次僅運(yùn)轉(zhuǎn) 10～ 120min 的負(fù)荷； 斷續(xù) —— 每次使用從帶負(fù)荷到空載或停止，反復(fù)周期性地工作，其每一周期不超過(guò) 10min 的負(fù)荷。 （ 2）連續(xù)而不經(jīng)常運(yùn)行的負(fù)荷亦應(yīng)計(jì)入，如充電機(jī)、備用勵(lì)磁機(jī)、事故備用油泵、備用電動(dòng)給水泵等用的電動(dòng)機(jī)。 （ 5)由同一臺(tái)變壓器供電的互為備用的設(shè)備，只計(jì)算同時(shí)運(yùn)行的臺(tái)數(shù)。 2%/ （半穿越電抗） 廠用變壓器 （雙繞組） 35 20/ 廠用備用變壓器 （分裂繞組） （有載調(diào)壓） 74/4848 230177。 （ 1）為了保證 I 類電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)，應(yīng)對(duì)成組自啟動(dòng)時(shí)的廠用母線進(jìn)行校驗(yàn)，自啟動(dòng)的母線電壓應(yīng)不低于 下表中的值。 帶負(fù)荷自啟動(dòng)：備用電源已帶一部分負(fù)荷，又自動(dòng)投入失去電源工作段時(shí)形成的自啟動(dòng)。低壓廠用工作電源的類負(fù)荷額定容量之和；段低壓廠用母線所有類負(fù)荷額定容量之和；母線所有段高壓廠用雙繞組KWSICKWPIKVCTKWP2 6 4 71,2,2 5 3101,9 4 2 0221??? 山西大學(xué)大東關(guān)校區(qū) 24 （ 2）分裂繞組變壓器 T1 供電時(shí) 00 08 2 ????????ttxx )~(0 8 8 5 0 0 00 0 8 5 8 5 8 53 5 0 0 2 1 8 0 01)c o sc o s(12222210*1*????????????