【正文】 別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。而 根據(jù)本論文所介紹的高壓配電裝置的設(shè)計原則、要求和 60KV 的配電裝置，決定此次設(shè)計對本廠采用分相中型布置。 關(guān)鍵詞： 火力發(fā)電廠 電氣設(shè)計 短路計算 設(shè)備選擇 配電裝置 沈陽工業(yè)大學(xué) 7 Abstract This book is the power plant and the electrical power system and the electrical power system and the automated specialized use teaching material. This graduation project paper is the 4x50MW thermal power plant electricity part preliminary design Whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most basic request that equipments choose with principle according to. The choice of the transformer includes: Main transformer, high pressure in power plant back transformer and high pressure factories use the main technique in number, capacity, model number...etc. in set data of the transformer to really settle。發(fā)電廠基本情況：本電廠規(guī)模為 200MW，擬裝設(shè) 4 臺 50MW 發(fā)電機(jī)，以 和 60KV 兩種電壓向本區(qū)工業(yè)生產(chǎn)和居民供電，同時兼供熱，剩余功率經(jīng)兩條架空線送往住系統(tǒng)。系統(tǒng)容量為 1000MW，系統(tǒng)到 60KV 母線的電抗值為 。特別是隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程不斷加快，在生產(chǎn)過程中 對用電量的需求以及對 ～ 的等壓力蒸汽（用來滿足生產(chǎn)的蒸煮、干燥等工藝要求）的需求量均在不斷增加。具有極其深遠(yuǎn)的意義。 在發(fā)電廠中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本廠用電的變壓器，稱為廠用變壓器。這在技術(shù)上是不合理的。在電廠分期建設(shè)中，在事故斷開最大一臺發(fā)電機(jī)組的情況下，通過變壓器向系統(tǒng)取得電能時，可考慮變壓器的允許過負(fù)荷和限制非重要負(fù)荷。 沈陽工業(yè)大學(xué) 11 （ 5）發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺。 2． 1． 2 接兩種升高電壓母線的聯(lián)絡(luò)變壓器 （ 1）滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種不同運行方式下，網(wǎng)絡(luò)間的有功功率和無功功率的交換。在按上述原則選擇容量時，要注意低壓側(cè)接有大量無功設(shè)備的情況，必須全面考慮有功功率 和無功功率的交換，以免限制自耦變壓器容量的的充分利用。但是由于變壓器的制造條件和運輸條件的限制，特別是大型變壓器，尤其需考慮其運輸可能性，從制造廠到發(fā)電廠 (或變電所 )之間，變壓器尺寸是否超過運輸途中隧道、涵洞、橋洞的允許通 過限額，變壓器重量是否超過運輸途中車輛、船舶、碼頭、橋梁等運輸工具或設(shè)施的允許承載能力。一般是當(dāng)最大機(jī)組為 125MW 及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，因為一臺三繞組變壓器的價格及所使用的控制電路和輔助設(shè)備，與相應(yīng)的兩臺雙繞組變壓器相比都較少。況且，三繞組變壓器由于制造上的原因，中壓側(cè)不留分接頭，只作死抽頭，不利于高、中壓側(cè)的調(diào)壓和負(fù)荷分配。在 110KV及以上中性點直接接地系統(tǒng)中，凡需選用三繞組變壓 器的場所，均可優(yōu)先選用自耦變壓器，它損耗小、體積小、效率高，但限制短路電流的效果較差，變比不宜過大。我國 110KV 及以上電壓變壓器三相繞組都采用“ YN”連接； 35KV 采用“ Y” 連接，其中性點多通過消弧線圈接地； 35KV 以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“ D”連接。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。 3． 1． 2 發(fā)電廠的分期和最終建設(shè)規(guī)模 發(fā)電廠的機(jī)組容量，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃容量、負(fù)荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行選擇，最大機(jī)組的容量以占系統(tǒng)總?cè)萘康?8~10%為宜。運行備用容量不宜少于8~10%，以適應(yīng)負(fù)荷突增、機(jī)組檢修和故障停運三種情況。 3． 2 主接線設(shè)計的基本要求 主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項基本要求。 （ 2）主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合。 （ 2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電。 3． 2． 2． 2 檢修時，可以方便地停運斷路器、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)的運行和對用戶的供電。 3． 2． 3． 1 投資省 （ 1） 主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。 3． 2． 3． 2 占地面積小 主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 （ 2） 缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回路不超過 2回。 2）當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3～ 4 回時。各個電源和各回路負(fù)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。 4） 便于試驗。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 3． 3． 4 雙母線分段接線 分段原則是： 1） 當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為 10～ 14時，在一組母線上用斷路器分段。 3． 3． 5 增設(shè)旁路母線的接線 （ 1） 有專用旁路短路器。 容量為 12~60MW 發(fā)電機(jī)，當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓直配線時，應(yīng)根據(jù)地區(qū)網(wǎng)絡(luò) 的需要，采用 或 。 3． 5 限流電抗器的連接方式 裝設(shè)母線分段電抗器。 當(dāng)發(fā)電廠有兩種升高電壓，且機(jī)組容量為 125MW 及以下時，一般采用兩臺三繞組變壓器與兩種升高電壓母線連接，但每個繞組的通過功率應(yīng)達(dá)到該變壓器容量的 15%以上。 簡單清晰，設(shè)備少，10KV 電壓等級所采用的單母分段降低了供電的可靠性； 機(jī)組配置合理； 靈活性 10KV、 220KV均有多種運行方式，運行調(diào)度靈活，相應(yīng)的保護(hù)裝置較復(fù)雜； 易于擴(kuò)建和實現(xiàn)自動化。 廠用電接線應(yīng)滿足下列要求： 各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨立的。 在滿足機(jī)組安全運行的前提下，設(shè)置數(shù)量少的廠用變壓器和廠用母線段，使接線簡單明了和操作方便。用電量大，為了提高供電可靠性，廠用電系統(tǒng)接線通常采用單母線接線，并按照“按爐分段”的接線原則，將廠用電母線按照鍋爐的臺數(shù)分成若干獨立段。 又因為本廠發(fā)電 機(jī)出口電壓為 ，所以沒有選擇廠用變壓器，而是用電抗器連接廠用工作母線和備用段母線。 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時：發(fā)電機(jī)電壓母線為 時，一般用電抗器從住母線引接一個備用電源。 2．選擇斷路器等設(shè)備。 6． 驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。 中的同步和異步電機(jī) 均勻為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差 120 度電氣角度。 短路發(fā)生在短路電流最大值的瞬間。 輸電線路的電容略去不計。 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 5． 2 電路元件參數(shù)的計算 沈陽工業(yè)大學(xué) 25 高壓短路電流的計算一般只計算各元件的電抗，采用標(biāo)么值。 （ 2）至短路點的電氣距離較遠(yuǎn)的同一類型和不同類型的發(fā)電機(jī)。 沈陽工業(yè)大學(xué) 27 有限電流供給的短路電流 先將電源對短路點的等值電抗 X *? ，歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計算電抗Xjs值查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運算曲線，或查發(fā)電機(jī)的運算曲線數(shù)字表，即可得到短。 按同一變化計算 當(dāng)僅計算任一時間 t 的短路電流周期分量，各電源的發(fā)電機(jī)形式，參數(shù)相同且距短路點的電氣距離大致相等時，可將各電源合并成一個總的計算電抗。 U* =U/Uj S *=S/Sj I *=I/Ij = 3 Uj I/Sj X *=X/Xj =XSj /Uj 5． 3 網(wǎng)絡(luò)變換 △ /Y 變換 X 1 31X 1 22X 2 33X 22X 3X 113 X1 = X13 *X12 /(X13 +X12 +X23 ) X2 = X12 * X23 /(X13 +X12 +X23 ) X3 = X13 * X23 /(X13 +X12 +X23 ) 4X50MW 火力發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計 26 Y/△變換 如上圖： X12 = X1 + X2 + X1 X2 / X 3 X13 = X1 + X 3+ X1 X 3/ X2 X23 = X2 +X 3+ X2 X 3/ X1 5． 4 等值電源的計算 按個 別變化計算 當(dāng)網(wǎng)絡(luò) 中有幾個電源時，可將條件相類似的發(fā)電機(jī)，按下述條件連接成一組，分別 求出至短路點的轉(zhuǎn)移電抗。 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。 一般規(guī)定 驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5~10 年）。 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計。 電力系統(tǒng)中所有電源在額定負(fù)荷下運行，其中 50%負(fù)荷接在高壓 4X50MW 火力發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計 24 母線上， 50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。 5． 1 電力系統(tǒng)短路電流計算條件 基本假定 短路電流實用計算中，采用以下假定條件和原則： 正常作時，三相系統(tǒng)對稱運行。 4．計算軟導(dǎo)線的短路搖擺。 4． 3 3KV 電壓供電的優(yōu)點 ： 3KV 電動機(jī)效率比 6KV 電動機(jī)約高 1~15%，價格約低 20%； 3KV 電動機(jī)的最小容量比 6KV 電動機(jī)小；從而使 低壓 廠用變壓器容量和臺數(shù)減少； 由于減少了 380V 電動機(jī)數(shù)量，使較大截面的電纜數(shù)量減少，從而減少了有色金屬的消耗量。當(dāng)無高壓廠用母線段時，可從發(fā)電機(jī)電壓主母線或發(fā)電機(jī)出口引接。 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓、廠用電動機(jī)的電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠運行等諸多方面因素，相互配合，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)綜合比較后確定的。 合理配置廠用電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，正確選擇保護(hù)裝置的和備用電源自投裝置的動作時間，使能迅速切除故障元件，保護(hù)人身和設(shè)備安全，縮小故障影響，提高廠用電系統(tǒng)的安全水平。 保證在廠用工作電源故障、機(jī)組起動和停運過程中必需的廠用機(jī)械的供電，一般應(yīng)配置備用電源或起動電源。 經(jīng)濟(jì)性 1 、投資高、設(shè)備數(shù)量較多，年費用大 占地面積相對大，但是提高了可靠性； 投資小、設(shè)備相對較少、年費用少 采用單元接線及封閉母線節(jié)省了投資； 根據(jù)上面的表格比較可以看出，選擇主接線（一）在各個方面都比較合理，又由于小電廠的特殊性和主接線的要求，最終確定選擇主接線（一）方案為我所設(shè)計電廠的主接線的正式方案。 當(dāng)兩種升高電壓母線交換功率較大時，可采用降壓型自耦變壓器連接。 在直配線上裝設(shè)電抗器。 100MW 發(fā)電機(jī)電壓為 ，一般與變壓器單元連接，但也可接至發(fā)電機(jī)電壓母線。 4X50MW 火力發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計 18 （ 3） 分段斷路器兼作旁路斷路器。 3） 在雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器。 2） 35～ 63KV 配電裝置，當(dāng)出線回路熟超過 8回時；或連接的電源較多、負(fù)荷較大時。 （ 2） 缺點： 1） 增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均