【正文】 意義 本設(shè)計(jì)要求能運(yùn)用電機(jī) 、發(fā)電廠、變電所電氣部 分 ， 高電壓技術(shù)，電力系統(tǒng)自動(dòng) 化 ， 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題。二 期 工 程建設(shè)引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)和設(shè)施， 實(shí)現(xiàn)一期己建成機(jī)組與二 期 工 程同步進(jìn)行 100% 煙氣脫硫 :在采用低氮燃燒技術(shù)的基礎(chǔ) 上 ， 二期鍋爐采用 100% 煙氣脫硝系統(tǒng)和采用高效除塵 器 ， 排放指標(biāo)較低。 原始資料 原始數(shù)據(jù) 發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模 類 型 : 凝氣式火電廠 最終容 量 、 機(jī)組的型式和參 數(shù) : 3 表 300MW 汽輪發(fā)電機(jī) 的 主 要技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定功率 (MW) 額定電壓 (KV) 額定電流 (A) 功率因數(shù) (cos功 ) 瞬變電抗 (X39。 廠 區(qū) 工 程地質(zhì)條件 該地區(qū)構(gòu)造比較簡(jiǎn) 單 ， 屬相對(duì)穩(wěn)定地 塊 ， 區(qū)域內(nèi)無孕地 震構(gòu) 造，根據(jù) 1990 年我國 地震烈度區(qū)劃圖的劃 分 ， 地震基 本烈度 為 小 于 6 度地震 區(qū) ， 主廠房地段可利用強(qiáng) 風(fēng) 化 粉 砂巖作 為 地 基的主要持力 層 ， 煙 窗 地 段利用中等 風(fēng) 化 泥質(zhì)粉砂巖作為樁基的主要持力 層 ， 干煤棚地段利用卵石層作為地 基 的 主要持力 層 ， 升壓 站 、 凈化 站 、 風(fēng)水處理站區(qū)利 用下部沖積粉質(zhì)粘土作為地基主要持力層。電氣主接線是連續(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 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。 具有經(jīng)濟(jì)性 在主接線設(shè)計(jì) 時(shí) ， 在滿足供電可靠的基礎(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。 6 單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線 優(yōu) 點(diǎn) :在正 常 工 作時(shí) ， 旁路斷路器以及各出線回路上的旁路隔離開 關(guān) ， 都是斷開 的 ， 旁路母 線 不 帶 電 ， 通常兩側(cè)的開關(guān) 處 于 合閘狀 態(tài) ， 檢修時(shí)兩兩互為熱備用 。 雙母線接線 優(yōu) 點(diǎn) : 供電可 靠 ， 優(yōu)點(diǎn)是供電可 靠 ， 通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操 作 ， 可以輪流 檢修一組母線 而 不 致使供電中斷。當(dāng)母線故障或檢修時(shí) ， 隔離開關(guān)作為倒換操作電 器 ， 容易誤操作，需 裝設(shè)連鎖裝置。 內(nèi)橋接線 在線路故障或切除、投入 時(shí) ， 不 影響其余回 路 工 作 ， 并 且 操作簡(jiǎn)單。 缺 點(diǎn) : 沒有擴(kuò)建可能 性 ， 高壓進(jìn)線只有兩 因 ， 沒有出線可能，內(nèi)橋接線不適合有穿 7 工 越功率通過。 電氣主接線方案比較及確定 第一種方案 是 :300MW發(fā)電機(jī) Gl， G2采用單元接線通過雙繞組的變壓器與 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。如 圖 所 示 : Gl G2 6KV廣 用 電 古自 l 圖 方案一 6KV廣 州電 輯 l 8 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 : I . }♀可 f品 39。 10 3 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。 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 : 充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù) 施 工 過程中廠用電系統(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 渡 ， 盡量減少改變接線和更換設(shè) 備 。 II類負(fù) 荷 :這類負(fù)荷允許短時(shí)停 電 ， 但如停電時(shí)間過 長 ， 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。這類負(fù)荷的供電的可靠性可以略 低 些 ， 允許只有一個(gè)電源。設(shè)計(jì)時(shí)都是經(jīng)過諸多因素的綜合比較后 確定。 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。|。機(jī)組廠用 12 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 Tl、 T2 將 發(fā) 電 機(jī) 出口電壓降至所要求的廠用高 壓 ， 如圖 所示。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。 300MW 機(jī)組的啟 動(dòng) 、 備用廠用電源和其它機(jī)組一 樣 ， 采用啟動(dòng)電源兼?zhèn)溆秒娫吹? 方式設(shè) 置 ， 而 且 一般都經(jīng)啟動(dòng) /備用變壓器從 220KV 系統(tǒng)引 接 ， 具有很高的可靠性。 事故保安電源 對(duì) 300MW 機(jī)組，啟動(dòng) /備用變壓器通常 接 于 110KV系 統(tǒng) ， 供電的可靠性己相當(dāng) 高 ， 但仍需設(shè)置后 備的備用電 源 ， 即事故保安電源。 (2) 延時(shí)投入負(fù)荷 ， 可按主機(jī)停運(yùn)程序分期延時(shí)投入的負(fù)荷。廠用電的接線應(yīng)保證采用供電的連續(xù) 性 ， 便發(fā)電廠能安全滿 發(fā) ， 并滿足運(yùn)行安 全可 靠 、 靈活方便等要求。 廠用變壓器的選擇原則 廠用變壓器的選擇主要考慮高壓廠用工作變壓器 和啟動(dòng)設(shè)備變壓器的選 擇 ， 其選擇 包括變壓器的臺(tái)數(shù)、型式、額定電壓、容量和阻抗。 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量 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)組的主變壓器選用雙繞組變壓器 2 臺(tái)。 SN 為通過 主 變壓器的容 量 。 其具體參數(shù)如表 所 示 : 型號(hào) 額 定 容 ，革r 主1 (KVA) 額定 電 壓 (KV) 阻抗 電 壓 (UK%) 空載電 流 (%) 空載 損 耗 高壓 中 壓 低 壓 SFP36 000012 20 360000 242土 2 % 18 190 SFPS2 400儀 ) =繞組 240000 242土 2 % 121 高 中 高 低 中低 175 25 14 9 SFF74 0000/1 8 400000 /2x200 α) 18土 2 % 全穿越 半 穿 越 系數(shù) 30 SFF31 500/15 31500/ 。 確定中性點(diǎn)接地方式 。 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 二、短路計(jì)算的一般規(guī)定 : (1)驗(yàn) 算 導(dǎo) 體和電器的動(dòng)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 程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì) 算 ， 并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì) 劃 : (2) 選 擇 導(dǎo) 體和電器用的短路電流肘，在 電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)? 用的異步電動(dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影 響 : (3)選 擇 導(dǎo) 體和電器 時(shí) ， 對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式 時(shí)短路電流最大的點(diǎn) : (4) 導(dǎo) 體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路計(jì)算。系統(tǒng)容量 可 以 看 成 是一個(gè)無窮大容量，所以 : XJ =O () 盯饑 SB _ ..100 X = X 193。%)x 一 一 一一 x (25+914) x 一一 = () 高 中 中低 高 低 ， y 等值 電 路圖化簡(jiǎn)得，如圖 所 示 : X8 41 圖 XJ j〈 X4+X5 〉 才 仰叫切問 () X9 = X 6 + X 7 =+= () 220KV 側(cè) 母 線短路時(shí)短路電流的計(jì) 算 : 19 ) 8 正序圖如圖 所 爾 : 11← 4尋 付 X山 3一 一 付 X吟句 f{d X 2 . A ， j 圖 ← 4 價(jià) +d2 負(fù)序圖如圖 所爾 : 11← → X仙 3一 一 卅 X嘰 d X 11← 一 州 +d2 2 8 A . 圖 零序圖如圖 所 爾 : X 6 正 序 總電抗為 : X 1r.= X8 = 負(fù)序總電抗 為 :X2r.= X S = 國 ( ) () Y 零序總電抗 為 : XOr.=一 主 +X6 =+= 2 () (1) 兩相短路電流的計(jì)算 附加電 抗 :xi2 = X2r.= () 計(jì)算電 抗 : xf) = (+ ) 2x300 = () 一一一 100 x 20 查 汽輪機(jī)運(yùn)算曲線 得 : 21 ， ，(1) t=Os 肘 ， X(2) =( KA) () 則 I， ，(2)== 2x30O_=(KA) 飛 /3 x 220x () (2) 單相短路電流的計(jì)算 附加電 抗 :xf =+= () 計(jì)算電 抗 :X。 t=， XY=2錦 。 NL C _ _ 口 .J3 x 230x . == ( KA )。 取 K， =， 貝兒 =J2 = ( KA ) 。 t=， X Y=。因 1m39。 12 ==(KA)。 (2) 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修和過電壓情 況 下 的 要 求 ， 并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 選 用 導(dǎo) 體的長期允許電流 不得 小 于 該回路的持 續(xù) 工 作電流。 (2) 對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算 ， 短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式短路電流最大的點(diǎn)。 二、按短路條件進(jìn)行 校 驗(yàn) 電氣設(shè)備按最大可能的短路故障 (通常為三相短路故障 )時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校 驗(yàn)。如果滿足這一條 件 ， 則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn) 定的要求。t 為 與 1 t 短路計(jì)算時(shí) 間 :校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 t p 和斷路 器全開斷時(shí) 間 t 之 和 ， 即 tk = top 十 toc () 式 中 ， 兒為保護(hù)動(dòng)作時(shí) 間 ， 主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，當(dāng)為主保 護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般 取 。因此，各制造廠所生產(chǎn)的電器，都用最大允許的電流的 值 imax 或最大有 效 值 1 max 表 示 其 電動(dòng)力穩(wěn)定的程 度 ， 它表明電器通過上述電流肘 ， 不至因電動(dòng)力的作 用而損害。 25 I中… = ， L = 電氣設(shè)備的整定計(jì)算 發(fā)電機(jī)側(cè)回路的最 大 工 作電 流 : I max = ， 1N ==11886A 與主變壓器所連回路的最大持 續(xù) 工 作電 流 : 360 . ...J ...J vv X 川舊 川 飛 /3 x 230 103 = 與三繞組變壓器所連回路 220KV 側(cè)的最大持 續(xù) 工 作電 流 : 240 I中… = ， L =一τ一一一一 x …… .J3 x 230 1y = 與三繞組變壓器所連回路 110KV 側(cè)的最大持 續(xù) 工 作電 流 : 、 I中 ^_ = ， 1 =一 τ?一一一 x l039。 ( 2) 開斷電容電流或電感電流 時(shí) ， 無重 燃 ， 過電壓 低 : ( 3) 電氣壽命 長 ， 檢修周期 長 ， 適 于 頻繁操 作 : ( 4 ) 操作率 小 ， 機(jī)械特性穩(wěn) 定 ， 操作噪 音 小 。 39。 根據(jù)額定電流和電壓所選型號(hào)和動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)與主變 壓 器 回路基 本相 同 ， 這里就 不再 作 詳細(xì)的敘述。 周期分量熱效應(yīng)計(jì)算，非周