【正文】 ，隔離開關(guān)的操作原則是：在等電位下操作或先通后斷。 但是單母線分段接線也有較顯著的缺點，就是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回路時，需時架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時須向兩個方向均衡擴(kuò)建。當(dāng)母線的中間裝設(shè)一個斷路器后，即把母線分為兩段，這樣對重要的用戶可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電。單母線接線一般 只適用于一臺發(fā)電機(jī)或一臺變壓器的以下三種情況： （ 1） 6～ 10KV 配電裝置的出線回數(shù)不超過 5 回； （ 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回數(shù)不超過 3 回； （ 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回數(shù)不超過 3 回。 主接線的基本形式 1）單母線接線 只有一組母線的接線。即：主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器等一次設(shè)備，要是控制、保護(hù)不過于復(fù)雜，要能限制短路電流，以便于選擇 價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。供電可靠 10 性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 2）負(fù)荷大小和重要性 電氣主接線的主要要求 電氣主接線的設(shè)計原則是：根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。再次，由于電能生產(chǎn)的特點是： 9 發(fā)電、變電、輸電和用電視在同一時刻完成的，所以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活。 電氣主接線設(shè)計的重要性 首先，電氣主接線圖示電氣運行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運行人員必須熟悉本廠電氣主接線圖，了解電 路中各種電器設(shè)備的用途、性能及維護(hù)、檢查項目和運行的步驟。 2. 電氣主接線 電 氣主接線概述 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了事導(dǎo)體和電器無論在正常情 況或故障情況下，均能安全、及經(jīng)濟(jì)合理的運行、在進(jìn)行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況、在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采取新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 3）短路電流的計算 短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短接。 電氣主接線的設(shè)計原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作 7 用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。 一期工程 與系統(tǒng)用 3 回 220KV 線路聯(lián)系 。在這次設(shè)計中一共分以下幾個步驟來完成本次的設(shè) 計任務(wù)。 3) 適當(dāng)發(fā)展核電。未來提高效率和保護(hù)環(huán)境，及時關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴(yán)重的小火電機(jī)組，以大代小，裝設(shè)煙氣脫硫及降低氮氧化物設(shè)施，開展?jié)崈裘喝紵夹g(shù)的研究及應(yīng)用。到 2021 年底，我國發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá) 億千瓦，發(fā)電量達(dá) 36812 億度，居世界第 2 位。 電力工業(yè)的發(fā)展概況 電能是一種清潔的二次能源。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力 裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。 在發(fā)電廠中 ， 一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分 。 本文為 規(guī)劃 4 350MW熱 電廠 的 一期工程 2 350MW熱 電廠電氣部分設(shè)計，通過對擬建火力發(fā)電廠的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析， 從 安全 性、 經(jīng)濟(jì) 性 及可靠性方面考慮，確定 了 220kV以及廠用電的主接線，然后通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器 臺數(shù) 、 容量及型號，同時也確定了廠用變壓器的容量及型號 。由于電源點與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。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 ,易于實現(xiàn)自動化。工業(yè)用電量已占全部用電量的 %，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。主要的發(fā)展方針有： 1) 積極發(fā)展水電，水能資源是可再生的、清潔的能源；在電力系統(tǒng)中，有一定比重的水電裝機(jī)容量對對系統(tǒng)調(diào)峰和安全經(jīng)濟(jì)運行極為有利；水電站的 發(fā)電成本低，水庫可以綜合利用。 4) 重點發(fā)展電網(wǎng)，促進(jìn)全國聯(lián)網(wǎng)。 畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo) 1）電廠規(guī)模： 裝機(jī)容量 : 裝機(jī) 2 臺，容量為： 2350MW 超臨界供熱式汽輪發(fā) 6 電機(jī)組 。 2）主要技術(shù)指標(biāo)： （ 1） 保證供電安全、可靠、經(jīng)濟(jì)； （ 2）功率因數(shù)達(dá)到 及以上 3）主要內(nèi)容： （ 1）確定主接線：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，選擇變壓器的容量、臺數(shù)、型號等，列出技術(shù)上可能實現(xiàn)的 2— 3 個主接線方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。進(jìn)行短路計算的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。 8 5）主變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計 繼電保護(hù)是保證系統(tǒng)安全和設(shè)備可靠運行的關(guān)鍵裝置之一。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運行方式。 電氣主接線的設(shè)計依據(jù) 1）發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和 作用 電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。根據(jù)規(guī)劃容量、本期 建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。 2）靈活性：是指在調(diào)度時，可以靈活的投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以 及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時，可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電；在擴(kuò)建時，可以容易的從初期接線擴(kuò)建到最終接線，在不影響連接供電或停電時間最短的情況下，投入新機(jī)組、變壓器或線路，并對一次和二次部分的改建工作量最少。做到投資省。這種接線的特點是電源和供電線路都聯(lián)在同一母線上。 單母線接線最嚴(yán)重的缺陷是母線停運（母線檢修、故障，線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運）將使全部支路停運，即停電范圍為該母線段的 100%，且停電時間很長，若為母線自身損壞須待母線修復(fù)之后方能恢復(fù)各支路運行。 由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點，又在一定程度上克服了它的缺點，所以這種接線目前仍被廣泛應(yīng)用。顯然對于大容量發(fā)電廠來說，這都是不允許的。它可以有兩種運行方式，一種是固定連接分段運行方式。然而它比單母線分段接線的投資更大。 b 調(diào)度靈活。當(dāng)有雙回架空線路時，可以順序布置，以至界限不同的母線斷路時不回如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 b 當(dāng)母線故障或檢修時隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。 （ 1）發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器組成的單元接線。 （ 2）發(fā)電機(jī) 變壓器 線路單元接線。橋型接線分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種。 c 出線斷路器檢修時，線路需較長時期 停運。 (2) 外橋型接線 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。為避免 此缺點，可加裝正常段開運行的跨條，橋聯(lián)斷路器檢修時也可利用此跨條。該電廠的發(fā)電量除了本廠廠用電剩余的電力向系統(tǒng)供電，因此，本電廠在系統(tǒng)中有重要作用。 2 %/20 主接線方案 根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上進(jìn)行論證各方的優(yōu)缺點，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個技術(shù)上較好的方案。 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度論證 了兩個方案，雖然方案二比方案一供電更可靠，但是由于目前采用的六氟化硫斷路器，它的檢修周期長，不需要經(jīng)常檢修，所以采用旁路也就沒有多大意義了，這樣一來不僅僅節(jié)約了投資，也節(jié)約了用地，所以，比較論證后確定采用方案一。當(dāng)容量較小的電動機(jī)采用 380 V 時，采用二次廠用變，將 6KV 變?yōu)?380V，中性點直接接地；啟備變采用中性點直接接地，高壓側(cè)星型接線，低壓側(cè)三角形接線。 廠用變壓器的選擇 廠用變壓器的選擇原則 1）變壓器主、付邊額定電壓應(yīng)分別與引接點和廠用電系統(tǒng)額定電壓相適應(yīng)。 20 4）變壓器的容量必須保證電動機(jī)及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。根據(jù)原始資料統(tǒng)計公用計算負(fù)荷為 20MVA，兩臺機(jī)組選用一臺啟動變，容量為55MVA。計算短路的主要目的在于： 1）為選擇和校驗各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)； 2）為設(shè)計和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)； 3）為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。 4）短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間； 5）不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻忽略不計。 9）系統(tǒng)中的電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電磁飽和、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； . 2 一般規(guī)定 1）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)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計劃。 短路電流 分析 3. 選取短路點 由于原始資料規(guī)劃 4 臺相同機(jī)組，進(jìn)行短路計 算時考慮兩期工程都上馬時的因素，有利于母線、開關(guān)等一次設(shè)備的選擇，所以短路計算圖選擇 4 臺發(fā)電機(jī)。 3）化簡 d6 短路點的等值網(wǎng)絡(luò) 由圖 得到短路點 d6 的等值阻抗圖 3 80 . 2 23 90 . 2 24 00 . 1 9 1 34 10 . 1 1 5 8火 電 火 電火 電 F 2 F 480 . 0 4 8 3F 11 50 . 0 4 8 31 70 . 4 9 0 2d 6 圖 d6 短路點等值網(wǎng)絡(luò)圖（ a） 由圖 化簡得圖 X42=X15+X17=+= 30 X43= 11/X38+1/X39+1/X40+1/X41+1/X8 = 11/+1/+1/+1/+1/ = 4342d6 圖 d6 短路點等值網(wǎng)絡(luò)圖（ b） 由圖 化簡得圖 X44=X42+X43=+= C1=X43X38 =C2=X43/X39=C3=X43/X40=C4=X43/X41=C5=X43/X8=X45=X44C1 =X46=X44C2 =X47=X44C3 =X48=X44C4 = 31 X49=X44C5 =4 55 . 3 6 6 34 74 . 6 6 2 54 82 . 8 2 1 5火 電 火 電火 電 F 2 F 44 91 . 1 7 7 2F 1d 64 65 . 3 6 6 3 圖 d6 短路點等值網(wǎng)絡(luò)圖（ c） 因為 d d d d9 各點的短路電流都相同，所以只化簡一點。 電氣設(shè)備的選擇的一般要求是 （ 1） 滿足工作要求。 （ 3） 先進(jìn)合 理。 （ 5） 適應(yīng)發(fā)展。電器可以長期在其額定電壓的 110%115%下安全運行，這一電壓成為最高允許工作電壓。 110KV 以下電壓等級的電氣設(shè)備絕緣裕度較大。在確定變壓器回路的最大長期工作電流時，應(yīng)考慮到變壓器過負(fù)荷運行的可能性；母線分段電抗器的最大長期工作電流應(yīng)為保證該母線負(fù)荷所需的電流；出線回路的最大長期工作電流處考慮線路正常過負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。若安裝地點日最高溫度高 于 40℃，但不超過 60℃，則因散熱條件較差，最大連續(xù)工作電流應(yīng)適當(dāng)減少，則設(shè)備的額定電流應(yīng)按下式修正： Ial = KtINe =2 (θ al θ )(θal θ Ne) INe 式中， Ial—— 電氣設(shè)備的額定電流經(jīng)實際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流（ A） Kt—— 溫度修正系數(shù) θ al—— 電氣設(shè)備的長期發(fā)熱最高允許溫度（℃） 40 θ —— 實際的周圍環(huán)境溫度，取所在地方最熱月平均最高溫度（℃） θ Ne—— 電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度（℃） 設(shè)備的額定環(huán)境溫度一般取 40℃，如 周圍環(huán)境溫度高于 40℃，但小于或等于 60℃時，其允許電流一般可按每增加 1℃，其額定電流減少 %進(jìn)行修正；當(dāng)環(huán)境溫度低于 40℃，每降低 1℃，額定電流可增加 %，但其最大負(fù)荷不得超過其額定電流的 20%。當(dāng)海拔升高時，空氣密度降低，散熱條件變壞，是高壓電器在運行中溫升增加，但應(yīng)空氣溫德隨海拔高度升高而遞減，其 值足以補償海拔升高對電氣溫升的影響，因而高壓電在高海拔地區(qū)（不超過 4000 米）使用時，其額定電流可以保持不變。但有熔 斷器和有熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體（如電壓互感器等），以及架空線路， 41 一般不必考慮動穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗，對電纜，也不必進(jìn)行動穩(wěn)定度的校驗。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。 如果缺乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，對快速及中速動作的斷路器，取toc=,對低速動作的斷路器，取 toc=。因此，各制造廠所生產(chǎn)的電器，都用