【正文】 .........................................................73致謝 .....................................................................................................................................................74參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................................75沈陽工業(yè)大學(xué)4 引言目前，國內(nèi)工業(yè)飛速發(fā)展，紛紛出現(xiàn)電力供應(yīng)不足等情況。此次設(shè)計電廠為凝汽式火力發(fā)電廠，計劃安裝六臺 200MW 凝汽式火力發(fā)電機(jī)組。本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)任務(wù)書設(shè)計的要求，綜合大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識及《電力工程電氣設(shè)計手冊》 、 《電力工程電氣設(shè)備手冊》等書籍的有關(guān)內(nèi)容，在指導(dǎo)教師的幫助下，通過本人的精心設(shè)計論證完成的。發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)：發(fā)電機(jī)型號為 QFQS—200—2，額定容量 200MW，COSΦ=，額定電壓，額定電流 8625A，Xd”=，接線方式為 YY，本廠的燃料是煤粉。廠址附近水源充足，屬于六級地震區(qū)，凍土層 米，最大風(fēng)速 米/s。 2．設(shè)計本廠電氣主接線，選取幾個電氣主接線方案，確定—個比較合理的電氣主接線。6．廠用電系統(tǒng)接線方式設(shè)計。圖紙用相關(guān)軟件繪出。第一期工程：裝設(shè)兩臺 QFQS—200—2 ，額定容量 200MW，COSΦ＝，額定電壓 ，額定電流 8625A，X d*=,接線方式 YY。(2)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺發(fā)電機(jī)組停用時，能由系統(tǒng)供給了電機(jī)電壓的最大負(fù)荷。特別應(yīng)注沈陽工業(yè)大學(xué)10 意發(fā)電廠初期運行，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線負(fù)荷不大時，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余容量送入系統(tǒng)。對裝設(shè)兩臺變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中一臺主變壓器退出運行時，另一臺變壓器應(yīng)能承擔(dān) 70%的容量。連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，變壓沈陽工業(yè)大學(xué)11 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“Y N”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。電氣主接線的設(shè)計原則和要求 電氣主接線的設(shè)計原則以下達(dá)的任務(wù)書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國情“的電力建設(shè)與發(fā)展的方針，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實際的具體特點，準(zhǔn)確地掌握原始資料，保證設(shè)計方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。3）盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。(3) 經(jīng)濟(jì)性：1）投資省　2）占地面積小　3）電能損耗小　4）發(fā)展性大 大型電廠的電氣主接線大型電廠一般指總?cè)萘繛?1000MW 及以上、單機(jī)容量為 200MW 及以上，其接線的特點是：(1) 采用簡單可靠的單元接線方式。 發(fā)電機(jī)—變壓器組單元接線200MW 及以上大機(jī)組一般都采用與雙繞組變壓器組成單元接線而不與三繞組變壓器組成單元接線，當(dāng)發(fā)電廠具有兩種升高的電壓等級時，則裝設(shè)聯(lián)絡(luò)變壓器。(2)主變在 6～63KV 側(cè)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式。當(dāng) 220KV 出線為 5 回及以上，110KV 出線為 7 回及以上時規(guī)定一般應(yīng)裝設(shè)專沈陽工業(yè)大學(xué)14 用旁路斷路器。每一回路由兩臺斷路器供電，發(fā)生母線故障時，只跳開與此母線相連的所有斷路器，任何回路不停電，在檢修和故障相重合的情況下，停運的回路不超過兩回。隔離開關(guān)要作為操作電器，當(dāng)改變運行方式和處理事故時，需進(jìn)行倒閘操作。由于一個回路連接著兩臺斷路器，一臺中間斷路器連接著兩沈陽工業(yè)大學(xué)16 點比較為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。沈陽工業(yè)大學(xué)17 第三章 廠用電接線 廠用電接線設(shè)計原則廠用電系統(tǒng)應(yīng)具有調(diào)度的供電可靠性和靈活性。（2） 、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。（5） 、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。 廠用電供電電壓等級的確定實踐經(jīng)驗表明：對于火電廠，當(dāng)發(fā)電機(jī)容量在 60MW 及以下，發(fā)電機(jī)電壓為 時，可采用 3KV 作為廠用高壓電壓；當(dāng)容量在 100～300MW 時，宜選用6KV 作為廠用高壓電壓；當(dāng)容量在 300MW 以上時，若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，可采用兩種高壓廠用電壓，即 3KV 和 10KV 兩段電壓。當(dāng)無高壓廠用母線時，可從發(fā)電機(jī)電壓主母線或發(fā)電機(jī)出口引接。對　200MW 及以上機(jī)組，為了強(qiáng)調(diào)低壓廠用備用電源供電的可靠性和獨立性，低壓廠用備用變壓器宜由經(jīng)常帶電運行的高壓廠用起動備用變壓器引接。(4) 評價確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。(3) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 接線方式計算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式） ，而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。因為本設(shè)計為 6 200MW 發(fā)電廠設(shè)計，由規(guī)程可知，?200MW 及以上機(jī)組出口為封閉母線與變壓器相連，不裝設(shè)斷路器，故不可能發(fā)沈陽工業(yè)大學(xué)21 生短路。選擇其余的導(dǎo)體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。計算曲線只作到*1ptI2t*ptgIjsx＝ 為止，當(dāng) 時，可以近似地認(rèn)為短路周期電流的幅值已不隨js?時間而變，直接按下式計算即可： ＝*pIjsx（3）網(wǎng)絡(luò)中無限大功率電源供給的短路周期電流是不衰減的，并由下式確定沈陽工業(yè)大學(xué)23 ＝*psIjsx1（4）計算短路電流周期分量的有名值第 i 臺等值發(fā)電機(jī)提供的短路電流為　　　 ＝ ＝iptI?*tiNI*ptiavNiUS3無限大功率電源提供的短路電流為　　　　 ＝ ＝psI*BI*psavBS3短路點周期電流的有名值為＝ ＋ptI??gi1*ptiIavNiUS3*psIavBS3式中， 應(yīng)取短路處電壓級的平均額定電壓； 為歸算到短路處電壓級avUNiI的第 i 臺等值發(fā)電機(jī)的額定電流； 對應(yīng)于所選基準(zhǔn)功率 在短路處電壓BIBS級的基準(zhǔn)電流。??x(4) 求出計算電抗 。(8) 計算短路電流沖擊值。SBU(2) 化簡等值網(wǎng)絡(luò)（查表） 。?額定電流電器的額定電流 IN是指在額定周圍環(huán)境溫度 o下，電器的長期?允許電流。滿足熱穩(wěn)定的條件為　 ktQI?2式中　 ――短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；Qk沈陽工業(yè)大學(xué)26 　　　 ――電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間tI2(1)電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定，滿足動穩(wěn)定的條件為　 　　或 　ishes?Ishe?式中　　 、 ――短路沖擊電流幅值及其有效值；　ishIs、 ――電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。1) 容量和接線　按本工程設(shè)計最終容量計算。短路計算時間校驗電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時，還必須合理地確定短路計算時間驗算熱穩(wěn)定的計算時間 為繼電保護(hù)動作時間 和相應(yīng)斷路器的全開斷時間 之和，tk tpr tab即 = ＋ 而 ＝ ＋ktprabintia式中 ――斷路全開斷時間；tab―― 后備保護(hù)動作時間；pr――斷路器固有分閘時間；tin――斷路器開斷時電弧持續(xù)時間，對少油斷路器為 ～沈陽工業(yè)大學(xué)27 對 和壓縮空氣斷路呂約為 ～。一般電磁式操動機(jī)構(gòu)需配專的直流合閘電源，但其結(jié)構(gòu)加工精度要求較高。? 一般斷路器開斷單相短路的能力比開斷三相短路要大，國外研究結(jié)果表明，約大 15%，但國內(nèi)尚無正式數(shù)據(jù)，如單相短路電流大于三相短路電流時，暫以單相短路為選擇條件。?xr沈陽工業(yè)大學(xué)28 如計算結(jié)果非周期分量超過 20%以上時，訂貨時應(yīng)向制造部門提出要求。為了保證斷路器在關(guān)全短路時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流 iNC1不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值 ish,即 iNC1 。 短路關(guān)合電流的選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已存在故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過(預(yù)擊穿)，更容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞。對于使用快速保護(hù)和高速斷路器者，其開斷時間小于 ，當(dāng)在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量的 20%，因此需要進(jìn)行驗算。 額定電壓選擇 U N UNS? 額定電流選擇 I N Imax 開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 INbr,不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電周期分量 Ipt,即 INbr Ipt。 高壓斷路器的操動機(jī)構(gòu)，大多數(shù)是由制造廠配套供應(yīng)，公部分少油式斷路器有電磁式。2) 短路種類、一般按三相短路驗算，若其它種類短路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗算。2) 采用有限泳流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定；3) 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不驗算動、熱穩(wěn)定。由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，?故其相應(yīng)回路的 Imax為發(fā)電機(jī)調(diào)相機(jī)或變壓器的額定電流的 倍；若變壓器有過負(fù)荷運行時，I max應(yīng)按過負(fù)荷確定(～2 倍變壓器額定電流)；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機(jī)或變壓器的 Imax；母線分段電抗器的Imax應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機(jī)跳閘時，保證該段母線負(fù)荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機(jī)額定電流的 50%～80%；出線回 路的 Imax除考慮正常負(fù)荷電流(包括線路損耗)外，還應(yīng)考慮事故時由其它回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。沈陽工業(yè)大學(xué)25 第五章 電氣設(shè)備選擇　電氣設(shè)備選擇總則 電器選擇的一般條件額定電壓和最高工作電壓電器所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電器允許最高工作電壓 U，即 U Usm。(10) 繪制短路電流計算結(jié)果表。沈陽工業(yè)大學(xué)24 (6) 計算無限大容量電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。(2) 繪出等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖） ，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。計算法中有分布系數(shù)法與星網(wǎng)變換法，本設(shè)計采用分布系數(shù)法，即如圖12XX2X1aXn1MM2XXM2Xnn 個支路 ??　　　　 ae?　　　　　　 c1?沈陽工業(yè)大學(xué)22 　　　　　　 xce2?　　　　　　　　 . .