【正文】 ，并要求受廠用電故障影響而停運的機組應(yīng)能在短期內(nèi)恢復(fù)運行。不間斷供電電源一般采用由蓄電池供電的電動發(fā)電機組或配備數(shù)控的靜態(tài)逆變裝置。通常，由蓄電池組、柴油發(fā)電機組、燃汽輪機組或可靠的外部獨立電源作為事故保安負荷的備用電源。4)事故保安負荷。3)Ⅲ類廠用負荷。2)II類廠用負荷。一、廠用電負荷的分類廠用電負荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度，按其重要性可分為四類：1)I類廠用負荷。廠用電耗電量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分數(shù)，稱為廠用電率。提高廠用電可靠性的目的，是使電廠長期無故障運行，不致因廠用電局部故障而被迫停機。發(fā)電廠在啟動、運轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，有大量由電動機拖動的機械設(shè)備，用以保證機組的主要設(shè)備(如鍋爐、汽輪機或水輪機、發(fā)電機等)和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理的正常運行。主變壓器型式的選擇：在330kV及以下的發(fā)電廠和變電所中，一般都選用三相式變壓器。三、本次設(shè)計中所用主變壓器的選擇本次設(shè)計中使用的變壓器是三繞組變壓器，發(fā)電機和變壓器接成單元接線，可按照以下方式進行選擇：單元接線中的主變壓器容量SN應(yīng)按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度選擇。二、主變壓器型式的選擇：相數(shù)：單相、三相；絕緣：油浸式、干式；繞組數(shù)：雙繞組（只有一個升高電壓等級）、三繞組、自耦變壓器； 連接組別：Y，d11（小接地系統(tǒng)） Yn，d11（大接地系統(tǒng)）調(diào)壓方式：調(diào)節(jié)發(fā)電機出口電壓、投切調(diào)相機、補償電容和改變變壓器變比。一般為1～4臺。主變壓器：在發(fā)電廠中向電力系統(tǒng)輸送功率的變壓器；在變電所中向用戶輸送功率的變壓器。 互感器和避雷器的配置 在主接線圖中的位置已具體標出，關(guān)于器件類型的選擇將會在本章最后一節(jié)中具體給出。負荷情況在原始數(shù)據(jù)中，如負荷的性質(zhì)、地理位置、輸電電壓等級等。本次設(shè)計中的火力發(fā)電廠屬于中小型地區(qū)電廠，發(fā)出的電能除了供本地區(qū)及自身廠用電之外，還對外輸送電能。大型樞紐電廠一般以220～500kV的電壓接入超高壓系統(tǒng)；地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)，一般接人110～220kV系統(tǒng)；企業(yè)自備電廠以向本企業(yè)供暖供熱為主，并與地區(qū)35～220kV系統(tǒng)相連。本次設(shè)計中，火力發(fā)電廠共有兩臺發(fā)電機，單機容量都為150MW。一個電廠的機組其臺數(shù)最好不超過6臺，容量等級不超過兩種，同容量機組應(yīng)盡量選用同一型式。包括接入點、電壓等級、供電方式；經(jīng)過技術(shù)比較，選出2～3個較優(yōu)方案；通過經(jīng)濟比較計算確定最優(yōu)方案（包括設(shè)備的配置）；初選導線截面；短路電流計算；設(shè)備的配置和選擇和校驗計算；繪制主接線圖。主接線可以容易地從初期接線方式過渡到最終接線。主接線的選型和布置方式，直接影響到整個配電裝置的占地面積。3)經(jīng)濟性。2)靈活性。為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。3)繪制電氣主接線圖。一、電氣主接線設(shè)計的一般步驟：1)原始資料分析。其次，本章還介紹了雷電活動對電力系統(tǒng)的影響，提出了防雷保護的必要性及相關(guān)概念，結(jié)合我國目前的發(fā)電廠和變電所的具體情況，提出了一些防雷保護性措施，這些都將在后序章節(jié)的電氣主接線設(shè)計部分具體加以說明。在電纜溝內(nèi)要設(shè)置接地帶、在電纜溝附近要設(shè)置與電纜溝平行的水平均壓帶以改善電纜溝的電位均勻。2）在微機保護和綜合自動化裝置的電源前邊串接隔離變壓器進行隔離,并加裝對地電容進行雷電波的吸收。因此，弱電系統(tǒng)也需要進行防雷保護。同時，避雷器的接線應(yīng)與變壓器的金屬外殼及低壓側(cè)中性點連接在一起，這樣，當侵入波使避雷器動作時，作用在高壓側(cè)主絕緣上的電壓就只剩下避雷器的殘壓了(不包括接地電阻上的電壓壓降)，就減少了雷電對變壓器破壞的機會。如果沒架設(shè)避雷線，當近變電所的進線上遭受雷擊時，流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值可超過5kA，且其陡度也會超過允許值，勢必會對線路造成破壞。3)變電所的進線保護。裝設(shè)避雷針時對于35kV變電所必須裝有獨立的避雷針，并滿足不發(fā)生反擊的要求；對于110kV及以上的變電所，由于此類電壓等級配電裝置的絕緣水平較高，可以將避雷針直接裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)上，因此，雷擊避雷針所產(chǎn)生的高電位不會造成電氣設(shè)備的反擊事故。電磁感應(yīng)是當雷電流通過金屬體入地時，形成強大的磁場，能使附近的金屬導體感應(yīng)出高電勢，在導體回路的缺口引起火花。2）直接雷擊：是雷云直接對地面物體放電，雷擊的時間雖然很短，只有萬分之幾到百分之幾秒，但有很大的電流通過，可達100~200千安，使空氣溫度驟然升到攝氏1~2萬度，產(chǎn)生強烈的沖擊波，造成房屋損壞，人畜傷亡。積雨云起電的原因有許多說法，大多數(shù)認為是云中的霰粒與冰晶摩擦或霰粒使溫度低于0℃的云滴在它上面碰撞而凍結(jié)，并在碰凍時表面飛出碎屑而引起。過電壓保護用半導體管在我國的研制工作，是由上海大平科技工貿(mào)有限公司主持的。但這不僅大量增加了維護人力，也浪費了財力。由于機電式通信設(shè)備工作速度在毫秒或微秒級，而氣體放電管工作速度為微秒級，加之機電式通信設(shè)備工作電壓在150V以上，所以采用氣體放電管保護機電式通信設(shè)備是有效的。迄今為止，信息傳輸與交換仍然以電信設(shè)備作為傳輸?shù)拿襟w。四邊形的保護接線比較復(fù)雜，一、二次回路倒換操作較多。角形接線所用設(shè)備少，投資省，運行的靈活性和可靠性較好。b、變壓器 1T 故障或檢修： 只需先斷開 1QF ，再斷開 1QS ，其余三回路可以繼續(xù)工作，不影響供電。 外橋接線圖39為橋形接線中的另一種：外橋接線。b、變壓器 1T 故障或檢修：先斷開 1QF 和3QF，再斷開 QS1 ， 1T 退出運行。若為了在檢修斷路器時不影響和變壓器的正常運行，有時在橋形外附設(shè)一組隔離開關(guān)，這就成了長期開環(huán)運行的四邊形接線。3） 單元接線的適用范圍：臺數(shù)不多的大（b接線除外）中型不帶近區(qū)負荷的區(qū)域發(fā)電廠；分期投產(chǎn)或裝機容量不等的無機端負荷的小型水電站。 無匯流母線的主接線無匯流母線的主接線沒有母線這一中間環(huán)節(jié)，使用的開關(guān)電器少，配電裝置占地面積小，投資較少，沒有母線故障和檢修問題，但其中部分接線形式只適用于進出線少并且沒有擴建和發(fā)展可能的發(fā)電廠和變電所。它的主要優(yōu)點是： 運行調(diào)度靈活，正常時兩條母線和全部斷路器運行，成多路環(huán)狀供電； 檢修時操作方便，當一組母線停支時，回路不需要切換，任一臺斷路器檢修，各回路仍按原接線方式霆，不需切換； 運行可靠，每一回路由兩臺斷路器供電，母線發(fā)生故障時，任何回路都不停電。其特點是具有雙母線接線的優(yōu)點，當線路（主變壓器）斷路器檢修時，仍有繼續(xù)供電，但旁路的倒換操作比較復(fù)雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統(tǒng)復(fù)雜化，投資費用較大，一般為了節(jié)省斷路器及設(shè)備間隔，當出線達到5個回路以上時，才增設(shè)專用的旁路斷路器，出線少于5個回路時，則采用母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)的接線方式。1）6~10kV配電裝置，當短路電流較大、出線需帶電抗器時。2）工作母線故障時，將造成短時（切換母線時間）全部進出線停電。5）檢修任一線路斷路器時，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。該種接線方式的特點如下：1）運行方式靈活。雙母線接線，它有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。這時，該出線路L1經(jīng)QSp、旁母、QSQFf和QS2仍然聯(lián)在第一段母線上。例如檢修QF1，第一步檢查旁母有無故障，此時分段斷路器QFf及隔離開關(guān)QSQS3在閉合狀態(tài)，QSQSQS5均斷開，以單母線分段方式運行。兩段母線均可帶旁路母線，正常時旁路母線不帶電。帶有專用旁路斷路器的接線，加裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資。它廣泛地用于出線數(shù)較多的110kV及以上的高壓配電裝置中。單母線分段帶旁路母線接線接線形式如下圖（圖34） 圖3—4 單母線分段帶旁路母線接線單母線分段的目的：減少母線故障的停電范圍。把每一回線與旁路母線相連。使1QF退出運行，即可對1QF進行檢修。當檢修出線斷路器1QF時：QSa按等電位原則→先并后切1）合旁路斷路器QFa向旁路母線WBa充電，檢查旁路母線WBa是否完好，使WBa帶電。3．分段的單母線接線的適用范圍：1）6~10kV配電裝置，出線回路數(shù)為6回及以上時；發(fā)電機電壓配電裝置，每段母線上的發(fā)電機容量為12MW及以下時；2）35~63kV配電裝置，出線回路數(shù)為4~8回時；3）110~220kV配電裝置出線回路數(shù)為3~4回時。2）當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。2）母線分裂運行：QF斷開運行 正常運行時，相當于兩個不分段的單母線接線。每段母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線。2．不分段的單母線接線的適用范圍:一般適用于一臺主變壓器的以下三種情況：（1）6~10kV配電裝置，出線回路數(shù)不超過5回。對35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1~2組接地開關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時的安全。同一回路中串接的隔離開關(guān)和斷路器，在運行操作時，必須嚴格遵守下列操作順序：如對饋線WL2送電時，須先合上隔離開關(guān)QS21和QS22，再投入斷路器QF2；如欲停止對其供電，須先斷開QF2，然后再斷開QS21和QS22。每條回路中都裝有斷路器和隔離開關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開關(guān)稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的稱為線路隔離開關(guān)（在實際變電所中，通常把靠近電源側(cè)的隔離開關(guān)稱為甲刀閘，把靠近負荷側(cè)的隔離開關(guān)稱為乙刀閘。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積小，但只適于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的變電所。變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（變壓器）、母線和出線（饋線）。一個廠房內(nèi)的機組，其臺數(shù)以不超過6臺、容量等級以不超過兩種為宜。3）主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。電氣主接線又稱電氣一次接線圖。一般在研究主接線方案和運行方式時，為了清晰和方便，通常將三相電路圖描繪成單線圖。3. 某火力發(fā)電廠防雷保護的設(shè)計按照已經(jīng)設(shè)計出的電氣主接線圖，研究該系統(tǒng)防雷保護的具體實現(xiàn)方法和工作原理。 課題研究的主要內(nèi)容通過對火力發(fā)電有關(guān)文獻的參考，明白我國火力發(fā)電的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢?；鹆Πl(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣等燃料的化學能產(chǎn)生出電能的工廠。本文將針對某火力發(fā)電廠的設(shè)計來對這些問題進行探討，主要是對電氣方面進行研究，期望提出更加合理的方案來完善現(xiàn)有設(shè)施。這些都需要我們通過設(shè)計出更加合理的方案來解決這些問題。這就要求我們改善這些不良方面，最大限度的發(fā)揮經(jīng)濟效益，并減少事故的發(fā)生。目前采用最廣泛的發(fā)電形式是利用煤的燃燒來獲得電能，而我國煤的儲量也是相當豐富的，因此本課題的提出具有很大的現(xiàn)實意義，如何設(shè)計好火電廠的電氣主接線及各項保護性措施，就顯得尤為重要。通過分析某地區(qū)火力發(fā)電廠的相關(guān)資料，設(shè)計出一種實用性、經(jīng)濟性和可靠性相結(jié)合的電氣主接線；在此基礎(chǔ)上，正確地選擇所用的電氣設(shè)備，并對主接線的基本構(gòu)造及特點做一介紹。它們的連接方式對供電可靠性、運行靈活性及經(jīng)濟合理性等起著決定性作用。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。在擴建時應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線。發(fā)電廠的機組容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃容量、負荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進行選擇，最大機組的容量以占系統(tǒng)總?cè)萘康?～10%為宜。概括的講可分為兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多。供電電源是變壓器或高壓進線回路，母線即可以保證電源并列工作，又能使任一條出線路都可以從電源1或2獲得電能。同一回路中在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時隔離電源。當電壓在110kV及以上時，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開關(guān)。此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的工作。（二）、分段的單母線接線為了克服一般單母線接線存在的缺點，提高它的供電可靠性和靈活性，把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設(shè)一個分段斷路器和兩個隔離開關(guān)。 若Ⅰ段母線故障時，繼電保護裝置使QFd自動跳開，Ⅰ段母線被切除；Ⅱ段母線繼續(xù)供電 。2．分段的單母線接線的優(yōu)缺點優(yōu)點：1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。3）擴建時需向兩個方向均衡擴建。但QFa兩側(cè)的隔離開關(guān)處于合閘位置。4）最后分別斷開1QF兩側(cè)隔離開關(guān)1QSL和1QSB。特點： 同一電壓等級，各回路經(jīng)過斷路器、隔離開關(guān)接至公共母線。適用范圍：35kV及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時采用，回路多采用專用旁母，否則采用簡易接線。 分段斷路器兼做旁路斷路器的接線有了旁路母線，檢修與它相連的任意回路的斷路器時，該回路便可以不停電，從而提高了供電的可靠性。只有在向特殊重要的Ⅰ、Ⅱ類用戶負荷供電，不允許停電檢修斷路器時，才設(shè)置旁路母線。對于單母線分段接線，常采用以分段斷路器兼作旁路斷路器的接線。 圖3—5 單母線分段斷路器兼做旁路斷路器接線以此圖為例，說明不停電檢修任一出線路斷路器的倒閘操作步驟。第二步合上QSp，斷開QF1及兩側(cè)的隔離開關(guān)。與單母線相比，它的優(yōu)點是供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復(fù)供電，另外還具有調(diào)度、擴建、檢修方便的優(yōu)點；其缺點是每一回路都增加了一組隔離開關(guān)，使配電裝置的構(gòu)架及占地面積、投資費用都相應(yīng)增加；同時由于配電裝置的復(fù)雜，在改變運行方式倒閘操作時容易發(fā)生誤操作，且不宜實現(xiàn)自動化；尤其當母線故障時，須短時切除較多的電源和線路，這對特別重要的大型發(fā)電廠和變電站是不允許的。檢修Ⅰ段母線的倒閘操作：1）、依次合上母聯(lián)隔離開關(guān)QSjⅠ和QSjⅡ； 2）、合上母聯(lián)斷路器QFj，向備用母線充電，檢查備用母線是否完好；