【正文】 路點進(jìn)行短路電流計算 ， 根據(jù)防雷保護(hù)要求確定避雷器 ， 最后繪制了 廠用電接線圖。 具體設(shè)計內(nèi)容包括廠用電接線設(shè)計 ， 負(fù)荷分析計算 ， 變壓器選擇 ， 電動機(jī)自啟動校驗，繼電保護(hù)設(shè)計 ， 防雷設(shè)計 等。在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中 ,家庭用電及工業(yè)用電量需求的增加 ,對電廠生產(chǎn)能力及生產(chǎn)成本提出了更高的要求。針對現(xiàn)代電力能源需求現(xiàn)狀，我國加快了電廠的投資與建設(shè)。 作為影響電廠廠用電效率的重要因素 ,廠用電接線設(shè)計是減少廠用電線路損耗的關(guān)鍵 ,通過廠 用電線路的科學(xué)設(shè)計能夠有效減少電廠用電的線路損耗 ,降低電廠綜合生產(chǎn)用電消耗 ,滿足現(xiàn)代電力市場改革對電廠生產(chǎn)成本控制的需求。這些電動機(jī)以及全廠的運行、操作、試驗、檢修、照明等用電設(shè)備都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。 廠用電系統(tǒng)的可靠性，對發(fā)電廠乃至整個電力系統(tǒng)的可靠運行都 有直接的影響。 廠用電率是發(fā)電廠的一項重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在發(fā)電廠中，低壓廠用電常采用 380V，高壓廠用電電壓有 10KV等。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 ③ 當(dāng)容量在 600MW 以上時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可采用 6KV 一級電壓，也可采用3KV和 10KV兩級電壓作為高壓廠用電壓。但是，結(jié)合廠用電供電網(wǎng)絡(luò)綜合考慮，電壓等級較高時，可選擇截面較小的電纜或?qū)Ь€，不僅節(jié)省有色金屬，還能降低供電網(wǎng)絡(luò)的投資。 10kV電壓供電的特點 ① 10kV 電動機(jī)的功率可制造得更大一些，以滿足大容量負(fù)荷，例如 2021kW 以上大容量電動機(jī)的要求； ② 1000kW 以上的電動機(jī)采用 10kV電壓供電，比較經(jīng)濟(jì)合理； ③ 適用于 300MW 以上大容量發(fā)電機(jī)組，但不能為單一的高壓廠用電壓，因為它不能滿足全廠所有高壓電動機(jī)的要求。另外，由于廠用電系統(tǒng)負(fù)荷種類復(fù)雜、供電回路多，電壓變化頻繁，波動大，運行方式的變化多樣，要求無論在正常、事故、檢修以及機(jī)組啟停情況下均能靈活地調(diào)整運行方式，可靠、不間斷地實現(xiàn)廠用負(fù)荷的供電。 (5)供電電源應(yīng)盡量與電力系統(tǒng)保持緊密的聯(lián)系。 廠用電接線形式 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線，并以成套配電裝置接受和分太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 配電能。加之大容量機(jī)組都實行機(jī)、爐單元集中控制，所以“按鍋爐分段”的原則，實際已是“按機(jī)組分段”了。另外，由于公用負(fù)荷分接于兩臺機(jī)組的工作母線上，因此，在機(jī)組G1 發(fā)電時，必須也安裝好機(jī)組 G2 的 6kV 廠用配電裝置，并由啟動 /備用變壓器供電。 綜合考慮，本設(shè)計采用方案 1，不設(shè) 6KV公用負(fù)荷母線。 如火電廠的給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵，引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)等。 此類負(fù)荷一般屬于公用性質(zhì)負(fù)荷，不需 24h 連續(xù)運行，而是間斷運行。較長時間停電，不會直接影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上不方便的廠用負(fù)荷，屬于Ⅲ類廠用負(fù)荷。 (4)0Ⅰ類負(fù)荷（不停電負(fù)荷）。發(fā)電廠的繼電保護(hù)和自動裝置、信號設(shè)備、控制設(shè)備以及汽輪機(jī)和給水泵的直流潤滑油泵等，是由直流系統(tǒng)供電的直流負(fù)荷，稱為直流保安負(fù)荷。 交流不停電保安負(fù)荷，如電子計算機(jī)、熱工保護(hù)、自動控制裝置；允許短時間停電的交流保安負(fù)荷，如盤車電機(jī)，交流潤滑油泵等。 火電廠的廠用電負(fù)荷包括全廠機(jī)、爐、電、燃運等的用電設(shè)備，涉及范圍廣、數(shù)量大，且隨各廠機(jī)爐類型、容量、燃料種類、供水條件等而差異較大。為了計及這些不同的情況，選出既能滿足負(fù)荷要求又不致容量過大的變壓器，所以又提出按使用時間對負(fù)荷運行方式進(jìn)行分類： 經(jīng)常 —— 每天都要使用的負(fù)荷（電動機(jī)）； 不經(jīng)常 —— 只在檢修、事故或機(jī)爐啟停期間使用的負(fù)荷（電動機(jī)）； 連續(xù) —— 每次連續(xù)運轉(zhuǎn) 2h 以上的負(fù)荷； 短時 —— 每次僅運轉(zhuǎn) 10~120min 的負(fù)荷； 斷續(xù) —— 每次使用從帶負(fù)荷到空載或停止，反復(fù)周期性地工作，其每一周期不超過 10min 的負(fù)荷。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 表 2— 1 列出火電廠主要廠用電負(fù)荷及其類別 分類 名稱 負(fù)荷類別 運行方式 備注 鍋爐負(fù)荷 引風(fēng)機(jī) 送風(fēng)機(jī) 排粉機(jī) 磨粉機(jī) 給煤機(jī) 給粉機(jī) Ⅰ Ⅰ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ 經(jīng)常、連接 用于送粉時為Ⅰ 無煤粉倉時為Ⅰ 無煤粉倉時為Ⅰ 汽輪機(jī)負(fù)荷 射水泵 凝結(jié)水泵 循環(huán)水泵 給水泵 備用水泵 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 不經(jīng)常、連續(xù) 用汽動給水泵就無給水泵項 電氣及公共負(fù)荷 充電機(jī) 浮充電裝置 空壓機(jī) 空壓氣冷卻風(fēng)機(jī) 通信電源 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 不經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連 續(xù) 經(jīng)常、短時 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 事故保安負(fù)荷 盤車電動機(jī) 頂軸油泵 交流潤滑油泵 浮充電裝置 機(jī)爐自控電源 保安 保安 保安 保安 保安 不經(jīng)常、連續(xù) 不經(jīng)常、短時 不經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 輸煤負(fù)荷 輸煤皮帶 碎煤機(jī) 電氣除塵器 Ⅱ Ⅱ Ⅱ 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 出灰負(fù)荷 灰漿泵 碎渣機(jī) 電氣除塵器 Ⅱ Ⅱ Ⅱ 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 與工業(yè)水泵合用時生活水泵負(fù)荷類別為Ⅱ 場外水工負(fù)荷 中 央循環(huán)水泵 消防水泵 生活水泵 Ⅰ Ⅰ Ⅱ或Ⅲ 經(jīng)常、連續(xù) 不經(jīng)常、短時 經(jīng)常、短時 冷卻塔通風(fēng)機(jī) Ⅱ 經(jīng)常、連續(xù) 大于 300MW機(jī)組時，化學(xué)水處理室負(fù)荷類別為Ⅰ 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 廠用電負(fù)荷的計算原則 (1)經(jīng)常連續(xù)運行的負(fù)荷應(yīng)全部計入。 (3)經(jīng)常而連續(xù)的負(fù)荷亦應(yīng)計入。但在選擇變壓器時，變壓器容量應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑６取?A)， P— 電動機(jī)的計算功率 (KW)， K— 換算系數(shù)，可取表 22 所列的數(shù)值 ， KM— 同時系數(shù) ， KL— 負(fù)荷率 ， η— 效率 ， ?cos — 功率因數(shù) 。在選擇變壓器容量時由于留有裕度，同時亦考慮到變壓器具有較大的過載能力，所以該類負(fù)荷可以不予計入。對中小型機(jī)械，應(yīng)按下式計算 ?? ?? PPP (27) 翻斗機(jī) ?? ?? PPP (28) 輪斗機(jī) ?? ?? PPP (29) 式中 ： 3?P — 其中最大 3臺電動機(jī)的額定功率之和 (KW)。 A） 1600 1 1600 1 1600 1600 1 1600 1 1600 化水變壓器（ KV A） 1000 1 1000 負(fù)壓風(fēng)機(jī)房變壓器（ KV A） 1000 1 1000 1 1000 照明變壓器（ KV 廠用變壓器的容量 廠用變壓器的容量必須滿足廠用電負(fù)荷從電源獲得足夠的功率。 A)； NS2 — 廠用變壓器分裂繞組容量 (KV (2)廠用高壓備用變壓器容量 廠用高壓備用變壓器或啟動變壓器 應(yīng)與最大一臺廠用高壓工作變壓器的容量相同；廠用低壓備用變壓器的容量應(yīng)于最大一臺廠用低壓工作變壓器容量相同。 (4)廠用變壓器的阻抗 變壓器的阻抗是廠用工作變壓器的一項重要指標(biāo)。 A Ⅰ B段分裂繞組負(fù)荷 1 8 3 2 47 8 8 4 8 7* ????? LHC SSS KV A。 A 高壓繞組負(fù)荷 2 3 2 43 3 5 81 7 5 9 8 0 8 4 ?????? rC SS KV只有要求在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速及當(dāng)廠用交流電源消失后仍要求工作的設(shè)備才選擇直流電動機(jī)。 (2)容量選擇 選擇拖動廠用機(jī)械的電動機(jī)時，其電壓應(yīng)與供電網(wǎng)絡(luò)電壓相一致，電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)符合被拖動設(shè)備的 要求，電動機(jī)容量必須滿足在額定電壓和額定轉(zhuǎn)速下大于滿載工作的機(jī)械設(shè)備軸功率，并留有適當(dāng)?shù)膬洹Ｈ艚?jīng)校驗不能自啟動時，應(yīng)采取響應(yīng)的措施。 廠用工作電源一般僅考慮失壓自啟動，而廠用備用電源或啟動電源則需考慮失壓自啟動、空載自啟動及帶負(fù)荷自啟動等三種方式。當(dāng)電壓下降到某一數(shù)值時，如下降到 70% NU* ，那么它的最大轉(zhuǎn)矩 max*eM 相應(yīng)的變?yōu)?12)( 2 ?? 。為使廠用電系統(tǒng)穩(wěn)定運行，規(guī)定電動機(jī)正常啟動時，廠用母線電壓的最低允許值為額定電壓的 80%；電動機(jī)端電壓最低值為額定電壓的 70%。 表 31 電動機(jī)自啟動要求廠用母線最低電壓 名稱 類型 自啟動電壓為額定壓 的百分值（ %） 廠用高壓母線 高溫高壓電場 6570 中壓電廠 6075 廠用低壓母線 由低壓母線單獨供電電動機(jī)自啟動 60 由低壓母線和高壓母線串接供電電動機(jī)自起動 55 注：對于廠用高壓母線失壓或空載自啟動時取上線值，帶負(fù)荷自啟動時取下限值 電動機(jī)自啟動校驗 電動機(jī)自啟動校驗可分為電壓校驗和容量校驗。假設(shè)成組電動機(jī)在電壓消失或下降后全部處于制動狀態(tài)，當(dāng)恢復(fù)供電后同時開始啟動。 電動機(jī)自啟動開始瞬間，廠用高壓母線 1*U 上的電壓為 mxIU **1* ? (32) 將 (31)帶入 (32)得 mmxx xUU*1**0*1* ?? (33) 對于一臺靜止得電動機(jī)，在啟動瞬間的電抗有 Kxm 1* ?關(guān)系，式中 K 為該電動機(jī)的啟動電流數(shù)倍。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 將 (34)帶入 (33)，得到廠用電動機(jī)在啟動開始瞬間廠用高壓母線電壓為 ????? mtmtm SxUxx xUU**0****0*1* 1 (35) 其中 ?? cos* t mavm S PKS ?? ? (36) 式中： ?mP 為參加自啟動的電動機(jī)功率 (KW)； ??cos — 電動機(jī)的效率和功率因數(shù)的乘積，一般取 。在這種情況下，對應(yīng)的廠用高壓母線電壓 1*U和廠用低壓母線電壓 2*U 分別進(jìn)行校驗。 當(dāng)廠用高壓變壓器采用分裂繞組變壓器時，高壓繞組額定容量為 NS1 ,分裂繞組額定容量為 NS2 ，即 NNNH SSSPKSSPKS202112011* c o sc o s ???????? (310) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 ? ?NNKt SSUx12%1* ??? 式中： 1*tx — 當(dāng)廠用高壓變壓器采用采用分裂繞組變壓器時，廠用高壓變壓器電 抗標(biāo)幺值。 A，已高壓繞組電抗為基準(zhǔn)的半穿越電抗標(biāo)幺值為 19%，廠用高壓變壓器電源測母線電壓標(biāo)幺值 * ?U （有載調(diào)壓）。廠用低壓母線上參加自啟動電動機(jī)電機(jī)容量為 500KW。 廠用低壓母線的合成負(fù)荷標(biāo)幺值 ? ? 00 222* ????tL SPKS ?? 廠用低壓變壓器電抗標(biāo)幺值為 ? ? %* ????? Kt Ux 低壓母線電抗標(biāo)幺值 % *21*2* ???????? Lr SxUU 滿足要求。 ② 阻轉(zhuǎn)矩為定值的重要設(shè)備的電動機(jī)不參加自起動。A， kU %=15， ?cos = ? =，由表 31 可見，高溫高壓火電廠由高壓廠用變壓器使廠用電動機(jī)自起動時要求的廠用母線電壓最低值為 1*U 取 ，高壓廠用工作變壓器一般為無勵磁 調(diào)壓變壓器，電源母線電壓標(biāo)幺值 0*U 取 ，高壓廠用工作變壓器電抗標(biāo)幺值取額定值的 倍。在火電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運行情況。 短路后果 短路故障發(fā)生后，由于網(wǎng)絡(luò)總阻抗大為減小，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短