【正文】 擇型號(hào) ： QFQS2002 型號(hào)含義： 2—— 2 極； 200—— 額定容量； Q—— 氫內(nèi)冷； F—— 發(fā)電機(jī)； Q—— 汽輪機(jī)；S—— 水內(nèi)冷 （ 4） QFQS2002 型汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù) 發(fā)電機(jī)主要參數(shù)見表 21： 表 21 QFQS2002 型汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù) 視在功率（ MVA） 有功功率（ MW） 電壓（ V） 電流（ A） 功率因數(shù) cos? 235 200 15750 8625 本次設(shè)計(jì)題目為 4 200MW 的火力發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)。 （ 3）在發(fā)電廠有兩種升高電壓的情況下，當(dāng)機(jī)組容量為 125MW 及以下時(shí)，從經(jīng)濟(jì)上考慮，一般采用三繞組變壓器，但每個(gè)繞組的通過功率應(yīng)達(dá)該變壓器容量的 15%以上。 表 22 根據(jù) 所選電氣主接線，本廠采用發(fā)電機(jī) 三相自耦變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)和變壓器容量配套。 Ⅰ 類負(fù)荷 短時(shí)（手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需時(shí)間）的停電可能影響人身或設(shè)備安全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降的負(fù)荷。對(duì) Ⅲ類負(fù)荷，一般由 1個(gè)電源供電。 （ 4）廠用工作電源 高壓廠用工作電源一般采用下列引接方式： ① 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)， 由各段母線引接，供給接在該段母線上的機(jī)組的廠用負(fù)荷。 ③ 當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路作為高壓廠用備用或起動(dòng)電源。 G8， G9 廠用電主接線圖（見圖 31）， 6KV廠用負(fù)荷分配及高壓廠用工作變壓器容量選擇 統(tǒng)計(jì)表（見表 31）。 短路計(jì)算的一 般規(guī)定 短路計(jì)算的一般規(guī)定 （ 1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(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)容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10 年）。 180。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 （ 4） 整體協(xié)調(diào)。 另外，電氣設(shè)備還有一個(gè)最高工作電壓，即允許長(zhǎng)期運(yùn)行的最高電壓，一般不得超過其額定電壓的 10%~15%。 ① 空氣溫度。在海拔高度為 1000~3500 米的范圍內(nèi)，海拔高度每升高 100 米，電器最高工作電壓要下降 1%，以此修正電器最高工作電壓值。 作熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，已通過電氣設(shè)備的三相短路電流為依據(jù)， 若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 （ 2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 36 當(dāng)電氣設(shè)備中有短路電流通過時(shí)，將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用。 變壓器用斷路器選用 SW2220III 型，配用一臺(tái) CYA 型液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，三相聯(lián)動(dòng)操作，以防止斷路器非全相合閘。 則導(dǎo)體長(zhǎng)期允許載流量 I = 2 825=1452AIgmax=1218A。 ④啟動(dòng) /備用變壓器 220kV 進(jìn)線 選用 LGJQ300， S=300mm2，長(zhǎng)期允許電流 I =690 =607A 允許載流量 Igmax= bNUS3 =40*106/ 3 /230/103=。當(dāng)環(huán)境溫度 25℃ ， 70℃ 長(zhǎng)期載流量為 825A。 Igmax=NNUS3 =（取 633A） （ 3） k1 點(diǎn)短路數(shù)據(jù)（見第四 章表 52） I’’z=； Iz2=； Iz4=； ich= Qz4= tIII zzz 12102 24222 ???? =（ kA2如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則應(yīng)采用能對(duì)該死區(qū)起作用的后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，并采用相應(yīng)處的短路電流值。 （ 1）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 校驗(yàn) 電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性，就是校驗(yàn)設(shè)備的載流部分在短路電流的作用下，其金屬導(dǎo)電部分的溫度不應(yīng)超過最高允許值。當(dāng)海拔升高時(shí)，空氣密度降低，散熱條件變壞，是高壓電器在運(yùn)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(bǔ)償海拔升高對(duì)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(shí)，其額定電流可以保持不變。在確定變壓器回路的最大長(zhǎng)期工作電流時(shí)，應(yīng)考慮到變壓器過負(fù)荷運(yùn)行的可能性；母線分段電抗器的最大長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。電器可以長(zhǎng)期在其額定電壓的110%115%下安全運(yùn)行，這一電壓成為最高允許工作電壓。 （ 3） 先進(jìn)合理。 表 41 各設(shè)備元件參數(shù) 符號(hào) 名稱 型號(hào) 參數(shù) Sb=100MVA參數(shù) G8， G9， G10， G11 汽輪發(fā)電機(jī) QFQS2002 SN=235MVA UN= IN=8625A cosφ= X’’d=% X2=% R=103Ω XN=8628315750?= Ta=80 X’’d=%*235100= X1= R=104 22 T9， T11 主變壓器 SFPL240000/220 SN=240MVA UN=231/ IN=UK%=13% Rh= RL=103Ω R∑=103Ω XN= Ta=56 Xk= X2= R∑=104 T2， T3， T4， T5 高壓廠用變壓器 SFPL40000/2500025000 UN=SN=40MVA 半穿越電抗 Xd12’=Xd12’’=17% Xd12’=Xd12’’= T6， T7 啟動(dòng) /備用變壓器 SFPL40000/2500025000 UN=231/ SN=40MVA 半穿越電抗 Xd12’=Xd12’’=% Xd12’=Xd12’’= 本廠等 值電路圖中短路點(diǎn)的選取 根據(jù)本廠主接線的特點(diǎn)，廠用變壓器和備用變壓器等值電抗的不同，以及選擇設(shè)備的要求，選擇六個(gè)短路點(diǎn)作為短路計(jì)算的短路點(diǎn)，這六個(gè)短路點(diǎn)位置見圖 55： （ 1） k1 在 220KV母線上 （ 2） k2 在 8發(fā)電機(jī)的出口 （ 3） k3 在 8高壓廠用變壓器的低壓側(cè) （ 4） k4 在 2高壓?jiǎn)?dòng) /備用變壓器的低壓側(cè) 23 S y s t e m0 9 14 62 20 5 4 30 5 4 40 5 4 50 5 4 67891012141513k 1k 2k 3k 4 圖 45 發(fā)電廠等值電路圖 220kV母線（ k1 點(diǎn)）短路計(jì)算： 等值電路化簡(jiǎn)如圖 46 所示 ： S y s t e m0 9 120 5 4 40 54 605 807 3507 79k 1S y s t e mk 10 9 106 1006 21 11G 9 G 1 0 G 1 1G 8 / / G 9 G 1 0 / / G 1 1 （ 1）系統(tǒng)供給短路電流 24 支路基準(zhǔn)電流 Ib=b3100U =100/ 3 /230=；計(jì)算電抗 Xcalc= I’’Z1====I1Z2=I1Z4=calcXIb =（ 41） 沖擊電流（ Ta=15， t=） ich1= 2 （ +I’’z aTt??e ） = （ 42） （ 2） G8， G9 供給短路電流 支路基準(zhǔn)容量 Sb=2PN/cos? =2*200/= 基準(zhǔn)電流 Ib=bbUS3? =Xcalc=X10Sb/100=*支路時(shí)間常數(shù) Ta=X∑ /R∑ =（ +） /（ +） /104= （ 43） 注：發(fā)電機(jī)電抗取負(fù)序電抗。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 （ 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路電流為依據(jù)。廠用分支采用分相封閉母線，在該分支上不應(yīng)裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 （ 5）廠用備用或起動(dòng)電源 高壓廠用備用或起動(dòng)電源一般采用下列引接方式： ① 當(dāng)無發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由高壓母線中電源可靠的最低一級(jí)電壓引接，或由聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，并應(yīng)保證在發(fā)電廠全停的情況下，能從電力系統(tǒng)取得足夠的電源。當(dāng)鍋爐容量在 220T/H 及以下，且接有機(jī)爐的 Ⅰ類負(fù)荷時(shí)，一般按機(jī)爐對(duì)應(yīng)分段，并用刀開關(guān)將母線分為兩個(gè)半段；鍋爐容量在 400T/H及以上時(shí)，每臺(tái)機(jī)爐一般由兩段母線供電。 Ⅲ 類負(fù)荷 長(zhǎng)時(shí)間停電不會(huì)直接影響生產(chǎn)的負(fù)荷。 ③ 允許短時(shí)停電的交流保安負(fù)荷。 根據(jù)主接線和設(shè)計(jì)要求，需用四臺(tái)型號(hào)為 SFP9240000/220 的三相自耦主變壓器。 （ 2）為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。在轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷系統(tǒng)中，又有軸向通風(fēng)等多種方式。容量為 200MW～ 300MW 的發(fā)電機(jī)與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間不應(yīng)裝設(shè)斷路器、負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 2 2 0 K V 母 線 2 高 壓 啟 動(dòng) 備 用 變 1 高 壓 啟 動(dòng) 備 用 變 8 高 廠 變 8 發(fā) 電 機(jī) 9 發(fā) 電 機(jī) 1 0 發(fā) 電 機(jī) 1 1 發(fā) 電 機(jī) 9 高 廠 變 1 0 高 廠 變 1 1 高 廠 變備 用出 線 I 出 線 I I出 線 I I I出 線 I V 圖 21 方案一雙母線接線 8 圖 22 方案一雙母線接線 2）方案 II：雙母線 帶旁路母線接線 雙母線帶旁路母線接線接線圖見圖 22，它是在雙母線接線基礎(chǔ)上，增設(shè)了一組旁路母線及專用旁路斷路器回路，需要利用旁路母線不停電檢修斷路器的各回路，均需裝設(shè)可接至旁路母線的旁路隔離開關(guān)。 擴(kuò)建方便，可向母線的任一端擴(kuò)建。 ② 占地面積小：電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件。 （ 1）可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個(gè)要求。 （ 5）主變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 4 繼電保護(hù)是保證系統(tǒng)安全和設(shè)備可靠運(yùn)行的關(guān)鍵裝置之一。 （ 3）短路電流的計(jì)算 短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。凍土層厚 1m，覆冰厚度 7mm，最大風(fēng)速 25m/s，年平均溫度 5℃ ，最高溫度 35℃ ，最低溫度 35℃ 。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。 electrical first part。 廣東工業(yè)大學(xué) 華立學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 系 部 機(jī)械電氣 學(xué)部 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 09 電氣 工程 2 班 學(xué) 號(hào) 12030902020 學(xué)生姓名 李淑君 指導(dǎo)教師 方炯權(quán) 2020 年 6 月 摘 要 本設(shè)計(jì)主要 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣部分 設(shè)計(jì)包括電氣主接線設(shè)計(jì)；發(fā)電機(jī)與變壓器的連接形式選擇；發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)；主變壓器、啟動(dòng) /備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇； 220kV 高壓配電裝置配置原則；短路電流計(jì)算和部分高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；發(fā)電機(jī)與變壓器保護(hù)配置，按照設(shè)計(jì)規(guī)范與規(guī)定完成上述設(shè)計(jì)工作。 generator and transformer protection configuration, in accordance with design specifications and requirements to plete the design work. Keywords: power plant。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多 數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量?jī)?chǔ)存，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。 電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。廠址附近有河流通過，并有水庫，水源充足。 （ 2）主變壓器、發(fā)電機(jī) 變壓器連接形式的選擇 發(fā)電廠 200MW 及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)的主變壓器應(yīng)滿足 DL5000—2020《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度