【正文】 ） 110KVDL （個(gè)） 220KVDL （個(gè)） 方案一 13 10 3 方案二 15 9 3 計(jì) 2 第 三 章 廠、 所用電的設(shè)計(jì) 第 3． 1 節(jié) 廠 用電的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠在電國(guó)力生產(chǎn)過(guò)程中，有大量電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備、用以保證主要設(shè)備（如鍋爐、汽輪機(jī)或水輪機(jī)等）和輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。 （ 4）事故保安負(fù)荷 指在停機(jī)過(guò)程中及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)仍保證供電的負(fù)荷，否則將引起主要設(shè)備損壞，重要的自動(dòng)控制失靈或推遲恢復(fù)供電，甚至可能危及人身安全的負(fù)荷稱為事故保安負(fù)荷。并能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)本機(jī)組的運(yùn)行。當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器為單元接線時(shí)，則廠用工作電源從主變的低壓側(cè)引接。 便于全期擴(kuò)建連續(xù)施工，對(duì)公用負(fù)荷的供電要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)劃。 設(shè)備的檢修和搬運(yùn)不影響運(yùn)行設(shè)備的安全。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面： （ 1） 在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一種界限是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路計(jì)算。 （ 2） 接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)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(yùn)行方式），而不能僅用在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式?，F(xiàn)將起計(jì)算步驟 簡(jiǎn)述如下： （ 1） 選擇計(jì)算電路點(diǎn)。 計(jì) 2 （ 6）計(jì)算無(wú)限大容量的電源供給的短路電流周期分量?？捎孟率綒w算： X jsm =X mdS / Sb (m=1?n) 式中 S —— 為第 m個(gè)電源等值發(fā)電機(jī)的額定容量（ MVA） X md—— 為第 m個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗（標(biāo)玄值） X jsm—— 為第 m 個(gè)電源至短路點(diǎn)的計(jì)算電抗。 5． 1． 2 有關(guān)的幾項(xiàng)規(guī)定： 導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件驗(yàn)算其動(dòng)、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校核電器的基本使用條件。 導(dǎo)體種類和材料 短路時(shí)導(dǎo)體允許工作溫度（ C0） 導(dǎo)體最長(zhǎng)允許工作溫度（ C0） 熱穩(wěn)定系數(shù) C值 母線（鋁） 200 70 87 （ 5）驗(yàn)算短路動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，硬導(dǎo)體的最大應(yīng)力大 于表 5— 3所列數(shù)值。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)， 可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定。tdz≤I t178。對(duì)應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tmax，將 有不同取值。 多條母線的應(yīng)力計(jì)算： 當(dāng)母線由多條組成時(shí)，母線上最大機(jī)械應(yīng)力由相間作用應(yīng)力 σ xj和同相各條間的作用力 σ tj合成，所以： σ max=σ xj+σ tj 1） 多條矩形母線的條間應(yīng)力計(jì)算：由于同相條間距離很近，條件作用力大，為了減少 σ tj，條間通常設(shè)有襯墊，為了防止同相各條矩形導(dǎo)體在條間作用力下產(chǎn)生彎曲而互相接觸，襯墊間允許的最大跨距 臨界跨距 Lcr ，可 由下式?jīng)Q定： Lcr=B4√h/f b4 b,h矩形導(dǎo)體的寬和高。 b. 按額定電壓選擇： ≤U n c. 按最大持續(xù)工作電流選擇電纜截面 S: Igmax≤K iy K=sqrt[(TmT2)/(TmT1)] K溫度修正系數(shù)。（ 2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次 側(cè)均接地，從而 保證了設(shè)備和人身的安全。 ③ 220KV以上，一般釆用電容式電壓互感器 ④ 當(dāng)需要和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。 電壓互感器的接線及使用范圍 序號(hào) 采 用 的 電 壓 互 感 器 使 用 范 圍 1 一個(gè)單相電壓互感器 測(cè)量某一相間和相對(duì)地電壓的接線方式。 對(duì)于 6~20KV屋內(nèi)配電裝 置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu) 或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對(duì)于35KV及以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，有條件時(shí)，應(yīng)盡量釆用套管式電流互感器。需先知電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類型及以準(zhǔn)確等級(jí)的要求， 并按準(zhǔn)確等級(jí)要求最高的表計(jì)來(lái)選擇。 5． 2． 6 限流電抗器選擇及校驗(yàn) (1) 電抗器的作用 短路電流直接影響選擇和安全運(yùn)行，電力系統(tǒng)的短路電流隨系統(tǒng)中單機(jī)容量和總 裝機(jī)容量的加大而增長(zhǎng)。大氣過(guò)電壓由雷擊或靜電感應(yīng)產(chǎn)生；操作過(guò)電壓一般是由于電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況發(fā)生突變而產(chǎn)生電磁振蕩所致 。在設(shè)計(jì)時(shí)潮流計(jì)算的是為評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)方案，選擇導(dǎo)線及變電所主要設(shè)備的規(guī)格，并為選用調(diào)壓裝置，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備及其配電提供依據(jù)，為穩(wěn)定計(jì)算分析提供原始條件；對(duì)運(yùn)行部門，主要是為指定良好的運(yùn)行方式。 （具體選擇計(jì)算見(jiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書）。 XΣ ， — 以 Ib、 Ub為基準(zhǔn)值計(jì)算至所選用電抗器前的網(wǎng)絡(luò)電抗標(biāo)幺值。 (2)．選擇的技術(shù)條件： ① 電壓： Ug≤ U n 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中，以免 過(guò)電壓而使電網(wǎng)中的電器損壞，故應(yīng)為 Ug=Un ② 斷流容量： Ich（或 I） ≤I kd 式中 Ich三相短路沖擊電流的有效值 Ikd熔斷器的開(kāi)斷電流 說(shuō)明：保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇，不必校驗(yàn)額定電流。 b 一次側(cè)額定電壓： Un≥U g Ug為電流互感器安裝處一次回路的工作電壓， Un為電流互感器額定電壓。對(duì)非直接 接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 用于電度表準(zhǔn)確度不低于 ，用于電壓測(cè)量，不應(yīng)低于 1級(jí)，用于繼電保護(hù)不應(yīng)低于 3級(jí)。 2）型式： 電壓互感器的 型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇： ① 6— 20KV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可 采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。C） 熱穩(wěn)定系數(shù) C值 母線（鋁） 200 70 87 5． 2． 互感器的選擇 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。 w導(dǎo)體對(duì)垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)。 ② 硬母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 各種形狀的硬母線通常都安裝在支柱絕緣子上短路沖擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力將使導(dǎo)體發(fā)生彎曲，因此，導(dǎo)體 應(yīng)按彎曲情況進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí)，宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前制造情況，電壓 6－ 220kV 的電網(wǎng)一般選用少油斷 路器，電壓 110－ 330kV 電網(wǎng)，可選 用 SF6或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，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)。 斷路器全分閘時(shí)間包括斷路器固有分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間。 （ 5）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種。 為了計(jì)算方便，通常 取基準(zhǔn)容量 Sh=100MVA 或 Sh=1000MVA，基準(zhǔn)電壓 Ub一般取用各級(jí)的平均電壓。 （ 4）求計(jì)算電抗 Xjs。選擇其余的導(dǎo)線和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。 （ 1） 計(jì)算的基本情況 ① 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行； ② 所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置； ③ 短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間； 計(jì) 2 ④ 所有電源的電動(dòng)勢(shì)的相位角相同； ⑤ 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。當(dāng)一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)利用空氣 開(kāi)關(guān)自動(dòng)投入。 所用電設(shè)備的布置應(yīng)符合電力生產(chǎn)的工藝流程的要求，做到設(shè)備布局和空間利用合理。所用電接線應(yīng)滿足正常運(yùn)行的安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)和檢修，維護(hù)方便等一般要求外，還應(yīng)滿足下列特殊的要求： 盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并 應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。 （ 2）實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：當(dāng)容量在 100～ 300MW 時(shí) ， 宜選用 6KV 作廠用高壓電壓，低壓為 。 （ 2）盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。 （ 2） II 類廠用負(fù)荷 允許短時(shí)停電（幾秒至凡分鐘），恢復(fù)供電的后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷，均屬于 II 類廠用負(fù)荷。 2． 4． 變電所主變壓器容量的確定 對(duì)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的變電所，每臺(tái)變壓器的額定容量 Sn通常按下式進(jìn)行選擇： Sn= Smax變電所的最大計(jì)算負(fù)荷 這樣，當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)可保證對(duì) 60%負(fù)荷的供電。 （ 2）主變壓器容量一般按變電所、建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。其聯(lián)絡(luò)變壓器宜選用三繞組變壓器，低壓繞組可作為廠用備用電源或廠用啟動(dòng)電源，亦可連 接無(wú)功補(bǔ)償裝置。 2） 繞組數(shù)的確定 國(guó)內(nèi)電力的系統(tǒng)采用的變壓器按其繞組數(shù)分類有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂等型式變壓器。 b、 聯(lián)機(jī)變壓器容量一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺(tái)機(jī)組的容量，以保證最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器來(lái)滿足本側(cè)負(fù)荷的要求；同時(shí)，也可以在線路檢修或故障時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜 合分析和合理選擇。若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線路分支接線。 主變壓器的110～ 220kV 側(cè)斷路器，宜接入旁路母線。 發(fā)電機(jī)電壓超過(guò) 10kv 時(shí)，一般不設(shè)壓母線而以升高電壓直接供電。由于核電廠運(yùn)行費(fèi)用低， 200MW能以上的大型汽輪發(fā)電機(jī)熱效率高，供熱式發(fā)電機(jī)按熱負(fù)荷曲線工作，徑流式水電廠設(shè)有庫(kù)容，所以都應(yīng)優(yōu)先擔(dān)任基本負(fù)荷。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。 第 節(jié) 主接線 設(shè)計(jì) 的方法和步驟 2． 3． 設(shè)計(jì)步驟 （ 1）擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器型式、臺(tái)數(shù)和容量、以及各級(jí)電壓配電裝置的接線方式等。調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在運(yùn)行方式下，檢修方式下特別方式下的調(diào)度要求。 ② 主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。必須在滿足國(guó)家有 關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。 關(guān)于變壓器電能損失總值△Ａ的計(jì)算，由于所給負(fù)荷參數(shù)和選用變壓 器型式的不同，其計(jì)算也有所差異。計(jì)算時(shí)，可只計(jì)算各方案不同部分的投資和年運(yùn)行費(fèi)用。 （ 2） 有備用接線中，雙回路的放射式，干線式，鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)在于供電可靠性和電壓質(zhì)量高，缺點(diǎn)是可能不夠經(jīng)濟(jì)。 選擇投運(yùn)的機(jī)組 根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況選擇 1電廠和 2電廠中所需要投運(yùn)的機(jī)組。 （ 4） 受端主干網(wǎng)絡(luò)發(fā)生三相短路又重合不成功時(shí)，應(yīng)能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電。 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要行業(yè)之一，它即為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國(guó)防提供必不可少的動(dòng)力，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行的任務(wù)是，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃的統(tǒng)籌安排下，合理開(kāi)發(fā)，利用動(dòng)力資源，用較少的投資和運(yùn)行成本，來(lái)滿國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門及人民生活不斷增長(zhǎng)的需要，提供可靠，允足，質(zhì)量合格的電能。 電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機(jī)保有在同步運(yùn)行狀態(tài)下，其送出的電磁功率為定值，同時(shí)在電力系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓及支路功率潮流也都是定值，這就是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。還影響著廠用電設(shè)計(jì)、短路計(jì)算、設(shè)備的選擇校驗(yàn)等內(nèi)容。 他的準(zhǔn)確性影響著設(shè)備的選擇及校驗(yàn)， 也影響到整個(gè) 網(wǎng)絡(luò) 的 經(jīng)濟(jì)性與 安全性。保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件。在設(shè)計(jì)中逐步掌握了查閱， 運(yùn)用資料的能力，總結(jié)了三年來(lái)所學(xué)的電力工業(yè)的相關(guān)知識(shí)，為日后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 （ 6） 網(wǎng)絡(luò)的輸送容量必須滿足各種正常及事故后運(yùn)行方式的送電要求，其輸送容量至少應(yīng)考慮投運(yùn)后 510 年的發(fā)展。 Xd11 X2 X0 Xd11 % X? X2 % X?2 X0 % X?0 計(jì) 2 MW KV QFQS2002 200 QFS502 50 初步方案的確定 電力系統(tǒng)的接線方式可分為無(wú)備用和有備用兩類。有備用接線中的環(huán)式接線有與上列接線方式相同的供電可靠性，但卻較它們經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)為運(yùn)行調(diào)度較復(fù)雜，且故障時(shí)的電壓質(zhì)量差。 （ 2） 、計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用 u u= a△Ａ 104+u1+u2 (萬(wàn)元 ) 式中 u1—— 小修、維護(hù)費(fèi)，一般為（ ～ ） Z， u2―― 折舊費(fèi)，一般為（ ～ ）。 h) 式中 s s s3—— 為 n臺(tái)變壓器三側(cè)分擔(dān)的最大的總負(fù)荷 (KVA) s3n—— 第三繞組的額定容量 (KVA) 計(jì)