【正文】 ................... 38 一般原則 ....................................................................................................... 38 有關(guān)的幾項(xiàng)規(guī)定 ........................................................................................... 38 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件和設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................................. 39 斷路器 ......................................................................... 3 錯(cuò)誤 !未定義書簽。燃燒時(shí)放出的熱量一部分被燃燒室四周的水冷壁所吸收，一部分加熱燃燒室頂部和煙道入口處的過熱器中的蒸汽，其余的熱量則被煙氣攜帶穿過省煤器、空氣預(yù)熱器，繼續(xù)把熱量傳給蒸汽、水和空氣。上述過程循環(huán)往復(fù)，周而復(fù)始，發(fā)電廠便連續(xù)不斷地生產(chǎn)著電能。 二次系統(tǒng)中，測量功能包括顯示、打印、記錄電壓、電流、功率及電度等運(yùn)行量。發(fā)電廠、變電站的主接線電壓一般有三個(gè)電壓等級，相對地稱為高、中、低壓。 對電氣主接線的基本要求 根據(jù)系統(tǒng)和用戶的基本要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。 b. 斷路器檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長短，能否保證供電。 （ 2）電能損失小：合理地選擇主變壓器的種類、容量、臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能的損失。 為使生產(chǎn)管理以及運(yùn)行檢修方便，一個(gè)發(fā)電廠內(nèi)機(jī)組容量等級以不超過兩種為宜，臺數(shù)最好不要超過六臺，同容量機(jī)組盡量選用同一型式。 c. 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)到該變壓器容量的 15%以上。 有橫向聯(lián)絡(luò)的接線形式 按聯(lián)絡(luò)形式的不同，此種接線分為有母線接線和無母線的簡易接線形式兩種。當(dāng)需要檢修斷路器而又要保證其它線路正常供電時(shí)，則應(yīng)使被檢修的斷路器和電源隔離。單母線分段接線適用范圍： ① 6 ~ 10kV配電裝置的出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)； ② 35 ~ 63kV配電裝置的出線回路數(shù)為 4 ~ 8 回時(shí)； ③ 110 ~ 220kV配電裝置的出線回路數(shù)為 3 ~ 4 回時(shí)； 但是單母線分段接線也有較顯著的缺點(diǎn)，這就是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，各段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電，顯然對于大容量發(fā)電廠和樞紐變電所來說，這都是不能容許的。 ⑤ 在個(gè)別回路中需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分出來，并單獨(dú)接至備用母線西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 17 上。檢修線路斷路器時(shí)，盡管可以用母聯(lián)來代替，但在裝接跨線期間，仍需短時(shí)停電。 ⑤ 采用一臺半斷路器接線。多角 形接線按角的多少又分為三角形接線、四角形接線和五角形接線。 無橫向聯(lián)絡(luò)的接線形式 當(dāng)不用發(fā)電機(jī)電壓對周圍供電時(shí)，發(fā)電機(jī)不在機(jī)端并聯(lián)運(yùn)行（即在低壓無橫向聯(lián)絡(luò)），這時(shí)將發(fā)電機(jī)和變壓器之間直接串聯(lián)并不設(shè)斷路器，組成發(fā)電機(jī) — 變壓器組，再經(jīng)高壓斷路器接至高壓母線，稱為發(fā)電機(jī) — 變壓器單元接線，此種接線普遍用于大、中型發(fā)電廠不帶近區(qū)負(fù)荷的機(jī)組。當(dāng)發(fā)電機(jī)母線短路電流較大時(shí)，還要考慮限制短路電流的措施。升高電 圖 2 地區(qū)性熱電廠典型電氣主接線圖 壓有兩種電壓等級（ 35kV 和 110kV），故采用三繞組變壓器 T1 和 T2，把 10kV、 35kV西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 20 以及 110kV 三種電壓的母線相互連接起來，以提高供電的可靠性和靈活性。 當(dāng)一臺變壓器突然故障切除時(shí)，在最大開機(jī)且 10kV母線負(fù)荷最小情況下，另一臺變壓器過負(fù)荷倍數(shù)為： 。 廠用電負(fù)荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然供電中斷時(shí)造成危害的程度，按其重要性可分為四類： （ 1）Ⅰ類廠用負(fù)荷 凡短時(shí)停電（包括手動(dòng)操作恢復(fù)供電）會造成設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停運(yùn)及大量影響出力的廠用負(fù)荷，都屬于Ⅰ類廠用負(fù)荷。通常事故保安負(fù)荷是由蓄電池組，柴油發(fā)電機(jī)組，燃?xì)廨啓C(jī)組或具有可靠的外部獨(dú)立電源進(jìn)行供電。 （ 3）便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，對公用負(fù)荷的供電，要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模統(tǒng)籌安排。 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 23 當(dāng)公用負(fù)荷較多，容量較大，采用集中供電方式合理時(shí)，可設(shè)立公用母線，但應(yīng)保證重要公用負(fù)荷供電的可靠性。 （ 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啟動(dòng)電源。 D3 是成組供電，若干電動(dòng)機(jī)在每一配電盤中占用一條線路。 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)有關(guān)，可按下述情況分別確定： ① 連續(xù)運(yùn)行： P = PΣ 式中 PΣ —— 該類電動(dòng)機(jī)額定功率之總和 （ kW ）。 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 27 3 短路電流計(jì)算 在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。電力系統(tǒng)的短路電流隨系統(tǒng)中單機(jī)容量及總裝機(jī)容量的加大而增長。 在發(fā)電廠和變電所某些電路中加裝限流電抗器 這種限流措施一般使用于 10kV及以下電網(wǎng)中，目的在于使發(fā)電機(jī)回路及用戶能采用輕型斷路器，從而減少電氣設(shè)備投資。 （ 2） 所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。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)，以及自耦變壓器等回路的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn)。 （ 2）畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖； a. 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗 Xd。 （ 7）計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。 （ 2）利用網(wǎng)絡(luò)的對稱性化簡網(wǎng)絡(luò) 在網(wǎng)絡(luò)化簡中，常遇到對短路點(diǎn)對稱的網(wǎng)絡(luò)，利用對稱關(guān)系，并依照下列原則可使網(wǎng)絡(luò)簡化： a. 對電位相等的接點(diǎn)，可直接相連。 （ 5） 分布系數(shù)法 對于具有幾個(gè)支路并聯(lián)，又經(jīng)一公共支路連到短路點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，欲求各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗，則使用分布系數(shù)法較為簡便。合并的主要原則是： a. 距短路點(diǎn)電氣距離（即相應(yīng)的電抗值）大致相等的同類型發(fā)電機(jī)可以合并； b. 遠(yuǎn)離短路點(diǎn)的不同類型發(fā)電機(jī)可以合 并； c. 直接與短路點(diǎn)相連的發(fā)電機(jī)應(yīng)單獨(dú)考慮； d. 無限大功率系統(tǒng)因提供的短路電流周期分量不衰減而不必查曲線，應(yīng)單獨(dú)計(jì)算。 短路電流計(jì)算方法 標(biāo)幺值換算 在實(shí)際電力系統(tǒng)接線中，各元件的電抗表示方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。 （ 3）化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點(diǎn)為中心的輻射性等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 Xnd。 在實(shí)際短路計(jì)算中，為了簡化計(jì)算工作，通常采用一些簡化假設(shè)，其中主要包括： （ 1） 負(fù)荷用額定電抗表示或略去不計(jì)； （ 2） 認(rèn)為系統(tǒng)中各元件參數(shù)恒定，在高壓網(wǎng)絡(luò)中不計(jì)元件的電阻和導(dǎo)納，即各元件均用純電抗表示，并認(rèn)為系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)的電勢同相位，從而避免了復(fù)數(shù)的運(yùn)算； （ 3） 系統(tǒng)除不對稱故障處出現(xiàn)局部不對稱外，其余部分 是三相對稱的。對西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 29 異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才給予 考慮。在電抗標(biāo)幺值相同情況下，電抗器額定電流越大，電抗基準(zhǔn)值越小，因此有名電抗越小。對短路電流限 制的程度，則取決于限制措施的費(fèi)用與技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的收益程度，二者之間的比較結(jié)果。 （ 3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)，軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 （ 2）軸功率法 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 26 S j s = Kt Σ （ P2 /η COSφ ） + K2 Σ S2n 式中 Kt —— 同時(shí)率，新建廠取 ，擴(kuò)建廠取 ； P2—— 最大運(yùn)行方式下的軸功率 （ kW ）； η —— 對應(yīng)于軸功率的電動(dòng)機(jī)效率； COSφ —— 對應(yīng)于軸功率的電動(dòng)機(jī)功率因素； K2—— 低壓變壓器換算系數(shù)，取 ； S2n—— 低壓變壓器額定容量 （ kVA ）。 設(shè)計(jì)計(jì)算 廠用負(fù)荷的計(jì)算 廠用負(fù)荷計(jì)算一般采用“換算系數(shù)”法。為了提高自用電系統(tǒng)供電可靠性，平時(shí)將升壓變 壓器 T2 和高壓自用備用變壓器 0T 都接在備用主母線上，母聯(lián)斷路器 2QF 合上，這樣的運(yùn)行方式使高壓自用備用變壓器與系統(tǒng)聯(lián)系更加緊密，而且能減少主母線故障的影響。若斷路器開斷容量不夠時(shí)，也可采用能滿足動(dòng)穩(wěn)定要求的負(fù)荷開關(guān)，隔離開關(guān)或連接片等方式。 廠用母線接線方式 高壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)采用單母線。一般把廠用變壓器以下所有的廠用負(fù)荷供電網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)稱為廠用電系統(tǒng)。 （ 3）Ⅲ類廠用負(fù)荷 較長時(shí)間停電不會直接影響生產(chǎn)僅造成生產(chǎn)上不方便者，都屬于Ⅲ類廠用負(fù)荷，如中央修配廠、試驗(yàn)室、油處理室等負(fù)荷，通常由一個(gè)電源供電。 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 21 2 廠用電設(shè)計(jì) 廠用負(fù)荷的分類 發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中，有大量以電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證主要設(shè)備和輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。 35kV 負(fù)荷為一級負(fù)荷，故變壓器臺數(shù)選為兩臺。 該電廠 近區(qū)負(fù)荷比較大，因此生產(chǎn)的電能大部分通過 10kV饋線供給發(fā)電廠附近用戶。地方性電廠的特點(diǎn)是廠址位于負(fù)荷中心，容量較小，生產(chǎn)的電能大部分都用 6 ~ 35kV電壓饋送給近區(qū)負(fù)荷，將剩余的電能經(jīng)升壓送入 110kV 電網(wǎng)。多角形接線的缺點(diǎn)是： ① 任一臺斷路器檢修時(shí)都要開環(huán)運(yùn)行； ② 每一進(jìn)出線回路都連接著兩臺斷路器，每一臺斷路器又連接著兩個(gè)回路，這給電器選擇帶來困難，并使繼電保護(hù)的整定復(fù)雜化。橋形接線的優(yōu)點(diǎn)是高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需要三臺斷路器。 ② 采用雙母線分段接線。在任何情況下，都不允許帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)。 采用雙母線接線具有以下特點(diǎn)： ① 正常計(jì)劃檢修時(shí)，不會中斷對用戶的供電。 其主要缺點(diǎn)是：不夠靈活可靠，當(dāng)母線和母線隔離開關(guān)發(fā)生故障和檢修時(shí)，均需斷開電源，造成整個(gè)發(fā)電廠、變電站停電。由于多數(shù)情況下引出線數(shù)目要比電源數(shù)目多好幾倍，故在二者之間采用母線連接既有利于電能交換，還可使接線簡單明了和運(yùn)行方便，也便于擴(kuò)建。 斷路器的設(shè)置 根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用以完成切合電路的任務(wù)。當(dāng)有兩種升高電壓時(shí)，宜在兩種升高電壓之間裝聯(lián)絡(luò)變壓器，其容量按兩種電壓網(wǎng)絡(luò)的交換功率選擇。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，火電廠的裝機(jī)容量和出線回?cái)?shù)都有發(fā)展可能。 （ 3）擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，一次和二次設(shè)備等所需改造最少。 （ 3）可靠性并不是絕對的，同樣的主接線對某些系統(tǒng)和用戶來說是可靠的，而對另外一些系統(tǒng)和用戶來說可能就不夠可靠，因此，分析和估價(jià)主接線時(shí)，不能脫離系統(tǒng)和用戶的具體條件，要根據(jù)系統(tǒng)和用戶的具體要求，進(jìn)行具體分析，以滿足必要的供電可靠性。 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 12 1 電氣主接線設(shè)計(jì) 概述 發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，由各種電氣元件如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、電纜、線路等按照一定的要求和順序連接起來，并用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形和文字符號表示的發(fā)、變、供電的電路圖。自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入、發(fā)電機(jī)自動(dòng)同期并列裝置屬于自動(dòng)合閘的控制裝置。發(fā)電廠電氣一次接線指的是對用戶供電的電路部分。經(jīng)凈化后的給水，先送入省煤器內(nèi)預(yù)熱，然后進(jìn)入鍋爐頂部的汽包內(nèi)再降入水冷壁管中，待吸收了燃燒室的熱能后蒸發(fā)成蒸汽，此蒸汽流經(jīng)過熱器時(shí)，進(jìn)一步吸收煙氣的熱量而變?yōu)楦邷馗邏旱倪^熱蒸汽，然后經(jīng)過主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽在噴管里膨脹而高速沖動(dòng)汽輪機(jī)的 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。按輸入能源形式及轉(zhuǎn)換過程的不同，可將發(fā)電廠 分為下列四類： （ 1）火力發(fā)電廠 火力發(fā)電廠又可分為凝氣式火電廠和熱電廠，二者的主要差別在于后者除發(fā)電外，更兼供熱。 廠用負(fù)荷的計(jì)算 .......................................................... 2 錯(cuò)誤 !未定義書簽。其次介紹發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成發(fā)電、變電、配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證電能安全可靠地送入電力系統(tǒng)，并力爭節(jié)約投資，降低能耗。 電氣主接線形式的分類 ......................................................... 1 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 負(fù)荷開關(guān)和隔離開關(guān) ....................................