【正文】 4 470 . 0 3 3 73 50 . 0 2 7 3火 電 火 電 火 電80 . 0 4 8 3d 2 圖 d2 短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖（ b） 由圖 化簡(jiǎn)得圖 X36= 1 1/ X27+1/ X28+1/ X29+1/ X35 = 11/+1/+1/+1/ = 28 3671F8d2 圖 d2 短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖（ c） 由圖 化簡(jiǎn)得圖 X37= X36+ X7=+= 361F8d2 圖 d2 短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖（ d） 由圖 化簡(jiǎn)得圖 C1= X36 X27= = C2=X36X28 = = C3=X36X29 = = C4=X36X35 = = X38=X37C1 = = 29 X39=X37C2 = = X40=X37C3 = = X41=X37C4 = = d 23 80 . 2 23 90 . 2 24 00 . 1 9 1 34 10 . 1 1 5 8火 電 火 電火 電 F 2 F 480 . 0 4 8 3F 1 圖 d2 短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖（ e） 因?yàn)?d d d d5 各點(diǎn)的短路電流都相同，所以只化簡(jiǎn)一點(diǎn)。 8）輸電線路的電容略去不計(jì)。 3. 短路電流的計(jì)算 3. 1 短路計(jì)算 的目的 因?yàn)槎搪饭收蠈?duì)電力系統(tǒng)可能造成極其嚴(yán)重的后果，所以一方面應(yīng)采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置。5%。 廠用電系統(tǒng)接地方式 19 廠用變采用不接地方式，高壓和低壓均為三角形接線。 2）容量：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量 SN應(yīng)按發(fā)動(dòng)機(jī)容量扣除本機(jī)組的廠用電負(fù)荷后，預(yù)留 10%的裕度選擇，為 SN=（ 1KP） COSΦG () PNG — 發(fā)電 機(jī)容量： PNG =350MW KP — 廠用電率： KP =8% COSΦ G— 發(fā)電機(jī)的額度功率因數(shù)： COSΦ G = 發(fā)動(dòng)機(jī)額定容量為 350MW，扣除廠用電后經(jīng)過(guò)變壓器的容量為： SN=（ 1KP） COSΦG = 350（ ） = （ ） 采用三相強(qiáng)制風(fēng)冷強(qiáng)制油循環(huán)雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，由文獻(xiàn)（ 2）可知： 型號(hào)為 ： SF20420，參數(shù)為 240— 242177。 c 變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。這種接線形式適用于大型的發(fā)電廠。 雙母線接線也有其缺點(diǎn)： a 增加一組母線和使每回路就須加一組母線隔離開(kāi)關(guān)。通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)，只停該回路。雙母線接線，其中一組為工作母線，另一組為備用母線，并通過(guò)母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，在進(jìn)行倒閘操作時(shí)應(yīng)注意，隔離開(kāi)關(guān)的操作原則是：在等電位下操作或先通后斷。當(dāng)母線的中間裝設(shè)一個(gè)斷路器后，即把母線分為兩段，這樣對(duì)重要的用戶可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電。 主接線的基本形式 1）單母線接線 只有一組母線的接線。供電可靠 10 性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。再次，由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是： 9 發(fā)電、變電、輸電和用電視在同一時(shí)刻完成的，所以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活。 2. 電氣主接線 電 氣主接線概述 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。 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。 一期工程 與系統(tǒng)用 3 回 220KV 線路聯(lián)系 。 3) 適當(dāng)發(fā)展核電。到 2021 年底，我國(guó)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá) 億千瓦，發(fā)電量達(dá) 36812 億度，居世界第 2 位。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力 裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。 本文為 規(guī)劃 4 350MW熱 電廠 的 一期工程 2 350MW熱 電廠電氣部分設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)擬建火力發(fā)電廠的概括以及出線方向來(lái)考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析， 從 安全 性、 經(jīng)濟(jì) 性 及可靠性方面考慮，確定 了 220kV以及廠用電的主接線，然后通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器 臺(tái)數(shù) 、 容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了廠用變壓器的容量及型號(hào) 。由于電能不僅便于輸送和分配， 易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度 ,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。主要的發(fā)展方針有： 1) 積極發(fā)展水電，水能資源是可再生的、清潔的能源；在電力系統(tǒng)中，有一定比重的水電裝機(jī)容量對(duì)對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行極為有利；水電站的 發(fā)電成本低，水庫(kù)可以綜合利用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo) 1）電廠規(guī)模： 裝機(jī)容量 : 裝機(jī) 2 臺(tái)，容量為： 2350MW 超臨界供熱式汽輪發(fā) 6 電機(jī)組 。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。 8 5）主變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 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。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運(yùn)行方式。根據(jù)規(guī)劃容量、本期 建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。做到投資省。 單母線接線最嚴(yán)重的缺陷是母線停運(yùn)（母線檢修、故障，線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運(yùn)）將使全部支路停運(yùn)，即停電范圍為該母線段的 100%，且停電時(shí)間很長(zhǎng)，若為母線自身?yè)p壞須待母線修復(fù)之后方能恢復(fù)各支路運(yùn)行。顯然對(duì)于大容量發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，這都是不允許的。然而它比單母線分段接線的投資更大。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至界限不同的母線斷路時(shí)不回如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 （ 1）發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器組成的單元接線。橋型接線分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種。 (2) 外橋型接線 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。該電廠的發(fā)電量除了本廠廠用電剩余的電力向系統(tǒng)供電，因此，本電廠在系統(tǒng)中有重要作用。 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度論證 了兩個(gè)方案，雖然方案二比方案一供電更可靠，但是由于目前采用的六氟化硫斷路器，它的檢修周期長(zhǎng)，不需要經(jīng)常檢修，所以采用旁路也就沒(méi)有多大意義了，這樣一來(lái)不僅僅節(jié)約了投資，也節(jié)約了用地，所以，比較論證后確定采用方案一。 廠用變壓器的選擇 廠用變壓器的選擇原則 1）變壓器主、付邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)額定電壓相適應(yīng)。根據(jù)原始資料統(tǒng)計(jì)公用計(jì)算負(fù)荷為 20MVA，兩臺(tái)機(jī)組選用一臺(tái)啟動(dòng)變，容量為55MVA。 4）短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間； 5）不考慮短路點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻忽略不計(jì)。 短路電流 分析 3. 選取短路點(diǎn) 由于原始資料規(guī)劃 4 臺(tái)相同機(jī)組，進(jìn)行短路計(jì) 算時(shí)考慮兩期工程都上馬時(shí)的因素，有利于母線、開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備的選擇，所以短路計(jì)算圖選擇 4 臺(tái)發(fā)電機(jī)。 電氣設(shè)備的選擇的一般要求是 （ 1） 滿足工作要求。 （ 5） 適應(yīng)發(fā)展。 110KV 以下電壓等級(jí)的電氣設(shè)備絕緣裕度較大。若安裝地點(diǎn)日最高溫度高 于 40℃，但不超過(guò) 60℃，則因散熱條件較差，最大連續(xù)工作電流應(yīng)適當(dāng)減少，則設(shè)備的額定電流應(yīng)按下式修正： Ial = KtINe =2 (θ al θ )(θal θ Ne) INe 式中， Ial—— 電氣設(shè)備的額定電流經(jīng)實(shí)際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流（ A） Kt—— 溫度修正系數(shù) θ al—— 電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度（℃） 40 θ —— 實(shí)際的周圍環(huán)境溫度，取所在地方最熱月平均最高溫度（℃） θ Ne—— 電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度（℃） 設(shè)備的額定環(huán)境溫度一般取 40℃，如 周圍環(huán)境溫度高于 40℃，但小于或等于 60℃時(shí)，其允許電流一般可按每增加 1℃，其額定電流減少 %進(jìn)行修正；當(dāng)環(huán)境溫度低于 40℃，每降低 1℃，額定電流可增加 %，但其最大負(fù)荷不得超過(guò)其額定電流的 20%。但有熔 斷器和有熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體（如電壓互感器等），以及架空線路， 41 一般不必考慮動(dòng)穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，對(duì)電纜，也不必進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)。 如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取toc=,對(duì)低速動(dòng)作的斷路器，取 toc=。高壓斷路器具有能熄滅電弧的裝置，它能用來(lái)斷開(kāi)或閉合電路中的正常工作電流，也用來(lái)斷開(kāi)電路中的過(guò)負(fù)荷或短路電流。雙分閘回路可確保斷路器在故障時(shí)可靠動(dòng)作。這種帶接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)的工作方式為：正常運(yùn)行時(shí)，主刀閘閉合，接地刀閘斷開(kāi)；檢修時(shí)，主刀閘斷開(kāi)，接地刀閘閉合。當(dāng)母線通過(guò)較大電流時(shí)，可以采用組合導(dǎo)線，用專用的組合導(dǎo)線夾具固定。 母線的散熱條件和機(jī)械強(qiáng)度與母線的布置裝置有關(guān)。采用互感器的目的，除了將二次回路與一次回路隔離，以保證運(yùn)行人員和設(shè)備的安全外，還使由它供電 50 的二次 設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，從而個(gè)給運(yùn)行維護(hù)提供方便。 各種互感器的使用范圍 1） 6— 220KV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)；在高壓開(kāi)關(guān)柜或在布置地位狹窄的地方，可。 2)發(fā)電機(jī)回路 最大工作持續(xù)電流： IWmax= IN =（ A） 擬選型號(hào)為 LAJ— 20（ W）系列電流互感器 LAJ— 20（ W）系列電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù) 額定工作電壓（ KV） 準(zhǔn)確級(jí) 額定電流比（ A） 5s 熱穩(wěn)定電流（ KA） 額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值（ KA） 20 12021/5 220 360 51 電壓互感器的選擇 電壓互感器的配置原則是應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求；保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不失壓、同期點(diǎn)兩側(cè)都能方便的取壓。 從以上各方面考慮，并結(jié)合實(shí)際情況，在本設(shè)計(jì)中 220KV 母線采用矩形鋁導(dǎo)體。常用的硬母線截面是矩形截面。 選擇原則：① IWmax≥ IN ② UN≥ UNe 47 1）變壓器回路 最大工作持續(xù)電 流： IWmax= IN =（ A） 擬選型號(hào)為 GW4— 220W 系列隔離開(kāi)關(guān) GW4— 220W 系列隔離開(kāi)關(guān)是三相交流 50HZ 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，供在有電壓五負(fù)載的情況下，斷開(kāi)或閉合線路之用。LW12— 220系列六氟化硫斷路器采用具有優(yōu)良滅弧性能和高絕緣強(qiáng)度的 SF6 氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)。對(duì)它的基本要求是：具有足夠的開(kāi)斷能力，盡可能短的動(dòng)作時(shí)間和高的工作可靠性；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作和檢修，具有防火和防爆性能，尺寸小，重量輕，價(jià)格低等。校驗(yàn)電器和 110KV 以上沖油電纜的短路電流計(jì)算時(shí)間，一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。為保證設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 （ 2）海拔高度。 2）．額定電流 滿足此條件的目的在于使電氣設(shè)備的儲(chǔ)蓄溫度不超過(guò)長(zhǎng)期發(fā)熱的最高 允許溫度值。 電氣設(shè)備能安全、可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，再用短路條件來(lái)校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 （ 2） 適應(yīng)環(huán)境條件。 2）計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù)，見(jiàn)表 ： 表 發(fā)電機(jī)參數(shù)（ a） 23 型號(hào) 額定容量 額定電壓 額定電流 功率因數(shù) Xd” QFS3502 350MW 20KV 10812A % QFS2002 200MW 8625A % QFS3002 300MW 20KV 11320A % QFS3502 350MW 20KV 12846A % 表 變壓器參數(shù)（ b） 型號(hào) 額定電壓（ KV） 空載損耗(KW) 短路損耗(KW) 阻抗電壓(%) SF10415000 242/20 14% SF1035000 20/ % SF10360000 242/20 14% SF10445000 242/20 14% 3) 將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)的標(biāo)么電抗： 取基準(zhǔn)容量 Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓 Up1=242KV， Up2=20KV， Up3= （ 1） 新建發(fā)電廠發(fā)電機(jī)、變壓器、廠用變的標(biāo)么值： X8=X10=X12=X14=(Xd” %100 ) ( Sj SN)=( ) (100350 )= () X7=X9=X11=X13=(Ud%100 ) ( Sj SN)=( 14100 ) (100415 )= () X15=X18=X21=X24=(1K