【文章內(nèi)容簡介】 但是方案Ⅱ的投資較大，操作復(fù)雜。因此選用方案Ⅲ：雙母線接線 3） 10kv 電氣主接線設(shè)計 方案Ⅰ：單母線接線 單母線接線方案見圖 圖 單母線接線 方案Ⅱ：單母線分段接線 單母線分段接線方案見圖 方案Ⅲ： 雙母線接線 雙母線接線方案見圖 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 13 圖 單母線分段接線 圖 雙母線接線 主接線方案技術(shù)經(jīng)濟比較見表 表 主接線技術(shù)經(jīng)濟對比表 方案 項目 單母線接線 （方案Ⅰ） 單母線分段接線 （方案Ⅱ） 雙母線接線 （方案Ⅲ） 技術(shù) 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展、可靠性差、靈活性差 當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電靈 活性好，各電壓級便于擴建和發(fā)展。 供電可靠 調(diào)度靈活 擴建方便 便于試驗 易誤操作 經(jīng)濟 占地少 設(shè)備少 設(shè)備少、投資小節(jié)約配電裝置間隔占地面積小 設(shè)備多、配電 裝置復(fù)雜投資和占地面大 經(jīng)方案技術(shù)和經(jīng)濟比較方案Ⅰ雖然投資少但是可靠性較差，而方案Ⅲ雖然可靠性較高但是投資較大，鑒于電壓等級要求不高，因此可選用方案Ⅱ：單母線分段接線。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇 14 3 變壓器的選擇 主變壓器的選擇 在各級電壓等級的變電站中，變壓器是變電站中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，并適當(dāng)考慮到遠期 1020 年負(fù)荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70％ 80％。 變壓器的選型 電力變壓器（文字符號為 T 或 TM），根據(jù)國際電工委員會的界定，凡是三相變壓器的額定容量在 5KVA 及以上，單相的在 1KVA 及以上的輸變電用變壓器，均成為電力變壓器。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所中重要的一次設(shè)備之一，隨著 電力系統(tǒng)電壓等級的提高和規(guī)模的擴大，電壓升壓和降壓的層次增多，系統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳堰_發(fā)電機容量的 710 倍?？梢姡娏ψ儔浩鞯倪\行是電力生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)。 主變壓器 在電氣設(shè)備投資中所占比例較大，同時與之相適應(yīng)的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。因此，主變壓器的選擇對發(fā)電廠、變電所的技術(shù)性影響很大。例如，大型大電廠高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器臺數(shù)不足（一臺）或者容量不足將導(dǎo)致電站、電網(wǎng)的運行可靠性下降，來年絡(luò)變壓器經(jīng)常過載或被迫限制兩級電網(wǎng)的功率交換。反之。臺數(shù)過多、容量過大將增加投資并使 配電裝置復(fù)雜化。 發(fā)電廠 200MW 及以上機組為發(fā)電機變壓器組接線時的主變壓器應(yīng)滿足DL5000— 2020《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā)電機的最大連續(xù)容量扣除一臺廠用變壓器的計算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過 650C 的條件進行選擇”。 具有發(fā)電機電壓母線的主變壓器 ① 容量的計算及確定 連接在發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)間的主變壓器容量，應(yīng)按下列條件計算： 1）當(dāng)發(fā)電機電壓母線上負(fù)荷最小時，能將發(fā)電機電壓 母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負(fù)荷情況。 2）當(dāng)發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機組停用時，能由系統(tǒng)供給發(fā)電機電河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇 15 壓的最大負(fù)荷。在電廠分期建設(shè)過程中，在事故斷開最大一臺發(fā)電機組的情況下，通過變壓器向系統(tǒng)取得電能時，可以考慮變壓器的允許過負(fù)荷能力和限制非重要負(fù)荷。 3）根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟運行的要求，而限制本廠的輸出功率時能供給發(fā)電機電壓的最大負(fù)荷。 4）按上述條件計算時，應(yīng)考慮負(fù)荷曲線的變化和逐年負(fù)荷的發(fā)展。特別注意發(fā)電廠初期運行時當(dāng)發(fā)電機電壓母線負(fù)荷不大時，能將發(fā)電機電壓 母線上的剩余容量送入系統(tǒng)。 5）發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺。對裝設(shè)兩臺變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中一臺主變推出運行時，另一臺變壓器應(yīng)承擔(dān) 70%的容量。 具體計算的過程如下： 電壓等級下的最大容量 S =（ SGSG 8%Smin） = (400400 ) = 352 = 電壓等級下的最大容量 S = Smax/ =70/= 電壓等級下的最大容量 S = (S10max+S110max) / = (20+70) / = 根據(jù)上面的計算可知道低壓側(cè)的容量為最大，所以，以此為基準(zhǔn)可以選擇一個三繞組的變壓器 . ② 繞組連接方式的確定 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有 Y 型和△型，高、中、低三側(cè)繞組如何組合 要根據(jù)具體工程來確定。 三相變壓器的一組相繞組或連接成三相組的三相變壓器的相同電壓的繞組連接成星型、三角型、曲折型時，對高壓繞組分別以字母 Y、 D或 Z表示，對中壓或低壓繞組分別以字母 y、 d 或 z 表示。如果星型連接或曲折型連接的中性點是引出的，則分別以 YN、 ZN表示，帶有星三角變換繞組的變壓器，應(yīng)在兩個變換間已“ ”隔開。 我國 110KV 以上電壓，變壓器的繞組都采用 Y連接。 35KV 以下電壓，變壓河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇 16 器繞組都采用△連接。 ③ 變壓器調(diào)整方式的選擇 變 壓器的電壓調(diào)整使用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器的變比。切換方式有兩種：不帶負(fù)荷切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。5%以內(nèi)；另一種是帶負(fù)載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 20%30%。對于110KV 以下的變壓器，設(shè)計時才考慮到變壓器采用有載調(diào)壓的方式。綜合考慮發(fā)電廠的發(fā)電機運行出力變化不大，所以在本次的設(shè)計中采用的變壓器調(diào)整方式是無勵磁調(diào)壓。 ④ 變壓器的選型 SFPZ300000/220 型號的含義： S—— 三相 F—— 風(fēng)冷 P—— 強迫 Z—— 有載調(diào)壓 300000—— 變壓器容量 220—— 高壓側(cè)電壓值 單元接線的主變壓器 發(fā)電機與主變壓器為單元接線時，發(fā)電機和變壓器成為一個單元組，電能經(jīng)升壓后直接進入高壓電網(wǎng)。這種接線由于發(fā)電機和變壓器都不能單獨運行，因此，二者的容量應(yīng)當(dāng)相等。所以這個雙繞組變壓器的容量等于所選發(fā)電機的額定容量，即所選型號為： SFP3— 260000 型，兩臺。 主變壓器中性點接地方式 電力網(wǎng)中性點接地方式 選擇電力網(wǎng)中性點接地方式是一個綜合性問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾等。電力網(wǎng)中性點接地方式有以下幾種： ① 中性點不接地 中性點不接地方式最簡單，單相接地時允許帶故障運行兩小時，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設(shè)備的電容電流。但由于過電壓水平較高，要求有 較高的絕緣水平，不宜用于 110KV 及以上電網(wǎng)。 當(dāng)接地電容電流超過允許值時，可采用消弧線圈補償電容電流，保證接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過電壓。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 變壓器的選擇 17 當(dāng)接地電容電流超過允許值時，也開采用中性點經(jīng)高電阻接地。此接地方式降低弧光間隙接地過電壓，同時可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護可靠動作，一般用于大型發(fā)電機中性點。 ② 中性點直接接地 直接接地方式的單相短路電流很大，線路 或設(shè)備需立即切除，增接了斷路器的負(fù)擔(dān)，降低了供電的連續(xù)性。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設(shè)備的造價，特別是在高壓和超高壓電網(wǎng)，經(jīng)濟效益顯著。故適用于110KV 及以上電網(wǎng)中。 變壓器中性點接地方式 ① 電力網(wǎng)中性點接地方式，決定了主變壓器中性點接地方式。 ② 主變壓器的 110500KV 側(cè)采用中性點直接接地方式 ③ 凡是自耦變壓器，其中性點需要直接接地或經(jīng)小阻抗接地。 ④ 凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應(yīng)有一臺變壓器直接接地。 ⑤ 終端變電所的變壓器中性點一般不接地。 ⑥ 變壓器中性點接地點的數(shù)量是電網(wǎng)所有短路點的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比小于三，以使單相接地時健全相上工頻過電壓不超過閥型 避雷器的滅弧電壓。 所有普通變壓器的中性點都應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)接地，以便于運行調(diào)度靈活選擇接地點。當(dāng)變壓器中性點可能斷開運行時，若該變壓器中性點絕緣不是按線電壓設(shè)計，應(yīng)在中性點裝設(shè)避雷器保護。 選擇接地時應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)節(jié)烈成為中性點不接地的系統(tǒng)。雙母線接線有兩臺以上主變壓器時，可考慮兩臺主變壓器中性點接地。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 火力發(fā)電廠短路電流計算 18 4 火力發(fā)電廠短路電流計算 概述 電力系統(tǒng)運行有三種狀態(tài)：正常運行狀態(tài)、非正常運行狀態(tài)和短路故障。在供電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不 正常運行情況。對供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)以及電壓的降低等。因此，短路電流計算是電氣主接線的方案比較、電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的選擇、節(jié)地計算以及繼電保護選擇和整定的基礎(chǔ)。 短路就是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接。如電力系統(tǒng)中，相與相之間的火中性點直接節(jié)地系統(tǒng)中的相與地之間的短接都是短路。為了保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運行，在電力系統(tǒng)設(shè)計和運行分析中，一定要考慮系統(tǒng)等不正常工作狀態(tài)。 短路的原因及后果 ① 短路原因 造成短路的原因通常有以下幾種： 1）電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化、或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。 2）架空線路因大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導(dǎo)體等都可能導(dǎo)致短路。 3）電氣設(shè)備因設(shè)計、安裝、維護不良和運行不當(dāng)或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路。 4）運行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運行人員帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等都回造成短路。根據(jù)國外資料顯示，每個人都有違反規(guī)程操作的潛意識。 5）其他原因。如輸電線斷線、倒桿、 碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導(dǎo)致短路。 ② 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路電流。強大的短路電流將造成嚴(yán)重的后果，主要有以下幾方面： 1）強大的短路電流通過電氣設(shè)備是發(fā)熱急劇增加，斷路持續(xù)時間較長時，足以使設(shè)備因過熱而損壞甚至燒毀； 2）巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞； 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 火力發(fā)電廠短路電流計算 19 3）短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負(fù)荷 異步電動機將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報廢甚至設(shè)備損壞； 4）短路將引系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能