【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 lant is an important part of the power system, but also directly affect the safety and operation of the entire power the power plant, the wiring and secondary wiring of the electrical part of the important part more detailed exposition. The design process, prehensive consideration of various factors of the economy, reliability and developmental, under the premise of ensuring reliability, and strive to the economy. The terminology used in the design specification, the symbols are in full pliance with the current power industry standards set forth in the terms and symbols. In this design, mainly for a wiring design. From the calculation of short circuit current from the main wiring program to the design of the auxiliary power to the electrical 28 equipment selection and layout of the power distribution unit, have done a more detailed exposition. 目 錄 第一章 電廠電氣主接線設(shè)計(jì) 11 原始資料分析 12 主接線方案的擬定 13 發(fā)電機(jī)及變壓器的選擇 第二章 廠用電設(shè)計(jì) 21 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計(jì) 22 廠用電接 線的設(shè)計(jì) 23 廠用變壓器的選擇 第三章 短路電流計(jì)算 31 概 述 32 系統(tǒng)電氣設(shè)備標(biāo)幺電抗計(jì)算 33 短路電流計(jì)算 第四章 電氣設(shè)備的布置設(shè)計(jì) 41 概述 42 屋內(nèi)配電裝置 43 屋外配電裝置 29 44 發(fā)電機(jī)與配電裝置的連接 第五章 導(dǎo)體、電纜、架空導(dǎo)體的選擇 51 導(dǎo)體的選擇 52 電纜的選擇 53 架空導(dǎo)線的選擇 第六章 高壓電器設(shè)備的選擇 61 斷路器與電抗器的選擇 62 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 63 互感器的配置 前言 火電廠原始資料 凝氣式發(fā)電機(jī)的規(guī)模 （ 1）裝機(jī)容量 裝機(jī) 4 臺(tái) 容量 2 25MW+2 50MW， UN= （ 2）機(jī)組年利用小時(shí) TMAX=6500h/a （ 3）廠用電率 按 8%考慮 （ 4）氣象條件 發(fā)電廠所在地最高溫度 38℃，年平均溫度 25℃。氣象條件一般無(wú)特殊要求（臺(tái)風(fēng)、地震、海拔等） 電力負(fù)荷及電力系統(tǒng)連接情況 30 （ 1） 110KV 電壓級(jí)：架空線 4 回與電力系統(tǒng)連接，接受該廠的剩余功率，電力系統(tǒng)容量為 3500MW，當(dāng)取基準(zhǔn)容量為 100MVA 時(shí)，系統(tǒng)歸算到 110KV 母線上的電抗 X*S = 。 （ 2） 35KV 電壓級(jí)：架空線六回，輸送距離最遠(yuǎn) 20km,每回平均輸送容量為 。 35KV電壓級(jí)最大負(fù)荷 ，最小負(fù)荷為 。COSφ= ， Tmax =5200h/a。 （ 3） 10KV 電壓級(jí)：電纜出線六回，輸送距離最遠(yuǎn) 8km，每回平均輸送電量 ， 10KV 最大負(fù)荷 25MW，最小負(fù)荷 ， COSφ = ， Tmax = 5200h/a。 （ 4）發(fā)電機(jī)出口處主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tpr1 = ，后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr2 = 4S。 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： （ 1）發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì) （ 2）廠用電的設(shè)計(jì) （ 3）短路電流計(jì)算 （ 4）電氣設(shè)備 1 的布置設(shè)計(jì) （ 5）導(dǎo)體、電纜、架空線的選擇 （ 6）高壓電器設(shè)備的選擇 第一章 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì) 31 11 原始資料分析 設(shè)計(jì)電廠總?cè)萘?2 25+2 50=150MW，在 200MW 以下，單機(jī)容量在50MW 以下，為小型凝汽式火電廠。當(dāng)本廠投產(chǎn)后，將占系統(tǒng)總?cè)萘繛?150/（ 3500+150） 100%=%＜ 15%，未超過(guò)電力系統(tǒng)的檢修備用容量和事故備用容量，說(shuō)明該電廠在未來(lái)供電系統(tǒng)中的地位和作用不是很重要，但 Tmax=6500h/a5000h/a，又為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔(dān)基荷，從而該電廠主接線的設(shè)計(jì)務(wù)必著重考慮其可靠性。 12 主接線方案的擬訂 在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)電氣接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)，積極政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，供電安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。 發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問(wèn)題，主接線的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)保證其滿發(fā)，滿供，不積壓發(fā)電能力。同時(shí)盡可能減少傳輸能量過(guò)程中的損失，以保證供電的連續(xù)性，因而根據(jù)對(duì)原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下： 。從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，它具有 ， 35KV， 110KV 三級(jí)電壓負(fù)荷。 10KV 容量不大，為地方負(fù)荷。 110KV 與系統(tǒng)有 4 回饋線，呈強(qiáng)聯(lián)系形式，并接受本廠剩余功率。最大可能接受本廠送出電力 32 為 8%=，最小可能接受本廠送出電力為 8%=，可見(jiàn)，該廠 110KV 接線對(duì)可靠性要求很高。 35KV 架空線出線 6 回，為提高其供電的可靠性，采用單母線分段帶旁路母線的接線形式。 。 （ 1） 10KV 電壓級(jí)：共有 6 回電纜出線 其電壓恰與發(fā)電機(jī)端電壓相符，采用直饋線為宜，且電壓較低，宜采用屋內(nèi)配電。其負(fù)荷亦較小，因此采用單母線分段的接線形式。兩臺(tái) 25MW 機(jī)組分別接在兩段母線上，剩余功率通過(guò)主變壓器送往高一級(jí)電壓 35KV。由于 25MW機(jī)組均接于 10KV 母線上，可選擇輕型設(shè)備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜饋出線上裝出線電抗器。 （ 2） 35KV 電壓級(jí) 出線 6 回，采用單母線分段接線形式。進(jìn)線從10KV 側(cè)送來(lái)剩余容量 2 25[（ 150 8%） +25]=13MW，不能滿足 35KV最大及最小負(fù)荷的要求。為此以一臺(tái) 50MW 機(jī)組按發(fā)電機(jī)一變 壓器單元接線形式接至 35KV 母線上，其剩余容量或機(jī)組檢修時(shí)不足容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與 110KV 接線相連，相互交換功率。 （ 3） 110KV 電壓級(jí) 出線 4 回，考慮現(xiàn)在斷路器免維護(hù)減小投資，采用雙母線接線。其進(jìn)線一路通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器與 35KV 連接，另一路為一臺(tái) 50MW 機(jī)組與變壓器組成單元接線，直接接入 110KV，將功率送往電力系統(tǒng)。 33 13 發(fā)電機(jī)及變壓器的選擇 發(fā)電機(jī)的選擇 查《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三冊(cè)），兩臺(tái) 25MW發(fā)電機(jī)選用 QF2252 型汽輪發(fā)電機(jī)，兩臺(tái) 50MW 的發(fā)電機(jī)選用QFS502 型汽輪發(fā)電機(jī) 。 變壓器的選擇 110KV 電壓母線所接的主變器容量 S = 50/ = ，查《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三冊(cè)），變壓器選用SFPL1— 63000/110 型，其短路電壓百分?jǐn)?shù)為 UK%=；用于聯(lián)絡(luò)三級(jí)電壓的聯(lián)絡(luò)變壓器，通過(guò)它向 110KV 傳輸?shù)淖畲笕萘繛?[（ 25 2） 8%]=， 35KV 電壓母線所接的主變壓器容量 S = 50/ = ，查《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三冊(cè)），變壓器選用 SSPL— 60000/35 型，其短路電壓百分?jǐn)?shù)UK%=；現(xiàn)將發(fā)電機(jī)和變壓器的選擇結(jié)果列表如下，以供查詢： 表 11 發(fā)電機(jī) G1,G2 QF2252 發(fā)電機(jī) G3,G4 QFS502 變壓器 T1 SFPL1— 63000/110 ,UK%= 變壓器 T2 SFSL— 60000/110， UK(12)%=，UK(23)%=， UK(31)%=10 34 變壓器 T3 SSPL— 60000/35, UK%= 第二章 廠用電設(shè)計(jì) 11 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計(jì) 廠用負(fù)荷，按其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電時(shí)造成危害程度可分為四類： （ 1）Ⅰ類廠用負(fù)荷 凡短時(shí)停電會(huì)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類負(fù)荷。如火電廠的給水泵，凝結(jié)水泵，循環(huán)水泵，引風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)，給粉機(jī)等以及水泵的調(diào)速器，壓油泵，潤(rùn)滑油泵等。通常他們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接到兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上。 （ 2）Ⅱ類廠用負(fù)荷 允許短時(shí)停電，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷，均屬于Ⅱ類負(fù)荷。如火電廠的工業(yè)水泵，疏水泵，灰漿泵，輸煤設(shè)備和化學(xué)水處理設(shè)備等，一般它們應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換。 （ 3）Ⅲ類廠用負(fù) 荷 較長(zhǎng)時(shí)間停電，不會(huì)影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上的不方便者，都屬于Ⅲ類廠用負(fù)荷。如試驗(yàn)室，中央修配廠，油處理室等負(fù)荷，通常由一個(gè)電源供電。 （ 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)仍應(yīng)保 35 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)控制裝置失靈或推遲恢復(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。它分為直流保安負(fù)荷，如發(fā)電機(jī)組的直流潤(rùn)滑油泵等，其直流電源由蓄電池組供電；交流保安負(fù)荷，如盤(pán)車電動(dòng)機(jī)，實(shí)時(shí)控制用的電子計(jì)算機(jī)等都屬于交流保安負(fù)荷。現(xiàn)將火電廠的主要負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下（見(jiàn)表 21） 表 21 分類 名稱 負(fù)荷類別 運(yùn)行方式 備注 鍋爐 部分 引風(fēng)機(jī) 鼓風(fēng)機(jī) 磨粉機(jī) 給粉機(jī) Ⅰ Ⅰ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ 經(jīng)常，連續(xù) 無(wú)煤 粉 倉(cāng)時(shí)為Ⅰ 汽機(jī) 部分 凝結(jié)水泵 循環(huán)水泵 給水泵 給水油泵 生水泵 工業(yè)水泵 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 經(jīng)常，連續(xù) 給水 泵 不帶主油泵時(shí) 36 電氣及 公用部分 充電機(jī) 變壓器 變壓器冷卻風(fēng)機(jī) 通訊電源 硅整流裝置 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 不經(jīng)常，斷續(xù) 經(jīng)常，短時(shí) 經(jīng)常，連續(xù) 經(jīng)常，連續(xù) 經(jīng)常，連續(xù) 出灰 負(fù)荷 灰漿泵 碎渣機(jī) 電氣除塵器 沖灰水泵 Ⅱ 經(jīng)常，連續(xù) 輔 助 車間 油處理設(shè)備 中央修理車間 起重機(jī) 電氣實(shí)驗(yàn)室 Ⅲ 經(jīng)常，連續(xù) 經(jīng)常，連續(xù) 不經(jīng)常，斷續(xù) 不經(jīng)常，斷續(xù) 22 廠用電接線的設(shè)計(jì) 37 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則基本上與主接線的設(shè)計(jì)原則相同。首先，應(yīng)保證對(duì)廠用電負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)；其次，接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常，事故，檢修等各種運(yùn)行方式的要求；還應(yīng)適當(dāng)注意經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新技術(shù)、新設(shè)備，使其具有可行性和先進(jìn)性。此外，在設(shè)計(jì)廠用電系統(tǒng)接線時(shí)還要對(duì)供電電壓等級(jí)，廠用供電電源及其引接進(jìn)行分析和論證。 火電廠的輔助機(jī)械多、 容量大，供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，其主要負(fù)荷分布在鍋爐、氣機(jī)、電氣、輸煤、出灰、化學(xué)水處理以及輔助車間和公用電氣部分，因此，廠用電電壓必須由 10KV 和 兩級(jí)電壓，以單母線分段接線形式合理地分配廠用各級(jí)負(fù)荷。 一、 廠用供電電壓等級(jí)的確定 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓，廠用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行等諸方面因素，由上一節(jié)負(fù)荷分析可知，取兩級(jí)廠用電壓，高壓級(jí)取 10KV，由兩組廠用主變壓器從 25MW機(jī)組的電壓母線上取，低壓級(jí)取 400V，采用母線分段式。 10KV 電壓等級(jí)供電分析 對(duì)同樣的廠用系統(tǒng) ， 10KV 網(wǎng)絡(luò)不僅節(jié)省有色金屬及費(fèi)用，且短路電流也較小，同時(shí) 10KV 電壓等級(jí)電動(dòng)機(jī)功率可制造得較大，滿足大量負(fù)荷要求。擬采用兩段 10KV 的廠母線，另外再設(shè)置兩段 10KV 備 38 用母線，以提高供電可靠性。 400V 電壓級(jí)低壓供電分析 400V 廠用電一般采用動(dòng)力和照明共用的三相四線制接地系統(tǒng)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，采用動(dòng)力和照明分開(kāi)供電及其引接。 23 廠用變壓器的選擇 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應(yīng)考慮的因素為： （ 1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓一致。 （ 2）變壓器的容量必須滿足廠用 機(jī)械從電源獲得足夠的功率。 （ 3）廠用高壓備用變壓器或起動(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用設(shè)備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺(tái)低壓廠用工作變壓器容量相同。 據(jù)此，廠用變壓器 T4， T5， T6， T7，選擇如下： S=（ 25 2+50 2） 8% / 3=5000KVA，查設(shè)計(jì)手