【文章內容簡介】 計時應予遵循。 (2)主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次和二次設備）的可靠性的綜合。因此主接線設計，要同時考慮一次 設備和二次設備的故障率及其對供電的影響。 (3)可靠性并不是絕對的，同樣的主接線對某廠是可靠的，而對另一些廠則可能還不夠可靠。因此，評價可靠性時，不能脫離發(fā)電廠在系統(tǒng)中的地位和作用。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 3 衡量主接線運行可靠性的標志是： （ 1）斷路器檢修時，能否不影響供電。 （ 2）線路、斷路器或母線故障時，以及母線檢修時，停運出線回路數的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 （ 3）發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。 （ 4）對大機組超高壓情況下的電氣主接線，應滿足可靠性準則的要求。 1）對于單機容量在 300MW 及以上 的發(fā)電廠，可靠性準則初步建議如下：①任何斷路器檢修、不得影響對用戶的供電；②任何一進出線斷路器故障或拒動，不應切除一臺以上機組和相應的線路；③任一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動相重合時，以及分段或母聯(lián)斷路器故障拒動時，都不應切除兩臺以上機組和相應線路；④經論證，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)電廠不致全停的條件下，允許切除兩臺以上 300MW 機組。 2)對于 330～ 500KV 變電所電氣主接線，可靠性準則為：①任何斷路器檢修，不得影響對用戶的供電；②任一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動重合時，不宜切除兩回以上超高壓 線路；③一段母線故障（或連接在母線上的進出線斷路器故障或拒動），宜將故障范圍限制到不超過整個母線的四分之一，當分段或母聯(lián)斷路器故障時。其故障范圍宜限制到不超過整個母線的二分之一；④經過論證，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下，才允許故障范圍大于上述要求。 通常定性分析和衡量主接線可靠性時，從以下幾方面考慮 :斷路器檢修時，能否不影響供電；線路、斷路器或母線故障時以及母線或母線隔離開關檢修時，停運出線回路數的多少和停電時間的長短，以及能否保證對一、二類符合的供電；發(fā)電廠或變電站全部停電的可能性；大型機組突然停運時，對電力系 統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與后果等因素。 在可靠性分析中，應考慮瞬時故障、永久故障及檢修停電的影響。評估供電可靠性的主要指標有停電頻率、每次停電的持續(xù)時間及用戶在停電時的生產損失或電力企業(yè)在電力市場環(huán)境下通過輔助服務市場獲得備用容量所付出的代價。 靈活性 電氣主接線應能適應各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉換。靈活性包括以下幾個方面： （ 1）操作的方便性。電氣主接線應該在滿足可靠性的條件下，結線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運行人員掌握，不致在操作過程中出差河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 4 錯。 （ 2）調度的方便性。電氣主接線 在正常運行時，要能根據調度要求，方便地改變運行方式，并且在發(fā)生事故時，要能盡快地切除故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行， （ 3）擴建的方便性。對將來要擴建的發(fā)電廠和變電站，其主接線必須具有擴建的方便性，尤其是火電廠和變電站，在設計主接線時應留有發(fā)展擴建的余地。設計時不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，還要考慮到從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來可順利完成過渡方案的實施，使改造工作量最少。 經 濟性 在設計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經濟性之間。通常設計應在滿足可靠性與經濟性之間。通常設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經濟合理。經濟性主要從以下幾方面考慮： （ 1）節(jié)省一次投資。主接線應簡單清晰，并要適當采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關電器數量、選用價廉的電器或輕型電器，以便降低投資。 （ 2）占地面積少。主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時應注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量發(fā)電廠或變電站，在可能和允許條件下，應采取一次設計，分期投資、投建 ，盡快發(fā)揮經濟效益。 大機組超高壓主接線的特殊要求 對于單機容量為 300MW 及以上的發(fā)電廠 （ 1） 任何斷路器檢修，不影響對系統(tǒng)的連續(xù)供電。 （ 2） 任何一進出線斷路器故障或拒動以及母線故障，不應切除一臺以上機組和相應的線路。 任何一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動相重合，以及當母線分段或母線聯(lián)絡短路故障或拒動時，不應該切除兩臺以上機組和相應的線路。 對于 500KV 發(fā)電廠 （ 1）任何斷路器檢修，不影響對系統(tǒng)的連續(xù)供電。 （ 2）除母聯(lián)及 分段斷路器處，任何一臺斷路器檢修期間，又發(fā)生另一臺斷路器故障或拒動，以及母線故障，不宜切除三回以上線路。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 5 500KV 電氣主接線的確定 500KV 超高壓配電裝置主要采用雙母線四分段帶專用旁路母線和一臺半斷路器接線， 300MW 大機組一般都采用與雙繞組變壓器組成單元接線而不與三繞組變壓器組成單元接線，由于本發(fā)電廠只有一種升高的電壓等級，不需裝設聯(lián)絡變壓器。采用三繞組變壓器時，發(fā)電機出口要求裝設斷路器，但由于甚大的額定電流和短路電流，使得出口斷路器制造很困難，造價也甚高。 以下是對兩種方案的確定和比較。 方案一 :500KV 超高壓配電裝置接線的可靠性要求高，為限制故障范圍，當進出線為 6～ 7 回時，宜采用雙母線四分段帶旁路接線，并裝設兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器。如圖 所示： 圖 雙母線四分段帶專用旁路母線 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 6 圖 一臺半斷路器接線 方案二：雙重接線的多環(huán)形行接線，是現(xiàn)代國內大型電廠和變電站高壓配置廣泛采用的一種接線。 500KV 超一臺半斷路器接線是一種沒有多回路集結點，一個回路由兩臺斷路器供電的高壓配電裝置主要采用雙母線四分段帶專用旁路母線和一臺半斷路器接線。 300MW 大機組一般采用與雙繞組變壓器組成單元接線 而不與三繞組變壓器組成單元接線由于本發(fā)電廠只有一種升高的電壓等級，不需裝設聯(lián)絡變壓器。一臺半斷路器接線是一種沒有多回路集結點，一個回路由兩臺斷路器供電的雙重接線的多環(huán)行接線，是現(xiàn)代國內大型電廠和變電站高壓配置廣泛采用的一種接線，如圖 所示： 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 7 主接線方案的確定 表 21 一臺半斷路器接線與雙母線四分段帶旁路母線接線的技術經濟比較要點 項目 一臺半斷路器接線 雙母線四分段帶旁路母線接線 可靠性 在檢修和故障相重合的情況下，停運的回路不超過兩回 ，停運 2～ 3 個回路 0 ，合并分段或母聯(lián)斷路器拒動的雙重故障時，停運兩段母線，即 4～ 6個回路。但這種情況幾率極少 靈活性 ，調度靈活。但停運一個回路需操作兩臺斷路器，母線故障時，接線內潮流變化大 電器，不作為操作電器，處理事故時，用斷路器操作，消除事故迅速。檢修斷路器時，不要要帶旁路操作 ，限制短路電流以及防止事故擴大等方面的原因，有可能要求母線分列運行時，本接線比較靈活 ，當改變運行方式和吃力事故時，需進行倒閘操作，檢修斷路器要進行帶旁路操作 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 8 續(xù)表 21 經濟性 設備投資： 9 回及以上，一臺半斷路器接線較貴 8 回路時，兩種接線相等 7 回及以上，雙母線四分段帶旁路母線貴 占地面積： 置時，因一個間隔可以雙側出線，占地面積比雙母線四分段帶旁路母線可節(jié)約 40%。當為交替布置或平環(huán)式或單列式布置時，兩種接線占地面積相近 ，應用于發(fā)電廠時，為避免縱向布置的大機組出線偏角不至過大，常需改變配電裝置布置形式，擴大占地面積 30%50%。雙母線四分段帶旁路母線接線，則能適應縱向布置大機組出線位置而不需擴大占地面積 繼電保護及二次回路復雜性 臺斷路器，一臺中間斷路器連接著兩個回路，保護接于兩組電流互感器的和電流，其電流互感器的二次回路，保護裝置的跳合閘出口等比較復雜 ，發(fā)電機 — 變壓 器組與線路共用的中間短路器，只能在單元控制室控制，并在網絡控制室設相應的斷路器信號，比較復雜 ，需有故障母線選擇元件，而當將回路從一段切換到另一段母線時，電流互感器二次回路需要切換。母線隔離開關的閉鎖回路及母聯(lián)兼旁路斷路器的保護，二次回路較復雜 — 變壓器利用一臺斷路器，只需在單元控制室控制，與線路控制無關，比較簡單 兩種接線的可靠性、靈活性、經濟性、繼電保護及二次回路復雜性并綜合原理資料，最終確定一臺半斷路器接線為電氣主接線的最佳方案。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 9 主變壓器的選擇 發(fā)電廠主變壓器的容量和臺數的確定 發(fā)電廠與主變壓器為單元接線，主變壓器的容量按下列條件中較大者選擇： （ 1）按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有 10%的裕度。 （ 2）按發(fā)電機的最大連續(xù)輸出容量扣除本機組廠用負荷、 主變壓器型式的選擇 （ 1）主變壓器采用三相或單相，主要考慮變壓器的制造條件，可靠性要求及運輸條件等因素。 （ 2）對于單機容量為 300MW，并直接升到 500KV,宜選用三相變壓器。 繞組容量和連接方式的選擇 （ 1）發(fā)電廠主變壓器繞組的數量 對于 300MW 機組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變 壓器。因為在發(fā)電機回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線，供電可靠性很高，而大電流的隔離開關發(fā)熱問題比較突出等等。 （ 2）繞組連接方式 變壓器繞組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。我國110KV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 Y 連接。 電氣設備的選擇 根據以上論述，最終確定發(fā)電機、主變壓器型號如下： 發(fā)電機： 型號： QFS3002 型 額定功率： 300MW , x_d^= 額定電壓： 18KV 額定電流： 11320A Φ = 額定轉速： 3000r/min 主變壓器： 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 10 型號： SFP360000/500 額定容量： 360MVA 額定電壓： 525/18KV 連接組別： YN,d11 Δ P0=225KW 阻抗電壓 %=1 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 11 3 廠用電設計 廠用負荷分類 按其負荷的重要性一般分以下四類： 事故保安負荷 在事故停機過程中及停機后的一段時間內，仍應保證電，否則可能引起主要設備損壞、重要的自動控制失靈或危及人身安全的負荷，稱為事故保安負荷。根據對電源要求的不同，又可分下列三種： （ 1）直流保安負荷。由蓄電池組供電，如發(fā)電機組的直流潤滑油泵等。 （ 2）交流不停電保安負荷。一般由接于蓄電池組的逆變裝置供電，如實時控制用電子計算機。 （ 3）允許短時停電的交流保安負荷。平時由交流廠用電供電，失去廠用工作電源和備用電源時，交流保安電源應自動投入，如 220MW 及以上機組的盤車電動機。 Ⅰ類負荷 短時（手動切換恢復供電所需的 時間）的停電可能影響人參或設備安全，使生產停頓或發(fā)電量大量下降的負荷，如給水泵、凝結水泵。對Ⅰ類負荷，必須保證自啟動，并應由 2 個獨立電源的母線供電，當一個電源失去后，另一電源應立即自動投入。 Ⅱ類負荷 允許短時停電，但停電時間過長，有可能損壞設備或影響正常生產的負荷。如工業(yè)水泵、疏水泵等。對Ⅱ類負荷，應由有 2 個獨立電源的母線供電，一般采用手動切換。 Ⅲ類負荷 長時間停電不會直接影響生產的負荷。如中央修配廠、實驗室等的用電設備。對Ⅲ類負荷，一般由 1 個電源供電。 廠用電接線基本要求 廠用電接線除應滿足正常運行的安全、可靠、靈活、經濟、和檢修、維護方便等一般要求外，尚應滿足下列特殊要求： 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 12 （ 1） 盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應盡量避免引起全廠停電事故。 （ 2） 充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起動等運行方式下的供電要求。切換操作簡便。 （ 3） 便于分期擴建或連續(xù)施工。對公用負荷的供電，要結合遠景規(guī)模統(tǒng)籌安排。 廠用電的電壓等級 廠用電的電壓等級是根據發(fā)電機額定電壓、廠用電動機的電壓和廠用電供電網絡等因素，相互配合，經過技術經濟綜合比較確定的。 為了簡化廠 用電接線，且使運行維護方便，廠用電電壓等級不宜過多。在發(fā)電廠和變電站中，低壓廠用電壓常采用 400V，高壓廠用電壓有 10KV 等。為了正確選擇高壓廠用電的電壓等級，需進行技術經濟論證。 按發(fā)電機容量、電壓確定高壓廠用電壓等級 容量在 60MW 及以下，發(fā)電機電壓為 ，可采用 3KV 作為廠用高壓電壓。 當容量在 100～ 300MW 時，宜選用 6KV