【文章內(nèi)容簡介】 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 容量225MW+250MW，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℃。氣象條件一般無特殊要求（臺風(fēng)、地震、海拔等） 電力負(fù)荷及電力系統(tǒng)連接情況（1）110KV電壓級：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：架空線六回，輸送距離最遠(yuǎn)20km,。COSφ=， Tmax =5200h/a。（3）10KV電壓級：電纜出線六回，輸送距離最遠(yuǎn)8km，10KV最大負(fù)荷25MW，COSφ = ，Tmax = 5200h/a。（4）發(fā)電機(jī)出口處主保護(hù)動作時(shí)間tpr1 = ，后備保護(hù)動作時(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)11 原始資料分析設(shè)計(jì)電廠總?cè)萘?25+250=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?50/（3500+150）100%=%＜　　　　15%，未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量和事故備用容量，說明該電廠在未來供電系統(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原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電氣接線的可靠性、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程中的損失，以保證供電的連續(xù)性，因而根據(jù)對原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：。從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級可知，35KV，110KV三級電壓負(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。8%=，8%=，可見，該廠110KV接線對可靠性要求很高。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：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25MW機(jī)組分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓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 出線6回，采用單母線分段接線形式。進(jìn)線從10KV側(cè)送來剩余容量225[（1508%）+25]=13MW，不能滿足35KV最大及最小負(fù)荷的要求。為此以一臺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 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)線一路通過聯(lián)絡(luò)變壓器與35KV連接，另一路為一臺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)。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》（第三冊），兩臺25MW發(fā)電機(jī)選用QF2252型汽輪發(fā)電機(jī)，兩臺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》（第三冊），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)三級電壓的聯(lián)絡(luò)變壓器，+[（252）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》（第三冊），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,G2QF2252發(fā)電機(jī)G3,G4QFS502變壓器T1SFPL1—63000/110 ,UK%=變壓器T2SFSL—60000/110，UK(12)%=，UK(23)%=，UK(31)%=10變壓器T3SSPL—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，并采用手動切換。（3）Ⅲ類廠用負(fù)荷 較長時(shí)間停電，不會影響生產(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，通常由一個電源供電。（4）事故保安負(fù)荷 指在停機(jī)過程中及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)仍應(yīng)保證供電的負(fù)荷，否則將引起主要設(shè)備損壞，重要的自動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，如盤車電動機(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?，F(xiàn)將火電廠的主要負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下（見表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)ⅠⅠⅠ或ⅡⅠ經(jīng)常，連續(xù)無煤粉倉時(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ⅠⅠⅠⅠⅡⅡ經(jīng)常，連續(xù)給水泵不帶主油泵時(shí)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ⅡⅡⅡⅠⅠ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)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)還要對供電電壓等級，廠用供電電源及其引接進(jìn)行分析和論證?；痣姀S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，以單母線分段接線形式合理地分配廠用各級負(fù)荷。一、 廠用供電電壓等級的確定發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓，廠用電動機(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，取兩級廠用電壓，高壓級取10KV，由兩組廠用主變壓器從25MW機(jī)組的電壓母線上取，低壓級取400V，采用母線分段式。10KV電壓等級供電分析對同樣的廠用系統(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電壓等級電動機(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備用母線，以提高供電可靠性。400V電壓級低壓供電分析400V廠用電一般采用動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)，采用動力和照明分開供電及其引接。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變壓器應(yīng)與最大一臺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=（252+502）8% / 3=5000KVA，查設(shè)計(jì)手冊，應(yīng)選SJL16300 / 10型雙繞組鋁線電力變壓器。第三章 短路電流計(jì)算31概述電力系統(tǒng)中，常見的短路故障有三相對稱短路、兩相短路和單相接地短路。其中三相短路電流的計(jì)算是為了選擇和校驗(yàn)QF、QS、母線等電氣設(shè)備，兩相短路電流用于整定繼電保護(hù)裝置。短路發(fā)生后，短路電流的值是變化的，變化的情況決定于系統(tǒng)電源容量的大小、短路點(diǎn)離電源的遠(yuǎn)近以及系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)是否帶有電壓自動調(diào)整裝置等因素。按短路電流的變化情況，通常把電力系統(tǒng)分為無限容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)。無限容量系統(tǒng)短路電流的計(jì)算，采用短路回路總阻抗法計(jì)算；有限容量系統(tǒng)短路電流的計(jì)算采用運(yùn)算曲線法，這中間要用到網(wǎng)絡(luò)的等效變換。本次設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算就涉及到這兩個方面的內(nèi)容。32系統(tǒng)電氣設(shè)備標(biāo)幺電抗計(jì)算一、系統(tǒng)設(shè)備電運(yùn)算 100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj = Upj 發(fā)電機(jī)標(biāo)幺電抗的計(jì)算發(fā)電機(jī)G1：X*G1＝Xd*N”＝＝發(fā)電機(jī)G2：X*G2＝X*G1發(fā)電機(jī)G3：X*G3＝Xd*N”＝＝發(fā)電機(jī)G4：X*G4＝X*G3＝ 變壓器標(biāo)幺電抗的計(jì)算變壓器T1：UK1%＝[UK(12)%＋UK(31)%＋UK(23)%]＝[＋＋]＝UK2%＝[－＋]＝UK3%＝[＋－]＝－X*＝＝＝X*＝＝＝X*＝＝＝變壓器T2：X*T1＝＝＝變壓器T3：X*T2＝＝＝ 架空線、電纜標(biāo)么值計(jì)算35KV出線架空線：XL*1＝X1L＝20＝10KV出線架空線：XL*2＝X1L＝8＝ 電抗器的電抗標(biāo)么值：1） 母線電抗器：發(fā)電機(jī)G3(或G4)的額定電流ING＝＝。母線電抗器一般取發(fā)電機(jī)額定電流的5％～8％，電抗百分值取為8％～12％，照此標(biāo)準(zhǔn)選得電抗器為NKL1010008型，額定電流為IN＝1KA，額定電壓UN＝10KV，電抗百分?jǐn)?shù)XR%＝8，由此得電抗標(biāo)么值為：XR*j1＝2） 線路電抗器：線路電抗