【文章內(nèi)容簡介】 備用電源的引接應保證其獨立性，并且具有足夠的供電容量，以下是最常用的引接方式：1)從發(fā)電機電壓母線的不同分段上，通過廠用備用變壓器（或電抗器）引接。2)從發(fā)電機聯(lián)絡變壓器的低壓繞組引接，但應保證在機組全停情況下，能夠獲得足夠的電源容量。3)從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密、供電可靠的最低一級電壓母線引接。這樣，有可能采用變比較大的廠用高壓變壓器，增大高壓配電裝置的投資而致經(jīng)濟性較差，但可靠性較高。4)當技術經(jīng)濟合理時，可由外部電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)過變壓器取得獨立的備用電源或啟動電源?？紤]以上原則，本設計中啟動（備用）電源從變壓器側(cè)高壓母線上通過廠用電備用電源變壓器引接煤礦工業(yè)廣場110kv變電所引接。3. 事故保安電源對300Mw及其以上的大容量機組，當廠用工作電源河備用電源都消失時，為確保在嚴重事故狀態(tài)下能安全停機，事故消除后又能及時恢復供電，應設置事故保安電源，以保證事故保安負荷，如潤滑油泵、密封油泵、熱工儀表及自動裝置、盤車裝置、定軸油泵、事故照明和計算機等設施的連續(xù)供電。事故保安電源必須是一種獨立而又十分可靠的電源，通常采用快速自動程序啟動的柴油發(fā)電機組、蓄電池組以及逆變器降直流變?yōu)榻涣髯鳛榻涣魇鹿时０搽娫?。?00Mw及以上機組還應由附近110kv及以上的變電站或發(fā)電廠引入獨立可靠專用線路，作為事故備用保安電源。本設計采用快速自動程序啟動的柴油發(fā)電機組來作為事故保安電源。廠用電接線方式合理與否，對機、爐、電的輔機及整個發(fā)電廠的運行可靠性有很大影響。廠用電接線應保證廠用供電的連續(xù)性，使發(fā)電機能安全滿發(fā)，并滿足運行安全可靠、靈活方便等要求。發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接收和分配電能?；痣姀S的廠用電負荷容量較大，分布面較廣，尤以鍋爐的輔助機械設備耗電量大，如吸風機、送風機、排粉機、磨煤機、給粉機、電動給水泵等大型設備，其用電量約占廠用電量的60%以上。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟性，高壓廠用母線均采取按鍋爐分段的原則，即將高壓廠用母線按鍋爐臺數(shù)分成若干獨立段，凡屬同一臺鍋爐的廠用負荷均接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機的廠用負荷一般也接在該段母線上，而該段母線由其對應得發(fā)電機組供電。全廠公用負荷，應根據(jù)負荷功率及可靠性的要求，分別接到各段母線上，各段母線上的負荷應盡可能均勻分配。當公用負荷大時，可設公用母線段。對于400t/h及以上的大型鍋爐，每臺鍋爐設兩段高壓廠用母線。低壓廠用母線一般也按鍋爐分段，常用電源則由相應的高壓廠用母線供電。廠用電各級電壓均采用單母線分段（按鍋爐分段）接線形式，具體用下列特點： ①若某一段母線發(fā)生故障，只能影響其對應的一臺鍋爐的運行，使事故影響范圍局限在一機一爐；②廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流較小，有利于電氣設備的選擇；③將同一機爐的廠用電負荷接在同一段母線上，便于運行管理合安排檢修。故本設計中，廠用電高壓、低壓、備用母線均采用單母線分段（按鍋爐分段）接線形式。廠用變壓器的選擇主要考慮廠用高壓工作變壓器和啟動備用變壓器的選擇，其選擇內(nèi)容包括變壓器的臺數(shù)、型式、額定電壓、容量和阻抗。廠用變壓器的額定電壓應根據(jù)廠用電系統(tǒng)的電壓等級和電源引接處的電壓確定，變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓相一致。本設計中廠用工作電源從主變壓器低壓側(cè)引接，故一次側(cè)電壓為20kV，二次側(cè)電壓為6 kV；廠用備用電源從廠用備用電源由煤礦工業(yè)廣場110kV變電所10kV引接，故一次側(cè)為10 kV，二次側(cè)電壓為6 kV。 工作變壓器的臺數(shù)和型式主要與廠用高壓母線的段數(shù)有關，而母線的段數(shù)又與廠用高壓母線的電壓等級有關，而母線的段數(shù)又與廠用高壓母線的電壓等級有關。當只有6KV一種電壓等級時，一般分兩段；當10KV與3KV電壓等級同時存在時，則分四段。當只有6KV一種電壓等級時，廠用高壓工作變壓器可選用1臺全容量的分裂繞組變壓器，兩個分裂支路分別供兩段母線；或選用2臺50％容量的 雙繞組變壓器，分別供兩段母線。如出現(xiàn)10KV和3KV兩種電壓等級時，廠用高壓工作變壓器可選用2臺50％容量的三繞組變壓器，分別供四段母線。本設計中高壓廠用電6KV母線分為兩段，故廠用高壓工作變壓器選用1臺全容量的分裂繞組變壓器。 廠用變壓器的容量必須滿足廠用電負荷從電源獲得足夠的功率。因此，對廠用高壓工作變壓器的容量應按廠用電高壓工作變壓器的容量應按廠用高壓計算負荷110％與廠用電低壓計算負荷之和進行選擇；而廠用低壓工作變壓器的容量應留又10％左右的裕度。廠用高壓備用變壓器容量。廠用高壓備用變壓器或啟動變壓器應與最大一臺廠用高壓工作變壓器的容量相同；廠用低壓備用變壓器的容量應與最大一臺廠用低壓工作變壓器容量相同。變壓器的阻抗是廠用工作變壓器的一項重要指標。廠用工作變壓器的阻抗要求比一般動力變壓器的阻抗大，這是因為要限制變壓器低壓測的短路容量，否則將影響到開關設備的選擇，一般要求阻抗應大于10％；但是，阻抗過大又將影響廠用電動機的自啟動。廠用工作變壓器如果選用分裂繞組變壓器，則能在一定程度上緩解上述矛盾，因為分裂繞組變壓器在正常工作是具有較小阻抗，而分裂繞組出口短路時具有較大的阻抗。 《火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定》（DL/T5153－2002)：高壓廠用工作變壓器的容量宜按高壓電動機廠用計算負荷與低壓廠用電的計算負荷之和選擇。如公用負荷正常由第一臺高壓廠用起動/備用變壓器供電，則應考慮起動/備用變壓器檢修時，由第一臺高壓廠用工作變壓器接帶全部公用負荷，也可由第一臺與第二臺高壓廠用工作變壓器各接帶50%公用負荷。 低壓廠用工作變壓器的容量宜留有10％的裕度。 由廠用電率公式：得廠用電容量為：得廠用變壓器容量：高壓廠用分裂變壓器的型號如下：型號額定容量額定電壓（kV）空載電流（%）空載損耗（kW）阻抗電壓（%）分裂系數(shù)連接組號SFF740000/2040000/220000kVA高壓低壓全穿越半穿越Yn，d11d1120177。2%—第五章 短路電流的計算電力系統(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。在設計時，要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運行情況。對供用電系統(tǒng)以及電力設備危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動力效應和發(fā)熱效應等。因此，短路電流計算是電氣設備、載流導體的選擇、接地計算的基礎。電氣設備及載流導體因絕緣老化、或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。 電氣設備因設計、安裝、維護不良和運行不當或設備本身不合格引發(fā)的短路。運行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運行人員帶負荷拉隔離開關，線路或設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。短路故障發(fā)生后，由于網(wǎng)絡總阻抗大為減小，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備是發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時間較長時，足以使設備因過熱而損壞甚至燒毀；(2). 巨大的短路電流將在電氣設備的導體間產(chǎn)生很大的電動力，可能使導體變形、扭曲或損壞；(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)品報廢甚至設備損壞；(4). 短路將引系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導致并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路所導致的最嚴重后果；(5). 巨大的短路電流將在周圍空氣產(chǎn)生很強大電磁廠，尤其是不對稱短路時，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，對周圍的通信網(wǎng)絡、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。短路故障對電力系統(tǒng)可能造成極其嚴重的后果，所以一方面應采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設備、載流導體和互感器等。這一切都離不開對短路電流故障的分析和短路電流的計算。概括起來，計算短路的主要目的在于：(1)為選擇和校驗各種電氣設備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計算短路沖擊電流以校驗設備的機械穩(wěn)定性，計算短路電流的周期分量以校驗設備的熱穩(wěn)定性；(2)為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。(1)驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按工程的設計規(guī)劃容量計算，確定短路電流計算時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。(2)選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。(3)選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。(4)導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。(1)正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；(2)所有電源的電動勢相位角相同；(3)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生化；(4)不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；(5)元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負荷的影響；(6)系統(tǒng)短路時是金屬性短路。(7)高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便選取如下基準值：基準容量：SB = 1000MVA基準電壓：（KV） (1)計算各元件電抗標幺值，同一基準容量下；(2)給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡圖；(3選擇短路點；(4)對網(wǎng)絡進行化簡，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。(5)計算短路容量，短路電流沖擊值系統(tǒng)的等值電路圖所示：設1) 點發(fā)生三相短路時： 系統(tǒng)簡化等值電路如圖52： 圖52 簡化電路圖其中短路沖擊電流查運算曲線得2) 點發(fā)生單相短路時： 正序網(wǎng)：負序網(wǎng)：零序網(wǎng)： T=0s時3) 點發(fā)生三相短路時：可簡化為圖54：其中4) 點發(fā)生單相短路時：正序網(wǎng)：負序網(wǎng)：零序網(wǎng)： 5）點發(fā)生單相短路時：圖……6）當發(fā)生單相短路時：正序網(wǎng)：負序網(wǎng)：零序網(wǎng)：t=0s時第六章電氣設備的選擇 電氣設備選擇的原理及選擇條件和方法是電氣設計的主要內(nèi)容之一，本章主要介紹載流導體和主要電氣設備，管電力系統(tǒng)中各種電氣設備和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設備要可靠地工作條件選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。電氣設備選擇的一般要求：、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；；；；；，并經(jīng)證實鑒定合格。220kV母線處最大工作電流：（兩臺發(fā)電機同時工作于一條母線）。220kV引線處最大工作電流：發(fā)電機出口最大工作電流：由于發(fā)電機，調(diào)相機或變壓器在電壓降低5%時，輸出功率可保持不變，故其相應回路的Imax應為發(fā)電機。 斷路器的選擇 斷路器的功能斷路器的主要功能是：正常運行時，用它來倒換運行方式，把設備或線路接入電路或退出運行，起著控制作用；當設備或電路故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，能起保護作用。 斷路器的種類按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為：多油式短路器，少油式斷路器，壓縮空氣高壓斷路器,SF6短路器，真空斷路器等。 斷路器的選擇根據(jù)電壓等級和Imax，查《電力工程電氣設備手冊》表447，選型如下：型號額定工作電壓（kv）額定電流（A）額定開端電路（KA）額定閉合電流（KA）4s熱穩(wěn)定電路（KA）額定動穩(wěn)定電流（KA）固有分閘時間(S）LW12220/20004022020004010040(3s)100 斷路器的校驗下面對所選斷路器進行校驗：1）額定電壓：2）額定電流：3）額定開斷電流： 4）額定關合電流： 熱穩(wěn)定短路計算時間： 熱效應： 5）短路熱穩(wěn)定校驗： 6）動穩(wěn)定校驗： 母線斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的最大持續(xù)工作電流，可知母線斷路器型號同上。 母線的選擇1. 機端封閉母線均采用封閉母線。目前我國20—60萬機組的母線，已廣泛采用全連式分相封閉母線，除每相外殼各段在電氣上以套管相互焊接起來外，還在三相外殼兩端通過短路板相互焊接起來并接地。在200MW及以上發(fā)電機引出線回路中采用分相封閉母線的目的是：1)減少接地故障，避免相間短路；2)消除鋼構發(fā)熱；3)減少相間短路電動力；4)母線封閉后，便有可能采用微正壓運行方式，防止絕緣子結露，提高運行安全可靠性，并為母線采用通風冷卻方式創(chuàng)造了條件；5)封閉母線由工廠成套生產(chǎn)，質(zhì)量較有保證，運行維護工作量小、施工安裝簡便，而且不需設置網(wǎng)欄，簡化了結構，也簡化了對土建結構的要求 2. 機端封閉母線的選擇查《電力工程電氣設備手冊》表1317，根據(jù),選擇的封閉母線技術數(shù)據(jù)及外形尺寸如下：絕緣水平（kV)額定電壓（A）外形尺寸（mm）241400010501400≈780 根據(jù)《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》（DL/T5222－2005)： 110KV及以上高壓配電裝置，當采用硬導體時，宜用鋁合金管形導體。按手冊，對年負荷利用小時數(shù)大（），傳輸容量大，長度在20m以上的導體，如發(fā)電機、變壓器的連接導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。而配電裝置的匯流母線通常在正常運行方式下，傳輸容量大，可按長期允許電流來選