【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 備用電源的引接應(yīng)保證其獨(dú)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(jī)電壓母線的不同分段上，通過(guò)廠用備用變壓器（或電抗器）引接。2)從發(fā)電機(jī)聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，但應(yīng)保證在機(jī)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(jí)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(jì)性較差，但可靠性較高。4)當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)過(guò)變壓器取得獨(dú)立的備用電源或啟動(dòng)電源?？紤]以上原則，本設(shè)計(jì)中啟動(dòng)（備用）電源從變壓器側(cè)高壓母線上通過(guò)廠用電備用電源變壓器引接煤礦工業(yè)廣場(chǎng)110kv變電所引接。3. 事故保安電源對(duì)300Mw及其以上的大容量機(jī)組，當(dāng)廠用工作電源河備用電源都消失時(shí)，為確保在嚴(yán)重事故狀態(tài)下能安全停機(jī)，事故消除后又能及時(shí)恢復(fù)供電，應(yīng)設(shè)置事故保安電源，以保證事故保安負(fù)荷，如潤(rùn)滑油泵、密封油泵、熱工儀表及自動(dòng)裝置、盤車裝置、定軸油泵、事故照明和計(jì)算機(jī)等設(shè)施的連續(xù)供電。事故保安電源必須是一種獨(dú)立而又十分可靠的電源，通常采用快速自動(dòng)程序啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)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?。?duì)300Mw及以上機(jī)組還應(yīng)由附近110kv及以上的變電站或發(fā)電廠引入獨(dú)立可靠專用線路，作為事故備用保安電源。本設(shè)計(jì)采用快速自動(dòng)程序啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)作為事故保安電源。廠用電接線方式合理與否，對(duì)機(jī)、爐、電的輔機(jī)及整個(gè)發(fā)電廠的運(yùn)行可靠性有很大影響。廠用電接線應(yīng)保證廠用供電的連續(xù)性，使發(fā)電機(jī)能安全滿發(fā)，并滿足運(yùn)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(fù)荷容量較大，分布面較廣，尤以鍋爐的輔助機(jī)械設(shè)備耗電量大，如吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、磨煤機(jī)、給粉機(jī)、電動(dòng)給水泵等大型設(shè)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(jì)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(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立段，凡屬同一臺(tái)鍋爐的廠用負(fù)荷均接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機(jī)的廠用負(fù)荷一般也接在該段母線上，而該段母線由其對(duì)應(yīng)得發(fā)電機(jī)組供電。全廠公用負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)負(fù)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(fù)荷應(yīng)盡可能均勻分配。當(dāng)公用負(fù)荷大時(shí)，可設(shè)公用母線段。對(duì)于400t/h及以上的大型鍋爐，每臺(tái)鍋爐設(shè)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(yīng)的高壓廠用母線供電。廠用電各級(jí)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(diǎn)： ①若某一段母線發(fā)生故障，只能影響其對(duì)應(yīng)的一臺(tái)鍋爐的運(yùn)行，使事故影響范圍局限在一機(jī)一爐；②廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流較小，有利于電氣設(shè)備的選擇；③將同一機(jī)爐的廠用電負(fù)荷接在同一段母線上，便于運(yùn)行管理合安排檢修。故本設(shè)計(jì)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(dòng)備用變壓器的選擇，其選擇內(nèi)容包括變壓器的臺(tái)數(shù)、型式、額定電壓、容量和阻抗。廠用變壓器的額定電壓應(yīng)根據(jù)廠用電系統(tǒng)的電壓等級(jí)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(luò)電壓相一致。本設(shè)計(jì)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(chǎng)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(tái)數(shù)和型式主要與廠用高壓母線的段數(shù)有關(guān)，而母線的段數(shù)又與廠用高壓母線的電壓等級(jí)有關(guān)，而母線的段數(shù)又與廠用高壓母線的電壓等級(jí)有關(guān)。當(dāng)只有6KV一種電壓等級(jí)時(shí)，一般分兩段；當(dāng)10KV與3KV電壓等級(jí)同時(shí)存在時(shí)，則分四段。當(dāng)只有6KV一種電壓等級(jí)時(shí)，廠用高壓工作變壓器可選用1臺(tái)全容量的分裂繞組變壓器，兩個(gè)分裂支路分別供兩段母線；或選用2臺(tái)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(jí)時(shí)，廠用高壓工作變壓器可選用2臺(tái)50％容量的三繞組變壓器，分別供四段母線。本設(shè)計(jì)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(tái)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(fù)荷從電源獲得足夠的功率。因此，對(duì)廠用高壓工作變壓器的容量應(yīng)按廠用電高壓工作變壓器的容量應(yīng)按廠用高壓計(jì)算負(fù)荷110％與廠用電低壓計(jì)算負(fù)荷之和進(jìn)行選擇；而廠用低壓工作變壓器的容量應(yīng)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(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)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(yīng)與最大一臺(tái)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(xiàng)重要指標(biāo)。廠用工作變壓器的阻抗要求比一般動(dòng)力變壓器的阻抗大，這是因?yàn)橐拗谱儔浩鞯蛪簻y(cè)的短路容量，否則將影響到開關(guān)設(shè)備的選擇，一般要求阻抗應(yīng)大于10％；但是，阻抗過(guò)大又將影響廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)。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?yàn)榉至牙@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(shí)具有較大的阻抗。 《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T5153－2002)：高壓廠用工作變壓器的容量宜按高壓電動(dòng)機(jī)廠用計(jì)算負(fù)荷與低壓廠用電的計(jì)算負(fù)荷之和選擇。如公用負(fù)荷正常由第一臺(tái)高壓廠用起動(dòng)/備用變壓器供電，則應(yīng)考慮起動(dòng)/備用變壓器檢修時(shí)，由第一臺(tái)高壓廠用工作變壓器接帶全部公用負(fù)荷，也可由第一臺(tái)與第二臺(tái)高壓廠用工作變壓器各接帶50%公用負(fù)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(hào)如下：型號(hào)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(hào)SFF740000/2040000/220000kVA高壓低壓全穿越半穿越Y(jié)n，d11d1120177。2%—第五章 短路電流的計(jì)算電力系統(tǒng)運(yùn)行有三種狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)、非正常運(yùn)行狀態(tài)和短路故障。在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運(yùn)行情況。對(duì)供用電系統(tǒng)以及電力設(shè)備危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動(dòng)力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)等。因此，短路電流計(jì)算是電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體的選擇、接地計(jì)算的基礎(chǔ)。電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化、或遭受機(jī)械損傷，或因雷擊、過(guò)電壓引起的絕緣損壞。 電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不良和運(yùn)行不當(dāng)或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路。運(yùn)行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運(yùn)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(guó)外資料顯示，每個(gè)人都有違反規(guī)程操作的潛意識(shí)。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(qiáng)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(qiáng)大的短路電流通過(guò)電氣設(shè)備是發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，足以使設(shè)備因過(guò)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(dòng)力，可能使導(dǎo)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(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)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，可能導(dǎo)致并列運(yùn)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(dǎo)致的最嚴(yán)重后果；(5). 巨大的短路電流將在周圍空氣產(chǎn)生很強(qiáng)大電磁廠，尤其是不對(duì)稱短路時(shí)，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。短路故障對(duì)電力系統(tǒng)可能造成極其嚴(yán)重的后果，所以一方面應(yīng)采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和互感器等。這一切都離不開對(duì)短路電流故障的分析和短路電流的計(jì)算。概括起來(lái)，計(jì)算短路的主要目的在于：(1)為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計(jì)算短路沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性，計(jì)算短路電流的周期分量以校驗(yàn)設(shè)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(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。(1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。(2)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。(3)選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。(4)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。(1)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；(2)所有電源的電動(dòng)勢(shì)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(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生化；(4)不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；(5)元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；(6)系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。(7)高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量：SB = 1000MVA基準(zhǔn)電壓：（KV） (1)計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，同一基準(zhǔn)容量下；(2)給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；(3選擇短路點(diǎn)；(4)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。(5)計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值系統(tǒng)的等值電路圖所示：設(shè)1) 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)： 系統(tǒng)簡(jiǎn)化等值電路如圖52： 圖52 簡(jiǎn)化電路圖其中短路沖擊電流查運(yùn)算曲線得2) 點(diǎn)發(fā)生單相短路時(shí)： 正序網(wǎng)：負(fù)序網(wǎng)：零序網(wǎng)： T=0s時(shí)3) 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)：可簡(jiǎn)化為圖54：其中4) 點(diǎn)發(fā)生單相短路時(shí)：正序網(wǎng)：負(fù)序網(wǎng)：零序網(wǎng)： 5）點(diǎn)發(fā)生單相短路時(shí)：圖……6）當(dāng)發(fā)生單相短路時(shí)：正序網(wǎng)：負(fù)序網(wǎng)：零序網(wǎng)：t=0s時(shí)第六章電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的原理及選擇條件和方法是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，本章主要介紹載流導(dǎo)體和主要電氣設(shè)備，管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作條件選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。電氣設(shè)備選擇的一般要求：、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；；；；；，并經(jīng)證實(shí)鑒定合格。220kV母線處最大工作電流：（兩臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)工作于一條母線）。220kV引線處最大工作電流：發(fā)電機(jī)出口最大工作電流：由于發(fā)電機(jī)，調(diào)相機(jī)或變壓器在電壓降低5%時(shí)，輸出功率可保持不變，故其相應(yīng)回路的Imax應(yīng)為發(fā)電機(jī)。 斷路器的選擇 斷路器的功能斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或電路故障時(shí)，能快速切除故障回路，保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)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(jí)和Imax，查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》表447，選型如下：型號(hào)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(dòng)穩(wěn)定電流（KA）固有分閘時(shí)間(S）LW12220/20004022020004010040(3s)100 斷路器的校驗(yàn)下面對(duì)所選斷路器進(jìn)行校驗(yàn)：1）額定電壓：2）額定電流：3）額定開斷電流： 4）額定關(guān)合電流： 熱穩(wěn)定短路計(jì)算時(shí)間： 熱效應(yīng)： 5）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 母線斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的最大持續(xù)工作電流，可知母線斷路器型號(hào)同上。 母線的選擇1. 機(jī)端封閉母線均采用封閉母線。目前我國(guó)20—60萬(wàn)機(jī)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(lái)外，還在三相外殼兩端通過(guò)短路板相互焊接起來(lái)并接地。在200MW及以上發(fā)電機(jī)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(gòu)發(fā)熱；3)減少相間短路電動(dòng)力；4)母線封閉后，便有可能采用微正壓運(yùn)行方式，防止絕緣子結(jié)露，提高運(yùn)行安全可靠性，并為母線采用通風(fēng)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(yùn)行維護(hù)工作量小、施工安裝簡(jiǎn)便，而且不需設(shè)置網(wǎng)欄，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，也簡(jiǎn)化了對(duì)土建結(jié)構(gòu)的要求 2. 機(jī)端封閉母線的選擇查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》表1317，根據(jù),選擇的封閉母線技術(shù)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(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T5222－2005)： 110KV及以上高壓配電裝置，當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí)，宜用鋁合金管形導(dǎo)體。按手冊(cè)，對(duì)年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大（），傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體，如發(fā)電機(jī)、變壓器的連接導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。而配電裝置的匯流母線通常在正常運(yùn)行方式下，傳輸容量大，可按長(zhǎng)期允許電流來(lái)選