【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 母線故障時(shí)， 須短時(shí)切除較多的電源和線路，這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電站是不允許的。 斷路器檢修時(shí)，仍有繼續(xù)供電 ，提高可靠性； 220KV出線在 4回以上，宜采用帶專門旁路斷路器的旁路母線 靈活性 運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，靈活性差 調(diào)度、檢修、擴(kuò)建方 便 倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作 倒換操作復(fù)雜、增加誤操作機(jī)會(huì) 自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)備相對(duì)少，投資小 設(shè)備相對(duì)多，占地面積大，投資較大 9 通過(guò)對(duì)兩種主接線可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第二方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 10 3 廠用電的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停機(jī)、檢修的過(guò)程中，有大量以電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理等輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。 這些電動(dòng)機(jī)及全廠的運(yùn)行操作、 試驗(yàn)、檢修、照明等用電設(shè)備都屬于廠用負(fù)荷?？偟暮碾娏?，統(tǒng)稱為廠用電。 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)組廠用電接線的要求： 每臺(tái)機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的； 全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的采用母線或公用負(fù)荷母線； 廠用電的工作電源及備用電源接線應(yīng)能保證各單元機(jī)組和全廠的安全運(yùn)行； 充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過(guò)程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，特別要注意對(duì)公用負(fù)荷供電的影響，要便于過(guò)渡，盡量減少改變接線和更換設(shè)備； 設(shè)置足夠的交流事故保安電源，當(dāng)全廠停電時(shí)，可以快速啟動(dòng)和自動(dòng)投入向保安負(fù)荷供電。 廠用負(fù)荷分類 發(fā)電廠廠用負(fù)荷根據(jù)其重要性、合理提供電源和供電方式，負(fù)荷可分以下幾類： Ⅰ類負(fù)荷：在瞬時(shí)短時(shí)停電，可能對(duì)人身和設(shè)備造成安全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大幅度下降，如送、引風(fēng)機(jī)、給水泵等負(fù)荷，要求這類負(fù)荷的供電系統(tǒng)可靠，工作電源故障后，應(yīng)有備用電源自動(dòng)投入。對(duì)設(shè)備配置上要有備用設(shè)備，雙電源供電，自動(dòng)切換。 Ⅱ類負(fù)荷：這類負(fù)荷允許短時(shí)停電，但如停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)，如磨煤機(jī)、碎煤機(jī)等負(fù)荷。這類負(fù)荷供電與Ⅰ類負(fù)荷相似，電源也應(yīng)可靠，但是備用電源可不自投，而用手動(dòng)投入即可。Ⅱ類負(fù)荷一 般也有備用設(shè)備，如不配備用設(shè)備，也要雙電源供電。 Ⅲ類負(fù)荷：一般與生產(chǎn)工藝過(guò)程無(wú)直接聯(lián)系，即使較長(zhǎng)時(shí)間停電，也不會(huì)直接影響到電廠正常運(yùn)行，如油處理設(shè)施及中央修配廠等負(fù)荷。這類負(fù)荷的供電的可靠性可以略低些，允許只有一個(gè)電源。 廠用電的電壓等級(jí) 對(duì) 300MW 機(jī)組的廠用電，根據(jù)國(guó)內(nèi)若干電廠的設(shè)置情況，廠用電采用 6KV和 380V 11 兩個(gè)電壓等級(jí)。配電原則是： 200KW 及以上的電動(dòng)機(jī)采用 6KV 電壓供電， 200KW 以下的電動(dòng)機(jī)采用 380V電壓供電。 可使廠用電系統(tǒng)簡(jiǎn)化、設(shè)備減少，但許多 2020KW 以上的大容量電動(dòng) 機(jī)接在 母線上，也會(huì)帶來(lái)設(shè)備選擇和運(yùn)行方面的問(wèn)題。設(shè)計(jì)時(shí)都是經(jīng)過(guò)諸多因素的綜合比較后確定。 發(fā)電廠廠用高壓電壓 綜合考慮廠用系統(tǒng)的短路電流水平及斷路器的開斷電流，以及高壓廠用系統(tǒng)中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作啟動(dòng)時(shí)，廠用母線電壓不低于 80%額定電壓的要求。廠用高壓選用6KV電壓等級(jí)，通過(guò)合理選擇變壓器容量及阻抗值，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓均可滿足要求。 發(fā)電廠廠用低壓電壓 主廠房的低壓廠用電系統(tǒng)采用動(dòng)力與照明分開供電方式，動(dòng)力與照明網(wǎng)絡(luò)電壓為380V，低壓廠用電壓為 380V，輔助廠房 的低壓電壓均為 380V。 電動(dòng)機(jī)的引接 200KW 及以上的電動(dòng)機(jī)接 6KV， 200KW 電動(dòng)機(jī)接 380V。 廠用電源及其引接方式 發(fā)電廠的廠用工作電源，必須供電可靠，且能滿足電廠各種工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具有正常的工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備用、啟動(dòng)電源和事故保安電源。一般電廠中都以啟動(dòng)電源兼作備用電源。 廠用工作電源及其引接 對(duì)于大容量的機(jī)組，各臺(tái)機(jī)組的廠用工作電源必須是獨(dú)立的，是保證機(jī)組正常運(yùn)行最基本的電源，要求供電可靠，而且要滿足整套機(jī)爐的全部廠用負(fù)荷要求，并可能還要承擔(dān)部分公用負(fù)荷。 300MW 機(jī)組都采用發(fā)電機(jī) — 變壓器組單元接線，并采用分相封閉母線。機(jī)組廠用T1 T2 G T 圖 廠用電源引接方式 12 電源都從發(fā)電機(jī) G 至主變壓器 T 之間的，即從發(fā)電機(jī)出口經(jīng)高壓廠用變壓器 T T2 將發(fā)電機(jī)出口電壓降至所要求的廠用高壓，如 圖 所示。 在這種接線方式下，發(fā)電機(jī)、主變壓器、廠用高壓變壓器以及相互連接的導(dǎo)體，任何一個(gè)元件故障都要斷開主變壓器高壓側(cè)的斷路器并停機(jī)。因此，僅當(dāng)發(fā)電機(jī)處于正常運(yùn)行時(shí)，才對(duì)廠用負(fù)荷供電；在發(fā)電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)、啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)電壓建立之前或停機(jī)過(guò)程電壓下降時(shí)，都不能對(duì)廠用負(fù)荷供電。這就需要另外設(shè)置獨(dú)立可靠的啟動(dòng)和停機(jī)用的電源 。停機(jī)電源是指保證發(fā)電機(jī)安全停機(jī)的某些廠用負(fù)荷繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間所需的電源。 廠用備用電源與啟動(dòng)電源 備用電源用于因工作電源事故或檢修而失電時(shí)替代工件電源，起后備作用。備用電源應(yīng)具有獨(dú)立性和足夠的供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電下仍能從系統(tǒng)獲得廠用電源。 啟動(dòng)電源一般是指機(jī)組在啟動(dòng)或停機(jī)過(guò)程中，工作電源不可能供電的工況下為該機(jī)組的廠用負(fù)荷提供電源。 300MW 機(jī)組的啟動(dòng)、備用廠用電源和其它機(jī)組一樣，采用啟動(dòng)電源兼?zhèn)溆秒娫吹姆绞皆O(shè)置，而且一般都經(jīng)啟動(dòng) /備用變壓器從 220KV系統(tǒng)引接，具有很高 的可靠性。這種除起備用電源和啟動(dòng)電源的作用外，也承擔(dān)了發(fā)電機(jī)停機(jī)電源的作用。對(duì)于 300MW 機(jī)組，一般每?jī)膳_(tái)設(shè)一套公用的啟動(dòng) /備用變壓器。 對(duì)于低壓 380V 的備用電源，與低壓工作電源的引接相似，也從中壓廠用母線經(jīng)低壓變壓器引接，但低壓工作電源與備用電源取自中壓廠用母線的不同分段上。 事故保安電源 對(duì) 300MW 機(jī)組，啟動(dòng) /備用變壓器通常接于110KV 系統(tǒng)，供電的可靠性已相當(dāng)高，但仍需設(shè)置后備的備用電源，即事故保安電源。當(dāng)廠用工作電源和備用電源都消失時(shí)，為確保能安全停機(jī)，應(yīng)設(shè)置事故保安電源，以滿足事故保安負(fù)荷 和連續(xù)供電。 300MW 機(jī)組每臺(tái)機(jī)一般設(shè)一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，采用每機(jī)組一臺(tái)柴油機(jī)分時(shí)間段的接圖 21 ～ 0s投入 PC 柴油發(fā)電機(jī) 備用工作 PC 正常工作 PC 正常工作 PC 保安 PC 10min 投入 PC 5s投入 PC 圖 事故保安電源引接方式 13 線，圖 所示。 保安負(fù)荷時(shí)間，分為以下幾種： （ 1）瞬時(shí)啟動(dòng)負(fù)荷，即全廠停電時(shí)須在數(shù)秒內(nèi)投入的負(fù)荷，如潤(rùn)滑油泵等。 （ 2）延時(shí)投入負(fù)荷，可按主機(jī)停運(yùn)程序分期延時(shí)投入的負(fù)荷。如頂軸油泵、盤車電動(dòng)機(jī)等。因而一般把保安負(fù)荷分為 0s、 50s 后和 10min 后投入三類，分別設(shè)三個(gè) MCC。 （ 3）廠用電基本接線形式 廠用電接線方式合理與否，對(duì)機(jī)、爐、電的輔機(jī)以及整個(gè)發(fā)電廠的工作可靠性有很大影響。廠用電的接線應(yīng)保證采用供電的連續(xù)性 ，使發(fā)電廠能安全滿發(fā)，并滿足運(yùn)行安全可靠、靈活方便等要求。 300MW 機(jī)組通常都為一機(jī)一爐單元式設(shè)置，采用機(jī)、爐、電為一單元的控制方式，因此，采用系統(tǒng)也必須按單元設(shè)置，各臺(tái)機(jī)組單元（包括機(jī)、爐、電）的廠用系統(tǒng)必須是獨(dú)立的，而且采用多段（兩段或四段）單母線供電。 14 4 變壓器的選擇 主變壓器的選擇原則 為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái) ； 在計(jì)算通過(guò)主變壓器的總?cè)萘繒r(shí)，至少應(yīng)考慮 5— 10 年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，并要求 ， 在發(fā)電機(jī)電 壓母線上的負(fù)荷為最小時(shí)，能將剩余功率送入電力系統(tǒng) ； 發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有 10%的裕度； 發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，能滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電需要；。 容量為 300MW 及以下機(jī)組單元單元接線的主要變壓器和 330KV 及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器； 變壓器按其每相的繞組分為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；發(fā)電廠以兩種升高電壓級(jí)向用戶供電或與系統(tǒng)連接時(shí)，可以采用 2臺(tái)雙繞組變壓器或三繞組變壓器。 廠用變壓器的選擇原則 廠用變壓器的選擇主要考慮 高壓廠用工作變壓器和啟動(dòng)設(shè)備變壓器的選擇，其選擇包括變壓器的臺(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)電壓一致。 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。 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。 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量 臺(tái)數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向 系統(tǒng)輸送功率，所以不設(shè)發(fā)電機(jī)母線，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的供電可靠，300MW 發(fā)電機(jī)組的主變壓器選用雙繞組變壓器 2 臺(tái)。向本廠供電變壓器選用三相式雙繞組變壓器 2臺(tái)，廠用備用電源選用雙繞組變壓器 1 臺(tái)，三個(gè)電壓等級(jí)的母線之間的母 15 連變壓器選用三相三繞組變壓器。 容量：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量 NS 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留 10％的裕度選擇。 GPNGN ΦC O S )Κ1(=S （ ） 式中NGΡ為發(fā)電機(jī)容量；NS為通過(guò)主變壓器的容量； GΦCOS 為發(fā)電機(jī)的額定功率， =ΦCOS G ； ?? 為廠用電率， PK =% 發(fā)電機(jī) G G2 的額定容量為 300MW，扣除廠用電后經(jīng)過(guò)變壓器的容量為： GPNGN CO SS ? ??? )1( = MV )( ??? （ ） 經(jīng)計(jì)算后選取變壓器如下： （ 1） 300MW 發(fā)電機(jī)組所選變壓器型號(hào)為： SFP360000/220 兩臺(tái)； （ 2） 三個(gè)等級(jí)母線間的變壓器型號(hào)為： SFPS240000/220 一臺(tái)； （ 3） 與 300MW 發(fā)電機(jī)組相連的廠用變壓器型號(hào)為： SFF740000/18 兩 臺(tái)； （ 4） 廠用備用電源變壓器型號(hào)為： SF2740000/110 一臺(tái) ； （ 5） 連接 6KV與三繞組變壓器的變壓器型號(hào)為： SFF31500/15 一臺(tái)。 其具體參數(shù)如表 所示： 16 表 所選變壓器型號(hào)及其參數(shù) 型號(hào) 額定容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 阻抗電壓（ UK%） 空載電流（ %） 空載損耗 高壓 中壓 低壓 SFP360000/220 360000 242177。2 % — 18 190 SFPS240000三繞組 240000 242177。2 % 121 高中 高低 中低 — 175 25 14 9 SFF740000/18 400000/220000 18177。2 % 全穿越 半穿越 系數(shù) 30 SFF31500/15 31500/220200 177。2% — 全穿越 半穿越 27 SF2740000/110 40000 110177。8 % — 17 5 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算目的及規(guī)則 在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) ， 其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面： 電氣主接線的比選； 選擇導(dǎo)體和電器； 確定中性點(diǎn)接地方式； 計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺； 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距； 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 一、 短路電流計(jì)算條件 ： （ 1） 正常工作時(shí)，三項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行 ； （ 2） 所有電流的電動(dòng)勢(shì)相位角相同； （ 3） 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行 ； （ 4） 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間 ； （ 5） 不考慮短路點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流 時(shí) ，元件的電阻略去不計(jì) ； （ 6） 不考慮短路點(diǎn)的阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流 ； （ 7） 元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮