【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 本工程采用發(fā)電機(jī) 變壓器組單元接線直接接入電廠新建的 500kV 配電裝置，電廠升壓站 500kV 母線電氣主接線擬采用一個(gè)半斷路器接線形式。如圖 所示。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 圖 電氣主接線圖 高低壓廠用電系統(tǒng)接線設(shè)計(jì)與原則 廠用電接線基本形式和特點(diǎn) 廠用電接線形式包括單母線和雙母線接線。單母線又分為單母線、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式；雙 母線又分為雙母線、雙母線分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等形式，本電廠采用單母線接線形式。 1. 單母線接線形式，如圖 所示 。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 圖 單母線接線形式 接線特點(diǎn)：所有電源及出線均接在同一母線上。 優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明顯，采用設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建，造價(jià)低； 缺點(diǎn)是供電可靠性低。 2. 單母線分段接線 ,如圖 所示 圖 單母線分段接線 , 1. 接線特點(diǎn) （ 1） 分段斷路器閉合運(yùn)行 一個(gè)電源故障時(shí)，仍可以使兩段母線都有電，可靠性比較好，但線路故障時(shí)短路電流較大。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 （ 2） 分段斷路器斷開運(yùn)行 在 QF1 處裝設(shè)備自投裝置，重要用戶可以從兩段母線引接采用雙回路供電，還可以限制短路電流。 2. 優(yōu)缺點(diǎn)分析 優(yōu)點(diǎn)：提高了供電可靠性 缺點(diǎn)：停電范圍較大 廠用電電壓的選擇 1. 高壓廠用電的電壓 （ 1） 容量為 600MW 及以下機(jī)組，發(fā)電機(jī)電壓為 時(shí)，宜采用 3KV、 10KV；發(fā)電機(jī)電壓為 時(shí)，宜采用 6KV。 （ 2） 容量 125～ 300MW 級(jí)的機(jī)組，宜采用 6KV； （ 3） 容量為 600MW 及以上的機(jī)組，可根據(jù)具體條件采用 6KV 1 級(jí)或 1KV、 10KV 2 級(jí)高壓廠用電壓。 2. 低壓廠用電電壓 容量為 200MW 及以上的機(jī)組，主廠房?jī)?nèi)的低壓廠用電系統(tǒng)宜采用動(dòng)力與照明分開供電方式，動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)的電壓宜采用 380V。 本課題機(jī)組為 660MW 容量，所以高壓廠用電宜采用 10KV 電壓，低壓廠用電采用 400V 電壓。 高低壓廠用電接線原則 根據(jù)《 DL_T_515320xx 火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》 1. 高壓廠用電接線原則和方式 高壓廠用電接線原則 （ 1） 每臺(tái) 機(jī)組的高壓廠用電應(yīng)該相對(duì)獨(dú)立，對(duì) 200MW 及以上的機(jī)組尤為重要，防止某一臺(tái)機(jī)組的廠用電母線故障時(shí)，不影響其他機(jī)組的正常運(yùn)行。 200MW 及以上的機(jī)組是電力的主力北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 機(jī)組，一旦幾臺(tái)機(jī)組同時(shí)停運(yùn)，有可能造成電力系統(tǒng)的崩潰和瓦解，同時(shí)由于事故被限制在小的范圍，也便于處理事故，并使機(jī)組在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。 （ 2） 高壓廠用電應(yīng)設(shè)有啟動(dòng) /備用電源，電源設(shè)置方式根據(jù)機(jī)組容量大小和它在系統(tǒng)的重要性而異，但必須是可靠的。 （ 3） 考慮全廠的發(fā)展規(guī)劃，各高壓廠用電系統(tǒng)的布置應(yīng)留有充分余地，容量上應(yīng)考慮足夠的裕度，以免在擴(kuò)建時(shí)造成重復(fù)性浪費(fèi)。 （ 4） 應(yīng)盡 量減少在數(shù)臺(tái)機(jī)組連續(xù)施工過程中多次停電改變接線和更換設(shè)備的幾率。 高壓廠用母線應(yīng)采用單母線接線，鍋爐容量為 125MW 以下時(shí)，每臺(tái)鍋爐可由 1 段母線供電，鍋爐容量為 125MW 及以上時(shí)，每臺(tái)鍋爐每一級(jí)高壓廠用電壓應(yīng)不少于 2 段，并將雙套輔機(jī)的電動(dòng)機(jī)分接在兩段母線上， 2 段母線可由 1 臺(tái)變壓器供電； 2. 低壓廠用電接線原則 低壓廠用電也應(yīng)采用單母線接線，鍋爐容量為 50MW 以下時(shí)，且在母線上接有機(jī)爐的 1 類負(fù)荷時(shí)，宜按爐或機(jī)對(duì)應(yīng)分段；鍋爐容量為 200MW 及以上時(shí)，每臺(tái)鍋爐應(yīng)設(shè)置 2 段及以上母線。 變壓器的選擇原則 根據(jù)負(fù)荷計(jì) 算統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可進(jìn)行變壓器的選擇。變壓器的選擇包括容量、臺(tái)數(shù)、類型的選擇。 變壓器原、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。聯(lián)接組別一致使同一電壓等級(jí)的廠用工作、備用變壓器輸出電壓相位一致。變壓器的容量必須保證廠用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率 。 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則 在廠用電中，變壓器臺(tái)數(shù)的選擇與供電范圍內(nèi)用電負(fù)荷大小、性質(zhì)、重要程度有關(guān)。 選擇臺(tái)數(shù)配置符合下列原則： 1. 高壓廠用工作變壓器的臺(tái)數(shù) （ 1） 125MW 級(jí)機(jī)組的高壓廠用工作電源宜采用 1 臺(tái)雙卷變壓器 。 （ 2） 200MW 級(jí)～ 300MW 級(jí) 機(jī)組的高壓廠用工作電源宜采用 1 臺(tái)分裂變壓器 。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 （ 3） 600MW級(jí)機(jī)組的高壓廠用工作電源可采用 1臺(tái)分裂變壓器或 1臺(tái)分裂家 1臺(tái)雙卷變壓器 。 （ 4） 1000MW 級(jí)機(jī)組的高壓廠用工作電源可采用 2 臺(tái)分裂變壓器或 1 臺(tái)分裂變壓器加 1 臺(tái)雙卷變壓器 2. 低壓廠用變壓器臺(tái)數(shù)是根據(jù)負(fù)荷工藝來決定，采用成對(duì)設(shè)置。 3. 高壓?jiǎn)?dòng) /備用變壓器的臺(tái)數(shù) （ 1） 小型發(fā)電廠，一般沒 4～ 6 臺(tái)廠用高壓工作變壓器設(shè)置一臺(tái)廠用高壓備用電壓器。 （ 2） 單機(jī)容量 100～ 125MW 的機(jī)組采用單元接線時(shí)，一般每 2~4 臺(tái)廠用高壓工作變壓器設(shè)置一臺(tái)廠用高壓備用電壓器。 （ 3） 單機(jī)容量 200MW 以上的 機(jī)組采用單元接線時(shí)，一般每 2 臺(tái)廠用高壓工作變壓器設(shè)置一臺(tái)廠用高壓備用電壓器。 （ 4） 單機(jī)容量 600MW 及以上的機(jī)組，一般每 2 臺(tái)廠用高壓工作變壓器設(shè)置一臺(tái)廠用高壓備用電壓器。 4. 低壓?jiǎn)?dòng) /備用電壓器 （ 1） 單機(jī)容量在 125MW 及以下的中、小發(fā)電廠，一般沒 6~8 臺(tái)廠用低壓工作變壓器設(shè)置一臺(tái)廠用低壓備用電壓器。 （ 2） 容量為 200MW 的機(jī)組，每 2 臺(tái)機(jī)組可合用 1 臺(tái)低壓廠用備用變壓器。 （ 3） 容量為 300MW 及以上的機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組宜設(shè) 1 臺(tái)低壓廠用備用變壓器。 本設(shè)計(jì)是 4*660MW 級(jí)機(jī)組，工作電壓選擇為分裂變壓器，每?jī)膳_(tái)機(jī)組設(shè)置一臺(tái)高壓?jiǎn)?dòng) /備用變壓器 變壓器容量的選擇原則 廠用電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)廠用高壓變壓器的容量應(yīng)按廠用電高壓計(jì)算負(fù)荷的 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)留有 10%左右的裕度。 1. 廠用高壓工作變壓器容量，當(dāng)為雙繞組變壓器時(shí)按下式容量 ； lhr SSS ?? （ ） 式中 hS — 廠用電高壓計(jì)算負(fù)荷之和 ； 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 lS — 廠用電低壓計(jì)算負(fù)荷之和 ； 2. 當(dāng)分裂繞組變壓器時(shí)，其各繞組容量應(yīng)滿足 高壓繞組 r SSS ??1 （ ） 分裂繞組 SS ?2 （ ） 式中 1nS — 廠用變壓器高壓繞組容量； cS — 廠用變壓器分裂繞組計(jì)算負(fù)荷； lhc SSS ?? （ ） rS — 分裂繞組兩支重復(fù)計(jì)算負(fù)荷； （ ） 2nS — 廠用 lhr SSS ?? 變壓器分裂繞組容量； 3. 啟動(dòng) /備用變壓器容量 雙繞組變壓器 m axTPTN SSS ?? （ ） 分裂組變壓器 m a xTPTN SSS ?? （ ） 39。SSS TSTN ??? （ ） 式中 ： TNS — 啟動(dòng) /備用變壓器高壓繞組容量； PS — 啟動(dòng) /備用變壓器低壓繞組原有負(fù)荷容量； maxTS — 最大一臺(tái)廠用分裂繞組的計(jì)算負(fù)荷； TSS — 啟動(dòng) /備用分裂繞組的計(jì)算負(fù)荷之和； 39。S — 啟動(dòng) /備用分裂繞組互為備用的重復(fù)負(fù)荷； 變壓器類型的選擇原則 1. 變壓器的型號(hào) 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 變壓器的型號(hào)是由字母和數(shù)字兩個(gè)部分組成的，一般可表示如下： 其中： 1 為變壓器的產(chǎn)品型號(hào)，由多個(gè)字母組成； 2 為設(shè)計(jì)序號(hào)； 3 為額定容量， kV A； 4 為高壓繞組電壓等級(jí)， kV； 2. 變壓器型式的選擇 主要包括有：相數(shù)、繞組數(shù)、調(diào)壓方式、連接組別等，以下分別介紹。 （ 1） 相數(shù)選擇 變壓器有三相變壓器和單相變壓器。在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電所，一般選用三相變壓器。單相變壓器組是由三個(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高。只有受變壓器的制造和運(yùn)輸條件限制時(shí)，才考慮用單相變壓器組。對(duì)于 500KV 發(fā)電廠和變電所，應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證來確定選用三相變壓器還是單相變壓器組。 在本設(shè)計(jì)中，電壓等級(jí)是 500KV，因此選用三相變壓器。 （ 2）繞組數(shù)的選擇 發(fā)電廠的容量為 100MW 及以上的機(jī)組時(shí)，一般采用發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器單元接線形式接入系統(tǒng)。采用擴(kuò)大單元接線的變壓器，適宜采用低壓分裂繞組的變壓器，可以大大限制短路電流。 根據(jù)以 上選擇原則，并結(jié)合主接線采用發(fā)電機(jī) 變壓器單元接線形式，主變壓器選用雙繞組變壓器。 （ 3） 繞組聯(lián)結(jié)方式 電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種，高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào) Y 表示，如果將中性點(diǎn)引出則用 YN 表示，對(duì)于中、低壓繞組則用 y 及 yn 表示；高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào) D 表示，低壓繞組用 d 表示。我國(guó) 110KV 及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)都需要選擇 YN 的聯(lián)結(jié)方式，對(duì)于 110KV 變壓器的 35KV 側(cè)也采用yn 的聯(lián)結(jié)方式，以便接入消弧線圈，而 6～ 10KV 側(cè)采用 d 形 ,因此，變壓器高壓側(cè) 采用 YN，低壓側(cè)采用 d 形聯(lián)結(jié)方式。 （ 4）調(diào)壓方式選擇 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 變壓器的調(diào)壓方式分帶負(fù)荷切換的有載（有勵(lì)磁）調(diào)壓方式和不帶負(fù)荷切換的無載（無勵(lì)磁）調(diào)壓方式兩種。在能滿足電壓正常波動(dòng)情況下一般采用無載調(diào)壓方式。對(duì)于接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，要求變壓器的二次電壓維持在一定的水平，應(yīng)該采用有載調(diào)壓方式。 由此，在設(shè)計(jì)中采用無載調(diào)壓方式，發(fā)電機(jī)可以通過發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)壓來調(diào)壓。 短路電流的計(jì)算 短路計(jì)算的目的和意義 1. 短路故障的原因 （ 1） 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、過電壓引起的 絕緣損壞。 （ 2） 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。 （ 3） 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。 2. 短路故障的危害： （ 1） 電流急劇增大。短路時(shí)的故障電流可以達(dá)到正常負(fù)荷電流的十幾倍，高達(dá)幾萬甚至十幾萬安培，產(chǎn)生巨大的沖擊力和大量的熱量，引起設(shè)備損壞，危及人身安全。 （ 2） 電網(wǎng)電壓大幅下降。 （ 3） 使系統(tǒng)并列同步運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞。 （ 4） 不對(duì)稱短路時(shí)流過的不平衡電流產(chǎn)生大量諧波，干擾通訊，危及設(shè)備和人身安全。 2. 短路計(jì)算的目的： （ 1） 正確的選擇電氣設(shè)備及導(dǎo)體，使之在短路故障發(fā)生時(shí)不致?lián)p壞。 （ 2） 正確選擇合理的繼電保護(hù)裝置，使其在短路故障時(shí)能可靠切除故障。 3. 短路計(jì)算主要用于： （ 1） 設(shè)備選擇； （ 2） 繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和整定； （ 3） 電網(wǎng)接線方式的合理選擇 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 1. 高壓短路電流計(jì)算 高壓廠電用電系統(tǒng)的短路電流由廠用電源和電動(dòng)機(jī)兩部分供電，按實(shí)用計(jì)算法 （ 1） 三相短路電流分量的起始值 DB III 39。39。39。39。39。39。 ?? TXJB XX II ??39。39。 3..39。39。 10 ??? DeDqD IKI 式中 39。I — 短路電流周期分量的起始有效值（ KA）； BI39。 — 廠用電源短路電流周期分量的起始有效值 (KA)； DI39。 — 電動(dòng)機(jī)反饋電流周期分量的起始