【導(dǎo)讀】本畢業(yè)設(shè)計論文是遼寧發(fā)電4?200MW第一期工程電氣部分初步設(shè)。最基本的要求和原則依據(jù)。變壓器的選擇包括：發(fā)電廠主變壓器、及廠用母線接線設(shè)計。短路電流計算是最重要的環(huán)節(jié)，本論文詳細(xì)的。柜的選擇原則和要求，并對這些設(shè)備進(jìn)行校驗和產(chǎn)品相關(guān)介紹。裝置，決定此次設(shè)計對本廠采用分相中型布置。繼電保護(hù)和自動裝置。此外，在論文適當(dāng)?shù)奈恢眠€附加了圖紙（主接線、平面。圖、防雷保護(hù)等）及表格以方便閱讀、理解和應(yīng)用。

　　

【正文】 且，三繞組變壓器由于制造上的原因，中壓側(cè)不留分接頭，只作死抽頭，不利于高、中壓側(cè)的調(diào)壓和負(fù)荷分配。為此，一般以采用雙繞組變壓器和聯(lián)絡(luò)變壓器更為合理。其聯(lián)絡(luò)變壓 器宜選用三繞組變壓器，低壓繞組可作為廠用備用電源或廠用啟動電源，亦可連接無功補償裝置。當(dāng)采用擴(kuò)大單元接線時，應(yīng)優(yōu)先選用低壓分裂繞組變壓器，這樣，可以大大限制短路電流。在 110KV 及以上中性點直接接地系統(tǒng)中，凡需選用三繞組變壓器的場所，均可優(yōu)先選用自耦變壓器，它損耗小、體積小、效率高，但限制短路電流的效果較差，變比不宜過大。 繞組接線的組別的確定 變壓器三相繞組的接線組別小，必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“ Y” 和三角形“ D”兩種。因此變壓器三相繞組的連接方式 應(yīng)根據(jù)具體工程來確定。我國 110KV 及以上電壓變壓器三相繞組都采用“ YN”連接； 35KV 采用“ Y” 連接，其中性點多通過消弧線圈接地； 35KV 以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“ D”連接。 12 第二章 電氣主接線的設(shè)計 總則 電氣主接線發(fā)電廠、變電站設(shè)計的主體。采用何種主接線形式，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電站本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性要求等密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定都有較大影響。因此，主接線的設(shè)計必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析 ，正確處理好各方面的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案。 電氣主接線的設(shè)計原則和要求 電氣主接線的設(shè)計原則 以下達(dá)的任務(wù)書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國情“的電力建設(shè)與發(fā)展的方針，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實際的具體特點，準(zhǔn)確地掌握原始資料，保證設(shè)計方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。 電氣主接線的設(shè)計步驟 (1) 原始資料分析 (2) 對擬定的各方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選出最好的方案 (3) 繪制電氣主接線圖 回 對主接線設(shè)計的基本要求 (1) 可靠性：為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。 1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。 2）斷路器母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電。 3）盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。 4）大機組超高壓主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。 (2) 靈活性：在調(diào)度時，可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路等元件，合理調(diào)配電源和負(fù)荷。在檢修時，可以方便停運斷路器、母線及二次設(shè)備，并 13 方便地設(shè)置安全措施，不影響電網(wǎng)的正 常運行和對其他用戶的供電。 (3) 經(jīng)濟(jì)性： 1）投資省 2）占地面積小 3）電能損耗小 4）發(fā)展性大 大型電廠的電氣主接線 大型電廠一般指總?cè)萘繛?1000MW 及以上、單機容量為 200MW 及以上，其接線的特點是： (1) 采用簡單可靠的單元接線方式。有發(fā)電機 — 變壓器單元接線、擴(kuò)大單元接線和發(fā)電機 — 變壓器 — 線路單元接線等，直接入高壓或超高壓配電裝置。 (2) 大型電廠的所有發(fā)電機 — 變壓器單元有部分接入超高壓配電裝置、部分接入 220KV 配電裝置；也有全部接入超高壓配電裝置的。 (3) 接入 220KV 配電 裝置的單機容量最大一般不超過 300MW。 發(fā)電機 — 變壓器組單元接線 200MW 及以上大機組一般都采用與雙繞組變壓器組成單元接線而不與三繞組變壓器組成單元接線，當(dāng)發(fā)電廠具有兩種升高的電壓等級時，則裝設(shè)聯(lián)絡(luò)變壓器。 大機組要求避免在出口處發(fā)生短路，除采用安全可靠的分相封閉母線外，主回路力求簡單，盡量不裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。而采用雙繞組變壓器時，就可不裝出口斷路器和隔離開關(guān)。 主變壓器中性點接地方式 (1)主變在 110～ 500KV 側(cè)采用中性點直接接地方式 。 (2)主變在 6～ 63KV 側(cè)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式。 發(fā)電機中性點接地方式 (1)發(fā)電機中性點采用非直接接地方式。 (2)200MW 發(fā)電機組采用發(fā)電機中性點經(jīng)高電阻接地方式。 母線接線 110KV～ 220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 5 回及以上時，或當(dāng) 110KV～ 220KV 配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為 4 回及以上時采用雙母線的兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。 當(dāng) 220KV 出線為 5 回及以上， 110KV 出線為 7 回及以上 時規(guī)定一般應(yīng)裝設(shè)專 14 用旁路斷路器。 本廠 220KV 出線最終為 10回，故選擇的電氣主接線方案為：雙母線帶旁路、一臺半斷路器接線。 方案一：雙母線帶旁路 圖 2－ 1 方案二：一臺半斷路器接線（一期工程） 圖 2－ 2 15 方案比較 項目 雙母線帶旁路 一臺半斷路器接線 優(yōu) 點 比 較 可 靠 性 通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。進(jìn)出線斷路器檢修時，由專用旁路斷路器代替，通過旁路母線供電，對雙母線的運行沒有影響。 每一回路由兩臺斷路器供電，發(fā)生母線故障時，只跳開與此母線相連的所有斷路器，任何回路不停電，在檢修和故障相重合的情況下，停運的回路不超過兩回。 靈活性 各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 為多環(huán)形供 電，調(diào)度靈活。但停運一個回路需操作兩臺斷路器，母線故障時，接線內(nèi)潮流變化大。 隔離開關(guān)要作為操作電器，當(dāng)改變運行方式和處理事故時，需進(jìn)行倒閘操作。 經(jīng)濟(jì)性 當(dāng)出線為 8回以上時，雙母線分段帶旁路投資比一臺半斷路器接線少 擴(kuò)建方便 向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路停電，當(dāng)有雙母架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出現(xiàn)交叉跨越。 無 便于試驗 當(dāng)各別回路需要單獨進(jìn)行試驗時，要將該回路分開，單獨接至一組母 線上。 無 缺 當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。 由于一個回路連接著兩臺斷路器，一臺中間斷路器連接著兩個 16 點 比 較 為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 回路，使繼電保護(hù)及二次回路復(fù)雜。 此接線雖然可靠性高，但占地造價高，為解決繼電保護(hù)校驗問題，保護(hù)必須雙重化。 表 2－ 1 因此，從綜合情況下考慮，當(dāng)出線在 8 回以上時，除特殊情況，一般不宜在 220KV 配電裝置中采用一臺半斷路器接線，所以采用雙母線 帶旁路接線。 17 第三章 廠用電接線 廠用電接線設(shè)計原則 廠用電系統(tǒng)應(yīng)具有調(diào)度的供電可靠性和靈活性。無論在機組起動、正常運行、正常停機和事故停機時，或在電力系統(tǒng)的某些部分發(fā)生短路的過渡狀態(tài)下，或是由于機組熱機部分缺陷造成機組解列，以及當(dāng)電力系統(tǒng)頻率與電壓波動的情況下，均能可靠地向需要運行的廠用設(shè)備供電。為此，廠用電接線應(yīng)滿足以下幾點： （ 1）、按機組自成系統(tǒng)，大機組尤應(yīng)如此。每臺機組的廠用電系統(tǒng)能在規(guī)定電壓變化范圍內(nèi)工作，不受外部電力系統(tǒng)故障干擾，一臺機組的故障、停運或其輔助設(shè)備的電氣故障，不應(yīng)影響另一 臺機組的正常運行。 （ 2）、保證在廠用工作電源故障、機組起動和停運過程中必需的廠用機械的供電，一般應(yīng)配置備用電源或起動電源。在機組起動、停運和事故時的切換操作要少，并能與工作電源短時并列（選擇廠用工作變壓器和廠用備用變壓器繞組連接方式時，應(yīng)計及此）。 （ 3）、在滿足機組安全運行的前提下，設(shè)置數(shù)量少的廠用變壓器和廠用母線段，使接線簡單明了和操作方便。 （ 4）、充分考慮分期建設(shè)與連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式。 （ 5）、合理配置廠用電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，正確選擇保護(hù)裝置的和備用電源自投裝置的動作時間，使能迅 速切除故障元件，保護(hù)人身和設(shè)備安全，縮小故障影響，提高廠用電系統(tǒng)的安全水平。 （ 6）、配備足夠容量的交流事故保安電源，當(dāng)廠用工作電源和備用電源均失效時，能夠快速起動和自動投入。 （ 7）、配備電能質(zhì)量指標(biāo)符合熱工負(fù)荷要求的交流不間斷供電裝置。 （ 6）、（ 7）兩條適用于 200MW 及以上容量的火力發(fā)電機組。 廠用電供電電壓等級的確定 實踐經(jīng)驗表明：對于火電廠，當(dāng)發(fā)電機容量在 60MW 及以下，發(fā)電機電壓為 時，可采用 3KV 作為廠用高壓電壓；當(dāng)容量在 100～ 300MW 時，宜選用6KV 作為廠用高壓電壓； 當(dāng)容量在 300MW 以上時，若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，可采用兩種高壓廠用電壓，即 3KV 和 10KV 兩段電壓。 18 廠用電源的引接 高壓廠用工作電源的引接 當(dāng)發(fā)電機與主變壓器成單元連接機組時，根據(jù)上述原則引接各自的高壓廠用工作電源。 200MW 機組多采用高壓廠用工作電源由主變壓器低壓側(cè)引接，采用分裂繞組變壓器。 低壓廠用工作電源引接 (1) 低壓廠用變壓器一般由高壓廠用母線段上引接。當(dāng)無高壓廠用母線時，可從發(fā)電機電壓主母線或發(fā)電機出口引接。 (2) 按爐分段的低壓廠用母線，其工作變壓器應(yīng)由對應(yīng)的 高壓廠用母線段供電。 備用電源引接方式 (1) 備用電源的數(shù)量 電廠類別 高壓廠用備用電源 低壓廠用備用電源 一般電廠 與第 6個工作電源同時設(shè) 置第 2 個備用電源 與第 8臺低壓廠用工作變壓器同時設(shè)置第 2個 備用電源 200MW 機組 3 臺機組及以下設(shè) 1 個，超過 3 臺時，每 2臺設(shè) 1 個起動備用電源 與第 8臺低壓廠用工作變壓器同時設(shè)置第 2個備用電源 表 3－ 1 (2) 高壓廠用備用電源的引接方式 發(fā)電機與主變壓器成單元連接時，廠內(nèi)有兩級升高電壓母線，備用電源應(yīng)由與系統(tǒng)有聯(lián)系的最低電壓級母線 引出。 (3) 低壓廠用備用電源引接方式 低壓廠用變壓器應(yīng)避免與需要由它充當(dāng)備用電源的低壓廠用工作變壓器接在同一段高壓母線段上，否則當(dāng)該高壓母線段故障或停電時，低壓備用變壓器也將失去電源。對 200MW 及以上機組，為了強調(diào)低壓廠用備用電源供電的可靠性和獨立性，低壓廠用備用變壓器宜由經(jīng)常帶電運行的高壓廠用起動備用變壓器引接。 19 廠用電接線如下圖： 高 備 變 高 備 變2 2 0 K VF 4F 32 2 0 K V6 K V2 2 0 K VF 2F 12 2 0 K V 2 2 0 K V 2 2 0 K V 圖 3－ 1 20 第四章 短路電流的計算 短路電流計算的目的，規(guī)定和步驟 短路電流計算的主要目的 (1) 電氣主接線的比較與選擇。 (2) 選擇斷路器等設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求。 (3) 為繼電保護(hù)的設(shè)計以及調(diào)試提供依據(jù)。 (4) 評價確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。 (5) 分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響。 短路電流計算一般規(guī)定 計算的基本情況 (1) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行。 (2) 所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）。 (3) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 (4) 所有電源的電動勢相位