【導讀】本畢業(yè)設計論文是遼寧發(fā)電4?200MW第一期工程電氣部分初步設。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、及廠用母線接線設計。短路電流計算是最重要的環(huán)節(jié)，本論文詳細的。柜的選擇原則和要求，并對這些設備進行校驗和產(chǎn)品相關介紹。裝置，決定此次設計對本廠采用分相中型布置。繼電保護和自動裝置。此外，在論文適當?shù)奈恢眠€附加了圖紙（主接線、平面。圖、防雷保護等）及表格以方便閱讀、理解和應用。

　　

【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)壓和負荷分配。為此，一般以采用雙繞組變壓器和聯(lián)絡變壓器更為合理。其聯(lián)絡變壓 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。當采用擴大單元接線時，應優(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 電氣主接線的設計 總則 電氣主接線發(fā)電廠、變電站設計的主體。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)濟性要求等密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定都有較大影響。因此，主接線的設計必須根據(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系，通過技術經(jīng)濟比較，合理地選擇主接線方案。 電氣主接線的設計原則和要求 電氣主接線的設計原則 以下達的任務書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟適用、符合國情“的電力建設與發(fā)展的方針，嚴格按照技術規(guī)定和標準，結合工程實際的具體特點，準確地掌握原始資料，保證設計方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性。 電氣主接線的設計步驟 (1) 原始資料分析 (2) 對擬定的各方案進行技術、經(jīng)濟比較，選出最好的方案 (3) 繪制電氣主接線圖 回 對主接線設計的基本要求 (1) 可靠性：為了向用戶供應持續(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，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。 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)配電源和負荷。在檢修時，可以方便停運斷路器、母線及二次設備，并 13 方便地設置安全措施，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，當發(fā)電廠具有兩種升高的電壓等級時，則裝設聯(lián)絡變壓器。 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，盡量不裝設斷路器和隔離開關。而采用雙繞組變壓器時，就可不裝出口斷路器和隔離開關。 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 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)絡斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上。 當 220KV 出線為 5 回及以上， 110KV 出線為 7 回及以上 時規(guī)定一般應裝設專 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，能迅速恢復供電；檢修任一回路的母線隔離開關，只停該回路。進出線斷路器檢修時，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荷可以任意分到某一組母線上，能靈活地適應系統(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。 隔離開關要作為操作電器，當改變運行方式和處理事故時，需進行倒閘操作。 經(jīng)濟性 當出線為 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 擴建方便 向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路停電，當有雙母架空線路時，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致出現(xiàn)交叉跨越。 無 便于試驗 當各別回路需要單獨進行試驗時，要將該回路分開，單獨接至一組母 線上。 無 缺 當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，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 為了避免隔離開關誤操作，需在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。 回路，使繼電保護及二次回路復雜。 此接線雖然可靠性高，但占地造價高，為解決繼電保護校驗問題，保護必須雙重化。 表 2－ 1 因此，從綜合情況下考慮，當出線在 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 廠用電接線設計原則 廠用電系統(tǒng)應具有調(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備供電。為此，廠用電接線應滿足以下幾點： （ 1）、按機組自成系統(tǒng)，大機組尤應如此。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、停運或其輔助設備的電氣故障，不應影響另一 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，應計及此）。 （ 3）、在滿足機組安全運行的前提下，設置數(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)的繼電保護裝置，正確選擇保護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，保護人身和設備安全，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)量指標符合熱工負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；當容量在 100～ 300MW 時，宜選用6KV 作為廠用高壓電壓； 當容量在 300MW 以上時，若技術經(jīng)濟合理，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，其工作變壓器應由對應的 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 置第 2 個備用電源 與第 8臺低壓廠用工作變壓器同時設置第 2個 備用電源 200MW 機組 3 臺機組及以下設 1 個，超過 3 臺時，每 2臺設 1 個起動備用電源 與第 8臺低壓廠用工作變壓器同時設置第 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 低壓廠用變壓器應避免與需要由它充當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) 選擇斷路器等設備，或?qū)@些設備提出技術要求。 (3) 為繼電保護的設計以及調(diào)試提供依據(jù)。 (4) 評價確定網(wǎng)絡方案，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