【正文】 間最短，影響范圍最小。 (3)具有經(jīng)濟性 在主接線設計時，在滿足供電可靠的基礎上，盡量使設備投資費和運行費為最少，注意節(jié)約占地面積和搬遷費用，在可能和允許條件下應采取一次設計，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。 (4)具有發(fā)展和擴建的可能性 在設計主接線時應留有余地，不僅要 考慮最終接線的實現(xiàn)，同時還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工的方便。 內(nèi)蒙古科技大學煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 19 設計步驟 電氣主接線的一般設計步驟如下 : (1)對設計依據(jù)和基礎資料進行綜合分析 ； (2)選擇發(fā)電機臺數(shù)和容量，擬定可能采用的主接線形式 ； (3)確定主變壓器的臺數(shù)和容量 ； (4)廠用電源的引接 ； (5)論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施 ； (6)對選出來的方案進行技術(shù)和經(jīng)濟綜合比較，確定最佳主接線方案。 電氣主接線分析 1）單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線 優(yōu)點：在正常工作時，旁路斷路器以及各出線回路上的旁路隔離開關(guān)，都是 斷開的，旁路母線不帶電，通常兩側(cè)的開關(guān)處于合閘狀態(tài)，檢修時兩兩互為熱備用；檢修QF 時，可不停電；可靠性高，運行操作方便。 缺點：增加了一臺旁路斷路器的投資。 2）雙母線接線 優(yōu)點：供電可靠，調(diào)度方式比較靈活，擴建方便，便于試驗。 缺點：由于 220KV 電壓等級容量大，停電影響范圍廣，雙母線接線方式有一定局限性，而且操作較復雜，對運行人員要求高。 3）雙母線帶旁路母線的接線 優(yōu)點：增加供電可靠性，運行操作方便，避免檢修斷路器時造成停電，不影響雙母線的正常運行。 缺點：多裝了一臺斷路器，增加投資和占地面積，容易造成誤操作。 對原始資料的分析 從原始資料可以知道，本電廠屬于地區(qū)性 火 力發(fā)電廠，有兩臺 300MW 的發(fā)電機組成，建成后總?cè)萘繛?8000MW，該電廠的發(fā)電容量除了本廠廠用電后剩余的電力向系統(tǒng)供電。因此，本電廠在系統(tǒng) 中 有重要作用。電廠是否安全、可靠運行直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟效益，可見該電廠的重要性。 內(nèi)蒙古科技大學煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 20 電氣主接線方案 300MW 發(fā)電機 G1， G2 采用單元接線通過雙繞組的變壓器與 330KV母線相連， 220KV 電壓級出線為 6 回，因此其供電要充分考慮其可靠性，所以我們 采用雙母線接線。這樣一來就避免了斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)的供電，斷路器或母線故障以及母線檢修時，減少停運的回路數(shù)和停運時間，保證了可靠的供電。在 330KV、及廠用電6KV的兩 個等級上采用的聯(lián)絡變壓器為三相三繞組變壓器相連 。 330KV 母線采用雙母接線 。 方案 性能 方案 可靠性 1）接線簡單，設備本身故障率少； 2）故障時，停電時間較長。 靈活性 1）運行方式相對簡單，靈活性差； 2）各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展。 經(jīng)濟性 1）設備相對少，投資小。 內(nèi)蒙古科技大學煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 21 4 變壓器的選擇 變壓器 概述 變壓器是一種靜止的電氣設備 , 是電力系統(tǒng)中輸電、變電、配電時 , 用以改變電壓、傳 輸交流電能的電氣設備 , 它應用電磁感應原理把一種電壓等級的交流電壓轉(zhuǎn)換成相同頻率的 另一種電壓等級的交流電壓。在發(fā)電廠中 , 變壓器是最重要的電氣設備之一。發(fā)電廠中的變壓器包括主變壓器、啟動 / 備用變壓器、高壓廠用變壓器 , 以及低壓廠用變壓器等。變壓器是根據(jù)電磁感應原理來進行能量轉(zhuǎn)換的 , 主要部分是兩個 ( 或兩個以上 ) 互相絕緣的繞組 , 套在共同的鐵心上 , 繞組之間通過鐵心這一磁場而禍合 , 繞組間沒有電路上的直 接聯(lián)系 ( 自禍變壓器的高中壓繞組間例外 ) 。繞組中接電源的一方稱為原方、原邊或一次繞 組 , 接負載的一方稱副方、副邊或二次繞組。 一次繞組接通交流電源后 , 會有交流電流通過其中。交流電流同時在鐵心中產(chǎn)生交變磁 通 , 交變磁通同時交鏈一、二次繞組 , 根據(jù)電磁感應定律我們知道 , 二次繞組中將感應出電 動勢。產(chǎn)生感應電動勢的二次側(cè)因而向負載輸出電能 , 而且由于一次、二次繞組匣數(shù)不同 , 使電能在通過變壓器傳輸?shù)耐瑫r , 電壓等級發(fā)生了改變。 電廠中的電力變壓器一般是三相的 , 按繞組數(shù)可分為雙繞組、三繞組 , 三繞組一般連接 三個電壓等級 , 發(fā)電廠中的主變壓器、低壓廠用變壓器以雙繞組為主 , 高壓廠用變壓器和高 壓起動 / 備用變壓器一般雖然有三個繞組 , 但其低壓側(cè)兩個繞組完全相同 , 是采用特殊結(jié)構(gòu) 的分裂變壓器 。 按一、二次電壓等級的高低可分為升壓變壓器和降壓變壓器 , 發(fā)電廠中主變 壓器為升壓變壓器 , 其他大多為降壓變壓器 。 按冷卻介質(zhì)來區(qū)分 , 變壓器分為油浸風冷式變壓器、油浸水冷式變壓器以及干式變壓器 ( 空氣冷卻器 ), 主變壓器、高壓廠用變壓器、起 /備變都為油浸式變壓器 , 低壓廠用變壓器多為干式變壓器。 主變壓器的選擇原則 （ 1） 為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。在計算通過主變壓器的總?cè)萘繒r，至少應考慮 5年內(nèi)負荷的發(fā)展需要，并要求：在發(fā)電機電壓母線上的負荷為最小時，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機停運時，能滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟運行而需限制本廠出力時，亦應滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電。 內(nèi)蒙古科技大學煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 22 （ 2） 對潮流方向不固定的變壓器，經(jīng)計算采用普通變壓器不能滿足調(diào)壓要求是，可采用 有載調(diào)壓變壓器。 廠用變壓器容量選擇的基本原則 （ 1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓一致。 （ 2）變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率。 （ 3）廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作 變壓器容量 相同；低壓廠用 備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。 確定變壓器臺數(shù)及容量 （ 1）臺數(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，所以不設發(fā)電機母線，發(fā)電機與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機電壓出線的供電可靠， 300MW 發(fā)電機組的主 變壓器選用兩繞組變壓器 2 臺。向本廠供電變壓器選用三相式兩繞組變壓器 2 臺，廠用備用電源選用兩繞組變壓器 1 臺 。 （ 2）容量：單元接線中的主變壓器容量 SN 應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，預留 10％的裕度選擇，為 G PNGN ΦC O S )Κ1(=S 。 NGΡ — 發(fā)電機容量； NS — 通過主變的容量； GΦCOS — 發(fā)電機的額定功率 =ΦCOS G ； ?? — 廠用電 率 %??? 單元接線中的主變壓器容量 NS 應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負 荷后，預留 10％的裕度選擇。 發(fā)電機 G G2 的額定容量為 300MW，扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為： M V )()1( 21 ???? ??? G PNGN CO SS 、 經(jīng)計算后選取變壓器如下 ： 內(nèi)蒙古科技大學煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 23 300MW發(fā)電機組所選變壓器型號為： SFP36000/220 臺 ； 與 300MW發(fā)電機組相連的廠用變壓器型號為： SFF740000/18兩 臺 ； 廠用備用電源變壓器型號為： SF2740000/110 一臺 ； 連接 6KV與三繞組變壓器的變壓器型號為： SFF31500/15 一 臺 。 其具體參數(shù)如表 41所示 ： 內(nèi)蒙古科技大學煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 24 5 電氣設備的選擇 電氣設備選擇的一般原則及短路校驗 一、設備選擇的一般原則 ： （ 1）應力求技術(shù)先進，安全適用，經(jīng)濟合理。 （ 2）應滿足正常運行、檢修和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。 （ 3）應與整個工程的建設標準協(xié)調(diào) 一致。 （ 4）選擇的導體品種不應太多。 選用的電器最高允許工作電壓，不得低于該回路最高運行電壓。 選用導體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。由于高壓開斷電器設有持續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流作用的短路電流時，應按具體工作的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景規(guī)劃。 驗算導體和電器的短路電流，按下列情況計算： （ 1）除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡電流外，元件電阻都應略去不計 。 （ 2）對不帶電抗器回路的計算，短路點應選擇在正常接線方式短路電流最大的點。 導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流按發(fā)生短路最嚴重情況計算。 驗算裸導體短路熱效應應計算時間，應采用主保護動作時間和相應的斷路器全分閘時間，繼電器的短路熱效應計算時間，宜采用后備保護動作時間和相應的斷路器全分閘時間。 在正常運行時，電氣引線的最大作用力不應大于電器端子允許的負載。 二、 按短路條件進行校驗 電氣設備按最大可能的短路故障（通常為三相短路故障）時的動、熱穩(wěn)定度進行校驗。在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設 備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設備安全、可靠的運行，各種設備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 內(nèi)蒙古科技大學煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 25 （ 1）熱穩(wěn)定校驗 校驗電氣設備的熱穩(wěn)定性，就是校驗設備的載流部分在短路電流的作用下，其金屬導電部分的溫度不應超過最高允許值。如果滿足這一條件，則選出的電氣設備符合熱穩(wěn)定的要求。 做熱穩(wěn)定校驗時，通過電氣設備的三相短路電流為依據(jù)，工程計算中常用下式校驗所選的電氣設備是否滿足熱穩(wěn)定的要求，即： 22eq thI t I t? ? 式中 ， I? —— 三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值（ KA）； eqt —— 等值時間（亦稱假想時間 s）； thI —— 制造廠規(guī)定在 ts 內(nèi)電器的熱穩(wěn)定電流（ KA）； t 為與 thI 相對應的時間（ s）。 短路計算時間：校驗短路熱穩(wěn)定的短路計算時間應為繼電保護動作時間 top和斷路器全開斷時間 toc 之和，即 k op oct t t?? 式中 ， opt —— 保護動作時間，主要有主保護動作時間和后備保護動作時間，當為主保護動作時間時一般取 ；當為后備保護時間時一般取 ； oct —— 斷路器全開斷時間（包括固有分閘時間和燃弧時間），如果缺乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，對快速及中速動作的斷路器，取 toc=,對低速動作的斷路器，取toc=。 （ 2）動穩(wěn)定校驗 當電氣 設備中有短路電流通過時，將產(chǎn)生很大的電動力，可能對電氣設備產(chǎn)生嚴重的破壞作用。因此，各制造廠所生產(chǎn)的電器，都用最大允許的電流的值 imax或最大有效值 Imax 表示其電動力穩(wěn)定的程度，它表明電器通過上述電流時，不至因電動力的作用而損害。滿足動態(tài)穩(wěn)定的條件為 ish≤ imax或 Ish≤ Imax 式中 ish及 Ish—— 三相短路時的沖擊電流及最大有效值電流。 電氣設備的選擇除了要滿足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外，尚應根據(jù)工程的自然環(huán)境（位置、氣候條件、化學污染、海拔高度、地震等）、電 氣主接線、短路電流水平、配電裝置的布置及工程建設標準等因素考慮。 內(nèi)蒙古科技大學煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 26 電氣設備的整定計算 發(fā)電機側(cè)回路的最大工作電流： IMAX = I N = 11320=11886A 與主變壓器所連回路的最大持續(xù)工作電流： IMAX = IN = ???? 10 32303 與三繞組變壓器所連回路 220KV側(cè)的最大持續(xù)工作電流： IMAX = IN = ???? 10 32303 與三繞組變壓器所連回路 110KV側(cè)的最大持續(xù)工作電流： IMAX = IN = ???? 10 31153 斷路器的選擇 斷路器是在電力系統(tǒng)正常運行和故障情況下用作斷開或接通電路中的正常工作電流及開斷故障電流的設備。 國內(nèi) 300 MW 發(fā)電機組發(fā)電機變壓器組出口斷路器和相應 220kV 升壓站出線斷路器 , 基本上都采用六氟化硫斷路器。 SF6 斷路器和真空斷路器目前應用廣泛，少油斷路器因其成本低，結(jié)構(gòu)簡單，依然被廣泛應用于不需要頻繁操作及要求不高的各級高壓電網(wǎng)中 ，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已基本淘汰。 SF6 斷路器的特點是： （ 1）滅弧能力強，介質(zhì)強度高，單元滅弧室的工作