【正文】 容量機組應設置事故保安電源。通常，由蓄電池組、柴油發(fā)電機組、燃汽輪機組或可靠的外部獨立電源作為事故保安負荷的備用電源。5)不間斷供電負荷。在機組運行期間，以及正?；蚴鹿释C過程中，甚至在停機后的一段時間內，需要連續(xù)供電并具有恒頻恒壓特性的負荷，稱為不間斷供電負荷。如實時控制用的計算機、熱工保護、自動控制和調節(jié)裝置等。不間斷供電電源一般采用由蓄電池供電的電動發(fā)電機組或配備數(shù)控的靜態(tài)逆變裝置。二、廠用電接線設計的基本要求廠用電接線的設計應按照運行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術和新設備，使設計達到經(jīng)濟合理、技術先進，保證機組安全、經(jīng)濟地運行。廠用電接線應滿足下述要求：1)各機組的廠用電系統(tǒng)應是獨立的。特別是200MW及以上機組，應做到這一點。在任何運行方式下，一臺機組故障停運或其輔機的電氣故障不應當影響到另一臺機組的運行，并要求受廠用電故障影響而停運的機組應能在短期內恢復運行。2)全廠性公用負荷應分散接人不同機組的廠用母線或公用負荷母線。在廠用電接線中，不應存在可能導致切斷多于一個單元機組的故障點，更不應存在導致全廠停電的可能性，應盡量縮小故障影響范圍。3)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求，盡可能地使調換操作簡便，啟動(備用)電源能在短時內投入。4)充分考慮電廠分期建設和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式，特別要注意對公用負荷供電的影響，要便于過渡，盡量減少改變接線和更換設置。5)200MW及以上機組應設置足夠容量的交流事故保安電源。當全廠停電時，可以快速啟動和自動投人向保安負荷供電。另外，還要設計符合電能質量指標的交流不間斷電源，以保證不允許間斷供電的熱工保護和計算機等負荷的用電。 廠用電接線的設計該火力發(fā)電廠的廠用電接線圖見附圖二。發(fā)電機側的三繞組變壓器和雙繞組變壓器選擇的型號分別為：SFF31500/；三繞組變壓器的額定容量為，高壓、低壓、中壓雙繞組變壓器的額定電壓分別為：、6kV；雙繞組變壓器的額定容量為40000kVA，高壓、低壓的額定電壓為：、6kV。6kV側的雙繞組變壓器選擇的型號為：S9400/10，該變壓器的容量為400kVA，高壓、低壓側的額定電壓分別為：熔斷器選擇的型號為HR5型的熔斷式刀開關，適用于交流50Hz，額定電壓交流380V，額定電流至1000A的配電線路中，作過載和短路保護，在本設計中低壓側的電壓為380/220V，可以有效地保護低壓側的設備。刀開關采用的是HD系列中的HD13，該系列開關適用于交流50Hz，額定電壓380V，額定電流至150OA的成套配電裝置中，作為不頻繁地手動接通和分斷交、直流電路或作隔離開關用。交流接觸器的型號選擇為：LC1D，機械壽命高達2000萬次，線圈控制電壓在70%120%Uc之間波動時，不會影響到產(chǎn)品的正常工作，常用于控制各種類型電動機、電容器、照明燈、電加熱等設備，工作頻率為50～60Hz，可以滿足廠用電低壓側的控制；隔離開關和斷路器的型號將會在最后一節(jié)電氣設備的選擇中給出。在該火力發(fā)電廠的廠用電接線中，廠用高壓采用6kV，直接由發(fā)電機側通過一臺三繞組變壓器T3連接到6kV廠用高壓母線一段和備用母線，另一臺雙繞組變壓器T4則引入6kV廠用高壓母線二段。廠用低壓采用380/220V，因負荷較少，只設兩段廠用低壓母線，分別由廠用低壓工作變壓器TT6供電；TT6分別由廠用高壓（6kV）一、二段引接，低壓備用變壓器T7由備用段引接。圖中的高、低壓電動機均屬個別供電方式，由低壓廠用母線段引至車間配電屏的接線本設計中未完整繪出（屬成組供電方式，本設計中不是重點，因而略去這一部分）。 6kV線路過電流保護的設計6kV線路過電流保護設計的歸總式原理圖如圖4—3。其中的直流電源供電采用直流電源系統(tǒng)中的蓄電池組供電，電壓為110V。該設計方式可以實現(xiàn)對6kV線路的保護，通過控制線路中斷路器的通斷來實現(xiàn)對該線路的保護，主要采用了電流互感器、電流繼電器、時間繼電器和信號繼電器。由圖4—3可以看出歸總式原理圖的特點是將二次接線與一次接線的有關部分繪在一起，圖中的各元件用整體形式表示，其相互聯(lián)系的交流電流回路、交流電壓回路（本設計中沒有繪出）及直流回路都綜合在一起，并將按實際連接順序繪出。該方式繪圖的優(yōu)點是能夠清楚地表明各元件的形式、數(shù)量、相互聯(lián)系和作用，但如果元件過多的話，接線就會相互交叉，顯得零亂，并且元件的端子及回路編號沒有，這樣就會造成使用很不方便，因此，圖4—4給出了該設計圖的另一種表示形式——展開式原理圖。圖中，時間繼電器KT選擇的型號為：JS72A，吸引線圈的電壓為110V，觸點的額定電壓為380V，～180s，本次設計延時時間設定為2s；信號繼電器KS選擇的是溫度繼電器，型號是JW4A3型，額定電流為30A, 額定線電壓為380V，額定工作頻率為50Hz；電流繼電器采用的是DL10型，電磁式瞬動過電流繼電器，最大整定值為10A，本次設計中整定電流設為5A；電流互感器選擇的型號為LA10，其額定電流比為5～200/5A。 圖4—3 6kV線路過電流保護歸總式原理圖該線路的過電流保護可通過以下方式表現(xiàn)出來：假設線路原在運行狀態(tài)，斷路器輔助觸點QF1閉合。當線路發(fā)生過電流時，通過電流互感器立刻反應到二次側，引起二次設備動作。如線路用戶端發(fā)生AB相間短路時，動作過程如下：1TAA、1TAB一次側流過短路電流；1TAA 、1TAB二次側電流增大；電流繼電器1KA、2KA動作，其動合觸點閉合；啟動時間繼電器KT，經(jīng)整定時限后其延時觸點閉合；信號繼電器KS和斷路器操動機構的跳閘線圈YT同時動作，使斷路器QF跳閘，并由KS的觸點發(fā)出信號。斷路器QF跳閘后，由其輔助觸點QF1切斷跳閘線圈YT中的電流。當發(fā)生AC或BC相間短路時，只有1KA或2KA動作，動作過程與上述情況類似。6kV線路過電流保護設計的歸總式原理圖如下圖：其中，M70M706為掉牌未復歸光子牌小母線。 圖4—4 6kV線路過電流保護展開圖由該圖可以很清楚地看到各個元件的動作過程（動作過程在歸總式原理圖中已經(jīng)做了相關介紹，故在此不再重述）。這里也簡要介紹一下展開式原理圖的主要特點。展開式原理圖的特點主要有：1. 交流電流回路、交流電壓回路（本設計沒有涉及，未繪出）、直流回路分開表示；2. 屬于同一儀表或繼電器的電流線圈、電壓線圈和觸點分開繪出，采用相同的文字符號，有多副觸點時加下標；3. 交、直流回路各分為若干行，交流回路按A、B、C相序繪出，直流回路則基本上按元件的動作順序從上到下排列；4. 每行中各元件的線圈和觸點按實際連接順序由左至右排列，每回路的右側有文字說明，引至端子排的回路加有編號，元件及觸點通常也有端子編號。歸總式原理圖的展開圖接線比較清晰，便于閱讀，還便于了解整套裝置的動作程序和工作原理，便于查找和分析故障，因而在實際工作中應用也較多。 主接線防雷保護的設計 發(fā)電廠的直擊雷保護為了防止雷直擊于火力發(fā)電廠的配電裝置，可裝設避雷針，應該使所有的設備都處于避雷針的保護范圍之內，此外，還應采取措施，防止雷擊避雷針時的反擊事故。圖4—6為獨立避雷針在配電機構附近的安放情況 圖4—6 獨立避雷針離配電機構的距離根據(jù)規(guī)程的要求，為了防止避雷針與被保護設備或構架之間的空氣間隙Sk被擊穿而造成反擊事故，必須要求Sk大于一定的距離，若取空氣的平均電抗強度500kV/m,則Sk應滿足以下要求：Sk + (m)同樣，為了防止避雷針接地裝置和被保護設備接地裝置之間在土壤中的間隙Sd被擊穿，必須要求Sd大于一定距離，Sd應滿足下式（假設土壤的抗電強度為500kV/m）： Sd (m)在一般情況下，Sk不小于5m，Sd不應該小于3m 。因此，本設計中Sk選擇為6m，而Sd選擇為5m。發(fā)電廠的廠房一般不裝設避雷針，以免發(fā)生反擊事故和引起繼電保護的誤動作。 變壓器的防雷保護附圖一中的三繞組變壓器的高壓側或中壓側有雷電過電壓波襲來時，通過繞組間的靜電耦合和電磁耦合，其低壓繞組上會出現(xiàn)一定的過電壓，最不利的情況是低壓繞組處于開路狀態(tài)，這時靜電感應分量可能很大而危機絕緣，考慮到這一分量將使低壓繞組的三相導線電位同時升高，所以只要在任一相低壓繞組的出線端加裝一只該電壓等級的閥型避雷器，就能保護好三相低壓繞組。 中壓繞組雖也有開路運行的可能，但其絕緣水平較高，一般不需要加裝避雷器來保護，因而附圖一中也沒有繪出這一部分。 小容量直配電機的防雷保護這里所說的直配電機的防雷保護也是指與架空線路直接相連的旋轉電機（主要包括發(fā)電機、調相機、大型電動機等）的防雷保護。由于本設計中所用的電機容量定為1500kW，容量較小（6000kW以下為小容量直配電機），所以這類電機可以不用電纜進線段（大容量直配電機需要使用電纜進線段），其保護接線如圖4—5所示：圖中的FCD為磁吹式避雷器，F(xiàn)S為閥型避雷器，G為電機，C為電容圖4—6 1500kW直配電機的保護接線圖經(jīng)研究計算，當有雷電流入侵時，流經(jīng)FCD的雷電流與接地電阻R有關，R越小則流經(jīng)FCD的雷電流越小，規(guī)程上建議：對于3，6kV線路： L/R =200對于10kV線路： L/R=150一般的進線長度L可取450~600m。本設計中為6kV線路，進線長度選擇為500m，接地電阻選為2歐，但考慮到FE1的接地電阻達不到以上要求，因此又在L/2處裝設了一組管型避雷器FE2，如圖4—5中的虛線所示。圖中的FS則是用來保護開路狀態(tài)的斷路器和隔離開關的。 短路電流的計算 短路電流計算的目的1）選擇電氣設備時，為了能使設備在正常運行和故障的情況下都能安全、可靠的運行同時又盡量節(jié)約資金，這就需要按短路情況進行校驗。2）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采用限制短路電流的措施，均需進行必要的短路電流計算。3）在設計屋外高壓配電裝置時，需要按短路條件校驗導線的相間和相對于地的安全距離。4）在選擇主接線的繼電保護方式和進行整定計算時，需要以各種短路時的短路電流為依據(jù)。5）接地裝置的設計，也需用短路電流。 短路電流的計算 本次設計短路電流計算只考慮三相短路為最嚴重的情況，只對三相短路進行詳細計算。：1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；2）所有電流的電動勢相位角相同；3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；5）不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計；6）不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流；7）元件的技術參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍；8）輸電線路的電容略去不計。2. 系統(tǒng)的等值電路圖如圖4—7：圖4—7 系統(tǒng)的等值電路圖系統(tǒng)中所用三繞組變壓器（SEPS7—240000/220型）的有關技術數(shù)據(jù)如下：額定容量240000KVA，高、中、低壓繞組的額定電壓分別為：24121；空載損耗為175J，短路損耗為800J；高中、高低、中低的阻抗電壓分別為：；總重量：258噸。以下數(shù)據(jù)下標中的3分別表示低、中、高壓側。首先計算變壓器的等值電抗Uk(12)% = ； Uk(31)% = 2=；Uk(23)% = 2=各繞組的短路電壓計算如下：Uk1% = 12（Uk(12)% + Uk(31)% Uk(23)%） = 12（ + ） = Uk2% = 12（Uk(12)% + Uk(23)% Uk(31)%） = 12（+） = Uk3% = 12（Uk(23)% +Uk(31)% Uk(12)%） = 12（+） = XT1 = Uk1%UN12100SN = 2422100240 = XT2 = Uk2%UN12100SN = 2422100240 = XT3 = Uk3%UN12100SN = 2422100240 = XT1 、XT2 、XT3分別對應于等值電路圖中XT11 、XT12 XT13，由于兩臺變壓器型號大小都相同，因而有：XT21 = XT11 ；XT22 = XT12；XT23 = XT13選取系統(tǒng)的基準容量和基準電壓分別為：SB = 240MVA, UB = 182kV。當圖中k1點發(fā)生三相接地短路時 ，系統(tǒng)的總阻抗為：X = （XT11 + XT13）// （XT21 + XT23） = （+）// （+） = 短路電流的標幺值為：I* = EX = = 由此可以得出短路電流值為：I = I*IB = I*SBUB3 = 電氣設備的選擇 電氣設備選擇的一般條件一、按正常工作條件選擇 按額定電壓選擇電氣設備的額定電壓UN就是其銘牌上標出的線電壓，另外還規(guī)定有允許最高工作電壓Ualm。由于電力系統(tǒng)負荷的變化、調壓及接線方式的改變而引起功率分布和網(wǎng)絡阻抗變化等原因，往往使得電網(wǎng)某些部分的實際運行電壓高于電網(wǎng)的額定電壓UNs，因此，所選電氣設備的允許最高工作電壓Ualm不得低于所在電網(wǎng)的最高運行電壓Usm，即 Ualm≥Usm （41）對于電纜和一般電器，Ualm較UN高10%～1