【正文】 1）導(dǎo)體和電纜滿足熱穩(wěn)定的條件為 S≥Smin （ mm2） 。 二、 電氣設(shè)備的校驗(yàn) 以下校驗(yàn)是按短路情況進(jìn)行的，有關(guān)短路電流計(jì)算的相關(guān)問(wèn)題，前文中剛提到過(guò)，在此不再重述，只敘述校驗(yàn)方面的問(wèn)題。 選擇設(shè)備的種類和型式 1） 應(yīng)按電器的裝設(shè)地點(diǎn)、使用條件、檢修運(yùn)行等要求，對(duì)設(shè)備進(jìn)行種類（如戶內(nèi)或戶外型電器）和型式的選擇。 對(duì)于裸導(dǎo)體和電纜 θalθ K= 25. ?laal? ?? （ 44） 對(duì)于電器 40℃ ＜ θ≤60℃ 時(shí)， K=1（ θ40） ； 0℃ ≤θ≤40℃ 時(shí)， K=1+（ θ+40） ； （ 45） θ＜ 0℃ 時(shí)， K=。 經(jīng)綜合修正后的長(zhǎng)期允許電流 Ial 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax，即 Ial=KIN≥Imax （ 43） 式中 K——綜合修正系數(shù)，為有關(guān)修正系數(shù)的乘積 ； Imax——電氣設(shè)備所在回路的最大持續(xù)工作電流，可按表計(jì)算， A。 當(dāng)圖中 k1 點(diǎn)發(fā)生 三相接地短路時(shí) ，系統(tǒng)的總阻抗為： X = （ XT11 + XT13） // （ XT21 + XT23） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） = （ +） // （ +） = 短路電流的標(biāo)幺值為： = = = 由此可以得出短路電流值為： I = = = 電氣設(shè)備的選擇 電 氣設(shè)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(shè)備的額定電壓 UN 就是其銘牌上標(biāo)出的線電壓，另外還規(guī)定有允許最高工作電壓 Ualm。 以下數(shù)據(jù)下標(biāo)中的 3 分別表示低、中、高壓側(cè)。 ： 1）正常工作時(shí)，三 相 系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行 ； 2）所有電流的電 動(dòng) 勢(shì)相位角相同 ； 3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)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(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì) ； 6）不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流 ； 7）元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍 ； 8）輸電線路的電容略去不計(jì) 。 5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需 要 按短路條件校驗(yàn) 導(dǎo)線 的 相間和相對(duì) 于 地 的 安全距離。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 短路電流的計(jì)算 短路電流 計(jì)算 的 目的 1）選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了 能使 設(shè)備在正常運(yùn)行和故障 的情 況下都能安全、可 靠的 運(yùn)行 同時(shí)又 盡量 節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)中為 6kV 線路 ，進(jìn)線長(zhǎng)度選擇為 500m，接地電阻選為 2 歐，但考慮到 FE1 的接地電阻達(dá)不到以上要求，因此又在 L/2 處裝設(shè)了一組管型避雷器 FE2，如圖 4— 5 中的虛線所示。 小容量直配電機(jī)的防雷保護(hù) 這里所說(shuō)的直配電機(jī)的防雷保護(hù)也是指與架空線路直接相連的旋轉(zhuǎn)電機(jī)（主要包括發(fā)電機(jī)、調(diào)相 機(jī)、大型電動(dòng)機(jī)等）的防雷保護(hù)。 變壓器的防雷保護(hù) 附圖一中的三繞組變壓器的高壓側(cè)或中壓側(cè)有雷電過(guò)電壓波襲來(lái)時(shí)， 通過(guò)繞組間的靜電耦合和電磁耦合，其低壓繞組上會(huì)出現(xiàn)一定的過(guò)電壓，最不利的情況是低壓繞組處于開(kāi)路狀態(tài)，這時(shí)靜電感應(yīng)分量可能很大而危機(jī)絕緣，考慮到這一分量將使低壓繞組的三相導(dǎo)線電位同時(shí)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(jí)的閥型避雷器 ，就能保護(hù)好三相低壓繞組。 因此，本設(shè)計(jì)中 Sk 選擇為 6m，而 Sd 選擇為 5m。 主接線 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠的直擊雷 保護(hù) 為了防止雷直擊于火力發(fā)電廠 的配電裝置 ，可裝設(shè)避雷針，應(yīng)該使所有的設(shè)備都處于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外，還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)的反擊事故。 展開(kāi)式原理圖的特點(diǎn)主要有： 1. 交流電流回路、交流電壓回路（本設(shè)計(jì)沒(méi)有涉及，未繪出）、直流回路分開(kāi)表示； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 2. 屬于同一 儀表或繼電器的電流線圈、電壓線圈和觸點(diǎn)分開(kāi)繪出，采用相同的文字符號(hào)，有多副觸點(diǎn)時(shí)加下標(biāo)； 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(dòng)作順序從上到下排列 ； 4. 每行中各元件的線圈和觸點(diǎn)按實(shí)際連接順序由左至右排列，每回路的右側(cè)有文字說(shuō)明，引至端子排的回路加有編號(hào)，元件及觸點(diǎn)通常也有端子編號(hào)。 圖 4— 4 6kV 線路過(guò)電流保護(hù)展開(kāi)圖 由該圖可以很清楚地看到 各個(gè)元件 的動(dòng)作過(guò)程 （動(dòng)作過(guò)程在歸總式原理圖中已經(jīng)做了相關(guān)介紹，故在此不再重述）。當(dāng)發(fā)生 AC 或 BC 相間 短路時(shí)，只有 1KA或 2KA 動(dòng)作，動(dòng)作過(guò)程與上述情況類似。如線路用戶端發(fā)生 AB 相間短路時(shí)，動(dòng)作過(guò)程如下： 1TAA、 1TAB 一次側(cè)流過(guò)短路電流 ； 1TAA 、 1TAB 二次側(cè)電流增大； 電流繼電器 1KA、 2KA 動(dòng)作，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合 ； 啟動(dòng)時(shí)間繼電器 KT，經(jīng)整定時(shí)限后其延時(shí)觸點(diǎn)閉合； 信號(hào)繼電器 KS 和斷路器 操動(dòng)機(jī)構(gòu)的跳閘線圈 YT 同時(shí)動(dòng)作，使斷路器 QF 跳閘，并由 KS 的觸點(diǎn)發(fā)出信號(hào)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 圖 4— 3 6kV 線路過(guò)電流保護(hù)歸總式原理圖 該線路 的 過(guò)電流保護(hù)可通過(guò)以下方式表現(xiàn)出來(lái)： 假設(shè)線路原在 運(yùn)行狀態(tài)，斷路器輔助觸點(diǎn) QF1 閉合。 該方式繪圖的優(yōu)點(diǎn)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(guò)多的話，接線就會(huì)相互交叉，顯得零亂，并且元件的端子及回路編號(hào)沒(méi)有，這樣就會(huì)造成使用 很 不方便 ， 因此 ， 圖 4— 4 給出了該設(shè)計(jì)圖的另一種表示形式 —— 展開(kāi)式原理圖。 該設(shè)計(jì)方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì) 6kV 線路的保護(hù)，通過(guò)控制線路中斷路器的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)該線路的保護(hù) ， 主要采用了電流互感器、電流繼電器、時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器 。 6kV 線路過(guò)電流保護(hù)的設(shè)計(jì) 6kV 線路 過(guò)電流保護(hù) 設(shè)計(jì) 的歸總式 原理圖如圖 4— 3。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 廠用低壓采用 380/220V，因負(fù)荷較少，只設(shè)兩段廠用低壓母線，分別由廠用低壓 工作變壓器 T T6 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。 交流接觸器的型號(hào)選擇為： LC1D，機(jī)械壽命高達(dá) 2021萬(wàn)次，線圈控制電壓在 70%120%Uc之間波動(dòng)時(shí)，不會(huì)影響到產(chǎn)品的正常工作，常用于控 制各種類型電動(dòng)機(jī)、電容器、照明燈、電加熱等設(shè)備，工作頻率為 50～ 60Hz，可以滿足廠用電低壓側(cè)的控制；隔離開(kāi)關(guān)和斷路器的型號(hào)將會(huì)在最后一節(jié)電氣設(shè)備的選擇中給出。 熔斷器選擇的型號(hào) 為 HR5 型的熔斷式刀開(kāi)關(guān) ， 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(guò)載和短路保護(hù) ，在本設(shè)計(jì)中低壓側(cè)的電壓為 380/220V，可以有效地保護(hù)低壓側(cè)的設(shè)備 。 發(fā)電機(jī)側(cè)的三繞 組變壓器和雙繞組變壓器選擇的型號(hào)分別為： SFF31500/ SFPF31500/18； 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。另外，還要設(shè)計(jì)符合電能質(zhì)量指標(biāo)的交流不間斷電源，以保證不允許間斷供電的熱工保護(hù)和計(jì)算機(jī)等負(fù)荷的用電。 5)200MW及以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 3)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使調(diào)換操作簡(jiǎn)便，啟動(dòng) (備用 )電源能在短時(shí)內(nèi)投入。 2)全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接人不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。特別是 200MW及以上機(jī)組，應(yīng)做到這一點(diǎn)。 二 、 廠用電接線 設(shè)計(jì) 的 基本 要求 廠用電接線的設(shè)計(jì)應(yīng)按照運(yùn)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(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。如實(shí)時(shí)控制用的計(jì)算機(jī)、熱工保護(hù)、自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)裝置等。 5)不間斷供電負(fù)荷。為滿足事故保安負(fù)荷的供電要求，對(duì)大容量機(jī)組應(yīng)設(shè)置事故保安電源。在 200MW 及以上機(jī)組的大容量電廠中，自動(dòng)化程度較高，要求在事故停機(jī)過(guò)程中及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，仍必須保證供電，否則可能引起主要設(shè)備損壞、重要的自動(dòng)控制失靈或危及人身安全的負(fù)荷，稱為事故保安負(fù)荷。通常它們由一個(gè)電源供電，但在大型發(fā)電廠，也常采用兩路電源供電。較長(zhǎng)時(shí)間停電，不會(huì)直接影響生 產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上不方便的廠用負(fù)荷，都屬于 Ⅲ 類廠用負(fù)荷。一般它們均應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換。允許短時(shí)停電 (幾秒至幾分鐘 )，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷，均屬于 Ⅱ 類廠用負(fù)荷。通常它們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接到有兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上，當(dāng)一個(gè)電源斷電后，另一個(gè)電源就立即自動(dòng)投入。凡是屬于短時(shí) (手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需要的時(shí)間 )停電會(huì)造成主輔設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停運(yùn)及影響大量出力的廠用負(fù)荷，都屬于 I 類負(fù) 荷。降低廠用電率不僅能 夠 降低電能成本，同時(shí)也相應(yīng)地增大了對(duì)電力系統(tǒng)的供電量。廠用電率是發(fā)電廠運(yùn)行的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。其耗電量與 發(fā) 電廠 的 類型、機(jī)械化和自動(dòng)化 的 程度、燃料種類及其燃燒方式、蒸汽參數(shù)等因素有關(guān)。為此必須認(rèn)真考慮合理廠用供電電源的取得方式，工作電源和接線方式；此外，還應(yīng)配備完善的繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置，合理配置廠用機(jī)械，并正確選擇電動(dòng)機(jī)類型、容量和臺(tái)數(shù)；在運(yùn)行中需對(duì)廠用機(jī)械進(jìn)行正確維護(hù)和科學(xué)管理。隨著超臨界參數(shù)大容量機(jī)組、雙水內(nèi)冷 發(fā)電機(jī)冷卻方式、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制的采用以及核電廠的出現(xiàn)，對(duì)廠用電的可靠性提出了更高的要求。這些電動(dòng)機(jī)以及全廠的運(yùn)行、操作、試驗(yàn)、檢修、照明用電設(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 廠用電接線 的 設(shè)計(jì) 廠用電接線的基本要求 本 節(jié) 講述 廠用電 、廠用電負(fù)荷 分類以及對(duì)廠用電接線的基本要求和廠用電接線設(shè)計(jì)原則，介紹不同類 型 發(fā)電廠的廠用電接 線 的特點(diǎn)。因?yàn)橐慌_(tái)三相式較同容量的三臺(tái)單相式投資小，占地少，損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)較方便。 該型號(hào)變壓器的額定容量是 240000 kVA，高壓、中壓、低壓的額定電壓分別為： 242kV、 121kV、 ，能夠滿足該系統(tǒng)正常運(yùn)行的需求。 SN ≈ （ 1— KP） / cosΦG 式中 ： PNG——發(fā)電機(jī) 的 容量 ， 在擴(kuò)大單元接線中為兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的容量之和 ， MW； KP——廠用電率 ； cosΦG——發(fā)電機(jī)額定 功率因數(shù)； 本次設(shè)計(jì)中， PNG = 150 MW； KP = 10%； cosΦG= 。 如果有兩個(gè)升高電壓等級(jí)：優(yōu)先選用三相油浸式三繞組變壓器； 再考慮選用兩個(gè)雙繞組變壓器。 冷卻方式：自然風(fēng)冷卻 、強(qiáng)迫空氣冷卻 、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻 、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻 、強(qiáng)迫油循環(huán)向冷卻 、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 水內(nèi)冷變壓器。 330～ 500kV 的大型變電所推薦采用 4 臺(tái)自耦變壓器。 ①、 發(fā)電 廠 的 主變 壓器 ： 與系統(tǒng)有強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠，主變不少于兩臺(tái)；與系統(tǒng)有弱聯(lián)系的中、小型發(fā)電廠，主變可只裝一臺(tái)。 依據(jù)：主變臺(tái)數(shù)與電壓等級(jí)、接線形式、傳輸容量和與系統(tǒng)的聯(lián)系有很大關(guān)系。 聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器。 主變壓器的選擇包括主變壓器 的 容量、臺(tái)數(shù)的確定和型式的選擇。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 主變壓器的選擇 一、主變壓器選擇的依據(jù) 主變壓器是 電氣主接線的核心環(huán)節(jié)。 二 、電氣主接線的設(shè)計(jì) 主接線圖中所用的器件如下表： 火力發(fā)電廠的 主接線圖見(jiàn)附圖一 所設(shè)計(jì)的火力發(fā)電廠裝有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，容量都是 150MW；發(fā)電廠供給本地區(qū)后的剩余電能通過(guò)兩臺(tái)三繞組主變壓器送入 220kV 和 110kV 電壓級(jí)； 110kV 為分段的單母線接線，重要用戶可用雙回路分別接到兩分段上； 220kV 為有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路母線接線，只有出線進(jìn)旁路 ，主變壓器不進(jìn)旁路。 設(shè)計(jì)中的火力發(fā)電廠所發(fā)出的電能主要供本地區(qū)的日常生活和照明使用，還有給一些重要用戶提供不間斷的供電。 3)負(fù)荷情況。向外輸送電能經(jīng)兩臺(tái)三繞組變壓器分別接至 110kV和 220kV系統(tǒng)。 分