【正文】 SF6 斷路器的特點(diǎn)是： （ 1）滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，單元滅弧室的工作電壓。 國內(nèi) 300 MW 發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)變壓器組出口斷路器和相應(yīng) 220kV 升壓站出線斷路器 , 基本上都采用六氟化硫斷路器。 電氣設(shè)備的選擇除了要滿足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外，尚應(yīng)根據(jù)工程的自然環(huán)境（位置、氣候條件、化學(xué)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(shè)標(biāo)準(zhǔn)等因素考慮。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(dòng)力穩(wěn)定的程度，它表明電器通過上述電流時(shí)，不至因電動(dòng)力的作用而損害。 短路計(jì)算時(shí)間：校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 top和斷路器全開斷時(shí)間 toc 之和，即 k op oct t t?? 式中 ， opt —— 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，當(dāng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般取 ；當(dāng)為后備保護(hù)時(shí)間時(shí)一般取 ； oct —— 斷路器全開斷時(shí)間（包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間），如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取 toc=,對(duì)低速動(dòng)作的斷路器，取toc=。如果滿足這一條件，則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。為保證設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行，各種設(shè)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(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 二、 按短路條件進(jìn)行校驗(yàn) 電氣設(shè)備按最大可能的短路故障（通常為三相短路故障）時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。 驗(yàn)算裸導(dǎo)體短路熱效應(yīng)應(yīng)計(jì)算時(shí)間，應(yīng)采用主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間，繼電器的短路熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間，宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。 （ 2）對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算，短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式短路電流最大的點(diǎn)。 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流作用的短路電流時(shí)，應(yīng)按具體工作的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃。 選用導(dǎo)體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。 （ 4）選擇的導(dǎo)體品種不應(yīng)太多。 （ 2）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 發(fā)電機(jī) 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(jì)算后選取變壓器如下 ： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 23 300MW發(fā)電機(jī)組所選變壓器型號(hào)為： SFP36000/220 臺(tái) ； 與 300MW發(fā)電機(jī)組相連的廠用變壓器型號(hào)為： SFF740000/18兩 臺(tái) ； 廠用備用電源變壓器型號(hào)為： SF2740000/110 一臺(tái) ； 連接 6KV與三繞組變壓器的變壓器型號(hào)為： SFF31500/15 一 臺(tái) 。 （ 2）容量：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量 SN 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留 10％的裕度選擇，為 G PNGN ΦC O S )Κ1(=S 。 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量 （ 1）臺(tái)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(shè)發(fā)電機(jī)母線，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的供電可靠， 300MW 發(fā)電機(jī)組的主 變壓器選用兩繞組變壓器 2 臺(tái)。 （ 2）變壓器的容量必須滿足廠用機(jī)械從電源獲得足夠的功率。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 22 （ 2） 對(duì)潮流方向不固定的變壓器，經(jīng)計(jì)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。 主變壓器的選擇原則 （ 1） 為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。 按一、二次電壓等級(jí)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 。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的二次側(cè)因而向負(fù)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(shí) , 電壓等級(jí)發(fā)生了改變。 一次繞組接通交流電源后 , 會(huì)有交流電流通過其中。變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理來進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的 , 主要部分是兩個(gè) ( 或兩個(gè)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(chǎng)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 ) 。在發(fā)電廠中 , 變壓器是最重要的電氣設(shè)備之一。 經(jīng)濟(jì)性 1）設(shè)備相對(duì)少，投資小。 方案 性能 方案 可靠性 1）接線簡(jiǎn)單，設(shè)備本身故障率少； 2）故障時(shí)，停電時(shí)間較長。在 330KV、及廠用電6KV的兩 個(gè)等級(jí)上采用的聯(lián)絡(luò)變壓器為三相三繞組變壓器相連 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 20 電氣主接線方案 300MW 發(fā)電機(jī) 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(jí)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。因此，本電廠在系統(tǒng) 中 有重要作用。 缺點(diǎn)：多裝了一臺(tái)斷路器，增加投資和占地面積，容易造成誤操作。 缺點(diǎn)：由于 220KV 電壓等級(jí)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(fù)雜，對(duì)運(yùn)行人員要求高。 缺點(diǎn)：增加了一臺(tái)旁路斷路器的投資。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 19 設(shè)計(jì)步驟 電氣主接線的一般設(shè)計(jì)步驟如下 : (1)對(duì)設(shè)計(jì)依據(jù)和基礎(chǔ)資料進(jìn)行綜合分析 ； (2)選擇發(fā)電機(jī)臺(tái)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(tái)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(duì)選出來的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線方案。 (3)具有經(jīng)濟(jì)性 在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足供電可靠的基礎(chǔ)上，盡量使設(shè)備投資費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)為最少，注意節(jié)約占地面積和搬遷費(fèi)用，在可能和允許條件下應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。電氣主接線是保證出力、連續(xù)供電和電能質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)的配置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，它必須滿足工作可靠、調(diào)度靈活、運(yùn)行檢修方便且具有經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性等基本要求。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 18 3 電氣主接線設(shè)計(jì) 發(fā)電廠和變電所的電氣主接線，是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成接受和分配電能的電路，也稱為一次接線。必須從實(shí)際出發(fā)，按照需要與可能、近期與遠(yuǎn)期相結(jié)合的原則，合理布局。在設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格遵守國家有關(guān)法律法規(guī)、方針政策，按照現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的要求進(jìn)行。當(dāng)火力發(fā)電廠接入電網(wǎng)時(shí)，它對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性也將發(fā)生直接影響。 表示一次設(shè)備電氣 連接關(guān)系的高壓電氣回路稱為一次回路 ,在火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)中，一次回路的設(shè)計(jì)是主體，它是保證供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性和電能質(zhì)量的關(guān)鍵，并直接影響著電氣部分的投資。這些都是發(fā)電廠中最主要的設(shè)備； (2)接通或斷開電路的開關(guān)電器 :如斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、接觸器之類 ,它們用于正?；蚴鹿蕰r(shí)，將電路閉合或斷開； (3)限制故障電流和防御過電壓的電器 :如避雷器； (4)接地裝置 :無論是電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的工作接地還是保護(hù)人身安全的保護(hù)接地，均采用金屬接地體埋入地中 (或連成接地網(wǎng) )； (5)載流導(dǎo)體 :如 母線、電纜等，它們按設(shè)計(jì)的要求，將有關(guān)電氣設(shè)備連接起來。 火力發(fā)電廠的電氣部分設(shè)計(jì)內(nèi)容 火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備可分為電氣一次設(shè)備和電氣二次設(shè)備 。 電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間無功功率的分配。 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁體統(tǒng) 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分組成。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 15 5) 同步表轉(zhuǎn)動(dòng)太快、跳動(dòng)、停滯時(shí)禁止合閘。 3) 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)相位相同。 在實(shí)際操作過程中應(yīng)符合下列規(guī)定 : 1）發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓差 不大于 10% 額定電壓。如操作不正常或發(fā)生誤操作 , 將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)帶來極其嚴(yán)重的后果 , 可能發(fā)生巨大的沖擊電流 , 甚至比機(jī)端短路電流還大得多 , 會(huì)引起系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降 , 使電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩甚至瓦解。 曲線 1 為感性負(fù)載時(shí)的外特性曲線 ，它是隨 I 增大而下降的曲線，這是因?yàn)?，?dāng)感性負(fù)載電流增加時(shí)，由于電樞磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)呈去磁作用，同時(shí)漏抗壓降隨之增大 ，所以端電壓隨之下降；曲線 2 是純電阻負(fù)載時(shí)的外特性曲線，這是一條略有下降的曲線，這是因?yàn)?，?dāng) cos φ =1 時(shí)，負(fù)載電流 I 仍滯后于 E ，其電樞磁場(chǎng)也有去磁作用，但去磁程度較??；曲線 3 是容性負(fù)載時(shí)的外特性曲線 ，它是隨 I 增大而上升的曲線，這是因?yàn)?，容性?fù)載電流增加時(shí)，電樞磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)呈助磁作用，電樞磁 場(chǎng)的助磁作用隨電流增加而增強(qiáng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，所以端電壓隨之上升。 4. 外特性 同步發(fā)電機(jī)的外特性，是指發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下，保持勵(lì)磁電流和功率因數(shù)不變時(shí)，端電壓 U與負(fù)載電流 I 之間的關(guān)系曲線。 當(dāng) cos φ值不同時(shí)，我們即可得到不同負(fù)荷種類的特性曲線。 3. 負(fù)載特性 負(fù)載特性是當(dāng)轉(zhuǎn)速、定子電流為額定值，功率因數(shù)等于常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓與勵(lì)磁電流之間的曲線，即 U =f(IL) 。在實(shí)際工作中，也常用它來判斷勵(lì)磁繞組有無匝間短路等故障。在試驗(yàn)過程中，調(diào)整勵(lì)磁電流時(shí)不要往返調(diào)整。 在做短路特性試驗(yàn)時(shí)，要先將發(fā)電機(jī)三相繞組的出線端短路。然后，維持轉(zhuǎn)速 不變 ，增加勵(lì)磁，讀取勵(lì)磁電流及相應(yīng)的定子電流值，直到定子電流 I 達(dá)到額定電流值時(shí)為止。 2. 短路特性 所謂短路特性，是指發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下，定子三相繞組短路時(shí)，定子穩(wěn)態(tài)短路電流 I 與勵(lì)磁電流 IL 的關(guān)系曲線，即 I=f（ IL）如圖 313 所示。空載特性是發(fā)電機(jī)的基本特性之一，它表征了發(fā)電機(jī)磁路的飽和情況，利用它可以求得同步發(fā)電機(jī)的參數(shù) ，在實(shí)際生產(chǎn)中還可利用該曲線判斷發(fā)電機(jī)的一些故障情況，如勵(lì)磁繞組有無匝間短路故障。 1. 空載特性 同步發(fā)電機(jī)的空載特性，是指發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速 nN，定子繞組開路 (I=0) 時(shí)空載電動(dòng)勢(shì) E 與勵(lì)磁電流 IL 的關(guān)系曲線，如圖 312 所示。即定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)以相同的方向、相同的速度轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，故稱為同步發(fā)電機(jī)。 我國電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率規(guī)定為 50Hz，因此，當(dāng) n =3000r/min 時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)為一對(duì)極；當(dāng) n =1500r/min 時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)為兩對(duì)極，依次類推。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為一對(duì)磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正好交變一次，即一個(gè)周期；假如發(fā)電機(jī)內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 13 轉(zhuǎn)子有 p 對(duì)磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就交變了 p 個(gè)周期。 ) （ 311） ec=Emsin(ω t240176。因此，三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間上也互差 120176。定子三相繞組在空間互差 120176。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周在定子繞組內(nèi)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)正好變化一次，所以電動(dòng)勢(shì)每秒鐘變化的次數(shù)恰好等于磁極每秒鐘的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子連接，當(dāng)蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，在同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有勵(lì)磁繞組，當(dāng)直流電通過勵(lì)磁繞組時(shí)會(huì)產(chǎn)生主磁場(chǎng)，它隨著汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其磁通如圖中虛線所示。所謂對(duì)稱三相繞組，就是每相繞組匝數(shù)相等，三相繞組的軸線在空間互差 120176。 圖 3 1 1 所示為同步發(fā)電機(jī)的工作原理示意圖。 同步發(fā)電機(jī)工作原理 同步發(fā)電機(jī)的工作原理是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?9。39。d： %； 橫軸暫態(tài)電抗 X39。 主要參數(shù) 發(fā)電機(jī)型號(hào)為 QFSN300 2 20，其中 Q 表示汽輪 ， F 表示發(fā)電機(jī) ， S 表示定子繞組水內(nèi)冷 ， N 表示轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷 ， 300 表示發(fā)電機(jī)額定有功功率為 3 00MW，2 表示有 2 個(gè)磁極 ， 20 表示發(fā)電機(jī)額定端電壓為 20KV 。 轉(zhuǎn)子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，又是固定勵(lì)磁繞組的部件，大型汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一般 采用導(dǎo)磁性能好、機(jī)械強(qiáng)度高的合金鍛成，并和軸鍛成一個(gè)整體。 定子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，同時(shí)也嵌放定子繞組；定子繞組是定子的電路部分，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要部件。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 11 就發(fā)電機(jī)而言，其最基本的組成部件為定子和轉(zhuǎn)子。發(fā)電機(jī)定子繞組及其連接線、出線采用水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯及端部采用氫冷，密封系統(tǒng)采用雙環(huán)流式油密封。 給水泵配置型式為 2 50%B－ MCR 汽動(dòng)給水泵 +1 臺(tái)