【正文】 繞線式異步電動(dòng)機(jī)最大特點(diǎn)是可以均勻地?zé)o極調(diào)速。 在發(fā)電廠中廣泛使用的鼠籠式異步電動(dòng) 機(jī)有三種結(jié)構(gòu)形式，即單鼠籠式、和深槽式雙鼠籠式。三類電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和適用范圍敘述如下。 廠用電動(dòng)機(jī)的選擇 (1)廠用電動(dòng)機(jī)的類型及特點(diǎn) 發(fā)電廠中各種廠用機(jī)械設(shè)備所使用的廠用電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和直流電山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 17 動(dòng)機(jī)三類。 (4)變壓器的容量 由上一節(jié)廠用電率公式 : pK =Navc PS ?cos 100﹪， 得廠用電 容量為 : cS =%100cos ?? NpPK= ? =（ MVA） 有功功率為 : cP = avcS ?cos = =161（ MW） 得廠用變壓器容量為 : Sn = cS （ 1+10%） = =（ MVA） 第 4 節(jié) 廠 用電動(dòng)機(jī)選擇和自啟動(dòng)校驗(yàn) 廠用機(jī)械設(shè)備所使用的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱廠用電動(dòng)機(jī)。廠用工作變壓器的阻抗要求比一般動(dòng)力變壓器的阻抗大，這是因?yàn)橐拗谱儔浩鞯蛪簻y(cè)的短路容量，否則將影響到開關(guān)設(shè)備的選擇，一般要求阻抗應(yīng)大于 10％；但是，阻抗過大又將影響廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)。廠用高壓備用變壓器或啟動(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)廠用高壓工作變壓器的容量相同；廠用低壓備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺(tái)廠用低壓工作變壓器容量相同。因此，對(duì)廠用高壓工作變壓器的容量應(yīng)按廠用電高壓工作變壓器的容量應(yīng)按廠用高壓計(jì)算負(fù)荷 110％與廠用電低壓計(jì)算負(fù)荷之和進(jìn)行選擇；而廠用低壓工作變壓器的容量應(yīng)留又 10％左右的裕度。 本設(shè)計(jì)中高壓廠用電 6KV母線分為兩段，故廠用高壓工作變壓器選用 1臺(tái)全容量的分裂繞組變壓 器；而因廠用備用變壓器連接的公用亦分為兩段，故也采用分裂繞組變壓器。當(dāng)只有6KV 一種電壓等級(jí)時(shí)，廠用高壓工作變壓器可選用 1 臺(tái)全容量的分裂繞組變壓器，兩個(gè)分裂支路分別供兩段母線；或選用 2 臺(tái) 50％容量的 雙繞組變壓器，分別供兩段母線。 (2)工作變壓器的臺(tái)數(shù)和型式 1)工作變壓器的臺(tái)數(shù)和型式主要與廠用高壓母線的段數(shù)有關(guān)，而母線的段數(shù)又與廠用高 壓母線的電壓等級(jí)有關(guān)，而母線的段數(shù)又與廠用高壓母線的電壓等級(jí)有關(guān)。 山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 16 (1)額定電壓 廠用變壓器的額定電壓應(yīng)根據(jù)廠用電系統(tǒng)的電壓等級(jí)和電源引接處的電壓確定，變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓相一致。 故本 設(shè)計(jì)中，廠用電高壓、低壓、備用母線均采用單母線分段（按鍋爐分段）接線形式。 低壓廠用母線一般也按鍋爐分段，常用電源則由相應(yīng)的高壓廠用母線供電。當(dāng)公用負(fù)荷大時(shí)，可設(shè)公用母線段。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，高壓廠用母線均采取按鍋爐分段的原則，即將高壓廠用母線按鍋爐臺(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立段，凡屬同一臺(tái)鍋爐的廠用負(fù)荷均接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機(jī)的廠用負(fù)荷一般也接在該段母線上，而該段母線由其對(duì)應(yīng)得發(fā)電機(jī)組供電。 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接收和分配電能。 廠用電接線形式 廠用電接線方式合理與否，對(duì)機(jī)、爐、電德輔機(jī) 以及整個(gè)發(fā)電廠的運(yùn)行可靠性有很大影響。對(duì) 300Mw及以上機(jī)組還應(yīng)由附近 110kv 及以上的變電站或發(fā)電廠引入獨(dú)立可靠專用線路，作為事故備用保安電源。 (3)事故保安電源 對(duì) 300Mw及其以上的大容量機(jī)組，當(dāng)廠用工作電源河備用電源都消失時(shí)，為確保在嚴(yán)重事故狀態(tài)下能安全停機(jī)，事故消除后又能及時(shí)恢復(fù)供電，應(yīng)設(shè)置事故保安電源，以保證事故保安負(fù)荷，如潤(rùn)滑油泵、密封油泵、熱工儀表及自動(dòng)裝置、盤車裝置、定軸油泵、事故照明和計(jì)算機(jī)等設(shè)施的連續(xù)供電。 4)當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)過變壓器取得獨(dú)立的備用電源或啟動(dòng)電源。 3)從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密、供電可靠的最低一級(jí)電壓母線引接。 備用電源的引接應(yīng)保證其 獨(dú)立性，并且具有足夠的供電容量，以下是最常用的引接方式： 山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 15 1)從發(fā)電機(jī)電壓母線的不同分段上，通過廠用備用變壓器（或電抗器）引接。 本設(shè)計(jì)中采用廠用工作電源從主變壓器低壓側(cè)引接，并且采用分相封閉母線。 低壓廠用工作電源，由高壓廠用母線通過低壓廠用變壓器引接。該斷路器應(yīng)按發(fā)電機(jī)機(jī)端斷路進(jìn)行選擇，其開斷電流可能比發(fā)電機(jī)出口處斷路器的還要大，對(duì)大容量機(jī)組可能選不到合適的斷路器，可加裝電抗器或選低壓分裂繞組變壓器，以限制斷路電流。當(dāng)發(fā)電機(jī)和主變壓器為單元接線時(shí)，則廠用工作電源從主變壓器的低壓側(cè)引接。通常，工作電源應(yīng)不少于兩個(gè)。 本設(shè)計(jì)中發(fā)電機(jī)容量為 350MW，考慮到其他因素，設(shè)計(jì)中采用高壓廠用電電壓為 6kv，低壓廠用電電壓為 380V。為了正確選擇高壓廠用電的電壓等級(jí)，需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。 為了簡(jiǎn)化廠用電接線，且使運(yùn)行維護(hù)方便，廠用電電壓等級(jí)不宜過多。 (2)接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求； (3)廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)、爐的廠用負(fù)荷有本機(jī)組供電，這樣，當(dāng)廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只影響一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，縮小故障范圍，接線也簡(jiǎn)單； (4)設(shè) 計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進(jìn)性； (5)在設(shè)計(jì)廠用電接線時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用電的電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接觸方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進(jìn)行分析和論證。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及其以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。 (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，盡可能的使切換操作簡(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 散接入不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。 廠用電接線應(yīng)滿足下述要求： (1)各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的。一般采用由 蓄電池供電所的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或配電數(shù)控的靜態(tài)逆變裝置。 (5)不間斷供電負(fù)荷。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)過程中及停機(jī)后一段時(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。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)上的不方便的廠用負(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，工作電源故障后，備用電源自動(dòng)投入。凡是屬于短時(shí)停電，可能波及人身和設(shè)備的安全，使生產(chǎn) 停頓或發(fā)電量大幅度下降的廠用負(fù)荷，都屬于Ⅰ類負(fù)荷。本設(shè)計(jì)中廠用電率為 %。廠用電率是發(fā)電廠運(yùn)行的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。 廠用電率 廠用電的電量 ,大都由發(fā)電廠本身供給 .其耗電量與電廠類型、機(jī)械化和自動(dòng)化程度、燃料種類及燃燒方式、蒸汽參數(shù)等因素有關(guān)。 廠用電的可靠性，對(duì)電力系統(tǒng)得安全運(yùn)行非常重要。 表 19 主變壓器參數(shù) 型號(hào) 額定容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 阻抗電壓（％） SFPT420220/220 420220 高壓 242+2 % 14% 低壓 23 山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 12 第 4 章 廠用電接線及設(shè)計(jì) 第 1 節(jié) 概述 廠用電概述 發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備（如鍋爐、汽輪機(jī)或水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）和輸煤、碎煤、除灰、及水處理的正常運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)變壓器額度容量為 420220KVA，容量較大，固采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。 變壓器 冷卻方式 的選擇 電力變壓器的冷卻隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。 2)接于時(shí)而為送端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證供電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時(shí)。另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。通過變壓器的分接開關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。 在發(fā)電廠中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制 3次諧波對(duì)電源的影響等因素，根據(jù)以上變壓器繞組連接方式的原則，本設(shè)計(jì)中主變壓器組別一般都選用 YN,d11常規(guī)接線。 變壓器 繞組接線組別 的選擇 變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行。 變壓器 繞組數(shù)與結(jié)構(gòu) 的選擇 規(guī)程中：機(jī)組容量為 200MW 以上的發(fā)電機(jī)采用發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器單元接線接入系統(tǒng)。但是，由于變壓器的制造條件和運(yùn)輸條件的限制，特別是大型變壓器，需要考慮其運(yùn)輸可能性。則： S=415（ ％）（ 1+10％） =435MVA 第 2 節(jié) 主變 的 選擇 山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 11 變壓器 相數(shù) 的選擇 容量為 300Mw及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和 330Kv及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。 根據(jù)原始資料可知：該電廠的單機(jī) 為 415MW， 發(fā)電機(jī)與變壓器系用單元接線。依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：發(fā)電機(jī)與變壓器單元接線時(shí)，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇： (1)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有 10％的裕度。主變壓器的容量，臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。 兩種方案的確定 （見表 18） 表 18 兩種方案的綜合比較 方案 項(xiàng)目 方案Ⅰ（雙母接線） 方案Ⅱ（雙母接線帶旁路） 可 靠 （ 1）通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一（ 1）具有方案一的所有特點(diǎn)：一組母線故 障或檢修時(shí)，可以不山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 10 性 組母線而不致使供電中斷（ 2）一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電（ 3）檢修任一回路母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開此隔離開關(guān)所述的一條電路和與此隔離開溝相連的該組母線，其他母線可正常運(yùn)行，但操作步驟必須正確（ 4）在（ 3）的操作中，操作順序較繁，容易發(fā)生誤操作 間斷供電（ 2）出線斷路器經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后檢修或故障時(shí)，旁路母線將使回路不致停電（ 3）增加了兩臺(tái)旁路斷路器，分別接在兩個(gè)母線上，接線較復(fù)雜 靈 活 性 （ 1）各個(gè)電源和回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，靈活適應(yīng)運(yùn)行方式和潮流變化的需要（ 2）通過倒閘操作可以組成各種不同的運(yùn)行方式 （ 1）在有專用的旁路斷路器時(shí)，無(wú)論是檢修母線還是出線斷路器都比較靈活方便 綜合可靠性和經(jīng)濟(jì)性，最終確定主接線采用雙母帶旁路接線。 O—— 綜合總投資，主要包括變壓器綜合投資，配電裝置綜合投資以及不可預(yù)見的附加投資等。 ? —— 不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，如基礎(chǔ)加工、電纜溝 道開挖費(fèi)用等。一臺(tái)半斷路器接線中，線路 —— 線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在滿足保護(hù)和測(cè)量要求的條件下也可以裝設(shè)三組電流互感器。發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。由于該機(jī)組為 350MW，且與雙繞組變壓器的連接為 單元接線，所以，發(fā)電機(jī)出口不裝設(shè)隔離開關(guān)。 本設(shè)計(jì)中發(fā)電機(jī)容量為 350MW，發(fā)電機(jī)出口短路電流很大，考慮到其他條件，故采用發(fā)電機(jī)－雙繞組變壓器單元接線，且采用分相封閉母線。此外單元接線還有擴(kuò)大單元接線： 1） 發(fā)電機(jī)－雙繞組變壓器擴(kuò)大單元接線：當(dāng)發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不大，且在系統(tǒng)備用容量允許時(shí)，為了減少變壓器臺(tái)數(shù)和高壓側(cè)斷路器數(shù)目，并節(jié)省配電裝置占地面積，將兩臺(tái)變壓器與一臺(tái)變壓器相連 接構(gòu)成擴(kuò)大單元接線。 (3)發(fā)電機(jī)－變壓器－線路單元接線：用于一機(jī)，一變，一線的廠或站。 3） 發(fā)電機(jī)故障跳閘時(shí)，會(huì)失去廠用工作電源，如果此時(shí)備用電源切換不成功，廠用電就面臨中斷危險(xiǎn)。而大型發(fā)電機(jī)時(shí)間常數(shù)較大，從而即使磁場(chǎng)開關(guān)跳開后，在一段時(shí)間內(nèi)通過發(fā) 電機(jī)－變壓器組的故障電流仍很大；如果磁場(chǎng)開關(guān)拒跳，后果會(huì)更嚴(yán)重。該種接線避免了額定電流或短路電流過大，從而造成在選擇斷路器時(shí)受到價(jià)格和制造條件的限制。 (1)發(fā)電機(jī)－雙繞組變壓器單元接線是大型機(jī)組廣泛采用的接線形式。 圖 2— 5 一臺(tái)半接線 通過分析﹑篩選﹑組合，在滿足規(guī)程要求的前提下，保留兩種可能的接線方案，即雙母線三分段接線和雙母線帶旁路母線接線，在下一節(jié)中做進(jìn)一步的可靠性和經(jīng)濟(jì)性比較。 (2)缺點(diǎn)： 1)造價(jià)高； 2)為解決繼電保護(hù)校驗(yàn)問題，保護(hù)必須雙重化； 3)在 8個(gè)回路以上時(shí)，一次設(shè)備的投資超過雙母線四分段帶旁 路母線接線的投資，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提高太多。 (2)缺點(diǎn)： 1)多裝一臺(tái)斷路器，增加了投資和配電裝置的占地面積； 2)旁路斷路器的繼電 保護(hù)為適應(yīng)各出線的要求，其整定較復(fù)雜。 方案ⅳ：雙母線帶旁路接線（如圖 1— 4） (1)該方案的優(yōu)點(diǎn)： 錯(cuò)誤 !鏈接無(wú)效。 圖 22 雙母線三分段接線 錯(cuò)誤 !鏈接無(wú)效。 方案ⅱ：雙母線三分段（如圖 2— 2） 方案ⅲ：雙母線四分段（如圖 2— 3）