【正文】 線隔離開關(guān)之間隔離板前的引線和套管的計(jì)算短路硬選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。 （ 2）在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 短路計(jì)算的一 般規(guī)定 短路計(jì)算的一般規(guī)定 （ 1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10 年）。 （ 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路電流為依據(jù)。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。其計(jì)算目的主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種方式接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 G8， G9 廠用電主接線圖（見圖 31）， 6KV廠用負(fù)荷分配及高壓廠用工作變壓器容量選擇 統(tǒng)計(jì)表（見表 31）。廠用分支采用分相封閉母線，在該分支上不應(yīng)裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。本廠為四臺發(fā)電機(jī)組，選擇四臺廠用電主變壓器，并且配備兩臺高壓啟動(dòng) /備用變， 8備用變供 9發(fā)電機(jī)備用， 9備用變供 11發(fā)電機(jī)備用。 （ 7）于 200MW 機(jī)組，各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的，一臺故障的停運(yùn)或輔機(jī)的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺機(jī)組的正常運(yùn)行，并能在短路時(shí)間內(nèi)恢復(fù)本機(jī)組的運(yùn)行。 ③ 當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路作為高壓廠用備用或起動(dòng)電源。 （ 5）廠用備用或起動(dòng)電源 高壓廠用備用或起動(dòng)電源一般采用下列引接方式： ① 當(dāng)無發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由高壓母線中電源可靠的最低一級電壓引接，或由聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，并應(yīng)保證在發(fā)電廠全停的情況下，能從電力系統(tǒng)取得足夠的電源。大容量 200MW 發(fā)電機(jī)組，廠用分支采用分相封閉 `母線，在該分支上不應(yīng)裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。發(fā)電機(jī)容量為 125MW 及以下時(shí)，一般在廠用分支線上裝設(shè)斷路器。 （ 4）廠用工作電源 高壓廠用工作電源一般采用下列引接方式： ① 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)， 由各段母線引接，供給接在該段母線上的機(jī)組的廠用負(fù)荷。當(dāng)鍋爐容量在 220T/H 及以下，且接有機(jī)爐的 Ⅰ類負(fù)荷時(shí)，一般按機(jī)爐對應(yīng)分段，并用刀開關(guān)將母線分為兩個(gè)半段；鍋爐容量在 400T/H及以上時(shí)，每臺機(jī)爐一般由兩段母線供電。鍋爐容量為 130 ~ 220T/H 時(shí)，一般每爐由一段母線供電；容量為 400T/H 及以上時(shí)，每爐由兩段母線供電，并將兩套輔機(jī)電動(dòng)機(jī)分接在兩段母線上，兩段母線可由同一臺廠用變壓器供電；容量為 65T/H 時(shí)，兩臺鍋爐可合用一段母線。 13 （ 2）廠用電電壓 對于火電廠當(dāng)容量在 100MW 到 300MW 時(shí)，高壓廠用電一般采用 6KV，低壓廠用電采用 380/220V的三相四線制系統(tǒng)。對 Ⅲ類負(fù)荷，一般由 1個(gè)電源供電。 Ⅲ 類負(fù)荷 長時(shí)間停電不會(huì)直接影響生產(chǎn)的負(fù)荷。如工業(yè)水泵、輸水泵等。對 Ⅰ 類負(fù)荷，必須保證自起動(dòng)，并應(yīng)由有 2 個(gè)獨(dú)立電源的母線供電，當(dāng)一個(gè)電源失去后，另一個(gè)電源應(yīng)立即自動(dòng)投入。 Ⅰ 類負(fù)荷 短時(shí)（手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需時(shí)間）的停電可能影響人身或設(shè)備安全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降的負(fù)荷。 ③ 允許短時(shí)停電的交流保安負(fù)荷。 ② 直流不停電保安負(fù)荷。根據(jù)對電源要求不同，又可分下列三種： ① 直流保安負(fù)荷。 表 22 根據(jù) 所選電氣主接線，本廠采用發(fā)電機(jī) 三相自耦變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)和變壓器容量配套。 根據(jù)主接線和設(shè)計(jì)要求，需用四臺型號為 SFP9240000/220 的三相自耦主變壓器。 （ 5）對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。 （ 4）在高、中系統(tǒng)均為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的情況下，可考慮采用自耦變壓器。 （ 3）在發(fā)電廠有兩種升高電壓的情況下，當(dāng)機(jī)組容量為 125MW 及以下時(shí)，從經(jīng)濟(jì)上考慮，一般采用三繞組變壓器，但每個(gè)繞組的通過功率應(yīng)達(dá)該變壓器容量的 15%以上。 （ 2）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。 根據(jù)接線方式，本廠選用四臺容量相等雙繞組變壓器，單機(jī)容量為 200MW，為了以后擴(kuò)建的可能和電壓等級的變動(dòng)，高低壓之間采用自耦變壓器為系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)變壓器，發(fā)電機(jī)與變壓器為單元接線時(shí)，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇?？紤]到汽輪機(jī)的最大連續(xù)進(jìn)汽量工況出力系制造廠為補(bǔ)償制造偏差和汽輪機(jī)等老化所留的余度，也即汽輪機(jī)不宜在此工況下長期連續(xù)運(yùn)行，所以，發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)出力在功率因數(shù)和氫壓為額定值時(shí)與汽輪機(jī)的最大連續(xù)出力配合即可。 （ 3）選擇型號 ： QFQS2002 型號含義： 2—— 2 極； 200—— 額定容量； Q—— 氫內(nèi)冷； F—— 發(fā)電機(jī)； Q—— 汽輪機(jī)；S—— 水內(nèi)冷 （ 4） QFQS2002 型汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù) 發(fā)電機(jī)主要參數(shù)見表 21： 表 21 QFQS2002 型汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù) 視在功率（ MVA） 有功功率（ MW） 電壓（ V） 電流（ A） 功率因數(shù) cos? 235 200 15750 8625 本次設(shè)計(jì)題目為 4 200MW 的火力發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)。在轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷系統(tǒng)中，又有軸向通風(fēng)等多種方式。勵(lì)磁機(jī)是向汽輪發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁的設(shè)備。 （ 4）發(fā)電機(jī)變壓器組的高壓側(cè)斷路器不宜接入旁路母線。當(dāng)兩臺發(fā)電機(jī)與一臺變壓器作擴(kuò)大單元連接或兩組發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器組作聯(lián)合單元連接時(shí)，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間應(yīng)裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。容量為 200MW～ 300MW 的發(fā)電機(jī)與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間不應(yīng)裝設(shè)斷路器、負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 有關(guān)設(shè)計(jì)原則 （ 1）技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，容量為 200MW 及以上的機(jī)組可采用發(fā)電機(jī) — 變壓器 — 線路組的單元接線。 綜上介紹，雖然雙母線具有相當(dāng)?shù)目煽啃?、靈活性，可是考慮到 雙母線帶旁路母線的投資較雙母線接線要大許多，多增加多了一條母線的投資成本，以及六臺斷路器。雙母線帶旁母的接線進(jìn)一步提高雙母線接線的可靠性，據(jù)我國國情，規(guī)定當(dāng) 220kv 出線在 4 回及以上、 110kV出線在 6 回及以上時(shí)候，宜采用有專用旁路斷路器的旁路母線接線。 2 2 0 K V 母 線 2 高 壓 啟 動(dòng) 備 用 變 1 高 壓 啟 動(dòng) 備 用 變 8 高 廠 變 8 發(fā) 電 機(jī) 9 發(fā) 電 機(jī) 1 0 發(fā) 電 機(jī) 1 1 發(fā) 電 機(jī) 9 高 廠 變 1 0 高 廠 變 1 1 高 廠 變備 用出 線 I 出 線 I I出 線 I I I出 線 I V 圖 21 方案一雙母線接線 8 圖 22 方案一雙母線接線 2）方案 II：雙母線 帶旁路母線接線 雙母線帶旁路母線接線接線圖見圖 22，它是在雙母線接線基礎(chǔ)上，增設(shè)了一組旁路母線及專用旁路斷路器回路，需要利用旁路母線不停電檢修斷路器的各回路，均需裝設(shè)可接至旁路母線的旁路隔離開關(guān)。 ④由于增加了大量母線隔離開關(guān)和母線長度，雙母線的配電裝置結(jié)構(gòu)較單母線而言復(fù)雜，占地面積大，投資大。 ②檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電。例如，必要時(shí)，可利用母聯(lián)斷路器與系統(tǒng)并列或解列；當(dāng)某個(gè)回路需要獨(dú)立工作或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路接到一組母線上進(jìn)行；當(dāng)線路需要利用短路方式融冰時(shí)，可騰出一組母線作為融冰母線，不致影響其他回路等。 擴(kuò)建方便，可向母線的任一端擴(kuò)建。這是在故 障母線的進(jìn)、出線沒有符合的情況下倒換操作，俗稱“冷倒”，對各回路的母線隔離開關(guān)是“先拉后合”，否則故障會(huì)轉(zhuǎn)移到正常母線上。 檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需停該回路及與該隔離開關(guān)相連的母線。 電氣主接線的初步方案 （ 1） 主接線基本評價(jià) 1）方案 I：雙母線接線 接線圖見圖 21，雙母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)如下： 供電可靠，表現(xiàn)為： 檢修任一母線時(shí)，可以利用母聯(lián)把該母線上的全部回路倒換到另一組母線上，不會(huì)中斷供電。 ② 占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件。 ② 檢修安全：應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對用戶的供電。 ④ 對大機(jī)組超高壓情 況下的電氣主接線，應(yīng)滿足可靠性準(zhǔn)則的要求。 ② 線路、斷路器、 母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 （ 1）可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個(gè)要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。其反映了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、斷路器和隔離開關(guān)等有關(guān)電氣設(shè)備的數(shù)量、各回路中電氣設(shè)備的連接關(guān)系及發(fā)電機(jī)、變壓器與輸電線路、負(fù)荷間及怎樣的方式連接，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、靈活性和安全性，直接影響發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備選擇，配電裝置的布置，保護(hù)與控制方式和檢修的安全與方便性。 為防止變壓器發(fā)生各類故障和不正常運(yùn)行造成的不應(yīng)有的損失以及保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，變壓器應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)。 （ 5）主變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 4 繼電保護(hù)是保證系統(tǒng)安全和設(shè)備可靠運(yùn)行的關(guān)鍵裝置之一。 正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了事導(dǎo)體和電器無論在正常情況或故障情況下，均能安全、經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)行。 三相短路是危害最嚴(yán)重的短路形式，因此，三相短路電流是選擇和校驗(yàn)電器和導(dǎo)體的基本依據(jù)。工程要求系統(tǒng)調(diào)度或系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門 提供接入本電廠和變電所的各級電壓的綜合阻抗值，由電氣專業(yè)負(fù)責(zé)計(jì)算。 （ 3）短路電流的計(jì)算 短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短接。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì) 性的要求。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。主導(dǎo)風(fēng)向全年為東南風(fēng)，冬季為西北風(fēng)，夏季為偏南風(fēng)。凍土層厚 1m，覆冰厚度 7mm，最大風(fēng)速 25m/s，年平均溫度 5℃ ，最高溫度 35℃ ，最低溫度 35℃ 。廠區(qū) 地勢平坦，地質(zhì)條件較好，屬于五級地震區(qū)，有公路、鐵路通往礦區(qū)，交通方便。 cos? =， X? d=% 變壓器： 3 SFPL360/220， 3 臺， 360MVA， 220kV， Uk%= （ 2）水力發(fā)電廠 水輪發(fā)電機(jī)： TSS1264/16048， 300MW， cos? =， X? d=28% 變壓器： 4 SFPL360/220， 4 臺， 360MVA， 220kV， Uk%= 待設(shè)計(jì)火力發(fā)電情況 該電廠機(jī)組總?cè)萘繛?4 200MW，生產(chǎn)的電力除廠用電外，全部通過 4回 220kV輸電線路輸送到電力系統(tǒng)中。裝機(jī)容量 900MW， 3 臺機(jī)組。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。目前工業(yè)用電量已占全部用電量的 50～ 70%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活 的各個(gè)方面。 電能是一種清潔的二次能源。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。它的功能是將自然界的 一次能源 通過發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。 shortcircuit calculation。 selection of electrical equipments Keywords： power plant。 electrical first part。 shortcircuit current calculation and highvoltage electrical equipment selection and validation。 choice of main transformer, start / backup transformers and high voltage transformer factory capacity calculation, number and type。 choice of generators and transformers connecting form。 廣東工業(yè)大學(xué) 華立學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 系 部 機(jī)械電氣 學(xué)部 專 業(yè)