【正文】 )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)對選出來的方案進行技術(shù)和經(jīng)濟綜合比較，確定最佳主接線方案。(3)具有經(jīng)濟性在主接線設(shè)計時，在滿足供電可靠的基礎(chǔ)上，盡量使設(shè)備投資費和運行費為最少，注意節(jié)約占地面積和搬遷費用，在可能和允許條件下應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。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、繼電保護的配置、自動裝置和控制方式的選擇，它必須滿足工作可靠、調(diào)度靈活、運行檢修方便且具有經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性等基本要求。3 電氣主接線設(shè)計發(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。必須從實際出發(fā)，按照需要與可能、近期與遠期相結(jié)合的原則，合理布局。在設(shè)計中，必須嚴格遵守國家有關(guān)法律法規(guī)、方針政策，按照現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的要求進行。當火力發(fā)電廠接入電網(wǎng)時，它對于電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性也將發(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)計中，一次回路的設(shè)計是主體，它是保證供電可靠性、經(jīng)濟性和電能質(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，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)中性點的工作接地還是保護人身安全的保護接地，均采用金屬接地體埋入地中(或連成接地網(wǎng))；(5)載流導體:如母線、電纜等，它們按設(shè)計的要求，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)在正常運行時，發(fā)電機勵磁電流的變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運行機組間無功功率的分配。 發(fā)電機勵磁體統(tǒng)同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)一般由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個部分組成。5) 同步表轉(zhuǎn)動太快、跳動、停滯時禁止合閘。3) 發(fā)電機與系統(tǒng)相位相同。在實際操作過程中應(yīng)符合下列規(guī)定 : 1）發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓差不大于 10% 額定電壓。如操作不正?；虬l(fā)生誤操作 , 將會對電力系統(tǒng)帶來極其嚴重的后果 , 可能發(fā)生巨大的沖擊電流 , 甚至比機端短路電流還大得多 , 會引起系統(tǒng)電壓嚴重下降 , 使電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩甚至瓦解。曲線 1為感性負載時的外特性曲線 ，它是隨 I 增大而下降的曲線，這是因為，當感性負載電流增加時，由于電樞磁場對轉(zhuǎn)子磁場呈去磁作用，同時漏抗壓降隨之增大 ，所以端電壓隨之下降；曲線 2 是純電阻負載時的外特性曲線，這是一條略有下降的曲線，這是因為，當 cos φ=1 時，負載電流 I 仍滯后于 E ，其電樞磁場也有去磁作用，但去磁程度較??；曲線 3 是容性負載時的外特性曲線 ，它是隨 I 增大而上升的曲線，這是因為，容性負載電流增加時，電樞磁場對轉(zhuǎn)子磁場呈助磁作用，電樞磁場的助磁作用隨電流增加而增強，感應(yīng)電動勢增大，所以端電壓隨之上升。4. 外特性同步發(fā)電機的外特性，是指發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下，保持勵磁電流和功率因數(shù)不變時，端電壓U與負載電流 I 之間的關(guān)系曲線。當cos φ值不同時，我們即可得到不同負荷種類的特性曲線。3. 負載特性負載特性是當轉(zhuǎn)速、定子電流為額定值，功率因數(shù)等于常數(shù)時，發(fā)電機電壓與勵磁電流之間的曲線，即 U =f(IL) 。在實際工作中，也常用它來判斷勵磁繞組有無匝間短路等故障。在試驗過程中，調(diào)整勵磁電流時不要往返調(diào)整。在做短路特性試驗時，要先將發(fā)電機三相繞組的出線端短路。然后，維持轉(zhuǎn)速不變 ，增加勵磁，讀取勵磁電流及相應(yīng)的定子電流值，直到定子電流I達到額定電流值時為止。2. 短路特性所謂短路特性，是指發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下，定子三相繞組短路時，定子穩(wěn)態(tài)短路電流 I 與勵磁電流 IL 的關(guān)系曲線，即 I=f（IL）如圖 313 所示?？蛰d特性是發(fā)電機的基本特性之一，它表征了發(fā)電機磁路的飽和情況，利用它可以求得同步發(fā)電機的參數(shù) ，在實際生產(chǎn)中還可利用該曲線判斷發(fā)電機的一些故障情況，如勵磁繞組有無匝間短路故障。1. 空載特性同步發(fā)電機的空載特性，是指發(fā)電機轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速nN，定子繞組開路 (I=0) 時空載電動勢E與勵磁電流 IL 的關(guān)系曲線，如圖 312 所示。即定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場以相同的方向、相同的速度轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，故稱為同步發(fā)電機。我國電力系統(tǒng)的標準頻率規(guī)定為50Hz，因此，當 n =3000r/min 時，發(fā)電機應(yīng)為一對極；當 n =1500r/min 時，發(fā)電機應(yīng)為兩對極，依次類推。發(fā)電機轉(zhuǎn)子為一對磁極時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組中的感應(yīng)電動勢正好交變一次，即一個周期；假如發(fā)電機轉(zhuǎn)子有p對磁極時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電動勢就交變了p個周期。) （311） ec=Emsin(ωt240176。因此，三相感應(yīng)電動勢在時間上也互差120176。定子三相繞組在空間互差 120176。發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周在定子繞組內(nèi)感應(yīng)的電動勢正好變化一次，所以電動勢每秒鐘變化的次數(shù)恰好等于磁極每秒鐘的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子直接與汽輪機轉(zhuǎn)子連接，當蒸汽推動汽輪機高速旋轉(zhuǎn)時，發(fā)電機轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)動，在同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子上裝有勵磁繞組，當直流電通過勵磁繞組時會產(chǎn)生主磁場，它隨著汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其磁通如圖中虛線所示。所謂對稱三相繞組，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)電機的工作原理示意圖。 同步發(fā)電機工作原理 同步發(fā)電機的工作原理是利用電磁感應(yīng)原理將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?9。39。d：%；橫軸暫態(tài)電抗 X39。 主要參數(shù)發(fā)電機型號為 QFSN300 2 20，其中 Q 表示汽輪 ，F(xiàn) 表示發(fā)電機 ，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)電機額定有功功率為 3 00MW，2 表示有 2 個磁極 ，20 表示發(fā)電機額定端電壓為 20KV 。轉(zhuǎn)子鐵芯是電機磁路的一部分，又是固定勵磁繞組的部件，大型汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子一般 采用導磁性能好、機械強度高的合金鍛成，并和軸鍛成一個整體。定子鐵芯是電機磁路的一部分，同時也嵌放定子繞組；定子繞組是定子的電路部分，是實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的重要部件。就發(fā)電機而言，其最基本的組成部件為定子和轉(zhuǎn)子。發(fā)電機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250%B－MCR汽動給水泵+1臺30%B－MCR電動調(diào)速給水泵。調(diào)峰運行時宜采用定－滑－定壓運行，滑壓運行的范圍是30%～90%。為保證發(fā)電機端部的嚴密性，發(fā)電機的軸承直接座落在發(fā)電機靜止的兩端蓋內(nèi)，沒有專門的軸承座。另外為保證發(fā)電機滑環(huán)處軸端的穩(wěn)定性設(shè)有一個圓筒型穩(wěn)定軸承。高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子均通過剛性聯(lián)軸器連接，形成一個軸系。低壓缸四周有框架式撐腳，增加低壓缸剛性，撐腳座落在基架上承擔全部低壓缸重量，并使得低壓缸的重量均勻地分布在基礎(chǔ)上。低壓外缸全部由鋼板焊接而成，為了減少溫度梯度設(shè)計成3層缸。高中壓內(nèi)缸由外缸的中分面支承，并由外缸底部的定位銷和外缸保證其橫向定位。由高壓外缸、中壓外缸、高壓內(nèi)缸、中壓內(nèi)缸組成，降低了每層缸壁所承受的壓差和溫差以及法蘭和每層缸的厚度，減小了機組在啟停和運行過程中的熱應(yīng)力。采用自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒燃燒方式、燃燒器擺動調(diào)溫、平衡通風、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、緊身封閉布置燃煤，鍋爐鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)1250t/h，額定蒸發(fā)量(BBRL) t/h，鍋爐運行方式：帶基本負荷，并具有變負荷調(diào)峰能力。 鍋爐參數(shù) 鍋爐參數(shù)簡介鍋爐型號：HG－1025/－YMHG：哈爾濱鍋爐廠1025：在BMCR工況下，鍋爐蒸發(fā)量為1025t/h：主、再熱汽溫設(shè)計溫度為：541℃ 鍋爐組成鍋爐本體：燃燒器、爐膛、煙道、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、 省煤器及空氣預熱器等組成； 輔助設(shè)備：送引風機、給煤機、磨煤機、排粉機、除塵和脫硫設(shè)備、煙囟等。 發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)是由副勵磁機、勵磁盤、主勵磁機（備用勵磁機）、發(fā)電機、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。是由皮帶輸送機從煤場,通過電磁鐵、碎煤機然后送到煤倉間的煤斗內(nèi),再經(jīng)過給煤機進入磨煤機進行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預熱器來的熱風，將煤粉打至粗細分離器，粗細分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機），經(jīng)過排粉機送至粉倉，給粉機將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進行燃燒。在汽水系統(tǒng)中的蒸汽和凝結(jié)水，由于疏通管道很多并且還要經(jīng)過許多的閥門設(shè)備，這樣就難免產(chǎn)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會或多或少地造成水的損失，因此我們必須不斷的向系統(tǒng)中補充經(jīng)過化學處理過的軟化水，這些補給水一般都補入除氧器中。在蒸汽不斷作功的過程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻，凝結(jié)成水。在現(xiàn)代大型汽輪機組中都采用這種給水回熱循環(huán)。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動的蒸汽推動汽輪機的葉片轉(zhuǎn)動從而帶動發(fā)電機。 基本原理 汽水系統(tǒng)火力發(fā)電廠的汽水系統(tǒng)是由鍋爐、汽輪機、凝汽器、高低壓加熱器、凝結(jié)水泵和給水泵等組成，其他包括汽水循環(huán)、化學水處理和冷卻系統(tǒng)等。這些控制系統(tǒng)可以對整個生產(chǎn)過程進行控制和自動調(diào)節(jié)，根據(jù)不同情況協(xié)調(diào)各設(shè)備的工作狀況，使整個電廠的自動化水平達到了新的高度。大型火電廠的保證這些設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，火電廠裝有大量的儀表，用來監(jiān)視這些設(shè)備的運行狀況，同時還設(shè)置有自動控制裝置，以便及時地對主輔設(shè)備進行調(diào)節(jié)。除了上述的主要系統(tǒng)外，火電廠還有其它一些輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，如燃煤的輸送系統(tǒng)、水的化學處理系統(tǒng)、灰漿的排放系統(tǒng)等。主機與輔機及其相連的管道、線路等稱為系統(tǒng)。爐、機、電是火電廠中的主要設(shè)備，亦稱三大主機。以上分析雖然較為繁雜，但從能量轉(zhuǎn)換的角度看卻很簡單，即燃料的化學能→蒸汽的熱勢能→機械能→電能。在循環(huán)過程中難免有汽水的泄露，即汽水損失，因此要適量地向循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)補給一些水，以保證循環(huán)的正常進行。乏汽在凝汽器內(nèi)被循環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，重新凝結(jié)成水，此水成為凝結(jié)水。電能經(jīng)變壓器將電壓升壓后，由輸電線送至電用戶。當發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁場也是旋轉(zhuǎn)的，發(fā)電機定子內(nèi)的導線就會切割磁力線感應(yīng)產(chǎn)生電流。在發(fā)電機轉(zhuǎn)子的另一端帶著一臺小直流發(fā)電機，叫勵磁機。汽輪機的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子通過連軸器聯(lián)在一起。具有熱勢能的過熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機后，便將熱勢能轉(zhuǎn)變成動能。飽和蒸汽在過熱器中繼續(xù)吸熱，成為過熱蒸汽。水冷壁水管的上下兩端均通過聯(lián)箱與汽包連通，汽包內(nèi)的水經(jīng)由水冷壁不斷循環(huán)，吸收著煤受燃燒過程中放出的熱量。在省煤器內(nèi)，水受到熱煙氣的加熱，然后進入鍋爐頂部的汽包內(nèi)。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內(nèi)，與從除塵器分離出的細灰一起用水沖至灰漿泵房內(nèi)，再由灰漿泵送至灰場。這樣，一方面使進入鍋爐的空氣溫度提高，易于煤粉的著火和燃燒外，另一方面也可以降低排煙溫度，提高熱能的利用率。潔凈的煙氣在引風機的作用下通過煙囪排入大氣。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)排粉風機送入鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉。既是在氣輪機某一級抽出一部分氣來供熱，其余的仍沖轉(zhuǎn)氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，兩者可調(diào)整，可供熱多發(fā)電少，也可供熱少發(fā)電多。2 火力發(fā)電廠 火力電廠概述火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠，它的基本生產(chǎn)過程是：燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機械能，然后汽輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)變成電能。?d；無霜期一般97天，早霜一般出現(xiàn)在9月下旬，晚霜一般結(jié)束在5月中旬，最長無霜期149天，最短無霜期95天；相對濕度西部不足50％，其他平均在52～56％之間；年平均八級以上大風日數(shù)40天以上，～∕s，最大風速28 m∕s，沙塵暴日數(shù)20天左右，揚沙日數(shù)約40天，風向多西北風和偏西風。多年平均氣溫6～8℃，℃，極端最低氣溫34℃；一月平均氣溫最低為13℃，七月平均氣溫最高為25℃；≥10℃積溫為2500～3500℃，干燥指數(shù)從東部到西部5～15遞增，西部部分地區(qū)大于15。2 、氣象特征值錫林浩特市深居內(nèi)陸，極端大陸性氣候顯著。錫林浩特市深居內(nèi)陸，極端大陸性氣候顯著?；?、渣及脫硫石膏100％綜合利用和深加工，變廢為寶，實現(xiàn)零排放。引進污水處理廠提供的中水，作為發(fā)電冷卻用補充水，每年可節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源，促進循環(huán)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，研究火電廠設(shè)計有著重大意義，像我國某些二期發(fā)電工程，發(fā)電能夠滿足廣大寒冷地區(qū)冬季的采暖供熱，采用水塔排煙(煙塔合一)新工藝是自主設(shè)計、自主施工、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進工藝技術(shù)。 課題研究的目的與意義本設(shè)計要求能運用電機、發(fā)電廠、變電所電氣部分，高電壓技術(shù)，電力系統(tǒng)自動化，電力系統(tǒng)繼電保護等專業(yè)知識解決實際問題。由此可見，我國人均用電水平遠低于發(fā)達國家，與完成其工業(yè)化進程國家的電力指標相比，我國經(jīng)濟發(fā)展正處于工業(yè)化進程的中后期，我國用電遠低于國際水平。2008年人均用電量2596kW隨著近年來我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長，電力工業(yè)的發(fā)展仍不能瞞足整個社會發(fā)展的需要?；鹆Πl(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會，循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境中，我們在提高火電技術(shù)的方向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響，對不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在我國已有部分核電機組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會的要求。這一觀點得到國內(nèi)各發(fā)電公司以及電廠老總們的認同。目前，我國30萬千瓦、60萬千瓦的火力發(fā)電機組，70萬千瓦的水力發(fā)電機組，在國際招標