【正文】 NN USI 3? = 2203370000? = NW II ? = 聯(lián)絡(luò)變壓器回路：MNN USI 3? 000 ??? NW II ? = 發(fā)電機(jī)回路：MNN USI 3? 00 ??? NW II ? = 第五章 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的選擇是變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了使導(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。 短路電流計(jì)算條件 ： ，三項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行 ； 動(dòng) 勢相位角相同 ； ； ； 時(shí) ，元件的電阻略去不計(jì) ； ； 均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍 ； 。強(qiáng)大的短路電流將造成嚴(yán)重的后果，主要有以下幾方面： （ 1） 強(qiáng)大的短路電流通過電氣設(shè)備是發(fā)熱急劇增加，斷路持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，足以使設(shè)備因過熱而損壞甚至燒毀； （ 2） 巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞； （ 3） 短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢甚至設(shè)備損壞； （ 4） 短路將引系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導(dǎo)致短路。根據(jù)國外資料顯示，每個(gè)人都有違反規(guī)程操作的潛意識(shí)。 （ 3） 電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不良和運(yùn)行不當(dāng)或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路。 短路的原因及后果 造成短路的原因通常有以下幾種： （ 1） 電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化、或遭受機(jī)械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度論證了兩個(gè)方案，比較論證后確定采用了方案二。方案二比方案一供電更可靠。 方案二： 500KV 二分之三接線； 220KV 雙母線帶旁路母線接線。 雙母線帶旁路母線 在雙母線接線的基礎(chǔ)上，避免檢修出線斷路器時(shí)該回路停電。為保證不中斷供電，應(yīng)先接通備用母線上的隔離開關(guān)，再斷開工作母線上的 隔離開關(guān)，完成母線轉(zhuǎn)接后，再斷開母聯(lián)斷路器及兩側(cè)隔離開關(guān)，即可對(duì)原工作母線進(jìn)行檢修。 倒閘操作時(shí)隔離開關(guān)的操作原則：在等電位下操作或先通后斷。母線發(fā)生故障時(shí)，只跳開與此母線相連的斷路器，而裝置的其他元件和全部回路仍保留在另一組母線上繼續(xù)工作；可以不停電地檢修任一臺(tái)斷路器；隔離開關(guān)不作為操作電器，只用于隔離電壓，減少了誤操作的概率，操作檢修方便。 一臺(tái)半斷路器接線（二分之三接線） 正常運(yùn)行方式：所有斷路器都接通，雙母線同時(shí)工作。 缺點(diǎn)： 6~220KV 系統(tǒng)中只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器。 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。 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。 第三章 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。 3． 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜安裝一臺(tái)避雷器。 避雷器的配置 1． 配電裝置的每相母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器是除外。 3． 對(duì)直接接地系統(tǒng) ，一般按三相配置。 電流互感器的配置 1． 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)安裝電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿 足測量儀表，保護(hù)和自動(dòng)裝置。 3． 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無典雅時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)安裝電壓互感器。電壓互感器的配置應(yīng)能保正在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓。母線的接地刀閘宜安裝在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上，也可裝于其它回路母線隔離開關(guān)的基座 上。 5． 中性點(diǎn)接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。 3． 接在母線上的避雷器和電壓互感器以合用一組隔離開關(guān)。 電氣設(shè)備的配置 隔離開關(guān)的配置 1． 再出線上專設(shè)電抗器的 10KV配電裝置中，黨向不同用戶供電德良輝縣共用同一臺(tái)斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線上裝設(shè)出線隔離開關(guān)。由于裝機(jī)容量 : 裝機(jī) 6臺(tái)，容量分別為 300MW,所以可以選取的發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)有六臺(tái)。 2. 勵(lì)磁方式 發(fā)電機(jī)容量在 100MW 以上的 普遍采用同軸交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)靜止半導(dǎo)體整流勵(lì)磁方式。 1. 冷卻方式 采用的冷卻方式，定子繞組和轉(zhuǎn)子有空冷、水內(nèi)冷和氫冷等。 發(fā)電機(jī)的選型 簡介 汽輪發(fā)電機(jī)由汽輪機(jī)直接耦合傳動(dòng)。消弧線圈可接在直配線發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上。 本次設(shè)計(jì)采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。雙母線接線有兩臺(tái)以上主變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)可能斷開運(yùn)行時(shí)，若該變壓器中性點(diǎn)絕緣不是按線電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器保護(hù)。 （ 4） 變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)的數(shù)量是電網(wǎng)所有短路點(diǎn)的綜合零序電抗與綜合正序電 抗之比小于三，以使單相接地時(shí)健全相上工頻過 電壓不超過閥型避雷器的滅弧電壓。 （ 2） 凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器直接接地。 變壓器中性點(diǎn)接地方式 電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)接地方式。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設(shè)備的造價(jià)，特別是在高壓和超高壓電網(wǎng)，經(jīng)濟(jì)效 益顯著。此接地方式降低弧光間隙接地過電壓，同時(shí)可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護(hù)可靠動(dòng)作，一般用于大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。 ① 中性點(diǎn)消弧線圈接 地 當(dāng)接地電容電流超過允許值時(shí)，可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流，保證接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過電壓。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式有以下幾種： 中性點(diǎn)非直接接地 中性點(diǎn)不接地方式最簡單，單相接地時(shí)允許帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設(shè)備的電容電流。 經(jīng)計(jì)算，所選變壓器如下： 表 變壓器參數(shù) 型 號(hào) 額定電壓 連接組 標(biāo)號(hào) 空載 損耗 KW 負(fù)載 損耗 KW 阻抗 電壓 % 冷卻 方式 高 低 SFP9370000/220 242+2*% 20 YN,d11 174 788 ODAF DFP240000/500 500/ 3 20 YN,d11 162 600 14 聯(lián)絡(luò)變壓器： OSFPSZ360000/500 額定容量 360000/360000/40000KVA 額定電壓 550/246+10%/35KV 空載損耗 190KW 負(fù)載損耗 800KW 阻抗電壓（ %）高 中 10；高 低 26；中 低 41 主變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式 電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式 選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合性問題。 。 (b)變壓器的選用除了要滿足變壓比之外，還要考慮變壓器的性價(jià)比，優(yōu)先選用變壓擋輸出齊全的變壓器，這樣只用一個(gè)變壓器就可以輸出多電壓擋，能夠同時(shí)滿足控制電路、照明電路、標(biāo)準(zhǔn)電器等對(duì)電壓的不同要求，這樣一方面節(jié)約成本，另一方面節(jié)省了安裝空間。對(duì)引出線端及排列有特殊要求的次級(jí)繞組，應(yīng)該用圖示加以說明。 (a)選擇初級(jí)額定電壓 （ 380V 或 220V)，電源頻率 (如 50Hz)，次級(jí)繞組電壓、電流及總?cè)萘?，其方法與標(biāo)準(zhǔn)變壓器相同。總?cè)萘克惴ㄈ缦?: …… 根據(jù)次級(jí)電壓、電流 (或總?cè)萘?)來選擇變壓器，三相變壓器也是按以上方法進(jìn)行選擇的。 (b)根據(jù)實(shí) 際負(fù)載情況，確定各次級(jí)繞組額定電流 ， ， …… 一般繞組的額定輸出電流應(yīng)大于或 等于額定負(fù)載電流。以下是這兩類變壓器的選擇方法。 變壓器的選擇主要是 依據(jù)變壓器的額定值。配電變壓器的負(fù)載率在 ～ 之間效率最高，此時(shí)變壓器的容量稱為經(jīng)濟(jì)容量。因此 ,正確選擇變壓器容量是電網(wǎng)降損節(jié)能的重要措施之一 ,在實(shí)際應(yīng)用中 ,我們可以根據(jù)以下的簡便方法來選擇變壓器容量。這不僅增加了設(shè)備投資 ,而且還會(huì)使變壓器長期處于空載狀態(tài) ,使無功損失增加。 ，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。 第二章 變壓器和發(fā)電機(jī)的選擇及電氣設(shè)備的 配置 主變壓器的選擇原則 ，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)。由此可見，我國人均用電水平遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家，與完成其工業(yè)化進(jìn)程國家的電力指標(biāo)相比，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于工業(yè)化進(jìn)程的中后期，我國用電遠(yuǎn)低于國際水平。 2020 年人均用電量2596kW 隨著近年來我國國民經(jīng)濟(jì)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(gè)社會(huì)發(fā)展的需要。 火力發(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(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中，我 們?cè)谔岣呋痣娂夹g(shù)的方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在我國已有部分核電機(jī)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(jì)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(huì)的要求。對(duì)火力發(fā)電廠具有非常 現(xiàn)實(shí)的意義 ,在這樣的背景下 ,就要求市場上能夠更多地涌現(xiàn)出一些性能優(yōu)良的可以指導(dǎo)電廠機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化的軟件及生產(chǎn)系統(tǒng) [1],這已經(jīng)成為了全國各大發(fā)電企業(yè)及科研院所主要的研究方向。然而 ,對(duì)于自動(dòng)化程度快速發(fā)展的今天 ,單單依靠對(duì)運(yùn)行中的主機(jī)、輔機(jī)以及管路系統(tǒng)等基礎(chǔ)出力設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的目的 ,越來越多的電力企業(yè)都展開了以節(jié)能降耗為中心的技術(shù)投入 ,來降低生產(chǎn)成本 ,提高運(yùn)營效益。 火力發(fā)電廠每年耗煤量巨大 ,是一次能源的使用大戶。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。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。采用軟件繪制了大量電氣圖和查閱相關(guān)書籍，進(jìn)一步完善了設(shè)計(jì)。本文是對(duì)配有 6臺(tái) 300MW汽輪發(fā)電機(jī)的大型火電廠一次部分的初步設(shè)計(jì)，主要完成了電氣主接線的設(shè)計(jì)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。由此可見，火力電能在我國這個(gè)發(fā)展中國家的國民經(jīng)濟(jì)中的重要性。電力工業(yè)作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)力，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度安排 第 1周 熟悉設(shè)計(jì)題目及要求 第 2 周 查閱相關(guān)技術(shù)資料 第 3 周 查閱相關(guān)技術(shù)資料 第 4 周 電氣主接線的初步設(shè)計(jì)，選擇變壓器 第 5 周 主接線多種方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最終接線 第 6 周 畫出等值網(wǎng)絡(luò)圖，選擇短路點(diǎn) 第 7 周 計(jì)算短路電流，結(jié)果匯總 第 8 周 主要電氣設(shè)備選擇 第 9 周 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算和配置 第 10 周 主變繼電保 護(hù)整定計(jì)算和配置 第 11 周 繪圖 第 12 周 寫論文，準(zhǔn)備答辯 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽字 ___________ 年 月 日 摘 要 隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)電的需求也越來越大。 擬采用的技術(shù)方案 方案一： 500KV采用二分之三接線法， 220KV采用雙母線接線； 方案二： 500KV采用二分之三接線法， 220KV采用雙母線帶旁路母線接線。對(duì)有防護(hù)等級(jí)要求及外形尺寸限制等其他條件的次級(jí)繞組，應(yīng)與制造商協(xié)商解決。初級(jí)、 次級(jí)之間的屏蔽層根據(jù)要求選用，對(duì)有特殊絕緣要求的次級(jí)繞組，應(yīng)提出耐壓要求。 (2)非標(biāo)準(zhǔn)變壓器 設(shè)計(jì)時(shí)常常需要設(shè)計(jì)