【正文】 要負 一、二級的需要。本設計中 SNT=12500KVA≥ S 總 ==12250KVA，滿足全部總計算負荷70%的需要。短路損耗△ PK=87KW ,空載損耗：△ P0=23KW，阻抗電壓 UK% 高低： 、高中： 、中低： 空載電流 I%： 連接組標號： YN,yn0,d11。最 高電壓為 110KV，且最大機組容量為 2X12=24MW，滿足要求故選擇兩臺三相三繞組主變壓器，查課本《電氣設備實 用手冊》（注：周文俊主編、中國水利水電出版社、上冊） P209。 本設計電站為小型凝汽式火電廠，為了滿足運行的可靠性和靈活性，其主變壓器共用 2 臺，為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠性，接在發(fā) 電機電壓母線上的主變壓器滿足用電負荷的可靠性要求 。從負荷特點及電壓等 級可知，它有三個電壓等級， 110KV 與系統(tǒng)有四回饋線，是電廠向系統(tǒng)送電的主干線路是 一級負荷； 35KV架空線有 2 回饋線，是電廠與地方電力網的連接線是 二級負荷； 10KV側共六回出線，其電壓等級與發(fā)電機端相符，采用直饋線為宜是是 二級負荷。 1 2x12020kw 火電廠電氣部分設計 前言 畢業(yè) 設計 是高職高專院校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)的主干專業(yè)課部分 之一 ,是理論和實踐并重的專業(yè)課程 ,具有實踐性強應用性廣的特點 ,本次設計的題目是 2x12020kw 火電廠電氣部分設計 ,設計任務是 :設計發(fā)電廠主接線 ,并論證設計的主接線是最佳方案 ,選擇主變壓器的臺數及容量 ,設計發(fā)電廠廠用電接線 ,并選擇廠用變壓器的臺數及容量 ,計算短路電流 ,選擇導體和主要電氣設備 ,電站防雷裝置設計和繼電保護配置 . 此次設計的發(fā)電廠一方面供電給縣辦企業(yè)和農業(yè)用電 ,另一方面還向電力系統(tǒng)送電且 擁有 I,II 類重要負荷 , 所以發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分 ,也直接影響著整個電力系統(tǒng)的安全與運行 ,在發(fā)電廠中 ,一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分 ,本次設計中主要針對了一次接線的設計 ,從主接線方案的確定到廠用電的設計 ,從短路電流的計算到電氣設備的選擇以及配電裝置的布置 ,都做了較為詳盡的闡述 ,二次接線則以繼電保護配置的選擇為專題做了深入細致的介紹 .且在設計過程中 ,綜合考慮了經濟性 .可靠性和可發(fā)展性 等多方面因素 ,在確保可靠性的前提下力爭經濟性 。 本次設計所要求的基本理論 ,基本知識和基本技能是本專業(yè)學 生畢業(yè)后從事電力行業(yè)運行 ,維護 ,檢修 ,管理工作所必備的專業(yè)基礎 . 2 編者 目錄 前言 第 1 章 發(fā)電廠電氣主接線設計及主變壓器的選擇 原始資料分析 ………………………………………………… 6 主變壓器的選擇 ……………………………………………… 6 主變壓器容量的選擇 ………………………………… 6 主變壓器臺數的選擇 ………………………………… 6 主變壓器型號的選擇及校 驗 ………………………… 6 主變壓器相數、繞組、連接方式的選擇 …………… 7 主接線的設計 ……………………………………………… 7 設計步驟 …………………………………………… 7 初步設計方案 ……………………………………… 7 最優(yōu)方案確定 ……………………………………… 9 第 2 章 發(fā)電廠廠用電接線設計及廠用變壓器選擇 廠用變壓器容量及臺數的選擇 ……………………………… 10 負荷 的分類與統(tǒng)計 …………………………………………… 11 廠用電接線設計 ……………………………………………… 11 第 3 章 計算短路電流 短路電流計算的目的與步驟 ………………………………… 12 3 短路電流計算的目的 ………………………………… 12 計算步驟 ……………………………………………… 12 主變壓器的參數計算及短路點的確定 ……………………… 12 變壓器 、發(fā)電機、線路 參數確定 …………………… 12 短路點的確定 ………………… ……………………… 14 各短路點的短路計算 ………………………………… 15 廠用電短路電流計算及等值電路圖 ……………………… … 20 繪制短路電流計算結果表 …………………………………… 25 第 4 章 選擇導體 母線的選擇 …………………………………………………… 25 6KV 母線選擇及校驗 ……………………………… 25 10KV 母線選擇及校驗 …………………………… 26 110KV 母線選擇及校驗 …………………………… 27 架空 線選擇及校驗 …………………………………………… 28 6KV 架空線選擇及校驗 …………………………… 28 10KV 架空線選擇及校驗 ………………………… 28 35KV 架空線選擇及校驗 ………………………… 29 110KV 架空線選擇及校驗 ………………………… 29 10KV 電纜選擇及校驗 ……………………………………… 29 第 5 章 高壓電氣設備的選擇及校驗 變壓器側高壓開關 和 電氣設備選擇及校驗 ……… ………… 30 高壓隔離開關和斷路器的選擇及校驗 …………… 30 4 高電壓互感器選擇及校驗 ………………………… 33 高壓電流互感器選擇及校驗 ……………………… 36 出線回路高壓開關和電氣設備選擇及校驗 ………………… 39 高壓隔離開關和斷路器的選擇及校驗 …………… … 39 高壓電流互感器選擇及校驗 ………………………… 40 第 6 章 電站防雷裝置設計 發(fā)電廠防雷設備的選擇 ………………………………………… 41 水塔的防雷 …………………………………………… 41 煙囪的防雷 ………………………………………… 41 廠房內電氣設備的防雷 …………………………… 41 變壓器的防雷 ……………………………………… 41 出線端的防雷措施 ……………………………………………… 41 變壓臺的防雷措施 …………………………………………… 42 第 7 章繼電保護 配置 變壓器的繼電保護 ……………………………… …………… 42 瓦斯保護 ……………………………………………… 42 過電流保護 …………………………………………… 42 縱聯差動保護 ………………………………………… 43 過負荷保護 …………………………………………… 43 零序（接地）保護 …………………………………… 43 發(fā)電機的繼電保護 …………………………………………… 43 縱聯差動保 護 ………………………………………… 44 5 過電流保護 …………………………………………… 44 定子繞組單相接地保護 ……………………………… 44 匝間短路保護 ………………………………………… 44 轉子一點接地保護 …………………………………… 44 失磁保護 ……………………………………………… 44 定子過電壓保護 ……………………………………… 44 定子過負荷保護 ……………………………………… 45 線路的繼電保護 ……………………………………………… 45 線路相間短路的電流電壓保護 ……………………… 45 線路的接地保護 ……………………………………… 45 線路的距離保護 ……………………………………… 46 附圖 1 發(fā)電廠電氣主接線圖 ……………………………………… 47 附圖 2 發(fā)電廠廠用電接線圖 ……………………………………… 47 附圖 3 高壓出線斷面圖 …………………… ………………… 48 附表 主要電氣設備表 …………………………………… 49 參考文獻 ……………………………………………………… 50 6 第 1 章 發(fā)電廠電氣主接線設計及主變壓器的選擇 原始資料分析 資料分析：查《電力工程電氣設計手冊》（上冊），知小型容量電廠一般指總容量在 200MW 以下，安裝的單機容量一般不超過 30MW，而本設計電廠總容量 2x12MW,在 200MW 以下，單機容量小于 30MW，為小型凝汽式火電廠。 主變壓器的選擇 主變壓器容量的選擇 據《電力電氣一次部分》的公式 P 供 =P 發(fā) (1— Xehy)=12(1— )= P 負 =P 供 (1— Xwt)=(1— )= ST=P 負 /cosα =注： Xehy凝汽式火電廠用電率 8%~10% Xwt 網損率 5%~10% 主變壓器臺數的選擇 發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺，對裝設兩臺變壓器的發(fā)電廠，當其中一臺主變壓器退出運行時，另一臺變壓器應能承擔 70%的容量。 主變壓器型號的選擇及校驗 本設計有 3 個電壓等級，兩種升高電壓。選其型號 7 為： SFSL7— 12500/110 額定容量 SNT=12500KVA 額定電壓：高壓110KV、中壓 35KV、低壓 。 檢 驗計算負荷： S 總 =2X4+1X2++1X3=17500KVA ① 任一臺變壓器單獨工作時應滿足全部總計算負荷 70%的需要。 ② 任一臺變壓器單獨工作滿足一、二類負荷的需要。以上主變壓器容量的選擇，同時能滿足兩個條件的需要，選擇校驗結果合格。但中壓側電壓為110KV 及以下時，多采用自藕變壓器。兩種升高電壓的三繞組變壓器一般不超過兩臺。運行檢修比較困難，臺數過多時會造成中壓側短路容量過大，且屋外配電裝置布置復雜，故對其使用給予限制繞組連接方式。 主接線的設計 設計步驟 電氣主接線設計，一般分以下幾步： （ 1） 擬定可行的主接線方案：根據設計任務書的要求，在分析原始資料的基礎上，擬定出若干可行方案 ，內容包括主變壓器型號、臺數和容量、以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據對主接線的要求，從技術上論證各方案的優(yōu)、缺點。 （ 3） 對 3 個方案進行全面的技術，經濟比較，確定最優(yōu)的主接線方案。 初步方案設計 8 在對原始資料分析的基礎上，結合對電氣接線的可靠性和靈活性及經濟性等基本要求，綜合考慮，在滿足技術，積極政策的前提下力爭使其技術先進，供電安全可靠，經濟合理的主接線方案。 方案一、 采用兩臺三相三繞組主變壓器并聯運行，發(fā)電機電壓側采用正常運行時 互為備用， 而 35KV 高壓側采用變壓器 — 線路單元接線， 1110KV 側采用單母線分段。（注：為限制短路電流過大，在 分段斷路器 DQF 處加設電抗器） 方案二、 9 采用 2 臺三相三繞組變壓器并列運行， 35KV 側兩回饋線采用 變壓器 — 線路單元接線 。 方案三、 兩臺三相三繞組變壓器并列運行， 35KV側考慮用內橋接線， 10KV 側也采用單母線與發(fā)電機電壓側相接 ， 110KV采用單母線 分段， 如圖所示 。由于 12MW 機組均接于 10KV 母線上，可選擇輕型設備，在分段處（ DQF）加裝母線電抗器。 110KV電壓級，出線回路 4 回，且是電廠向系統(tǒng)送電的主干線路，一級負荷對于二級負荷一般要求有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電，為保證任一母線或斷路器故障檢修時，不會停止對用戶連續(xù)供電 ，且滿足《手冊》單母線分段接線適用范圍，即 110~220KV 配電裝置出線回路為 3 回時，用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同引出兩個回路，有兩個電源供電，即采用單母線分段。 比較：綜上分析所述，根據設計要求，比較三種主接線方案，遵循了可靠性、靈活性、經濟性的要求，在確?？煽啃?、靈活性的同時，兼顧了經濟性。 110KV 采用單母線分段是比較合理的。在靈活性方面，運行方式比較合理，調度靈活，各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展（在經濟性方面，投資少，占地面積少），故方案一較合理 。 廠用變壓器容量選擇 廠用變壓器容量選擇的基本原則： （ 1） 變壓器原副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網絡電壓一致； （ 2） 變壓器容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率； （ 3） 廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同，當裝設兩臺廠用變時，對油侵式變壓器，每臺可帶 70%的計算負 11 荷來選擇，其中同主變停止運行時