【正文】 一般原則：（1）對(duì)廠用電設(shè)計(jì)的要求廠用電設(shè)計(jì)應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的需要，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重的采用經(jīng)過實(shí)驗(yàn)鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。（3）應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源及電能質(zhì)量合格的交流不間斷供電裝置。 基本要求廠用電接線應(yīng)保證廠用電的連續(xù)供應(yīng)，使發(fā)電廠能安全滿發(fā)，除滿足正常運(yùn)行安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)等一般要求外，還應(yīng)滿足下列特殊要求：（1）接線方式和電源容量，充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，切換操作簡(jiǎn)單。（5）交流不間斷供電負(fù)荷在機(jī)組啟動(dòng)、運(yùn)行及停機(jī)（包括事故停機(jī)）過程中，甚至停機(jī)以后的一段時(shí)間內(nèi)，要求連續(xù)提供具有恒頻恒壓特性電源的負(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(duì)電源要求不同，又可分下列三種：② 直流保安負(fù)荷。對(duì)Ⅲ類負(fù)荷，一般由1個(gè)電源供電。（3）Ⅲ類負(fù)荷長(zhǎng)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(duì)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。表12 發(fā)電機(jī)主變的參數(shù)型號(hào)額定電壓（kV）阻抗電壓空載損耗（kW）負(fù)載損耗（kW）3DFP24000/500550/3/2014%1626002 廠用電設(shè)計(jì) 廠用電設(shè)計(jì)的要求 廠用負(fù)荷分類根據(jù)廠用負(fù)荷在發(fā)電廠運(yùn)行中所起的作用及其供電中斷對(duì)人身、設(shè)備及生產(chǎn)所造成的影響程度，將其分為下列五類：（1）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。單元接線中的主變壓器容量SN應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度選擇。此時(shí)火電廠的主變壓器應(yīng)具有從系統(tǒng)側(cè)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的要求。（4）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組停用時(shí)，能由系統(tǒng)側(cè)送電以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大負(fù)荷的要求。（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)母線上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無(wú)功容量送入系統(tǒng)。如果容量選的過大，臺(tái)數(shù)過多，則會(huì)增加投資，占地面積和損耗，不能充分發(fā)揮設(shè)備的效益，并增加運(yùn)行和檢修的工作量；如果容量選得過小，臺(tái)數(shù)過少，則可能封鎖發(fā)電廠剩余功率的輸送，或限制變電所負(fù)荷的需要，影響系統(tǒng)不同電壓等級(jí)之間的功率交換及運(yùn)行的可靠性等。表11 600MW機(jī)組的參數(shù)型號(hào)額 定容 量（MW）額 定電 壓（kV）電抗（標(biāo)么值）時(shí) 間常 數(shù)QFSN—600—2YHG 600臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。（3）為便于生產(chǎn)管理，一個(gè)廠房?jī)?nèi)的機(jī)組臺(tái)數(shù)以不超過6臺(tái)為宜；同容量機(jī)、爐應(yīng)盡量采用同一制造廠的同一型式，其配套設(shè)備的型式也應(yīng)盡量一致[3]。（2）在條件具備時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用大容量機(jī)組，但為使調(diào)度運(yùn)行不致發(fā)生困難，最大機(jī)組一般不超過系統(tǒng)總?cè)萘康?%~10%。根據(jù)上述兩種方案在可靠性和經(jīng)濟(jì)性等方面的比較，另考慮到本電廠在系統(tǒng)中的作用和負(fù)荷對(duì)本電廠的要求，方案二應(yīng)為首選方案[3]。參考《發(fā)電廠電氣部分》 P127P132，取方案一中Z1=，按式（12）計(jì)算得μ1=；取方案二中Z2=，按式（12）計(jì)算得μ2=。運(yùn)行中輸變電設(shè)備，本身要產(chǎn)生一定的電能損耗，每年電能損耗的度數(shù)按時(shí)后也屬于電力系統(tǒng)年運(yùn)行的一部分，稱為年電能損耗折價(jià)費(fèi)。抵償年限法：即兩方案比較時(shí)，若投資Z1Z2,而年運(yùn)行費(fèi)μ1μ2，則可用抵償年限判斷最優(yōu)方案。目前我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)抵償年限為58年。所謂靜態(tài)比較法，其基本思想是：不考慮設(shè)備，材料，人工等費(fèi)用隨時(shí)間的變化，認(rèn)為費(fèi)用與時(shí)間是無(wú)關(guān)的，因而只是對(duì)各種費(fèi)用按固定價(jià)值分析比較，包括抵償年限法，年計(jì)算費(fèi)用兩種。若投資Z大的方案而年運(yùn)行費(fèi)μ小，則應(yīng)進(jìn)一步計(jì)算比較。二分之三斷路器接線與雙母線帶旁路母線比較，隔離開關(guān)少，配電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，土建投資少，隔離開關(guān)不當(dāng)作操作電器使用，不易因誤操作造成事故。二分之三斷路器接線在國(guó)內(nèi)330kV～500kV系統(tǒng)中的應(yīng)用日益增多，已顯示出這種接線方式的優(yōu)越性，并逐漸積累了不少運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。此外，研究結(jié)果指出，四臺(tái)機(jī)組和四回出線的電廠采用雙母線四分段帶旁路與二分之三斷路器接線相比，無(wú)論是500kV送點(diǎn)線路還是發(fā)電機(jī)變壓器回路，二分之三斷路器接線的可靠性指標(biāo)（包括故障和停運(yùn)時(shí)間）都比雙母線四分段帶旁路母線要好。在斷路器的使用方面，如果采用專用旁路斷路器或進(jìn)出線數(shù)少于8回采用四分段接線方式時(shí)，每回線占用斷路器數(shù)多于一個(gè)半。但是當(dāng)母聯(lián)斷路器故障（短路）或一組母線檢修而另一組母線故障（或出線故障，斷路器拒動(dòng)）時(shí)。 比較兩個(gè)方案雙母線四分段帶旁路母線接線在正常時(shí)母線和分段斷路器均合上，四個(gè)分段同時(shí)運(yùn)行，每段母線上均接有1/4左右的機(jī)組和負(fù)荷。一串中任何一臺(tái)斷路器退出或檢修時(shí)，此時(shí)仍不影響其他元件的運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，每組母線和全部斷路器都投入工作，形成多環(huán)供電，因此，具有很高的可靠性和靈活性。方案二采用二分之三斷路器接線形式，即3/2接線。④占地面積增加，且旁路斷路器繼電保護(hù)較復(fù)雜。②運(yùn)行靈活，擴(kuò)建方便。此時(shí)該回路已通過旁路斷路器、旁路母線及有關(guān)旁路隔離開關(guān)向其送電。在每一回路的線路側(cè)裝一組隔離開關(guān)接到旁路母線上，而旁路母線再經(jīng)旁路斷路器及隔離開關(guān)接至兩組母線上。 電氣主接線方案方案一：500kV側(cè)采用雙母線四分段帶旁路接線。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用經(jīng)接地變壓器接地。（3）發(fā)電廠遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，絕大部分電能向系統(tǒng)輸送，與系統(tǒng)之間則采用雙回強(qiáng)聯(lián)系方式。 分析原始資料確定接線方式（1）為使生產(chǎn)管理 及運(yùn)行檢修方便，一個(gè)發(fā)電廠內(nèi)單機(jī)容量以不超過兩種為宜，臺(tái)數(shù)以不超過6臺(tái)為宜，且同容量的機(jī)組應(yīng)盡量選用同一型式。圖上還應(yīng)示出電壓互感器、電流互感器、避雷器等設(shè)備的配置及其一次接線方式，以及主變壓器接線組別和中性點(diǎn)接地方式等[2]。最后繪制電氣主接線圖。其次對(duì)技術(shù)上較好的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算，選出最佳方案。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬定出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器型號(hào)、臺(tái)數(shù)和容量，以及各級(jí)電壓配電裝置的接線方式等。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，完成過渡期的改擴(kuò)建，且對(duì)一次和二次部分的改動(dòng)工作量最少[2]。③ 電能損耗少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。① 節(jié)省一次投資：主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，適當(dāng)限制斷路器電流。在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建時(shí)，一次和二次設(shè)備所需的改造最少。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(duì)用戶的供電。應(yīng)能靈活地投入某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。④ 大型機(jī)組突然停運(yùn)時(shí)，是否會(huì)危及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。② 線路、斷路器或母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)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。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析，正確處理好各方面的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇。廠用電流電氣主接線設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄內(nèi)容提要 ISmmary II第一部分 設(shè)計(jì)說明書 11 電氣主接線設(shè)計(jì) 1 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 1 電氣主接線的設(shè)計(jì) 2 發(fā)電機(jī)的選擇 5 主變壓器的選擇 52 廠用電設(shè)計(jì) 7 廠用電設(shè)計(jì)的要求 8 廠用電設(shè)計(jì)的原則 8 廠用電接線的最終確定 93 短路電流計(jì)算 11 短路電流計(jì)算的目的和規(guī)定 11 短路計(jì)算步驟 124 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 15 電氣設(shè)備選擇的一般原則 15 斷路器的選擇及校驗(yàn) 17 隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn) 19 電壓互感器選擇 20 電流互感器的選擇與校驗(yàn) 22 高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn) 23 母線的選擇與校驗(yàn) 24 500kV進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 26 接地開關(guān)的選擇與校驗(yàn) 275 配電裝置設(shè)計(jì) 29 配電裝置的分類及其要求 29 配電裝置的設(shè)計(jì)原則及步驟 306 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 33 避雷器的類型及作用 33 避雷器的選擇 337 發(fā)電機(jī)、主變保護(hù)設(shè)計(jì) 35 發(fā)電機(jī)保護(hù) 35 變壓器保護(hù) 41第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書 428 短路電流計(jì)算 42 K1點(diǎn)短路電流計(jì)算 42 K2點(diǎn)短路電流計(jì)算 46 K3點(diǎn)短路電流計(jì)算 479 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)計(jì)算 51 斷路器校驗(yàn)計(jì)算 51 隔離開關(guān)校驗(yàn)計(jì)算 52 互感器校驗(yàn)計(jì)算 53 母線及接地開關(guān)校驗(yàn)計(jì)算 53總 結(jié) 56參考文獻(xiàn) 57致謝 58附錄 59第一部分 設(shè)計(jì)說明書1 電氣主接線設(shè)計(jì) 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。配電裝置的布置，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求：主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展性等四方面的要求。衡量主接線運(yùn)行可靠性的標(biāo)志是：① 斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。③ 發(fā)電廠全部停運(yùn)的可能性。（2）靈活性① 調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便。② 檢修安全。③ 擴(kuò)建方便。（3）經(jīng)濟(jì)性 在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。② 占地面積少：電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件。（4）發(fā)展性主接線可以容易地從初期接線方式過渡到最終接線。 電氣主接線的設(shè)計(jì) 主接線的設(shè)計(jì)步驟首先分析原始資料，擬定可行的主接線方案。并根據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，淘汰較差的方案，保留較好方案。各主接線方案都應(yīng)該滿足系統(tǒng)和用戶對(duì)供電可靠性的要求。按工程要求，繪制工程圖，途中采用全國(guó)通用的圖形符號(hào)和文字代號(hào)，并將所有設(shè)備的型號(hào)、發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)、母線及電纜截面等標(biāo)注在圖上。 原始資料給定工程情況（1）類型：區(qū)域性凝氣式火電廠，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心；（2）工程裝機(jī)容量和臺(tái)數(shù)：2600MW；（3）發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用：承擔(dān)基荷電廠；（4）發(fā)電廠聯(lián)入系統(tǒng)的電壓等級(jí)為500kV，出現(xiàn)回路數(shù)2回；（5）電力系統(tǒng)裝機(jī)容量為10000MVA，（100MVA為基準(zhǔn)）；（6）廠用電率：6%，COSφ=，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)7000小時(shí)/年；（7）環(huán)境條件：當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?8℃，年最低溫度2℃，最熱月平均最高溫度2℃，最熱月平均地下溫度1℃，當(dāng)?shù)睾０胃叨?00米，當(dāng)?shù)乩妆┤?4日/年。（2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)在7000小時(shí)以上，其主接線應(yīng)以保證供電可靠性為主進(jìn)行選擇。（4）500kV電網(wǎng)中性點(diǎn)采用直接接地，從而決定了主變壓器中性點(diǎn)也采用直接接地。（5）對(duì)500kV電壓等級(jí)的主接線可以采用雙母線四分段帶旁路接線或二分之三斷路器接線[3]。方案一采用雙母線四分段帶旁路母線接線。要檢修某一線路斷路器時(shí)，基本步驟是：先合旁路斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再合旁路斷路器對(duì)旁路母線進(jìn)行充電與檢查；若旁路母線正常，則待修斷路器回路上的旁路隔離開關(guān)兩側(cè)已為等電位，可合上該旁路隔離開關(guān)；此后可斷開待檢修及其兩側(cè)隔離開關(guān)，對(duì)斷路器進(jìn)行檢修。該接線型式的特點(diǎn)是：①供電可靠。③所用設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜。方案二：500kV側(cè)采用二分之三斷路器接線。再接線中每2條回路共用3臺(tái)斷路器，每串中間的一臺(tái)斷路器為聯(lián)絡(luò)斷路器。其主要特點(diǎn)是，任一母線故障或檢修，均不致停電，任一斷路器檢修也不引起停電，甚至兩組母線同時(shí)故障的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。這種接線運(yùn)行方便、操作簡(jiǎn)單，隔離開關(guān)只在檢修時(shí)作為隔離電器用[2]。這樣，當(dāng)任意一段母線故障時(shí)只影響1/4電源和負(fù)荷停電；當(dāng)任一母線或分段斷路器故障時(shí)，只影響一半左右的電源和負(fù)荷停電。這一缺點(diǎn)對(duì)于大容量電廠和500kV系統(tǒng)的影響尤為嚴(yán)重。因此，在機(jī)組及出線數(shù)數(shù)較少時(shí)，不宜采用雙母線四分段接線方式。其次，就故障后果而言，二分之三斷路器接線方式?jīng)]有切除三個(gè)及以上回路的可能，而雙母線四分段存在這種可能。它既是一種雙母線接線，又是一種多環(huán)接線。對(duì)于這兩種電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，建設(shè)投資費(fèi)Z與年運(yùn)行費(fèi)μ最小的方案優(yōu)先選用。具體方法采用靜態(tài)比較法。此處采用抵償年限法。當(dāng)N小于58，選用投資大的方案一；反之則選用年運(yùn)行費(fèi)低的方案二。 N=（Z1Z2）/（μ2μ1） (11)式中 N—抵償年限，年。年運(yùn)行費(fèi)μ的計(jì)算為： μ=1100（a1+a2）Z+βΔA (12)式中：μ—年運(yùn)行費(fèi)，元/年； a1—基本折舊率，%；a2—大修率，%，進(jìn)口設(shè)備取1%，%；Z—投資費(fèi)，元；ΔA—年電能損耗， /年；B—電價(jià)，元/。由式（11）可計(jì)算出N=6，選擇方案二，即二分之三斷路器接線。 發(fā)電機(jī)的選擇（1）發(fā)電廠的機(jī)組容量，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)總總裝機(jī)容量、負(fù)荷增長(zhǎng)速度、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和制造廠供貨情況等因素進(jìn)行選擇。對(duì)形成中的電力系統(tǒng)，若負(fù)荷的增長(zhǎng)迅速或較快就可連入其他大電力系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)具體情況并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，可選用的機(jī)組。根據(jù)原始資料所給容量選擇發(fā)電機(jī)型號(hào)及各技術(shù)參數(shù)見表11。它的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外，主要取決于輸送功率的大小、與