【正文】 第一章 電力工業(yè)的發(fā)展 電力工業(yè)發(fā)展的狀況 中國電力自 1882 年誕生至今，經歷了 3 個發(fā)展時期。新中國成立后，電力工業(yè)在黨中央、國務院的 高度重視下，得到快速發(fā)展。改革開放以來，電力工業(yè)體制不斷改革，改變了單一國家投資體制，實行多家辦電、積極合理利用外資和多渠道資金，運用多種電價和鼓勵競爭等有效政策的激勵，電力工業(yè)不斷跨上新的臺階。隨著國民經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，全社會需求大幅度增加。針對電力供需出現(xiàn)的新情況和新問題，黨中央、國務院未雨綢繆，及時調整了 “ 十五 ” 電力發(fā)展規(guī)劃，加強了宏觀調控力度，采取有力措施，加快了電力建設步伐，緩解了電力供應緊張的局面，取得了顯著成效。只有發(fā)展電網才能開發(fā)西部水電、北部煤炭基地的火電，以及加快東部大型核電基地的建設，為這些大型電站的開發(fā)提供廣闊的市場。 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 3 頁共 43 頁 （ 2）電網是建立和完善電力市場機制的基礎。 （ 3）加快電網建設有利于資源的優(yōu)化配置，有利于縮小我國東部與西部經濟差距。 （ 4）加快電網建設和電網互聯(lián)，有利于提高電力系統(tǒng)本身的效益，使電力發(fā)展走上集約化發(fā)展的道路。 （ 5）只有加強電網的發(fā)展，才能與 21 世紀信息時代相適應，信息社會負荷與電源的特點將是分散性和小型化，以及對電力供應的可靠性和質量上的要求越來越高，只有發(fā)達、完善、可靠的電網，才能適應電源分散性，滿足供電的可靠性和高質量的要求?？傮w來看，目前我國電網還是比較薄弱的，因此，加強電網建設必然成為 21 世紀初期電力建設中十分重要的內容。重點要抓好兩頭，一頭是大型電廠、能源基地的電力外送與全國聯(lián)網以及跨國聯(lián)網建設；另一頭是農村電網建設與城市配電網的建設，這是當前電網建設中十分薄弱的一環(huán)，既要改造和提高，又要擴大（電力市場）。 其次， 我國電網發(fā)展的基本思路和實施的步驟是：一要以三峽電網為中心，推進全國聯(lián)網，三峽電網先向北與華北的聯(lián)網，以及與西北的聯(lián)網，向南與華南的聯(lián)網，向西則隨金沙江溪洛渡、向家壩電力外送，使三峽電網繼續(xù)擴展并得到進一步的加強；二是要配合大型水電站和火電基地的建設，進一步加大“西電東 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 4 頁共 43 頁 送”和“北電南送”的力度，實現(xiàn)以送電為主的“送電型”聯(lián)網；三是在不斷加強各大區(qū)自身電網結構的基礎上，在適當?shù)臅r機和地點按照利益均沾、互惠互利的原則，采用交流或直流，實現(xiàn)以聯(lián)網效益為主的“效益型”聯(lián)網，并把“送電型”聯(lián)網與“效益型”聯(lián)網有機地結 合起來，把全國聯(lián)網與加強各地區(qū)電網自身網架的建設結合起來，最后推進全國聯(lián)網的形成和發(fā)展，與此同時還要重視發(fā)展我國電網與周邊國家電網的互聯(lián)。所以，由文獻 [1]可知；它的設計直接關系到全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、經濟運行起著決定的作用。 停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國民經濟各部門帶來的損失將更加嚴重，在經濟發(fā)達地區(qū)，故障停電的經濟損失是實時電價的數(shù)十倍，乃至上百倍，至于導致人身傷亡、設備損壞、產品報廢、城市生活混亂等經濟損失和政治影響，更是難以估量。 在 研究主接線可靠性時應重視國內外長期運行的實踐經驗和其可靠性的定性分析；主接線的可靠性要包括一次部分和相應組成的二次部分在運行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設備的可靠程度。 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 5 頁共 43 頁 靈活性 ： 主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。 主接線正常運行時可以根據(jù)調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修 時，能盡快地退出設備。主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和 年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經濟效益。該電廠的發(fā)電容量除了本廠廠用電后剩余的電力向系統(tǒng)供電。電廠是否安全、可靠運行直接影響該地區(qū)的經濟效益，可見該電廠的重要性。 容量：單元接線中的主變壓器容量 SN 應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，預留 10％的裕度選擇，為GPNGN ΦCO S )Κ1(=S () NGΡ— 發(fā)電機容量； WΜ200=ΡGΝ NS— 通過主變的容量 ?? — 廠用電： %8??? GΦCOS — 發(fā)電機的額定功率， =ΦCOS G 發(fā)電機的額定容量為 200MW，扣除廠用電后經過變壓器的容量為： M V = )(200=ΦCO S )Κ1(=S G PNGN () 采用三相風冷自然循環(huán)雙繞組無勵磁調壓變壓器，由文獻 [2]可知； 型號為： 22010SF ，參數(shù)為 ??? 2． 4 主接線方案 ： 根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對主接線的基本 要求，從技術上進行論證各方的優(yōu)、缺點，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個技術上相對較好的方案，如圖 和圖 所示 : 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 7 頁共 43 頁 圖 雙母接線 (方案一 ) 圖 雙母帶旁路接線 (方案二 ) 2． 5 比較主接線方案： 技術上的比 較：方案一供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至使供電中斷；調度靈活，各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要；擴建方便，向雙母的左右任何一個方向擴建均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配 ，不會引起原有回路的停電；便于試驗。 經濟上的比較：雖然方案二比方案一供電更可靠，但是從經濟的角度看，方案二的投資比方案一要大很多，增加了旁路間隔和旁路母線，每回間隔增加一把隔離開關，大大的增加了投資， 也容易造成誤操作。 從技術 和經濟的角度論證了兩個方案，雖然方案二比方案一供電可靠，但是由于目前斷路器采用的是六氟化硫斷路器，它的檢修周期長，不需要經常檢修，所以采用旁路也就沒有多大意義了，這樣一來不僅僅節(jié)省了投資，也節(jié)約了用地，所以比較論證后確定采用了方案一。因為發(fā)電機的額定容量為 200MW，比較后確定廠用電電壓等 級采用 6kV 的等級。 廠用工作電源引接方式： 因為發(fā)電機與主變壓器采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變壓器低壓側引接。 確定 廠用電系統(tǒng) ： 廠用電系統(tǒng)采用如圖方案一和方案二，廠用電在兩個方案中都是一樣。 連接組別的選擇，宜使同一電壓級的廠用工作、備用變壓器輸出電壓的相位一致。 5％。 確定廠用電主變容量 ： 按廠用電率 確定廠用電主變的容量，廠用電率確定為 %8=Kp ， M V A200=200=Φc o s/KP=S GPNGNG ；選型號為： ， 額 定 容 量 為 ： 202002/31500 ；電壓比為：2177。2 3 0 。其計算的目的的主要有以下幾個方面： 電氣主接線比選 選擇導體和電器 確定中性點接地方式 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 10 頁共 43 頁 計算軟導線的短路搖擺 確定分裂導線間隔棒的距離 驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 選擇繼電保護裝置和進行整定計算 短路電流計算條件 基本假定 正常工作時，三項系統(tǒng)對稱運行 。 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行 。 不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻略去不計 。 元件的技術參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍 。 一般規(guī)定 驗算導體的電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景的發(fā)展計劃。 選擇導體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大地點 。 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 11 頁共 43 頁 短路電流分析 選取短路點 由原始資料 ， 選擇母線處短路點 d發(fā) 電機回路出口處短路點 d d dd和廠用變低壓側短路點 d d d d9， 如下圖 所示 : 圖 短路點的選擇 具體元件用等值電抗表示 ,如圖 圖 等值電 抗表示的短路點 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 12 頁共 43 頁 畫等值網絡圖 去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容和各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫太電抗 Xd’’。電氣設備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按 短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。通常，規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的 1． 11． 15倍，而電氣設備所在電網的運行電壓波動，一般不超過電網額定電壓的 1． 15倍。 IN 應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax，即 IH≥Imax (5—2) 由于發(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低 5％時，出力保持不變，故其相應回路的 Imax，應為發(fā)電機、調相機和變壓器的額定電流的 1． 05 倍；若變壓器有可能過負荷運行時，乙應按過負荷確定 (1． 32 倍變壓器額定電流 )；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的 Imax；母線分段電抗器 Imax 應為母 線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的 50％ 80％；出線回路的 Imax 一除考慮正常負荷 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 28 頁共 43 頁 電流外，還應考慮事故時由其他回路轉移過來的負荷。 一般非高原型的電氣設備使用環(huán)境的海拔高度不超過 1000m，當?shù)貐^(qū)海拔超過制造廠主的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減少，使空氣間隙和 外絕緣的放電特性下降。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采用高原型電氣設備． 3．短路電流計算條件 為使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經濟性和合理性，并在一定時期內適應電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應按下列條件確定： (1)容量和接線。 (2)短路種類。 (3)計算短路點。 第六章 配電裝置 配電裝置是指 接受和分配電能的裝置。其布置應滿足電力系統(tǒng)正常運行的要求，便 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 29 頁共 43 頁 于檢修，不危及人身及周圍設備的安全。 配 電裝置的 一般要求 1 配電變壓器低壓側應按下列規(guī)定設置配電室或配電箱： a)宜設置配電室的配電變壓器： 1)周圍環(huán)境污穢嚴重的地方； 2)容量較大、出線回路較多而不宜采用配電箱的； 3)供電給重要用戶需經常監(jiān)視運行的。 c)排灌專用變壓器的配電裝置可安裝于機泵房內。 3 配電變壓器低壓側配電室或配電箱應靠近變壓器，其距離不宜超過 10m。戶外型配電箱應采取防止外部異物插入觸及帶電導體的措施； c)配電箱的防觸電保護類別應為 Ⅰ 類或 Ⅱ 類； d)箱內安裝的電器，均應采用符合國家標準規(guī)定的定型產品； e)箱內各電器件之間以及它們對外殼的距離，應能滿足電氣間隙、爬電距離以及操作所需的間隔； 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設計 第 30 頁共 43 頁 f)配電箱的進出引線，應采用具有 絕緣護套的絕緣電線或電纜，穿越箱殼時加套管保護。 室內配電箱可落地安裝，也可暗裝或明裝于墻壁上。暗裝于墻壁時，底部距地面 ；明裝于墻壁時，底部距地面 。出線的室外應做滴水彎，滴水彎最低