【正文】 ！ 由于水平有限，設(shè)計過程中難免有疏漏之處，望老師批評指正，在此深表感謝。熱電廠有 220kV 和 35kV 兩個升高壓等級，最大輸送功率 700MW。本設(shè)計滿足可靠性和靈活性，并且考慮運行的經(jīng)濟性。 This time hot power station designed 1 and packed the machine capacity as 700 MWs, the consideration expects an implement separately, 2 the sets 200 MW generator transformer set, hot power station has a 220 kVs and 35 kVs 2 to go up to press grade, biggest transport the power 700 2 return to 220 kVs with 1 return to the 35 kV contact line with close by of a 220 kVs and a transformer substation of 35 kVs bine 。 （ 2） 35kV 升高電壓級 架空線 1 回，與系統(tǒng)連接線 1 回，最大輸送功率 140MW， 。 電廠氣象條件： 發(fā)電廠所在地，年最高溫度 39℃；年最低溫度－ 13℃；最熱月平均氣溫 21℃；當(dāng)?shù)睾０胃叨?800 米；風(fēng)向：西，風(fēng)勢 3～ 7 級。本廠投產(chǎn)后，220kV 等級有兩回出線， 35kV 等級有一回出線。根據(jù)出口電壓 ，額定容量為 200MW，現(xiàn)選用發(fā)電機為東方電機廠型號為 QFQS― 200― 2 的發(fā)電機；額定容量為 300MW，現(xiàn)選用發(fā)電機為東方電機廠型號為 QFQS― 300― 2 的發(fā)電機。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。電能生產(chǎn)的特點是：發(fā)電、變電、輸電和用電同一時刻完成。對擔(dān)任基荷的發(fā)電廠，設(shè)備利用率較高，年利用小時數(shù)在 5000h 以上。因此，主接線設(shè)計必須考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對供電的影響；⑤長期實踐運行經(jīng)驗的積累是提高可靠性的重要條件。不僅正常運行時能安全可靠的供電，而且在電力系統(tǒng)故障或電氣檢修及故障時，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使停電時間更短，影響范圍最小。根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展需要，往往對已經(jīng)投產(chǎn)的發(fā)電廠或變電站還需加以擴建，尤其是火電廠和變電站，從發(fā)電機、變壓器一直到饋線回路數(shù)均有擴建的可能。 經(jīng)濟性 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟 合理，做到投資省：即主接線簡單清晰，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、降低投資；要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以便選用價廉的電器或輕型電器；二次控制與保持方式不應(yīng)過于復(fù)雜，以利于運行和節(jié)約二次設(shè)備及電纜的投資；占地面積少：即主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積減少。對大容量發(fā)電廠或變電站，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益；電能損耗少：即在發(fā)電廠或變電站中，正常運行時，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟合理地選擇變壓器的型式 、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。在滿足技術(shù)、經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其成為技術(shù)先進、供電安全可靠、經(jīng)濟合理的主接線方案。為此，擬從以下幾個方面考慮： 斷路器檢修時，是否影響連續(xù)供電； 線路、斷路器或者母線故障，以及在母線檢 修時，造成停運饋線回路的多少和停電時間的長短，能否滿足對Ⅰ、Ⅱ類重要負荷連續(xù)供電的要求； 本發(fā)電廠有無全廠停電的可能性； 此外，主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運行方式的變化，而且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、檢修安全，擴建發(fā)展方便。 22 電氣主接線的形式 各種電氣主接線的優(yōu)缺點： 單母線接線具有簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運行方便等優(yōu)點，但是可靠性和靈活性較差，只適用 于 6~200kV 系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機或一臺主變壓器且出線回路數(shù)又不多的中小型變電站。 加設(shè)旁路母線提高屯供電的可靠性，廣泛地應(yīng)用于出線較多的 110kV 及以上高壓配電裝置中，主要是考慮電壓等級越高對于可靠性要求也越高，同時高壓斷路器的檢修時間也比較旗。 雙母線接線具有供 電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，在大中型變電站中廣為采用，但是這種接線使用設(shè)備多檢修出線斷路器時仍然會使該回路停電。 對于一臺半斷路器接線、三分之四臺斷路器接線以及變壓器母線組接線都適用于大型發(fā)電廠和變電站超高壓裝置中，本設(shè)計不考慮這幾種接線形式。在 6~220kV電壓等級電氣主接線中廣泛使用。當(dāng)只有兩臺變壓器和兩輸電線路時，采用橋形接線使用的斷路器數(shù)目最少。 綜合以上的分析，本設(shè)計的熱電廠電氣主接線最終確定為： 對 35kV 根據(jù)靈活性、可靠性、經(jīng)濟性的原則采用單母線接線 。 根據(jù)主接線形式選擇主變型號如下表： 表 12 主變壓器型號及參數(shù) 型 號 額定 容量 （ MVA） 額定 變比 空載電流 % 空載損耗（ KW） 負載損耗 KW 阻抗電壓 % 高 中 高 低 中 低 高 中 高 低 中 低 SFP7 240000/220 240 242/ 240 850 14 SFP7 360000/220 360 242/ 190 860 SFPS7 140000/220 140/140/70 242/ 第三章 短路電流計算說明 短路是電力系統(tǒng)的嚴懲故障。產(chǎn)生短路的原因很多，主要有如下幾方面： 元件的損壞； 氣象條件惡化； 違規(guī)操作； 其它。計算內(nèi)容時為系統(tǒng)在最大運行方式 時各樞紐點的三相短路電流和單相接地短路電流，并列表供查用。進行短路情況下的安全距離、接地電阻等的校驗 ； 4）繼保裝置的選擇與整定。 短路電流實用計算的基本假設(shè) ①電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機電勢的相角都相同； ②電力系統(tǒng)中各元件磁路不飽和，元件參數(shù)不隨電流變化。 網(wǎng)絡(luò)簡化的假設(shè) 負荷略去不計； 略去各元件的電阻、導(dǎo)納； 無限大功率電源的內(nèi)阻抗等于零； 電位相等的節(jié)點可直接相連； 等電位點之間的電抗可短接后除去。 基準值 基準容量 基準電壓 （ kV） 基準電流 基準電抗 各元件電抗標么值計算公式 常用設(shè)備電抗換算公式 設(shè)備名稱 參數(shù) 有名值（） 標幺值 發(fā)電機 變壓器 電抗器 （ %） 線路 （） 系統(tǒng)電抗 已知短路容量 S 與系統(tǒng)連接的斷路器開斷容量 從基準值換算到基準值 對三繞組變壓器或者自耦變壓器的等值電抗計算公式： （ n 1,2,3） Xij―網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 i 和節(jié)點 j 之間的 電抗 Xkn―星形網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點 k 與待消節(jié)點 n 之間的電抗 m―網(wǎng)絡(luò)的頂點數(shù) 等值電勢法 （為并聯(lián)支路阻抗的計算公式） 求出各等值發(fā)電機對短路點的轉(zhuǎn)移電抗 Xif i 1， 2… 以及無限大功率對短路點的轉(zhuǎn)移電抗 Xsf 計算各電源點對短路點的計算電抗 運算曲線的自變量，是以相應(yīng)發(fā)電機的額定容量為基準容量的標幺電抗值。 有限大容量電源 根據(jù)求得的各電源對短路點的計算電抗，查 t 秒運算曲線可得 計算短路電流周期分量的有名值 各臺等值發(fā)電機提供的短路電流 無限大功率的短路電流計算 （― 無限大功率系統(tǒng)對短路點的組合電抗的標么值） 短路電流周期分量的有名值 計算沖擊電流 短路點 Kch 發(fā)電機母線 變壓器高壓側(cè)出線 沖擊電流主要是用于校驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在短路時的電動力穩(wěn)定度。 第四章、電氣主設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電站設(shè)計的主要內(nèi)容之一。在進行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 42 電氣設(shè)備的選擇及其校驗 一、按工作條件選擇 額定電壓必須滿足 UNe≥ UNs（ UNe―電氣設(shè)備上表示的額定電壓（ kV）；UNs―電網(wǎng)額定工作電壓（ kV）） 額定電流必須滿足 IN≥ IW（ IN ―電氣設(shè)備上表示 的額定電流（ A）； IW―回路中最大長期工作電流（ A）） 環(huán)境條件 ①空氣溫度 標準的電器周圍空氣溫度一般為 40℃當(dāng)大于 40℃時，則設(shè)備的額定電流應(yīng)按下式進行修正： Ial―電氣設(shè)備的額定電流經(jīng)實際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流（ A） Kt―溫度修正值，θ al―電氣設(shè)備的長期發(fā)熱最高允許溫度，θ―實際的周圍環(huán)境溫度，取所在地方最熱月平均最高氣溫，θ Ne―電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度 ②海拔高度 在電器使用條件中，制造廠規(guī)定的基準海拔高度為 1000m，一般海拔高度不超過 4000m 時，額定電流可以保持不變。 ③防護措施 當(dāng)電氣設(shè)備安裝在污穢嚴重、風(fēng)速較大、覆冰較厚地區(qū)，在設(shè)計或運行中應(yīng)采用相應(yīng)的防護措施，如采用層內(nèi)配電裝置，水沖洗、加減震器以及設(shè)置熔冰線等。 作熱穩(wěn)定校驗時，是以通過 式中： ――電器設(shè)備允 許通過的熱穩(wěn)定電流及相應(yīng)時間； ――短路電流產(chǎn)生的熱脈沖。 三、選擇和校驗的參數(shù) 設(shè)備名稱 正常工作條件 短路條件 額定電壓 額定電流 開斷電流 機械負荷 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 V V V V O O 隔離刀閘 V V V O O 電流互感器 V V O O 電壓互感器 V O 母線 V O O 支持絕緣子 V V 避雷器 V V 注： V 代表要選擇的項目； O 代表校驗項目。 在出線是裝設(shè)電抗器的 610KV 配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線路共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離刀閘。 接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組 隔離刀閘。 中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離刀閘接地，自耦變壓器的中性點則不必裝設(shè)隔離刀閘。 二、選擇的參數(shù)及校驗 額定電壓： 額定電流： 動穩(wěn)定性校驗： 熱穩(wěn)定性校驗： 將隔離刀閘列表如下： 型號 安裝位置 額定電壓 /kV 額定電流 /A 合閘時間 /S GW6220G/125020 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號主變 230 1250 5 GW6220G/63020 Ⅳ號主變 220kV 側(cè) 230 630 5 GW6220G/250020 220kVⅠ、Ⅱ回路 230 2500 5 GW535G/300020 35kV 回路 3000 5 GW5220G/125020 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 號 主 變 中 性 點 230 1250 5 GW610G/500040 10kV 回路 5000 5 型號： 熱穩(wěn)定電流 /kA 動穩(wěn)定電流 /kA 生產(chǎn)廠家 GW6220G/125020 20 50 沈陽高壓開關(guān)廠 GW6220G/63020 20 50 沈陽高壓開關(guān)廠 GW6220G/250020 20 50 沈陽高壓開關(guān)廠 GW535G/300020 20 50 沈陽高壓開關(guān)廠 GW5220G/125020 20 50 沈陽高壓開關(guān)廠 GW610G/500040 40 100 沈陽高壓開關(guān)廠 4互感器的選擇及如何配置 本廠繼電保護裝置 發(fā)電機保護： 單獨的發(fā)電機縱聯(lián)差動保護； 發(fā)電機――變壓器組共用的縱聯(lián)差動保護； 100%定子接地保護； 定子繞組匝間短路保護； 發(fā)電機外部相間短路保護； 定子繞組過負荷保護； 轉(zhuǎn)子表層（負序）過負荷保護； 勵磁繞組過負荷保護； 勵磁回路一點接地保護； 失磁保護。 母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護 斷路器失靈保護 線路保護： 35kV 線路 單側(cè)電源線路 三相三段式電流、電壓保護； 多段式零序電流保護。 220kV 線路 高 頻保護（主保護）； 多段式距離保護； 多段式零序電流保護或反時限零序電流保護； 電流平衡保護（雙電源側(cè)）； 零序電流橫差動保護（雙電源側(cè)）。對于 620kV 屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對于 35kV 及以上的配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。用于發(fā)電機、變壓器、調(diào)相機 、廠用饋線、出線等回路中的電度表開計算電費的電度表，一，相應(yīng)的互感器準確等。一般保護用的電流互感器選用 級；差動、距離、高頻保護用的，采用 D 級；零序接地可采用專用電流互感器。 額定電壓和額定電流 熱穩(wěn)定性校驗 動穩(wěn)定性校驗 內(nèi)部動穩(wěn)定性 外部動穩(wěn)定性 將電流互感器列表如下