【正文】 及以上的機組，根據(jù)工程具體條件采用 6kV一級或 3kV， 10kV兩級高壓廠用電壓。同時，采用 6kV電壓等級，只要合理選擇變壓器容量及阻抗值，廠用電系統(tǒng)的短路電流水平和電動機起 動電壓均可滿足設計要求。 6 kV 電纜 廠用電接線方式 《火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定》 DL/T 5153— 2021在正文中規(guī)定：“ 600MW機組的高壓廠用工作電源可采用一臺或兩臺變壓器。 26 分列繞組變壓器為每相一個高壓繞組與兩個或多個電壓和容量均相同的低壓繞組，構成多繞組變壓器。 國內(nèi)一些開關廠 6～ 10kV斷路器的短路開斷容量有了很大的提高，可以做到50～ 63kV； 分列繞組變壓器的結構和工藝也有了很大的改善，容量最大可 以 做到63/3535MVA， 許多 600MW工程的高壓廠用電系統(tǒng)在設計中相應采用了單臺分列繞組變壓器的方案， 四分段廠用電接線方式和帶公用母線廠用電接線方式 2種 接線 方式 比較如下： 方案一 四分段廠用電 的接線方式如圖 廠用1 C 段 廠用1 D 段 廠用2 A 段 廠用2 B 段500 kV 升壓站廠用2 C 段 廠用2 D 段＃1A 高壓廠變 ＃1 B 高壓廠變＃1發(fā) 電機＃2A 高壓廠變＃2發(fā) 電機＃2 B 高壓廠變廠用1 B 段啟動、備用變 啟動、備用變廠用1 A 段 圖 四分段廠用電接線圖 1臺機組設置 2臺三繞組的高壓廠用工作變壓器 , 從發(fā)電機出口引接 , 電壓變比均為 (20177。 起 動備用變壓器為 2臺三繞組有載調(diào)壓變壓器 ,電壓變比為 (500177。 有載調(diào)壓 方式 ，電源從廠內(nèi)原有 500 kV 升壓站引接。2% )/, 選定容量 ： 50/29/29MVA，與高壓廠用工作母線段設置 2段 ,另 1臺為雙繞組變壓器，電壓變比為 (20177。啟動備用變壓器為分裂繞組有載調(diào)壓變壓器 ,額定容量為 58/29/29MVA。8%)/。 方案一的優(yōu)點是可選用較小容量技術成熟的分列變壓器，運行可靠，在任何一臺廠用變壓器故障或檢修時，只要投入相應的起動、備用變即可。 方案二接線相對簡單、清晰，變壓器的數(shù)目少，但是變壓器的容量較大 ，其結構及其制造工藝復雜，故障率相對較高。 7 發(fā)電廠平面布置優(yōu)化設計 28 占地面積的優(yōu)化 在滿足功能、方便運行檢修的前提下，該 廠 采取了以下優(yōu)化措施，以達到節(jié)約占地的目的。該布置方案具有接線清晰、直觀、布置比較靈活，節(jié)約占地的特點。該設計道路采用 、 兩 種路面形式。主變運輸?shù)缆凡捎脝蜗? 寬道路，可減少 廠 區(qū)橫向和縱向占地。 主變進廠道路轉(zhuǎn)彎半徑為 12m， 采用公路型混凝土路面；其他道路轉(zhuǎn)彎半徑為 6m，采用城市型混凝土路面。 設備布置優(yōu)化 合理的設備布置方案，既可以達到方便運行與維護的目的，又可以保證運行人員的安全。此種布置方案，為主變壓器的安裝維護、巡視創(chuàng)造了條件。 管 (溝 )道優(yōu)化 在滿足發(fā)電廠有關規(guī)程 要求的前提下，盡可能壓縮各建 (構 )筑物之間、建 (構 )筑物與道路之間、道路與圍墻之間、溝管線之間的距離。 廠區(qū)優(yōu)化與美化 發(fā)電廠的環(huán)境美化是文明生產(chǎn)的具體體現(xiàn)。主控樓兼有廠內(nèi)人員生產(chǎn)、生活的職能，設計中注重功能分區(qū)，做到穩(wěn)重大方。 8 防雷保護設計 30 一旦發(fā)生雷擊事故，將會造成巨大的財產(chǎn)損失或人身傷害，所以防雷措施顯得尤為重要。 為保護電氣設備，一般安裝避雷器。下面，通過對上述的三種不同的防雷保護類型范圍進行分析，以確定實際工作中避雷針安裝位置的方法 。 當 h/2≥hr 時， phhr xx ).( ?? （ ） 式中， p—— 為高度修正系數(shù) 。 31 雙支等高避雷針的保護范圍 雙支等高避雷針的保護范圍圖如圖 hhahoDbxbxD/ 7 p oh x 圖 雙支等高避雷針的保護范圍 等高雙避雷針的聯(lián)合保護范圍要比兩針各自保護范圍的和要大，避雷針的外側保護范圍同樣由單只避雷針 的公式確定，而擊于兩針之間單針保護范圍邊緣外側的雷，可能被相鄰避雷針吸引而擊于其上，從而使兩針間保護范圍加大 。 獨立避雷針的布置 四根獨立避雷針等高，均取 h=30。 表 避雷針保護范圍 針號 兩針距離 (m) 針高 (m) 保護半徑 (m) 被保護物高 (m) 保護密度 (m) 1 30 17 500kV 出線構架 14 2 30 17 500kV 出線構架 14 3 30 24 ＃ 1 主變構架 4 30 24 ＃ 2 主變構架 12 500kV 出線構架 14 23 105 母線構架 14 34 ＃ 2 主變構架 41 105 母線構架 14 避雷器的選擇 避雷器的特點和結構 目前在發(fā)電廠中，一般都選用氧化鋅避雷器，作為電力變壓器等電氣設備的大氣過電壓、操作過電壓及事故過電壓的保護設備。傳統(tǒng)的避雷器都采用碳化硅 閥片，正常運行時靠間隙將其電源隔開，出現(xiàn)過電壓時間隙被擊穿，閥片放電泄流。 氧化鋅避雷器與碳化硅（ SiC）閥型避雷器相比，具有下列優(yōu)點：殘壓低、無續(xù) 33 流、通流容量大、性能穩(wěn)定，動作迅速。 第二個字母 ： 標稱放電電流 kA。 第四個字母 ： S— 配電型 ， Z— 電站型 ， R— 保護電容器組 ， X— 保護線路絕緣子 T— 電氣化鐵道 ， L— 直流 。 第六個字母 ： 避雷器額定電壓 kV。 避雷器的配置原則 在變壓器上避雷器的配置，有效接地系統(tǒng)中的中性點不接地的變壓器，如中性點采用分級絕緣且未裝設保護間隙，應在中性點裝設雷擊過電壓保護裝置，且宜選變壓器中性點金屬氧化物避雷器。 避雷器的選擇 （ 1） 按額定電壓選擇，選擇避雷器額定電壓應大于或等于所在保護回路的標稱額定電壓如式 ： sNbN UU ? （ ） 式中 bNU —— 避雷器的額定電壓，單位為 kV sNU —— 系統(tǒng)標稱額定電壓，單位為 kV 氧化鋅避雷器的額定電壓應大于或等于避雷器的工頻過電壓，如 下 式 ： gbN UU ? 34 式中 gU —— 氧化鋅避雷器工頻參考電壓，單位為 kV 在中性點有效接地系統(tǒng)，避雷器的額定電壓一般與避雷器的直流 1mA 參考電壓接地或相等。 （ 2） 按持續(xù)運行電壓選擇 ， 為了保護選擇的避雷器具有一定的使用壽命，長期施加于避雷器上的運行電壓不得超過避雷器的持續(xù)運行電壓 即 xgby UU ? () 式中 byU —— 金屬氧化物避雷器的持續(xù)運行電壓的有效值，單位為 kV xgU —— 系統(tǒng)最高相電壓有效值，單位為 kV （ 3） 按標放電流選擇， 10kV 配電設備過電壓保護選用的氧化鋅 避雷器標放電電流一般選擇 5kA； 220kV 以上的一般選用 10kA。 10KV 及以下母線一般選用硬導體， 35KV及以上的母線一般選用鋼芯型鋁導線。 載流導體一般采用鋁質(zhì)材料。 回路正常工作電流在 4000A 及以下時，一般選用矩形導體。對于容量為 200MW 及以上的發(fā)電機引出線和廠用電源、電壓互感器等分支線，應采用全連式分相封閉母線。 110kV 及以上高壓配電裝置，一般采用軟導線。 母線和電纜截面的選擇按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟電流密度選擇。 按導體長期發(fā)熱允許電流選擇 導體在電路中最大持續(xù)工作電流 應不大于導體長期發(fā)熱的允許電流 ， xuI ≥ gI （ ） 式中， gI —— 導體在回路中最大持續(xù)工作電流 （ A） xuI —— 相應于導體在某一運行溫度、環(huán)境條件及安裝方式下長期允許的載流量 （ A） 按經(jīng)濟電流密度選擇 按經(jīng)濟電流密度選擇，按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面可使年計算費用最低，對應不同種類的導體和不同的最大負荷年利用小時數(shù) Tmax 將有一個年計算費用最低的電流密度 — 經(jīng)濟電流 密度 （ J） 。（ 2mm ） 銅 C=171；鋁及鋁錳合金 C=87；鋼（不和電器直接連接時） C=67；鋼（和電器直接相連接時） C=60。 分相封閉母線 在 200MW 及以上發(fā)電機引出線回路中采用分相封閉母線目的：減小接地故障，避免相間短路；消除鋼構發(fā)熱；減小相間短路電動力；母線封閉后，便有可能采用微正壓運行方式，防止 絕緣子結露，提高運行安全可靠性，并為母線采用通風冷卻方式創(chuàng)造條件；封閉母線由工廠成套生產(chǎn)，質(zhì)量有保證。 共箱母線在發(fā)電廠中主要用于廠用高壓變壓器低壓側到廠用高壓配電裝置之間的連接線。 電纜母線 電纜母線的每相由一至數(shù)根單芯電纜組成，每根電纜之間保持一定間距，彼此間相互平行、直線式地全部裝在罩箱內(nèi)，整套裝置均由廠用成套供貨，現(xiàn)場架空安裝。 為了提高發(fā)電機運行的可靠性，因此 本設計中 發(fā)電機出線 選用分相封裝母線 。廠網(wǎng)分離即發(fā)電和輸配電分離 ,發(fā)電企業(yè)在面對電力市場的激烈競爭時 , 只有通過降低發(fā)電成本 , 提高機組可靠性 , 提高機組競爭力才是競價上網(wǎng)的基礎?，F(xiàn)代發(fā)電廠的廠用電量占發(fā)電總量的 5%～ 10%， 相當于一個大型企業(yè)的年度用電量 。因此在發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)中采用無功補償 , 即主要采用廠用電動機就地無功補償技術 , 對廠用電系統(tǒng)長時間運行的、負荷比較穩(wěn)定的、容量超過 200 kW 的高壓電動機進行就地無功補償 , 從而提高發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。 在 220kV 及以上的電網(wǎng)中，一般將串聯(lián)補償裝置與線路中間的開關站或 變電所合建在一起，當無中間開關站或變電所時，才將串聯(lián)補償裝置設置在末端變電所中 超高壓并聯(lián)電抗器 超高壓并聯(lián)電抗器一般并接于需要控制工頻過電壓幅值的線路中間或末端，常設置于線路中間開關站或末端變電所 ， 有時在一個變電所中，串聯(lián)裝置和超高壓并聯(lián)電抗器同時設置。 調(diào)相機、并聯(lián)電容補償裝置和靜止補償裝置 這三種裝置都是直接連接或者通過變壓器并接于需要補償無功的變電所、換流站的母線上。高壓并聯(lián)電抗補償裝置僅提供感性無功功率，可和并聯(lián)電容補償裝置組合使用，在四種裝置在容量的選擇上，具有一定的共性，而在型式上各有特點，在選型時必須進行技術經(jīng)濟比較。 40 第二部分 設計計算書 11 短路電流計算 參 數(shù)的計算 取 MWSB 100? avB UU ? 變壓器阻抗標 幺 值 0 1 8 7 ????? NBdt ssux 發(fā)電機阻抗標幺值 0 3 4 39。 ????? NBdg ssxx 系統(tǒng)歸算 500kV 標幺值 ?sx 三相 短路電流的計算 系統(tǒng)等效電路圖 系統(tǒng)的電路圖如圖 所示 圖 系統(tǒng)的電路圖 系統(tǒng)等效電路圖 如 圖 所示 41 0 . 0 18820 .0 48310 . 0 3420 . 0 188450 . 0 342 圖 等效電路圖 三相 短路計算 過程 （ 1） 當 k1（ k2） 點短路，簡化電路圖如圖 所示 6231 圖 簡化電路圖 a 42 172 圖 簡化電路圖 b 44810. 0342 圖 簡化電路圖 c 9 圖 簡化電路圖 d 43 0 5 ??? xxx 0 2 5 ?? xxx 6336234 ???? xx ExExE 0 4 ??? xxx 0 1 9 2 ?? xxx 8141185 ???? xx ExExE 951 ?? xEI kAIUSIBBf 11 ?? MWIUS fNk 5 0 4 93 11 ?? （ 2） 當短路發(fā)生 在 k3 時，簡化電路圖如圖 所示 103 圖 簡化電路圖 a 44 11 圖 簡化電路圖 b ??? EEE 2110 ??? xxx 0 1 7 ?? xxx 103310637 ???? xx ExExE 1172 ?? xEI kAIUSIBBf 22 ?? MWIUS fNk 4 6 03 23 ?? 45 12 電氣設備校驗計算 組合器的校驗 （ 1） 電壓的校驗：組合器的額定電壓 420～ 525kV 大于額定電壓 500kV，滿足要求 。 （ 3）動穩(wěn)定的校驗：組合器的動電流 maxi =100～ 270 bi =, maxI =40～ 100 bI =,符合