【正文】 擇電動(dòng)機(jī)類型、容量和臺(tái)數(shù)；在運(yùn)行中需對廠用機(jī)械進(jìn)行正確維護(hù)和科學(xué)管理。其耗電量與發(fā)電廠的類型、機(jī)械化和自動(dòng)化的程度、燃料種類及其燃燒方式、蒸汽參數(shù)等因素有關(guān)。廠用電率是發(fā)電廠運(yùn)行的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。降低廠用電率不僅能夠降低電能成本，同時(shí)也相應(yīng)地增大了對電力系統(tǒng)的供電量。凡是屬于短時(shí)(手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需要的時(shí)間)停電會(huì)造成主輔設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停運(yùn)及影響大量出力的廠用負(fù)荷，都屬于I類負(fù)荷。通常它們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接到有兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上，當(dāng)一個(gè)電源斷電后，另一個(gè)電源就立即自動(dòng)投入。允許短時(shí)停電(幾秒至幾分鐘)，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷，均屬于Ⅱ類廠用負(fù)荷。一般它們均應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換。較長時(shí)間停電，不會(huì)直接影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上不方便的廠用負(fù)荷，都屬于Ⅲ類廠用負(fù)荷。通常它們由一個(gè)電源供電，但在大型發(fā)電廠，也常采用兩路電源供電。在200MW及以上機(jī)組的大容量電廠中，自動(dòng)化程度較高，要求在事故停機(jī)過程中及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，仍必須保證供電，否則可能引起主要設(shè)備損壞、重要的自動(dòng)控制失靈或危及人身安全的負(fù)荷，稱為事故保安負(fù)荷。為滿足事故保安負(fù)荷的供電要求，對大容量機(jī)組應(yīng)設(shè)置事故保安電源。5)不間斷供電負(fù)荷。如實(shí)時(shí)控制用的計(jì)算機(jī)、熱工保護(hù)、自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)裝置等。二、廠用電接線設(shè)計(jì)的基本要求廠用電接線的設(shè)計(jì)應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。特別是200MW及以上機(jī)組，應(yīng)做到這一點(diǎn)。2)全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接人不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。3)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使調(diào)換操作簡便，啟動(dòng)(備用)電源能在短時(shí)內(nèi)投入。5)200MW及以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。另外，還要設(shè)計(jì)符合電能質(zhì)量指標(biāo)的交流不間斷電源，以保證不允許間斷供電的熱工保護(hù)和計(jì)算機(jī)等負(fù)荷的用電。發(fā)電機(jī)側(cè)的三繞組變壓器和雙繞組變壓器選擇的型號(hào)分別為：SFF31500/；三繞組變壓器的額定容量為，高壓、低壓、中壓雙繞組變壓器的額定電壓分別為：、6kV；雙繞組變壓器的額定容量為40000kVA，高壓、低壓的額定電壓為：、6kV。熔斷器選擇的型號(hào)為HR5型的熔斷式刀開關(guān)，適用于交流50Hz，額定電壓交流380V，額定電流至1000A的配電線路中，作過載和短路保護(hù)，在本設(shè)計(jì)中低壓側(cè)的電壓為380/220V，可以有效地保護(hù)低壓側(cè)的設(shè)備。交流接觸器的型號(hào)選擇為：LC1D，機(jī)械壽命高達(dá)2000萬次，線圈控制電壓在70%120%Uc之間波動(dòng)時(shí)，不會(huì)影響到產(chǎn)品的正常工作，常用于控制各種類型電動(dòng)機(jī)、電容器、照明燈、電加熱等設(shè)備，工作頻率為50～60Hz，可以滿足廠用電低壓側(cè)的控制；隔離開關(guān)和斷路器的型號(hào)將會(huì)在最后一節(jié)電氣設(shè)備的選擇中給出。廠用低壓采用380/220V，因負(fù)荷較少，只設(shè)兩段廠用低壓母線，分別由廠用低壓工作變壓器TT6供電；TT6分別由廠用高壓（6kV）一、二段引接，低壓備用變壓器T7由備用段引接。 6kV線路過電流保護(hù)的設(shè)計(jì)6kV線路過電流保護(hù)設(shè)計(jì)的歸總式原理圖如圖4—3。該設(shè)計(jì)方式可以實(shí)現(xiàn)對6kV線路的保護(hù)，通過控制線路中斷路器的通斷來實(shí)現(xiàn)對該線路的保護(hù)，主要采用了電流互感器、電流繼電器、時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器。該方式繪圖的優(yōu)點(diǎn)是能夠清楚地表明各元件的形式、數(shù)量、相互聯(lián)系和作用，但如果元件過多的話，接線就會(huì)相互交叉，顯得零亂，并且元件的端子及回路編號(hào)沒有，這樣就會(huì)造成使用很不方便，因此，圖4—4給出了該設(shè)計(jì)圖的另一種表示形式——展開式原理圖。 圖4—3 6kV線路過電流保護(hù)歸總式原理圖該線路的過電流保護(hù)可通過以下方式表現(xiàn)出來：假設(shè)線路原在運(yùn)行狀態(tài)，斷路器輔助觸點(diǎn)QF1閉合。如線路用戶端發(fā)生AB相間短路時(shí)，動(dòng)作過程如下：1TAA、1TAB一次側(cè)流過短路電流；1TAA 、1TAB二次側(cè)電流增大；電流繼電器1KA、2KA動(dòng)作，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合；啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT，經(jīng)整定時(shí)限后其延時(shí)觸點(diǎn)閉合；信號(hào)繼電器KS和斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的跳閘線圈YT同時(shí)動(dòng)作，使斷路器QF跳閘，并由KS的觸點(diǎn)發(fā)出信號(hào)。當(dāng)發(fā)生AC或BC相間短路時(shí)，只有1KA或2KA動(dòng)作，動(dòng)作過程與上述情況類似。 圖4—4 6kV線路過電流保護(hù)展開圖由該圖可以很清楚地看到各個(gè)元件的動(dòng)作過程（動(dòng)作過程在歸總式原理圖中已經(jīng)做了相關(guān)介紹，故在此不再重述）。展開式原理圖的特點(diǎn)主要有：1. 交流電流回路、交流電壓回路（本設(shè)計(jì)沒有涉及，未繪出）、直流回路分開表示；2. 屬于同一儀表或繼電器的電流線圈、電壓線圈和觸點(diǎn)分開繪出，采用相同的文字符號(hào)，有多副觸點(diǎn)時(shí)加下標(biāo)；3. 交、直流回路各分為若干行，交流回路按A、B、C相序繪出，直流回路則基本上按元件的動(dòng)作順序從上到下排列；4. 每行中各元件的線圈和觸點(diǎn)按實(shí)際連接順序由左至右排列，每回路的右側(cè)有文字說明，引至端子排的回路加有編號(hào)，元件及觸點(diǎn)通常也有端子編號(hào)。 主接線防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠的直擊雷保護(hù)為了防止雷直擊于火力發(fā)電廠的配電裝置，可裝設(shè)避雷針，應(yīng)該使所有的設(shè)備都處于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外，還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)的反擊事故。因此，本設(shè)計(jì)中Sk選擇為6m，而Sd選擇為5m。 變壓器的防雷保護(hù)附圖一中的三繞組變壓器的高壓側(cè)或中壓側(cè)有雷電過電壓波襲來時(shí)，通過繞組間的靜電耦合和電磁耦合，其低壓繞組上會(huì)出現(xiàn)一定的過電壓，最不利的情況是低壓繞組處于開路狀態(tài)，這時(shí)靜電感應(yīng)分量可能很大而危機(jī)絕緣，考慮到這一分量將使低壓繞組的三相導(dǎo)線電位同時(shí)升高，所以只要在任一相低壓繞組的出線端加裝一只該電壓等級(jí)的閥型避雷器，就能保護(hù)好三相低壓繞組。 小容量直配電機(jī)的防雷保護(hù)這里所說的直配電機(jī)的防雷保護(hù)也是指與架空線路直接相連的旋轉(zhuǎn)電機(jī)（主要包括發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、大型電動(dòng)機(jī)等）的防雷保護(hù)。本設(shè)計(jì)中為6kV線路，進(jìn)線長度選擇為500m，接地電阻選為2歐，但考慮到FE1的接地電阻達(dá)不到以上要求，因此又在L/2處裝設(shè)了一組管型避雷器FE2，如圖4—5中的虛線所示。 短路電流的計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的1）選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了能使設(shè)備在正常運(yùn)行和故障的情況下都能安全、可靠的運(yùn)行同時(shí)又盡量節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)導(dǎo)線的相間和相對于地的安全距離。5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。：1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；2）所有電流的電動(dòng)勢相位角相同；3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行；4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；5）不考慮短路點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)；6）不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；7）元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；8）輸電線路的電容略去不計(jì)。以下數(shù)據(jù)下標(biāo)中的3分別表示低、中、高壓側(cè)。當(dāng)圖中k1點(diǎn)發(fā)生三相接地短路時(shí) ，系統(tǒng)的總阻抗為：X = （XT11 + XT13）// （XT21 + XT23） = （+）// （+） = 短路電流的標(biāo)幺值為：I* = EX = = 由此可以得出短路電流值為：I = I*IB = I*SBUB3 = 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件一、按正常工作條件選擇 按額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓UN就是其銘牌上標(biāo)出的線電壓，另外還規(guī)定有允許最高工作電壓Ualm。經(jīng)綜合修正后的長期允許電流Ial不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即 Ial=KIN≥Imax （43）式中 K——綜合修正系數(shù)，為有關(guān)修正系數(shù)的乘積； Imax——電氣設(shè)備所在回路的最大持續(xù)工作電流，可按表計(jì)算，A。對于裸導(dǎo)體和電纜θalθ K= （44）對于電器40℃＜θ≤60℃時(shí)，K=1（θ40）； 0℃≤θ≤40℃時(shí)， K=1+（θ+40）； （45）θ＜0℃時(shí)，K=。選擇設(shè)備的種類和型式1）應(yīng)按電器的裝設(shè)地點(diǎn)、使用條件、檢修運(yùn)行等要求，對設(shè)備進(jìn)行種類（如戶內(nèi)或戶外型電器）和型式的選擇。二、電氣設(shè)備的校驗(yàn)以下校驗(yàn)是按短路情況進(jìn)行的，有關(guān)短路電流計(jì)算的相關(guān)問題，前文中剛提到過，在此不再重述，只敘述校驗(yàn)方面的問題。1）導(dǎo)體和電纜滿足熱穩(wěn)定的條件為 S≥Smin （mm2） （46）式中S——按正常工作條件選擇的導(dǎo)體或電纜的截面積，mm2； Smin——按熱穩(wěn)定確定的導(dǎo)體或電纜的最小截面積，mm2。s] （47）式中： It——制造廠規(guī)定的允許通過電器的熱穩(wěn)定電流，kA； t——制造廠對定的允許通過電器的熱穩(wěn)定時(shí)間，s； Qk——短路電流通過電器時(shí)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，（kA）2（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。1）硬導(dǎo)體滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： σal≥σmax （Pa） （48）式中：σal——導(dǎo)體材料最大允許應(yīng)力，Pa；σmax——導(dǎo)體最大計(jì)算應(yīng)力，Pa2）電器滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 ies≥ish （kA） （49）式中：ies——電器允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流（或稱極限通過電流）幅值，kA；ish——短路沖擊電流幅值，kA。 IK ≤ INbr IK——全電流有效值； INbr——額定開斷電流。s]It =4024=6400﹥QK，故該斷路器滿足熱穩(wěn)定的要求。2）對于110kV側(cè)，其斷路器的選擇如下： UN≥UNS=110kV Ial=KIN≥Imax Imax　 = 　　　　 　＝　1101033110 　= IN = 1600A﹥Imax查《發(fā)電廠電氣部分》附錄可選斷路器的型號(hào)為SW2—110Ⅲ，其額定電壓為110kV，額定電流為1600A，額定開斷電流為40kA；允許通過電器的動(dòng)穩(wěn)定電流為100kA，熱穩(wěn)定電流為40kA，熱穩(wěn)定時(shí)間為4s。 IK≈I1+2e 2tbrTa≈I 在主母線短路點(diǎn)處，可不計(jì)及非周期分量的影響，所以Ik≈II=≤INbr=40(kA) I= ，Itk2 Itk/2= ，ItkItk= tk= Qk = Qp + Qnp = tk12（I2+ 10Itk22 + Itk2） = (+10+)+=[（kA）2 Ies≥Ish Ies——電器設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流Ish——短路電流沖擊值Ish = I= = (kA) Ies = 80kA，滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。3）按相同的方法，可以對廠用電接線中的斷路器選擇并進(jìn)行校驗(yàn)，最終所選擇的斷路器型號(hào)為：SN1010Ⅰ。3. 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：QK = (I2+10I+I)+T I2= (+10+)+= [（kA）2： Ies ≥ Ish Ish = I= = (kA) Ies = 100kA，滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。2）對于110kV側(cè)的隔離開關(guān)，其隔離開關(guān)選擇如下：： UN≥UNS=110kV： IN≥Imax Imax= = 1101033110 = (A) Imax=(A)2000(A)查《發(fā)電廠電氣部分》附錄可選隔離開關(guān)的型號(hào)為GW5—35Ⅱ（D）型。3. 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：QK = (I2+10I+I)+T I2 = (+10+)+ = [（kA）24. 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： Ies ≥ IshIsh = I= = (kA) Ies = 100kA，滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。3）按相同的方法，可以對廠用電接線中的隔離開關(guān)選擇并進(jìn)行校驗(yàn)，最終所選擇的隔離開關(guān)的型號(hào)為：GN86T。2）按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇：220kV系統(tǒng)的相電壓為：