【正文】 母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 2 1 3 4 1 0 K V1 1 0 K V2 2 0 K V 圖 26 方案一接線圖 （ 2） 方案二 電壓等級的方案選擇。由于單母線接線本身的簡單、經(jīng)濟、方便等基本優(yōu)點，采用設(shè)備少、投資省、操作方便、便于擴建和采用成套配電設(shè)備裝置，所以 220 KV電壓等級的接線形式選擇為單母線接線 。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 12 由于 110KV 電壓等級的電壓饋線數(shù)目是 6 回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是雙母線接線形式。雙母線接線形式正好克服了單母線分段接線形式的缺點，所以在大、中型發(fā)電廠中這種接線形式被廣泛應(yīng)用。 在方案二中的 10KV 電壓等級的接線形式仍然選擇單母線分段接線形式。 （ 3）方案三 方案三的電氣主接線形式在 220KV 電壓等級的方案選擇和 110KV 電壓等級的方案選擇基本相同，在這里就不再作詳細的介紹。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 13 方案 的選擇 設(shè)計發(fā)電廠的電氣主接線時，首先應(yīng)按技術(shù)要求確定可能選用的方案。 技術(shù)上可行方案的選擇 設(shè)計發(fā)電廠主接線時在技術(shù)上應(yīng)考慮的主要問題是： 1）保證全系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，不應(yīng)再本廠、站內(nèi)的故障造成系統(tǒng)的瓦解； 2）保證負荷、特別是重要負荷供電的可靠性及電能質(zhì)量； 3）各設(shè)備、特別要注意高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器的過載是否在允許范圍內(nèi)。單母線分段在投資上是比雙母線接線的投入要小的，而雙母線接線的可靠性又比單母線分段接線的可靠性高。綜合考慮，則選擇單母線分段的接線形式。所以考慮將剩余兩臺發(fā)電機通過發(fā)電機 變壓器接線方式連接到220KV 系統(tǒng)中。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 15 3 火電廠發(fā)電機 、變壓器的選擇 主變壓器和發(fā)電機中性點接地方式 電力網(wǎng)中性點接地方式 選擇電力網(wǎng)中性點接地方式是一個綜合性問題。電力網(wǎng)中性點接地方式有以下幾種： 中性點非直接接地 中性點不接地方式最簡單，單相接地時允許帶故障運行兩小時，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設(shè)備的電容電流。 ① 中性點消弧線圈接地 當接地電容電流超過允許值時，可采用消弧線圈補償電容電流，保證接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過電壓。此接地方式降低弧光間隙接地過電壓，同時可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護可靠動作，一般用于大型發(fā)電機中性點。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設(shè)備的造價， 特別是在高壓和超高壓電網(wǎng)，經(jīng)濟效益顯著。 變壓器中性點接地方式 電力網(wǎng)中性點接地方式，決定了主變壓器中性點接地方式。 （ 2） 凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應(yīng)有一臺變壓器直接接地。 （ 4） 變壓器中性點接地點的數(shù)量是電網(wǎng)所有短路點的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比小于 三，以使單相接地時健全相上工頻過電壓不超過閥型避雷器的滅弧電壓。當變壓器中性點可能斷開運行時，若該變壓器中性點絕緣不是按線電壓設(shè)計，應(yīng)在中性點裝設(shè)避雷器保護。雙母線接線有兩臺以上主變壓器時，可考慮兩臺主變壓器中性點接地。 本次設(shè)計采用發(fā)電機中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。消弧線圈可接在直配線發(fā)電機的中性點上。 發(fā)電機的選型 簡介 汽輪發(fā)電機由汽輪機直接耦合傳動。 1. 冷卻方式 采用的冷卻方式，定子繞組和轉(zhuǎn)子有空冷、水內(nèi)冷和氫冷等。 2. 勵磁方式 發(fā)電機容量在 100MW 以上的普遍采用同軸交流勵磁機經(jīng)靜止半導(dǎo)體整流勵磁方式。由于裝機容量 : 裝機 4臺，容量分別為 4X200MW, UN=，所以可以選取的發(fā)電機臺數(shù)有四臺。 變壓器的選型 電力變壓器（文 字符號為 T 或 TM），根據(jù)國際電工委員會的界定，凡是三相變壓器的額定容量在 5KVA 及以上，單相的在 1KVA 及以上的輸變電用變壓器，均成為電力變壓器。可見，電力變壓器的運行是電力生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)。因此，主變壓器的選擇對發(fā)電廠、變電所的技 術(shù)性影響很大。反之。 發(fā)電廠 200MW 及以上機組為發(fā)電機變壓器組接線時的主變壓器應(yīng)滿足 DL5000—2021《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā)電機的最大連續(xù)容量扣除一臺廠用變壓器的計算負荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過 650C的條件進行選擇”。 （ 2） 當發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機組停用時，能由系統(tǒng)供給發(fā)電機電壓的最大負荷。 （ 3） 根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟運行的要求，而限制本廠的輸出功率時能供給發(fā)電機電壓的最大負荷。特別注意發(fā)電廠初期運行時當發(fā)電機電壓母線負荷不大時，能將發(fā)電機電壓母線上的剩余容量送入系統(tǒng)。對裝設(shè)兩臺變壓器的發(fā)電廠，當其中一臺主變推出運行時，另一臺變壓器應(yīng)承擔 70%的容量。電力系統(tǒng)采用的 繞組連接方式只有 Y 型和△型，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。如果星型連接或曲折型連接的中性點是引出的，則分別以YN、 ZN 表示，帶有星三角變換繞組的變壓器，應(yīng)在兩個變換間已“ ”隔開。 35KV 以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。切換方式有兩種：不帶負荷切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。對于 110KV 以下的變壓器，大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 19 設(shè)計時才考慮到變壓器采用有載調(diào)壓的方式。 SSPSLO3000/220 型號的含義： S—— 三相風(fēng)冷強迫油循環(huán) F—— 風(fēng)冷 P—— 無勵磁調(diào)壓 S—— 為銅導(dǎo)線 L—— 為鋁導(dǎo)線 3000—— 高壓繞組電壓等級 220—— 額定容量 單元接線的主變壓器 發(fā)電機與主變壓器為單元接線時，發(fā)電機和變壓器成為一個單元組，電能經(jīng)升壓后直接進入高壓電網(wǎng)。所以這個雙繞組變壓器的容量等于所選發(fā)電機的額定容量，即 所選型號為： SSP3— 26000 型 電氣設(shè)備的配置 隔離開關(guān)的配置 1． 再出線上專設(shè)電抗器的 10KV配電裝置中，黨向不同用戶供電德良輝縣共用同一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上裝設(shè)出線隔離開關(guān)。 3． 接在母線上的避雷器和電壓互感器以合用一組隔離開關(guān)。 5． 中性點接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。母線的接地刀閘宜安裝在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上，也可裝于其它回路母線隔離開關(guān)的基座上。電壓互感器的配置應(yīng)能保正在運行方式改變時，保護裝置不得失壓。 3． 當需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無典雅時，出線側(cè)的一相上應(yīng)安裝電壓互感器。 電流互感器的配置 1． 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)安裝電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表，保護和自動裝置。 3． 對直接接地系統(tǒng) ，一般按三相配置。 避雷器的配置 1． 配電裝置的每相母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進出線都裝設(shè)避雷器是除外。 3． 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜安裝一臺避雷器。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 21 4 火力發(fā)電廠短路電流計算 概 述 電力系統(tǒng)運行有三種狀態(tài)：正常運行狀態(tài)、非正常運行狀態(tài)和短路故障。對供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。因此，短路電流計算是電氣主接線的方案比較、電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的選擇 、節(jié)地計算以及繼電保護選擇和整定的基礎(chǔ)。如電力系統(tǒng)中，相與相之間的火中性點直接節(jié)地系統(tǒng)中的相與地之間的短接都是短路。 短路的原因及后果 造成短路的原因通常有以下幾種： （ 1） 電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化、或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。 （ 3） 電氣設(shè)備因設(shè)計、安裝、維護不良和運行不當或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路。根據(jù)國外資料顯示，每個人都有違反規(guī)程操作的潛意識。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導(dǎo)致短路。強大的短路電流將造成嚴重的后果，主要有以下幾方面： （ 1） 強大的 短路電流通過電氣設(shè)備是發(fā)熱急劇增加，斷路持續(xù)時間較長時，足以使設(shè)備因過熱而損壞甚至燒毀； （ 2） 巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞； 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 22 （ 3） 短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負荷異步電動機將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報廢甚至設(shè)備損壞； （ 4） 短路將引系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導(dǎo)致并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。 短路計算的目的和簡化假設(shè) 因為短路故障對電力系統(tǒng)可能造成極其嚴重的后果，所以一方面應(yīng)采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和繼電保護裝置。概括起來，計算短路的主要目的在于： （ 1）為選擇和校驗各種電氣設(shè)備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計算短路沖擊電流以校驗設(shè)備的機械穩(wěn)定性，計算短路電流的周期分量以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定性； （ 2）為設(shè)計和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)； （ 3）為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。 各系統(tǒng)短路電流的計算 短路計 算的基本假定和計算方法 1．基本假定 （ 1） 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。 （ 3） 系統(tǒng)中的電機均為理想電機，不考慮電磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體肌膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱； （ 4） 短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間； 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 23 （ 5） 不考慮短路電的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 I// —— 三相短路電流； ish —— 三相短路沖擊電流。 選取基準容量為 Sj=100MVA Uj=Uav= Sj —— 基準容量； Uav—— 所在線路的品平均電壓 以上均采用標幺值計算方法，省去“ *”。 1 1 0 K V 2 2 0 K V1 0 K VX 1 0X 9 X 7 X 8X 1 1X 1 2X 3X 4X 5 X 6X 1 X 2X 1 4X 1 3CG 1 G 2 G 3 G 4 圖 31 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 24 3． 對于 OSSPSL— 3000/220 型三繞組變壓器的電抗 j78 ddd eS1X X ( U % U % U %2 0 0 S? ? ? ? ?中 低高 中 高 低 ） = 1 1 0 0(1 3 .1 1 1 8 .8 )2 0 0 3 0 0? ? ? = j9 1 0 ddd eS1X X ( U % U % U %2 0 0 S? ? ? ? ?中 低高 中 高 低 ） = 1 1 0 0(1 3 .1 1 8 .8 1 )2 0 0 3 0 0? ? ? = j1 1 1 2 ddd eS1X X ( U % U % U %2 0 0 S? ? ? ? ?中 低高 低 高 中 ） = 1 1 0 0(1 8 .8 1 1 3 .1 )2 0 0 3 0 0? ? ? = 4． 線路阻抗（設(shè)計任務(wù)書中已給出）： X13= 短路點的選擇、短路電流以及沖擊電流的計算 無限大容量電力系統(tǒng)是指容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當用戶供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓基本不變，可將該電力系統(tǒng)視為無限大容量電力系統(tǒng)。但一般的供電系統(tǒng)，由于它是在小容量線路上發(fā)生短路，電力系統(tǒng)母線電壓基本不變，因此，電力系統(tǒng) 可視為無限大容量電力系統(tǒng)。 短路點的選擇應(yīng)選擇通過導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的那些點作為短路計算點。由于 10KV 電壓等級有 15km 電纜饋線 10 回，所以在 10KV 的出線上需加設(shè)電抗器。 無線大功率系統(tǒng)的德主要特征是： 內(nèi)阻抗 X=0，端電壓 U=C，它所提供的短路電流周期分量的幅值恒定且不隨時間改變。因此，在電力系統(tǒng)短路電流計算中，其主要任務(wù)是計算短路電流的周期分量。 如取平均額定電壓進行計算，則系統(tǒng)的短電壓 U=Uav，若選取 Ud=Uav，則無限大功率系統(tǒng)的短電壓的標幺值 * 1dUU U??， 短路電流周期分量的標幺值為 * ***1P UI XX???? 式中 *X? —— 無限大系統(tǒng)功率系統(tǒng)對短路點的組合電抗（即總電抗）的標幺值 短路電流的有名值為 * *dP P d II I I X ??? 則沖擊電流為 2sh sh P M sh Pi K I K I?? 式中 aTshKe??? —— 沖擊系數(shù)，表示沖擊電流對周期分量幅