1、畢業(yè)設計任務書畢業(yè)設計任務書院院( (系系) ) 電氣工程系電氣工程系 專業(yè)班級專業(yè)班級 電氣專升本電氣專升本 13011301 學生學生 種新艷種新艷 一、畢業(yè)論文設計題目 中型火電廠電氣部分設計 二、畢業(yè)論文設計工作自 2015 年 1 月 10 日 起至 2015 年 6 月 20 日止三、畢業(yè)論文設計進行地點: 博思樓繼電保護實驗室 四、畢業(yè)論文設計的容要求： 一、原始資料 1.電廠規(guī)模 （1）裝機容量：4 臺，450MW，UN=10.5KV，cos=0.8。 （2）機組每年利用小時為：Tmax=5200h/a。 （3）氣象條件為年最高溫度 38 度，平均氣溫 25 度，條件一般，無特

2、殊要求。 （4）廠用電率占 5% 。 2.電力負荷與與電力系統(tǒng)連接情況 （1）10.5KV 電壓等級：電纜饋線八回，每回出線平均輸送容量為 2000KVA。10KV 最大負荷 20MW，最小負荷15MW，cos=0.8，Tmax=4500h/a，為 II 類、III 類負荷。 （2）35KV 電壓等級：架空線 5 回，每回平均輸送容量 5000KW。35KV 最大負荷 40MW，最小負荷20MW，cos=0。85，Tmax=5200h/a，為 I 類、II 類負荷。 （3）110KV 電壓等級：架空線 4 回，110KV 與電力系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠的剩余功率。電力系統(tǒng)容量為5000MW，當取

3、基準容量為 100MVA 時，系統(tǒng)歸算到 110KV 側的（4）發(fā)電機出口處主保護動作時間取 t=0.1s。 3. 廠區(qū)氣象條件：全年最高氣溫 37，最低氣溫-10，最熱月平均最高氣溫 32；主導風向為東南風；地震裂度 6 度。 二、設計任務 1分析原始資料； 2. 選擇主變壓器； 3.對電廠主接線方案進行設計（包括方案論證與確定、技術經(jīng)濟分析等容）； 4. 廠用電設計； 5. 短路電流計算并進行電氣設備選擇； 6. 對電廠的繼電保護與防雷措施進行選擇。 三、主要設計指標：本設計的火電廠電氣部分應具有可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，并滿足工程建設規(guī)模要求。 指導教師 琳霞 系 (教 研 室 ) 電氣系

4、 系(教研室)主任簽名批準日期接受論文 (設計)任務開始執(zhí)行日期 學生簽名dX0.342 。 / 80某中型火電廠電氣部分設計種新艷（陜西理工學院電氣工程專升本1301班，陜西 723001）指導教師：琳霞摘要發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟。發(fā)電廠的作用是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能。按能量轉(zhuǎn)化形式大體分為火力發(fā)電廠，水力發(fā)電廠，核能發(fā)電廠和風力發(fā)電場。而火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會，循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境中，我們在提高火電技術的方向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響，對不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在中國已有部分核電機組，但火電仍占領電力的大部分市場，近

5、年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術必須不斷提高發(fā)展，才能適應和諧社會的要求。 本次畢業(yè)設計的題目是某中型火電廠電氣部分設計。,在設計的過程中,根據(jù)設計任務書的要求以與變電站的地理環(huán)境,容量和各回路數(shù)確定火電廠各電壓等級電氣主接線和廠用電接線,并且選擇了各變壓器的型號;進行參數(shù)計算,畫等值網(wǎng)絡圖,并計算各電壓等級側的短路電流,列出短路電流結果表;計算回路持續(xù)工作電流,選擇各種高壓電氣設備,并根據(jù)相關技術條件和短路電流計算結果表校驗各高壓設備. 關鍵詞 主接線；短路電流；電氣設備；主變保護；配電裝置；防雷接地 I / 80TheThe DesignDesign OfOf the

6、the MiddleMiddle electricalelectrical partpart OfOf SteamSteam powerpower plantplant Chongxinyan（Grade13,class01,The department of Electrical Engineering, Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723001，Shaanxi）Tutor：YanglinxiaAbstract:Abstract: Power plant is an important part of power system, whi

7、ch directly affects the security and economy of the whole power system. The power plant is the role of other forms of energy into electricity. According to the energy conversion form of coal power plant, nuclear power plant and wind power plant. And thermal power is now the main force of the develop

8、ment of electric power, now put forward harmonious society, circular economy environment, we in the direction of improving the thermal power technology to focus on effects of power on the environment, does not affect the renewable energy, although now China has been part of the core motor group, but

9、 power is still occupying power of the majority of the market, in recent years power development lag economic development throughout the country, the many thermal power plant, but thermal power technology must enhance the continuous development in order to meet the requirements of harmonious society

10、.According to the design request, in the design process, according to the transformer substation geographical environment, the capacity and various return routes number determined the transformer substation electricity host wiring and the station use electricity the wiring, and chooses various trans

11、formers the model; Carries on the parameter computation, the picture equivalent network chart, and calculates various voltages rank side the short-circuit current, lists the short-circuit current result table; Calculates the return route continually operating current, chooses each kind of high press

12、ure electrical equipment, and verifies various high pressure unit according to the correlation engineering factor and the short-circuit current computed result table. KeyKey words:words:Main wiring； Short-circuit current； Electrical equipment,；The host changes the protection； Power distribution equi

13、pment；Lightning protection grounding / 80目 錄1 引言 11.1 設計在工程建設中的作用 11.2 設計工作應遵循的主要原則 11.3 設計的基本程序 12 電氣主接線設計 22.1 原始資料 22.2 主接線方案的擬定 22.3 主接線方案的評定 52.4 發(fā)電機與變壓器的選擇 53 廠用電設計 83.1 負荷的分類與統(tǒng)計 83.2 廠用電接線的設計 93.3 廠用變壓器的選擇 104 短路電流計算 114.1 概述 114.2 系統(tǒng)電氣設備電抗標幺值計算 114.3 短路電流計算 124.3.1 10.5kV 側短路計算 124.3.2 35kV

14、側短路計算 154.3.3 110kV 側短路計算 185 電氣設備的選擇 235.1 斷路器的選擇 235.1.1 110kV 側高壓斷路器的選擇 235.1.2 35kV 側高壓斷路器的選擇 255.1.3 10.5kV 側斷路器的選擇 285.25.2 隔離開關的選擇隔離開關的選擇 315.2.1 110kv 側隔離開關的選擇 315.2.2 35kV 側隔離開關的選擇 335.2.3 10.5kV 隔離開關的選擇 355.35.3 電流互感器的選擇電流互感器的選擇 385.3.1 110kV 側電流互感器的選擇 38I / 805.3.2 35kV 側的 TA 的選擇 415.3.3

15、10kV 側電流互感器的選擇 435.45.4 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇 455.4.1 110kV 側 TV 的選擇 465.4.2 35kV 側 TV 的選擇 465.4.3 發(fā)電機 TV 的選擇 475.55.5 導體的選擇與校驗導體的選擇與校驗 475.5.1110kV 母線選擇 485.5.2 110kV 連接線選擇 495.5.3 35kV 母線選擇 505.5.4 35kV 連接線選擇 515.5.5 10.5kV 母線選擇 525.5.6 發(fā)電機端封閉母線的選擇 536 配電裝置規(guī)劃與布置 546.1 概述 546.2 屋配電裝置 546.3 屋外配電裝置 556.4

16、發(fā)電機與配電裝置的連接 557 主系統(tǒng)保護配置整定 567.1 系統(tǒng)防雷保護 567.1.1 110kV 側避雷器的選擇和校驗 577.1.2 35kV 側避雷器的選擇和校驗 577.1.3 10.5kV 側避雷器的選擇和校驗 587.2 變壓器繼電保護配置與整定 597.3 發(fā)電機繼電保護配置與整定 617.4 輸電線路保護 64總結 65致 66參考文獻 67附錄 A68附錄 B69附錄 C 710 / 801 引 言在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中有著重要作用，它不僅全面地影響國民經(jīng)濟其他部門的發(fā)展，同時也極大的影響人民的物質(zhì)與文化生活水平的提高。發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部

17、分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟。發(fā)電廠的作用是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能。按能量轉(zhuǎn)化形式大體分為火力發(fā)電廠，水力發(fā)電廠，核能發(fā)電廠和風力發(fā)電場。而火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會，循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境中，我們在提高火電技術的方向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響，對不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在中國已有部分核電機組，但火電仍占領電力的大部分市場，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術必須不斷提高發(fā)展，才能適應和諧社會的要求。1.11.1 設計在工程建設中的作用設計在工程建設中的作用設計工作是工程建設的關鍵環(huán)節(jié)。做好設計工作對工程建設的工期、質(zhì)量、投資費用和建成投產(chǎn)

18、后的運行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，起著決定性作用。設計是工程建設的靈魂。設計的基本任務是，在工程建設中貫徹國家的基本建設方針和技術經(jīng)濟政策，做出切合實際、安全實用、技術先進、綜合效益好的設計，有效的為電力建設服務。1.21.2 設計工作應遵循的主要原則設計工作應遵循的主要原則1遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟建設方針、政策和基本建設程序，特別應貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術進步的方針。2要運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理中央與地方、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、近期與遠期、技改與新建、生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關系。3要根據(jù)國家規(guī)、標準與有關規(guī)定，結合工程的不同性質(zhì)、要求

19、，從實際情況出發(fā)，合理確定設計標準。4要實行資源的綜合利用，節(jié)約能源、水源，保護環(huán)境，節(jié)約用地等。1.31.3 設計的基本程序設計的基本程序設計要執(zhí)行國家規(guī)定的基本建設程序。工程進入施工階段后，設計工作還要配合施工、參加工程管理、試運行和驗收，最后進行總結，從而完成設計工作的全過程。隨著我國電力工業(yè)的技術水平和管理水平不斷提高，現(xiàn)在已有許多電廠實現(xiàn)了集中控制和采用計算機監(jiān)控電力系統(tǒng)也實現(xiàn)了分級集中調(diào)度，所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全遠行。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進水平的行列。火力發(fā)電廠是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴密、土建結構復雜、施工難度較大的工業(yè)建筑。電力工業(yè)的

20、發(fā)展,單機容量的增大、總容量在百萬千瓦以上火電廠的建立促使火電廠建筑結構和設計不斷地改進和發(fā)展。2 電氣主接線設計2.12.1 原始資料原始資料分析分析設計電廠總容量450=200MW。當本廠投產(chǎn)后，將占系統(tǒng)總容量為200/（5000+200）100%=3.85%5000h/a，又為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔1 / 80基荷，從而該電廠主接線的設計務必著重考慮其可靠性。從負荷特點與電壓等級可知，它具有10.5kV，35kV，110kV三級電壓負荷。10.5kV容量不大，為地方負荷。110kV與系統(tǒng)有4回饋線，呈強聯(lián)系形式，并接受本廠剩余功率，最大可能接受本廠送出電力為200-15-20-2

21、005%=155MW，最小可能接受本廠送出電力為200-20-40-2005%=130MW，可見，該廠110kV接線對可靠性要求很高，雙母線帶旁路母線接線形式。35kV架空線出線5回，為提高其供電的可靠性，采用單母線分段帶旁路母線或單母線分段的接線形式。10.5kV電壓級共有8回電纜出線，其電壓恰與發(fā)電機端電壓相符，采用直饋線為宜。2.22.2 主接線方案的擬定主接線方案的擬定在對原始資料分析的基礎上，結合對電氣接線的可靠性、靈活性與經(jīng)濟性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術，積極政策的前提下，力爭使其技術先進，供電安全可靠、經(jīng)濟合理的主接線方案。發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問題，主接線的設

22、計，首先應保證其滿發(fā)，滿供，不積壓發(fā)電能力。同時盡可能減少傳輸能量過程中的損失，以保證供電的連續(xù)性，因而根據(jù)對原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：方案一方案一：（1）10KV電壓級 鑒于出線回路多，且發(fā)電機單機容量為50MW，遠大于有關設計規(guī)程對選用單母線分段接線不得超過24MW的規(guī)定，應確定為雙母線分段接線形式，兩臺50MW機組分別接在接在分段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓35kV。由于一臺50MW機組接于10.5kV母線上，可選擇輕型設備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜出線上裝出線電抗器。（2）35KV電壓級出線5回，采用單母線分段帶專用旁路接線形式。進線從10KV側送來

23、剩余容量150-（2005%）+20=20MW，不能滿足35KV最大負荷的要求。為此以一臺50MW機組按發(fā)電機一變壓器單元接線形式接至35KV母線上，其剩余容量或機組檢修時不足容量由聯(lián)絡變壓器與110KV接線相連，相互交換功率。（3）110KV電壓級出線4回，為使出線斷路器檢修期間不停電，采用雙母線帶旁路母線接線，并裝有專門的旁路斷路器，其旁路母線只與各出線相連，以便不停電檢修。其進線一路通過聯(lián)絡變壓器與35KV連接，另一路為一臺50MW機組與變壓器組成單元接線，直接接入110KV，將功率送往電力系統(tǒng)。據(jù)以上分析，接線形式如下：2 / 80圖 2.1 電氣主接線方案二：方案二：（1）10.5k

24、V：鑒于出線回路多，且發(fā)電機單機容量為50MW，遠大于有關設計規(guī)程對選用單母線分段接線不得超過24MW的規(guī)定，應確定為雙母線分段接線形式，兩臺50MW機組分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓35kV。由于兩臺50MW機組接于10.5kV母線上，可選擇輕型設備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜出線上裝出線電抗器。（2）35kV：出線5回，采用單母線分段接線形式。進線從10.5kV側送來剩余容量250-（2005%）+20=70MW，能滿足35kV最大與最小負荷的要求。其剩余容量或機組檢修時不足容量由聯(lián)絡變壓器與110kV接線相連，相互交換功率。（3）110kV：出線4回，為使出

25、線斷路器檢修期間不停電，采用雙母線帶旁路母線接線，。其進線一路通過聯(lián)絡變壓器與35kV連接，另一路為兩臺50MW機組與變壓器組成擴大單元接線，直接接入110kV，將功率送往電力系統(tǒng)。據(jù)以上分析，接線形式如下：3 / 80圖 2.2 電氣主接線方案三：方案三：（1）10.5kV：鑒于出線回路多，且為直饋線，電壓較低，宜采用屋配電。因此采用單母線分段接線形式，兩臺50MW機組分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓35kV。由于兩臺50MW機組接于10.5kV母線上，可選擇輕型設備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜出線上裝出線電抗器。（2）35kV：出線5回，采用單母線分段帶專用旁路

26、接線形式。進線從10.5kV側送來剩余容量250-（2005%）+20=70MW，能滿足35kV最大與最小負荷的要求。其剩余容量或機組檢修時不足容量由聯(lián)絡變壓器與110kV接線相連，相互交換功率。（3）110kV：出線4回，為使出線斷路器檢修期間不停電，采用雙母線帶旁路母線接線，。其進線一路通過聯(lián)絡變壓器與35kV連接，另一路為兩臺50MW機組與變壓器組成擴大單元接線，直接接入110kV，將功率送往電力系統(tǒng)。據(jù)以上分析，接線形式如下：4 / 80圖 2.3 電氣主接線2.32.3 主接線方案的評定主接線方案的評定該電氣主接線的設計始終遵循了可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求。在確?？煽啃?、靈活性的同

27、時，兼顧了經(jīng)濟性。在可靠性方面該主接線簡單清晰，設備少，無論檢修母線或設備故障檢修，均不致造成全廠停電，每一種電壓級中均有兩臺變壓器聯(lián)系，保證在變壓器檢修或故障時，不致使各級電壓解列。機組的配置也比較合理，使傳遞能量在變壓器中損耗最小。在靈活性方面，運行方式較簡單，調(diào)度靈活性好，各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展。在經(jīng)濟性方面，投資小，占地面積少，采用了單元接線與封閉母線，從而避免了選擇大容量出口斷路器，節(jié)省了投資，有很大的經(jīng)濟性。通過以上分析，主接線方案一對所設計的這一火電廠而言，是比較合理的，可以采納。2.42.4 發(fā)電機與變壓器的選擇發(fā)電機與變壓器的選擇1、發(fā)電機的選擇：查電氣設備運行與事故

28、處理兩臺50MW發(fā)電機選用QFS-50-2汽輪發(fā)電機，四臺50MW汽輪發(fā)電機選用QFS-50-2型汽輪發(fā)電機。 2、變壓器的選擇：根據(jù)本設計具體情況，應該選擇2臺雙繞組變壓器， 2臺三繞組變壓器， 本設計中的主變選擇如下：5 / 80110KV側雙繞組變壓器容量確定公式：)(120%)51 (8 . 0100%110%)51 (%110MVACOSPSNN查電氣設備運行與事故處理，選定變壓器的容量為120MVA。根據(jù)實際要求，聯(lián)絡變壓器的容量選取和主變一樣3.現(xiàn)將發(fā)電機和變壓器的選擇結果列表如下，以供查詢：（1）發(fā)電機具體參數(shù)如表2 .1。表2.1 發(fā)電機技術參數(shù)型 號額 定功率/MW額 定電

29、壓/kV額 定電流/A功率因數(shù)電抗（標幺值）dX發(fā)電機1,2G G3,4G GQFS-50-25010.534370.80.1953（2）110kv 雙繞組為SFP7-120000/110型。主要技術參數(shù)如表 2.2。表 2.2 技術參數(shù)額定容量（kVA）連接組別額定電壓（kV）空載損耗(kW)阻抗電壓（%）120000N11Y ,d高壓：11022.5%低壓：10.510610.5(3)35kv 雙繞組為SFP7-75000/35型。主要技術參數(shù)如表 2.3。表 2.3 技術參數(shù)額定容量（kVA）連接組別額定電壓（kV）空載損耗(kW)阻抗電壓（%）75000N11Y ,d高壓：3522.5

30、%低壓：10.55710.5(4) 聯(lián)絡變壓器選取SFPSZ-75000/110型。主要技術參數(shù)如表 2.4。6 / 80表 2.4 技術參數(shù)額定容量（kVA）容量比/MVA額定電壓（kV）空載損耗(kW)阻抗電壓（%）連接組別75000100/100/20高壓：1105%中壓：38.55%低壓：10.580高-中：22.5高-低：13中-低：8N,n0,11Y y d4. 10kV 側三繞組變壓器選取 SFSZ750000/110 型。主要技術參數(shù)如表 2.5。表 2.5 技術參數(shù)額定容量（kVA）容量比/MVA額定電壓（kV）空載損耗(kW)阻抗電壓（%）連接組別50000100/100/

31、50高壓：11081.25%中壓：38.55%低壓：10.571.2高-中：10.5高-低：18中-低：6.5N,n0,11Y y d3 廠用電設計3.13.1 負荷的分類與統(tǒng)計負荷的分類與統(tǒng)計發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中，有大量的電動機械，用以保證主要設備和輔助設備的正常運行。這些電動機與全廠的運行操作、試驗、修配、照明等用電設備的總耗電量，統(tǒng)稱為廠用電或自用電。廠用負荷，按其用電設備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電時造成危害程度可分為四類：（1）類廠用負荷凡短時停電會造成設備損壞，危與人身安全，主機停運與大量影響出力的廠用負荷，都屬于類負荷。如火電廠的給水泵，凝結水泵，循環(huán)水泵，引風機，送風機，給粉

32、機等以與水泵的調(diào)速器，壓油泵，潤滑油泵等。通常他們都設有兩套設備互為備用，分別接到兩個獨立電源的母線上。（2）類廠用負荷允許短時停電，恢復供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負荷，均屬于類負荷。如火電廠的工業(yè)水泵，疏水泵，灰漿泵，輸煤設備和化學水處理設備等，一般它們應由兩段母線供電，并采用手動切換。（3）類廠用負荷較長時間停電，不會影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上的不方便者，都屬于類廠用負荷。如試驗室，中央修配廠，油處理室等負荷，通常由一個電源供電。（4）事故保安負荷指在停機過程中與停機后一段時間仍應保證供電的負荷，否則將引起主要設備損壞，重要的自動控制裝置失靈或推遲恢復供電，甚至可能危與人身安全的負荷稱為事

33、故保安7 / 80負荷。它分為直流保安負荷，如發(fā)電機組的直流潤滑油泵等，其直流電源由蓄電池組供電；交流保安負荷，如盤車電動機，實時控制用的電子計算機等都屬于交流保安負荷。現(xiàn)將火電廠的主要負荷統(tǒng)計如下（見表3.1）表3.1分類名稱負荷類別運行方式備注鍋爐部分引風機鼓風機磨粉機給粉機或經(jīng)常，連續(xù)無煤粉倉時為汽機部分凝結水泵循環(huán)水泵給水泵給水油泵生水泵工業(yè)水泵經(jīng)常，連續(xù)給水泵不帶主油泵時電氣與公用部分充電機變壓器變壓器冷卻風機通訊電源硅整流裝置不經(jīng)常，斷續(xù)經(jīng)常，短時經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)出灰負荷灰漿泵碎渣機電氣除塵器沖灰水泵經(jīng)常，連續(xù)輔助車間油處理設備中央修理車間起重機電氣實驗室經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)

34、常，連續(xù)不經(jīng)常，斷續(xù)不經(jīng)常，斷續(xù)3.23.2 廠用電接線的設計廠用電接線的設計廠用電接線的設計原則基本上與主接線的設計原則一樣。首先，應保證對廠用電負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)；其次，接線應能靈活地適應正常，事故，檢修等各種運行方式的要求；還應適當注意經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新技術、新設備，使其具有可行性和先進性。此外，在設計廠用電系統(tǒng)接線時還要對供電電壓等級，廠用供電電源與其引接進行分析和論證。火電廠的輔助機械多、容量大，供電網(wǎng)絡復雜，其主要負荷分布在鍋爐、氣機、電氣、輸煤、出灰、化學水處理以與輔助車間和公用電氣部分，因此，廠用電電壓必須由10KV和0.4KV兩級電壓

35、，以單母線分段接線形式合理地分配廠用各級負荷?，F(xiàn)將該火電廠的廠用電接線的系統(tǒng)圖設計示于圖3.1。8 / 80圖3.1 廠用電接線圖圖3.1所設計電廠廠用電接線圖，廠裝在二機三爐，發(fā)電機電壓為10.5KV，6KV廠用高壓母線分單母線，按鍋爐臺分為三段，通過T11、T12、T13廠用高壓變壓器分別接于主母線上兩個分段上，380/220V低壓廠用母線，由于機組容量不大，設啟動電源和事故保安電源，低壓廠用母線分為兩段，備用電源采用明備用形式，即專設一臺T10備用廠用高壓變壓器，平時斷開，當任一段廠用工作母線的電源回路發(fā)生故障時QF3斷開，QF1和QF2在備用電源自動投入裝置作用下合閘。于是，T10廠用

36、高壓變壓器代替T11廠用高壓變壓器工作。為了在主母線上發(fā)生故障時，仍有可靠的備用電源，運行中可將T10備用廠用高壓變壓器和主變壓器T2都接到備用母線上，并將主母線第段的母聯(lián)斷路器QF4合上，使備用母線和工作母線均帶電運行。這樣，當主母線發(fā)生事故時，QF4斷開，T10變壓器還可通過T2供電。發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據(jù)發(fā)電機額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電網(wǎng)絡的可靠運行等諸方面因素，由上一節(jié)負荷分析可知，取兩級廠用電壓，高壓級取6KV，由兩組廠用主變壓器從50MW機組的電壓母線上取，低壓級取380V，采用母線分段式。1、6KV電壓等級供電分析對同樣的廠用系統(tǒng)，6KV網(wǎng)絡不僅節(jié)省有色金屬與費用

37、，且短路電流也較小，同時6KV電壓等級電動機功率可制造得較大，滿足大量負荷要求。擬采用兩段6KV的廠母線，另外再設置兩段6KV備用母線，以提高供電可靠性。9 / 802、380V電壓級低壓供電分析380V廠用電一般采用動力和照明共用的三相四線制接地系統(tǒng)，在技術經(jīng)濟合理時，采用動力和照明分開供電與其引接。3.33.3 廠用變壓器的選擇廠用變壓器的選擇廠用變壓器容量選擇的基本原則和應考慮的因素為：（1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓一致。（2）變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率。（3）廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量一樣；低壓廠用設

38、備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量一樣。據(jù)此，廠用變壓器T4，T5，T6，T7，選擇如下：S=（504）5% / 0.83=4200KVA，查設計手冊，應選SJL1-6300 / 10型雙繞組鋁線電力變壓器4 短路電流計算4.14.1 概概 述述電力系統(tǒng)中，常見的短路故障有三相對稱短路、兩相短路和單相接地短路。其中三相短路電流的計算是為了選擇和校驗QF、QS、母線等電氣設備，兩相短路電流用于整定繼電保護裝置。短路發(fā)生后，短路電流的值是變化的，變化的情況決定于系統(tǒng)電源容量的大小、短路點離電源的遠近以與系統(tǒng)發(fā)電機是否帶有電壓自動調(diào)整裝置等因素。按短路電流的變化情況，通常把電力系統(tǒng)分

39、為無限容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)。無限容量系統(tǒng)短路電流的計算，采用短路回路總阻抗法計算；有限容量系統(tǒng)短路電流的計算采用運算曲線法，這中間要用到網(wǎng)絡的等效變換。本次設計中，短路電流的計算就涉與到這兩個方面的容。4.24.2 系統(tǒng)電氣設備電抗標幺值計算系統(tǒng)電氣設備電抗標幺值計算系統(tǒng)基準值100MVA，基準電壓= BSBU.av nU1、發(fā)電機電抗標幺值的計算發(fā)電機G1,G2,G3,G4：1953. 0432d1dddXXXX2、變壓器電抗標幺值的計算110kV主變壓器：14. 0751001005 .10100(%)*NBKTSSUX35kV主變壓器: 14. 0751001005 .10100(%)

40、*NBkTSSUX10kV側三繞組變壓器:10 / 80(1(1 2)(1 3)(2 3)1%)(%)(%)(%)2kUUUU(2(1 2)(2 3)(1 3)1%)(%)(%)(%)2kUUUU3(1 3)(2 3)(1 2)1(%)(%)(%)(%)2kUUUU115. 012010010075.13100(%)1*1NBkTSSUX3. 母線電抗器電抗標幺值的計算：發(fā)電機G1(或G2)的額定電流ING3.437kA。母線電抗器一般取發(fā)電機額定電流的58，照此標準選電抗器NKL-10-400-5型，額定電流0.4kA，10kV，電抗百分比數(shù)NIUN5，由此得電抗標么值為：(%)LX(%)2

41、1003.UNBLNXSLXIUavn5101000.65521003 0.410.54. 系統(tǒng)歸算到330kV側的電抗標幺值：4.34.3 短路電流計算短路電流計算用于校驗設備的最大三相對稱短路電流的計算。本設計中，短路計算采用近似方法計算。即發(fā)電機和系統(tǒng)的次暫態(tài)電勢=1。E11 / 80圖 4.1 全系統(tǒng)圖的等值電路4.3.14.3.1 10.5kV10.5kV 側短路計算側短路計算k1點發(fā)生短路，其等值電路圖如下：圖 4.2 K1 點短路等值電路圖85. 01953. 0655. 0188. 0073. 0115. 0283. 0088. 01953. 0169. 01 )14. 019

42、53. 0/(342. 0)/(1211199815541432113XXXXXXXXXXXXX12 / 80圖 4.3 K1 點短路 Y 電路圖圖 4.4 K1 點短路 Y轉(zhuǎn)換圖735. 0005. 019. 0025. 0025. 0005. 019. 0005. 0147. 0025. 019. 0025. 0025. 0005. 019. 0005. 0019. 019. 019. 0025. 0025. 0005. 019. 0005. 06107761061871077610617101077610616XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXY Y13 / 80圖 4.5

43、 Y Y 轉(zhuǎn)換圖022. 0735. 0017. 0147. 0017. 0735. 0189. 0735. 0017. 0147. 0)735. 0(147. 0004. 0735. 0017. 0147. 0017. 0147. 0201817201823201817181722201817201721XXXXXXXXXXXXXXXXXX圖 4.6 K1 點短路總等效圖296. 0189. 0)022. 0283. 0/()004. 0169. 0()/()(222314211324XXXXXX短路等值阻抗22. 085. 0/296. 0/1924XXX短路電流周期分量有效值7 .243

44、5 .101005 . 45 . 422. 011BIIIXI最大有效值)(54.377 .2452. 152. 1KAIIimp沖擊電流)(99.627 .2455. 255. 2KAIish短路功率)(133310033.13MVASISBkt4.3.24.3.2 35kV35kV 側短路計算側短路計算(1) 35kV母線（k2點）發(fā)生短路，其等值電路圖如下：14 / 80圖 4.7 K2 點短路等值電路圖155. 0)1953. 0655. 0/(19. 0)/(188. 0073. 0115. 0283. 0088. 01953. 0169. 0)14. 01953. 0/(342.

45、0)/(121110169815541432113XXXXXXXXXXXXXXY Y圖 4.8 K2 點短路Y 型等值電路圖023. 0188. 0025. 0005. 0025. 0188. 0005. 0188. 0025. 0005. 0188. 0005. 0001. 0188. 0025. 0005. 0025. 0005. 015767151915761561815767617XXXXXXXXXXXXXXXXXX15 / 80圖 4.9 K2 點短路等值電路圖圖 4.10 K2 點短路最終等值電路圖103. 0023. 0154. 0/165. 0/154. 0)001. 0(15

46、5. 0165. 0)005. 0(169. 019212022171621181320XXXXXXXXXX短路等值阻抗 075. 0103. 0/283. 0/2214XXX短路電流周期分量有效值)(94.2075.36310033.13333.13075. 011KAUSIIIIXInBB最大有效值 )(83.3194.2052. 152. 1KAIIimp沖擊電流 )(4 .5394.2055. 255. 2KAIish短路功率 )(133310033.13MVASISBkt(2) 發(fā)電機 G2出口（k4 點）短路計算，其等值電路圖如下：16 / 80圖 4.11 K4 點短路等值電路圖

47、169. 0)14. 01953. 0/(342. 0)/(32113XXXX188. 0073. 0115. 0155. 0)1953. 0655. 0/(19. 0)/(981512111014XXXXXXXY Y圖 4.12 K4 點短路Y 等值電路圖023. 0188. 0025. 0005. 0025. 0188. 0005. 0188. 0025. 0005. 0188. 0005. 0001. 0188. 0025. 0005. 0025. 0005. 015767151915761561815767617XXXXXXXXXXXXXXXXXX17 / 80圖 4.13 K4 點短

48、路最終等值電路圖164. 0)005. 0(169. 0154. 0)001. 0(115. 0111. 0023. 0088. 017132116142018519XXXXXXXXX短路等值阻抗 096. 01953. 0/)111. 0164. 0/154. 0(/)/(4192120XXXXX短路電流周期分量有效值)(37.1675.36310042.10342.10096. 011KAUSIIXInB最大有效值 )(88.2437.1652. 152. 1KAIIimp沖擊電流)(74.4173.1655. 255. 2KAIish短路功率 )(104210042.10MVASISBk

49、t4.3.34.3.3 110kV110kV 側短路計算側短路計算（1）110kV 母線處（k3 點）短路，其等值電路圖如下：18 / 80圖 4.14 K3 點短路等值電路圖155. 0)1953. 0655. 0/(19. 0)/(188. 0073. 0155. 0283. 0088. 01953. 0169. 0)1953. 014. 0/(342. 0)/(121110169815541432113XXXXXXXXXXXXXXY Y圖 4.15 K3 點短路Y 等值電路圖023. 0188. 0025. 0005. 0025. 0188. 0005. 0188. 0025. 0005

50、. 0188. 0005. 0001. 0188. 0025. 0005. 0025. 0005. 015767151915761561815767617XXXXXXXXXXXXXXXXXX19 / 80圖 4.16 K3 點短路等值電路圖154. 0)001. 0(155. 0306. 0023. 0283. 0171621191420XXXXXX短路等值阻抗 062. 0169. 0/)005. 0306. 0/154. 0(/)/(13182120XXXXX短路電流周期分量有效值)(06. 85 .115310013.16313.16062. 011KAUSIIXInB最大有效值 )(2

51、6.1206. 852. 152. 1KAIIimp沖擊電流 )(55.2006. 855. 255. 2KAIish短路功率 )(161310013.16MVASISBkt（2）發(fā)電機 G4出口（k5 點）短路計算，其等值電路圖如下：圖 4.17 K5 點短路計算等值電路圖20 / 80155. 0)1953. 0655. 0/(19. 0)/(188. 0073. 0155. 0283. 0088. 01953. 01211101598145413XXXXXXXXXXY Y圖 4.18 K5 點短路Y 等值電路圖022. 0155. 0025. 0005. 0155. 0025. 0001

52、. 0155. 0025. 0005. 0155. 0005. 0001. 0155. 0025. 0005. 0025. 0005. 015761571815761561715767616XXXXXXXXXXXXXXXXXX圖 4.19 K5 點短路等值電路圖154. 0)001. 0(115. 0305. 0022. 0283. 0161520181319XXXXXX21 / 80圖 4.20 K5 點短路最終等值電路圖101. 0)001. 0(154. 0/305. 0/17201921XXXX短路等值阻抗 103. 01953. 0/)14. 0101. 0/342. 0(/)/(2

53、3211XXXXX短路電流周期分量有效值)(85. 45 .115310071. 9371. 9103. 011nKAUSIIXIB最大有效值 )(38. 785. 452. 152. 1KAIIimp沖擊電流 )(37.1285. 455. 255. 2KAIish短路功率 )(123710037.12MVASISBkt5 電氣設備的選擇5.15.1 斷路器的選擇斷路器的選擇斷路器的選擇，除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮到要便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在 10kV220kV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當少油斷路器不能滿

54、足要求時，可以選用 SF6斷路器。斷路器選擇的具體技術條件如下：1）額定電壓校驗： maxNUU22 / 802）額定電流選擇： maxNII3）開斷電流： （短路電流有效值） NbrwII4）動穩(wěn)定： （短路沖擊電流） esshii5）熱穩(wěn)定： krQQ隔離開關的選擇校驗條件與斷路器一樣，并可以適當降低要求5.1.1110kV5.1.1110kV 側高壓斷路器的選擇側高壓斷路器的選擇(1) 主變 110kV 側高壓斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流)(661. 0110312005. 1305. 1maxKAUSINN計算數(shù)據(jù)表：表 5.1 110kV 高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表U(kV)

55、(kA)maxI (kA)wI (kA)shi1100.6618.0620.55為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行與事故處理參考資料，選擇 SFM110-110/2000 高壓斷路器，技術參數(shù)如下：表 5.2 SFM110-110/2000 型高壓斷路器參數(shù)表項 目額定電壓最高 電壓額 定電 流額定開斷電流額定關合電流動穩(wěn)定電 流熱穩(wěn)定電 流額定合閘時間全開斷時 間單 位kVkVAkAkAkAkAssSFM110-110/2000110121200031.5808031.5/3s0.10.123 / 80開斷電流校驗: 31.5(kA)8.06(kA) 開斷電流校驗合格。NbrIwI動穩(wěn)定

56、校驗：80(kA)20.55(kA) 動穩(wěn)定校驗合格。shishi熱穩(wěn)定校驗：設繼電保護后備保護時間為 0.1S，全開斷時間為 0.1S，則短路計算時間： atbt0.1+0.10.2(S)kabttt短路電流的熱效應2(kA) .s skAtIQr.993.122 . 006. 82k22 skAtIQtr.75.297635 .31222rQkQ熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。(2)110kV 出線高壓斷路器的選擇110kV 出線回路設備應按最大負荷進行考慮選擇，所以流過斷路器的工作電流最大時為系統(tǒng)全部出力通過一回 110kV 送入系統(tǒng)時：（四條出線回路的斷路器一樣）)(105.

57、 885. 011034500005. 1305. 1maxkAUPINCOSN 計算數(shù)據(jù)表： 表 5.3 110kV 高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表U(kV) (kA)maxI (kA)wI (kA)shi1108.1058.0620.55為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行與事故處理參考資料，選擇 SFM110-110/2500 高壓斷路器，技術參數(shù)如下：表 5.4 SFM110-110/2500 型高壓斷路器參數(shù)表項 目額定電壓最高 電壓額 定電 流額定開斷電流額定關合電流動穩(wěn)定電 流熱穩(wěn)定電 流額定合閘時間全開斷時 間單 位kVkVAkAkAkAkAss24 / 80SFM110-110/25

58、0011012125004010010040/3s0.10.05開斷電流校驗: 40(kA)8.06(kA) NbrIwI 開斷電流校驗合格。 動穩(wěn)定校驗：100(kA) 20.55(kA) esiesi 動穩(wěn)定校驗合格。 熱穩(wěn)定校驗：設繼電保護后備保護時間為 0.1S，全開斷時間為 0.05S，則短路計算時間： atbt0.1+0.050.15(S)kabttt短路電流的熱效應2(kA) .s skAtIQr.745. 915. 006. 82k22 skAtIQtr.4800340222rQkQ熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。110kV 四條回路選擇一樣的高壓斷路器.5.1.25

59、.1.2 35kV35kV 側高壓斷路器的選擇側高壓斷路器的選擇(1) 主變 35kV 側高壓斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流(kA)078. 235312005. 1305. 1maxNNUSI 計算數(shù)據(jù)表：表 5.5 35kV 高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表U(kV)(kA)maxI(kA)Iw(kA)esi352.07820.9453.40 為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行與事故處理參考資料，選擇 LW8-40.5 型高壓斷路器，技術參數(shù)如下：25 / 80表 5.6 LW8-40.5 型高壓斷路器參數(shù)表項 目額定電壓最高 電壓額 定電 流額定開斷電流額定關合電流動穩(wěn)定電 流熱穩(wěn)定電

60、 流額定合閘時間全開斷時 間單 位kVkVAkAkAkAkAssLW8-40.53540.5160031.5808031.5/4s0.10.06 開斷電流校驗: 31.5(kA)20.94(KA)NbrIwI開斷電流校驗合格。 動穩(wěn)定校驗：80(kA) 53.40(kA) esiesi動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：設繼電保護后備保護時間為 0.15S，全開斷時間為 0.05S，則短路計算時間： atbt(S)0.0150.060.21kabttt短路電流的熱效應2(kA) .srQkQ熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。(2) 35kV 側母聯(lián)斷路器的最大工作條件與變壓器 35kV 側滿足