哈三6×200MW火电厂电气部分初步设计.doc

本文由宁静的lake贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 摘 要 本论文内容为 2*600MW 发电厂工程电气部分初步设计，包括说明书、计算书和图纸三 大部分。说明书部分主要概括了主变压器、高压厂用变压器的选择方法；220KV 电气主接 线的基本形式；本厂厂用电接线的基本形式；短路电流的计算方法；高压电气设备的选择 原则；高压配电装置的设计原则；继电保护自动装置和防雷保护的规划设计。计算书部 分主要概述了主变压器和高压厂用、备用变压器的选择计算；短路电流计算；电气设备选 择计算。同时按要求绘制了发电厂电气主接线图；220KV 高压配电装置平面图；220KV 高 压配电装置断面图。 关键词：电力系统、发电机、变压器。 关键词 I 沈阳工程学院毕业设计（论文） Abstract The contents of article is the first steps of 2*600 MW power plant engineering electrical part design. including the manual and computing book and the diagram paper three greatest parts. The manual part mainly generalizes the choice method of the main transformer and the high pressure factory to use transformer; The basic form of The 220 KV electrical main connects line; The basic form of my plant factory to use electrical main connects line;The choice principle of the high pressure electrical equipments; The design principle of high pressure goes together with the electricity device; The programming design of the relay protection and the full-automatic device and the defend thunder protection. Computing book part to mainly said the choice calculation of the main transformer and the high pressure factories to use transformer and the backup transformer; Short-circuit electric current calculation; The electrical equipments choice calculation; At the same time according to the request Drew the power plant electrical main connect line diagram; The 220 KV high pressure goes together with the electricity device plane chart; The 220 KV high pressure goes together with the electricity device cross section diagram. key word: electricity system、generator、transform. II 沈阳工程学院毕业设计（论文） 目 摘 录 要 I Abstract II 引 言 - 1 第 0 章 设计任务书 - 2 第一章 变压器的选择 - 5 1.1 原始资料的分析 - 5 1.2 主变压器的选择原则 - 5 1.3 主变压器的选择 - 6 1.4 高厂变的选择 - 7 1.5 高压备用/启动变压器的选择 - 7 第二章 电气主接线的选择 - 8 2.1 主接线的设计原则： - 8 2.2.主接线设计的基本要求 - 8 2.3 主接线方案的拟定 - 9 第三章 电气主接线中的设备配置 - 12 3.1 3.2 3.3 3.4 断路器的配置 - 12 隔离开关的配置 - 12 接地刀闸或接地器的配置 - 12 电压互感器的配置 - 12 - 3.5 电流互感器的配置 - 13 3.6 避雷器的配置 - 13 第四章 厂用电系统主接线 - 14 4.1 厂用电接线满足下列要求： - 14 4.2 6KV 厂用电气主接线的选择 - 14 4.3 6KV 厂用负荷分类 - 15 4.4 厂用母线分段 - 15 4.5 4.6 4.7 厂用电源的引接 - 15 高压厂用备用电源的引接方式 - 15 低压厂用工作电源引接方式 - 15 - 第五章 短路电流计算 - 16 5.1 短路电流计算的基本假设条件和原则 - 16 5.2 限流措施 - 16 5.3 电路元件参数的计算 - 17 5.4 网络变换（图略） - 17 5.5 等值电源的计算 - 17 III 沈阳工程学院毕业设计（论文） 5.6 三相短路电流周期分量计算 - 18 5.7 冲击电流的计算 - 18 第六章 电气设备的选择 - 20 6.1 电器选择的一般要求： - 20 6.2 电器设备的选择 - 20 第七章 高压配电装置规划设计 - 29 7.1 设计原则与要求： - 29 第八章 继电保护和自动装置的规划设计 - 31 8.1 继电保护和自动装置设计总则 - 31 8.2 继电保护和自动装置设计一般规定 - 31 8.3 继电保护和自动装置的配置 - 32 8.4 安全自动装置 - 35 第九章 交流事故保安电源和不停电电源系统的规化设计 - 37 9.1 交流事故保安电源 - 37 9.2 专用的柴油发电机组的特点 - 37 9.3 交流事故保安电源电气系统接线基本原则 - 38 9.4 交流不停电电源电源系统 - 38 第十章 中性点运行方式的规划设计 - 39 10.1 主变压器中性点接地方式： - 39 10.2 发电机中性点接地方式 - 39 10.3 高压厂用电系统的中性点接地方式 - 39 10.4 低压厂用电系统的中性点接地方式 - 40 第十一章 防雷保护规划设计 - 41 11.1 发电厂的雷害来源： - 41 11.2 发电厂直击雷防护的基本原则： - 41 11.3 避雷针的设计 - 41 11.4 避雷器的设计 - 42 11.5 避雷器的配置 - 42 第二部分 计算书 - 43 第十二章 厂用负荷计算及变压器的选择 - 43 12.1 主变压器的选择 - 43 12.2 厂用负荷的计算及高厂变选择 - 43 12.3 高压备用变压器的选择 - 43 第十三章 短路电流计算 - 46 13.1 短路电流计算接线图及各种参数 - 46 13.2 短路电流计算的计算过程 - 46 第十四章 选择电气设备的计算 - 52 14.1 220KV 侧高压电气设备的选择 - 52 IV 沈阳工程学院毕业设计（论文） 14.2 母线选择 - 54 14.3 低压侧电气设备的选择 - 55 第十五章 防雷保护计算 - 58 15.1 单支避雷针保护范围及计算 - 58 15.2 两支等高避雷针联合保护范围及计算 - 58 15.3 多针保护范围及计算： - 58 总 结 - 60 参考文献 - 61 致 谢 - 62 附录： - 63 - V 沈阳工程学院毕业设计（论文） 引 言 本设计是哈三 6200MW 火电厂电气部分初步设计，根据火力发电厂设计技术规程和 设计手册结合自己所学的发电厂电气部分、发电厂及电力系统、电力系统继电保护、高电 压技术等专业课程并综合本电厂的原始资料和数据，在老师的帮助下最终完成本设计的。 本设计先分析该厂在电力系统的作用和地位，从电气主接线设计入手，逐步进行规划 设计。 如设计前意料的那样， 在设计过程中遇到了不少难题。 从最先的厂用负荷计算问题， 电气主接线的选择问题，短路计算问题，到最后的设备选择及防雷保护设计问题等等。通 过学习各种技术规程及参考设计手册以及老师耐心细致的辅导， 最终克服各个难题并且顺 利完成设计任务。 本设计虽已完成但由于时间有限以及本人自身的水平有限，本设计难免存在谬误，恳 请各位读者批评指正。 -1- 沈阳工程学院毕业设计（论文） 第 0 章 设计任务书 1.设计题目： 哈三 6200W 火电厂电气部分初步设计 2.设计的原始资料及依据 1本电厂为大型坑口火力发电厂，计划安装六台 200MW 凝汽式火力发电机组。第一期 工程装设两台 QFQS 一 2002 型发电机组。并计划第二、三期工程各装设两台相同容 量的机组，每台发电机配置一台 870T/H 的高温高压锅炉。 2发电机技术数据： 发电机型号为 QFQS 一 2002，额定容量 200MW, COS=0.85，额定电压 15.75KV， 额 定电流 8625A，Xd=0.1423，接线方式为 YY，本厂的燃料是煤粉。 3该厂以 220KV 线路与系统联系，本工程 220KV 的出线共四回，预计将来 220KV 出线 最终为六回。 4连接在发电厂 220KV 系统母线上的系统阻抗标么值为 0.15（基准功率 Sj=1000MVA） 系统总容量为 15000MVA。 5高压厂用电压为 6KV。 6厂区地势平坦，交通方便，有铁路干线经过。厂址附近水源充足，属于六级地震区， 冻土层 1.5 米，复冻层 10 毫米，最大风速 2.5 米S，年平均温度+8C，最高温度 为+38C，冬季最低温度为-30C。主导风向西北，海拔高度 700 米，厂址附近无严 重空气污染。 7一台机组配套的高压厂用电动机及低压厂用变压器容量见附录一： -2- 沈阳工程学院毕业设计（论文） 一台机组配套的高压厂用电动机及低压厂用变压器容量附录一： 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 给水泵 凝结水泵 循环水泵 送风机 引风机 磨煤机 排粉风机 射水泵 备用 励磁机 碎煤机 570 2 一运 一备 设备名称 额定容量 （KW） 3200 300 1600 1250 1250 650 850 220 850 台 数 3 2 2 2 3 4 2 2 1 一运 一备 19 互为 备用 15 16 17 18 二运 一备 互为 备用 13 14 主厂房低 压工作变 主厂房低 压公用变 主厂房低 压备用变 修配厂变 化学水处 理变 补充水泵 房变 无油空压 机 250 3 1000 2 1000 800 1 2 全厂 公用 一运 一备 一运 一备 二运 一备 800 1 800 1 800 1 12 备注 序 号 11 厂用除灰 电源 输煤变 1000 2 设备名称 额定容量 （KW） 1000 2 一运 一备 一运 一备 台数 备注 3.设计的主要内容及要求 3.1 设计说明书内容 1、选择本厂主变压器和厂用变压器的容量、台数、型号及参数。 2、设计本厂电气主接线和厂用电接线方案。 3、制定本厂电气设备的配置方案。 4、进行本厂事故保安电源和交流不停电电源的规划设计。 5、进行本厂中性点运行方式的规划设计。 6、进行本厂电气部分各种类型短路电流的计算； 7、进行主要电气设备的选择； 8、进行本厂高压配电装置的规划设计； 9、进行本厂继电保护和自动装置的规划设计； 10、进行本厂配电装置防雷保护的规划设计。 -3- 沈阳工程学院毕业设计（论文） 要求写出不少于 10000 字的设计说明书，并绘制出下列图纸： 3.2 设计计算书内容 1、选择主变压器和高压厂用变容量、台数、变比计算； 2、短路电流计算； 3、选择电气设备计算； 4、防雷保护设计计算。 3.3 绘制图纸 1、发电厂电气主接线图 1 张； 2、台机组厂用电系统主接线图 1 张； 3、20KV 高压配电装置的平面布置图一张； 4、220KV 高压配电装置断面图（两个断面）1 张； 5、220KV 高压配电装置防雷保护图 1 张。 3.4 专题论文和外文资料翻译部分 要求翻译一篇与本专业或本课题有关的外文文献，译文不少于 3000 汉字。 -4- 沈阳工程学院毕业设计（论文） 第一章 变压器的选择 1.1 原始资料的分析 设计电厂为大型坑口火力发电厂，总容量为 6*200MW。最大单机容量 200MW，具有 大型容量的规模，中型机组的特点。在电力系统中将主要承担基荷，从而该厂主接线 设计必须考虑可靠性。当本电厂全部建成投产后，该厂在未来电力系统中的作用和地 位是至关重要的。从负荷特点及电压等级可知，它具有 220KV 一级电压负荷，预计 将来 220KV 电压等级出线回路为 6 回。 1.2 主变压器的选择原则 1、主变压器与发电机的连接形式 本厂发电机容量为 200M W，与变压器采用单元接线。 2、主变压器的容量的确定原则： 主变压器的容量、 数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。 它的确定除依据传 递容量基本原始资料外，还应根据电力系统 510 年的发展规划、输送功率的大小、 馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理的选 择。 3、单元接线的主变压器容量的确定原则： 单元接线时变压器容量应按发电机的额定容量和除本机组的厂用负荷后， 留有 10% 的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应 按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。 4、相数的确定 在 330KV 及以下电力系统中，一般应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来 讲究投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工 作量。但是由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，尤其是 需要考察其运输可能性，从制造厂到发电厂之间，变压器尺寸是否超过运输中涵洞、 桥洞的允许通过限额;变压器重量是否超过运输途中车辆、码头、桥梁等运输工具或 设施的允许承载能力。若受到限制时，则宜选用两台小容量的三相变压器取代一台 大容量的三相变压器组。对 500KV 及以上电力系统中的主变压器相数的选择，除按 容量、制造水平、运输条件确定外，更重要的是考虑负荷和系统情况、保证供电可 靠性，进行综合分析，在满足技术、经济的条件下确定选用单相变压器还是三相变 压器。 5、绕组数的确定 国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分类有双绕组普通式、 三绕组式、 自耦式 以及低压绕组分裂式等型式变压器。 发电厂如以两种升高电压级向用户供电或与系统 -5- 沈阳工程学院毕业设计（论文） 连接时，可以采用两台双绕组变压器或三绕组变压器，亦可选用自耦变压器。一般当 最大机组容量为 120KW 及以下的发电厂多采用三绕组变压器，因为一台三绕组变压 器的价格及所使用的控制电器和辅助设备，与相应的两台双绕组变压器相比都较小。 但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的 15及以上，否 则绕组未能充分利用， 反而不如选用两台双绕组变压器合理。 对于最大机组为 200MW 以上的发电厂，由于机组容量大，额定电流及短路电流都甚大，发电机出口断路器制 造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高。所以，一般在发电机回路及厂用分支 回路均采用相封闭母线，而封闭母线回路中一般不装置断路器和隔离开关。况且，三 绕组变压器由于制造上的原因，中压侧不留分接头，只作死抽头，不利于高、中压侧 的调压和负荷分配。为此，一般以采用双绕组变压器加联变压器更为合理。其联络变 压器宜选用三绕组变压器， 低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源， 亦可连接 无功补偿装置。当采用扩大单元接线室，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可 以大大限制短路电流。在 110KV 及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变 压器的场所，均可优先选用自耦变压器，它损耗小、体积小、效率高，但限制短路电 流的效果较差，变比不宜过大。 6、绕组的连接方法 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致， 否则不能并列运行， 电力系统采 用的连接方式有 Y 和，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我 国 110KV 及以上电压，变压器三相绕组都采用“YN”连接。 7、调压方式的确定 为了保证发电厂的供电质量，电压必须维持在允许范围内。 8、冷却方式的选择 对于大容量变压器，通常采用强迫油循环风冷却方式或强迫油循环水冷却方式。 1.3 主变压器的选择 由发电机功率和容量及以上原则确定： 主变选择如下： 型 号： SFP3 ? 240000 / 220 容 量：240000KVA 额定电压（高压） ：242 2 2.5% KV 额定电压（低压） ：15.75KV 连接组别：Y 0 /-11 阻抗电压：14.105% 空载损耗：200.5KW 短路损耗：830KW -6- 沈阳工程学院毕业设计（论文） 1.4 高厂变的选择 按厂用负荷的大小确定其容量如表 1-1： 厂用负荷计算结果表 1-1 分裂绕组负荷（1.1sg+sd） 高压绕组负荷 18551 17144 7701 .18551+171447701=27994 由表 1-1 可知高厂变的选择如下： 型 号： SFF1 ? 31500 / 15 容 量：31500/20000-20000KVA 额定电压（高压） ：15.75 5%KV 额定电压（低压） ：6.3KV 连接组别：/1212 阻抗电压：18%(zud 半穿越) 冷却方式：油浸风冷 台 数：2 高厂变为三绕组分裂变压器，其高压侧电压为 15.75KV，低压侧为 6.3KV。 1.5 高压备用/启动变压器的选择 1.5.1 高压备用/启动变压器容量的确定原则: 1、高压厂用备用变压器应与最大一台高压厂用变压器的容量相同；当启动备用变压 器带有工作负荷时， 其容量还应满足最大一台高压厂用工作变压器的要求考核变压 器检修的条件；当其自投负荷最大的一段厂用母线时，宜采用分批自启动的方式， 而不宜增大备用变压器或启动/备用变压器的容量； 2、低压厂用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器的容量相同； 3、屋外进风小间内的变压器，其容量一般不考虑温度修正，但南方地区宜将小间进 出风差控制在 10 度以内。主厂房进风小间内的变压器容量，北部、中部无需按温 度修正，中南地区已将进出风差控制在 10 度以内。 根据以上可知高备用变为： 型 号： SFPFZLB ? 31500 / 220 容 量：31500/20000-20000KVA 额定电压（高压） ：220 7*1.46%KV 额定电压（低压） ：6.3KV 连接组别：/1111 阻抗电压：18%（zud 半穿越） 相 数：3 冷却方式：强（油）风冷 -7- 沈阳工程学院毕业设计（论文） 第二章 电气主接线的选择 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。主接 线的确定对电力系统整体及发电厂、 变电所本身运行的可靠性、 灵活性和经济性密切相关， 并且对电器设备选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必 须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接 线方案。 2.1 主接线的设计原则： 2.1.1 主接线的设计依据 1、发电厂、变电所在电力系统的地位和作用; 2、发电厂、变电所的分期和建设规模； 3、负荷大小和重要性； 4、系统备用容量大小； 5、系统专业的电气主接线提供的具体资料： （1）出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送容量和导线界面等； （2）主变压器的台数、容量和型式； （3）变压器中性点接地方式及接地点的选择； （4）初期及终极发电厂，变电所与系统的连接方式。 2.2.主接线设计的基本要求 主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求： 2.2.1 可靠性 供电可靠性是电力生产和电力分配的主要要求。主接线可靠性的具体要求： 1、断路器检修时，不宜影响对系统供电； 2、断路器或母线故障以及母线检修时，尽量停运的回路疏忽停运时间，并要保证对 一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电； 3、避免发电厂及变电所全部停运的可能； 4、大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 -8- 沈阳工程学院毕业设计（论文） 2.2.2 灵活性 主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性： 1、调度时，可以灵活地切除和投入发电机，变压器和线路，调配电源和负荷，满足 系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式的系统调度要求； 2、检修时，可以方便地停运断路器， ，母线及其它的继电保护设备，进行安全检修而 不至于影响电力网的运行和对用户的供电； 3、扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线，在不影响连续供电和停电时间 最短的情况下投入新装机组，变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分 的改建工作量最少。 2.2.3 经济性 主接线在满足可靠性及灵活性的前提下做到经济合理。 1、投资省 （1） 主接线力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等 一次设备； （2）要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆； （3）要能限制短路电流，便于选择廉价电器设备； （4）如能满足系统安全运行和继电保护要求，110KV 及以下终端或分支变电所可 采用简易电路。 2、占地面积小 主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减小。 3、电能损失少 经济合理地选择主变的种类、容量、数量，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主 接线，发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。 2.3 主接线方案的拟定 2.3.1 主接线的确定原则 在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性，灵活性及经济性等基本 要求，综合考虑。在满足技术，经济政策的前提下，力争使其为技术先进，供电安全 可靠，经济合理的主接线方案。 发电，供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应保证其满发， 满供，不积压发电能力，同时尽可能减少传输能量过程的损失，以保证供电连续性。 为此，对电厂主接线的可靠性，拟从以下几方面考虑： -9- 沈阳工程学院毕业设计（论文） （1）.断路器检修时，是否影响连续供电。 （2）.线路.断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成馈线停运的回路数多少和停 电时间长短，能否满足重要的，类负荷对供电的要求。 （3）.本发电厂有无全厂停电的可能性。 （4）.大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。 主接线应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修，事故等特殊状 态下操作方便，调度灵活，检修方便，扩建发展方便。 主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辨证统一，在满足技术要求前提下，尽可能 投资省，占地面积少，电能损耗少，年费用为最少。 根据火力发电厂设计技术规程第 11.2.9 条 当配电装置在电力系统中居重要地 位，负荷大，潮流变化大且出线回路较多时，宜采用双母线或双母线分段的接线。有 条件时，220KV 配电装置也可以采用一台半断路器接线。 2.3.2 220KV 侧电气主接线的选择 方案一：双母线四分段接线 方案二：一台半断路器接线 一台半断路器接线与双母线四分段接线的技术经济比较要点如表 2-1 - 10 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 一台半断路器接线与双母线四分段接线的技术经济比较列表 2-1 项目 一台半短路器 双母线四分段接线 可靠性 在检修和故障相重合的情况下，停 运的回路不超过两回 1 一段母线故障，停运 23 个回路。 2.一段母线故障， 合并分段或母联路器拒动 的双重故障时，停运两段母线，即 46 个 回路。但这种双重故障的几率极少，上百年 甚至更长时期才发生一次。 灵活性 1.环形供电，调度灵活。但停运一 个回路需要操作两台短路器，母线 故障时，接线内潮流变化大； 2.隔离开关只作为检修电器，不作 为操作电器。处理事故时，用短路 器操作，消除事故迅速。检修短路 器时，不需要带旁路操作. 1.为调整系统潮流， 限制短路电流以及防止 事故扩大等方面的原因， 有可能要求母线分 列运行时，本接线比较灵活； 2.隔离开关要作为操作电器， 当改变运行方 式和处理事故时，需要进行倒闸操作。 经济性 设备投资：8 个回路时，两种接线相差不多； 7 回及以下时，双母线四分段界限较贵； 9 回及以上时，一台半短路器接线较贵； 占地面积：1.当一台半短路器接线为常规三列式顺序布置时，因一个间隔可以两 侧出线，占地面积比双母线四分段接线可节约用地 40%左右，当为交替布置或平 环式或单列布置时，两种接线占地面积相近； 2.当一台半短路器接线的常规布置，应用于发电厂时，为避免纵向布置的大机组 出线偏角不致过大，常需改变配电装置形式，扩大占地面积 30%-50%。双母线四 分段接线则能适应纵向布置大机组出线位置而不需扩大占地面积。 继电保护及二 次回路复杂性 1.由于每个回路连接着两台短路 器，一台中间短路器连接着两个回 路，保护接于两组电流互感器的和 电流，因而其电流互感器的二次回 路，保护装置的跳合闸出口回路较 复杂； 2 应用于发电厂时，发电机-变压器 组与线路共用的中间短路器，只能 在单元控制室控制，并在网络控制 室设相应的短路器信号， 比较复杂。 1.分段的母线保护较复杂， 需有故障母线选 择元件， 而当将回路从一段母线切换到另一 段母线时，电流互感器二次回路需要切换。 母线隔离开关的闭锁回路及母联短路器的 保护，二次回路较复杂； 2.应用于发电厂时，发电机-变压器组利用 一台短路器，只需在单元控制室控制，与线 路控制无关，比较简单。 根据以上各方面比较最终确定电气主接线为双母线四分段接线。 - 11 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 第三章 电气主接线中的设备配置 3.1 断路器的配置 容量为 200-300MW 的发电机与双绕组变压器为单元接线时， 在发电机与变压器之间不 应装设断路器，负荷开关或隔离开关，但应有可拆连接点。 3.2 隔离开关的配置 1、容量为 200MW 及以上大机组于双绕组变压器为单元连接时，发电机出口不装设隔 离开关，但应有可拆连接点； 2、接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组避雷器开关； 3、断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源； 4、中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地； 3.3 接地刀闸或接地器的配置 1、为保证电器和母线的检修安全，35KV 及以上每段母线根据长度宜装设 1-2 组接地 刀闸或接地线。 2、63KV 及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地 刀闸，双母线接线两组母线隔离开关的断路器侧可共用一组接地刀闸。 3、63KV 及以上主变压器进线隔离开关的主变压器侧宜装设一组接地刀闸。 3.4 电压互感器的配置 1、电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动 装置的要求，电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压， 同期点的两侧都能取得电压。 2、6-220KV 电压等级的每组主母线的三相上装设电压互感器。 3、当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器 4、当需要在 330KV 及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套 管上的电压抽取装置。 5、发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置，当采 用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。 - 12 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 3.5 电流互感器的配置 1、凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动 装置要求。 2、在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，发电机和变压器的中性点、发电 机和变压器的出口。 3、对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，以具体要求按两相或三 相配置。 3.6 避雷器的配置 1、配电装置的每组母线上,应该装设避雷器，当进出线都装设避雷器时除外。 2、 220KV 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时， 应在变压器附近增设一组 避雷器。 3、下列情况的变压器中性点应装设避雷器 （1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘并且装有隔离开关时。 （2）不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。 4、单元接线的发电机出线宜装设一组避雷器。 5、110-220KV 线路侧一般不装设避雷器。 - 13 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 第四章 厂用电系统主接线 厂用电设计应按照运行检修和施工的要求。考虑全厂发展规划妥善解决分期建设引起 的问题。积极慎重的采用经过鉴定的新技术和新设备。使设计达到经济合理，技术先 进，保证机组安全经济运行。 4.1 厂用电接线满足下列要求： 1、 各机组的厂用电系统应是独立的。特别是 200MW 及以上机组，应作到这一点。一台 机组的故障停运或其辅助的电气故障。 不应影响到另一台机组的正常运行， 并能在短 时间内恢复本机组的运行。 2、 充分考虑机组启动和停运过程中的供电要求，一般均应配备可靠备用电源。在机组 起动，停运和事故的切换操作要少，并且与工作电源并列。 3、 充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统工程的运行方式， 特别要注意对 公用负荷供电的影响要便于过渡。尽量不改变接线和更换设备。 4、 200MW 及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启 动和自动投入。向保安负荷供电。还要设置电能质量指标合格的交流不断供电装置， 保证不允许间断供电的热工负荷的用电。 4.2 6KV 厂用电气主接线的选择 6KV 电压等级 鉴于出线回路多，且为直馈线、电压较低，宜采用屋内配电，其负荷 亦较小，因此，可以采用单母线分段。 1、单母线分段接线的优点： （1） 用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同段引出两个回路，有两个 电源供电； （2） 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断 供电和不致使重要用户停电。 2、单母线分段接地的缺点： （1） 当一段母线或母线隔离开关故障检修时，该母线的回路都要在检修期间内停 电； （2） 当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越； （3） 扩建时需向两个方向均衡扩建。 3、适用范围： （1） 610KV 配电装置的出线回路数为 6 回以上时； （2） 3563KV 配电装置的出线回路数为 48 回时； - 14 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 4.3 6KV 厂用负荷分类 厂用负荷包括机组本体负荷和全厂公用负荷。按运行方式分为经常边疆、经常生时、经常 断续、不经常断续、不经常短时和不经常断续等六种类型。 一类负荷：指短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电影响人身或设备安全，使机 组运转停顿或发电量大幅度下降的负荷。 二类负荷：指允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运转的 负荷。 三类负荷：指长时间停电不会直接影响生产者。对于三类负荷一般由一个电源供电。 应保证供电的可靠，否则将引起主要设备损坏。重要的自动控制失灵或延迟恢复 供电，分直流保安负荷和交流保安负荷及不间断供电负荷。 4.4 厂用母线分段 在火力发电厂中，因锅炉的辅助设备多，用电量大，为提高供电的可靠性。厂用电系 统接线通常采用单母线接线， 并按照锅炉分段的接线原则， 将厂用母线按照锅炉的台数分 成独立的若干段，各独立母线段分别由工作电源和备用电源供电。 4.5 厂用电源的引接 1、 高压厂用工作电源引接方式 高压厂用工作电源由发电机电压回路引接，并尽量满足炉、机电的对应性要求。 2、 备用电源引接方式 备用电源的数量 200MW 机组 3 台机组及以下设 1 个不超过 3 台， 每两台机组设一个起动 （备用） 电源。 4.6 高压厂用备用电源的引接方式 发电机与主变压器组成单元接线时，高压起动（备用）电源的引接方式有：当有发电机电 压母线时， 一般由该母线引接一个备用电源可靠的最低一级电压母线或由联络变压器的第 三（低压）绕组引接。 当技术经济合理时，也可由电网外部引接专用线路供给。 4.7 低压厂用工作电源引接方式 1、低压厂用工作变压器一般由高压厂用母线段上引接。当无高压厂用线段时，可从发 电机电压主母线或发电机出口引接。 2、按炉分段的低压厂用母线其工作变压器应由高压厂用线段供电。 - 15 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 第五章 短路电流计算 供电系统中一切不正常的相与相或者相与地 （中性点接地系统） 在电气上被短接就称为短 路。为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在变电所和供电系统的设计和运行中， 必须进行短路电流计算，以解决下列技术问题： 1.选择电器设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械度。 2.选择和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。 3.确定限流措施，当短路电路过大造成设备选择困难或不够经济时，可采取限制短路电 流的措施。 4.确定合理的主接线方案和主要运行方式等。 本设计中短路电流的计算只适用于设备的选择。 5.1 短路电流计算的基本假设条件和原则 短路电流实用计算中，采用以下的基本假设条件和原则： 1、正常工作时，三相系统对称运行。 2、所有电源的电动势相位角相同。 3、系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体的 趋肤效应等影响。 4、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变 化。 5、电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 50%负荷在高压母线上，50%的负荷 在系统侧。 6、短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 7、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 8、 除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外， 元件的电阻都略去不计。 9、元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。 （10）输电线路的 电容略去不计。 5.2 限流措施 5.2.1 电力系统采取的限流措施： 1、提高电力系统的电压等级。 2、直流输电。 3、在电力系统的主网加强联系后，将次级电网解环运行。 4、在允许的范围内，增大系统的零序阻抗，例如采用不带第三绕组或第三绕组为 Y - 16 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 接线的全星形自耦变压器、减少变压器的接地点等。 5.2.2 发电厂和变电所中采取的限流措施： 1、发电厂中，在发电机电压母线分段回路中安装电抗器 2、变压器分裂运行。 3、变电所中，在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器。 4、采用低压侧为分裂绕组的变压器。 5、出线上装设电抗器。 6、选择合理的电气主接线形式和运行方式 5.3 电路元件参数的计算 高压短路器电流的计算一般只计及各元件的电抗， 采用标么值。 标么值为各电路元件有名 值与基准值之比。 U*=U/Uj S*=S/Sj I*=I/Ij X=X/Xj=XSj/Uj 5.4 网络变换（图略） 1.?/Y 变换 X1=X13X12/(X13+X12+X23) X2=X12X23/(X12+X13+X23) X3=X13X23/(X13+X12+X23) 2.Y/? 变换 X12=X1+X2+X1X2/X3 X13=X1+X3+X1X3/X2 X23=X2+X3+X2X3/X1 5.5 等值电源的计算 1.按个别变化变换计算 当网络中有几个电源时，可将条件相类似的发电机，按下述条件连接成一组，分别求 出短路点的转移电抗。 （1）同形式并且至短路点的电气距离大致相等的发电机； （2）至短路点的电气距离较远的同一类型的发电机； （3）直接连接短路点上的发电机。 2.按同一变化计算 当仅计算任一时间 t 的短路电流周期分量，各电源的发电机形式，参数相同且距离短 - 17 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 路点的电气距离大致相等时，可将各电源合并为一个总的计算电抗。 5.6 三相短路电流周期分量计算 1.无限大电源供给的短路电流 当供电电源为无穷大或者计算电抗大于 3.5 时，不考虑短路电流周期分量的衰减。 2.有限电源供给的短路电流。 先求电源对短路点等值电抗再将其归算到以电源容量为基准容量的计算电抗 然后 按计算电抗值查找相应的发电机运算曲线，或查发电机的运算线数表，即可得到短路 电流周期分量的标幺值 。 5.7 冲击电流的计算 三相短路发生的后半个周期其短路电流的瞬时值达最大， 称为冲击电流 。 其值近似冲 击电流 ，近似计算为： 发电机变压器与系统之间： 一般规定： 1.演算倒替和电器动、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规定 划容量计算，并考虑电力系统远景发展规划。确定短路电流是，应该按可能发生最大短路 电流的正常接线方式，而不应该按仅在切换过程中可能并列运行的界限方式； 2.选择导体和电器用的短路电流，在电器接线的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动 机的影响和电容补偿装置放电电流的影响； 3.选择导体和电器时，对不带电抗器回路的短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最 大的地点。 对电抗器的 610KV 出线与厂用分支回路， 除其母线与母线隔离开关之间隔板 前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外， 其余导体和电器的计算短路点一般选 择在电抗器后。 4.导体和电器动、热稳定以及电器的开断电流一般按两相短路计算，若发电机出口的两相 短路或中性点直接接地系统中的单相或两相接地短路严重时，应按最严重的情况计算。 - 18 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） 短路电流计算结果表 5-1： 短 路 点 基准 电压 (KV) 基准 容量 MVA 分支线 支路 计算 电抗 Xjs 分支 额定 电流 In (KA) K1 230 100 六台发电机支 路 系统支路 总 K2 220 100 计 2.25 0.28 3.54 4 37.6 5 0.47 0 秒短路电流 周期分量 标么 值 3.86 有名 值 (KA) 13.6 8 17.6 9 31.37 11.4 17.6 9 总 K3 6.3 100 计 19.0 6 152. 1 总 K4 15.7 5 100 计 2.12 0.14 2 16.8 7 总 K5 6.3 100 计 208. 7 2.65 0.39 43.1 3 8.63 2 7.6 65.5 6 32.5 8 118. 8 五台发电机支 路+系统支路 一台发电机支 路 总 计 15.5 1 - 19 - 1.5 秒短路电 流周期分量 标么 值 2.44 5 0.45 有名 值 (KA) 8.66 5 16.9 4 25.6 7.22 16.9 4 24.1 6 6.79 9.04 15.8 3 0.48 2.93 5 20.7 25.3 3 32.5 8 78.6 1 7.10 4 0.38 8.19 15.2 9 3 秒短路电流周 期分量 标么 值 2.4 0.45 有名值 (KA) 8.506 16.94 25.446 7.09 16.94 24.03 6.79 9.04 15.83 0.48 2.62 20.7 22.60 32.58 75.89 7.104 0.38 8.19 15.29 冲击 短路 电流 (KA) 短路 电流 有效 值 (KA) 82.0 6 47.6 8 五台发电机支 路 系统支路 76.1 44.2 2 29.0 9 6.79 9.04 15.8 3 0.48 20.7 六台发电机支 路 系统支路 40.3 7 24.0 6 五台发电机支 路 一台发电机支 路 系统支路 319. 2 180. 6 7.10 4 8.41 39.5 5 23.5 7 沈阳工程学院毕业设计（论文） 第六章