1、4200mw火力發電廠電氣一次部分設計design of 4x200mw thermalpowerplant primary system學生學號：09580235 學生姓名： 專業班級：電氣0902 指導教師： 職 稱：講師 起止日期：2013.3.42013.6.17 摘 要由發電、配電、輸電、變電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心。火力本文主要完成了電氣主接線的方案設計及其經濟型分析，主要電氣設備的選擇，包括主變壓器的容量計算。在發電廠短路電流計算的基礎上，進行配電裝置的選型方案的

2、設計。回路。在火力發電廠電氣部分設計中，一次回路的設計是主體，它是保證供電可靠性、經濟性和電能質量的關鍵，并直接影響著電氣部分的投資。本文主要完成了電氣主接線的方案設計及其經濟型分析，主要電氣設備的選擇，包括主變壓器的容量計算。在發電廠短路電流計算的基礎上，進行配電裝置的選型方案的設計。關鍵詞：發電廠；電氣主接線；電氣設備- i -abstractby the power generation, transformation, transmission and distribution of electricity and energy components, and other aspect

3、s of production and consumption systems. it is the function of the natural world through the power of primary energy into electrical energy power plant, then lost, transforming the system and distribution system will supply power to the load centers.thermal power plant is a establishment about gener

4、ate electricity and power transform. the electrical equipments in thermal power plant have two parts of primary equipment and secondary equipment. we always take producing, transporting and distributing equipment into primary equipment. the high voltage electrical circuit which denotes the connectio

5、n of primary equipment is primary circuit. primary circuit is the principle part in thermal power plant of electrical design. it is the hinge of guaranteeing the reliability of power supply, economic，power quality, and infecting the investment of electrical party.in this paper, we completed the prog

6、ram design and economic analysis of the main electrical wiring, major electrical equipment options, including the main transformer capacity calculation . calculated on the basis of short-circuit current from power plants , power distribution device selection program design .key words：power plant；the

7、 main electrical connection；electrical equipment- 43 -目 錄摘 要iabstractii第1章 緒 論11.1 電力工業的發展概況11.2 發電廠預設規模11.3 發電廠接入系統的原則2第2章 電氣主接線設計32.1 概述32.1.1 電氣主接線設計的基本要求32.1.2 220kv電壓等級常用接線方式32.2 擬定可行的主接線方案42.2.1 方案一42.2.2 方案二42.2.3 方案的比較與選定52.3 變壓器的選型5第3章 火電廠廠用電接線的選擇63.1 概述63.1.1 方案的比較與選定63.1.2 廠用電的電壓等級63.1.3

8、廠用電系統中性點接地方式63.1.4 廠用電源及其引接83.2 廠用電系統的設計及確定83.3 廠用主變選擇93.3.1 廠用電主變選擇原則93.3.2 廠用主變型號的確定9第4章 短路電流的計算114.1 概述114.2 短路電流計算條件114.2.1 短路計算的基本假定114.2.2 短路計算的一般規定124.3 短路計算124.3.1 畫等值網絡圖124.3.2 化簡等值網絡圖，求短路電流144.3.3 短路計算結果21第5章 電氣設備的選擇與校驗225.1 電氣設備選擇的概述225.1.1 一般原則225.1.2 有關的幾項規定225.1.3 按額定電壓選擇的要求235.1.4 按額定

9、電流選擇的要求235.1.5 短路熱穩定校驗的要求235.1.6 校驗動穩定校驗的要求235.2 電氣設備的選擇與校驗235.2.1 回路最大持續工作電流的確定235.2.2 高壓斷路器的選擇與校驗245.2.3 隔離開關的選擇與校驗265.2.4 導體的選擇與校驗27第6章 配電裝置的設計316.1 配電裝置的選擇原則316.2 配電裝置的類型316.3 配電裝置的選型31第7章 發電廠電氣自動裝置的配置337.1 備用電源自動投入裝置337.2 發電機的自動準同期并列裝置337.3 發電機的自動調節勵磁裝置337.4 輸電線路三相自動重合閘裝置33第8章 發電廠避雷裝置的設計358.1 概

10、述358.1.1 雷害來源358.1.2 避雷針作用358.2 雷電過電壓的形成與危害358.3 電氣設備的防雷保護358.3.1 發電廠和變電所的防雷保護368.3.2 架空輸電線路的防雷保護368.3.3 直配旋轉電機的防雷保護368.3.4 配電網的防雷保護368.4 避雷針的配置原則368.5 避雷針位置的確定368.6 防雷保護措施378.6.1 發電廠的直擊雷防護378.6.2 架空輸電線路的防雷保護388.6.3 旋轉電機的防雷保護388.6.4 變壓器中性點防雷保護398.6.5 母線避雷器的選擇40結 論42參考文獻43致 謝44第1章 緒 論由發電、變電、輸電、配電和用電等

11、環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發電機及電廠輔助生產系統等）轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷中心多數處于不同地區，也無法大量儲存，電能生產必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發與分散使用，以及電能的連續供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統的結構和運行。據此，電力系統要實現其功能，就需在各個環節和不同層次設置相應的信息與控制系統，以便對電能的生產和輸運過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度，確保用戶獲得安全、經濟、優質的電能。1.1 電力工業的發展概況隨著我國電力事業迅猛發

12、展，工程規模在不斷擴大，所采用的電氣設備在不斷更新換代。通過具體實踐摸索及不斷總結、積累和豐富了很多寶貴的運行經驗和設計經驗。自九十年代起，我國陸續修訂了所有的規程和規范，電氣標準全面向iec標準靠攏，并等效地被采用。從1982年起，分十幾批淘汰了大量的落后機電產品，多次整頓生產秩序，加強了對電氣產品的質量管理，努力縮小了發達國家的差距，引進和開發了具有國際先進水平的電氣設備。二十多年來我們無論是在設計標準、設計依據和設計方法上，還是在設計所選用的先進技術和設備上都有了騰飛性的發展。隨著對大中型水電站推廣“無人值班、少人值守”的運行方式，電站的自動化水平越來越高，要更廣泛地采用高水準的設備，相

13、應地對廠用電系統設計和廠用設備選型上也提出了更高的要求。1.2 發電廠預設規模1廠址概況：本廠為坑口電廠，所有燃料由煤礦直接供給。電廠生產的電能除用于廠用外，全部220kv線路送入周邊系統。廠區地勢較不平坦，地質條件好，有新的公路、鐵路通向礦區，交通方便。廠址附近有大河通過，水量豐富，凍土層1.5米深，覆冰厚10mm；最大風速20m/s；年平均溫度+6，最高氣溫+38，最低氣溫-36，土壤電阻率500。2機組參數：鍋爐：4hg-670/140-1汽機：2n200-130/535/535發電機：4qfqs-200-23電力系統接線圖，如圖1-1。圖1-1 電力系統接線圖1.3 發電廠接入系統的原

14、則在擬定發電廠接入系統的方案時，應明確該廠規劃裝機容量、單機容量、送電方向、功率、供電距離及在電力系統中的地位和作用，對于不同規模的發電廠及發電機組，應根據在系統中的地位，接入相應電壓等級的電力網。在負荷中心的中小發電廠，在發電機端設立母線，發電機經母線及升壓變壓器接入系統；對遠離負荷中心的火力發電廠，應直接接入高壓主網。單機容量為100125mw的機組，當系統有穩定性要求時，應直接升壓接入220kv電力網；單機容量為500mw及以上的機組，一般直接升壓接入500kv電力網1。本次設計中要求將電廠生產的電能除廠用電外，全部送入系統，根據發電廠接入系統的原則，預設4臺發電機組全部升壓接入220k

15、v電力網。第2章 電氣主接線設計2.1 概述2.1.1 電氣主接線設計的基本要求電氣主接線是發電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設備的作用、連接方式和回路的相互關系。所以，它的設計直接關系到全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，對電力系統的安全、經濟運行起著決定的作用。概括地說包括以下五個方面：21可靠性；2靈活性；3經濟性；4操作應盡可能簡單、方便 ；5應具有擴建的可能性；2.1.2 220kv電壓等級常用接線方式220kv電壓級常用接線方式及適用范圍總結見表2-1。表2-1 220kv電壓級常用接線方式及適用范圍電壓接線方式適用范圍220雙母線或單母線采

16、用sf6全封閉組合電器時，不設旁路措施；采用sf6斷路器時，不宜設旁路措施；采用少油斷路器出線在4回及以上時，采用帶專用旁母斷路器的旁路母線雙母線分段安裝200mw及以下機組，電廠容量在800mw及以上，進出線1014回；采用雙母線雙分段配置困難的配電裝置雙母線雙分段安裝200mw及以下機組，電廠容量在1000mw及以上，進出線15回及以上2.2 擬定可行的主接線方案2.2.1 方案一采用雙母線分段接線方式，將雙回路分別接于不同的母線段上，可縮小母線故障的影響范圍，主接線形式見圖2-1。圖2-1 方案一接線圖2.2.2 方案二采用雙母線接線，斷路器采用高可靠性的斷路器。主接線形式見圖2-2。圖

17、2-2 方案二接線圖2.2.3 方案的比較與選定1可靠性方案一將雙回路分別接于不同的母線段上，保證了系統的供電可靠性，減小了停電的幾率，縮小了母線的故障范圍。方案二可以通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至使供電中斷。在檢修任意線路斷路器時，該回路需短時停電。斷路器采用斷路器，檢修周期長，不需要經常檢修減小了斷路器檢修停電的幾率。通過對比可見，可靠性方面方案一的可行性稍高于方案二。2經濟性方案一多裝了價高的斷路器及隔離開關，投資增大，占地面積增加。方案二設備相對少，投資小，年費用小，占地面積相對較小。通過對比可見，經濟性方面方案二的可行性明顯優于方案一。通過對實際情況的分析

18、，方案二在可靠性上略低于方案一，但斷路器采用sf6斷路器，它的檢修周期長，不需要經常檢修。這樣就可以減小了斷路器檢修停電的幾率。在經濟性上，方案二明顯高于方案一，因而綜合考慮選擇方案二。2.3 變壓器的選型主變壓器在電氣設備投資中所占比例較大，同時與之相適應的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。因此，主變壓器的選擇對發電廠、變電所的技術性影響很大。本次設計中變壓器均為單元接線形式，單元接線時變壓器容量應按發電機的額度容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度來確定。 （2-1）式中發電機容量，為200mw； 通過主變的容量；廠用電，為8%； 發電機的額定功率，為0.85。發

19、電機的額定容量為200mw，扣除廠用電后經過變壓器的容量為：選定三相風冷自然循環雙繞組無勵磁調壓變壓器，型號為：，參數為。第3章 火電廠廠用電接線的選擇3.1 概述發電廠在啟動、運轉、停役、檢修過程中，有大量由電動機拖動的機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理等輔助設備的運行。這些電動機及全場的運行、操作、試驗、檢修、照明等用電設備等都屬于廠用負荷。總的耗電量，統稱為廠用電。廠用電的可靠性，對電力系統的安全運行非常重要。提高廠用電可靠性的目的，是使發電廠長期無故障運行，不致因廠用電局部故障而被迫停機，為此必須認真考慮合理廠用供電電源的取得方式、工作電源和接線方式。3.

20、1.1 方案的比較與選定發電廠廠用電系統接線通常采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。火電廠的廠用負荷容量較大，分布面較廣。其用電量約占廠用電量的60%以上。為了保證廠用電系統的供電可靠性與經濟性，且便于靈活調度，一般都采用“安爐分段”的接線原則，廠用負荷在各段上應盡量分配平均，且符合生產程序要求。全廠公用性負荷應適當集中，可設立公用廠用母線段低壓380/220v廠用電的接線，對于大型火電廠，一般宜采用單母線分段接線，即按爐分段，對于中小型電廠，則根據工程具體情況，廠用低壓負荷的大小和重要程度，全廠可只分23段，仍采用低壓成套配電裝置供電3。本次設計中裝機容量為4200mw

21、，屬于大中型發電廠，依據上述原則，確定廠用電接線形式采用單母線分段接線，按爐分段。3.1.2 廠用電的電壓等級發電廠中一般采用的低壓供電網絡電壓為380/220v；高壓供電網路電壓有3、6、10kv。為了簡化廠用電接線，且使運行維護方便，電壓等級不宜過多。對于火電廠當發電機容量在60mw及以下，發電機電壓為10.5kv時，可采用3kv作為廠用高電壓；當發電機容量在100300mw時，宜選用6kv作為廠用高電壓；當發電機容量在300mw以上時可采用3kv、10kv兩種電壓5。本次設計單機容量為200mw，因此采用6kv作為廠用高壓供電網路，380/220v作為廠用低壓供電網絡。3.1.3 廠用電

22、系統中性點接地方式高壓廠用電系統及低壓廠用電系統的中性點接地方式及其特點、適用范圍詳見表3-1。表3-1 廠用電系統中性點接地方式類別中性點接地方式特點適用范圍高壓中性點不接地單向接地電容電流10a時，允許繼續運行2h接地電容電流小于10a的高電壓廠用電系統高電阻接地(二次側接電阻的配電變壓器接地)選擇適當電阻值，可抑制單相接地故障時健全相的過電壓倍數2.6倍相電壓，避免擴大故障接地電容電流10a，需要降低間歇性電弧接地過電壓水平和便于尋找故障點的情況消弧線圈接地按不同保護方式對靈敏度和選擇性的要求，在中性點接低值電阻，將單相接地故障電流加大至100600a，接地保護動作于跳閘接地電容電流大于

23、10a的場合低壓中性點直接接地網絡比較簡單，動力、照明和檢修網絡可以共用；單相接地故障時，中性點不發生位移，相電壓不會出現不對稱和超過250v；保護裝置立即動作于跳閘，廠用電動機停運原有低壓廠用電系統為中性點直接接地的擴建廠及主廠房外、類負荷輔助車間供電網絡；125mw及以下機組；低壓不采用熔斷器的供電系統高電阻接地單相接地故障時，避免開關立即跳閘和電動機停運；防止了熔斷器一組熔斷造成電動機兩相運轉；需設接地故障檢測和保護裝置；要安裝專用的照明、檢修變壓器200mw及以上機組主廠房由上表可以看出，中性點不接地方式適用于接地電容電流小于10a的高電壓廠用電系統。而200mw及以下機組的高壓廠用電

24、系統中，電容電流一般不會大于510a，所以傳統上一直采用不接地系統，而且這種接地方式較簡單，接線也方便，因而本次設計中高壓廠用電系統采用中性點不接地方式。dl500火力發電廠設計技術規程中規定“主廠房內的低壓廠用電系統宜采用高電阻接地方式，也可采用中性點直接接地方式。”結合上表中，200mw及以上機組主廠房適宜采用高電阻接地，因而本次設計中低壓廠用電系統采用中性點經高電阻接地方式。3.1.4 廠用電源及其引接火力發電廠廠用電源分為工作電源和備用工作電源，廠用電源的引接方式見表3-2。表3-2 廠用電源的引接方式電氣接線廠用工作電源廠用備用、啟動/備用電源高壓低壓高壓低壓發電機變壓器組引自升壓變

25、壓器低壓側引自對應的高壓廠用母線引自升壓站最低電壓級母線或聯絡變壓器低壓繞組，也可由外部電網引接專用線路引自高壓廠用母線或啟動/備用變壓器有發電機電壓母線引自連接該機組的發電機電壓母線引自高壓廠用母線或發電機電壓母線引自發電機電壓母線或升壓站母線引自高壓廠用母線或發電機電壓母線本次設計中電氣接線為發電機變壓器組形式，升壓電壓級僅220kv一級，因而確定廠用高壓工作電源引自升壓變壓器低壓側，高壓備用啟動電源引自220kv母線，低壓工作電源與備用電源分別引自對應的高壓廠用母線。3.2 廠用電系統的設計及確定本廠用電系統共設4臺高壓廠用變壓器，根據廠用備用電源數量的設置原則，3臺以上200mw機組一

26、般每兩臺機組設一臺啟動/備用變壓器，因而共設置兩臺啟動/備用變壓器。廠用電源及其啟動/備用電源的引接已在主接線圖中標明。圖中顯示為兩臺變壓器及一臺啟動/備用變壓器，其余兩臺不再繪圖說明。圖3-1 廠用電接線第4章 短路電流的計算4.1 概述電力系統運行有三種狀態：正常運行狀態、非正常運行狀態和短路故障。在供電系統的設計和運行中，還要考慮到可能發生的故障以及不正常運行情況。對供電系統危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動力效應和發熱效應以及電壓的降低等。因此，短路電流計算是電氣主接線的方案比較、導體及電氣設備的選擇、接地計算以及繼電保護選擇和整定的基礎。短路就是指不同電位導電部分之間的不正常短

27、接。如電力系統中，相與相之間的中性點直接接地系統中的相與地之間的短接都是短路。為了保證電力系統的安全，可靠運行，在電力系統設計和運行分析中，一定要考慮系統等不正常工作狀態。造成短路的原因通常有以下幾種：1導體及電氣設備因絕緣老化、或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。2架空線路或因大風或導線覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥獸跨界裸露導體等都可能導致短路。3電氣設備因設計、安裝、維護不良和運行不當或設備本身不合格引發的短路。4運行人員違反安全操作規程而誤操作，如運行人員帶負荷拉隔離開關，線路或設備檢修后未拆除接地線就加上電壓等都會造成短路。根據國外資料顯示，每個人都有違反規程操作的意識。5

28、其它原因，如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導致短路。4.2 短路電流計算條件4.2.1 短路計算的基本假定1正常工作時，三相系統對稱運行。2所有電流的電功勢相位角相同。3電力系統中所有電源均在額定負荷下運行。4短路發生在短路電流為最大值的瞬間。5不考慮短路點的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻略去不計。6不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流。7元件的技術參數均取額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。8輸電線路的電容略去不計7。4.2.2 短路計算的一般規定1驗算導體電器的動穩定、熱穩定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規劃容量計算，并考慮電力系統

29、遠景的發展計劃。2選擇導體和電器用的短路電流，在電器連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流影響。3選擇導體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大地點。4導體和電器的動穩定、熱穩定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算9。4.3 短路計算選擇流過所要校驗的設備內部和載流導體的短路電流最大的短路點為短路計算點，本次計算中選取的短路點為發電機出口短路點d1、220kv母線短路點d2、廠用6kv高壓母線短路點d3。4.3.1 畫等值網絡圖1去掉系統中的所有負荷分支、線路電容和各元件的電阻，發電機電抗用次暫態電抗。2計算網絡中各發電機

30、的基本參數見表4-1，各變壓器的基本參數見表4-2。表4-1 發電機參數型號額定容量額定電壓額定電流功率因數qfqs-200-2200mw15.75kv8625a0.8514.44%qfs-300-2300mw18kv11320a0.8516.7%ts1264/300-48300mw18kv11000a0.87530.56% 表4-2 變壓器參數型號額定電壓(kw)短路阻抗(%)sf10-240000242/15.7513sf10-3150015.75/6.39.8sfp7-360000242/1814本設計的系統的等值網絡圖如圖4-1所示。圖4-1 等值網絡圖3將各元件電抗換算為同一基準的標

31、么電抗取基準容量=100mva，電壓基準值為各段的平均額定電壓，=242kv，=15.75kv，=6.3kv。(1)4200mw火力發電廠發電機的電抗標幺值為主變壓器的電抗標幺值為廠用高壓變壓器的電抗標幺值為(2)系統、，即600mw火電廠發電機的電抗標么值為 變壓器的電抗標幺值為(3)系統、，即600mw水電廠發電機的電抗標么值為變壓器的電抗標幺值為4.3.2 化簡等值網絡圖，求短路電流為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的輻射網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗。1d1點短路(1)網絡化簡，求轉移阻抗如圖4-2所示，將系統、合并為，、合并為，合并后

32、的阻抗值為圖4-2 d1點短路時網絡化簡圖2將、合并為，、合并為，如圖4-3所示。圖4-3 d1點短路時網絡化簡圖3，即為、對d1點的轉移阻抗，即為、對d1點的轉移阻抗。(2)求各電源的計算電抗 (3)查運算曲線查得各電源0s短路電流標幺值為； 4s短路電流標幺值為； (4)計算短路點短路電流短路點總電流為沖擊電流為 （4-1）式中沖擊系數，實際電路中，。發電機機端取1.9，發電機經變壓器后的高壓母線和發電機機端母線的引出線的電抗器后取1.85，遠離發電機時取1.8，低壓電網取1.3；本次計算中短路點位于發電機經變壓器后的高壓母線，所以計算時取。全電流為穩態短路電流為2d2點短路d2點短路時，

33、其網絡化簡圖如4-4所示。圖4-4 d2點時短路網絡化簡圖1(1)求轉移阻抗將、合并，得系統、離短路點較遠，可將它們合并為一個電源計算，電源合并后的網絡簡化圖如4-5所示。圖4-5 d2點短路時網絡化簡圖2如圖4-6所示，將星形、化成網形、，即消去了網絡中的中間節點，即為對d2點的轉移阻抗，即為系統對d2點的轉移阻抗。對d2點的轉移阻抗為(2)求各電源的計算電抗圖4-6 d2點短路時網絡化簡圖3(3)由計算電抗查運算曲線得各電源0s短路電流標幺值為；4s短路電流標幺值為；(4)短路點總短路電流沖擊電流為全電流為穩態短路電流為3d3點短路網絡化簡圖如4-7所示。圖4-7 d3點短路時網絡化簡圖1

34、(1)求轉移電抗如圖4-8所示，將星形、化成網形，只計算有關的轉移阻抗、。圖4-8 d3點短路時網絡化簡圖2(2)求各電源的計算電抗 (3)由計算電抗查運算曲線得各電源0s和4s短路電流標幺值當，各時刻短路電流相等，相當于無限大電源短路電流，可以用求得。0s短路電流標幺值；4s短路電流標幺值；(4)短路點總短路電流為沖擊電流為全電流為穩態短路電流為4.3.3 短路計算結果短路計算結果匯總于表4-3。表4-3 短路計算結果匯總表短路點基準電壓(kv)短路電流(kva)沖擊電流(kva)穩態短路電流(kva)短路全電流(kva)d122014.71938.5111.21819.31d215.751

35、15.77311.778.94187.4d36.326.24748.25435.75128.5第5章 電氣設備的選擇與校驗5.1 電氣設備選擇的概述導體和電器的選擇設計，同樣必須執行國家的有關技術政策，并應做到技術先進，經濟合理，安全可靠，運行方便和適當的留有余地，以滿足電力系統安全運行的需要，對導體和電器選擇設計規定簡述如下：5.1.1 一般原則1應滿足正常運行，檢修，短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發展。2應按當地環境條件檢驗。3應與整個工程的建設標準協調一致，盡量使新老電器型號一致。4選擇導線時應盡量減少品種。5選用新產品應積極慎重，新產品應有可靠試驗數據，并經主管部門鑒定合格。5.

36、1.2 有關的幾項規定導體和電器應按正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動穩定和熱穩定，并按環境條件校核電器的基本使用條件：1在正常運行條件下，各回路的持續工作電流，應按有關規定進行計算。2驗算導體和電器用的短路電流，按下列情況進行計算：（1）除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計。（2）在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。（3）在變電所中，應考慮如果安有同步調相機時，應將其視作附加電源，短路電流的計算方法與發電機相同。（4）對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點，對帶電抗器的6

37、10kv出線的計算點，除其母線隔離開關前的引線和套管應選擇在電抗器前外，其余導線和電器宜選擇在電抗器之后。3驗算導體和110kv以下電纜短路熱穩定時，所用的計算時間，一般用主保護的動作時間加相應在的斷路器全分閘時間，如主保護有死區時，則采用能對該處死區起作用的后備保護動作時間，并采用相應處的短路電流值。電器和110kv及以上充油電纜和短路電流計算時是，一般須用后備保護動作時間加相應的短路器全分閘時間。4導體和電器的動穩定，熱穩定以及電器開斷電流，可按三相短路驗算，若發電機出口兩相短路或中性點直接接地系統，自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況驗算。5環境條件：選

38、擇導體和電路時，應按當地環境條件校核，當氣溫、風速、濕度、污穢、海拔、覆冰等環境條件超出一般電器的基本使用條件時，應通過經濟技術比較分別采取下列措施：（1）向制造部門提出補充要求，訂制符合該環境條件的產品。（2）在設計或運行中采取相應的防護措施，如采用屋內配電裝置、水沖洗、減震器等。5.1.3 按額定電壓選擇的要求要求設備的額定電壓不低于設備安裝地點的電網的額定電壓，由于線路供電端額定電壓比受電端額定電壓高10-5%,因此設備必須能夠長期承受這個電壓值，電器能夠長期承受的最高電壓稱為最高工作電壓，對220kv及以下設備其最高工作電壓額定電壓高15%，330及500kv設備的最高工作電壓比額定工

39、作電壓高10%，由此可知，只要設備的額定電壓不小于該處電網的額定電壓，其最高工作電壓不小于該處電網的額定電壓，其最高工作電壓一定能滿足電網首端電壓要求。5.1.4 按額定電流選擇的要求設備的額定電流不小于流過設備的最大長期負荷電流，當周圍介質的溫度不等于規定值時，設備的容許電流應進行修正。5.1.5 短路熱穩定校驗的要求導體的最高短時溫度不大于短時允許最高溫度，對于電器來說，是短路電流熱脈沖不大于電器允許的熱脈沖t，是t秒鐘的熱穩定電流。和t值可由電器的銘牌或手冊中查出。5.1.6 校驗動穩定校驗的要求對導體(母線)來說，其中通過三相短路沖擊電流時產生的應力不小大于材料的允許應力，對于電器來說

40、，是通過它的三相短路沖擊電流不大于它的最大允許動穩定電流。5.2 電氣設備的選擇與校驗5.2.1 回路最大持續工作電流的確定1變壓器回路取1.05倍變壓器的額定電流。2發電機回路取1.05倍的發電機額定電流。3母線聯絡回路一般可取母線上最大一臺發電機或變壓器的額定電流，本次計算中取變壓器的額定電流。5.2.2 高壓斷路器的選擇與校驗1變壓器回路(1)斷路器種類和型式的選擇擬選定高壓六氟化硫斷路器，不檢修間隔期長，運行穩定，安全可靠，壽命長。(2)額定電壓和電流選擇按下列原則選取 （5-1） （5-2）；(3)開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量，簡化計算可

41、用進行選擇。 （5-3）(4)短路關合電流的選擇斷路器的額定關合電流不應小于短路電流最大沖擊值。根據以上所列條件，擬選lw-220型高壓六氟化硫斷路器，lw-220型高壓六氟化硫斷路器能進行快速自動重合閘，并帶有lrb-220型電流互感器，供測量保護之用斷路器在最高工作電壓下，能開斷120360mva變壓器的電感電流。在最高工作電壓下，能開斷200400km空載架空線路的電容電流。斷路器在不檢修情況下，能承受滿容量開斷不大于10次或開斷累計電流500ka以上。其技術數據見表5-1。表5-1 lw-220型高壓六氟化硫斷路器技術數據額定工作電壓（kv）額定電流（a）3s熱穩定電流（ka）額定動穩

42、定電流峰值（ka）固有分閘時間（s）額定閉合電流(ka)額定開斷電流(ka)2201600401000.0410040(5)動穩定校驗動穩定校驗式為 （5-4）；滿足動穩定校驗式，校驗合格。(6)熱穩定校驗設保護裝置后備保護時間為3.5s，則短路計算時間短路電流衰減特性，由周期分量等值曲線查得短路電流熱效應動穩定檢驗式為 （5-5）經檢驗，滿足熱穩定校驗式，校驗合格。2母聯斷路器(1)斷路器種類和型式的選擇擬選定高壓六氟化硫斷路器。(2)額定電壓和電流選擇 （5-6） （5-7）；(3)開斷電流與短路關合電流的選擇同上。根據以上條件，擬選lw-220型高壓六氟化硫斷路器，技術數據見表5-5。表

43、5-5 lw-220型高壓六氟化硫斷路器技術數據額定工作電壓（kv）額定電流（a）3s熱穩定電流（ka）額定動穩定電流峰值（ka）固有分閘時間（s）額定閉合電流(ka)額定開斷電流(ka)2201600401000.0410040(4)動穩定與熱穩定校驗過程與變壓器回路相似，此處不再做詳細敘述。5.2.3 隔離開關的選擇與校驗1變壓器回路(1)隔離開關種類和型式的選擇擬選定gw6系列高壓隔離開關，gw6系列隔離開關是單柱式三相交流50hz的戶外輸電設備，俗稱剪刀式隔離開關，分閘后形成垂直方向的絕緣斷口，具有清晰可見，便于監視及有效縮小變電所的占地面積等優點10。(2)額定電壓和電流選擇，根據以

44、上所列條件，擬選gw6-220d型隔離開關，技術數據見表5-6。表5-6 gw6-220d型隔離開關技術數據額定工作電壓（kv）額定電流（a）3s熱穩定電流（ka）動穩定電流峰值（ka）220200040100(3)動穩定校驗；滿足動穩定校驗式，校驗合格。(4)熱穩定校驗滿足熱穩定校驗式，校驗合格。2母線聯絡回路(1)種類和型式的選擇擬選定gw6系列高壓隔離開關。(2)額定電壓和電流選擇，根據以上所列條件，擬選gw6-220d型隔離開關，技術數據見表5-10。表5-10 gw6-220d型隔離開關技術數據額定工作電壓（kv）額定電流（a）3s 熱穩定電流（ka）動穩定電流峰值（ka）22020

45、0040100(3)動穩定與熱穩定校驗過程同變壓器回路相似，此處不再做詳細說明。5.2.4 導體的選擇與校驗1220kv母線(1)導體截面選擇按導體長期發熱允許電流選擇按照導體最大持續工作電流,依照電力工程電氣設計手冊選取截面為539mm2圓管形鋁錳合金導體,其技術數據如表5-18所示。表5-18 圓管形鋁錳合金導體參數表導體尺寸d1/d2(mm)導體截面（mm2）導體最高允許溫度為下值時的截流量（a）截面系數w(cm3)慣性半徑(cm)慣性矩j(cm4)質量（/m）708060/54539124010727.292.0221.91.471(2)綜合校正系數校修正：當導體允許溫度為+70和不計

46、日照時，值可以用下試計算溫度修正系數為式中導體長期發熱允許最高溫度，為70導體裝地點實際環境溫度，取最熱日平均溫度22。則導體長期發熱允許電流(3)熱穩定校驗所選導體截面積為539，滿足要求。(4)動穩定校驗由手冊差得均布荷載最大彎矩系數為0.125，則母線自重產生的垂直彎矩為由手冊查得集中荷載最大彎矩系數為0.188，則集中荷載產生的垂直彎矩為短路電動力產生的水平彎矩為137(n/m)短路電動力為1.12(kg/m)在內過電壓情況下的風速產生的風壓為1.69(kg/m)水平彎矩207.03(n/m)短路狀態時母線所受的最大彎矩508.75(n/m)應力為鋁錳合金的最大允許應力8820，因而滿

47、足要求。2變壓器引出線(1)導體選型擬選用鋼芯鋁絞線。(2)導體截面選擇按經濟電流密度來選擇還需滿足條件選擇lgj-800型鋼芯鋁合金絞線，標稱面積為鋁800，允許載流量為1330a，外徑為36.9mm。校驗過程與出線相似，此處不再做詳細說明。3發電機引出線200mw及以上容量發電機的引出線以及至高壓廠用工作變壓器、電壓互感器和避雷器柜、中性點接地設備柜等的分支線均采用全連式分相封閉母線，有效地防止了相間短路和消除周圍鋼構件的渦流發熱，也減少了母線短路時導體和外殼所受的電動力。本次設計中采用自冷式封閉母線，可安裝微正壓充氣裝置，向殼內提供干燥清潔的空氣，其技術數據見表5-19。表5-19 自冷

48、式封閉母線技術數據額定電流/a絕緣子電壓/kv導體直徑/mm導體厚度/mm外殼直徑/mm外殼厚度/mm相間中心距離/mm主回路10000204001285071200廠用分支120020150106005850第6章 配電裝置的設計6.1 配電裝置的選擇原則配電裝置發電廠的重要組成部分，在電力系統中起著接受和分配電能的作用，是根據電氣主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器，母線和必要的輔助設備組建而成的總體裝置。高壓配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經濟政策，遵循上級頒的有關規程、規范及技術規定，并根據電力系統條件、自然環境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設備，

49、積極慎重地采用新布置、新設備、新材料、新結構，使配電裝置設計不斷創新，做到技術先進、經濟合理、運行可靠、維護方便。火力發電廠及變電所的配電裝置型式選擇，應考慮所在地區的地理情況及環境條件，因地制宜，節約用地，并結合運行、檢修和安全要求，通過技術經濟比較予以確定12。6.2 配電裝置的類型配電裝置按電氣設備裝設地點不同，分為屋內和屋外配電裝置；按組裝方式，可分為裝配式和成套式。一般情況下，在大、中型發電廠和變電所中，35kv以下的配電裝置宜采用屋內式，其中310kv的大多采用成套配電裝置；110kv及以上的多為屋外配電式14。本次設計中，220kv配電裝置采用屋外配電式，6kv廠用電配電裝置采用

50、屋內配電式。6.3 配電裝置的選型(1)220kv配電裝置220kv配電裝置采用分相中型管母線布置，這樣可以節約用地，簡化構架，施工工作量最小，工期最短，布置清晰，運行方便和節省三材。中型配電裝置分普通中型和分相中型兩種。普通中型有單列和雙列布置兩種方式，母線可為軟導線和鋁管兩種，分相中型系將母線隔離開關直接布置在各相母線下方，有的僅一組母線隔離開關采用分相布置。隔離開關可為gw4雙柱式，gw7三柱式或gw6單柱式母線可為軟線或管型母線。此布置方式可節約土地、簡化架構、節約三材，故已基本代替普通中型配置。(2)6kv廠用配電裝置本次設計中高壓廠用配電采用屋內成套開關柜布置。開關柜按型式可分為固

51、定開關柜和手車式開關柜。根據dlt5153-2002火力發電廠廠用電設計技術規定，200mw及以上的機組宜采用手車式。隨著引進外資建設電廠的增加，開關柜標準也相應提高，200mw及以上機組宜采用f-c回路柜。本次設計中擬定采用kyn型f-c回路開關柜，安全性及可靠性完全滿足要求，而且價格相對較低。第7章 發電廠電氣自動裝置的配置7.1 備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置是當工作電源因故障被斷開以后，能自動、迅速地將備用電源投入工作，或將用戶切換到備用電源上，使用戶不至于停電的一種自動裝置。自動投入裝置的裝設原則：1發電廠的廠用電和變電所的所用電；2由雙電源供電的變電所，其中一個電源經常斷

52、開作為備用；3降壓變電所內有備用變壓器或有互為備用的母線段；4生產過程中某些重要機組有備用機組。本次畢業設計中，發電廠廠用電設置備用電源自動投入裝置，本火力發電廠共設置了兩臺高壓廠用啟動/備用變壓器。自動投入裝置包括低壓啟動部分及自動合閘兩部分。7.2 發電機的自動準同期并列裝置在電力系統運行過程中，經常需要把同步發電機投入到電力系統上去進行并列運行，進行并列操作所需要的裝置稱為并列裝置。同步發電機并列的方式有準同期和自同期并列方式。本次設計中在發電廠中裝有手動和自動準同期并列裝置，作為發電機的正常并列之用，自同期并列方式采用半自動自同期并列方式。數字式自動準同期并列裝置借助于微機的高速處理信息能力，利用編制的功能程序，在硬件配合下實現發電機自動準同期并列操作。7.3 發電機的自動調節勵磁裝置通過改變勵磁電流可以改變同步發電機的機端電壓和向電力系統輸送的無功功率，對同步發電機的勵磁電流進行控制，是對發電機運行控制的重要內容之一。大型機組均采用半導體勵磁調節器作為自動調節勵磁裝置，基本控制單元用來實現壓調節和無功分配等最基本的調節功