参考论文(4×25MW+2×100MW火力发电厂电气部分设计).doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流参考论文(425MW+2100MW火力发电厂电气部分设计).精品文档.目录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1选题意义11.2近几年我国火电行业的发展概况11.3原始资料分析21.3.1设计题目及原始资料21.3.2设计内容41.3.3设计成品4第2章 电气主接线部分52.1电气主接线概述52.1.1电气主接线的概念52.1.2对电气主接线的基本要求52.1.3主接线的基本形式和特点62.2 各电压等级的连接72.2.1 6.3千伏侧72.2.2 220千伏侧82.2.3 66千伏侧92.2.4各电压等级的连接92.3主变压器的选择

2、102.3.1主变压器相关参数的确定102.3.2本厂主变压器的选择12第3章 厂用电接线143.1厂用电概述143.1.1厂用电系统143.1.2厂用电负荷分类143.1.3厂用供电电源153.2厂用电接线的设计原则和接线形式163.2.1厂用电接线的要求和设计原则163.2.2厂用电系统的电压等级173.2.3厂用电系统中性点接地方式173.3厂用变压器的选择183.3.1火电厂主要厂用电负荷183.3.2厂用变压器的选择18第4章 短路电流计算204.1短路的原因和危害204.2短路电流计算214.2.1短路电流计算的目的和假定条件214.2.2短路点的选择214.2.3短路电流计算步骤

3、22第5章 电气设备选择255.1发电厂主要电气设备255.1.1电气一次设备及其作用255.1.2电气二次设备及其作用255.2电气设备选择的一般条件255.3断路器和隔离开关的选择285.3.1断路器的选择285.3.2隔离开关的选择305.4母线的选择305.4.1硬导体的选择305.4.2软导线的选择315.4.3本厂各段导线选择315.5电抗器的选择33第1章 绪论1.1选题意义进入21世纪我国如何发展热电事业，是目前热电行业中最关心的问题，而热电行业必须走可持续发展的道路又是行业的共识，也是热电事业快速、健康发展的必由之路。热电事业的可持续发展必须在市场经济规律条件下取得经济效益和

4、环境效益才算取得成效。此外，热电企业又是资金、科学技术密集型企业，初投资很大，一旦出现偏差，不仅资金损失大，也会影响其它行业的生存或发展。因此，坚持热电事业的规划、设计、管理等多方面的科学优化与决策不断推进热电事业的技术进步，使企业具有经济效益和环境效益，才算走上热电事业可持续发展之路。本文对我国热电事业可持续发展进行了简要分析，以供讨论。现在，我国电力工业实行“政企分开，省为实体，联合电网，同一调度，集资办电”的方针。使得电力工业在国民经济中的地位越来越重要。一切大规模工农业生产，交通运输和人民生活都需要大量的电能，电力是工农业生产不可缺少的动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电力

5、建设是随国民经济发展而发展的，现在电能的利用已远远超出作为机器动力的范围，电力工业已成为国民经济现代化的基础，世界上按人口平均的用电量，是反映一个国家现代化的主要指标之一。但是，我国的电能却十分短缺，电负荷和热负荷较以前都有大幅上升，如果能实现热电联产，达到节约能源，减少燃料消耗，保护生态环境的目的，将对我国的电力建设非常重要。所以，我国应在全国范围内因地制宜发展供热式火力发电厂，使电能为国民经济和人民生活发挥更巨大的作用。1.2近几年我国火电行业的发展概况电力行业是国民经济中具有先行性的重要基础产业，而火电又是电力行业当中比重最大的一个子行业。2005年16月份，全国全社会用电总量达到了11

6、486.99亿千瓦时，比去年同期增长13.91%。预计全年用电量将达到24560亿千瓦时，同比增长13。全国第一产业用电量340.45亿千瓦时，同比增长5.82%；第二产业用电量8695.77亿千瓦时，同比增长14.17%；第三产业用电量1154.07亿千瓦时，同比增长9.13%。城乡居民生活用电量增幅上升明显。上半年，由于冬季采暖负荷增加和家用电器用电量的提高，城乡居民生活用电量达到1296.69亿千瓦时，同比增长19.11%，增幅较去年同期提高了11.3个百分点，高出全社会用电量的增速5.2个百分点。2005年上半年，全国发电量11286.32亿千瓦时，比去年同期增长13.2%。其中火电9

7、406.34亿千瓦时，同比增长11.8%。全国电力生产能力稳步增长。2004年，全国装机容量超过4.4亿千瓦，截至去年6月底，全国装机容量达到4.6亿千瓦。其中，中央集团企业合计装机容量达到19086亿千瓦，同比增长11.04，占全国总装机容量的41.5。累计完成发电量5013.92亿千瓦时，同比增长14.55，占全国发电量的44.42。火电装机容量也增长迅速。2004年，火电装机容量达到32490万千瓦，较上年增长12.12%。2005年上半年，全国新投产机组容量2006万千瓦，其中火电机组1740万千瓦，火电机组累计达到34230万千瓦。伴随着装机容量的不断增加，火电的发电量也逐年增加。2

8、004年，火力发电18073亿千瓦时，比上年增加14.46。2005年16月，火电发电量达到9406.34亿千瓦时，占上半年全国发电总量的83.3。尽管火电所占的比重很大，但随着电煤价格近年来的不断攀升，从2004年开始，火电上市公司毛利率一路呈下滑趋势。2005年一季度，火电企业的盈利情况亦不容乐观。2005年4月30日国家发改委宣布5月1日起全国销售电价平均每千瓦时提高2.52分，煤电联动政策出台之后的首次联动开始实施。受该政策实施的影响，从二季度开始，火电企业的压力开始逐步缓解。1.3原始资料分析1.3.1设计题目及原始资料设计题目： 425MW+2100MW火力发电厂电气部分设计1.厂

9、址概况：所要设计的新建电厂地处某新建工业区的中心，所用的燃料为附近煤矿的褐煤，并且储量很大。厂区附近有河流流过,水源丰富，并且有公路、铁路经过，交通比较便利，对建厂很有利，不必过多考虑燃料。厂址地理条件较好，地势平坦，这有利于配电装置的排列和布置。本地区为5级地震区，对建筑无损害，因此设计时可不必考虑。冻土层深1.8米，复冰厚度10mm，最大风速25米/秒。本厂共有6台机组，4台25MW和2台100MW的发电机。厂址在某新建工业区的中心，以220kV向较远2大用户供电，并以双母线220kV线路和系统相连，以66kV向较近4大用户供电，以发电机电压等级6.3kV向附近的工厂供电，属于中型火力发电

10、厂，在系统中的地位很重要。2.机组参数本厂的发电机机组参数见表1-1表1-1机号项目#1，#2，#3，#4号发电机#5，#6号发电机制造厂哈尔滨电机厂型式TQ-25-2QFN-100-2容量（kVA）电压（V）31250630011750010500电流（A）cos纵轴超瞬变电抗 %28600.814.564750.8518.3转数（转/分）周波（周/秒）300050300050转子电流（A）结线极数3962-Y216442-Y23.负荷资料表1-2 66kV电压等级负荷 综合最大负荷120MW序号用户名称最大负荷kV距离KM线路数利用小时1哈热线4000020260002热南线3000020

11、260003热公线5000017250004热建线300002524500表1-3 6.3kV电压等级负荷 综合最大负荷70MW序号用户名称最大负荷距离线路数类型利用小时轴承厂7架空4500纤维线架空4500汽轮线架空5000轧钢厂架空4500东光线架空6000修造线架空6000林机线架空6000锅炉线架空5000电碳线架空50001粮库线架空50001.3.2设计内容1.选择确定发电厂电气主接线；2.选择厂用电接线（高压部分）；3.短路电流计算；4.电气设备选择：电气主接线中的隔离开关、断路器、厂用电路中的高压厂用母线、电缆的选择；1.3.3设计成品1.设计说明书（附录3：短路电流计算书；附

12、录4：设备选择计算书）2.图纸部分：(1)发电厂电气主接线图第2章 电气主接线部分2.1电气主接线概述2.1.1电气主接线的概念 电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。对电气主接线的基本要求大致可以包括可靠性、灵活性和经济性三方面。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线电路图的定义是：用规定的电气设备图形符号和文字符号并按规定顺序排列，详细的表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，使电力系统网络

13、结构的主要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电气选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。2.1.2对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济型三方面1。1.可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失经更加严重，在经济发达地区，故障停电的经济损失是实时电价的数十倍至上百倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，电气主接线必须保证供电可靠。2.灵活性：电气主接线应能适应各种运行状

14、态，并能灵活地进行运行方式的转换。包括操作的方便性、调度的方便性和扩建的方便性。3.经济性：在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济型之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。包括节省一次投资、占地面积少和电能损耗少。2.1.3主接线的基本形式和特点1.双母线及双母线接线双母线接线具有两组母线，如图2-1中为工作母线，为备用母线，两组母线通过母线联络断路器QF连接。每一回线路都经过线路隔离开关、断路器和两组母线隔离开关分别与两组母线连接。图2-1双母线接线QF母线联络断路器（简称母联）双母线接线与单母线相比，停电的机会减少了，必需的停电时间缩短了，运行的可靠性和灵活性有了

15、显著的提高。双母线接线在扩建时比较方便，但是，设备较多，投资较大，配电装置较为复杂。为了提高接线的可靠性和灵活性，可以将双母线接线的工作母线分为两段，可看做是单母线分段和双母线相结合的一种形式，它增加一台分段断路器和一台母联断路器。这种接线具有单母线分段和双母线两者的特点，任何一段母线故障或检修时仍可保持双母线并列运行，有较高的可靠性和灵活性。2.双母线带旁路母线接线双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。双母线带旁路母线接线有好多接线形式，这里只介绍常用的一种接线形式，如图2-2所示，既有母线联络断路器，又有专用旁路断路器。这种接线运行方便灵活，但投资

16、较大。图2-2 双母线带旁路母线接线当110kV出线为7回及以上，220kV出线为5回及以上时，可采用有专用旁路断路器的双母线带旁路母线接线；对于在系统中居重要地位的，110kV出线在6回及以上和220kV出线在4回及以上时，也可装专用旁路断路器。2.2 各电压等级的连接2.2.1 6.3千伏侧容量为1260MW的发电机， 当有发电机电压直配线时，应根据地区网络的需要，采用6.3kV或10.5kV19。本次设计的发电厂即采用6.3 kV的直配线。单机容量为60MW及以下高压供热式汽轮发电机组的发电厂中，接在发电机电压母线上的主变压器台数不得少于2台7。因此，本次设计中四台25MW的发电机组和两

17、台100MW发电机组均设置发电机电压配电装置。由于本厂设有四台较小容量发电机组，所以选择主接线为仿前苏联三层三走廊式主接线，它可以很好的将四台机组联系在一起，并且有占地面积小，运行稳定等优点，不足之处是维护起来较为复杂。图2-3为6.3kV侧母线，接线形式为三层三走廊式主接线。图2-3三层三走廊式主接线2.2.2 220千伏侧本次设计中，虽然220kV母线只有两条出线，但是根据双母线接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便的特点，同时考虑了未来的长远发展的情况下，在220kV母线的选择上依然选择了双母线接线。这种接线方式，双母线两组母线同时工作，电源与负荷平均分配在两组母线上。图2-4为220kV

18、侧的主接线，接线形式为双母线接线。图2-4双母线接线2.2.3 66千伏侧由任务书可知，66kV侧有4回出线向较远的4大用户供电。按规定3560kV配电装置当连接的电源较多、负荷较大时，一般采用双母线接线形式，又按规定采用双母线或单母线3566kV的配电装置，当断路器为少油型，或压缩空气型时，除断路器有条件停电检修外，应设置旁路设施，66kV出线4回及以上时宜采用带专用旁路断路器的旁路母线，由任务书可知4大用户为：哈热线，热公线，热南线，热建线，都为相当重要的用户，没有条件停电检修，所以66kV侧采用双母线加旁路接线。 图2-5为66kV侧的主接线，接线形式为。图2-5 带专用旁路断路器的双母

19、线带旁路母线接线2.2.4各电压等级的连接根据以上的分析，再根据实际的情况考虑，然后将各个电压等级相连接，最终选择的电气主接线的形式如图2-6所示图2-6最终选择的电气主接线图2.3主变压器的选择2.3.1主变压器相关参数的确定主变压器的容量、台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年发展规划、输送功率大小、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选择16。1.主变压器容量的确定(1)具有发电机电压母线接线的主变压器当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将

20、发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统；当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。此时，应适当考虑发电机电压母线上负荷可能的增加以及变压器的允许过负荷能力；若发电机电压母线上接有两台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其它主变压器在允许正常过负荷范围内，应能输送剩余功率的70以上；火电厂主变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线上最大负荷的要求。根据系统经济运行的要求（如充分利用丰水季节的水能），而限制火电厂的输出功率。此时火电厂的变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电

21、压母线上最大负荷的要求。 根据上述原则，本次设计中选择了容量为50000KVA的主变压器。(2)单元接线的主变压器单元接线时的变压器容量应按发电机的额定容量扣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，其容量应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。(3)连接两种升高电压母线的联络变压器应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间有功功率和无功功率交换；其容量一般不小于接于两种电压母线上最大一台机组的容量；为了布置和引线方便，联络变压器通常只选一台，最多不超过两台。2.主变压器台数的确定(1)与系统具有强联系的大、中型发电厂和枢纽变

22、电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于两台16。(2)与系统联系较弱的中、小型电厂和低压侧电压为610kV的变电所或与系统联系只是备用性质时，可只装一台主变压器16。(3)对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设三台主变压器16。根据以上确定条件可以选择火力发电厂主变压器，此外，带负荷调压变压器，可以在不停电的情况下调节分接头，调整电压值，并且在以下情况下比普通变压器合理：(1)具有可送工作特点；(2)功率潮流变化较大；(3)发电机常在低功率因数下运行。根据原则，本次设计选择了2台主变压器，根据接线，选择了两台发电机变压器。除此之外，一般宜选用普通分接头变压器。当综合考虑继电保护、

23、通讯干扰和系统发展因素进行分析比较后，如果技术经济合理时，可选用全星形连接的变压器，否则仍应选用普通星角连接组别的变压器。3.绕组数的确定(1)当最大机组容量为125MW及以下的发电厂，当有两种升高电压向用户供电或与系统连接时，可以采用二台双绕组或三绕组变压器，但采用三组变压器时，其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，反而不如选择两台双绕组变压器显得经济合理7。(2)对于最大机组为200MW及以上发电厂，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，价格又比较昂贵，且对供电可靠性要求较高。所以，一般与双绕组变压器构成单元连接比较合

24、理7。(3)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比较差，变比不宜过大7。根据原则，本次设计中最大机组容量为100MW，所以选择两台双绕组变压器，另外根据设计要求，发电机变压器采用两台三绕组变压器。4变压器型号表示相数和材料5第一部分：表示相。S三相；D单相第二部分：表示冷却方式。J油浸自冷；F油浸风冷；S油浸水冷；N氮气冷却；P强迫油循环；G干式；FP强迫油循环风冷；SP强迫油循环水冷；第三部分：表示绕组数。S三绕组（双绕组不表示）第四部分：表示变压器的特性。Z带负荷调压；Q全绝缘；L铝芯（铜

25、芯不表示）；O自耦。“O”放在型号第一位表示降压自耦变压器；“O”放在型号最后一位表示升压自耦变压器。2.3.2本厂主变压器的选择变压器的容量应与发电机容量相配选，故应选择发电机变压器与主变压器如下表2-1和标2-2所示：表2-1发电机变压器参数设备名称#5发电机变压器#6发电机变压器容量（kV）120000/120000/120000额定电压（kV）高压中压低压22022.5%6610.5阻抗%高压中压低压23.27.9316.5423.427.7314.2冷却方式强油导向式风冷结线方式Y0/Y0/1211制造厂沈空后军械雷达修理厂型号SFFS3120000/220表2-2主变压器参数设备名

26、称容量（kVA）额定电压（kV）额定电流（kA）阻抗高压低压高压低压# 1主变500006682.5%6.3437.445829.93# 2主变500006682.5%6.3437.445829.93设备名称冷却方式结线方式制造厂型号# 1主变油浸风冷Y0/11哈尔滨SFP1050000/66# 2主变油浸风冷Y0/11哈尔滨SFP1050000/66第3章 厂用电接线3.1厂用电概述3.1.1厂用电系统发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操

27、作、试验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电1。厂用电的可靠性，对电力系统的安全运行非常重要。随着超临界参数大容量机组、双水内冷发电机冷却方式、计算机实时控制的采用以及核电厂的出现，对厂用电的可靠性提出了更高的要求。提高厂用电可靠性的目的，是使电厂长期无故障运行，不致因厂用电局部故障而被迫停机。为此必须认真考虑合理厂用供电电源的取得方式，工作电源和接线方式；此外，还应配备完善的继电保护与自动装置，合理配置厂用机械，并正确选择电动机类型、容量和台数；在运行中需对厂用机械进行正确维护和科学管理。厂用电的电量，大都由发电厂本身供给。其耗电量与电厂类型、机械化和自动化程度、燃

28、料种类及其燃烧方式、蒸汽参数等因素有关。厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率8。厂用电率是发电厂运行的主要经济指标之一。一般凝汽式或电厂的厂用电率为5%-8%，热电厂为8%-13%，水电厂为0.5%-1.0%15。降低厂用电率不仅能降低电能成本，同时也相应地增大了对电力系统的供电量。3.1.2厂用电负荷分类厂用电负荷，根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度，按其重要性可分为四类1：1.类厂用负荷。凡是属于短时 （手动切换恢复供电所需要的时间）停机会造成主辅设备损坏、危机人身安全、主机停运及影响大量出力的厂用负荷，都属于类负荷。如火电厂的给水泵、凝结水泵、引风

29、机、送风机、给粉机等以及水电厂的调速器、压油泵、润滑油泵等。2.类厂用负荷。允许短时停电（几秒至几分钟），恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷，均属于类厂用负荷。如火电厂的工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤设备和化学水处理设备等，以及水电场中大部分厂用电动机。3.类厂用负荷。较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上不方便的厂用负荷，都属于类厂用负荷。如实验室、修配厂、油处理室的负荷等。4.事故保安负荷。在200MW及以上机组的大容量电厂中，自动化程度较高，要求在事故停机过程中及停机后的一段时间内，仍必须保证供电，否则可能引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危机人身安全的负荷。成为事故保安负

30、荷。按对电源要求的不同它又可分为：直流保安负荷，如发电机的直流润滑泵、事故氢密封油泵等；交流保安负荷，如盘车电动机、交流润滑油泵、交流密封油泵等。5.不间断供电负荷。在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中，甚至在停机后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷，称为不间断供电负荷。如实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装置等。3.1.3厂用供电电源1.厂用电工作电源发电厂或变电所的厂用工作电源，是保证正常运行的基本电源。不仅要求电源供电可靠，而且应满足各级厂用电电压负荷容量的要求。通常，工作电源应不少于两个。现代发电厂，一般都投入系统并联运行，即使发电机组全部停止运行，仍可从

31、电力系统倒送电能供给厂用电源。本次设计的发电厂即采用了这样的配置，一方面从发电机得到电能，另一方面将厂用电系统连接到电网以保证供电的可靠性。2.厂用电备用电源(1)厂用备用电源厂用备用电源主要用于事故情况失去工作电源时，起后备作用，又称事故备用电源。而启动电源系指在厂用工作电源完全消失情况下，为保证使机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源。这些辅助设备在正常运行时由工作电源供电，只有当工作消失后，才自动切换到启动电源供电。因此，启动电源实质上也是一个备用电源。我国目前对200以上大型机组，为了确保机组安全和厂用电的可靠才设置厂用启动电源，且以启动电源兼作事故备用电源，统称启动（备用）电源。(

32、2)厂用备用电源的数量8厂用高压或低压工作电源在6个及以下时，只装设一个备用电源，并与第一个工作电源同时设置；工作电源在7个及以上时，应装设第二个备用电源，并与第7个工作电源同时设置。在下列任一情况下，第二个备用电源可提前与第6个工作电源同时装设：a有较多的厂用工作电源均带有两段母线时；b在连续扩建的条件下，为便于过渡时；c工作和备用电源均在发电机电压主接线上，而备用电源不可避免要与供给几台较大容量锅炉的工作电源接于同一主母线时，第二备用电源可提前与第五或第四个工作电源同时装设，实行交叉备用。3.事故保安电源对于300及以上的大容量机组，当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故状态下能安

33、全停机，事故消除后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源，本次设计中将不予以考虑。3.2厂用电接线的设计原则和接线形式3.2.1厂用电接线的要求和设计原则厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进、保证机组安全、经济地运行1。厂用电接线应满足如下要求：各机组的厂用电系统应该是独立的；全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线；在厂用电接线中不应存在可能导致切断多于有一个单元机组的故障点，更不应存在导致全厂停电的可能性，应尽量缩小故障影响范围；充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要

34、求，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入；充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡、尽量减少改变接线和更换设置1。厂用电接线的设计原则与主接线的设计原则基本相同，主要有：厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单；设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备、使厂用电接线具有可行性和

35、先进性；在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证8。3.2.2厂用电系统的电压等级厂用电系统的电压等级要根据发电机额定电压、厂用电系统的可靠性和经济性等多方面因素综合考虑。发电厂厂用电压等级不能太多，一般分为高压和低压两级。低压级为0.4kV（380/220V），高压级可在3、6、10kV中选用一种。超大大容量机组（如600MW）则可选用两级高压。厂用电电压的选择原则8：(1)当发电机电压为6.3kV时，采用6kV；(2)当发电机电压为10.5kV时，采用3kV，当采用燃油锅炉时，由于高压电动机台数较少，厂用电电压也可选用

36、6kV，但在设计中，由于系统容量较大，超过300MW，在技术经济合理的情况下，也可采用两种高压厂用电压；(3)125MW机组一般采用6kV，当技术经济合理时也可采用3kV；(4)发电机的电压和容量不同时，应优先采用统一的3kV或6kV，只有经济上有显著优势时，才可采用3kV和6kV并存的厂用电系统。根据以上原则本厂的厂用电系统采用6kV的电压等级。3.2.3厂用电系统中性点接地方式(1)高压厂用电系统中性点接线方式，高压（3、6、10KV）厂用电系统中性点接地方式的选择，与接地电容电流的大小有关1。中性点不接地方式。当高压厂用电系统发生单相接地故障时，流过短路点的电流为电容性电流，且三相线电压

37、基本平衡；中性点经高电阻接地方式。高压厂用电系统的中性点经过适当的电阻接地，可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数不超过额定相电压的2.6倍，避免故障扩大；中性点经消弧线圈接地方式。在这种接地方式下，厂用电系统发生单相接地故障时，中性点的唯一电压产生感性电流流过接地点，补偿电容电流，将接地点的综合电流限制到10A以下，达到自动熄弧，继续供电的目的。由于接地电容电流小于10A，所以本厂的高压厂用电系统选择采用中性点不接地方式。(2)低压厂用电系统中性点接地方式主要有中性点经高电阻接地和中性点直接接地两种接地方式1。中性点经高电阻接地方式，接地电阻值的大小以满足所选用的接地指示装置动作作为原则，

38、但不应超过电动机带单相接地运行的允许电流值（一般按10A考虑）；中性点直接接地方式。在低压厂用电系统中，发生单相接地故障时，中性点不发生位移，防止了相电压出现不对称和超过250V，保护装置立即动作于跳闸。火力发电厂低压厂用电系统，特别是原有低压厂用电系统采用中性点直接接地的扩建电厂和主厂房外供给、类负荷的辅助车间，宜采用中性点直接接地方式。 在本次设计中采用中性点经高电阻接地方式，而且火力发电厂的低压厂用电系统一般均可采用此种方式。3.3厂用变压器的选择3.3.1火电厂主要厂用电负荷火电厂的厂用电负荷包括全厂机、炉、电、燃运等的用电设备，面广量大，且随各电厂机炉类型、容量、燃料种类、供水条件等

39、而差异较大1。例如：高温高压电厂比同容量的中温中压电厂的给水泵容量大；大容量机组的辅助设备比中、小型机组要多且功率大；开式循环冷却方式比闭式冷却方式的耗电量要小；各种燃料的发热量不同，需要的风量不同，风机容量也不同，同时除尘设备也不尽一样；若电厂采用汽动给水泵则可大大减少厂用变压器容量等。一般厂用变压器连接在厂用母线段上，而用电设备由母线引接。3.3.2厂用变压器的选择1.额定电压厂用变压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源引接处的电压确定，变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致9。2.工作变压器的台数和型式工作变压器的台数和型式主要与厂用高压母线的段数有关，而母

40、线的段数又与厂用高压母线的电压等级有关。当只有6kV一种电压等级时，厂用高压工作变压器可选用1台全容量的分裂绕组变压器，两个分裂支路分别供两段母线；或选用2台50%容量的双绕组变压器，分别供两段母线9。本厂即采用2台50%容量的双绕组变压器，分别供两段母线。3.厂用变压器的容量厂用变压器的容量必须满足厂用电负荷从电源获得足够的功率。因此，对厂用高压工作变压器的容量应按常用高压计算负荷的110%左右的裕度9。4.厂用变压器的阻抗变压器的阻抗是厂用变压器的一项重要指标。厂用工作变压器的阻抗要求比一般动力变压器的阻抗大，这是因为要限制变压器低压侧的短路容量，否则将影响到开关设备的选择，一般要求阻抗应

41、大于10% 9。厂用工作变压器如果选用分裂绕组变压器，则能在一定程度上缓解上述矛盾，因为分裂绕组变压器在正常工作时具有较小阻抗，而分裂绕组出口短路时则具有较大的阻抗。 根据以上的原则，本次设计所选用的如下表所示：表3-1厂用高压变压器相关参数设备名称容量（kVA）额定电压（kV）额定电流（kA）阻抗高压低压高压低压#1厂高变1000010.522.5%6.355091812#2厂高变1000010.522.5%6.355091812#3厂高变16000105%6.3923.81466.310.4设备名称冷却方式结线方式制造厂型号#1厂高变油浸风冷Y/Y12哈尔滨SJL110000/10#2厂高

42、变油浸风冷Y/Y12哈尔滨SJL110000/10#3厂高变油浸风冷Y/Y12辽阳变压器厂SF7-16000/10第4章 短路电流计算“短路”是电力系统中常发生的一种故障。所谓短路是指电网中某一相导体未通过任何负荷而直接与另一相导体或“地”相碰触13。电网正常运行的破坏大多数是由短路故障引起的，危害很大。电力系统正常运行的破坏多半是由短路故障引起的。计算短路电流的目的是为了选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备、合理的配置各种继电保护和自动装置、比较各种不同方案的接线图、研究短路对用户工作的影响等。为使所选导体和电器具有足够的可靠性,经济性和合理性,并在一定时期内适应系统发展需要,作验算的短

43、路电流应按下列条件确定.(1)容量和接线.(2)短路种类.(3)计算短路点.（其中选择发电机、变压器回路的断路器应比较断路器前或后短路时通过断路器的电流值，择其较大者为短路计算点）4.1短路的原因和危害1.短路的原因有很多，归纳可得到的原因大概有13：(1)设备绝缘损坏。老化、污闪、雾闪、盐碱击穿。(2)外力破坏。雷击、鸟害、动物接触、人员或植物距离太近。(3)设备机械损伤。疲劳严重、断线、倒塔、倒杆、电动力太大拉断导线。(4)运行人员误操作、带地线合隔离开关、带负荷拉隔离开关。2.短路的危害也有很多，归纳可得到的危害大概有13：(1)短路电流的弧光高温直接烧坏电气设备。(2)短路电流造成的大

44、电动力破坏其它设备，造成连续的短路发生。(3)电压太低影响用户的正常供电。(4)引起发电机组相互失去同步，造成稳定破坏，导致大面积停电。(5)短路持续时间太长会造成发电设备的损坏。(6)不对称短路会对通信、铁路、邮电产生干扰，危及通信部门人身设备安全。4.2短路电流计算4.2.1短路电流计算的目的和假定条件1.计算的目的6：(1)选择导体和电气设备；(2)电网接线盒发电厂、变电所电气主接线的比较、选择；(3)选择继电保护装置和整定计算；(4)盐酸接地装置的接触电压和跨步电压；(5)为确定送电线路对附近通信线路电磁危险的影响提供计算资料。2.计算的假定条件和原则6：(1)正常工作时三项系统对称运

45、行。(2)所有电源的电动势相位角相同(3)系统中的同步电机和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流2及导体的集肤效应等影响；转自结构完全对称；定子绕组三项结构完全相同，空间角为120.(4)电力系统中各元件的磁路不饱和(5)电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上。(6)同步电机都具有自动调整励磁装置。(7)短路发生在短路电流为最大值的瞬间。(8)不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。(9)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，元件的电阻均略去不计。(10)元件的参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围。(11)输电线路的电容略去不计。(12)用概率统计法制定短路电流运算曲线。4.2.2短路点的选择短路电流计算方式应时可