某火力发电厂电气一次部分初步设计.doc

1、 摘要 本设计内容某火力发电厂电气一次部分初步设计，包括设计说明书和设计图纸两大部分。设计说明书部分主要编写了火电厂电气主接线方案确定和厂用电设计；发电机、主变压器的选择以及电气设备配置；短路电流的计算；高压电气设备的选择与校验；微机保护的配置与整定计算；防雷保护的规划设计。设计图纸分别是：（1）2100MW火力发电厂电气主接线（2）发电机变压器保护配置（3）发电机变压器差动保护控制回路图。关键词：发电厂；变压器；电力系统；电气设备 Abstract The content of article is the first steps of plant engineering electrica

2、l part design. Including design specifications and design drawings of two parts. Prepared some of the major design specifications of electrical power plants and the main connection scheme for the power plant design; Generators, main transformers and electrical equipment configuration choices; Short-

3、circuit current calculation; High-voltage electrical equipment selection and validation; Configuration and microprocessor-based protection setting calculation; Planning and design of lightning protection. Design drawings are: (1) 2x100MW power plant electrical main connection; (2) generator and tran

4、sformer protection configuration diagram; (3) The generator and transformer differential protection control circuit diagram.Keywords: Power plant;Transformer; Protection; Electrical equipment. 第一章 绪论1.1电力工业发展概况 到2003年底，我国发电机装机容量达38450万千瓦，发电量达19080亿度，居世界第2位。工业用电量已占全部用电量的5070%，是电力系统的最大电能用户，供配电系统的任务就是企

5、业所需电能的供应和分配。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。我国的电力系统从20世纪50年代开始迅速发展。到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。输电线路以220 千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。此外，1989年，台湾省建立了装机容量为1659万千瓦的电力系统。目

6、前我国人均拥有装机容量和人均占有发电量较低，技术经济指标平均水平不高，火电厂的污染物排放量高，电网相对薄弱，供电可靠性偏低。为了提高效率和保护环境，及时关闭低效率、煤耗高、污染严重的小火电机组，以大带小，装设烟气脱硫及降低氮氧化物设施，开展洁净煤燃烧技术的研究及应用。主要的发展方针有：1、积极发展水电，水能资源是可再生的、清洁的能源；在电力系统中，有一定比重的水电装机容量对系统调峰和安全经济运行极为有利；水电站的发电成本低，水库可以综合利用。2、优化发展火电，我国有丰富的煤炭、石油和天然气，火电厂的厂址不受限制，建设周期短，能较快发挥效益。3、适当发展核电。4、重点发展电网，促进全国联网5、因

7、地制宜发展新能源发电，做好农村电气化建设，在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、风力发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。 1.2毕业设计内容及要求（1）发电机型号及其台数：QFN1002型汽轮发电机，2台，UN=10.5kV，不考虑扩建。（2）厂用电率为8%。（3）电力负荷及与系统连接情况。 1）发电机电压负荷：最大40MW，最小30 MW，馈电线路10回。 2）220kV电压级：两回线长为200km的出线与无穷大容量220kV系统相连接。（4）气象条件：年平均气温25，海拔高度小于200m，年平均雷暴日为40天。（5）其它 1）所有架空线路的正序阻抗均取0.4/ km。 2）功率因数

8、均取cos =0.85。2.设计内容及要求：根据给定的条件及参数，合理地制定出电气主接线方案，进行短路电流计算，主要电气设备选择及发变组保护配置。通过此次设计，应掌握继电保护配置原则及整定计算的原则、步骤和方法，培养独立分析问题和解决问题的能力。具体要求如下：（1）发电厂电气主接线设计；（2）厂用电设计；（3）短路电流计算(列出短路电流总表)（4）主要电气设备的选择（即变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线等）；（6）考虑电厂的防雷措施。（7）整理设计内容、绘制图纸，完成设计说明书和答辩。预期成果：（1）标准封面的档案袋一个；（2）毕业设计说明书一份；（3）发电厂电气主接线图纸一张（A

9、3）。所有成果要求计算机打印。 第二章 电气主接线的设计2.1概 述 电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路的相互关系。所以，它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。2.1.1电气主接线的设计原则和要求一 电气主接线的设计原则 电气主接线设计的基本原则为：以下达的设计任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力

10、建设与发展的方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的特点，准确掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。二 电气主接线的设计步骤电气主接线的设计是发电厂、变电站整体设计的重要内容之一。 电气主接线设计的一般步骤：（1） 原始资料分析。根据下达的设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，各电压等级拟定可采用的数个主接线方案。（2） 对拟定的各方案进行技术、经济比较，选出最好的方案。各主接线方案都应该满足系统和用户对供电可靠性的要求，最后确定何种方案，要通过经济比较，选用年运行费用最小的作为最终方案，当然，还要兼顾到今后的扩容和发展。（3） 绘制电气主接线图。二 对主接线设计的基本要

11、求主接线应满足可靠性、灵活性、经济性和发展性等四个方面的要求。（1） 可靠性。为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠性的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分地做好调研工作显得尤为重要。主接线的可靠性不仅包括开关、母线等一次设备，而且包括相对应的继电保护、自动装置等二次设备在运行中的可靠性。不要孤立地分析一次设备的可靠性。为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，做出切合实际的决定。（2） 灵活性。电气主接线的设计，应当适

12、应在运行、热备用、冷备用和检修等各方式下的运行要求。再调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及二次设备，并方便地设置安全措施，不影响电网的正常运行和对其他用户的供电。（3） 经济性。方案的经济性体现在以下三个方面：1） 投资声。主接线要力求简单，以节省一次设备的使用数量；继电保护和二次回路在满足技术要求的前提下，简化配置、优化控制电缆的走向，以节省二次设备和控制电缆的长度；采取措施，限制短路电流，得以选用价廉的轻型设备，节省开支。2） 占地面积小。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个配电装置的占地面积。3） 电能损耗小

13、。经济合理地选择变压器的类型、容量、数量和电压等级。 （4） 发展性。主接线可以容易地从初期接线方式过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，完成过度期的改扩建，切对一次和二次部分的改动工作量最少。2.2 电气主接线的选择 发电厂的主接线的基本环节是电源（发电机或变压器）和引出线。母线（又称汇流母线）是中间环节，它起着汇总和分配电能的作用。由于多数情况下引出线数目要比电源数目多好几倍，故在二者之间采用母线连接既有利于电能交换，还可以使接线简单明了和运行方便。2.2.1主接线的基本形式 1、单母线接线 只有一组母线的接线如图1-1所示是一个典型的单母线接线图。这种接线的特点是电源和

14、供电线路都联在同一母线上。为了便于投入或切除任何一条进、出引线每条引线上都装有可以切除符合电流和故障电流的断路器。（1）单母线接线的主要优点是：接线简单、清晰、采用设备少，投资省，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。（2） 适用范围。 单母线接线一般只适用于一台发电机或一台变压器的以下三种情况： 1）610KV配电装置的出线回数不超过5回； 2）3563KV配电装置的出线回数不超过3回； 3）110220KV配电装置的出线回数不超过3回。 （3）单母线接线缺点：母线停运（母线检修、故障，线路故障后线路保护或断路器拒运）将使全部支路停运，即停电范围为该母线段的100%，且停电时间很长，若为母线

15、自身损坏须待母线修复之后方能恢复各支路运行。 隔离开关作为操作电器，所以断路器和隔离开关在正常运行操作时，必须严格遵守操作顺序；隔离开关“先合后断”或在等电位状态下进行操作。2、 单母线分段接线 单母线接线的缺点可以通过将母线分段的办法来克服。如图2-2所示。当母线的中间装设一个断路器后，即把母线分为两段，这样对重要的用户可以由分别接于两段母线上的两条线路供电。 由于单母线分段接线既保留了单母线接线本身的简单、经济、方便等基本优点，又在一定程度上克服了它的缺点，所以这种接线目前仍被广泛应用。（1） 单母线分段有其如下优点：用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同的段引出两条回路，有两个电源

16、供电；当一段母线发生故障，分段断路器会自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2）单母线分段接线适用范围： 1）610KV配电装置的出线回数为6回及以上时； 2）3563KV配电装置的出线回数为48回时； 3）110220KV配电装置的出线回数为34回时。 （3）单母线分段接线的缺点，当一段母线或母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上所连接的全部引线都要在检修期间停电；当出线为双回路时，需时架空线路出现交叉跨越；扩建时须向两个方向均衡扩建。显然对于大容量发电厂来说，这都是不允许的。因此，还要改进。3、双母线接线双母线接线是根据单母线接线的缺点提出来的，如图2-3所示

17、。双母线接线，其中一组为工作母线，以组为备用母线，并通过母联断路器并联运行，在进行道砟操作时应注意，隔离开关的操作原则是：在等电位下操作或先通后断。它可以有两种运行方式，一种是固定连接分段运行方式。即一些电源与出线固定连接在一组母线上，母联断路器合上，相当于单母线分段运行。另一种工作方式相当于单母线运行方式。很显然双母线分段的可靠性高于前两种接线方式，只是母线保护较复杂。然而它比单母线分段接线的投资更大。 如检修工作母线是其操作步骤是：先合上母线断路器两侧的隔离开关，再合母线断路器，向备用线充电，这是两组母线等电位。为保证不中断供电，应先接通备用母线上的隔离开关，再断开工作母线上的隔离开关。完

18、成母线转换后，在断开母联断路器及其两侧的隔离开关，即可对原工作母线进行检修。 （1）双母线接线的适用范围： 1）610KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时； 2）3563KV配电装置的出线回数超过8回火连接电源较多、负荷较大时； 3）110220KV配电装置的出线回数为5回以上时，或110220KV配电装置，在系统中居重要地位，出线回数在4回以上时。 （2） 双母线接线的优点有：1）供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2）调度灵活。各个电源和各个回路负荷可以任意分配到

19、某一组母线上能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3） 扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线单位电源和符合均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以至界限不同的母线断路时不回如单母线分段那样导致出线交叉跨越。4）便于实验。当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。 双母线接线也有其缺点：1） 增加一组母线和使每回路就须加一组母线隔离开关。2）当母线故障或检修时隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需要隔离开关和断路器之间装设连锁装置。 3) 在任一线路断路器检修时，该回路仍需要停电或

20、短时停电。4、变压器-线路单元接线 发电机和变压器直接连接成一个单元，组成发电机-变压器组，称为单元接线。单元接线的特点是几个元件直接单独连接，其间没有任何横的联系（如母线等），这样不仅减少了电器的数目，简化了配电装置的结构和降低了造价，同时也大大减少了故障的可能性。（1）发电机-双绕组变压器组成的单元接线。在图2-4（a）中，发电机和变压器成为一个单元组，电能经升压后直接进入高压电网。这种接线由于发电机和变压器都不能单独运行，因此，二者的容量应当相等。单元接线的基本缺点是原件之一损坏或检修时，整个单元将被迫停止工作。这种接线形式适用于大型的发电厂。 （2）发电机-三绕组变压器单元接线。如图2

21、-4（b）所示，这种接线在发电机停止工作时变压器高压和中压仍能保持联系，发电机与变压器之间装设断路器和隔离开关。（3） 单元接线的优点：1）接线简单，开关设备少，操作方便。 2）故障可能性小，可靠性高。 3） 由于没有发电机电压母线，无多台机并列，发电机出口短路 电流有所减小。4）配电装置结构简单、占地少、投资省。（4）缺点：单元接线任一元件故障或检修都会影响整个单元的工作。（5）单元接线的应用：1）发电机额定电压超过10KV（单机容量125MW及以上） 2）虽然发电机额定电压不超过10KV，但发电机无地区负荷。5、桥型接线 两个“变压器-线路”连接，便构成桥型接线。桥型接线分为内桥接线和外桥

22、接线两种，如图2-5所示。一 内桥型接线 （1）优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。 （2）缺点：1） 变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运。 2） 桥联断路器检修时，两个回路需解裂运行。 3） 出线断路器检修时，线路需较长时期停运。为避免此缺点，可加装正常段开运行的跨条，为了轮流停电检修任何一组隔离开关，再跨条上需加装两组隔离开关。桥联断路器检修时，也可利用此跨条。 （3）适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况下。二 、外桥型接线 （1）优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。 （2）缺点：

23、1）线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。 2）牵连断路器检修时，两个回路需解裂运行。 3）变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运。为避免此缺点，可加装正常段开运行的跨条，桥联断路器检修时也可利用此跨条。 （3）适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器切换或线路较短时，故障率较少的情况下。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥型接线。2.2.2主接线的设计 1、毕业设计的技术背景和设计依据 （1）电厂规模：装机容量: 装机2台，容量分别为2X100MW, UN=10.5KV气象条件：年最高温度40度，平均气温25度，气象条件一般。厂用电率：8%。（2）

24、出线回数： a.10KV电压等级：馈线10回，10.5KV最大负荷40MW,最小负荷30MW。b.220KV电压等级：200km架空线2回，220KV与无穷大系统连接，接受该发电厂的剩余功率。当取基准容量为100MV.A时，系统归算到220KV母线上的 。 2、主接线的方案（1） 方案一a.220KV电压等级的方案选择。由于220KV 电压等级的电压馈线数目是2回，所以220 KV电压等级的接线形式可以选择单母线接线形式。由于单母线接线本身的简单、经济、方便等基本优点，采用设备少、投资省、操作方便、便于扩建和采用成套配电设备装置，所以220 KV电压等级的接线形式选择为单母线接线。b.10KV

25、电压等级的方案选择。由于10.5KV电压等级的电压馈线数目是10回，所以在本方案中的可选择的接线形式是单母线分段接线。用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同的段引出两条回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器会自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2） 方案二a.220KV电压等级的方案选择。220KV电压等级仍采用单母线接线。b.10KV电压等级的方案选择。由于10KV电压等级的电压馈线数是10回，所以在本方案中选择的接线形式可选择双母线接线。双母线接线具有运行方式灵活，更加安全可靠。并且检修母线时，电源和出线都可以急需工作，不会中断对负荷的供电

26、，当检修任一线断路器时，可用母联断路器替代其工作，减小停电范围。（3） 方案三a.220KV电压等级的方案选择。 由于220kv电压等级的电压馈线数目是2回，所以220KV电压等级的接线方式可以选择外桥接线。这种接线故障率低，可以减少断路器的使用，减少成本。b.10KV电压等级的方案选择。 10KV电压等级的电压馈线数是10回，回路数较多，仍采用单母线分段接线方式。2.2.3方案的选择 设计发电厂的电气主接线时，首先应按技术要求确定可能选用的方案。当有多个方案在技术上相当时，则需进行经济比较。技术上可行方案的选择 设计发电厂主接线时在技术上应考虑的主要问题是： 1）保证全系统运行的稳定性，不应

27、再本厂、站内的故障造成系统的瓦解； 2）保证负荷、特别是重要负荷供电的可靠性及电能质量； 3）各设备、特别要注意高、中压联络变压器的过载是否在允许范围内。 在上述三种方案中，他们在技术上都是有显著差异的，在不同的技术等级中，都有差异。单母线分段在投资上是比双母线接线的投入要小的，而双母线接线的可靠性又比单母线分段接线的可靠性高。根据设计任务书中的要求，在10KV电压等级的出线为10回，出线数目较多，其端电压级只有厂用负荷而没有其他负荷，因此可以对不重要负荷进行短时停电，并不会造成人身危险及设备的破坏。综合考虑10KV电压等级选择单母线分段的接线方式。而对于220KV电压等级只有两回出线，因此可

28、采用单母线接线或外桥接线。但是外桥接线线路投入与切除时，操作复杂，并影响变压器的运行。综合考虑，220KV电压等级采用单母线接线方式。因此本次接线采用方案一。第3章 发电厂主变压器的选择2.1发电厂主变压器台数和容量的确定 变压器的容量、台数直接影响到火电厂的电气主接线形式和配电装置的结构。如果变压器的容量选择过大，台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能的损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选的过小，将可能满足不了火电厂的电力负荷的需要，这在技术上是不合理的在进行主变压器的选择之前，应该了解变压器的选择原则，主要包括变压器容量、台数的确定原则: 一 主变压器台数的确定（1）.

29、主变压器的台数、容量应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑；（2）.在有一级，二级负荷的火电厂中，应该装设两台主变电压器。当技术经济比较合理时主变压器的台数也可以多于两台。如果火电厂可由中、低压侧电力网中取得足够能量的备用电源时，可以装设一台主变压器；（3）.为了保证发电机电压出线供电的可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于2台。若机组较多，发电机母线电压的负荷较小，发电机主要功率送入系统时，主变压器可多于2台。对于地方发电厂，主要是向发电机母线电压的负荷供电，而系统仅作备用电源时，则允许只装设1台主变压器。 因为发电机与变压器组成单元连接，故选择2台主变压器；

30、根据以上原则本次设计选择两台主变压器。二 .发电厂主变压器容量的确定 1. 接于发电机电压母线与升高压电压母线之间的主变压器容量SN按下列条 件选择：（1） 当发电机电压母线上的负荷最小时（特别是发电厂投入运行初期，发电机电压负荷不大)，应能将发电厂的最大剩余功率送至系统，计算中不考虑稀有的最小负荷情况。即： (3-1)式中： -发电机电压母线上的发电机容量之和，MW; -发电机电压母线上的最小负荷，MW； -负荷功率因数； n-发电机电压母线上的主变压器台数。（2） 若发电机电压母线上接有2台及以上主变压器，当负荷最小且其中容量最大的一台变压器退出运行时，其他主变压器应能将发电厂最大剩余功率

31、的70%以上送至系统。即： (3-2) (3) 当发电机电压母线上的负荷最大且其中容量最大的一台机组退出运行时，主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要。即： (3-3)式中： -发电机电压母线上除最大一台机组外，其他发电机容量之和，MW -发电机母线上的最大负荷，MW.对式（3-1）、（3-2）、（3-3）计算结果进行比较，取最大值2. 计算主变压器容量（1）根据式（3-1）当10KV母线上的容量最小时，应有： (2)根据式（3-2）当10KV母线负荷最小且T1、T2之一退出运行时，应有： (3)根据式（3-3）当10KV母线上的负荷最大且G1、G2之一退出时，应有：

32、因此主变压器的容量与126.82MVA相接近。二 主变压器型式的确定1.主变压器相数的确定 在330KV及以下的发电厂和变电所中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式较同容量的三台单相式投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护方便。2. 绕组数的确定 （1）只有一种升高压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所，采用双绕组变压器。（2） 有两种升高压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器。分析原始资料，本次设计的发电厂只有一种升高压所以选择双绕组变压器。二. 绕组连接方式的确定 变压器的绕组连接方式必须使得其线

33、电压与系统线电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统变压器采用的绕组连接方式有三角形D、星形Y。我国电力系统变压器的三相绕组连接方式为：1）110KV及以上电压侧均采用“YN”即有中性点引出并直接接地；2）35KV作为高、中压侧时都可以采用“Y”其中性点不接地或经消弧线圈接地。作为低压侧时可采用“Y”或“D”3）35KV以下电压侧一般为“D”也有“Y”方式。 经分析主变压器绕组的接线方式采用“YND”形式。根据上述的基本原则和对原始资料的认真分析，经查表可选择型号为SFP7-120000/220. 第4章 发电厂自用电设计4.1 厂用电设计的基本要求和原则 一. 高压厂用电压等级的确定火力发电

34、厂采用3KV、6KV、或10KV作为高压厂用电压。在满足技术要求的前提下，优先考虑采用较低的电压。电压等级的确定根据发电机容量和出口电压来确定：1） 对容量在60MW及以上时，可采用3KV；2） 对容量在100300MW时，宜采用6KV；3） 发电机容量在300MW以上，在技术上和经济合理时，也可以采用两种高压厂用电级，如3KV和6KV。 因此本次设计的高压厂用电压等级选择6KV。 二. 厂用工作电源、备用电源及其引线方式的确定 1. 厂用负荷分类 （1）一类负荷。一类负荷指短时停电也可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。如火电厂的给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机

35、、给粉机等。对接有一类负荷的高、低压厂用母线，应有两个独立电源，即应设置工作电源和备用电源，并能自动切换。 （2）二类负荷。二类负荷指允许短时停电，但长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。如火电厂的工业水泵、疏水泵、输煤系统等。对接有二类负荷的厂用母线，也应该有两个独立电源供电，即应设置工作电源和备用电源，一般采用手动切换。 （3）三类负荷。三类负荷指长时间停电也不致直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。如修配车间、试验室、油处理等。对三类负荷，一般由一个电源供电。 2. 厂用工作电源的引接 （1）高压厂用工作电源的引接。高压厂用工作电源（变压器或电抗器）应从发电机回路引接，并

36、尽量满足炉、机电的对应性要求（即发电机供给各自的炉、机和主变压器的厂用负荷）每个高压厂用电源最多连接两个独立的高压厂用母线段。其引接方式与接线形式有关。大体有两种方式： 1）当发电机直接接在发电机母线时，高压厂用工作电源一般由该机所连的母线段引接。 2）当发电机与主变压器成单元或扩大单元接线时，高压厂用工作电源由该单元主变压器低压侧引接。（2） 低压厂用工作电源的引接 低压厂用工作变压器一般由对应的高压厂用段上引接。 3. 厂用备用电源的连接 （1）高压厂用备用电源的连接 1）从发电机电压母线引接，但避免与高压厂用工作母线接在同一母线段。 2）从具有两个及以上电源的最低一级电压母线引接。 （2

37、）低压厂用备用电源的连接 1）低压厂用备用变压器应避免与需要由他充当备用电源的低压厂用工作变压器接在同一段高压母线段上，否则当高压母线段故障或停电时，低压备用变压器也将失去电源。 2）当发电机电压母线上的馈线不带电抗器时低压厂用备用变压器可由该母线引接。三. 高压厂用接线形式的确定 火力发电厂的厂用电系统均采用单母线按炉多分段的形式，以满足可靠性和灵活性的要求。4.2 高压厂用变型号的选择对于分裂式变压器，其容量有如下关系： 高压绕组：Sts1SC-St，分裂绕组：Sts2SC 其中：SC-厂用变压器分裂绕组计算负荷（KVA）； St-分裂绕组2分支重复计算负荷（KVA）； Sts1-厂用变压

38、器高压绕组额定容量（KVA）； Sts2-厂用变压器分裂绕组额定容量（KVA）。 高压绕组：(100x8%x110%)/0.85=10.35MVA 低压绕组：(100x4%x110%)/0.85=5.18MVA 所以，查阅电气设备手册后，本次设计的两台高厂变的容量均选择为25MVA，接线组别为/-12-12，其冷却方式为自然循环风冷。高厂变型号为：SFF3-25000/10(户外型）第5章 短路电流计算 电力系统运行有三种状态：正常运行状态、非正常运行状态和短路故障。在供电系统的设计和运行中，还要考虑到可能发生的故障以及不正常运行情况。对供电系统危害最大的是短路故障。短路电流将引起电动力效应和

39、发热效应以及电压的降低等。因此，短路电流计算是电气主接线的方案比较、电气设备及载流导体的选择、节地计算以及继电保护选择和整定的基础。 短路就是指不同电位导电部分之间的不正常短接。如电力系统中，相与相之间的火中性点直接节地系统中的相与地之间的短接都是短路。为了保证电力系统的安全、可靠运行，在电力系统设计和运行分析中，一定要考虑系统等不正常工作状态。5.1 短路的原因及后果一. 短路原因造成短路的原因通常有以下几种：（1）电气设备及载流导体因绝缘老化、或遭受机械损伤，或因雷击、过电压引起的绝缘损坏。（2）架空线路因大风或导线覆冰引起的电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等都可能导致短路。（3）电气设备

40、因设计、安装、维护不良和运行不当或设备本身不合格引发的短路。（4）运行人员违反安全操作规程而误操作，如运行人员带负荷拉隔离开关，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等都回造成短路。根据国外资料显示，每个人都有违反规程操作的潜意识。（5）其他原因。如输电线断线、倒杆、碰线、或人为盗窃、破坏等原因都可能导致短路。二 短路后果短路故障发生后，由于网络总阻抗大为减小，将在系统中产生几倍甚至几十倍于正常工作电流的短路电流。强大的短路电流将造成严重的后果，主要有以下几方面：（1）强大的短路电流通过电气设备是发热急剧增加，断路持续时间较长时，足以使设备因过热而损坏甚至烧毁；（2）巨大的短路电流将在电气设备

41、的导体间产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏；（3）短路将引起系统电压的突然大幅度下降，系统中主要负荷异步电动机将因转矩下降而减速或停转，造成产品报废甚至设备损坏；（4）短路将引系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，造成大面积停电。这是短路所导致的最严重后果；（5）巨大的短路电流将在周围空气产生很强大电磁厂，尤其是不对称短路时，不平衡电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。5.1.1短路计算的目的和简化假设因为短路故障对电力系统可能造成极其严重的后果，所以一方面应采取措施以限制短路电流，另一方

42、面要正确选择电气设备、载流导体和继电保护装置。这一切都离不开对短路电流故障的分析和短路电流的计算。概括起来，计算短路的主要目的在于：（1）为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据，为此，计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性；（2）为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据；（3）为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。在实际短路计算中，为了简化计算工作，通常采用一些简化假设，其中主要包括：（1）符合用恒定电抗标识或忽略不计；（2）认为系统中个元件参数恒定，在高压网络中不计元件的电阻和导纳，即

43、个元件军用春电抗表示，并认为系统中各发电机的电势通相位，从而避免了复数的运算；（3）系统出不对称故障出现局部不对称，其余部分是三相对称的。5.2短路计算点的确定及短路电流的计算一. 短路点的选择1. 发电机出口发生短路；2. 高压母线发生短路；3. 双回路末端发生短路；二. 系统各元件电抗标幺值的计算：发电机的主要技术参数： 表5-1 发电机的参数型号额定功率MW额定电压KV功率因数XXXQFN-100-210010.50.851.8060.2860.183选取基准功率SB100MVA UB1UaV.N(各级平均额定电压)=230KV UB2=10.5KV. 根据公式：根据公式： 计算个元件的

44、电抗。（1） 发电机G1、G2：X1=X2=0.183x100/100=0.183（2） 变压器T1、T2：X3=X4=0.12x100/120=0.1（3） 架空线路L：X5=0.5x0.4x200x100/230x230=0.08三相短路电流的计算结果总表表5-2 发电机出口发生短路：d164.35KA64.35KA164KA 5.05KA5.05KA12.8KA表5-3 高压母线上发生短路：d21.125KA1.125KV2.9KA表5-4 双回线路末端发生短路：d3第6章 母线和高压电气设备的选择及校验电气装置中的载流导体和电气设备，在正常运行和短路状态时都必须安全可靠地运行。为保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确选择电气设备和载流导体。步骤是先按正常工作条件选择出设备，再按短路电流条件校验其动态稳定性和热稳定性。选择时必须执行国家有关的经济政策，并做到技术先进，经济合理，安全可靠，运行方便为以后发展扩建留有余地。 表6-1 高压电气设