电气自动化论文700MW火力发电厂电气部分设计.docx

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1、电气自动化论文：700MW火力发电厂电气部分设计700MW火力发电厂电气部分设计摘要本设计结合国电某火力发电厂700MW超临界空冷机组工程的实际情况，主要阐述全论文说明了各种设备选取的最基本的要求与原则依据。变压器的选取包括：发电厂主变压器、高压备用变压器及高压厂用变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选取，并制定了适合本厂要求的主接线。短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、以及各短路点的计算等知识；高压电气设备的选取包括母线、

2、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压开关柜的选取原则与要求，并对这些设备进行校验与产品相关介绍。发电厂与变电所的防雷保护则主要针对避雷针与避雷器的设计。此外，在论文适当的位置还附加了图纸及表格以方便阅读、理解与应用。通过对电气主接线的设计、厂用电的设计与计算、短路电流的计算、电气设备的选取与校验以及配电装置的设计，简要完成了700MW超临界空冷机组的电气部分的初步设计。关键词：火力发电厂；电气一次部分；短路电流；电气设备Electrical design of 700MW thermal power plantAbstractBased on the actual situati

3、on of Guodian thermal power plant 700MW supercritical air-cooled unit project, this design mainly describes the basic requirements and principle basis of various equipment selection. The selection of transformer includes: the determination of the number, capacity, model and other main technical data

4、 of the main transformer, high-voltage standby transformer and high-voltage auxiliary transformer in the power plant; the main electrical connection mainly introduces the importance, design basis, basic requirements, advantages and disadvantages of various connection forms as well as the comparison

5、and selection of the main connection, and formulates the main connection suitable for the requirements of the plant Line. Short circuit current calculation is the most important link. This paper introduces the purpose, assumption, general regulations, calculation of component parameters and calculat

6、ion of each short circuit point in detail. The selection of high-voltage electrical equipment includes the selection principles and requirements of bus, high-voltage circuit breaker, isolation switch, current transformer, voltage transformer and high-voltage switchgear Introduce the calibration and

7、product of these equipment. The lightning protection of power plant and substation is mainly aimed at the design of lightning rod and arrester. In addition, drawings and tables are attached to the appropriate position of the paper for easy reading, understanding and application.Through the design of

8、 main electrical connection, the design and calculation of auxiliary power, the calculation of short circuit current, the selection and verification of electrical equipment and the design of power distribution device, the preliminary design of electrical part of 700MW supercritical air cooling unit

9、is completed.Keywords: Thermal power plant; primary electrical part; short circuit current; electrical equipment1 绪论1.1 研究背景与内容目前，国内工业飞速发展，纷纷出现电力供应不足等情况。为此，国家在电力峰谷差较大，主要以火力发电为主的地区，规划建设一批抽水蓄能电站，尽快提高电网的供电、事故备用和调峰能力，提高电网的安全运行水平。在南方则建较多新的机组总装机容量不太大的热电厂，在山东、山西、内蒙古、东北则建一些总装机容量超过百万的大型发电厂，以解决当前电力缺乏的现状。中国电力体

10、制改革标志着电力工业在建立社会主义市场经纪体制，加快社会主义现代化建设的伟业中进入了一个新的发展时期，为了促进电力工业的持续稳定发展，保证西电东送工程的成功建设，满足各地区供电负荷要求，实现安全供电，保证供电可靠性，发电厂的建设具有十分重要的意义。现在，我国电厂发展的趋势是根据经济发展需要和资源状况，以结构调整为基础，节约能源和保护环境为前提，保持电力工业适当的发展速度。如何保证电力供应不短缺，实质是使电力发展与国民经济发展相适应的问题；如何保证安全稳定的供电，既不造成严重缺电，影响国民经济快速健康发展，又不造成电力电量大量富裕，引起电力企业经营困难。这个问题对于我们来说是一个非常现实的问题。

11、因为我国自建国以来长期缺电，筹建电厂并安全投入运行具有不可忽视的作用。本设计是根据毕业任务书设计的要求，综合大学所学的专业知识及电气设备实用手册、电力工程电气设备手册等书籍的有关内容，在指导教师的帮助下，通过本人的精心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致的考虑工程设计的经济性、系统运行的可靠性、灵活性以及该电厂的实际情况等诸多因素，最终完成本次设计。1.2 研究目的和意义发电厂是电力系统的重要组成部分，也直接影响整个电力系统安全与运行。火力发电厂的任务是将燃料中的热能转变为电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。此外发电机组还具有调频调压的功能。随着国民经济的高速发展，我国的电力负荷

12、出现前所未有的高速增长，电力供应不足的现象更加显现。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，因此，做好电力规划，加强电网的建设十分重要。针对目前我国煤炭资源储量相对丰富，以及水电、核电建设周期长，投资大，涉及因素多，风险高，而其他新能源发电受到调频调压技术的制约，因此火力发电在相当长的时间内仍将居于主导地位。为了在火力发电厂设计中，贯彻国家的基本建设方针、政策，优先实行热电联产，讲求经济效益、社会效益，节约能源，节省工程投资，节约原材料，缩短建设周期；因地制宜地利用煤炭资源，实行综合利用，节约用地、用水，保护环境，执行劳动安全和工业卫生等现行的国家标准的规定，做到符合国情、技术先进、经

13、济合理、运行安全可靠。1.3 国内外发展研究几十年来，随着电力工业的迅速发展，国外火电机组的单机容量也不断增大，国外一些工业发达国家广泛采用的火电机组为500800MW，只有美、苏、甘三国采用少数10001300MW机组。采用大机组必然导致火电厂容量的增大。因此，国外火电发展的主要特点是采用高参数大容量机组，建设大电厂。这样做的好处是可以降低单位造价和发电成本，提高劳动生产率，还可以减少布点，便于集中力量，加快电力建设速度。近年来，国外新建火电厂不仅采用大机组，而且台数少。例如：日本的鹿岛电厂安装4台600MW和2台1000MW机组，袖浦电厂安装1台600MW和3台1000MW机组。英国有7座

14、电厂各安装2660660MW机组。有些国家过去由于大机组的制造落后于需要，建设了一些安装机组台数很多的电厂，这种情况以苏联最为突出，1991年11月28日收稿如布尔特什恩和塔什千电厂分别装有12台200MW和160MW机组。伏罗希洛夫电厂装有7台100MW和8台200MW机组。机组台数过多，对运行管理不利。因此，苏联在近几年来新建的大型火电厂一般安装46台800MW机组，个别大电厂准备安装8台800MW机组。因为电厂容量过大，会引起一系列的问题，倒如煤和水的供应问题，灰的处理和环境污染问题不易解决，这些经验都值得我们借鉴。目前国内外的中小型发电厂发电机与变压器之间多采用通过不同的母线接线形式相

15、连。当发电机容量不大、且系统备用容量允许时，可选用扩大单元接线；输送至电力系统部分可选用单母线、单母分段、双母线、双母分段。大型发电厂发电机与变压器之间采用单元接线，发电机出口到主变压器低压侧之间采用全连分相封闭母线，输送至电力系统部分多选用1台半断路器接线方式。大型厂用电源从发电机与变压器之间引出，中小型电厂厂用电源从母线上直接引出。高低压厂用电母线均采用单母线接线，低压厂用电系统采用动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)的供电方式。低压厂用电系统采用中性点直接接地方式的三相四线制。1.4 研究目标与可行性一次部分设计完成主接线的设计、升压变压器的选择、短路电流计算、一次设备的选择，并对

16、断路器和隔离开关等设备进行动、热稳定性校验；二次部分设计完成对主变压器进行保护配置，并对配置的保护进行整定计算。在理论上，设计前期已查阅大量书籍和文献，奠定了坚实的理论基础，且设计中的设备选择与保护整定严格按照手册进行选择和计算，可靠程度高；在技术上，火力发电技术目前已经非常成熟，且接线设计遵循可靠性、灵活性、经济性，继电保护满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性；在经济上，所有设备可靠性较高，但成本不高，有一定的运行效益；在应用上，火力发电技术目前仍居于主导地位，因此方案可行性较大。2 700MW机组电气主接线设计2.1 电气主接线概述电气主接线是发电厂、变电所电气部分的主体。它反映了各设备的功

17、能、连接方式和电路之间的相互关系。因此，它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电设备的布置、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性的作用。一般来说，主要包括以下几个方面：（1） 可靠性：研究电气主接线的可靠性时，应考虑国内外长期运行经验，并对其可靠性进行定性分析。可靠性取决于一次设备和二次设备的集成，在很大程度上取决于设备的可靠性。（2） 灵活性：主接线应能满足调度、检修、扩建的灵活性；（3） 经济性：为节省投资，主接线应尽可能简单，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；二次接线应尽可能简单，以节省二次设备投资；能够限制短路电流；主变压器

18、容量、数量、型号的经济合理选择。将高压电气设备（包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、线路等）的图形用单线绘制成的接线图，称为电气主接线。电气主接线方式的选取，是为满足功率传输要求，对安全性、经济性、可靠性、灵活性的输送电能起着决定性作用。对一个装有700MW机组的电厂而言，电气主接线在电厂设计时就已经根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位、供电负荷的距离等，以及保证输、供电可靠性、运行灵活性、经济性、发展与扩建的可能性等方面，并经综合比较后确定。2.2 700MW机组电气主接线基本接线形式本节主要介绍装有大容量（700MW及以上）汽轮发电机组的发电厂有关的基本主接线形式。2.2

19、1 双母线接线1.一般双母线接线如图2-1所示，它具有两组母线：工作母线与备用母线。每回进出线均经一组断路器与两组母线隔离开关分别接至两组母线，两组母线间通过母线联络断路器QFc相连。图2-1 一般双母线接线有两组母线后，使运行的可靠性与灵活性大为提高，其特点如下：（1）检修任意一组母线时，不会停止对用户的连续供电。例如，检修母线时，可把全部电源与复合线路切换到母线上。（2）运行调度灵活，通过倒换操作能够实现不同形式的运行方式。当母联断路器QFc闭合，进出线适当地分配在两组母线上，形成双母线同时运行的状态（相当于单母线分段的运行方式）。有时为了系统的需要，亦可将母联断路器断开（处于热备用状态

20、两组母线同时运行。这时该电厂相当于分裂成两个电厂各自向系统送电。显然，两组母线同时运行的供电可靠性比只有一组母线运行时高。2.双母线带旁路母线接线一般双母线接线的主要缺点是，检修线路断路器会造成该回路停电。为了检修线路断路器时不致造成停电，可采取带旁路母线的双母线（应该注意的是旁路母线只为检修断路器时不中断供电而设，它不能代替汇流母线），如图2-2所示。在每一回路的线路侧装设一组隔离开关（旁路隔离开关）QS，接到旁路母线上，而旁路母线再经旁路断路器与旁路隔离开关接到两组母线上。图2-2双母线带旁母接线图2-2中设有专用的旁路断路器QF，要检修某一线路的断路器时，基本操作步骤：先合旁路断路器

21、两侧的隔离开关（母线侧合上一个），再合上旁路断路器QF对旁路母线进行充电与检查；若旁路母线正常，则待检修的断路器回路上的旁路隔离开关两侧已经等电位，能够合上该旁路隔离开关；此后可断开带检修短路器及其两侧的隔离开关，对断路器进行检修。此时已通过旁路断路器、旁路母线及有关旁路隔离开关想起供电。3.双母线分段接线双母线接线难以满足大型电厂与变电所对主接线可靠性的要求：不分段的双母线接线在母联断路器故障或一组母线检修，另一组运行母线故障时，有可能造成严重的或全厂（所）停电事故。图2-3 双母线分段接线如图2-3为双母线分段接线。用分段断路器QF3把工作母线分段，每段分别用母联断路器QF1与QF2与备用

22、母线相连。这种接线比一般的双母线接线具有更高的供电可靠性与灵活性。但由于断路器较多，投资较大，一般在进出线路较多（如多于8回线路）时可能用这种接线。以上三种双母线接线方式具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点，在国内大中型电厂与变电所广泛采取。但是这种接线所用设备多，在运行中隔离开关作为操作电器，交易发生误操作。特别是当母线系统发生故障时，需要短时间内切除较多电源与线路，这对于特别重要的大型发电厂变电所是不容许的。2.2.2 3/2断路器接线如图2-4所示，在上与下两组母线之间有3个断路器构成一串，给2个元件（出线或电源）使用，每个元件占用3/2断路器。称为3/2断路器接线，又称3/

23、2接线。图2-43/2接线正常运行时，两组母线与同一串的三个断路器都投入运行，称为完整串运行，形形成多环路状供电，具有很高的可靠性。其主要特点是，任一组母线故障或检修时，只断开与此母线相连的所有断路器，所有回路都不会停电。 任一断路器检修时，所有回路都不会停电(每个回路都经过两台断路器供电)。甚至在一组母线检修另一组母线故障或两组母线同时故障的极端情况下，也不中断供电。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完全串运行，此此时任然不影响任何元件的运行。这种接线运行方便、操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离电器用。在装设700MW机组的大容量电厂中，广泛采取3/2断路器接线。在电厂一

24、期工程中，一般机组与出现数较少。如本期700MW工程，只有两台发电机与两回出线（一回送至霍州500kV变电所，一回备用），构成只有两串的3/2断路器接线。在此情况下，电源（进线）与出线的接入点可采取两种方式：一种是交叉接线，如图2-5（a）所示，将两个同名元件（电源或出线）分别布置在不同串上，并且分别靠近不同母线接入，即电源（变压器）与出线相互交叉配置；另一种是非交叉接线，如图2-5（b）所示，它也将同名元件（电源或出线）分别布置在不同串上，但所有同名元件都靠近同一母线一侧（进线都靠近一组母线，出线都靠近一组母线）。图2-53/2交叉接线3/2非交叉接线通过分析可知：3/2交叉接线比3/2非交

25、叉接线具有更高的运行可靠性，能够减少特殊运行方式下事故扩大。例如，一串中的联络断路器（设502）在检修或停用，当另一串的联络断路器发生异常跳闸或事故跳闸（出线L2故障或进线T2回路故障）时，对非交叉接线将造成切除两个电源，相应的两台发电机甩负荷至零，电厂与系统完全解列；而对交叉接线而言，至少还有一个电源（发电机变压器）可向系统送电，L2故障时T2向L1送电，T2故障时T1向L2送电，仅是联络断路器505异常跳开时也不破坏两台发电机向系统送电。应当指出，当3/2接线的串数多于两串时，由于线路本身构成的闭环回路不止一个，一个串中的联络断路器检修或停用时，任然还有闭环回路，因此不存在交叉接线的优点。

26、2.3 电气主接线形式的确定本期工程700MW超临界空冷凝汽机组以500kV一级电压接入系统，电厂出线1回，接入郑州500kV变电站。500kV系统采取一般双母线接线。考虑到电厂的长期运行，本期工程用电采用机组联合接线，主变侧装设断路器，可避免一台机组检修投产时影响正常运行。结合系统总体规划和本工程近期规划，本工程发电机与主变压器的连接采用全连接分相封闭母线，以保证系统的可靠性，减少运行维护工作量，降低工程造价，发电机与主变压器之间未安装断路器，仅提供一个可拆卸的连接件进行维护和调试。（发电机出口未安装断路器。原因是大电流大容量断路器投资大，在本段线路范围内，发电机出口采用与主变压器和辅助工作

27、母线完全连接的分相封闭母线后，也降低了发生相间短路故障的可能性。）该方案接线简单，投资少，布置简单。高压厂用变压器与励磁变压器由发电机与主变低压侧之间引接。3 700MW机组厂用电设计3.1 厂用电概述及设计原则电厂在启动、运行、停车和检修过程中，有大量的电动机驱动的机械设备。用于保证机组主要设备（如锅炉、汽轮机、发电机等）及输煤、煤粉、除灰、除灰、水处理等的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、运行、试验、检修和照明设备均属于辅助负荷，总用电量统称为辅助用电。厂用电设计要按照运行、维护和建设的要求，考虑全厂的发展规划，妥善解决分期建设带来的问题，积极稳妥地采用已查明的新技术、新设备，使设计经济

28、合理、技术先进，保证机组发电运行的安全、经济和满意。现代大容量火力发电厂要求其生产过程由计算机自动控制。为了达到这一要求，需要使用许多辅助机械和自动监测设备（如锅炉、汽轮机和发电机）以及辅助设备，而绝大多数机械是电力驱动的。因此，需要为这些电机自动监测设备和计算机供电。这种供电系统称为辅助供电系统。厂用电系统设有完善的监测仪表、控制系统、保护联锁及自动装置等。辅助电源的可靠性是整个电厂安全运行的关键，因此辅助电源系统的设计应满足以下基本要求：（1）系统应安全可靠厂用电源系统的接线方式和供电能力应能满足正常供电、事故异常、检修状态等工况的供电要求。同时考虑机组启停时的供电，便于电源切换操作。一般

29、来说，每台机组的厂用电系统应尽量相互独立。当一台机组的厂用电系统发生故障或其相关设备发生故障时，只会影响机组的运行，不影响其他机组的正常运行，同时能使机组在短时间内恢复运行。合理安排公共负荷供电方式，尽量减小事故影响范围。（2）系统接线简明、运行灵活厂用电源系统分期建设与现场施工中厂用电系统的扩建方便与可靠切换运行，应结合远景规划，统一安排，便于过渡，尽可能减少改变接线与变换设备。同时要与电气主接线的方式相结合来考虑，尤其是在备用电源引线时。（3）符合经济性要求在满足可靠性的同时，还应注意厂用电源系统的经济性，压宿投资，降低运行费用。3.2 厂用电的电压等级确定700MW机组厂用电电压的选取，

30、与很多因素有关，如厂用电接线方式，短路电流水平，母线电压水平，设备制造水平等。对700MW机组的厂用电，根据国内以往若干电厂的设置情况，可分为以下两种：方案一：厂用电采取6kV与380V两个电压等级。配电原则是：200kW及以上的电动机采取6kV电压供电，200kW以下的电动机采取380V电压供电。方案二：厂用电采取10kV、3kV与380V三个电压等级。配电原则是：2000kW及以上的电动机采取10kV电压供电，2002000kW的电动机采取3kV电压供电，200kW以下的电动机采取380V电压供电。方案已采取一个6kV等级的厂用高压，而方案二采取了10kV与3kV两个等级的厂用高压。原则上

31、前者可使厂用电系统简化、设备减少，但是许多2000kW以上的大容量电动机接在6kV母线上，也会带来设备选取与运行方面的问题，如9000kW电动给水泵的启动就要考虑许多因素。700MW机组厂用电压等级采取哪一种方案，在设计时都要经过诸多因素的综合比较后予以确定。由于本期工程厂用负荷较大，高压电机数量较多，厂用高压母线短路故障时，电动机的反馈电流大，在此种情况下，考虑到国内电机产品10kV系列中、小容量电动机生产、制造不存在问题。其余配电设备，因为10kV是我国标准配电电压等级，10kV开关柜、变压器、电缆，因此本工程选用10kV一级电压。3.3 厂用电源及其引接方式发电厂的厂用电源必须供电可靠

32、且能满足电厂各种工作状态的要求，除应具有正常的工作电源外，还应设置启动/备用电源与事故保安电源。下面简绍本工程700MW机组的厂用电源引接方式。3.3.1 厂用工作电源及其引接对于大容量机组，各台机组的厂用工作电源必须是独立的，保证机组正常运行最基本的电源，要求供电可靠，而且要满足整套机炉的全部厂用负荷要求。本工程700MW机组采取发电机变压器组电源接线，并采取全连式分相封闭母线。主变压器侧设有断路器，可避免一台机组检修与投运时影响另一台机组的正常运行。机组厂用电源从发电机G到主变压器T之间的全连式分相封闭母线引接，即从发电机出口经高压厂用变压器将发电机出口22kV电压降到所需的10kV厂用

33、高压。700MW机组的厂用分支上不装设断路器，主要原因是：开断电流很大，断路器难以选取，而且发电机出口到主变压器与厂用工作母线采取全连式分相封闭母线后，此段线路范围内，相间短路故障的可能性亦已降低。也不装设隔离开关，只设置可拆连接片，以供检修与调试用。此方案接线简单、投资低、布置简单。低压380V厂用工作电源，由10kV高压厂用工作母线通过低压厂用工作变压器引接。3.3.2 启动/备用电源及其引接备用电源用于因工作电源事故或检修时带提工作电源，起到后备作用。备用电源应具有独立性与足够的容量，最好能与电力系统紧密联系，在全长停电的情况下任然能从系统获得厂用电源。启动电源一般是指机组在启动或停运过

34、程中，工作电源不可能供电的情况下为该机组的厂用负荷提供电源。本工程2台700MW机组启动、备用厂用电源与其它机组一样，采取采取启动电源兼做备用电源的方式设置，启动/备用电源可由用现有的霍州寺庄220kV变电所引接。对于380V低压厂用备用电源，与低压工作电源的引接方法类似，也从高压厂用母线经低压变压器引接，但低压工作电源与备用电源取至不同的厂用高压母线分段上。3.3.3 事故保安电源及其引接对于大容量发电机组，当厂用工作电源与备用电源都消失时，为确保能安全停机，应该设置事故保安电源。通常采取的事故保安电源有蓄电池组、柴油发电机、外接电源。本工程每台机组设置一套380V、三相、50Hz柴油发电机

35、组作为机组的事故保安电源。柴油发电机组连接到保安电动机控制中心。当失去厂用电源时，柴油发电机组能在1015s之内快速启动，向保安负荷供电。3.4 厂用电接线设计厂用电接线方式合理与否，对机、炉、电的辅机以及整个发电厂的工作可靠性有很大的影响。厂用电的接线应保证厂用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可靠、灵活、方便等要求。3.4.1 10kV高压厂用母线接线设计本工程2台700MW超临界空冷机组10kV高压厂用母线的接线形式：单母线分段接线，且按炉分段（将厂用母线按锅炉台数分成若干独立段，凡属同一台锅炉的厂用负荷均接在同一段母线上，与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷也接在该段上，而该段母

36、线由其对应的发电机组供电）。图3-1 10kv高压厂用电接线图因此，每台机组设置A、B两段10kV母线，由双分裂厂用变压器供电，锅炉、汽机的双套辅机由A、B段母线供电。全厂公用负荷分摊到A、B两段母线。10kV高压工作母线向全厂低压厂用变压器与大于、等于200kW的电动机供电。如图3-1所示，每台机组设置一台分裂绕组高压厂用变压器，容量为45MVA；两台机组设置1台起动/备用变压器，容量为65/45-45MVA。每台机组共2段10kV工作母线。该方案的优点是：接线简单清晰，共箱封闭母线布置方便，占地面积最小，最适应现场场地条件。3.4.2 380/220V低压厂用电系统接线设计本工程低压厂用电

37、系统采取380/220V中性点直接接地系统，PC-MCC供电方式。PC-MCC的设置原则为：成对的两台低压厂用变压器低压侧设立两段PC母线，用断路器分段。正常工作时，断路器打开，不设置自动切换。但允许短时合上断路器，以便正常检修时转移负荷。在负荷中心设立MCC母线，向就近负荷供电，其电源由相应PC引接两路，一路工作，一路备用，采取手动或自动切换方式。动力中心PC主要供电给下列负荷：大于等于75kW，小于200kW的电动机；大于等于100kVA静态负荷。电动机控制中心MCC主要供电给下列负荷：75kW以下的电动机与小于100kVA的静态负荷由电动机控制中心供电。成对的低压电动机分别由对应的动力中

38、心与电动机控制中心供电。主厂房内每台机、炉的两台低压厂用工作变压器互为备用，两台公用变压器互为备用。每台机组设1台容量为500kVA检修变压器与1台容量为500kVA照明变压器。两台机组的检修变压器、照明变压器互为备用。厂区内其它厂用变压器根据分片集中供电的原则设置。所有低压变压器接线组别为D，yn11，型式为干式。3.5 厂用负荷计算大型火电厂厂用负荷可达上千台，主要分布于汽水系统、循环水与供水系统、开式与闭式冷却水系统、润滑油系统、制粉系统、燃烧系统、输煤系统、燃油或点火油系统、水预处理与化学水系统、除灰系统、控制系统及电气、修配、暖通等公用负荷。厂用负荷按其在生产过程中的重要性可划分为：

39、1）类负荷：如火力发电厂送、引风机、给粉机、给水泵、凝结水泵、循环水泵等。通常它们都设有两套或多套相同设备。如：2100%表示有两套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带满负荷；正常运行时，一套运行，另一套备用或检修，能够相互连锁切换，如凝结水泵、工业水泵、疏水泵等。250%表示有两套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带50%负荷；正常运行时，两套同时运行，没有备用，其中一套因故障停运时，则主机降低出力到50%，如引风机、送风机、二次风机等。350%表示有三套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带50%负荷；正常运行时，两套同时运行，另一套备用或检修，能够相互连锁切

40、换；其中一套因故障停运时，不影响主机的出力，如真空泵、电动给水泵。（2）类负荷：允许短时间停电，但如果停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产，如钢球磨煤机、碎煤机等。类负荷与类负荷的供电方式基本相同，所不同的仅是备用电源不用自动投入，而用手动投入即可。（3）类负荷：一般与生产工艺过程无直接关系，即便较长时间停电，也不会直接影响到正常运行，如油处理设施及中央修配厂等负荷，这类负荷允许只有一个电源，在有条件情况下也设有备用电源，但没有备用设备。表3-1火力发电厂主要厂用电负荷及其分类表分 类 名称 负荷类别 运行方式 备注锅炉负荷 引风机 类 经常、连续 送风机 类 经常、连续 二次风机 类

41、经常、连续 空气预热器 类 经常、连续 炉水循环泵 类 经常、连续 磨煤机 类、类 经常、连续 储库式制粉系统为类 给煤机 类、类 经常、连续 储库式制粉系统为类 排粉机 类、类 不经常、连续 储库式制粉系统为类 给粉机 类、类 不经常、连续 储库式制粉系统为类 1厂用负荷的计算方法厂用负荷的计算常采取“换算系数法”：S厂用分段母线上的计算负荷，kVAP电动机的计算功率kW；K换算系数（具体取值参见下表）表3-2换算系数机组容量（MW） 125 200 机组容量（MW） 125 200给水泵及循环水泵电动机 1.0 1.0 其它高压电动机 0.8 0.85凝结水泵电动机 0.8 1.0 其它低

42、压电动机 0.8 0.73.6 厂用变压器的选取电力变压器（文字符号为T或者TM），根据国际电工委员会界定，凡是三相变压器的额定容量在5k VA及以上，单相的在1k VA及以上的输变电用变压器，均称为电力变压器。电力变压器是发电厂和变电所中重要的一次设备之一，随着电力系统电压等级的提高和规模的扩大，电压升压和降压的层次增多，系统中变压器的总容量已达发电容量的710倍。可见，电力变压器的运行时电力生产中非常重要的环节。主变压器在电气设备投资中所占的比例较大，同时与之相适应的配电装置，特别是大容量、高电压的配电装置的投资也很大。因此，主变压器的选择对发电厂、变电所的技术影响很大。变压器选取的基本原

43、则与应考虑的因素（1）变压器、原副边额定电压应分别与引接点与厂用电系统的额定电压相适应。（2）连接组别的选取，应使同一电压等级（高压或低压）的厂用工作、备用变压器输出电压的相位一致。（3）阻抗电压及调压方式的选取，应使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内，厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的5%。（4）变压器的容量必须保证厂用机械及设备能从电源获得足够的功率。厂用变压器三相双绕组固体浇注式无励磁调压铜芯干式变压器，其技术数据如下；暗备用接线的变压器负荷计算时，不仅要计算两个不同PC半段的容量，还应考虑两个半段与在一起时的负荷容量，因为两个半段连接的是一台机组的两台互为备用的辅机负荷。因此

44、计算一台变压器容量时，为两个半段负荷容量之与，扣除重复负荷容量。其它低压厂用变压器的选取方法与之类似，都选取型号为SCB10-X/10的三相双绕组固体浇注式无励磁调压铜芯干式变压器。特别的，为保证照明电压的质量，照明变压器选取SCZB10-500/10型三相双绕组固体浇注式有载调压铜芯干式变压器。表3-310kv干式变压器型号 额定容量（kVA） 额定电压（kV） 连接组别 损耗（W） 空载电流（%） 阻抗电压（%） 空载 负载 SCB10-1700/10 1700 10.522.5%/0.4kV D，yn11 2140 10200 0.6 6SCB10-2000/10 2000 10.52

45、2.5%/0.4kV D，yn11 2400 12700 0.4 64 最大持续工作电流及短路计算4.1 各回路最大持续工作电流电气设备的额定电流 I N 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流I g.max。根据公式能够计算出各回路最大持续工作电流。（4.1）其中：Smax 为所统计各电压侧负荷容量，Un 为各电压级额定电压。4.2 短路电流计算的主要目的电力系统短路电流计算的主要目的有:（1）选取导体与电气设备；（2）电气主接线的比较与选取；（3）选取继电保护装置与整定计算；（4）验算接地装置的接触电压与跨步电压；（5）分析送电线路对通讯设施的影响。本次设计，进行短路电流计算

46、主要是为了导体与电气设备的选择。4.3 一般规定4.3.1 计算的假定条件短路电流实用计算中，作如下假设：（1）正常工作时三相系统对称运行。（2）系统中所有发电机都在额定负荷下运行。（3）短路发生在短路电流最大的瞬间。（4）非无限大容量电源供电时，发电机的等值电抗为 。（5）发电机电动势均采取次暂态电动势 ，且同相位。认为 在短路瞬间不变，即 。（6）短路点以外的负荷能够去掉，当短路点附近有大容量电动机时，则要计及电动机反馈电流的影响。（7）不考虑短路点的电弧阻抗。（8）忽略线路对地电容与变压器的励磁支路，计算110kV及以上高压电网时，忽略线路电阻的影响，只计电抗。4.3.2 接线方式计算短

47、路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式，即最大运行方式。但不考虑在切换过程中可能短时并列运行的接线方式(如切换厂用变压器时的短时并列)。4.3.3 短路类型一般按三相短路计算。通常三相短路时的短路电流最大，若其他类型短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况计算。在本设计的电气主系统中，由于发电机出口采取分相封闭母线，故障几率小，所以运行可靠性高，及不可能出现比三相短路更为严重的短路类型，所以只需计算三相短路电流。4.3.4 短路计算点在计算电路图中，同电位各短路点的短路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同而不同。校验电器与载流导体时，必须确定电气设备

48、与载流导体处于最严重情况的短路点，使通过的短路电流校验值为最大。例如：两侧均有电源的断路器，如发电厂与系统相联系的出线断路器与发电机、变压器回路的断路器，应比较断路器前、后短路时通过断路器的电流值，择其大者为计算短路点；母联断路器应考虑当采取该断路器向备用母线充电时，备用母线故障流过该备用母线的全部短路电流；带电抗器的出线回路由于干式电抗器工作可靠性较高，且断路器与电抗器间的连线很短，故障几率小，电器一般可选电抗器后为计算短路点，这样出线可选用轻型断路器，以节约投资。当10KV厂用母线短路时，如果高备变代替其中一台厂高变工作，流经厂高变与高备变的短路电流，要经过计算才能比较大小。综上述分析，计算电路图中的短路点可设置为四点，即母线、发电机出口、厂高变分裂绕组一侧与高备变分裂绕组一侧。4.4 短路电流计算步骤实用计算中，用运算曲线法计算短路电流的具体步骤：（1）选取短路计算点；（2）系统元件参数计