4×300MW发电厂电气部分初步设计

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书4300MW发电厂电气部分初步设计引 言电力工业的迅速发展，对发电厂的设计提出了更高的要求，为促进社会主义经济的发展，我国正大力发展电力工业。高参数、大容量、高效率的大机组标志一个国家的技术装备水平。自改革开放以来，我国电力工业的技术装备水平得到了较大的提高，大型发电机组有了较快的增长。据统计，1978年全国200MW及以上的发电机组只有18台，共4.32GW，占全部装机容量的7.6%，到1997年则上升到424台，共113.2GW，占全部装机容量的44.5%。尤以300MW火力机组居多，300MW机组已成为我国各大电网的主力机组。本论文是针对4300MW火力发电厂的设计。发电厂的容量越大，在系统中的地位越重要，其影响也越大。本次设计主要有：电气主接线设计、厂用电设计、设备的选择与校验和厂用电动机控制信号回路设计四部分内容。在发电厂电气主接线的设计中，应综合考虑电厂的性质、规模和在系统中的地位等因素。在厂用电动机控制信号回路设计中，本论文应用flash软件实现其多媒体演示。第一章 电气主接线设计发电厂电气主接线的确定与机组容量、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式等的拟定有着密切的关系。主接线设计是否合理，不仅关系到电厂的安全经济运行，也关系到整个电力系统的安全。因此，发电厂的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。1.1 300MW机组电气主接线形式发电厂的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明该厂的发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线和输电线路等之间是如何连接及如何接入系统的。电厂容量越大，在系统中的地位越重要，则影响也越大。因此，发电厂电气主接线的设计应综合考虑电厂所在电力系统的特点：电厂的性质、规模和在系统中的地位；电厂所供负荷的范围、性质和出线回路数等因素，并满足安全可靠、运行灵活，检修方便、运行经济和远景发展等要求。300MW汽轮发电机组的典型接线为双母带旁路母线。由于300MW汽轮发电机组容量大，且发电机电压高，电厂又通常设在能源基地，故不需装设发电机电压母线，发电机与双绕组变压器成单元接线，将电能升高电压后直接送入220kV或500kV系统。为了免除发电机遭受出口短路巨大短路电动力的损害，在发电机与变压器低压绕组之间采用全连式分相封闭母线连接。此外分相封闭母线还具有减少母线相间电动力和降低大电流母线周围铁磁物质发热的优点。由于300MW汽轮发电机工作电流大，要求开断的短路电流也相当大，而生产这种发电机出口断路器的技术复杂，价格昂贵，所以我国300MW汽轮发电机出口不设断路器，仅在发电机变压器组高压侧装设断路器。关于在封闭母线内是否装设隔离开关的问题，由于运行时封闭母线内温度高，且不便于巡视检查和检修，所以多数电厂取消了这一隔离开关，但没有可拆接的连接点，以满足发电机试验的需要。在发电机与变压器之间的母线上以封闭母线形式支接分裂绕组变压器，作为高压厂用工作电源。分裂绕组变压器的高压侧也不装断路器和隔离开关。11.2 主接线方案的确定1.2.1 设计方案此电厂为单机容量为300MW ，总装机容量1200 MW ，电压等级为220KV与500KV两个电压等级。分两期建设，一期装机容量2*300 MW。遵循300 MW大机组接线的原则，选取了以下两种方案。主接线图如下：图1-1 方案一图1-2 方案二1.2.2 方案的选择我国目前装备300MW汽轮发电机组的电厂厂用的主接线形式有：一般220KV侧的主接线采用双母带旁路接线，具有很高的供电可靠性、调度灵活性，扩建方便，便于试验，适合目前电力发展需求，两组母线同时工作，并且通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上，即称之为固定连接方式运行。这也是目前生产中最常用的运行方式，它的母线继电保护相对比较简单。双母分段带旁路接线可靠性和灵活性比较差，不适合大容量机组。500kV采用一个半断路器接线，它既是一种双母线接线，又是一种多环接线。它具有两者的优点，是一种布置清晰，可靠性高，运行灵活的接线。因此，选择方案二为本设计的主接线。1.3 发电机及主变压器的选择1.3.1 发电机的参数选择表1-1 发动机的参数型号额定（MVA）额定功率因数定子额定电流（A）定子额定电压(kV)QFSN-300-23530.8510189201.3.2 主变压器的参数选择主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的欲度来选择： （1-1）=1.1300（1-6%）/0.85=364.94（MVA）表1-2 主变压器的参数型号额定电压（kV）接线组别阻抗电压空载损耗空载电流负载损耗高压低压SFP-370000/50052520 YN，d1114.2%180KW0.2%890KWSFP9-370000/22024220 YN，d1114.021747881.3.3 联络变压器参数的选择联络变压器容量根据联络线上的功率选择，应选自耦变压器，电压等级选500kV。表1-3联络变压器的参数型号额定电压(kV)额定容量（MVA）阻抗电压（%）高压中压低压高-中高-低中-低ODFPSZ-250000/50050023035250/250/4011.8941.0325.80第二章 厂用电的设计现代大容量火力发电厂要求其生产过程实现自动化并采用计算机控制，为了实现这一要求，需要有厂用机械和自动化监控设备，其中绝大多数厂用机械采用电动机拖动。因此，需要向这些电动机、自动化监控设备和计算机供电，这种电厂自用的供电系统称为厂用电系统。2.1 厂用电的设计原则厂用电系统的接线是否合理，对保证厂用负荷的连续供电和发电厂安全经济运行至关重要。由于厂用电负荷多，分布广，工作环境差和操作频繁等原因，厂用电事故在电厂事故中占有很大的比例。此外，还因为厂用电接线的过渡和设备的异动比主系统频繁，如若考虑不周，也常常会埋下事故的隐患。此外人们对厂用电往往不如对主系统那么重视，这就很容易让事故钻空子。统计表明，不少安全停电是由于厂用电事故引起的。因此，必须把厂用电系统的合理设计安全运行提到应有的高度来认识。对300MW汽轮发电机组厂用电接线设计的要求是：（1）各机组的厂用电系统应是独立的。厂用电接线在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并要求受厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复本机组的运行。（2）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。在厂用电系统接线中，不应存在可能导致发电厂切断多于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。（3）厂用电的工作电源及备用电源接线应能保证各单元机组和全厂的安全运行。（4）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备。（5）设置足够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。另外，还要设计符合电能质量指标的交流不间断电源，以保证不允许间断供电的热工负荷和计算机的用电。2.2 厂用电接线方案此方案采用单独设置的两段公用负荷母线集中供全厂公用负荷用电，该公用段正常是由启动备用变压器供电。这种接线的优点：公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独力性强，便于各机组厂用母线清扫。图2-1 厂用电接线图2.3 厂用变压器的选择（1）选择原则1）高压厂用工作变压器容量应按高压电动机计算负荷的110%与低压厂用电计算负荷之和选择。低压厂用工作变压器的容量留有10%左右的裕度。2）高压厂用备用变压器或启动/备用变压器容量应满足原有公用负荷及最大一台工作变压器的备用要求。（2）厂用变压器采用分裂双绕组变压器，按厂用电率选择容量。 （2-1） （2-2）Smax=PG6.5 1.1/ （2-3）=3006.5 1.1/0.85=24.07MVA表2-1 变压器参数表型号额定容量（MVA）额定电压（KV）负载损耗（KW）阻抗电压（）高 压低 压SFF7 -40000/2040/25/2518；20；246.3-6.317416.5SFPFZ-40000/3540/25/2535；36.56.3-6.317419.0SFF9-40000/22040/25/25220；2306.3-6.319223.0第三章 短路电流的计算3.1 短路电流计算的目的、规定和步骤3.1.1 短路电流计算的目的在发电厂和变电所的电气设计中,短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：（1）在选择电气主接线时，为了比较各种方式接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路电流为依据。（5）接地装置的设计，也需用短路电流。3.1.2 短路电流计算的一般规定验算导体和电器时所用短路电流，一般有以下规定：（1）计算的基本情况：电力系统中所有电源均在额定负荷下运行； 所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；短路发生在短路电流为最大值的瞬间；所有电源的电动势相位角相同；应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。（2）接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。（3）计算容量应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后5 10年）。（4）短路种类一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行比较。（5） 短路计算点在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的6 10KV出线与厂用分支线回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。3.1.3 短路电流计算步骤在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用曲线法。现见其计算步骤简述如下：（1）选择计算短路点。（2）画等值网络（次暂态网络）图：首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗。选取基准容量和基准电压（一般取各级的平均电压）。将各元件电抗换算为同意基准值的标幺电抗。绘出等值网络图，并将各元件电抗统一编号。（3）化简等值网络：为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移阻抗。（4）求计算电抗。（5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值（运算曲线只作到=3.5）。（6）计算无限大容量（3）的电源供给的短路电流周期分量。（7）计算短路电流周期分量有名值。（8）计算短路电流冲击值。（9）计算异步电动机供给的短路电流。（10）绘制短路电流计算结果表。3.2 短路元件参数的计算3.2.1 基准值的计算高压短路电流计算一般只计及各元件(即发电机、变压器、电抗器、线路等)的电抗，采用标幺值计算。为了方便计算，取基准容量。基准电压取各级的平均电压。发电机参数： = （3-1）主变压器参数：1#主变与2#主变参数相同： （3-2）3#主变与4#主变参数相同： （3-3）5#联络变参数： （3-4） =1/2（11.89+41.03-25.80） =13.56 （3-5） =1/2（11.89+25.80-41.03） =-3.34 （3-6） =1/2（25.80+41.03-11.89） =27.47分裂绕组厂用变压器参数计算：1#、2#、3#、4#厂用变：2#厂用启备变压器：1#厂用启备变压器：表3-1 基准值的计算元件参数发电机主变压器联络变压器厂用变压器 1#、3#、2#、4#启备变压器1# 2#3# 4#1# 2#3# 4#低压侧中压侧高压侧1#2#阻抗标幺值0.4390.3790.3840.109900.05420.41250.5750.4753.2.2 短路电流计算等值电路图如下：S13421011981413151616121575ABCD（1）d-1短路点：图3-1图3-2星网变换消去图3-2中b节点，见图3-3 图3-3图 3-4图 3-5各电源对短路点的转移阻抗：XXXXX计算电抗：XXXXX计算电抗大于3,可以认为其周期分量不衰减,短路标幺值如下计算：III计算电抗小于3,查差计算曲线数字表求出短路周期电流的标幺值：III有名值计算：IIII短路电流冲击值：短路全电流最大有效值：（2）d-2短路点：等值电路图如下：图 3-6星网变换消去b节点，见图3-7图 3-7各电源对短路点的转移阻抗：XXXXX计算电抗为：XXXXXIIIIIII有名值计算：IIIII短路电流冲击值：短路全电流最大有效值：（3）d-3短路点：等值电路图如下：图 3-8星网变换，如图3-9图 3-9 =38.197各电源对短路点的转移阻抗：XXXX计算电抗：X计算电抗大于3，可以认为其周期分量不衰减,短路计算标幺值如下：I有名值计算：III短路电流冲击值：短路全电流最大有效值：（4）d-4短路点：等值电路图如下：图 3-10图 3-11星网变换，如图3-12图 3-12 =38.168各电源对短路点的转移阻抗：XXX计算电抗：X计算电抗大于3，可以认为其周期分量不衰减,短路计算标幺值如下：I有名值计算：III短路电流冲击值：短路全电流最大有效值：（5）d-5短路点：等值电路图如下：图 3-13图 3-14 =45.557各电源对短路点的转移阻抗：XXX计算电抗：X计算电抗大于3，可以认为其周期分量不衰减,短路计算标幺值如下：I查表得：有名值计算：II短路电流冲击值：短路全电流最大有效值：（6）d-6路点：等值电路图如下：图 3-15图 3-16 =58.708图 3-17 =39.685各电源对短路点的转移阻抗：XX计算电抗：X查计算曲线数字表求出短路周期电流的标幺值：由于、均大于3，古人为周期分量不衰减，短路电流标幺值由下式计算：I有名值计算：III短路电流冲击值：短路全电流最大有效值：（7）d-7短路点：等值电路图如下：图 3-18各电源对短路点的转移阻抗：XXXXX计算电抗：X查计算曲线数字表求出短路周期电流的标幺值：有名值计算：IIII短路电流冲击值：短路全电流最大有效值：第四章 电气设备的选择与校验4.1 各回路持续工作电流的计算（1）发电机回路 （4-1）（2）1主变高压母线侧（3）3主变编高压侧（4）1启备变高压侧（5）2启备变高压侧（6）1厂用低压侧 （7）220KV出线= （8）500KV出线=（9）联络变压器高压侧： 低压侧：中压侧：（10）1启备变低压侧（11）2启备变低压侧4.2 断路器与隔离开关的选择与校验1主变高压母线侧：（1）断路器：SW6-245（W） 额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 额定关合电流： 动稳定校验： 满足 热稳定校验： 查表得S1所以，满足要求。（2）隔离开关：GW7-220D（W）额定电压： 额定电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表得S1所以，满足要求。3#、4#高压母线侧：（1）断路器：ZW6-500（H）额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表得S1所以，满足要求。（2）隔离开关：GW7-500D（W）额定电压： 额定电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表得1所以，满足要求。220KV出线：（1）断路器：SW6-245（W）额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 额定关合电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得S1所以，满足要求。（2）隔离开关：GW7-220D（W）额定电压： 额定电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得S1所以，满足要求。500KV出线：（1）断路器：ZW6-500（H）额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得S1所以，满足要求。（2）隔离开关：GW7-500D（W）额定电压： 额定电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得1所以，满足要求。1#、2#、3#、4#厂用变低压侧：（1）断路器：SN10-10额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得S所以，满足要求。（2）隔离开关：GN2-10/3000额定电压： 额定电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得1所以，满足要求。1#起动备用变压器低压侧：（1）断路器：SN10-10额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得S所以，满足要求。（2）隔离开关：GN2-10/3000额定电压： 额定电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得所以，满足要求。2#起动备用变压器低压侧：（1）断路器：SN10-10额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得S所以，满足要求。2隔离开关：GN2-10/3000额定电压： 额定电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得所以，满足要求。联络变低压侧：（1）断路器：KW6-35额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得S所以，满足要求。（2）隔离开关：不加1#起动备用变压器高压侧：（1）断路器：SW6-245（W） 额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 动稳定校验： 满足热稳定校验： 查表第112页（5-1），得S所以，满足要求。2隔离开关：不加表4-1 断路器和隔离开关的型号断路器隔离开关位置型号位置型号1#、2#主变出口SW6-245（W）220KV母线侧GE7-220D（W）500KV母线侧GW7-500D500KV母线外LW6-500（H）1#、2#、3#、4#厂用变低压侧SN10-101#、2#、3#、4#厂用变低压侧GN2-10/30001#起备变低压侧SN10-101#起备变低压侧GN2-10/30002#起备变低压侧SN10-102#起备变低压侧GN2-10/3000联络变低压侧KW6-35联络变低压侧无1#起备变高压侧SW6-245（W）1#起备变高压侧无4.3 电压互感器与电流互感器的选择4.3.1 CT的选择以T1、T2高压母线侧：LCW-220为例一次回路电压：一次回路电流：内部动稳定：满足热稳定：满足表4-2 电流互感器的型号位置T1、T2高压母线侧T3、T4高压母线侧220KV出线500KV出线1#、2#、3#、4#厂用变低压侧1#、2#起备变低压侧联络变低压侧型号LCW-220LB1-500W1LCW-220LB1-500W1LBJ-10LBJ-10LCW-354.3.2 PT的选择表4-3 电压互感器的型号位置型号额定电压（kv）次级绕组额定容量（VA）0.5220kV出线JCC5-220220/；0.1/；0.11501#、2#主变压器高压母线侧TYD220/-0.005220/；0.1/；0.11503#、4#主变压器高压侧TYD3 500/-0.005500/；0.1/；0.1300联络变压器低压侧3JDX7-3535/；0.1/；0.1/3150发电机与主变压器之间3JDZ-2020/；0.1/；0.1100500kV出线及联络变高压侧TYD3 500/-0.005500/；0.1/；0.13004.4 高压熔断器和避雷器的选择4.4.1 高压熔断器的选择熔断器的形式可根据安装地点、使用要求选用。作为电力线路、电力变压器的短路或过载保护，可选用RN1，RN3，RN5，RN6，RW3-RW7，RW9-RW11等。作为电压互感器（3-110KV）的短路保护可选RN2，RN4，RW10，RXW0等系列。以选用RW10-35型为例进行校验选择额定电流 0.5 额定电压35KV 开断容量2000MVA校验： 额定电压： 额定电流： =1.05 =0.0173KA所以，满足要求。表4-4 熔断器的选择表支路名称型 号额定电压（KV）开断容量（MVA）额定电流（KA）1#，2#，3#，4#发电机出口RN4 -202020000.35联络变低压侧RW10-353520000.54.4.2 避雷器的选择避雷器是一种保护电器，用来保护配电变压器的绝缘免受大气过电压或某些操作过电压的危害。大气过电压由雷击或静电感应产生；操作过电压一般是由于电力系统的运行情况发生突变而产生电磁振荡所致。氧化锌避雷器：金属氧化物避雷器具有优异的非线形伏安特性，残压随冲击电流波头时间的变化特性平稳，陡波响应特性好，没有间隙的击穿特性和灭弧问题，其电阻片单位体积吸收能量大，还可以并联使用，所以在保护超高压长距离输电系统和大容量机组时特别有利。金属氧化物避雷器没有主间隙，故没有灭弧电压和放电电压的特性参数，选择金属氧化物避雷器的参数，主要控制在两个方面，一是避雷器应有足够的保护水平，二是避雷器自身应保证必要的使用寿命，并在工作时不损坏。在选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，还有目前大机组大电厂安全性考虑，选用氧化锌避雷器。表4-5 避雷器型号及参数表位置型号避雷器额定电压（kV）系统额定电压有效值（kV）持续运行电压有效值（kV）直流1mA参考电压不小于（kV）操作冲电压8/20us雷电冲击波残压发电机出口2520204556.2220KV线路及母线Y10W282/560228220146328656500KV线路及出线Y10W420/960420500318612960220KV主变高压侧Y1W5-146/320146220190304320500 KV主变高压侧Y1W5-100/260100500152243260联络变低压侧Y5W41/130413523.4731304.5 母线的选择4.5.1 封闭母线的选择200MW及以上大容量发电机引出线母线，厂用分支母线和电压互感器分支母线等，为了避免相间短路，提高运行的安全可靠性和减少母线电流对临近钢构的感应损耗发热，一般采用全连式分相封闭母线，与封闭母线配套供应的电压互感器；避雷器和电容器等，分别装在分相封闭式的金属柜内，一般为抽屉式的，发电机中性点设备。（电压互感器和接地电阻等）并装设在单独的封闭金属柜内，因此，这种具有分相封闭母线的发电机引出线装置的布置与一般中小型发电机采用敞露母线的引出线装置有很大的区别。（1） 发电机主变之间封闭母线选择：母线最大持续工作电流：选择型号为：QFM24/14000的全连式离相封闭母线，绝缘水平24KV，额定电流14000A，外壳直径10508，导体50012，相间距1400mm。（2） 发电机厂用变之间封闭母线选择：母线最大持续工作电流：选择型号为：QFM24/7000的全连式离相封闭母线，绝缘水平24KV，额定电流7000A，外壳直径7005，导体15010，相间距1000mm。4.5.2 管型母线的选择载流导体一般都采用铝质材料，工业上常用的硬母线为矩形、槽形和管形。矩形母线散热好，有一定的机械强度，便于固定连接，但集肤效应系数大，一般只用于35kv及以下，电流在4000A及以下的配电设备中;槽形母线机械强度较好，载流量大，集肤效应系数小，一般用于40008000A配电装置中；管形母线集肤效应系数小，机械强度高，管内可以通水和通风，可用于8000A以上的大电流母线，另外，由于圆管形表面光滑，电晕放电电压高，可用于110kV及以配电装置母线。110KV级以上，持续工作电流在8000A以上的配电装置中，用管形母线。110KV及以上配电装置中，当用硬导体时，宜用铝合金管形导体。500KV硬导体可采用单根大直径圆管或多根小直径圆管组成分裂结构，固定方式可采用支持或悬吊式。220KV母线:=1.05=1945.465A查表得：=0.9A/mm（T=6500h）S=2161.628mm选择铝锰合金管形导体 130/116500 KV母线： =1.05=856.005A查表得：=0.9A/mm（T=6500h）S=951.116mm选择铝锰合金导体：80/72表4-6 管型母线导体型号及其参数表线路名称导体尺寸D/d（mm）导体截面（mm）导体最高允许温度为70时的载流量（A）截面系数w（cm）惯性半径ri（cm）惯性矩I（cm）220KV线路130/1162705351179.04.36513500KV线路80/72954190017.32.6969.24.5.3 架空线的选择架空送电线路导线截面一般按经济电流密度来选择,并根据热稳定、机械强度以及事故情况下的发热条件进行校验，必要时通过技术经济比较确定,但对于超高压线路，电晕往往成为选择导线截面的决定因素.220KV出线：=393.659A查表得：J=0.9A/mm（T=6500h）S=437.399 mm选则钢芯铝绞线LGJ-400/95 2.500KV出线： =981.524A查表得：J=0.9A/mm（T=6500h）S=1090.582 mm选则扩径钢芯铝绞线：LGJK-1250表4-7 架空线导线参数表线路名称导线型号标称截面积铝/钢（mm）计算截面积（mm）外径（mm）计算拉力（N）70时长期允许载流量（A）220KV线路LGJ-400/95400/95501.0229.14171300920500KV线路LGJK-12501250铝1250钢150522350001082第五章 厂用电动机控制信号回路图5-1 厂用电动机控制信号回路原理图图为采用交流接触器集中控制的低压电动机的典型控制回路图。由图可知，该回路也是采用直流控制电源带灯按钮的灯光监视控制回路。图中，KO为合闸继电器，KOF为跳闸继电器，在电动机回路中，KA为交流中间继电器，KM为交流接触器，KT为过负荷保护热继电器。本回路的分、合闸动作过程如下。（1）手动合闸按下手动合闸按纽，SO1触点闭合，合闸继电器KO通电动作，触点KO1瞬时闭合，交流回路（AKO1KOF2KTKMC接通，接触器线圈KM通电动作，接触器主触头KM（三相）闭合，电动机起动。与KO1触点并联的接触器的常开辅助触点KM闭合，使接触器线圈自保持（A触点KMKOF2KTKMC），防止由于某种原因造成直流电源短时中断（如寻找直流接地的瞬时断电）时，KO1返回，使电动机误跳闸。交流中间继电器KA用于增加接触器KM的辅助触点，当电动机起动，反电势升高后，继电器KA动作，与SO1触点并联的KA1闭合，KA1用于手动合闸按纽释放后直流合闸继电器KO的自保持。KA2断开，KA3闭合，使绿灯熄灭红灯亮。图5-2图5-3图5-4（2）手动跳闸按下手动跳闸按钮，触点SOF1闭合，跳闸继电器KOF动作：常闭触点KOF1闭合，回路接通，继电器KOF通过次回路自保持，以保证跳闸命令正确执行。触点KOF2断开，切断接触器KM线圈电源，接触器KM返回，电动机停止运行。交流继电器KA失电返回：触点KA1断开，使合闸继电器KO返回，延时断开的触点KO2段开后，解除跳闸继电器KOF的自保持回路，准备下次合闸操作；触点KA2闭合，KA3断开，绿灯亮，红灯灭。图5-5图5-6（3）自动合闸：部分具有连锁合闸要求的备用电动机设有连锁自动合闸回路，一般连锁合闸回路串有该电动机控制回路的跳位继电器触点KMS2，和连锁开关SA的触点。若电动机处于联锁备用位置，联锁开关投入，SA触点和KMS2触点闭合，当满足联锁条件时，联锁回路接通，合闸继电器KO动作，电动机自动投入。由于未进行手动合闸操作，故KMS1和KMS2，位置不变，而继电器KA动作后，KA2断开KA3闭合，故红灯闪光。图5-7图5-8（4）自动跳闸当电动机过负荷时，热继电器KT动作，在电动机的合闸回路中，触点KT自动断开，切断交流接触器线圈KM的电源，接触器返回，主触头KM断开，电动机停止运行。由于未进行手动跳闸操作，故KMS1和KMS2仍在合闸状态，当继电器KA返回，KA2闭合，KA3断开，红灯熄灭，绿灯闪光。图5-9图5-10值得指出的是：合闸继电器KO的岩石返回时间不宜过长，能保证跳闸时间即可。返回时间过长则可能出现跳闸自保持回路尚未断开时又出现新的合闸指令，致使继电器KO和KOF同时动作，相互闭锁，而无法操作。当电动机采用熔断器保护动作时，应将交流中间继电器KA与接触器的线圈KM接在不同相上。这样，当A或C相熔断器熔断时，接触器KM将会跳闸，电动机停止运行，而B相熔断器熔断时，继电器KA失电，触点KA2闭合KA3断开，红灯熄灭，绿灯闪光，可提醒运行人员检查处理，防止一相熔断器熔断后长时间单相运行烧坏电动机。结 论综合考虑4300MW火电厂的多方面因素，完成了本次设计。从大容量机组运行的可靠性出发，220KV电压等级母线选择了双母线带旁路的接线方式，500kV母线则采用一个半断路器接线，厂用电动机控制信号回路的基本接线是采用接触器集中控制低压电动机。采用这几种接线方式具有运行可靠、调度灵活、扩建方便等优点。我国220KV配电装置常采用旁路母线，以满足断路器检修时不影响进出线正常运行的要求，但随着断路器制造质量日益提高，预计不久的将来旁路母线的应用范围将会逐渐减少。参考文献1 涂光瑜.汽轮发电机及电气设备. 北京.中国电力出版社.2004：2 水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气一次部分.水利电力出版社.2001：3 高电压技术（第二版）.中国电力出版社.2005：4 康博.Author ware5自学教程.北京.清华大学出版社.1999：5 何仰赞、温增银.电力系统分析（上）.华中科技大学出版社. 2002：6 黄纯华.发电厂课程设计参考资料.水利电力出版社.2000：7 姚春球.发电厂电气部分.北京.中国电力出版社.2004：8 何仰赞、温增银.电力系统分析（下）.华中科技大学出版社. 2002：9 望亭发电厂.300MW火力发电机组运行与检修技术培训教材(电气).中国电力出版社.2002：10 卓乐有.电力工程电气设计200例.中国电力出版社.2003：11 Barsali,S.,Ceraolo,M.,Pelacchi,P.,Poli,D.,and Siddiqui,A.Z.:Control techniques of distributed generators to improve the continuity of electrical supply .Proc. Power engineering Society winter meeting 2002,Jan/Feb 2002,Vol.2.12 Rogers,W.J.S.:Impact of embedded generation on design,operation and protection of distribution networks.Proc IEE. Colloquium on the Impact of Embedded Generation on Distribution Networks,Octorber2004.13 Taylor, C.W.,Lee, k.y., and Dave, D.P.:Automatic generation control analysis with governor deadband effects, IEEE Trans.Power Appar.Syst.,2005.附录A短路电流计算表附录B电气设备选择表项目断路器隔离开关电压互感器电流互感器避雷器高压熔断器1#、2#发电机3JDZ-20无型号RN4-203#、4#发电机3JDZ-20无型号RN4-20220KV母线SW6-245GW7-220D(W)TYD220/-0.005LCW-220Y10W-282/560220KV出线SW6-245GW7-220D(W)JCC5-220LCW-220联络变中压侧SW6-245GW7-220D(W)LCW-220Y10W-282/560联络变低压侧KW6-353JDX7-35LCW-35Y5W-41/130RW10-35500KV母线LW6-500（H）GW7-500（D）TYD3 500/-0.005LB1-500W1Y10W-420/960500KV出线LW6-500（H）GW7-500（D）TYD3 500/-0.005LB1-500W1Y10W-420/960厂变低压侧SN10-10GN2-10/3000LBJ-101#启/备变高压侧SW6-245LCW-2201#、2#启/备变低压侧SN10-10GN2-10/30003#、4#厂变低压侧SN10-10GN2-10/30001#、2#主变中性点Y1W5-146/3201G、2G启/备变中性点Y1W5-146/3203#、4#主变中性点Y1W5-100/260谢 辞在设计过程中，赵瑛老师给予了耐心的指导，热情的帮助，在此表示衷心的感谢。赵老师治学严谨的作风、渊博的专业知识是我学习工作的楷模。与此同时，系里的各位老师也给予了大力帮助，在此深表谢意！77