热电厂电气一次部分设计2Word下载.doc
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C，海拔高度200m，地震烈度6度。
厂区无严重污染，土壤热阻率ρt=120º
C·
㎝/w，土壤温度为20º
C。
1.3负荷资料
负荷资料如表1-1所示。
厂用电率：
25MW机组取10%，50MW机组取8%
表1-1负荷资料表
电压
线路名称
最大功率
COSØ
距离（km）
Tmax（h/y）
其他
110kv
厂系线
80
联络线
厂甲线
30MW
0.8
60
5000
东北方
厂乙线
20MW
30
西方
10kv
棉一厂线
3000KW
2.5
5500
棉二厂线
2
农机厂线
4
4000
印染厂I线
2000KW
1.5
印染厂II线
纺机厂I线
2500KW
4500
纺机厂II线
市区I线
3
市区II线
市区III线
3.5
3500
食品厂线
注：
表中数据为最大负荷值，最小负荷为70%最大负荷；
同时率取0.85~0.95
东
市区
流
河
热电厂
农机厂
棉一厂
印染厂
棉二厂
食品厂
纺机厂
图1-1厂址地理位置图
电力系统在热电厂正北方80KM，变电站甲在热电厂东北方60KM；
变电站乙在热电厂西部30KM处。
北
1.4电力系统接线简图
电力系统接线简图如图1-2所示。
Pmax=30MW
=0.8
新建热电厂
2*25+2*50MW
系统
240/50
S1=1000MVA
X1=0.9
240/80
240/60
11KV
110KV
变电站甲2*315MVA
Uk%=10.5
185/30
变电站乙
2*20MVA
图1-2电力系统接线简图
1.图中系统容量，系统阻抗均为最大运行方式的数据
2.最小运行方式时，S1=800MVA，X1=1.0
3.新建热电厂最大运行方式时，P2=150MW，最小运行方式时，P2=100MW
第二章发电厂电气主接线
2.1电气设备的基本概念
为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，发电厂中有各种电气设备，其主要任务是汽艇机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理等。
根据电气设备的作用不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备。
2.1.1一次设备
通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和
断路器等称为一次设备。
它们包括：
（1）生产和转换电能的设备。
（2）接通或断开电路的开关电气。
（3）限制故障电流和防御过电压的保护电器。
（4）载流导体。
（5）接地装置。
2.1.2二次设备
对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称为二次设备。
（1）仪用互感器
（2）测量表计（3）继电保护及自动装置（4）直流电源设备
（5）操作电器、信号设备及控制电缆
2.1.3电气接线和装置
1、电气接线
在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用
导体连接起来所形成的电路称为电气接线。
其中，由一次设备，如发电机、变压器、断路器等，按预期生产流程所连成的电路，称为一次电路，或称电气主接线；
由二次设备所连成的电路称为二次电路，或称二次接线。
电气主接线是由高压电器通过连接线，把发电机、变压器、断路器等按要求顺序连成的电路，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。
用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套配电装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电气图。
电气主接线代表了变电所电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。
它直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电器选择、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。
因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。
电气主接线设计的基本要求：
发电厂的电气主接线应根据该电厂在电力系统中的地位、电厂的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定，并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。
对电气主接线设计的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性、经济性三方面。
（1）可靠性
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本的要求。
停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来得损失将更严重，往往比少发电能的价值大几十倍。
因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。
因事故被迫中断供电的机会越少、影响范围越小、停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。
发电厂和变电所都是电力系统的重要组成部分，其可靠度的要求应于系统相适应。
例如：
对一个中小型发电厂的主接线，则毋须要求过高的可靠性；
钢铁企业虽属一级用户，但不是其所有负荷都绝对不允许停电；
农业用电虽属三级用户，但在抗旱排涝时刻，就必须保证供电。
电力企业必须坚持“安全第一、预防为主”的方针，这是电力工业生产特征所确定的，是任何时候都不能动摇的电力工业企业生产和建设的基础方针，必须加强安全管理。
电压、频率和供电连续可靠，是表征电能质量的基本指标。
主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。
所以，在设计和选择主接线时应注意以下几个问题：
1）断路器检修时是否影响供电；
2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；
3）发电机全部停电的可能性。
4）大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素。
（2）灵活性
主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。
不仅正常运行时能安全可靠的供电，而且在系统故障或设备检修时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。
显然，复杂的接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。
但是过于简单的接线，则不一定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和时间。
所以总结如下几点：
1）调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配断电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求；
2）检修时，可方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；
3）扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。
在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。
（3）经济性
在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。
欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。
所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费和运行费为最少，相应注意节约占地面积和搬迁费用，在可能和允许条件下应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。
通常我们都希望可以做到以下几点：
1）节约投资，主接线应简单,清晰,以节省开关电器的数量,要适当采用限制短路电流的措施,以便选用低廉的电器或轻型的电器,二次控制与保护,不应过于复杂.以便利于运行和节约二次设备及电缆的投资.
2）电能损耗小，电能损耗主要来自变压器,应经济合理的选择变压器形式,容量和台数尽量避免两次变压而增加电能损耗.
3）占地面积小，节约材料，包括建筑材料和投资材料。
（4）具有发展和扩建的可能性
随着建设事业的高速发展，往往对已投产的发电厂或变电所又需要扩建，从发电机、变压器一直到馈线数均有扩建的可能，所以在设计主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线状况，还要考虑到从初期接线过度到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过度方案的实施，使改造工作量最少。
同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。
2、主接线中各主要元件的功能
（1）断路器：
是一种开关电器，线路正常时，用来通断负荷电流，线路故障时（如短路）用来切断巨大的电流具有良好的灭弧能力和较强的灭弧能力断开时无断点，按灭弧介质可分为油断路器、空气断路器、SF6断路器。
注意点：
一般断路器不能简单单独使用，必须与能产生断点的隔离开关配合使用。
符号
（2）负荷开关：
也是一种开关电器，线路正常时，用来通断正常的负荷电流，但不能切断短路电流，具有一定的灭弧能力，断开始具有明显的可见断点。
符号
（3）隔离开关：
是一种隔离电器，只能切除或投入空载的或很小的负荷，断开时有明显的可见的断点，灭弧能力小，仅当电器设备停电检修时，用来隔离电源，依保证检修人员的安全。
常与断路器配合使用。
（4）熔断器：
是一种保护电气，专门用于切断负荷较大的回路或短路回路，当熔断器的导体上通过的电流超过一定的值时，溶体发热切断电路。
（5）电流互感器是一种电流变换器，隔离主压，通常将大电流变换成小电流，供计量和继电保护用，二次侧额定电流通常为5安或1安使用中二次侧不允许开路。
（6）电压互感器：
电流互感器是一种电压变换器，隔离主压，通常将高电压变换成低电压，供计量和继电保护用，二次侧额定电流通常为100V使用中二次侧不允许短路。
（7）避雷器：
主要用来抑制架空线路和配电母线上的雷电过电压和操作过电压，设于被保护设备的前端，当有过电压侵入时，将避雷器击穿，对地放
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