发电厂电气主接线专业课程设计Word格式.docx

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并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。

本文将针对某火力发电厂的设计，主要是对电气方面进行研究。

对配有2台300MW汽轮发电机的火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。

包括电气主接线的形式的比较、选择；

主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；

短路电流计算和高压电气设备的选择与校验;

并作了变压器保护。

通过对本次的设计设计，掌握了一些基本的设计方法，在设计过程中更加稳固了理论知识。

关键词：

发电厂；

火电厂；

电气主接线；

发电厂课程设计任务书

设计题目：

设计原始资料：

1、厂用电为总容量7%

2、两台主变

3、220KV5回出线

4、110KV7回出线

设计内容：

1、对水电站电气主接线进行论述

2、选择水电站电气主接线方式，并说明

3、对主接线主要电气设备选型计算，校验计算

4、主要点短路电流计算

5、对主变保护进行论述

设计要求：

1、主接线论证，方案比较

2、主接线设计正确

3、设备选型科学并有依据

4、图纸规范

5、独立完成

6、参阅相关资料

设计时间安排：

1、主接线初步设计1天

2、短路电流计算1天

3、设备选择2天

4、汇制图纸书写说明书2天

第一章引言

1.1研究背景及意义

电力工业是国民经济的重要部门之一，是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，作为国民经济的其他各部门的快速，稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。

电力是工业的先行，电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。

近几年随着我国工业的高速发展，我国电力工业超常规发展，每年装机容量超过6000万千瓦，30万千瓦、60万千瓦亚临界火电机组成为我国电网的主力机组，百万千瓦的超超临界火电机组已经在建。

目前，我国30万千瓦、60万千瓦的火力发电机组，70万千瓦的水力发电机组，在国际招标中中标成功率大于90%以上。

这几年电力工业之所以能飞速发展，其重要原因是，为中国电力市场提供的火力发电设备主要立足于国内生产。

这一观点得到国内各发电公司以及电厂老总们的认同。

今天电气制造企业的国内用户率已达到75%以上。

但是我国人均用电水平远低于发达国家，与完成其工业化进程国家的电力指标相比，我国经济发展正处于工业化进程的中后期，我国用电远低于国际水平.因此我国电力工业必须持续，稳步地大力发展，一方面要加强电源建设，搞好“西电东送”，确保电力先行，另一方面要深化电力体制改革，实施厂网分家。

本设计要求能运用电机、发电厂、变电所电气部分，高电压技术，电力系统自动化，电力系统继电保护等专业知识解决实际问题，为本次设计做了充分的知识原料准备。

1.2电气主接线的基本要求及形式

要求：

（1）保证必要的供电可靠性和电能质量

安全可靠是电力生产的首要任务，停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更严重，往往比少发电能的损失大几十倍，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，主接线的接线形式必须保证供电可靠。

（2）具有一定的灵活性和方便性

主接线不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，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。

（3）具有经济性

在主接线设计时，在满足供电可靠的基础上，尽量使设备投资费和运行费为最少，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。

（4）具有发展和扩建的可能性

在设计主接线时应留有余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。

形式：

1）单母线及其分段或带旁路的单母线接线

A单母线：

特点是整个配电装置只有一组母线，所有电源和出线都在同一组母线上。

有简单、清晰、设备少、投资少、运行操作且有利于扩建等优点，但可靠性及灵活性较差。

适用于出线较少、电压等级较低6~10kv的配电装置。

B单母线分段：

段数分得越多，故障是造成的停电范围越小，但使用的断路器的数量越多，且配电装置和运行也越复杂，通常以2~3段为宜。

这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站的6~10kv接线中。

C单母线带旁路接线：

断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修。

为了能使采用单母线分段的配电装置检修断路器时，不至中断该回路供电，可采用单母线分段带有专用旁路断路器的旁路母线接线，这可以极大地提高供电的可靠性，但会增加爱一台旁路断路器的投资。

2）双母线及其分段或带旁路的双母线接线

A双母线：

有两组母线，一组为工作母线，一组为备用，任一电源和出线的电路都经过一台断路器和两组母线隔离开关分别与两组母线连接，提高可靠性和灵活性。

便于扩建，但接线比较复杂，隔离开关数目多，增大投资。

适用于A：

35-60KV出线数目超过8回；

B：

110-220KV出线数目为5回以上。

B双母线分段：

为缩小母线故障的影响范围，用分段断路器将工作母线分段，每段用母联断路器与备用母线相连，有较高的可靠性和灵活性，但投资较多。

适用于配电装置进出线总数达10-14回时，一组母线分段，配电装置进出线总数达15回以上时，两组母线分段。

C双母线带旁路接线：

双母线接线可以用母联断路器临时代替出现断路器工作，但出线数目较多时，母联断路器经常被占用，降低了工作的可靠性和灵活性，为此可以设置旁路母线。

3）一台半断路器接线

每一路经一台断路器接至一组母线，两回路间设一联络断路器，形成一个

“串”，两回路共用三台断路器。

接线特点：

A：

3/2接线兼有旁路环行接线和双母线接线的优点，有高的可靠性和灵活性。

B：

与双母线带旁路相比它的配电装置结构简单，占地面积小，土建投资少。

C：

隔离开关仅做隔离电源用，不易产生误操作。

第二章电气主接线设计

2.1设计步骤

电气主接线的一般设计步骤如下:

（1）对设计依据和基础资料进行综合分析；

（2）选择发电机台数和容量，拟定可能采用的主接线形式；

（3）确定主变压器的台数和容量；

（4）厂用电源的引接；

（5）论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施；

（6）对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。

2.2设计方案

300MW发电机G-1，G-2采用单元接线通过双绕组的变压器与220KV母线相连，220KV电压级出线为5回，因此其供电要充分考虑其可靠性，所以我们采用双母线接线。

这样一来就避免了断路器检修时，不影响对系统的供电，断路器或母线故障以及母线检修时，减少停运的回路数和停运时间，保证了可靠的供电。

有原始资料可知发电机不与110KV的母线相连，且110KV电压出线为7回，故在220KV、110KV及厂用电6KV的三个等级上采用的联络变压器为三相三绕组变压器相连，110KV母线采用双母接线。

2.3方案分析

可靠性：

1）接线简单，设备本身故障率少；

2）故障时，停电时间较长。

灵活性：

1）运行方式相对简单，灵活性差；

2）各种电压级接线都便于扩建和发展。

经济性：

1）设备相对少，投资小。

电气主接线图：

第三章厂用电设计

3.1厂用电

发电厂中为了保证主要设备正常运行设置了许多辅助机械设备，它们大都是由电动机拖动的。

数量多，容量大小不等，这些电动机以及运行、操作、试验、修配、照明等用电设备的总耗电量，统称为厂用电或自用电。

厂用电系统的可靠性，对发电厂乃至整个电力系统的可靠运行都有直接的影响。

任何情况下，厂用电都是最重要的负荷，必须能满足发电厂正常运行、事故处理和检修试验等的需求，尽量缩小厂用电系统发生故障时的影响范围，避免因此造成全厂停电事故。

厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。

一般凝汽式火电厂厂用电率为5%~8%，热电厂为8%~10%，水电厂为0.5%~2%。

厂用电率是发电厂的一项重要经济指标。

降低厂用电率即可降低发电成本，增大对系统的售电量，有着巨大的经济效益

3.2厂用电分类

（1）I类负荷

短时停电会造成人身伤亡或设备安全，机组停运或出力降低的负荷。

如火电厂中的给水泵、凝结水泵、循环水泵、吸风机、送风机、给粉机以及水电厂中的调速器、压油泵、润滑油泵等。

通常设置两套设备，互为备用，分别接到两个独立电源的母线上。

要求有两个电源供电，采取自动投入方式。

（2）II类负荷

允许短时停电（几秒至几分钟），但较长时间的停电有可能损坏设备或影响机组的正常运行。

如火电厂中的输煤设备、工业水泵、疏水泵、灰浆泵和化学水处理设备，水

电厂中的吊车、整流设备、漏油泵等。

Ⅱ类负荷一般由两段母线供电，采用手动切换。

（3）III类负荷

允许较长时间停电而不会直接影响生产。

如试验室、油处理室及中央修配厂的用电设备等。

由一个电源供电。

（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及人身安全的负荷，称为事故保安负荷。

（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。

3.3厂用电设计原则

厂用电的设计原则与主接线的设计原则基本相同，主要有：

（1）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。

（2）接线应灵活的适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求。

（3）厂用电源的对应供电性。

（4）设计还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和先进性。

（5）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、厂用电源及其引线和厂用电接线形式等问题，进行分析和论证。

3.4厂用电源选择

1）厂用电电压等级的确定：

厂用电供电电压等级是根据发电机的容量和额定电压、厂用电动机的额定电压及厂用网络的可靠、经济运行等诸方面因素，经技术、经济比较后确定。

因为发电机的额定容量为300MW，确定厂用电电压等级采用6kV的等级。

2）厂用电系统接地方式：

厂用变采用不接地方式，高压和低压都为三角电压，

当容量较小的电动机采用380V时，采用二次厂用变，将6kV变为380V，中性点直接接地；

启备变采用中性点直接接地，高压侧为星型直接接地，低压侧为三角电压。

3）厂用工作电源引接方式：

因为发电机与主变压器采用单元接线，高压厂用工作电源由该单元主变压器低压侧引接。

4）厂用备用电源和启动电源引接方式：

采用两台启备变，独立从220kV母线引至启备变，启备变采用低压侧双绕组分裂变压器。

5）确定厂