发电厂电气课程设计

1、发电厂电气课程设计前言为使学习的知识系统化，培养学生解决实际问题的能力，锻炼理 论知识与应用实践中的过渡，特为学生安排此课程设计科目，相信通 过此途径，学生的综合能力会得到相应的提高，理论知识的应用也能 得以成长。1绪论电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系 发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产 需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起 来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接 线。电气主接线是由高压电器通过连接线，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

2、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，称为主接线电路图。2电气主接线2.1原始资料某电厂四台发电机，发电机出口电压10.5kv,无近区负荷。以四 回llOkv线路接入系统，分别做发电机电压侧和升高压侧比较。 2.2主接线的设计原则基本原则以设计以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政 策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、 调度灵活、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件 和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原 则。2.3主接线的设计要求主接线应满足可靠性

3、、灵活性、经济性的要求。1、可靠性(1) 发电厂在电力系统中的地位和作用。(2) 发电厂所接入系统的方式。(3) 发电厂的运行方式及负荷性质。(4) 设备的制造水平。(5) 长期实践运行经验。2、灵活性(1) 操作的方便性。电气主接线应该在服从可靠性的基础要求条件 下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员 掌控，不致在操作过程中出差错。(2) 调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求, 方便地改变运行方式。并且在发生事故时，要能尽快地切出故障，使 停电时间最短，影响范围最小，不致过多地影响对用户的供电和破坏 系统的稳定运行。(3) 扩建的方便性。对将来要扩建的

4、发电厂，主接线必须具有扩建 的方便性。尤其是火电厂和变电站，在设计主接线时应留有发展扩建 的余地。设计时不仅要求考虑最终接线的实现，还要考虑到从初期接 线过渡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，将来可顺利完成过渡方案 的实施，使改造工作量最少。3、经济性(1) 节省一次投资(2) 占地面积小(3) 电能损失小2.4低压侧105kv侧主接线设计方案比较从原始资料中可知该发电厂为四台发电机，说明以四回10.5kv进入 系统，无近区负荷，根据相应的资料分析，可采用单母线接线、单母 线分段接线、双母线分段接线、单元接线四种接线方式。方案一：单母

5、线接线适用范围：只有一台主变压器，10kv出线不超过5回；35kv出线不 超过3回；llOkv出线不超过2回。方案二：单母线分段接线适用范围：适用与6*10kv配电装置出线16回及一下；3560kv配电装置出线48回；110220kv配电装置少于四回时。方案三：双母线分段接线适用范围：适用于配电装置进出总数达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。方案四：单元接线适用范围：台数不多的大(b接线除外)中型区域发电厂；分期投产或装机容量不等的无机压负荷的小型水电站。从经济性上比较，方案三、四的投资较大。从灵活性上和可靠性比较，方案二、三的可靠性和灵活性相比要高

6、。经过综合比较上述方案（见表1）。综上所述，105kv侧主接线形式可采用单母线分段的接线方式。方案编号方案一： 釆用单母 线接线T接线简单（设备少）、清晰、明了; 布置、安排简单， 配电装置建造费用低；断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁,操作安全、方便,母线故障的几率低；易扩建和采用成套式配电装置。可靠性差，母线或 母线隔离开关检 修或故障时，所有 回路都要停止工 作，也就是要造成 全厂或全站长期 停电，调度不方 便，电能只能并列 运行，并且线路侧 发生短路时，有较 大的短路电流。方案二采用单母 线分段接 线当一段母线故障 时，分段断路器自 动将故障段切除， 保证正常段母线 不间断供电，缩

7、小 停电范围；使水电 厂供电的可靠性 提高；扩建时需向 两个方面均衡扩母线短路容量增 大一倍,影响设备 的选择；增加了一 套分段断路器，倒 闸操作复杂些；母 线故障或检修时 要造成部分回路 停电。建。在发电厂、变电站中, 母线发生故障的影响 范围很大。采用单母 线或双母线接线时， 一段母线故障将造成 约半数的回路停电或 短时停电。大型发电 厂和变电站对运行卡 靠性和灵活性的要求 很高，必须注意避免 母线系统故障以及限 制母线故障的影响范 围，防止全厂停点事 故的发生，为此可考 虑采用双母线分段接 线。双母线分段接线 具有相当高的供电可 靠性与灵活性。所使用的电气设 备更多，配电装置 也更复杂。

8、llOkv侧有四回出线，因而可供选择的有：单母线分段接线；单母线 分段带旁路母线接线；双母线接线；三角形接线。方案一：单母线分段接线适用范围:110220kv配电装置的出线回路数为34回时。方案二：单母线分段带旁路母线接线适用范围：广泛应用于出线回路不多，负荷较为重要的中小型发电厂 或35110KV变电站中。方案三：双母线接线适用范围：适用于610kv配电装置；3560kv配电装置出线超过8 回，或者连接电源较大、负荷较大时;110220kv出线数为5回及以 上时。方案四：三角形接线适用范围：一般用于回路书较少且能一次建成、而不需要再扩建的 llOkv及以上的配电装置中。经过综合比较上述方案（

9、见表2）经过以上分析，llOkv侧主接线决定釆用单母线分段接线形式。表2方案编号简图优点缺点方案一：采用单母线分段接线用断路器把母线分 段后，对重要用户可 以从不同段引出两 个回路，由两个电源 供电。当一段母线发 生故障，分段断路器 自动将故障切除，保 证正常段母线不间 断供电和不致使重 要用户停电。当一段母线或母 线隔离开关故障 或检修时,该段母 线的回路都要在 检修期间内停电;当出线为双回路 时,常使架空线路 出线交叉跨越。母 线短路容量增大 一倍，影响设备的 选择。方案二釆用单母 线分段带 旁路母线 接线可供电给一级负荷， 可靠性大为提高；母 线、隔检修仅停一 半，提高了灵活性。每一回路

10、都增加了 一组隔离开关，使配 电装置的构架及占 地面积、投资费用都 相应增加；同时由于 配电装置的复杂，在 改变运行方式倒闸 操作时容易发生误 操作，且不宜实现自 动化；尤其当母线故 障时，须短时切除较 多的电源和线路，这 对特别重要的大型 发电厂和变电站是 不允许的。方案三：采用双母线接线供电可靠性高通过两 组母线隔离开关的倒换 操作，可以轮流检修一 组母线而不致供电中 断；一组母线故障后， 能迅速恢复供电。调度 灵活：各个电源和各回 路的负荷可以任意分 配，能灵活地适应电力 系统中各种运行方式的 调度和潮流变化的需 要。扩建方便使用设备器件多,特别是隔离开关。接线也较复杂，配 电装置复杂，

11、经济 性较差;操作步骤较复杂，易出现误操作，导致设备或人身事故。占地面积大，投资大。方案四：釆用三角形接线所用的断路器数目比单 母线分段接线或双母线 接线还少1台，却具有 双断路器双母线接线的 可靠性，任一台断路器 检修时，只需断开其两 侧的隔离开关，不会引 起任何回路停电；没有 母线，因而不存在因母 线故障所产生的影响； 任一回路故障时，只跳 开与它相连接的2台断 路器，不会影响其他回 路的正常工作；操作方 便，所有隔离开关只用 于检修时隔离电源，不 作操作之用，不会发生 带负荷断开隔离开关的 事故。检修任何一台断路 器时，多角形就开环 运行，如果此时出现 故障，又有断路器自 动跳开，将使供

12、电造 成紊乱；由于运行变 化大，电气设备可能 在闭环和开环两种 情况下工作，其中所 流过的工作电流差 别较大，会给电气设 备的选择带来困难， 并且使继电保护装 置复杂化；不便于扩 建。2.6主接线的确定通过上面对发电机侧和升高压侧的主接线进行的拟定、比较以及 确定,该水电厂发电站采用单母线分段接线与三角形接线相互组合的 接线方式。主接线的简图如下：3结束语经过两周的时间,我顺利的完成了这次课程设计o从总体上来说,我对自己的成果还是比较满意的，也基本上达到了老师的要求。两周 的时间是短暂的，但却是充实的。每个步骤的完成我都是耐心査阅资 料，认真对待的，所以此刻也有种因小小成功而喜悦激动的心情。不 单单是知识的加深，更深刻的体会到一点。任何一项任务要想漂亮的 完成一定要做到认真对待，不急不躁。这期间难免会遇到困难，要想 办法解决，不能逃避困难，更不能退缩放弃这项任务。一份满意的答 卷要经受起考验，就要提前对其多次质疑，多次修改完善。初次完成就草草结束任务，其中往往存在着很多问题。这是本人第一次完成此类的设计，由于本人经历、阅历、实际操作能力有限，难免存在一些