电力系统设计第六讲-发电厂、变电站电气一次系统设计

电力系统设计第六讲——发电厂、变电站电气一次系统设计第一页，共22页。第二页，共22页。第六讲

发电厂、变电站电气一次系统设计第三页，共22页。一、厂用电系统设计的基本原则1、厂用电和厂用电率发电厂在电力生产过程中，有大量电动机拖动的机械设备，用以保证主要设备（锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和辅助设备的正常运行。这些电动机以及全厂的运行操作、试验、修配、照明、电焊等用电设备的总耗电量，称厂用电或自用电。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。厂用电率是发电厂主要的运行经济指标之一。一般凝汽式火电厂为5%~8%，热电厂为8%~10%，水电厂为0.3%~2%。

第四页，共22页。2、供电电源1）工作电源第五页，共22页。

2）备用电源和启动电源（1）备用电源（事故备用电源）是事故或检修情况下失去工作电源时，起后备作用的电源。要求供电独立，有足够的供电容量。（2）启动电源：厂用工作电源完全消失情况下，为保证机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源。一般用快速柴油发电机组作为启动电源，也可从外部的可靠独立电源经专用厂高变作为启动电源。

我国目前仅在200MW及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安全和厂用电的可靠才设启动电源。启动电源可兼作备用电源和事故保安电源。

第六页，共22页。备用电源的常用的引接方式从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器（电抗器）引接。从与电力系统连接的最低一级电压母线上，通过厂高变引接。从联络变的低压绕组引接。由外部电网引接专用线路，经变压器获得独立的备用电源或启动电源。第七页，共22页。3）事故保安电源设置事故保安电源的目的是当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故状态下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电，保证事故保安负荷连续供电。常用的事故保安电源有快速自启动的柴油发电机组、蓄电池组、独立可靠的专用线路（300MW及以上应由110KV及以上电网引入）。

第八页，共22页。3、厂用电供电电压等级的确定

变电所：由于电动机的容量都不大，只需设0.4KV一级电压。火发电厂：单机容量小于60MW，发电机额定电压为10.5KV时，厂用系统电压取3KV和380/220V；单机容量为100~300MW时，厂用电系统宜用6KV和380/220V两个电压等级；单机容量大于300MW时，厂用电系统宜用10KV、3KV和380/220V三个电压等级。水电厂：厂用电系统一般只需采用0.4KV即可。但对坝区和水力枢纽，一般距厂区较远，可能有些大型机械如闸门启动装置等，需在坝区设专用坝区变压器，以6KV和10KV供电。第九页，共22页。4、厂用电接线的基本形式发电厂厂用电系统通常都采用单母线分段的接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。第十页，共22页。二、配电装置设计

所谓配电装置是指发电厂、变电站中所有开关设备、保护设备、测量设备、母线，以及必要的辅助设备组成的电力装置，甚至还要包括变电架构、基础、房屋通道等，故它是集电力、结构、土建等技术于一体的装置。作用是接受和分配电能，发生故障时通过自动或手动操作，迅速切除故障，恢复正常运行。配电装置是以电气主接线为主要依据，是实现电气主接线功能的重要装置，涉及到高压绝缘技术、装置的操作与维护、检修、安全等问题。

第十一页，共22页。1、配电装置的分类

配电装置按安装地点分为屋内式和屋外式，按组装方式分为装配式和成套式。

2、配电装置设计的基本步骤根据电压等级、电器的型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等选择配电装置的型式。1）

拟定配电装置的配置图。2）按照所选择的设备的外形尺寸、运输条件、检修和巡视的安全和方便等要求，按照设计规程的规定，参考各种典型的设计，设计绘制配电装置的平、断面图。

第十二页，共22页。3、屋内外配电装置的最小安全净距

配电装置在设计时，需要综合考虑电气设备的外形尺寸，设备间的电气距离。装配方式、运行环境、检修及运输的安全距离等。在各种间距中，最基本的是空气中最小安全净距（A1、A2），它表示带电部分对接地部分之间、不同的带电部分之间最小容许空气距离。如：110KV屋外配电装置的相间最小安全净距为1米。最小安全净距的含义是指在此距离下，无论处于最高工作电压还是内外过电压下，空气间隙均不致被击穿。

第十三页，共22页。标称电压（kv）

1～3610152035110J110不同相带电部分及带电部分至接地部分（A）7.51012.51518308595带电部分到栅栏(B1)82.58587.59093105160170带电部分到网状遮拦(B2)17.52022.525284095105带电部分到板状遮拦(B3)10.51315.51821338898无遮拦裸导体到地面高度(C)237.5240242.5245248260315325不同时停电检修的无遮拦裸导体间的水平距离(D)187.5190192.5195198210265275出线套管到屋外通道路面的高度(E)400400400400400400500500屋内配电装置的最小电气距离（cm）

第十四页，共22页。标称电压（kv）3~1015~203560110/110J220J330J500J带电部分至接地部分（A1）20304065100/90180250380不同相带电部分（A2）20304065110/100200280430带电部分到栅栏(B1)95105115140175/165255325455带电部分到网状遮拦(B2)30405075110/100190260390无遮拦裸导体到地面高度(C)270280290310350/340430500750不同时停电检修的无遮拦裸导体间的水平距离(D)220230240260300/290380450580屋外配电装置的最小电气距离（cm）

第十五页，共22页。

两层二通道双母线出线带电抗器的6～10KV配电装置的断面图

第十六页，共22页。220KV中型布置的配电装置断面图

第十七页，共22页。半高型布置配电装置断面图

第十八页，共22页。高型布置配电装置断面图

第十九页，共22页。总结电力系统设计的内容网络设计发电厂、变电站电气一次系统设计课程设计举例第二十页