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1第2章电气主接线的选择 5第3章变压器的选择 8第4章短路电流的计算 10第5章电气设备的选择 19第6章课程设计总结 22参考文献 23本科生课程设计〔论文〕1绪论电力系统概诉由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得平安、经济、优质的电能。本文主要内容本设计是针对2×350MW火力发电厂电气局部进行的设计,量为:2台350MW发电机组,发电机出口电压23kV,经升压至220kV送入系统;220kV出线6回〔负荷功率及线路长度〕。%;发电机参数415MVA、23kV、10417A、cosφ=、Xd=%;根据火力发电厂原始资料及有关技术要求进行电气局部设计设计具体内容:1〕设计电气主接线方案;2〕完成主变压器容量计算、台数和型号的选择;3〕短路电流的计算;4〕完成电气设备的选择与校验;电气主接线的选择发电厂和变电所的电气主接线,是由高压电器设备通过连接线组成接受和分配电能的电路,也称为一次接线。它反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系,从而构成发电厂或变电所电气局部的主体。电气主接线是保证出力、连续供电和电能质量的关键环节,它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择,它必须满足工作可靠、调度灵巧、运行检修方便且具有经济性和开展的可能性等根本要求本科生课程设计〔论文〕2电气主接线的选择电气主接线的根本要求电气主接线设计的根本要求应满足可靠性、灵巧性、经济性等要求。1、可靠性:为了向用户供应持续、优质的电力,主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线可靠性的衡量标准是运行实践。要充分地做好调研工作,力求防止决策失误,鉴于进行可靠的定量计算分析的根底数据尚不完善的情况,充分做好调查研究工作显的尤为重要。为了提高主接线的可靠性,选用运行可靠性高的设备是条捷径,这就要兼顾可靠性和经济性两方面,作出切合实际的决定。2、灵巧性:电气主接线的设计,应当在满足运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。在调度时,可以灵巧地投入或切除发电机、变压器和线路等元件,合理调配电源和负荷。在检修时,可以方便地停运断路器、母线及二次设备,并方便设备的平安措施,不影响电网正常运行和对其它用户的供电。3、经济性:采用简单的接线方式,少用设备,节省设备上的投资。在投资初期回路数较少时,更有条件采用设备用量较少的简化接线。能缓装的设备,不提前采购装设;在设备型式和额定参数的选择上,要结合工程情况恰到好处,防止以大代小,以高代低;在选择接线方式时,要考虑到设备布置的占地面积大小。电气主接线主要依据1、发电厂在电力系统中的地位和作用:电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。大型主力或电厂靠近煤矿或沿海、沿江,并接入300-500KV超高压系统;地区电厂靠近城镇,一般接入110-220KV系统,也有接入330KV系统;企业自备电厂那么以本企业供电供热为主,并与地区110-220KV系统相连。中小型电厂常有发电机电压馈线向附近供电。2、负荷大小和重要性:〔1〕对于一级负荷必须有两个独立电源供电,切当任何一个电源失去后,能保证对全部一级负荷不间断供电。本科生课程设计〔论文〕3〔2〕对于二级负荷一般要有两个独立电源供电,且当任何一个电源失去后,能保证全部或大局部二级负荷的供电。〔3〕对于三级负荷一般只需一个电源供电。电气主接线的表达本次设计中主要采用了双母线接线的形式和双母线分段的接线形式,下面将介绍电气主接线的多种形式,但是主要介绍以上两种,并介绍其主接线图。1)、单元接线其是无母线接线中最简单的形式,也是所有主接线根本形式中最简单的一种,此种接线方法设备更多。本设计中机组容量为350MW,所以发电机出口采用封闭母线,为了减少断开点,可不装断路器,为了提高可靠性也可装设断路器。这种单元接线,防止了由于额定电流或短路电流过大,使得选择断路器时,受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。2)、单母分段用断路器,把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路;有两个电源供电。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。但是,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,而出线为双回时,常使架空线路出现交叉跨越,扩建时需向两个方向均衡扩建,单母分段适用于:110kV~220kV配电装置的出线回路数为3~4回,35~63kV配电装置的出线回路数为4~8回,6~10kV配电装置出线为6回及以上,那么采用单母分段接线。3)、双母线接线双母线中的母线两组母线可以同时运行,也可以互为备用。其特点如下:(1)检修任一母线时,可将该母线上的全部回路倒换到令一组母线上,不会中断对用户的供电。(2)检修任一回路的母线隔离开关时,只需断开这一回路和该隔离开关相连的母线,其他回路可切换到令一母线上,不影响其他回路的供电。(3)任一母线故障时,可将所有连于改母线上的回路倒换到正常母线上,使装置迅速恢复供电。(4)断路器检修时时可加临时跨条,将被检修的断路器旁路,用母连断路器代替被检修的断路器,减少停电时间。(5)运行方式灵巧。根据运行的需要,两组母线可并列运行也可分列运行;还可采用一组母线工作,令一组母线被用的运行方式。缺点:本科生课程设计〔论文〕4(1)检修任一回路断路器时,该回路仍需停电。(2)任一母线故障仍会短时停电。(3)变更运行方式时,要用各回路母线侧的隔离开关进行倒闸操作,操作步骤较为复杂,容易出现误操作。(4)增加了大量的母线隔离开关和母线长度,双母线的配电装置结构较复杂,占地面积大,投资大。适用范围:双母线接线广泛应用于对可靠性要求较高、出线回路数较多的6~10KV配电装置中。由于220KV电压等级容量大,停电影响范围广,双母线接线方式有一定局限性,而且操作较复杂,对运行人员要求高。4)、双母线分段接线当双母线接线配电装置的进出线回路数较多时,为增加可靠性和灵巧性,缩小母线故障的影响范围,可将双母线中的一组用断路器分段,形成双母线三分段。双母线可以分段运行,系统构成方式的自由度大,两个元件可完全分别接到不同的母线上,对大容量且在需相互联系的系统是有利的,由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸,因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点,但是易受到母线故障的影响,断路器检修时要停运线路,占地面积较大,一般当连接的进出线回路数较少时,母线不分段。分段双母线,比双母线具有更高的可靠性,运行方式更为灵巧。为了保证双母线的配电装置,在进出线断路器检修时(包括其保护装置和检修及调试),不中断对用户的供电,可增设旁路母线,或旁路断路器。5)、发电机-变压器单元接线单元接线的特点是发电机和主变压器直接连成一个单元,再经断路器接至高压系统,发电机出口处除厂用分支外不再装设母线,发电机和主变压器容量配套,两者不可单独运行,发电机出口一般不装断路器(当发电机、主变压器故障时,通过断开主变压器高压侧断路器和发电机的励磁回路来切除故障电流),只在变压器的高压侧装断路器,断路器与变压器之间不必装隔离开关。对于本设计,出口发电机采用封闭母线。适用于发电机额定电压超过10kV(单机容量在125MW及以上);虽然发电机额定电压不超过10kV,但发电厂无地区负荷;原接于发电机电压母线的发电机已能满足该电压级地区负荷的需要;原接于发电机电压母线的发电机总容量已经较大(6kV配电装置不超过120MW,10kV配电装置不超过240MW)。本科生课程设计〔论文〕5以上介绍的主接线形式当中,在本次设计中应用了双母线和双母线三分段的接线形式,此两种接线形式具有供电可靠、检修方便、调度灵巧及便于扩建等优点,在国内大中型电厂和变电所广泛采用。两种方案的比较第一种方案是:350MW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6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。这样一来就防止了断路器检修时,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,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。:〔论文〕7第二种方案是:由方案一,我们很容易想到220KV母线采用双母带旁路连接,110KV母线采用双母线连接,::如表2-1表2-1方案比较方案性能方案一方案二可靠性1〕接线简单,设备本身故障率少;2〕故障时,停电时间较长。1〕可靠性较高;两台主变压器工作,保证了在变压器检修或故障时,不致使各级电压解列,提高了可靠性。灵巧性1〕运行方式相对简单,灵巧性差;2〕各种电压级接线都便于扩建和开展。1〕倒闸操作复杂,容易产生误操作;2〕不利于实现变电所无人值守;3)保护及二次回路接线复杂。经济性1〕设备相对少,投资小。1〕设备相对多,占地面积大,投资较大。通过对两种主接线可靠性、灵巧性和经济性的综合考虑,辨证统一,现确定第一方案为设计的最终方案。