2x300MW火电厂主接线设计

目录发电厂课程设计任务书 (1)摘要 (2)第一章主接线的设计 (2)1.1主接线的设计依据 (2)1.2主接线的基本形式 (2)1.3主接线的设计方案 (3)第二章厂用电接线方式的择 (5)2.1厂用电 (5)2.2厂用电的分类 (5)2.3厂用电设计原则 (6)2.4厂用电源选择 (7)2.5厂用电接线形式 (7)第三章电气设备的选择 (8)3.1电气设备选择的一般规则 (8)3.2按正常工作条件选择电器 (9)3．3按短路情况校验 (10)3.4断路器的选择 (10)3.5隔离开关的选择 (11)3.6电流互感器的选择 (11)3．7电缆的选择 (12)总结 (13)参考文献 (14)发电厂课程设计任务书设计题目：2*300MW火电厂主接线设计设计原始资料：1、厂用电为总容量7%2、两台主变,一台联络变。

3、220KV 5回出线4、110KV 7回出线5．U=10.5KV COSφ=0.85设计内容：1、对电气主接线进行论述2、选择电气主接线方式，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6．对厂用电6KV段设计设计要求：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天摘要电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。

主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。

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：火力发电厂；电气部分；变压器；主接线设计；电气设备。

第一章主接线的设计1.1主接线的设计依据1、主接线的设计，直接关系到全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

2、对于220KV电压等级的配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类（包括单母线、单母线分段、双母线分段和增设旁路母线的接线）；其二为无母线类（包括单元接线、桥型接线和多角型接线等）。

应根据出线的回路数酌情选用。

1.2主接线的基本形式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。

1.3主接线的设计方案（1）根据本设计的要求，主接线设计如下两种接线形式：表1.1主接线方案比较（2）10.5KV侧采用封闭母线本设计中由于发电机的的最大持续工作电流过大，不能选到适用它的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等设备，所以采用了离相封闭母线。

方方案一220KV双母分段带旁路接线方案二220KV双母线接线（3）两种方案的比较：一、可靠性：方案一中220KV可靠性较高；在检修线路断路器时避免造成该回路停电，可靠性高；方案二中220KV接线简单，设备本身故障率少；220KV故障时，停电时间较长。

二、灵活性：方案一中各电压级接线方式灵活性都好；220KV电压级接线易于扩建和实现自动化；110KV操作过程相对简单；方案二中220KV运行方式相对简单，灵活性差；各种电压级接线都便于扩建和发展；110KV操作过程复杂。

三、经济性：方案一的投资比方案二要大很多，增加了旁路间隔和旁路母线，每回间隔增加一把隔离开关，大大的增加了投资，同时多占用了土地。

方案二中220KV设备相对少，投资小；110KV只增加了一台旁路断路器的投资通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，虽然方案一比方案二供电可靠，但是由于目前断路器采用的是六氟化硫断路器，它的检修周期长，不需要经常检修，所以采用旁路也就没有多大意义了，这样一来不仅仅节省了投资，也节约了用地，所以比较论证后确定采用了方案二。

第二章厂用电接线方式的选择2.1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2.2厂用电的分类（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。

2.3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。

2.4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)确定厂用电系统：厂用电系统采用如图方案一和方案二，厂用电在两个方案中都是一样。

2.5厂用电接线形式300WM机组采用单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电，该公用母线段正常由启动备用变压器供电。

如图所示。

300WM机组的厂用电接线形式优点：公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独立性强，便于各机组厂用母线清扫。

缺点：由于公用负荷集中，并因启动备用变压器要用工作变压器作备用(若无第二台启动备用变压器作备用时)，因此，启动备用变压器和工作变压器均较方案I变压器的容量大，配电装置也增多，投资较大。

第三章电气设备的选择3.1电气设备选择的一般规则（1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。

（2）应按当地环境条件校核。

（3）应力求技术先进和经济合理。

（4）与正个工程的建设标准应协调一致。