發(fā)電廠電氣課程設計

1、前言為使學習的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，鍛煉理論知識與應用實踐中的過渡，特為學生安排此課程設計科目，相信通過此途徑，學生的綜合能力會得到相應的提高，理論知識的應用也能得以成長。1緒論電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設備，并依照相應的技術要求連接起來。把變壓器、斷路器等按預期生產(chǎn)流程連成的電路，稱為電氣主接線。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設備文字和圖形符號并按工

2、作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。2電氣主接線2.1原始資料某電廠四臺發(fā)電機，發(fā)電機出口電壓10.5kv，無近區(qū)負荷。以四回110kv線路接入系統(tǒng)，分別做發(fā)電機電壓側(cè)和升高壓側(cè)比較。2.2主接線的設計原則 基本原則以設計以設計任務書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。2.3主接線的設計要求主接線應滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求。 1、可靠性（1） 發(fā)電廠

3、在電力系統(tǒng)中的地位和作用。（2） 發(fā)電廠所接入系統(tǒng)的方式。（3） 發(fā)電廠的運行方式及負荷性質(zhì)。（4） 設備的制造水平。（5） 長期實踐運行經(jīng)驗。 2、靈活性（1）操作的方便性。電氣主接線應該在服從可靠性的基礎要求條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運行人員掌控，不致在操作過程中出差錯。（2）調(diào)度的方便性。電氣主接線在正常運行時，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地改變運行方式。并且在發(fā)生事故時，要能盡快地切出故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。（3）擴建的方便性。對將來要擴建的發(fā)電廠，主接線必須具有擴建的方便性。尤其是火電廠和變電站，在設

4、計主接線時應留有發(fā)展擴建的余地。設計時不僅要求考慮最終接線的實現(xiàn)，還要考慮到從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來可順利完成過渡方案的實施，使改造工作量最少。 3、經(jīng)濟性（1) 節(jié)省一次投資（2) 占地面積小（3) 電能損失小2.4低壓側(cè)10.5kv側(cè)主接線設計方案比較從原始資料中可知該發(fā)電廠為四臺發(fā)電機，說明以四回10.5kv進入系統(tǒng)，無近區(qū)負荷，根據(jù)相應的資料分析，可采用單母線接線、單母線分段接線、雙母線分段接線、單元接線四種接線方式。方案一：單母線接線適用范圍：只有一臺主變壓器，10kv出線不超過5回；35kv出線不

5、超過3回；110kv出線不超過2回。方案二：單母線分段接線適用范圍：適用與610kv配電裝置出線16回及一下；3560kv配電裝置出線48回；110220kv配電裝置少于四回時。方案三：雙母線分段接線適用范圍：適用于配電裝置進出總數(shù)達1014回時，一組母線分段，配電裝置進出線總數(shù)達15回以上時，兩組母線分段。方案四：單元接線適用范圍：臺數(shù)不多的大（b接線除外）中型區(qū)域發(fā)電廠；分期投產(chǎn)或裝機容量不等的無機壓負荷的小型水電站。從經(jīng)濟性上比較，方案三、四的投資較大。從靈活性上和可靠性比較，方案二、三的可靠性和靈活性相比要高。經(jīng)過綜合比較上述方案（見表1）。綜上所述，10.5kv側(cè)主接線形式可采用單母

6、線分段的接線方式。表1：方案編號簡 圖優(yōu) 點缺 點方案一：采用單母線接線接線簡單（設備少）、清晰、明了；布置、安排簡單，配電裝置建造費用低；斷路器與隔離開關間易實現(xiàn)可靠的防誤閉鎖，操作安全、方便，母線故障的幾率低；易擴建和采用成套式配電裝置?？煽啃圆?，母線或母線隔離開關檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠或全站長期停電，調(diào)度不方便，電能只能并列運行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大的短路電流。方案二：采用單母線分段接線當一段母線故障時，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電，縮小停電范圍；使水電廠供電的可靠性提高；擴建時需向兩個方面均衡擴建。母線短路容量增大一倍，影響

7、設備的選擇；增加了一套分段斷路器，倒閘操作復雜些；母線故障或檢修時要造成部分回路停電。方案三：采用雙母線分段接線在發(fā)電廠、變電站中，母線發(fā)生故障的影響范圍很大。采用單母線或雙母線接線時，一段母線故障將造成約半數(shù)的回路停電或短時停電。大型發(fā)電廠和變電站對運行卡靠性和靈活性的要求很高，必須注意避免母線系統(tǒng)故障以及限制母線故障的影響范圍，防止全廠停點事故的發(fā)生，為此可考慮采用雙母線分段接線。雙母線分段接線具有相當高的供電可靠性與靈活性。所使用的電氣設備更多，配電裝置也更復雜。方案四：采用擴大單元接線接線簡化，使用的電器最少，操作簡便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性；配電裝置簡單，投資少，占地少

8、；發(fā)電機出口短路電流?。焕^電保護簡單。任一元件故障或檢修全停，檢修時靈活性差。2.5高壓側(cè)110kv側(cè)主接線設計方案比較110kv側(cè)有四回出線，因而可供選擇的有：單母線分段接線；單母線分段帶旁路母線接線；雙母線接線；三角形接線。方案一：單母線分段接線適用范圍：110220kv配電裝置的出線回路數(shù)為34回時。方案二：單母線分段帶旁路母線接線適用范圍：廣泛應用于出線回路不多，負荷較為重要的中小型發(fā)電廠或35110KV變電站中。方案三：雙母線接線適用范圍：適用于610kv配電裝置；3560kv配電裝置出線超過8回，或者連接電源較大、負荷較大時；110220kv出線數(shù)為5回及以上時。方案四：三角形接線

9、適用范圍：一般用于回路書較少且能一次建成、而不需要再擴建的110kv及以上的配電裝置中。經(jīng)過綜合比較上述方案（見表2）經(jīng)過以上分析，110kv側(cè)主接線決定采用單母線分段接線形式。表2方案編號簡 圖優(yōu) 點缺 點方案一：采用單母線分段接線用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，由兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越。母線短路容量增大一倍，影響設備的選擇。方案二：采用單母線分段帶旁路母線接線可供電給

10、一級負荷，可靠性大為提高；母線、隔檢修僅停一半，提高了靈活性。每一回路都增加了一組隔離開關，使配電裝置的構(gòu)架及占地面積、投資費用都相應增加；同時由于配電裝置的復雜，在改變運行方式倒閘操作時容易發(fā)生誤操作，且不宜實現(xiàn)自動化；尤其當母線故障時，須短時切除較多的電源和線路，這對特別重要的大型發(fā)電廠和變電站是不允許的。方案三：采用雙母線接線供電可靠性高：通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電。調(diào)度靈活：各個電源和各回路的負荷可以任意分配，能靈活地適應電力系統(tǒng)中各種運行方式的調(diào)度和潮流變化的需要。擴建方便使用設備器件多，特別是隔離開關。接線也較

11、復雜，配電裝置復雜，經(jīng)濟性較差；操作步驟較復雜，易出現(xiàn)誤操作，導致設備或人身事故。占地面積大，投資大。方案四：采用三角形接線所用的斷路器數(shù)目比單母線分段接線或雙母線接線還少1臺，卻具有雙斷路器雙母線接線的可靠性，任一臺斷路器檢修時，只需斷開其兩側(cè)的隔離開關，不會引起任何回路停電；沒有母線，因而不存在因母線故障所產(chǎn)生的影響；任一回路故障時，只跳開與它相連接的2臺斷路器，不會影響其他回路的正常工作；操作方便，所有隔離開關只用于檢修時隔離電源，不作操作之用，不會發(fā)生帶負荷斷開隔離開關的事故。檢修任何一臺斷路器時，多角形就開環(huán)運行，如果此時出現(xiàn)故障，又有斷路器自動跳開，將使供電造成紊亂；由于運行變化大

12、，電氣設備可能在閉環(huán)和開環(huán)兩種情況下工作，其中所流過的工作電流差別較大，會給電氣設備的選擇帶來困難，并且使繼電保護裝置復雜化；不便于擴建。2.6主接線的確定通過上面對發(fā)電機側(cè)和升高壓側(cè)的主接線進行的擬定、比較以及確定，該水電廠發(fā)電站采用單母線分段接線與三角形接線相互組合的接線方式。主接線的簡圖如下：3結(jié)束語經(jīng)過兩周的時間，我順利的完成了這次課程設計。從總體上來說，我對自己的成果還是比較滿意的，也基本上達到了老師的要求。兩周的時間是短暫的，但卻是充實的。每個步驟的完成我都是耐心查閱資料，認真對待的，所以此刻也有種因小小成功而喜悅激動的心情。不單單是知識的加深，更深刻的體會到一點。任何一項任務要想漂亮的完成一定要做到認真對待，不急不躁。這期間難免會遇到困難，要想辦法解決，不能逃避困難，更不能退縮放棄這項任務。一份滿意的答卷要經(jīng)受起考驗，就要提前對其多次質(zhì)疑，多次修改完善。初次完成就草草結(jié)束任務，其中往往存在著很多問題。這是本人第一次完成此類的設計，由于本人經(jīng)歷、閱歷、實際操作能力有限，難免存在一