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中型发电厂电气主接线设计概述：中型发电厂是指发电机容量在200MW至600MW之间的电厂。
电气主接线设计是发电厂电气系统中的一个重要部分，它负责将发电机输出的电能输送到变电站，供应给大型工业企业或居民使用。
电气主接线设计的目标是确保电力传输的安全、可靠和高效。
设计过程：电气主接线设计需要考虑多个因素，如输电距离、线路负载、设备容量、电压等级等。
下面是一个中型发电厂电气主接线设计的一般过程：1.确定输电距离和传输容量：首先需要确定发电厂到变电站的输电距离，并根据预计的负荷需求确定传输容量。
根据这些参数，选择合适的电缆或电线。
2.确定电压等级：根据输电距离和传输容量，选择合适的电压等级。
常见的电压等级有110kV、220kV和500kV。
3.设计电缆或电线的规格：根据电流负载和电压等级，计算所需的电缆或电线的截面积和长度。
还需要考虑电缆或电线的散热能力，以确保安全运行。
4.设计变电站的主接线：根据发电机输出的电压和电流，设计变电站的主接线。
主接线需要考虑电流分布、电压降低和电缆或电线的阻抗。
5.确定保护系统：为了确保电气系统的安全运行，需要设计合适的保护系统，包括过电流保护、接地保护、短路保护等。
6.进行电气主接线布线：根据设计的结果，进行实际的电气主接线布线。
布线需要考虑电缆或电线的敷设方式、距离和阻抗。
7.进行电气主接线的测试和调试：在完成电气主接线布线后，进行必要的测试和调试，包括电气参数的测量、保护系统的测试等。
8.进行电气主接线的运行和维护：电气主接线的运行和维护是确保电力传输安全可靠的关键。
定期检查电气主接线的状态，及时发现和修复潜在问题。
总结：电气主接线设计是中型发电厂电气系统中非常重要的一个环节。
合理的设计可以保证发电厂的电能传输安全、可靠和高效。
设计过程需要考虑多个因素，如输电距离、线路负载、设备容量、电压等级等。
通过合理的设计和维护，可以提高电气系统的可靠性和效率。
电气主接线设计1.1对原始资料的分析设计电厂为中型凝汽式电厂，其容量为2×100+2×300=800MW,占电力系统总容量800/（3500+800）×100%=18.6%，超过了电力系统的检修备用8%～15%和事故备用容量10%的限额，说明该厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要，但是其年利用小时数为5000h，小于电力系统电机组的平均最大负荷利用小时数（2006年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5221h）。
该厂为凝汽式电厂，在电力系统中将主要承担腰荷，从而不必着重考虑其可靠性。
从负荷特点及电压等级可知，10.5kV电压上的地方负荷容量不大，共有6回电缆馈线，与100MW发电机的机端电压相等，采用直馈线为宜。
300MW发电机的机端电压为20kV，拟采用单元接线形式，不设发电机出口断路器，有利于节省投资及简化配电装置布置；110kV电压级出线回路数为5回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电，拟采取双母线带旁路母线接线形式为宜；220kV与系统有4回路线，送出本厂最大可能的电力为800-200-25-800×8%=511MW，拟采用双母线分段接线形式。
1.2主接线方案的拟定在对原始资料分析的基础上，结合对电气接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。
在满足技术，积极政策的前提下，力争使其技术先进，供电安全可靠、经济合理的主接线方案。
发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应保证其满发，满供，不积压发电能力。
同时尽可能减少传输能量过程中的损失，以保证供电的连续性，因而根据对原始资料的分析，现将主接线方案拟订如下：（1）10.5kV电压级：鉴于出线回路多，且发电机单机容量为100MW，远大于有关设计规程对选用单母线分段接线每段上不宜超过12MW的规定，应确定为双母线接线形式，2台100MW机组分别接在母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压110kV。
发电厂电气主接线一次初步设计书一、电力工业的发展概况火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经济的环境中，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响，虽然现在我国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。
“十五”期间我国火电建设项目发展迅猛。
2001年至2005年8月，经国家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年审批项目135个，装机容量107590MW，比上年增长207%；2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546MW，同比增长420%。
随着中国电力供应的逐步宽松以及国家对节能降耗的重视，中国开始加大力度调整火力发电行业的结构。
由发电、变电、输电、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（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。
由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。
因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。
据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。
电能是一种清洁的二次能源。
由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。
因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。
绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。
本设计的主要内容包括：通过原始资料分析和方案比较，确定发电厂的电气主接线。
发电厂电气主接线设计计划书第一章、系统与负荷资料分析发电厂容量的确定与国家经济发展规划、电力负荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。
发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系统中的地位和作用。
设计电厂为大型凝气式火电厂，其容量为2×300=600MW,最大单机容量为300MW，即具有大中型容量的规模、大中型机组的特点。
当电厂全部机组投入运行后，将占电力系统总容量600/6000≈10%，没有超过电力系统的检修备用容量为8%~15%和事故备用容量为10%的限额，说明该电厂在未来电力系统中不占主导作用和主导地位，主要供给地区用电。
发电厂运行方式及年利用小时数直接影响着主接线设计。
从年利用小时数看，该电厂年利用小时数为6500h/a，远大于我国电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数5000h/年；又为火电厂，所以该发电厂为带基荷的发电厂，在电力系统占比较重要的地位，因此，该厂主接线要求有较高的可靠性；从负荷特点及电压等级可知，该电厂具有110KV和220KV两级电压负荷。
110KV电压等级有8回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为110MW,最大年利用小时数为4000h/a，说明对其可靠性有一定要求；220KV电压等级有10回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为500MW，最大年利用小时数为4500h/a,其可靠性要求较高，为保证检修出线断路器不致对该回路断电，拟采用带旁路母线接线形式。
第二章、电气主接线2.1、主接线方案的选择2.1.1 方案拟定的依据对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几个方面考虑：断路器检修时，是否影响连续供电；线路、断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成馈线停运的回路数多少和停电时间长短，能否满足重要的一、二类负荷对供电的要求；本电厂有无全厂停电的可能性；大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。
<<发电厂电气主系统>>课程设计原始资料题目:中型电厂电气主接线1. 发电厂(变电厂)的建设规模 (1) 类型:中型凝汽式电厂(2) 最终容量和台数:MW 1002⨯ (QFQ-100-2) KV U N 5.10=85.0=ϕCOS %3.163=d X %20'=dX %4.12"=d X MW 3002⨯ (QFSN-300-2) KV U N 20=85.0=ϕCOS %6.186=d X %2.19'=dX %3.14"=d X (3) 利用小时数:5000小时/年2. 接入系统及电力负荷情况(1)10.5KV 电压级 最大负荷42MW,最小负荷25MW,,8.0=ϕCOS a h T MAX /5000=.电缆馈线(出线)6回,每回平均输送容量7000KW.(2)110KV 出线 5回,每回额定输送容量15MW.110KV 最大负荷300MW,最小负荷200MW, ,8.0=ϕCOS a h T MAX /4500= (3)220KV 电压等级: 出线 4回,其中备用出线2回,接受该厂的剩余功率.电力系统容量:3500MW,当取基准容量为100MVA 时,系统归算到220KV 母线上的021.0*=s x(4)发电机出口处主保护动作时间取s t pr 1.01=,后备保护时间s t pr 0.22=(5)厂用电率 取6% 厂用电负荷平均功率因数 取85.0cos =ϕ 3.环境因素：海拔小于1000米，环境温度025c ，母线运行温度080c世界很大，风景很美；人生苦短，不要让自己在阴影里蜷缩和爬行。
应该淡然镇定，用心灵的阳光驱散迷雾，走出阴影，微笑而行，勇敢地走出自己人生的风景！人们在成长与成功的路途中，往往由于心理的阴影，导致两种不同的结果：有些人可能会因生活的不顺畅怨天尤人，烦恼重重，精神萎靡不振，人生黯淡无光；有人可能会在逆境中顽强的拼搏和成长，历练出若谷的胸怀，搏取到骄人的成就。
电气主接线设计1、1对原始资料的分析设计电厂为中型凝汽式电厂,其容量为2×100+2×300=800MW,占电力系统总容量800/(3500+800)×100%=18、6%,超过了电力系统的检修备用8%～15%与事故备用容量10%的限额,说明该厂在未来电力系统中的作用与地位至关重要,但就是其年利用小时数为5000h,小于电力系统电机组的平均最大负荷利用小时数(2006年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5221h)。
该厂为凝汽式电厂,在电力系统中将主要承担腰荷,从而不必着重考虑其可靠性。
从负荷特点及电压等级可知,10、5kV电压上的地方负荷容量不大,共有6回电缆馈线,与100MW发电机的机端电压相等,采用直馈线为宜。
300MW发电机的机端电压为20kV,拟采用单元接线形式,不设发电机出口断路器,有利于节省投资及简化配电装置布置;110kV电压级出线回路数为5回,为保证检修出线断路器不致对该回路停电,拟采取双母线带旁路母线接线形式为宜;220kV 与系统有4回路线,送出本厂最大可能的电力为800-200-25-800×8%=511MW,拟采用双母线分段接线形式。
1、2主接线方案的拟定在对原始资料分析的基础上,结合对电气接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求,综合考虑。
在满足技术,积极政策的前提下,力争使其技术先进,供电安全可靠、经济合理的主接线方案。
发电、供电可靠性就是发电厂生产的首要问题,主接线的设计,首先应保证其满发,满供,不积压发电能力。
同时尽可能减少传输能量过程中的损失,以保证供电的连续性,因而根据对原始资料的分析,现将主接线方案拟订如下:(1)10、5kV电压级:鉴于出线回路多,且发电机单机容量为100MW,远大于有关设计规程对选用单母线分段接线每段上不宜超过12MW的规定,应确定为双母线接线形式,2台100MW机组分别接在母线上,剩余功率通过主变压器送往高一级电压110kV。
由于两台100MW机组均接于10、5kV母线上,有较大短路电流,为选择轻型电器,应在各条电缆馈线上装设出线电抗器。
(2)110kV电压级:出线回数大于4回,为保证检修出线断路器不致对该回路停电,采取双母线带旁路母线接线形式,以保证其供电的可靠性与灵活性。
(3)220kV电压级:出线4回,考虑现在断路器免维护减小投资,采用双母线分段接线。
通过两台三绕组变压器联系10、5kV及110kV 电压,以提高可靠性。
2台300MW机组与变压器组成单元接线,直接将功率送往220kV电力系统。
1、3发电机及变压器选择(1)发电机的选择:通过查着资料,两台100MW发电机选用QFQ-100-2型,两台300MW发电机选用QFSN-300-2型。
具体参数如下表:三绕组变压器选择SFPS7-180000/220/110/10。
具体参数如下表:(1)双绕组变压器△P0=180KW △Q0=2520Kvar△P K=828KW △Q K=47160KvarS=527MVA S N=360MVAｔmax=4500h/a T=5000h/aK=0、02 n=2 α=0、32元/(kW·h)△A 1=n(△P 0+K △Q 0)T+ ｔmax /n(△P K +K △Q K )(S/ S N )²=6(kW ·h) (2)三绕组变压器△P 0=178KW △Q 0=1260Kvar△P 1k =650KW △P 2k =650KW △P 3k =650KW△Q 1k =27000Kvar △Q 2k =-1800Kvar △Q 3k =14400Kvarm ax 1t =5000h/a m ax 2t =4500h/a max 3t =5000h/aT=5000h/a n=2 K=0、02 △A 2=n(△P 0+K △Q 0)T+1/n[(△P 1k +K △Q 1k )ｔ1max +(△P 2k +K △Q 2k )ｔ2max +(△P 3k +K △Q 3k )ｔ3max ]=(kW ·h)C=α(△A 1+△A 2)α=626、5万 1、5电气主接线图 见附录一短路电流计算2、1 概述电力系统中,常见的短路故障有三相对称短路、两相短路与单相接地短路。
其中三相短路电流的计算就是为了选择与校验QF 、QS 、母线等电气设备,两相短路电流用于整定继电保护装置。
短路发生后,短路电流的值就是变化的,变化的情况决定于系统电源容量的大小、短路点离电源的远近以及系统内发电机就是否带有电压自动调整装置等因素。
按短路电流的变化情况,通常把电力系统分为无限容量系统与有限容量系统。
无限容量系统短路电流的计算,采用短路回路总阻抗法计算;有限容量系统短路电流的计算采用运算曲线法,这中间要用到网络的等效变换。
本次设计中,短路电流的计算就涉及到这两个方面的内容。
2、2 系统电气设备电抗标幺值计算 系统基准值B S 100MVA,基准电压B U = .av n U(1)发电机电抗标幺值的计算100MVA 发电机电抗标幺值X *G1＝0、124×100×0、85/100=0、105 300MVA 发电机电抗标幺值X *G2＝0、143×100×0、85/300=0、422 (2)变压器电抗标幺值的计算 双绕组变压器电抗标幺值X *T1＝0、131×100/360＝0、036 (3)三绕组变压器电抗标幺值U K1%＝1/2×[U K(1-2)%＋U K(3-1)%-U K(2-3)%]=15U K2%＝1/2×[U K(1-2)% ＋U K(2-3)%-U K(3-1)%]=-1、0 U K3%＝1/2×[U K(3-1)%＋U K(2-3)%-U K(1-2)%]=8、0 X *T2、1＝0、15×100/180＝0、083 X *T2、2＝(-0、01)×100/180＝-0、006 X *T2、3＝0、08×100/180＝0、044 (4)系统归算到220kV 侧的电抗标幺值:0.021X s =*2、3短路电流计算 2、3、1系统的简化图2、3、2 220KV 母线短路 等值电路图如下:220kv简化后:0.0140.116220kv短路电流标幺值:I *1＝1/O 、014+1/0、116=80、48 短路电流:I 1＝I *1×100/(√3×220)=21、1KA 短路冲击电流:I sh1＝1、9√2I 1=56、7KA 2、3、3 110KV 母线短路 等值电路图如下:简化后:0.044/2110kv短路电流标幺值:I *2＝1/0、029=36、2短路电流:I 2＝I *2×100/(√3×110)=11、1KA 短路冲击电流:I sh2＝1、9√2I 2=29、8KA 2、3、4 10、5KV 母线短路等值电路图如下:10.5kv简化后:0.07710.5kv 短路电流标幺值:I *3＝1/0、053+1/0、077=33、4 短路电流:I 3＝I *3×100/(√3×10、5)=183、6KA 短路冲击电流:I sh3＝1、9√2I 3=494、1KA第三章 电气设备的选择3、1断路器的选择断路器的选择,除满足各项技术条件与环境条件外,还应考虑到要便于安装调试与运行维护,并经技术方面都比较后才能确定。
根据目前我国断路器的生产情况,电压等级在10kV~220kV 的电网一般选用少油断路器,而当少油断路器不能满足要求时,可以选用SF 6断路器。
断路器选择的具体技术条件如下:1)额定电压校验: max N U U ≥ 2)额定电流选择: max N I I ≥3)开断电流: Nbr w I I ≥(短路电流有效值)4)动稳定: es sh i i ≥ (短路冲击电流)5)热稳定: k r Q Q 隔离开关的选择校验条件与断路器相同,并可以适当降低要求。
3、1、1 220KV 侧断路器选择 (1)双绕组变压器出口最大电流: I 1max ＝1、05×360000/(√3×220)=992A (2)三绕组变压器220KV 侧最大电流: I 2max ＝1、05×180000/(√3×220)=496A 母线上流过的最大电流m ax I =2I 1max = 1984A短路电流:''I ＝21、1KA短路冲击电流:I sh1＝56、7KA为了检测与校验方便,可均选择SFM-220型号的断路器。
额定电压:U N ≥U NS =220kV 额定电流:I N =2000A ≥I max =1984A 额定断开电流: I Nbr =40kA ≥''I =21、1kA 额定闭合电流:I Ncl =100kA ≥I sh1=56、7kA 动稳定校验:I es =I Ncl =100kA ≥I sh1=56、7kA 热稳定校验:I t ²×t=4800(kA ²·S) t k = t pr2+t a +t in =2、35s经查资料得到:I tk =18、4KA , I tk/2=17、45kA 则Q k =12kt (''I ²+10×I tk ²+I tk/2²) =749、8(kA ²·S) 因此I t ²×t> Q k所以所选断路器的热稳定满足需求。
此断路器满足系统需求。
3、1、3 110KV侧断路器选择(1)母线的最大电流:I max＝300000/(0、8×110×√3)= 1968 A(2)三绕组变压器110KV侧最大电流:I max＝1、05×180000/(√3×110)=992A短路电流:I2＝11、1 KA短路冲击电流:I sh2＝29、8 KA为了检测与校验方便,可均选择LW6-110Ⅱ型号的断路器。
3、1、4 110kV断路器校验额定电压:U N≥U MS=110kV 额定电流:I N=2000A≥I max=1968A 额定断开电流: I Nbr=31、5kA≥I2=11、1kA额定闭合电流:I Ncl=80kA≥I sh2=29、8kA动稳定校验:I es=I Ncl=80kA≥I sh2=29、8kA热稳定校验:I t²×t=2976、8(kA²·S)t k= t pr2+t a+t in=2、065s经查资料得到:I tk=19、28 kA I tk/2=18、0kA则Q k=630、3(kA²·S) 因此,I t²×t> Q k所以所选断路器的热稳定满足需求。
