发电厂电气一次系统简单介绍

电力工程设计手册 08 火力发电厂电气一次设计火力发电厂是一种利用燃煤、燃气、燃油等传统能源的发电方式，是电力工程中非常重要的一环。

在火力发电厂的设计中，电气系统的一次设计是至关重要的环节。

一、火力发电厂电气系统的组成火力发电厂的电气系统是由发电机、变压器、断路器、配电设备、控制系统等组成的。

发电机是火力发电厂的核心设备，主要负责将机械能转换成电能。

变压器则负责将发电机产生的电能升压，以便输送到输电网中。

断路器是用来保护电气设备和人员安全的设备，具有过载保护、短路保护等功能。

配电设备包括配电柜、开关柜等，用来将发电机产生的电能分配到各个用电设备中。

二、火力发电厂电气系统设计的要点1.负载计算：在进行火力发电厂电气系统设计时，首先要进行负载计算，确定发电机的额定容量，以确保能够满足电力需求。

2.电气设备选型：在进行电气设备选型时，需要考虑设备的可靠性、安全性、维护便捷性等因素，同时要注意设备之间的匹配性，以确保整个电气系统能够正常运行。

3.接地设计：火力发电厂的电气系统接地设计是非常重要的环节，必须确保接地电阻符合规定要求，以确保人员和设备的安全。

4.保护系统设计：火力发电厂的电气系统设计中，保护系统设计是至关重要的，包括过载保护、短路保护、接地保护等，以确保电气设备和人员安全。

5.防雷设计：火力发电厂是一个高压大电流的环境，容易受到雷击影响，因此在进行电气系统设计时，要考虑防雷设计，使用避雷设备等措施防止雷击对电气系统的影响。

三、火力发电厂电气系统设计的优化1.采用先进的设备：在进行电气系统设计时，可以采用先进的设备，如数字化保护装置、远动控制系统等，提高电气系统的自动化水平，减少人工干预。

2.优化布局：火力发电厂的电气系统设计中，布局也是非常关键的一环，要合理布置电气设备，确保设备之间的配合协调，减少线路损耗，提高系统效率。

3.合理选择导线：在火力发电厂的电气系统设计中，导线的选择也是非常重要的，要根据实际情况选择合适的导线类型和规格，以减少线路损耗，提高系统效率。

火力发电厂安全性评价依据——电气一次设备部分一、概述在火力发电厂中，电气一次设备是重要之一的组成部分，与发电系统、汽轮机系统等其他系统密切关联，一旦出现故障可能造成严重后果。

为了保障火力发电厂电气一次设备的正常、安全、可靠运行，有必要对其安全性进行评价，并制定相应的安全措施。

本文将从火力发电厂电气一次设备的定义、类型、工作原理以及安全性评价的方法等方面进行介绍，为火力发电厂电气一次设备安全性评价提供参考。

二、电气一次设备的定义与类型1. 定义电气一次设备是指电源到负荷之间、直接参与电能转换和输送的设备，包括高压开关柜、柜内隔离开关、断路器、负荷开关、变压器、电缆等。

2. 类型电气一次设备包括以下几类：•高压开关柜：主要用于控制电源开关和发电机高压输出端的接通和切断。

•柜内隔离开关：主要用于分断柜内设备与电源的连接，以便进行检修和维护。

•断路器：主要用于在电路故障时自动切断电路，以保护电气设备免受电气故障的侵害。

•负荷开关：主要用于控制变电站或配电站的负荷开闭和负荷变化。

•变压器：主要用于变换交流电压等级和实现输电、配电以及控制部分设备运行。

•电缆：主要用于输送电力，将电力从发电厂到用电地点。

三、电气设备的工作原理火力发电厂电气一次设备的工作原理较为复杂，需要综合考虑电气工程、控制工程、机械工程等多学科交叉。

下面简单介绍一下主要的工作原理。

1. 高压开关柜高压开关柜主要用于将高压电源连接到发电机高压输出端，使发电机的高压电能能够得以输送到变压器上，进而输送到用电地点。

当发生故障时，高压开关柜可以快速切断电路，避免故障对电气设备造成损害。

2. 柜内隔离开关柜内隔离开关主要用于隔离维护和检修的设备，保障任一设备在进行检修，或对设备进行维护时不会引起安全事故。

3. 断路器断路器具有自动检测故障的功能，当检测到电路故障时，会自动切断电路，避免电气设备因电路故障造成的损害，保障设备安全。

4. 负荷开关负荷开关主要用于控制负荷的开闭和负荷变化。

毕业设计(论文) 题目发电厂电气一次系统设计系别电力工程系专业班级电气07K1班学生姓名×××指导教师梁海平××××年六月发电厂电气一次系统设计摘要发电厂是电力系统中生产电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施。

它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，将电能输送出去。

本设计是对一高压侧110kV，2回出线；中压侧35kV，4回出线；低压侧10kV，12回出线的发电厂一次系统进行的初步设计。

该发电厂属于小型发电厂，它除承担向系统供应电能的任务外，还提供地区负荷。

本设计首先进行了原始资料的分析。

通过分析，了解该发电厂的类型、负荷情况等；然后，再依据发电厂的电压等级、出线数目及其负荷大小，拟定出多种接线方案，再通过初步技术和经济比较，确定一个最优方案；再根据选择主变的原理和所给的该发电厂各电压等级的最大负荷量，确定了主变容量、台数及型号；然后，选择各个短路点，进行短路电流计算，为下面的电气设备选择打下基础；再次，便是根据上述设计成果确定各电气设备，确定配电设备。

最后根据这地区的雷雨情况配置避雷与接地装置及配电装置，完成电气主接线、电气平面布置、防雷与接地图。

关键字：发电厂设计；短路计算；设备选择；防雷保护A DESIGN OF ELECTRIC MAIN SYSTEMFORPOWER STATIONAbstractPower Stations are producing electricity in the power system, controlling the power flow and adjusting the voltage. It will link all levels of voltage power grid through its transformer and will supply power to the transmission system.The tentative design is to the first system of the power station which has high-tension side 110kV, four output connections; middle-tension side 35kV, four output connections, low-tension side 10kV, twelve output connections. The power station belongs to one middle-size station. In addition to assume the supply of power to the power system also to content the region loads.The design has firstly been carried on the analysis of primary source. Passing through the analysis, we can understand the type of this power station, load condition and so on. Secondly, based on the voltage level of power station, load size and the number of outline, we can obtain a wide range of wiring, and then through the preliminary technical comparison, the two options identified. In the light of the principle of choosing main transformer,we can choose the main transformer’s number, capacity and type .Next, selecting each short circuit point and carrying on the calculation of short circuit current, it is the foundation that has been conquered in the selection of the electric installation of next. Then, based on the above results of designed we can determine the electrical equipment, through the economically optimal choosing the best plan and determining the distributed equipments of the power base on the design achievement mentioned above.According to the situation in this region of the thunderstorm, lightning protection and grounding device are configured. The final completion of the main electrical wiring, the electrical layout, lightning protection and access map are draw.Keywords: Power station design; Short current calculation; Equipment selection; Lightning Resistant protection; Distribution devic目录摘要 (I)Abstract (II)1 电气主接线选择 (1)1.1概述 (1)1.2主接线设计原则 (1)1.3主接线的接线方式选择 (1)1.3.1单母线接线 (1)1.3.2单母分段 (1)1.3.3双母接线 (2)1.3.4双母线分段接线 (2)1.3.5桥形接线 (2)1.3.6一个半断路器（3/2）接线 (2)1.4主接线线方案的比较选择 (3)1.4.1主接线方案 (3)1.4.2主接线方案选择 (7)2主变压器容量、台数及形式的选择 (8)2.1概述 (8)2.2主变压器的选择原则 (8)2.3主变压器容量和台数的确定原则 (8)2.4主变压器型式的选择 (8)2.5绕组数的选择 (9)2.6主变压器容量的选择 (9)3短路电流计算 (11)3.1 概述 (11)3.2短路计算的目的及假设 (11)3.2.1短路电流计算的目的 (11)3.2.2短路电流计算的一般规定 (11)3.2.3短路计算基本假设 (12)3.2.4基准值 (12)3.3 短路电流计算步骤 (12)3.4短路电流的计算 (13)3.4.1 各电气设备参数 (13)3.4.2短路电流的计算 (14)4电气设备的选择 (20)4.1概述 (20)4.1.1一般原则 (20)4.1.2技术条件 (20)4.2断路器的选择 (21)4.2.1按开断电流选择 (21)4.2.2短路关合电流的选择 (21)4.3隔离开关的选择 (22)4.4各电压等级的断路器、隔离开关的选择和校验 (22)4.4.1 110kV侧断路器、隔离开关的选择 (22)4.4.2 35kV侧断路器、隔离开关的选择 (23)4.4.3 10KV侧高压开关柜的选择 (24)5 经济技术比较 (26)5.1方案一的经济投资计算 (26)5.1.1 开关设备投资 (26)5.1.2 变压器投资 (26)5.1.3 配电装置综合投资 (26)5.1.4 10kV母线分段电抗器、出线电抗器投资： (26)5.1.5 综合投资及年运行费用计算 (26)5.2方案二的经济投资计算 (27)5.2.1 开关设备投资 (27)5.2.2 变压器投资 (28)5.2.3 配电装置综合投资 (28)5.2.4 10kV母线分段电抗器、出线电抗器投资： (28)5.2.5 综合投资及年运行费用计算 (28)5.3 两方案经济比较 (29)6 其它电气设备的选择 (30)6.1互感器的选择 (30)6.2电流互感器的选择 (30)6.2.1 110KV侧电流互感器的选择 (31)6.2.2 35KV侧电流互感器的选择 (32)6.3电压互感器的选择 (34)6.3.1 110KV电压互感器的选择 (34)6.3.2 35KV电压互感器的选择 (35)6.4导体的选择 (36)6.4.1裸导体的选择条件选择和校验 (36)6.4.2各电压等级的母线的选择 (36)6.4.2.1 35kV侧母线的选择 (36)6.4.2.2 10kv侧母线的选择 (38)6.4.3各电压等级出线的选择 (39)6.4.3.1 110kV侧出线的选择 (39)6.4.3.2 35kV侧出线的选择 (39)6.4.3.3 10kV侧电缆的选择 (40)6.5高压熔断器的选择 (41)6.6避雷器的选择 (42)6.6.1 110kV避雷器的选择及校验： (42)6.6.2 35kV避雷器的选择及校验： (43)6.6.3 10kV避雷器的选择及校验 (44)7电气总平面布置及配电装置的选择 (46)7.1概述 (46)7.2高压配电装置的选择 (46)8厂用电的接线设计 (50)8.1对厂用的设计的要求 (50)8.2厂用电电压 (50)8.3厂用母线接线方式 (50)8.4厂用工作电源 (50)8.5厂用备用或起动电源 (50)8.6交流事故保安电源 (50)8.7 厂用电接线.......................................... 错误!未定义书签。

发电厂电气设备及一次设备的作用在电力系统中直接参与生产、变换、传输、分配和使用电能的设备称为电气一次设备。

1）发电机：与汽轮机同轴，将汽轮机传递的机械能转换为电能。

由定子和转子组成，转子同汽轮机转轴连接，转子线圈通入直流电源，动静结合处的电流通过碳刷传递，转子旋转后形成旋转磁场。

定子切割转子旋转磁场，感应出三相交流电势。

发电机线圈为Y型接法，中性点和出线均从机腹下引出。

2）主变压器：将发电机发出的电能升压至高压（220kV）接入系统，主变压器的容量能够满足输送发电机发出的全部功率。

3）厂用高压变压器：将发电机发出的电能降压至6kV，满足本机组发电需要。

4）启备变：机组启动和事故时的备用电源。

在6kV母线上有两台电源开关，一台工作、一台备用，工作和备用之间有快速切换装置，保证母线上的设备连续、可靠的工作。

5）励磁变：接在发电机的出口，降压后接入整流柜，整流后通过碳刷接入发电机的转子线圈，形成旋转磁场。

整流柜输出电流的大小通过励磁调节装置进行调节，使发电机在额定电压下运行。

6）断路器：接通和断开设备的负荷电流，并能迅速切断故障电流保护电气设备。

具有灭弧能力。

根据灭弧方式分为真空断路器、SF6断路器等。

7）隔离开关：不能断开正常负荷电流，更不能断开短路电流，主要的作用是在电气设备检修时，形成明显可见的断开点；接通或断开励磁电流不超过规定的空载变压器回路及电容电流不超过规定的空载线路；与断路器配合或单独完成一些倒闸操作。

8）电流、电压互感器：互感器的原理和变压器相似，电压互感器将高电压变为低电压（一般为100V），电流互感器将大电流变为小电流（一般为1～5A），供测量、控制和继电保护使用。

9）母线：汇集和分配电能的设备。

10）接地线：检修人员检修设备时，为防止设备突然来电对人员造成伤害，在需要检修的设备上安装接地线，接地线为三相短路接地。

11）避雷器：消除感应、谐振、操作、侵入等原因引发的过电压，保护电气设备绝缘不受损坏。

发电厂电气一次系统什么是电气一次系统？电气一次系统是指发电厂发电过程中用来把发电机发出的电能输送至变电所或电网中的设备和电缆。

主要包括发电机、主变压器、高压开关柜、低压开关柜、母线、电缆等设备和线路。

发电机发电机是电气一次系统的核心设备，发电机通过磁场作用，将机械能转换成电能。

它的主要组成部分包括转子、定子、反电动势极、励磁系统等。

发电机输出的电压、电流和频率都是根据电力系统需求进行设置的。

发电机的负载率是指发电机输出功率与额定功率之比，在调节电力系统电压、频率等方面非常重要。

当负载率过高或过低时，会影响电气一次系统的稳定运行，造成电气设备故障。

因此，发电机的负载率需要进行实时监测和调节。

主变压器主变压器是电气一次系统中负责将高压电能转为低压电能的核心设备。

主变压器主要由高压绕组、低压绕组、铁心等组成。

高压绕组通常接在发电机输出端，低压绕组接在电网或变电站的主母线上。

主变压器的一些重要指标包括变压器容量、耐压、阻抗等。

在电气一次系统的运行中，主变压器的状况对供电质量、运行稳定性等方面有着重要的影响。

高压开关柜高压开关柜是电气一次系统中的重要元件，它用于分、合电路，以控制电气系统的运行。

高压开关柜通常包括主断路器、负荷开关、控制装置等。

高压开关柜的安全可靠性是非常重要的，因为它与电气系统的其他部分有着密切的联系。

高压开关柜在运行时需要进行定期检查和保养，以保证其正常工作。

低压开关柜低压开关柜是电气系统中用来控制和保护负载设备的元件。

低压开关柜通常包括熔断器、接触器、继电器、保护和控制装置等。

低压开关柜对电气系统的保护和控制具有重要作用。

如果低压开关柜存在故障或错误，可能会对设备和人员造成危害。

母线母线是电气一次系统中的重要组成部分，它是用来连接发电机、主变压器、开关柜等设备的电缆或导线。

母线的主要功能是实现电气系统的公共接线。

母线的设计和施工质量对电气系统的稳定运行和安全保障都有着重要作用。

在电气系统的运行中，一旦发现母线存在问题，需要及时进行维修和处理。