主接线的设计和特征及对它的认识
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浅析电气主接线设计摘要:概述了电气主接线的基本概念,介绍了电气主接线的设计原则、基本要求和基本形式,论述了技术经济比较所涉及的内容。
关键词:主接线,原则,要求,形式,技术经济比较1.引言电气主接线是发电厂、变电所电气设计中的重要组成部分,也是电力系统中电能传递的重要环节。
电气主接线是指在电力系统中,把发电机、变压器、断路器和隔离开关等高压电气设备按照一定的要求和顺序连接,为满足电能输送及分配的要求而设计的,实现发电、变电、输配电任务的电路。
2.电气主接线设计的原则电气主接线设计的原则是以设计任务书为依据,以国家政策、电力行业的技术规范、标准为准绳,按照负荷性质、容量、地区供电条件,根据工程实际情况和发展规划,确定技术经济合理的设计方案。
为此,在进行电气主接线设计时,应遵循的原则如下。
2.1 明确电力负荷的等级根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度,电力负荷分为三级。
每一级负荷对供电可靠性的要求不同,则变压器容量、台数以及出线回路数等配置就不一致。
因此,首先要明确电力负荷的等级,确认电力负荷在电力系统中的作用和地位,才能初步确定主接线的设计方案。
2.2 考虑近期和远期的发展关系电气主接线设计应考虑近期和远期的发展关系,做到远近期结合,以近期为主,适当考虑发展的可能,按照负荷的性质、用电容量、地区供电条件,合理确定电气主接线形式、电源进线的数量和出线回路数。
2.3 主变压器容量的选择如果主变压器的容量选择过大、台数过多,则会增加建设资金、占地面积、运行费用和检修工作量,不能充分发挥供电设备的经济效益;如果主变压器的容量选择过小、台数过少,则不具备可扩展性,无法满足今后的发展需要,影响供电的灵活性和可靠性。
因此,主变压器容量的选择除依据负荷计算外,还取决于主变压器的运行方式、负荷的增长速度等因素,其容量可按投运后5~10 年的预期负荷选择,并适当考虑到远期10~20 年的负荷发展。
电气主接线及设计1. 引言电气主接线是电气系统中至关重要的一环,它负责将电源与各个电气设备之间进行连接,使电能得以传输和利用。
在电气系统设计过程中,主接线的设计合理与否直接影响到电气设备的正常运行和系统的安全性。
本文将详细介绍电气主接线的概念、设计原则以及关键步骤,以帮助读者了解和掌握电气主接线的基本知识。
2. 电气主接线的概念电气主接线是指通过电线或电缆将电源与各个电气设备之间进行连接的系统。
主接线通常由主干线、支干线和分支线组成。
其中,主干线负责将主电源与电气设备连接起来,支干线则负责将主干线连接到各个分支设备上。
电气主接线的设计主要考虑功率传输、电压降低、电气设备的组织布局以及系统的可靠性等因素。
3. 电气主接线的设计原则3.1 安全性原则电气主接线的设计首先要求保证系统的安全性。
这包括合理设置过载保护装置、漏电保护装置以及接地保护装置等,以防止电气设备的损坏和人身安全事故的发生。
此外,还应考虑电气设备的绝缘性能,避免因绝缘破损导致电气故障。
3.2 系统可靠性原则电气主接线的设计需要保证系统的可靠性,尽量减少电线和电缆的故障概率。
这包括选择合适的导线截面积、减少线路阻抗、合理布置线路等措施,以提高系统的可靠性和稳定性。
3.3 经济性原则电气主接线的设计需要综合考虑经济因素。
在满足系统需要的前提下,应尽量选择价格合理的电线和电缆,并通过合理布线节省材料和人工成本。
同时,应合理利用现有线路资源,尽量减少线路的开挖和占用,降低工程投资。
4. 电气主接线设计的关键步骤4.1 确定电气设备布置在进行电气主接线设计之前,首先需要根据实际情况确定电气设备的布置。
这包括了解主要电气设备的功率和数量、设备之间的相对位置以及设备的工作方式等。
4.2 计算负荷和电流在了解了电气设备布置后,需要计算每个电气设备的负荷和电流。
负荷和电流的计算是电气主接线设计的基础,它们直接决定了后续选线和设备的选择。
4.3 选择导线和电缆根据负荷和电流的计算结果,需要选择合适的导线和电缆。
第一章电气主接线的概述牵引变电所的电气主接线指的是由隔离开关、互感器、避雷器、断路器、主变压器、母线、电力电缆、移相电容器等高压一次电气设备,按工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的牵引变电所内部的电气主电路。
他反应了牵引变电所的基本结构和性能,在运行中表明电能的输送和分配关系、一次设备的运行方式,是实际运行操作的依据。
第一节对主接线的基本要求可靠性、灵活性、安全性、经济性1.可靠性:根据用电负荷的等级,保证在各种运行方式下提高供电的连续性,力求可靠供电。
2.灵活性:主接线应力求简单、明显、没有多余的电气设备;投入或切除某些设备或线路的操作方便。
3.安全性:保证在进行一切操作的切换时工作人员和设备的安全,以及能在安全条件下进行维护检修工作。
4.经济性:应使主接线的初投资与运行费运达到经济合理。
第二节主接线中对电气设备的简介1.高压断路器QF:既能切除正常负载,又能排除短路故障。
主要任务:a.在正常情况下开断和关合负载电流,分、合电路;b.当电力系统发生故障时,切除故障;c.配合自动重合闸多次关合或开断电路。
2.负荷开关QL:只具有简单的灭弧装置,其灭弧能力有限,仅能熄灭断开负荷电流即过负荷电流产生时的电弧,而不能熄灭短路时产生的电流。
特点:在断开后有可见的断开点。
3.隔离开关QS:一把耐高压的刀开关,没有特殊的灭弧装置,一般只用来隔离电压,不能用来切断或接通负荷电流。
特点:在分闸状态时有明显可见的断口,使运行人员能明确区分电气是否与电网断开。
用途:a.隔离高压电压,将需要检修的部分与带电部分可靠地隔离,形成明显的断点,确保操作人员和电气设备的安全。
b.在断口两端电位接近相等的情况下,倒换母线,改变接线方式。
C.接通或断开小电流电路。
4.高压熔断器FU:熔断器在短路或过负荷时能利用熔丝的熔断来断开电路,但在正常工作时不能用它来切断和接通电路。
5.电压互感器TV:在使用中二次侧不允许短路。
按结构形式分:单相、三相、三芯柱、三相五芯柱。
手把手教你电气主接线设计论文从零基础到高级技术手把手教你电气主接线设计电气主接线设计是电气工程中非常重要和关键的环节,它关系到电气设备的正常运行和使用安全。
本文将从零基础开始,逐步介绍电气主接线设计的基本概念、设计步骤和高级技术,帮助读者全面了解电气主接线设计的过程。
一、电气主接线设计基本概念电气主接线设计是指根据电气设备的布置和工作原理,规划和确定电气设备之间的电气连接方式和线缆布线,确保电气系统的稳定性、安全性和可靠性。
在电气主接线设计中,需要考虑以下几个基本概念:1.1 电气设备布置:根据工程需求和安全要求,确定电气设备的安装位置和相互之间的距离,确保电气设备之间的连接和维护便利。
1.2 电气连接方式:根据电气设备的工作原理和功能需求,确定合适的电气连接方式,例如并联连接、串联连接、星型连接等。
1.3 线缆布线:选择合适的线缆类型和规格,根据电气设备的功率和电流要求,设计线缆的布线路径,确保电气线缆能够承受预期的电流负荷和温度。
二、电气主接线设计步骤2.1 确定电气设备布置:根据工程需求和安全要求,确定各电气设备的布置位置和相互之间的距离。
2.2 确定电气连接方式:根据电气设备的工作原理和功能需求,确定合适的电气连接方式,例如并联连接、串联连接、星型连接等。
2.3 选择合适的线缆类型和规格:根据电气设备的功率和电流要求,选择合适的线缆类型和规格,确保线缆能够承受预期的电流负荷和温度。
2.4 设计线缆的布线路径:根据电气设备的布置和连接方式,设计线缆的布线路径,确保线缆的长度合理,减少功率损耗和干扰。
2.5 进行电气主接线图绘制:根据以上设计步骤,进行电气主接线图的绘制,清晰地展示电气设备之间的连接关系和线缆布线路径。
三、电气主接线设计的高级技术3.1 自动化设计软件:使用电气主接线设计的自动化软件可以提高设计效率和准确性。
这些软件可以根据输入的电气参数和要求,自动生成电气主接线图和布线路径,减少人为错误和重复设计。
主接线的设计和特征及对它的认识电气与新能源学院摘要:电气主接线系统的安全性、可靠性是电力系统运行及维护的重要内容,其可靠性将直接关系到系统供电任务的完成情况。
随着国内发电厂机组容量的不断升级,主接线的接连形式也在不断变化,系统运行到可靠性问题以经成为发电厂运行于维护中至关重要的环节。
本文对发电厂电气主接线设计和特征进行了优化方案。
关键词:发电厂;主系统;设计;特征Abstract: the main electrical wiring system power plant the security and reliability of power system is the important content of the operation and maintenance, the reliability of power supply system will be directly related to finish the task. with domestic power plant unit capacity of the escalating, the cable connections form have also changed, the reliability of the system operation have become a power plant operation and maintenance is of vital importance to the link. in this paper, the power plant the main electrical wiring design and feature optimization scheme.Key word: the power plant ; The main system ; design; feature由于发电厂的类型、容量、地理位置以及在电力系统中的地位、作用、馈线数目、输电距离的远近以及自动化程度等因素,对不同发电厂或变电所的要求各不相同,所采用的主接线形式也就各异。
下面仅对不同类型发电厂的主接线特点作一介绍。
一、不同类型发电厂的主接线特点1.火力发电厂电气主接线火力发电厂的能源主要是以煤炭作为燃料,所生产的电能除直接供地方负荷使用外,都以升高电压送往电力系统。
因此,厂址的决定,应从以下两方面考虑:其一,为了减少燃料的运输,发电厂要建在动力资源较丰富的地方,如煤矿附近的矿口电厂。
这种矿口电厂通常装机容量大,设备年利用小时数高,主要用作发电,多为凝汽式火电厂,在电力系统中地位和作用都较为重要,其电能主要以升高电压送往系统。
其二,为了减少电能输送损耗,发电厂建设在城市附近或工业负荷中心。
电能大部分都用发电机电压直接馈送给地方用户,只将剩余的电能以升高电压送往电力系统。
这种靠近城市和工业中心的发电厂,多为热电厂,它不仅生产电能还兼供热能,为工业和民用提供蒸汽和热水形成热力网,可提高发电厂的热效率。
由于受供热距离的限制,一般热电厂的单机容量多为中、小型机组。
无论是凝汽式火电厂或热电厂,它们的电气主接线应包括发电机电压接线形式及1~2级升高电压级接线形式的完整接线,且与系统相连接。
2.水力发电厂的电气主接线水力发电厂具有以下特点:1) 水电厂以水能为资源,建在江、河、湖、泊附近,一般距负荷中心较远,绝大多数电能都是通过高压输电线送入电力系统,发电机电压负荷很小或甚至全无。
2) 水电厂的装机台数和容量是根据水能利用条件一次确定的,一般不考虑发展和扩建。
但可能因设备供应或负荷增长情况以及由于水工建设工期较长,为尽早发挥设备效益而常常分期施工。
3) 水电厂多建在山区峡谷中,地形比较复杂。
为了缩小占地面积,减少土石方的开挖量和回填量,应尽量简化接线,减少变压器和断路器等设备的数量,使配电装置布置紧凑。
4) 水轮发电机启动迅速、灵活方便。
一般正常情况下,从启动到带满负荷只需4~5min;事故情况下还可能不到1min。
而火电厂则因机、炉特性限制,一般需6~8h。
因此,水电厂常被用作系统事故备用和检修备用。
对具有水库调节的水电厂,通常在洪水期承担系统基荷,枯水期多带尖峰负荷。
很多水电厂还担负着系统的调频、调相任务。
因此,水电厂的负荷曲线变化较大、机组开停频繁、设备年利用小时数相对火电厂为小,其接线应具有较好的灵活性。
5) 根据水电厂的生产过程和设备特点,比较容易实现自动化和运动化。
因此,电气主接线应尽可能地避免把隔离开关作为操作电器以及具有繁琐倒换操作的接线形式。
根据以上特点,水电厂的主接线常采用单元接线、扩大单元接线;当进出线回路不多时,宜采用桥形接线和多角形接线;当回路数较多时,根据电压等级、传输容量、重要程度,可采用单母线分段、双母线,双母线带旁路和一台半断路器接线形式。
大容量水电厂的电气主接线与区域性火力发电厂的主接线有许多相似的特点。
当占地比较困难时,应予特殊考虑。
3.变电所电气主接线变电所主接线的设计要求,基本上和发电厂相同,即根据变电所在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数、设备特点、周围环境及变电所的规划容量等条件和具体情况,并满足供电可靠、运行灵活、操作方便、节约投资和便于扩建等要求。
根据变电所的类别和要求,可分别采用相应的接线方式。
通常主接线的高压侧,应尽可能采用断路器数目较少的接线,以节省投资,减少占地面积。
随出线数的不同,可采用桥形、单母线、双母线及角形等接线形式。
如果电压为超高压等级,又是重要的枢纽变电所,宜采用双母线分段带旁路接线或采用一台半断路器接线。
变电所的低压侧常采用单母线分段或双母线接线,以便于扩建。
二.对电气主接线的基本要求1.可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求, 停电会对国民经济各部门带来巨大的损失, 往往比少发电能的损失大几十倍, 导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。
因此, 主接线的接线形式必须保证供电可靠。
因事故被迫中断供电的机会越小, 影响范围越小, 停电时间越短, 主接线的可靠程度就越高。
研究主接线可靠性应注意的问题如下:( 1) 考虑变电所在电力系统中的地位和作用。
变电所是电力系统的重要组成部分, 其可靠性应与系统要求相适应。
( 2) 变电所接入电力系统的方式。
现代化的变电所都接入电力系统运行。
其接入方式的选择与容量大小、电压等级、负荷性质以及地理位置和输送电能距离等因素有关。
( 3) 变电所的运行方式及负荷性质。
电能生产的特点是发电、变电、输电、用电同一时刻完成。
而负荷类、类、的性质按其重要性又有类之分。
当变电所设备利用率较高,年利用小时数在以上, 主要供应类、类负荷用电时, 必须采用供电较为可靠的接线形式。
( 4) 设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。
电气主接线是由电气设备相互连接而组成的, 电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性。
因此, 主接线设计必须同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。
随着电力工业的不断发展, 大容量机组及新型设备投运、自动装置和先进技术的使用, 都有利于提高主接线的可靠性, 但不等于设备及其自动化元件使用得越多、越新、接线越复杂就越可靠。
相反, 不必要的接线设备, 使接线复杂、运行不便, 将会导致主接线可靠性降低。
因此, 电气主接线的可靠性是一次设备和二次设备在运行中可靠性的综合。
2.灵活性电气主接线应能适应各种运行状态, 并能灵活地进行运行方式的转换。
不仅正常运行时能安全可靠地供电, 而且在系统故障或电气设备检修及故障时, 也能适应调度的要求, 并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式, 使停电时间最短, 影响范围最小。
同时设计主接线时应留有发展扩建的余地。
对灵活性的要求如下: ( 1) 调度时, 可以灵活地投入和切除变压器和线路, 调配电源和负荷, 满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。
( 2) 检修时, 可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备, 进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。
3.经济性在设计主接线时, 主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。
欲使主接线可靠、灵活, 必然要选高质量的设备和现代化的自动装置, 从而导致投资的增加。
因此, 主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。
一般从以下几个方面考虑:( 1) 投资省。
主接线应简单清楚, 节省断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷针等一次设备;使继电保护和二次回路不过于复杂避雷器等一次设备, 节省二次设备和控制电缆; 限制短路电流, 以便于选择价廉的电气设备或轻型电器;如能满足系统安全运行及继电保护要求, 及以下终端或分支变电所可采用简易电器。
( 2) 占地面积小。
主接线设计要为配电装置布置创造条件, 尽量使占地面积减少。
( 3) 电能损失少。
在变电所中, 正常运行时, 电能损耗主要来自变压器, 应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数, 尽量避免两次变压而增加电能损耗。
此外, 在系统规划设计中, 要避免建立复杂的操作枢纽, 为简化主接线, 变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。
三.电气主接线的设计原则设计变电所电气主接线时, 所遵循的总原则: 符合设计任务书的要求; 符合有关的方针、政策和技术规范、规程; 结合具体工程特点, 设计出技术经济合理的主接线。
为此, 应考虑下列情况:1.明确变电所在电力系统中的地位和作用各类变电所在电力系统中的地位是不同的, 所以对主接线的可靠性、灵活性和经济性等的要求也不同。
2.确定变压器的运行方式有重要负荷的变电所, 应装设两台容量相同或不同的变压器。
负荷低时, 可以切除一台, 以减小空载损耗。
3.合理地确定电压等级变电所高压侧电压普遍采用一个等级, 低压侧电压一般为1- 2 个等级, 目前多为一个等级。
4.变电所的分期和最终建设规模变电所根据5- 10 年电力系统发展规划进行设计。
一般装设两台( 组) 主变压器。
当技术经济比较合理时, 终端或分支变电所如果只有一个电源时, 也可只装设一台主变压器。
四.电气主接线的设计程序电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行,即按照工程基本建设程序,历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。
在各阶段中随要求、任务的不同,其深度、广度也有所差异,但总的设计思路、方法和步骤基本相同。
电气主接线的设计步骤和内容如下:1.对原始资料分析(1)工程情况,包括发电厂类型(凝汽式火电厂,热电厂,或者堤坝式、引水式、混合式水电厂等),设计规划容量(近期、远景),单机容量及台数,最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。