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1、目录1 电气主接线设计21.1 电气主接线21.2电气主接线的基本要求21.3电气主接线的设计原则21.4设计步骤31.5 220kV 电气主接线31.5.1 单母线分段带旁路接线31.5.2 双母线接线42变压器的选择52.1主变压器的选择原则52.2厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为52.3 主变压器台数的确定62.4 主变压器容量的确定62.5 主变压器型式的选择63短路电流的计算83.1短路电流计算目的及规则83.1.1短路电流计算条件：83.1.2短路计算的一般规定93.2 220kV 母线短路电流的计算103.3 600MW 发电机出口的短路电流114 高压断路器的选择说
2、明145 隔离开关的选择146 母线的选择146.1 热稳定校验156.2 动稳定校验157电流互感器的选择157.1参数的选择157.2型式的选择动稳定效验 168电压互感器的选择168.1参数的选择168.1.2按准确度级选择169 6kV厂用电接线1710 参考文献20摘要本次设计是针对2600MW机组火电厂电气部分的设计。介绍了现代电厂的类型和电厂中的一些设备如发电机、变压器、断路器、电压互感器、电流互感器和电动机等。发电机将电能发出后，通常通过电力变压器传送给系统。电力系统中的变压器的作用是将发电机末端电压升高到传送系统电压。升高电压的目的是减少输电线路上的损耗。电压互感器的二次侧不
3、允许短路。如果二次侧短路，将在二次侧产生巨大电流，从而烧坏绕组。在一次侧负载运行时，电流互感器的二次侧电流不允许开路。该设计主要从理论上在电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择、配电装置的布局、防雷设计、发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与火力发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证火电厂实际设计的合理性与经济性。采用软件绘制了大量电气图和查阅相关书籍，进一步完善了设计1 电气主接线设计1.1 电气主接线发电厂和变电所的电气主接线，是由高压电器设备通过连接线组成接受和分配电能的电路，也称为一次接线。它反映各设备的作用、
4、连接方式和各回路间相互关系，从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。电气主接线是保证出力、连续供电和电能质量的关键环节，它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，它必须满足工作可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和发展的可能性等基本要求。1.2电气主接线的基本要求1）运行的可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。2）运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。3）主接线系统还应保
5、证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。1.3电气主接线的设计原则 以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则4。本设计发电厂为设计规模如下：1）发电机和变压器采用单元接线。2）220kV 线路 4 回，另预留 2 回备用。3）高压厂用电采用 6kV。4） 低压厂用采用 380/220V 的三相四线。1.4设计步骤电气主接线的一
6、般设计步骤如下:(1)对设计依据和基础资料进行综合分析；(2)选择发电机台数和容量，拟定可能采用的主接线形式；(3)确定主变压器的台数和容量；(4)厂用电源的引接；(5)论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施；(6)对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。1.5 220kV 电气主接线 由于此发电厂为地区大型发电厂,考虑到为 220kV 高压配电装置接线且出线为 4回，按发电厂技术标准及规程规范，首先要满足可靠性准则的要求，有两种可能接线方式：单母线分段带旁路接线和双母线接线。1.5.1 单母线分段带旁路接线 其可靠性比单母线分段高，断路器经过长期运行或者开断一定次的短路电
7、流之后，其机械性能和灭弧性能都会下降，必须进行检修以恢复其性能。一般情况下，该回路必须停电才能检修。设置旁路母线的唯一目的，就是可以不停电的检修任一台出线断路器，但旁路母线不能代替母线工作。其极大的提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器的投资。但旁路母线系统增加了许多设备，造价昂贵，运行复杂，只有在出线断路器不允许的情况下，才应设置旁路母线。凡采用许多年内不需检修的 SF6 断路器时，可不装设旁路母线。接线图如下图所示。单母线分段带有专用旁路母线接线1.5.2 双母线接线 此接线有两组母线，并且互为备用。每一电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母线
8、之间的联络，通过母线联络断路器来实现。此接线停电的机会减小了，必需的停电时间缩短了，供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于实验。但当母线故障时，隔离开关作为倒换操作电器，使操作的及时性、快速性受到一定影响。接线图如下图所示。双母线接线 综述：从技术、经济及供电可靠性等多方面进行比较，此发电厂 220kV 电气主接线选择双母线接线方式2变压器的选择2.1主变压器的选择原则（1）为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上最大
9、一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。（2）对潮流方向不固定的变压器，经计算采用普通变压器不能满足调压要求是，可采用有载调压变压器。2.2厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为（1）变压器原、副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。（2）变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。（3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。2.3 主变压器台数的确定 对于单元接线的主变压器，因为它有两台发电机与系统
10、联系紧密，故选用二台主变压器。2.4 主变压器容量的确定 对于单元接线的主变压器：发电机的额定容量扣除本机的厂用负荷后，留有 10%的裕度；按发电机的最大连续容量，（制造厂家提供的数据）扣除一台厂用变压器计算负荷和变压器绕组平均升温在标准环境温度或冷却水温不超过 65的条件选择。该 65是根据我国电力变压器的标准，即在正常使用条件下，油浸变压器在连续额定容量稳态下的绕组平均温度。2.5 主变压器型式的选择 变压器的选择包括相数的选择、绕组数的选择、绕组联结租好的选择、调压方式和中心点接地方式的选择。1）相数的选择 当不受运输条件限制时，在 330kV 及以下的发电厂均应选用三相变压器。当发电厂
11、与系统连接的电压为 220kV 时，经过技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台半容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为 600MW、并直接升压到 220kV 的，宜选用三相变压器。容量为 600MW 机组单元接线的主变压器和 500KV 电力系统中的主变压器应综合考虑运输和制造条件，经技术经济比较，可采用单相组成三相变压器。采用单相变压器时，由于备用相一次性投资大，利用率不高，故应综合考虑系统要求、设备质量及按变压器故障率引起的停电损失费用等因素，确定是否装设备用相。若确需装设，可按地区或同一电厂 34 组的单相变压器，合设一台备用考虑。所以选用三相变压器。2）绕组数 绕组的形式主要有
12、双绕组和三绕组。发电厂以两种升高电压等级向用户供电或与系统连接时，可采用两台双绕组变压器或三绕组变压器。规程上规定，机组容量为 200MW以上的发电机采用发电机双绕组变压器单元接入系统，而两种升高电压级之间加装联络变压器更为合理，故应采取双绕组变压器1。3）绕组联接组号 在发电厂和和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，主变压器联接组号一般选用 YNd11 常规接线。4）调压方式 为了保证发电厂或变电所的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称
13、为无激磁调压，调压范围通常在 22.5%以内。另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达 30%。但由于有载调压变压器结构复杂，价格昂贵，只有在以下范围选用：a、接于出力大的发电厂的主变压器，特别是潮流方向不固定，且要求变压器二次电压维持在一定水平时。b、接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要求母线电压恒定时。通常，发电厂主变压器很少采用有载调压，因为可以通过调节励磁来实现调节电压，因此本设计只采用无载调压的变压器。5）中性点的接线方式电网的中性点接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。规程上规定；凡是110kV-500kV 侧其中性点必须要直接接地
14、或经小阻抗接地；主变压器 6-63kV 采用中性点不接地。所以主变压器的 220、6kV 侧的中性点均采用直接接地方式 变压器的容量 S N 1.1PN (1 K N ) Cos N式中： S N 为变压器的计算容量（kVA）； PN 为发电机的额定功率（kW）； K P为发电机的厂用电率，一般取 8%； cos N 为发电机的功率因数，一般取 0.85。得： S N 1.1600 103 (1 0.08 ) 0.85 = 714353kVA所以选择 SFP7-750000/220 变压器，具体参数见表型 号SFP-750000/220连接组别YNd,11额定容量（kVA）额定电压（kV）空载损耗（kW）短路损耗（kW）空载电流（%）阻抗电压（%）高 压低 压750000220/242202706300.25143短路电流的计算3.1短路电流计算目的及规则在发电厂电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节，其计算的目的主要有以下几个方面：1、电气主接线的比选；2、选择导体和电器；3、确定中性点接地方式；4、计算软导线的短路摇摆；5、确定分裂导线间隔棒的间距；6、验算接地装置的接触电压和跨步电压；7、选择继电保护装置和进行整定计算。3.1.1短路电流计算条件： （1）正常工作时，三项系统对称运
