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1、I 摘 要 发电厂是电力系统的一个重要组成部分，它的主要作用是生产和分配电能， 其电气接线包括一次接线和二次接线两大部分。本次设计的是（4100MW）凝 汽式发电厂电气一次部分设计。设计的主要内容有： 发电厂电气一次部分的接线设计。 1）主接线形式的确定，主要有主变压器的选择、负荷出线导体的选择和各 电压等级接线形式的确定； 2）确定发电厂厂用电接线系统，包括厂用工作变压器和备用变压器的选择； 计算各母线和发电机端口的三相短路电流，列出短路电流计算结果表。 电气设备选择和配电装置设计。 1）按正常工作电流选择断路器、隔离开关、互感器等电气设备，并确定高 压开关柜的型号； 2）按三相短路电流校验
2、电气设备； 3）列出电气设备选择结果表。 绘制发电厂电气一次接线图和典型间隔断面图。 关键词关键词：发电厂，变电站，电气接线，电气设备 大学本科学生毕业设计（论文） ABSTRACT II ABSTRACT The power plants are important components for the power system, and their main role is to produce and distribute electrical energy. Their electrical connection includes two parts that are main con
3、nection and secondary connection. In the paper, the electrical primary part of condensing power plants（4100MW）is designed. The main contents of the design are as follows: The design of the main electrical connection for the power plants. 1) Determination of the main electrical connection form, inclu
4、ding the selection of the main transformers and the conductors of outgoing loads ,and the determination of the electrical connection form for each voltage level; 2) Determination of the electrical connection system in their own power plant, including the selection of the working transformer and stan
5、dby transformer. The three-phase short circuit currents on each bus and generator outlet need to be calculated, listing the results of the short-circuit currents in a table. The choice of electrical equipment and the design of distribution equipment. 1) Select the electric equipment including circui
6、t breakers、disconnectors、instrument transformers and so on according to the normal operating currents, then determine the type of high voltage switchgear; 2) Check the electrical equipment according to the three-phase short circuit currents; 3) List the results of electrical equipment in table. Draw
7、 the main electrical connection diagram for power plant and the cross section diagram. Key words：power plant, substation, electrical connection, electrical equipment 大学本科学生毕业设计（论文） 目 录 III 目目 录录 中文摘要.I ABSTRACTII 1 主接线与厂用电接线形式的确定1 1.1 发电厂的电压等级与主接线的基本结构.1 1.2 主变压器型式的确定.1 1.3 接入高、中压母线的发电机台数的确定.2 1.4 负
8、荷出线的规划.3 1.4.1 传输能力要求的负荷出线回路数3 1.4.2 供电可靠性要求的负荷出线回路数5 1.5 主接线中的横向联络关系.5 1.6 厂用电接线形式的确定.5 1.6.1 厂用电接线的要求5 1.6.2 厂用变压器的确定6 1.6.3 厂用电母线的分段6 2 短路电流的计算.8 2.1 短路电流计算的目的.8 2.2 计算步骤.8 2.3 绘制短路电流计算结果表.10 3 配电设备的选择.12 3.1 配电设备的配置原则.12 3.1.1 开关电器的配置原则12 3.1.2 电压互感器的配置原则12 3.1.3 电流互感器的配置原则12 3.2 配电装置的选择.12 3.3
9、配电设备的选择计算条件.13 3.3.1 通用计算条件13 3.3.2 特殊选择条件14 3.3.3 开关柜的选择15 3.4 配电设备的选择结果.15 4 主接线设计计算.17 4.1 各负荷站出线导体的选择和校验.17 大学本科学生毕业设计（论文） 目 录 IV 4.1.1 负荷 1 站17 4.1.2 负荷 2 站17 4.1.3 负荷 3 站18 4.1.4 负荷 4 站19 4.2 发电机-变压器单元接线的计算19 4.2.1 主变压器的选择.19 4.2.2 发电机组的分配19 4.3 厂用变压器的选择计算.20 4.3.1 厂用工作变压器的选择计算20 4.3.2 厂用备用变压器
10、的选择计算20 5 短路电流计算21 5.1 求取等值网络.21 5.1.1 计算元件电抗21 5.1.2 短路输入的数据文件22 5.2 220KV 母线三相短路计算 .23 5.3 110KV 母线三相短路计算 .26 5.4 接联络变压器的发电机出口三相短路计算.29 5.5 接双绕组变压器的发电机三相短路计算.31 5.6 6KV 母线三相短路计算 .34 6 配电设备的选择计算35 6.1 220KV 电压等级配电设备的选择计算 .35 6.1.1 联络变高压侧支路35 6.1.2 220kV 母联支路.36 6.1.3 220kV 出线支路.37 6.1.4 220kV 旁路支路.
11、38 6.2 110KV 电压等级配电设备的选择计算 .39 6.2.1 联络变中压侧支路39 6.2.2 110kV 母联支路.40 6.2.3 110kV 出线支路.41 6.2.4 110kV 旁路支路.43 6.2.5 双绕组变压器高压侧支路43 6.2.6 厂用备用变压器高压侧支路44 6.3 10KV 电压等级配电设备的选择计算.45 6.3.1 联络变侧厂用变压器高压侧支路45 大学本科学生毕业设计（论文） 目 录 V 6.3.2 联络变侧发电机出口支路47 6.3.3 双绕组变压器侧厂用变压器高压侧支路48 6.3.4 双绕组变压器侧发电机出口支路49 6.4 6KV 配电设备
12、的选择计算 .50 6.4.1 6kV 开关柜的选择计算.50 6.4.2 6kV 母线的选择计算.51 参考文献52 大学本科学生毕业设计（论文） 主接线与厂用电接线形式的确 定 1 1 主接线与厂用电接线形式的确定 电气一次接线是以传输能量为目的、由高压电器设备通过导体连接而成的 电路，承担接受和分配电能的任务。电气主接线是电气一次接线中对外供电的 部分，厂用电接线是电气一次接线对内供电的部分。 发电厂主接线与厂用电的形式则指的是发电厂的电压等级、各级电压的进 出线状况及其横向联络关系。 1 选择接线形式最为重要的要求是运行可靠，它指的是保证连续供电的能力， 故障时缩小停电范围和时间，设备
13、检修时尽量不停电。 选择接线形式还要考虑运行灵活、操作简单、检修方便，减少投资和占地 （经济性），并便于扩建。 1.1 发电厂的电压等级与主接线的基本结构 由任务书可以知道，系统为220kV电网。发电厂中有 220kV、110kV、10.5kV（发电机）和6kV（厂用母线）四个电压等级。 由于大中型电厂单机容量较大，因此采用发电机-变压器单元接线，是发电 机直接(或经一台隔离开关、或经一台断路器及相应的隔离开关)与变压器连接 成一个单元，将电能送入高一级电压电网的接线方式。当变压器为双绕组变 2 压器时，发电机与变压器两者间不设断路器；为三绕组变压器时，考虑一侧停 运时，另两侧可以继续运行，所
14、以三侧都装断路器。由此而形成了大中型电厂 主接线的基本结构如图1.1所示 图1.1 大中型电厂的典型接线 1.2 主变压器型式的确定 型式：联络变压器选三相自耦变压器，双绕组变压器选普通双绕组变压器。 大学本科学生毕业设计（论文） 主接线与厂用电接线形式的确 定 2 台数：考虑到系统供电可靠性，联络变压器为2台。其余两台为普通双绕组 变压器。 容量：双绕组变压器的单台容量应不小于对应连接发电机的容量，即： （1.7） () cos F FF SS SP 双绕组变压器 式中为单台发电机的容量，MVA；为单台发电机的额定功率， F S F P MW；为功率因数。cos 联络变压器的单台容量为： (
15、) 121 = () FT TNNN SSK KUUU 自耦变压器 （1.8） 式中为单台发电机容量，MVA；为自耦变压器的型式系数；为 F S T K 1N U 自耦变压器高压侧的额定电压，kV；为自耦变压器中压侧的额定电压， 2N U kV。 1.3 接入高、中压母线的发电机台数的确定 接入联络变压器的发电机经所属比变压器接入高、中压母线，从经济性方 面来说，1B类变压器比3B类变压器经济，考虑自耦变压器的传输能力，应尽可 能的将其余两台发电机接入中压母线，对应的1B类变压器为两台。 本设计采用2台自耦变压器作为高、中压的联络变压器，所以发电机2F为2 台，又1B类变压器选两台，所以1F也为2台。 （1.9） 2.maxmax .max 2.mix2.max .m x cos i SPK SKS 式中为中压侧最大负荷容量，MVA；为中压侧最小负荷容量， 2.max S 2.mix S MVA；为各负荷站的最大负荷功率，MW；为最大负荷同时系数； max P .max K 为各负荷站的功率因数；为最小负荷同时系数。cos .xmi K 校验： （1.10） 12.mix21 122.max F FF SSS SSS 式中为双绕组变压器侧发电机的容量，MVA；为中压侧最小负荷 1F S 2.mix S 大学本科学
