發(fā)電廠電氣課程設(shè)計(jì)

1、前言為使學(xué)習(xí)的知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，鍛煉理論知識(shí)與應(yīng)用實(shí)踐中的過(guò)渡，特為學(xué)生安排此課程設(shè)計(jì)科目，相信通過(guò)此途徑，學(xué)生的綜合能力會(huì)得到相應(yīng)的提高，理論知識(shí)的應(yīng)用也能得以成長(zhǎng)。1緒論電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來(lái)。把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，稱為電氣主接線。電氣主接線是由高壓電器通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工

2、作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。2電氣主接線2.1原始資料某電廠四臺(tái)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)出口電壓10.5kv，無(wú)近區(qū)負(fù)荷。以四回110kv線路接入系統(tǒng)，分別做發(fā)電機(jī)電壓側(cè)和升高壓側(cè)比較。2.2主接線的設(shè)計(jì)原則 基本原則以設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。2.3主接線的設(shè)計(jì)要求主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求。 1、可靠性（1） 發(fā)電廠

3、在電力系統(tǒng)中的地位和作用。（2） 發(fā)電廠所接入系統(tǒng)的方式。（3） 發(fā)電廠的運(yùn)行方式及負(fù)荷性質(zhì)。（4） 設(shè)備的制造水平。（5） 長(zhǎng)期實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 2、靈活性（1）操作的方便性。電氣主接線應(yīng)該在服從可靠性的基礎(chǔ)要求條件下，接線簡(jiǎn)單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌控，不致在操作過(guò)程中出差錯(cuò)。（2）調(diào)度的方便性。電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地改變運(yùn)行方式。并且在發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切出故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過(guò)多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（3）擴(kuò)建的方便性。對(duì)將來(lái)要擴(kuò)建的發(fā)電廠，主接線必須具有擴(kuò)建的方便性。尤其是火電廠和變電站，在設(shè)

4、計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要求考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，還要考慮到從初期接線過(guò)渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下，將來(lái)可順利完成過(guò)渡方案的實(shí)施，使改造工作量最少。 3、經(jīng)濟(jì)性（1) 節(jié)省一次投資（2) 占地面積?。?) 電能損失小2.4低壓側(cè)10.5kv側(cè)主接線設(shè)計(jì)方案比較從原始資料中可知該發(fā)電廠為四臺(tái)發(fā)電機(jī)，說(shuō)明以四回10.5kv進(jìn)入系統(tǒng)，無(wú)近區(qū)負(fù)荷，根據(jù)相應(yīng)的資料分析，可采用單母線接線、單母線分段接線、雙母線分段接線、單元接線四種接線方式。方案一：?jiǎn)文妇€接線適用范圍：只有一臺(tái)主變壓器，10kv出線不超過(guò)5回；35kv出線不

5、超過(guò)3回；110kv出線不超過(guò)2回。方案二：?jiǎn)文妇€分段接線適用范圍：適用與610kv配電裝置出線16回及一下；3560kv配電裝置出線48回；110220kv配電裝置少于四回時(shí)。方案三：雙母線分段接線適用范圍：適用于配電裝置進(jìn)出總數(shù)達(dá)1014回時(shí)，一組母線分段，配電裝置進(jìn)出線總數(shù)達(dá)15回以上時(shí)，兩組母線分段。方案四：?jiǎn)卧泳€適用范圍：臺(tái)數(shù)不多的大（b接線除外）中型區(qū)域發(fā)電廠；分期投產(chǎn)或裝機(jī)容量不等的無(wú)機(jī)壓負(fù)荷的小型水電站。從經(jīng)濟(jì)性上比較，方案三、四的投資較大。從靈活性上和可靠性比較，方案二、三的可靠性和靈活性相比要高。經(jīng)過(guò)綜合比較上述方案（見(jiàn)表1）。綜上所述，10.5kv側(cè)主接線形式可采用單母

6、線分段的接線方式。表1：方案編號(hào)簡(jiǎn) 圖優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)方案一：采用單母線接線接線簡(jiǎn)單（設(shè)備少）、清晰、明了；布置、安排簡(jiǎn)單，配電裝置建造費(fèi)用低；斷路器與隔離開(kāi)關(guān)間易實(shí)現(xiàn)可靠的防誤閉鎖，操作安全、方便，母線故障的幾率低；易擴(kuò)建和采用成套式配電裝置。可靠性差，母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠或全站長(zhǎng)期停電，調(diào)度不方便，電能只能并列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。方案二：采用單母線分段接線當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電，縮小停電范圍；使水電廠供電的可靠性提高；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方面均衡擴(kuò)建。母線短路容量增大一倍，影響

7、設(shè)備的選擇；增加了一套分段斷路器，倒閘操作復(fù)雜些；母線故障或檢修時(shí)要造成部分回路停電。方案三：采用雙母線分段接線在發(fā)電廠、變電站中，母線發(fā)生故障的影響范圍很大。采用單母線或雙母線接線時(shí)，一段母線故障將造成約半數(shù)的回路停電或短時(shí)停電。大型發(fā)電廠和變電站對(duì)運(yùn)行卡靠性和靈活性的要求很高，必須注意避免母線系統(tǒng)故障以及限制母線故障的影響范圍，防止全廠停點(diǎn)事故的發(fā)生，為此可考慮采用雙母線分段接線。雙母線分段接線具有相當(dāng)高的供電可靠性與靈活性。所使用的電氣設(shè)備更多，配電裝置也更復(fù)雜。方案四：采用擴(kuò)大單元接線接線簡(jiǎn)化，使用的電器最少，操作簡(jiǎn)便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性；配電裝置簡(jiǎn)單，投資少，占地少

8、；發(fā)電機(jī)出口短路電流小；繼電保護(hù)簡(jiǎn)單。任一元件故障或檢修全停，檢修時(shí)靈活性差。2.5高壓側(cè)110kv側(cè)主接線設(shè)計(jì)方案比較110kv側(cè)有四回出線，因而可供選擇的有：?jiǎn)文妇€分段接線；單母線分段帶旁路母線接線；雙母線接線；三角形接線。方案一：?jiǎn)文妇€分段接線適用范圍：110220kv配電裝置的出線回路數(shù)為34回時(shí)。方案二：?jiǎn)文妇€分段帶旁路母線接線適用范圍：廣泛應(yīng)用于出線回路不多，負(fù)荷較為重要的中小型發(fā)電廠或35110KV變電站中。方案三：雙母線接線適用范圍：適用于610kv配電裝置；3560kv配電裝置出線超過(guò)8回，或者連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)；110220kv出線數(shù)為5回及以上時(shí)。方案四：三角形接線

9、適用范圍：一般用于回路書較少且能一次建成、而不需要再擴(kuò)建的110kv及以上的配電裝置中。經(jīng)過(guò)綜合比較上述方案（見(jiàn)表2）經(jīng)過(guò)以上分析，110kv側(cè)主接線決定采用單母線分段接線形式。表2方案編號(hào)簡(jiǎn) 圖優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)方案一：采用單母線分段接線用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出線交叉跨越。母線短路容量增大一倍，影響設(shè)備的選擇。方案二：采用單母線分段帶旁路母線接線可供電給

10、一級(jí)負(fù)荷，可靠性大為提高；母線、隔檢修僅停一半，提高了靈活性。每一回路都增加了一組隔離開(kāi)關(guān)，使配電裝置的構(gòu)架及占地面積、投資費(fèi)用都相應(yīng)增加；同時(shí)由于配電裝置的復(fù)雜，在改變運(yùn)行方式倒閘操作時(shí)容易發(fā)生誤操作，且不宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；尤其當(dāng)母線故障時(shí)，須短時(shí)切除較多的電源和線路，這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電站是不允許的。方案三：采用雙母線接線供電可靠性高：通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。調(diào)度靈活：各個(gè)電源和各回路的負(fù)荷可以任意分配，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式的調(diào)度和潮流變化的需要。擴(kuò)建方便使用設(shè)備器件多，特別是隔離開(kāi)關(guān)。接線也較

11、復(fù)雜，配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差；操作步驟較復(fù)雜，易出現(xiàn)誤操作，導(dǎo)致設(shè)備或人身事故。占地面積大，投資大。方案四：采用三角形接線所用的斷路器數(shù)目比單母線分段接線或雙母線接線還少1臺(tái)，卻具有雙斷路器雙母線接線的可靠性，任一臺(tái)斷路器檢修時(shí)，只需斷開(kāi)其兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，不會(huì)引起任何回路停電；沒(méi)有母線，因而不存在因母線故障所產(chǎn)生的影響；任一回路故障時(shí)，只跳開(kāi)與它相連接的2臺(tái)斷路器，不會(huì)影響其他回路的正常工作；操作方便，所有隔離開(kāi)關(guān)只用于檢修時(shí)隔離電源，不作操作之用，不會(huì)發(fā)生帶負(fù)荷斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)的事故。檢修任何一臺(tái)斷路器時(shí)，多角形就開(kāi)環(huán)運(yùn)行，如果此時(shí)出現(xiàn)故障，又有斷路器自動(dòng)跳開(kāi)，將使供電造成紊亂；由于運(yùn)行變化大

12、，電氣設(shè)備可能在閉環(huán)和開(kāi)環(huán)兩種情況下工作，其中所流過(guò)的工作電流差別較大，會(huì)給電氣設(shè)備的選擇帶來(lái)困難，并且使繼電保護(hù)裝置復(fù)雜化；不便于擴(kuò)建。2.6主接線的確定通過(guò)上面對(duì)發(fā)電機(jī)側(cè)和升高壓側(cè)的主接線進(jìn)行的擬定、比較以及確定，該水電廠發(fā)電站采用單母線分段接線與三角形接線相互組合的接線方式。主接線的簡(jiǎn)圖如下：3結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)兩周的時(shí)間，我順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。從總體上來(lái)說(shuō)，我對(duì)自己的成果還是比較滿意的，也基本上達(dá)到了老師的要求。兩周的時(shí)間是短暫的，但卻是充實(shí)的。每個(gè)步驟的完成我都是耐心查閱資料，認(rèn)真對(duì)待的，所以此刻也有種因小小成功而喜悅激動(dòng)的心情。不單單是知識(shí)的加深，更深刻的體會(huì)到一點(diǎn)。任何一項(xiàng)任務(wù)要想漂亮的完成一定要做到認(rèn)真對(duì)待，不急不躁。這期間難免會(huì)遇到困難，要想辦法解決，不能逃避困難，更不能退縮放棄這項(xiàng)任務(wù)。一份滿意的答卷要經(jīng)受起考驗(yàn)，就要提前對(duì)其多次質(zhì)疑，多次修改完善。初次完成就草草結(jié)束任務(wù)，其中往往存在著很多問(wèn)題。這是本人第一次完成此類的設(shè)計(jì)，由于本人經(jīng)歷、閱歷、實(shí)際操作能力有限，難免存在一