发电厂电气部分课程设计说明书

发电⼚电⽓部分课程设计说明书
发电⼚电⽓部分课程设计说明书
1.前⾔
电⽓主接线设计的主要内容有：
（1）电⼒系统分析
（2）负荷分析
（3）主变压器的选择
（4）主接线⽅案的设计
（5）中性点接地⽅式的⼈确定
（6）⽆功补偿
（7）⼚⽤电或所⽤电的选择
（8）限制短路电流的措施
（9）短路电流计算及主要电⽓设备的选择
电⽓主接线的基本要求:满⾜可靠性，灵活性，经济性
电⽓主接线的设计原则是：应根据发电⼚在电⼒系统的地位和作⽤，⾸先应满⾜电⼒系统的可靠运⾏和经济调度的要求。

根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电⼒系统线路容量、电⽓设备性能和周围环境及⾃动化规划与要求等条件确定。

应满⾜可靠性、灵活性和经济性的要求。

电⽓主接线的设计依据
负荷⼤⼩和重要性
（1）对于⼀级负荷必须有两个独⽴电源供电，切当任何⼀个电源失去后，能保证对全部⼀级负荷不间断供电。

（2）对于⼆级负荷⼀般要有两个独⽴电源供电，且当任何⼀个电源失去后，能保证全部或⼤部分⼆级负荷的供电。

（3）对于三级负荷⼀般只需⼀个电源供电。

2.原始资料分析
（1）、电⼚规模：
装机容量: 装机4台，容量分别为
4X200MW, U
=
N
机组年利⽤⼩时数: Tmax=6200h
⽓象条件：年最⾼温度40度，平均⽓温25度，⽓象条件⼀般，⽆特殊要求⼚⽤电率：8%。

（2）、主要技术指标：
（1）保证供电安全、可靠、经济；
（2）功率因数达到及以上
2.主接线⽅案确定
（1）⽅案⼀
电压等级的⽅案选择。

由于220KV 电压等级的电压馈线数⽬是2回，所以220 KV电压等级的接线形式可以选择单母线接线形式。

由于单母线接线本⾝的简单、经济、⽅便等基本优点，采⽤设备少、投资省、操作⽅便、便于扩建和采⽤成套配电设备装置，所以220 KV电压等级的接线形式选择为单母线接线。

电压等级的⽅案选择。

由于110KV电压等级的电压馈线数⽬是6回，所以在本⽅案中的可选择的接线形式是单母线分段接线。

单母线的优点如下：①母线经断路器分段后，对重要⽤户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；②⼀段母线故障（或检修）时，仅停故障（或检修）段⼯作，⾮故障段仍可继续⼯作。

电压等级的⽅案选择。

由于10KV电压等级的电压馈线数⽬是10回，所以在本⽅案中的可选择的接线形式是单母线分段接线。

⽤断路器把母线分段后，对重要的⽤户可以从不同的段引出两条回路，有两个电源供电；当⼀段母线发⽣故障，分段断路器会⾃动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要⽤户停电。

所以可以将主接线形式表⽰如图2-6所⽰。

图2-6 ⽅案⼀接线图
（2）⽅案⼆
电压等级的⽅案选择。

由于220KV 电压等级的电压馈线数⽬是2回，所以220 KV电压等级的接线形式可以选择单母线接线形式。

由于单母线接线本⾝的简单、经济、⽅便等基本优点，采⽤设备少、投资省、操作⽅便、便于扩建和采⽤成套配电设备装置，所以220 KV电压等级的接线形式选择为单母线接线。

电压等级的⽅案选择。

由于110KV电压等级的电压馈线数⽬是6回，所以在本⽅案中的可选择的接线形式是双母线接线形式。

由于双母线接线的可靠性和灵活性⾼，它可以轮流检修母线，⽽不中断对⽤户的供电；当检修任意回路的母线隔离开关时，只需断开该回路；⼯作母线故障时，可将全部回路转移到备⽤母线上，从⽽使⽤户迅速恢复供电；可⽤母联断路器代替任意回路需要检修的断路器，在种情况下，只需短时停电；
电压等级的⽅案选择。

10KV电压等级的接线形式仍然选择单母线分段接线形式。

因为在进⾏主接线的设计中，必须时时刻刻考虑到可靠性、灵活性和经济⾏动要求。

图2-7 ⽅案⼆接线图
⽅案的选择
设计发电⼚的电⽓主接线时，⾸先应按技术要求确定可能选⽤的⽅案。

当有多个⽅案在技术上相当时，则需进⾏经济⽐较。

技术上可⾏⽅案的选择
设计发电⼚主接线时在技术上应考虑的主要问题是：1）保证全系统运⾏的稳定性，不应再本⼚、站内的故障造成系统的⽡解；2）保证负荷、特别是重要负荷供电的可靠性及电能质量；3）各设备、特别要注意⾼、中压联络变压器的过载是否在允许范围内。

在上述两种⽅案，他们在技术上都是有显着差异的，在不同的技术等级中，都有差异。

单母线分段在投资上是⽐双母线接线的投⼊要⼩的，⽽双母线接线的可靠性⼜⽐单母线分段接线的可靠性⾼。

根据设计任务书中的要求，在110KV 电压等级上的出线上为⼆类负荷，对这类⽤户可以进⾏短暂的停电，并不会造成⼈⾝危险以及设备的破坏，也不会给国民经济带来巨⼤的损失或造成巨⼤的政治影响。

综合考虑，则选择单母线分段的接线形式。

所以考虑将剩余两台发电机通过发电机-变压器接线⽅式连接到220KV系统中。

由于发电机-变压器接线⽅式单元性强，可在机组单元控制室集中控制，
不设⽹控室，使运⾏管理较灵活⽅便
通过对两⽅案⽐较，并且连同电⽓主接线的设计原则即可靠性、经济性和
灵活性的综合考虑，选择出的最优⽅案是⽅案⼀。

3.⼚⽤电（所⽤电）接线设计
5.主变压器（或发电机）的确定
主变压器的台数选择
（1）当有发电机电压直配线时，应设置发电机电压母线。

为保证供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器⼀般不少于两台。

（2）发电机与变压器直连的单元接线，变压器数等于发电机数。

所以综上述，主变压器4台
1.容量的计算及确定
连接在发电机电压母线与系统间的主变压器容量，应按下列条件计算：
（1）当发电机电压母线上负荷最⼩时，能将发电机电压母线上的剩余有功和
⽆功容量送⼊系统，但不考虑稀有的最⼩负荷情况。

（2）当发电机电压母线上最⼤⼀台发电机组停⽤时，能由系统供给发电机电
压的最⼤负荷。

在电⼚分期建设过程中，在事故断开最⼤⼀台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可以考虑变压器的允许过负荷能⼒和限制
⾮重要负荷。

（3）根据系统经济运⾏的要求，⽽限制本⼚的输出功率时能供给发电机电压的最⼤负荷。

（4）按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。

特别注
意发电⼚初期运⾏时当发电机电压母线负荷不⼤时，能将发电机电压母线上的
剩余容量送⼊系统。

（5）发电机电压母线与系统连接的变压器⼀般为两台。

对装设两台变压器的
发电⼚，当其中⼀台主变推出运⾏时，另⼀台变压器应承担70%的容量。

具体计算的过程如下：
电压等级下的最⼤容量
S =（S G-S G×8%-S min）×
= (400-400××
= 352×
=
电压等级下的最⼤容量
S = S max/ =70/=
电压等级下的最⼤容量
S = (S10max+S110min) /
= (70+20) /
=
根据上⾯的计算可知道低压侧的容量为最⼤，所以，以此为基准可以选择⼀个三绕组的变压器.
相数选择
变压器有三相变压器和单相变压器组，在330kV及以下的发电⼚和变电所中，⼀般选⽤三相变压器.
绕组连接⽅式的确定
变压器的连接⽅式必须和系统电压相位⼀致，否则不能并列运⾏。

电⼒系统采⽤的绕组连接⽅式只有Y型和△型，⾼、中、低三侧绕组如何组合要根据具体⼯程来确定。

三相变压器的⼀组相绕组或连接成三相组的三相变压器的相同电压的绕组连接成星型、三⾓型、曲折型时，对⾼压绕组分别以字母Y、D或Z表⽰，对中压或低压绕组分别以字母y、d 或z表⽰。

如果星型连接或曲折型连接的中性点是引出的，则分别以YN、ZN表⽰，带有星三⾓变换绕组的变压器，应在两个变换间已“-”隔开。

我国110KV以上电压，变压器的绕组都采⽤Y连接。

35KV以下电压，变压器绕组都采⽤△连接。

变压器调整⽅式的选择
变压器的调压⽅式分带负荷切换的有励磁调压⽅式和不带负荷切换的⽆励磁调压⽅式两种。

⽆励磁调压变压器的分接头档位较少，电压调整范围⼀般只有10%以内，⽽有励磁调压变压器的电压调整范围⼤，能达到电压的30%，但其结构⽐⽆励磁调压变压器复杂，造价⾼。

对于110KV以下的变压器，设计时才考虑到变压器采⽤有载调压的⽅式。

综合考虑发电⼚的发电机运⾏出⼒变化不⼤，所以在本次的设计中采⽤的变压器调整⽅式是⽆励磁调压。

变压器的冷却⽅式
变压器的冷却⽅式有⾃然风冷，强迫风冷，强迫油循环风冷，强迫油循环⽔冷和强迫导向油循环冷却等，它随变压器的型式和容量不同⽽异。

⼀般中⼩容量的变压器选择⾃然风冷和强迫风冷，⼤容量的变压器采⽤强迫油循环风冷。