厂用电接线及设计
30MW热电厂电气主接线设计
电力系统是一个紧密联系的整体。发电厂和变电所由中心调度所和地区调度所统一调度指挥。发电厂和变电所电气主接线的运行方式随整个电力系统的运行要求而改变。因此，所设计的电气主接线应能灵活地投入和切除某些机组、变压器或线路，从而达到调配电源盒负荷的目的；并能满足电力系统在事故运行方式、检修运行方式和特殊运行方式下的调度要求。当需要检修时，应能很方便的使断路器、母线及继电保护设备退出运行进行检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户供电。此外，电气主接线方案还必须能够容易地从初期接线过渡到最终接线，以满足扩建的要求。该工程受外部条件影响，前期只能单回出线，待外部条件满足时要过渡到双回出线，因此能够在不全厂停电条件下完成线路过渡显得尤为重要，在设计时必须优先考虑。
1.3
1.3.1学习关于电气主接线和厂用电接线的设计方法和流程。
1.3.2根据各设计规范选择各主要设备、导体的型式，并了解校核方法。
1.3.3通过设计和探讨，加深对所学知识的掌握，为以后运用于实践中打好基础。
第2章电气主接线设计要求及方案确定
2.1电气主接线设计的要求
发电厂的主接线设计要求非常严格，在设计时不仅要按照国家相关的法律法规严格执行外，其经济性、合理性、可靠性等都直接关系到以后的运行安全和经济效益。所以，对发电厂电气主接线设计一般应满足以下几点：
3.1.3低压厂用电接线设计…………………………ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ………………………………5
3.1.4全厂辅助系统厂用电接线………………………………………………………5
3.2厂用电接线方案的论证………………………………………………………………6
第4章主要设备选型………………………………………………………………………6
浅谈工厂供配电设计的技术要点
浅谈工厂供配电设计的技术要点工厂供配电设计是指对工厂的电气系统进行规划、设计和建设的过程。
在设计过程中需要考虑到工厂的用电需求、电源选择、电网接入、电气设备布局、电缆敷设等方面的技术要点。
下面从几个方面来浅谈工厂供配电设计的技术要点。
一、用电需求分析在进行工厂供配电设计之前，首先需要对工厂的用电需求进行详细的分析和了解。
这包括对工厂各个用电设备的功率、电压、电流等参数进行测算，确定工厂的总用电负荷。
同时要结合工厂的生产工艺流程和用电设备的特点，合理规划电气系统的结构和布置，确保供电系统能够满足工厂的电力需求。
二、电源选择工厂供配电设计中，电源的选择是非常重要的。
电源的选择会影响到工厂的用电质量和可靠性，因此需要充分考虑电源的供电能力、稳定性和可靠性等因素。
一般工厂的电源选择有两种方式，即接入电网供电和独立供电。
接入电网供电是指将工厂接入公共电网，由公共电网供应电力。
独立供电是指独立建立发电设备，如发电机组，为工厂提供电力。
在选择电源时，需要根据工厂的用电需求、电网的可靠性以及经济投资等方面因素进行综合考虑。
三、电气设备布局电气设备布局是指根据工厂的用电需求和空间条件，合理规划和布置电气设备。
在电气设备布局时，需要考虑到电气设备的安全、可靠性和维护等因素。
一般来说，电气设备应尽量集中布置，避免电气设备之间的干扰和相互影响。
还需要考虑到电气设备的通风、散热和防护等要求，确保电气设备的正常运行。
四、电缆敷设与接线方式电缆敷设是指将电缆按照一定的规范和要求进行敷设和固定。
在电缆敷设时，需要考虑到电缆的走向、敷设方式、敷设深度等因素。
合理的电缆敷设能够提高电缆的使用寿命和线路的可靠性，降低故障的发生率。
在进行接线时，需要注意接线的质量和接线的可靠性，确保电气设备之间的连接稳固，以减少电路故障的发生。
工厂供配电设计中需要对用电需求进行分析，合理选择电源，科学规划电气设备布局，以及进行电缆敷设与接线。
只有在进行了全面的技术要点考虑和综合设计后，才能够确保供配电系统的安全、可靠和经济。
11第四章电气主接线及设计(3)
适用于：35～220kV，线路较长（故障几率 大），雷击率较高和变压器不需要经常切换的发电 厂和变电所。
出线故障，仅故障线路跳闸，
其余回路可继续供电。出线停送
WL1
WL2 电，操作方便。
QF1 QF2 QFq
QS1 QS2 T1 T2
变压器故障、停送电操作复杂：
如：
T1故障，QF1、QFq自动跳 闸，WL1停电。拉开QS1后，再 合上QF1、QFq，可恢复WL1供 电。
接时， G和T之间则需设断路器。由 厂用
于大容量发电机出口断路器制造困难， G
所以大容量（200MW以上）机组很少 (B)
采用这种接线。
优点： （1）接线简单，电器数目少，因而节约了投资和占 地面积，也减少了故障可能性，提高了供电可靠性。 发电机与变压器之间采用封闭母线相连进一步提高 了可靠性。
WL1
WL2
QF1 QF2 QFq
QS1 QS2 T1 T2
QFq QF1 QF2 T1 T2
1. 内桥接线
WL1
WL2
接线特点：出线各接有一台 断路器，桥连断路器接在内侧 （变压器侧）。
QF1 QF2 QFq
正常运行时：出线所有断路 器均闭合。
QS1 QS2 T1 T2
特点：出线回路的投切很方 便，电源或变压器回路的投切比 较复杂。
升高电压
T 厂用
G
对于单机容量较小的机组（小于100MW） 为了在发电机停用的情况下也能从变压器 低压侧取得厂用电源，也可在发电机出口 装断路器。。
对于单机容量大于200MW的发电机，一方面 T
发电机出口断路器制造困难，成本高；另 一方面发电机出线采用封闭母线，发电机 出线回路设备越少越好。所以在发电机出 厂用 口一般不装断路器。
厂用电接线的设计原则和接线形式
注：125MW及以下机组一般可在厂用分支上
按额定电流装设断路器，对于200MW及以上 的机组，可不装断路器，厂用分支都采用分 相封闭母线。
2、备用电源及其引接方式
① 作用：作为工作电源的事故备用。 ② 引接要求：具有独立性和足够的用电容量。 ③ 引接方式：
3、启动电源
定义：指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供电 的工况下为该机组的厂用负荷供电。
4、事故保安电源
可靠的外部独立电源 快速柴油发电机组 蓄电池组 逆变器（直变交）
六、厂用电接线形式
通常采用单母线分段接线形式。 采用“按锅炉分段”原则
定义：将高压厂用母线按锅炉台数分成若干独立 段
特点：①便于运行和检修②使事故影响范围局限 在一机一炉③短路电流较小
② 中性点直接接地方式：供电可靠性较低，发生单 相接地故障时，动作于跳作电源
﹜ ➢ 备用电源
➢ 启动电源
启动／备用电源
➢ 事故保安电源
1、工作电源及其接线方式
① 作用：是保证正常运行的基本电源
② 引接要求：供电可靠，容量满足符合要求，不应少 于两个。
③ 引接方式
高压厂用工作电源：从发电机回路的引 接方式与主接线形式有密切联系。当主接线 具有发电机电压母线时，应从母线上引接;当 为单元接线时，应从主变压器的低压侧引接。
主要内容
一、对厂用电接线的要求 二、厂用电接线的设计原则 三、厂用电的电压等级 四、厂用电系统中性点接地方式 五、厂用电源及其引接 六、厂用电接线形式
一、对厂用电接线的要求
• 供电可靠，运行灵活。 • 各机组的厂用电系统应是独立的。 • 全场性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公
工厂供配电主电路图
确保主电路图中使用的符号、标注、线型等符合 国家或行业标准，提高图纸的规范性。
提高主电路图的可读性与易用性
添加必要的注释与说明
01
在关键位置添加注释，解释元件的功能、连接方式等
，方便阅读者理解。
使用不同颜色或线型区分不同性质的线路
02 如电源线、控制线、信号线等，提高视觉效果。
标注关键参数与数据
03
工厂供配电主电路图分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
高压供配电主电路图分析
高压电源引入
分析高压电源的引入方式，包括电源 的电压等级、变压器容量、接线方式 等。
高压配电系统
研究高压配电系统的布局，包括高压 开关柜、母线、电缆等设备的配置和 连接方式。
低压供配电主电路图分析
标注必要的文字说明
主电路图的绘制应遵循国家或行业标 准，如电气制图标准（国标或行业标 准）。
主电路图上应标注必要的文字说明， 如设备名称、规格、型号等，以便于 识别和理解。
使用规定的图形符号
主电路图应使用规定的图形符号来表 示各种电气设备和元件，确保图形的 准确性和一致性。
主电路图的解读与使用
熟悉电气设备和元件的符号与标注
工厂供配电主电路图
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 工厂供配电系统概述 • 主电路图的基本知识 • 工厂供配电主电路图分析 • 主电路图的优化与改进建议 • 主电路图的绘制实践与案例分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ目录
CONTENTS
01
工厂供配电系统概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
发电厂电气部分设计
三、发电厂电缆线路设计
三、发电厂电缆线路设计
电缆线路是发电厂电能输送的重要通道，其设计应满足安全、可靠、经济和 环保的要求。在电缆线路的设计过程中，需要考虑以下几个方面：
三、发电厂电缆线路设计
1、电缆型号选择：电缆型号的选择应考虑电力系统的电压等级、电流容量、 敷设环境等因素，以确保电缆能够安全可靠地运行。
一、发电厂主接线设计
一、发电厂主接线设计
主接线是发电厂的重要组成部分，用于实现电能的生产、变换和输送。主接 线的设计应满足可靠性高、灵活性强、易于操作和维修、经济性好的要求。在主 接线的设计过程中，需要考虑以下几个方面：
一、发电厂主接线设计
1、可靠性：主接线的设计应确保电力系统的稳定运行，避免因设备故障导致 的大规模停电事故。为此，可以采用分段接线和桥型接线等方式，提高主接线的 可靠性。
一、发电厂主接线设计
4、经济性：主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下，尽量降低建设 成本和维护成本。例如，可以采用低损耗设备、优化线路布局等方式，降低能耗 和维护成本。
二、发电厂防雷设计
二、发电厂防雷设计
防雷设计是发电厂电气部分设计的关键环节之一，其目的是在雷击情况下保 护设备和建筑物不受损坏。发电厂的防雷设计应包括以下几个方面：
内容摘要
总之，本次演示通过详细阐述4200MW发电厂电气一次部分设计的原则、流程、 要求及成果，为我们成功地完成这一复杂而关键的设计工作提供了有力的支持。 通过这一设计工作，我们不仅提高了发电厂的效率和性能，还推动了电力行业的 技术进步和发展。
引言
引言
随着电力工业的不断发展，发电厂的规模不断扩大，设备日益复杂，对发电 厂的运营和管理提出了更高的要求。为了提高发电厂的运营效率和管理水平，电 气综合自动化系统的应用越来越受到。本次演示将对发电厂电气综合自动化系统 的发展和应用进行探讨。
谈谈600MW火电厂厂用电电气一次线设计
谈谈600MW火电厂厂用电电气一次线设计摘要：火电厂是目前众多发电模式中的一种,也是当前电力供送的主要形式。
对火电厂而言,厂用电一次接线是电气系统的重要组成部分,而接线的质量则对火电厂的发电效率与工作模式有着很大的联系。
因此,进行电气厂用电一次线的设计是非常关键的环节。
文章根据现行火电厂的相关设计规定,结合对火电厂厂用电电气一次线的设计进行总结性分析。
关键词：火电厂；600MW；电气一次线厂用电设计引言电气一次厂用电设计主要是指对600MW 火电厂内的所有厂用电器设备的主线路进行设置和规划的系列行为。
一次设计是对主线路进行设计，包括电厂的供电设计和配电设计等，它的电压等级比较高。
一般是对主回路进行设计，即开展用电负荷的分配、设备的型号初定等工作。
然而现代生活对高效和节能减排观念的日益加深，使得我们在进行电气设计的同时也要满足机组技术指标好、控投资、降能耗及良好的企业社会效益等要求。
因此，对整个一次电气设计进行优化就成为规范经济，运行可靠、便于管理的必要措施1 厂用电配电1.1 高压厂用电接线1.1.1 高压厂用电原接线方案（1）600 MW 机组的高压厂用电接线方案：每台机组设1 台25 MV A 双卷变压器及1 台40/25-25MV A 分裂变压器作为高压厂用变压器，2 台机组共设1 台25 MV A 双卷变压器及1 台40/25-25 MV A分裂变压器作为起动/ 备用变压器。
（2）6 kV 厂用段接线：每台机组6 kV 工作段分为A、B、C 三段，双套辅机及互为备用的低压厂用变压器分接在A、B 两段上，给水泵及其它公用负荷接在C 段上；A、B 段由40/25-25 MV A 分裂变压器供电，C 段由25 MV A 双卷变压器供电。
输煤系统设6kV 输煤段，由6 kV 工作C 段供电。
设计前的高压厂用电接线方案如图1 所示。
1.1.2 高压厂用电接线设计方案本工程高压厂用电接线设计方案：每台机组设1 台63/35-35 MV A 分裂变压器作为高压厂用变压器，2 台机设1 台63/35-35 MV A 起/ 备变压器。
发电厂电气部分电气主接线及设计
（2）降压变电站主接线常用接线形式
✓ 变电站主接线的高压侧： 1）应尽可能采用断路器数目少的接线，以节省投资，减 少占地面积；
2）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；
3)如果电压较高又是极为重要的枢纽变电站，宜采用带旁 路的双母线分段或一台半断路器接线。
✓ 变电站的低压侧： 常采用单母线分段或双母线接线。
用于本厂（站）用电的变压器，也称自用变。
二、主变压器容量和台数的确定
原则：尽量减少变压器台数，提高单台容量。
1、发电厂主变压器容量和台数的选择
（1）单元接线的主变压器
A、容量选择
应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择
S N 1 .1 P N ( 1 G K P )/co Gs(M )VA
2）水力发电厂的升高电压侧的接线：
✓ 当出线数不多时，应优先考虑采用多角形接线等类型 的无汇流母线的接线；
✓ 当出线数较多时，可根据其重要程度采用单母线分段、 双母线或一台半断路器接线等。
某中型水电厂主接线
1）该电厂有4 台发电机 G1~G4，每两台机与一台 双绕组变压器接成扩大单 元接线；
2）110kV侧只有2回出线， 与两台主变压器接成4角 形接线。
e1
N1
d dt
e2
N2
d dt
i1
U1
i2 u1
只要一、二
u1
e1e2Biblioteka u 2ZL次绕组的匝数不 同，就能达到改
u2 变压的目的。
U2
第三节 主变压器的选择
一、有关的几个概念
1、主变压器
发电厂、变电站中向系统、用户输送功率的变压器。
2、联络变压器
发电厂电气部分第五章 厂用电接线及设计(三)
发电厂变电所电气主系统
10
第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
（2）公用负荷由两段厂用公用母线（C1和C2）分担。正常运行时，两台启动/备用
变压器各带一段公用母线（亦称公用段），两段公用母线分开运行。由于启动/备用 变压器常带公用负荷，故又称其为公用备用变压器。
发电厂变电所电气主系统
11
第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
发电厂变电所电气主系统
17
第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
启动/备用变压器10kV侧通过共箱母线连接到每台机组的四段10kV工作母线上作
为备用电源，A、B段10kV母线由第一台启动/备用变压器的两个低压分裂绕组经共 箱母线引接；C、D段10kV母线由第二台启动/备用变压器的两个低压分裂绕组经共 箱母线引接。
发电厂变电所电气主系统
27
第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
对于中型变电站或装有调相机的变电站，通常都装设2台站用变压器，分别接在 变电站低压母线的不同分段上，380V站用电母线采用低压断路器（即自动空气开关） 进行分段，并以低压成套配电装置供电。 小型变电站，大多只装一台站用变压器，从变电站低压母线上引接，站用变压 器二次侧为380/220V中性点直接接地的三相四线制系统。
发电厂变电所电气主系统
21
第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。
中、小型水电厂通常厂用母线只分为两段，由两台厂用变压器以暗备用方式给 两段厂用母线供电； 大容量水电厂，厂用母线则按机组台数分段，每段由单独厂用变压器供电，并 设置专用备用变压器。 为了供给厂外坝区闸门及水利枢纽防洪、灌溉取水、船闸或升船机、筏道、鱼 梯等设施用电，可设专用坝区变压器，按其距主厂房远近、负荷大小以及发电机电 压等条件，可采用6kV或10kV电压供电，其余厂用电负荷均以380/220V供电。
发电厂电气部分主接线的设计原则和步骤
二、电气主接线的设计程序
工程设计程序：
可行性研究 初步设计 技术设计 施工设计
课程设计：
相当于初步设计，部分可达到技术设计。
二、电气主接线的设计程序
课程设计步骤：
对原始资料分析 拟定主接线方案 短路电流的计算——为电气设备选择做准备 主要电气设备选择——第六章介绍 绘制电气主接线图——将最终确定的主接线，按工程
要求，绘制工程图 工程概算
二、电气主接线的设计程序
对原始资料分析：
① 本工程情况：发电厂类型，设计规划容量，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。
② 电力系统情况：电力系统近期及远景发展规划（5～ 10年）发电厂或变电所在电力系统中的位置和作用； 本工程与电力系统连接方式等。
二、电气主接线的设计程序
经济比较方法：
静态比较法：
以设备、材料和人工等的经济价值固定不变作为前提，认为 经济价值与时间无关。
最常用的为抵偿年限法。
抵偿年限法： 若I1>I2，C1<C2，则抵偿年限为 T I1 I2 C2 C1 如果T小于5年，则采用投资大的第一方案； 如果T大于5年，则采用投资大的第二方案。
① 综合总投资计算 ② 年运行费计算 ③ 经济比较方法
二、电气主接线的设计程序
综合总投资计算：
综合总投资 I 主要包括变压器综合投资，开关设备、 配电装置综合投资以及不可预见的附加投资等。
I
I
0
，包括变压器、开关设备、 母线、配电装置及明显的增修桥梁、公路和拆迁
② 从技术上论证各方案的优、缺点，淘汰一些明显不合 理的方案，保留2～3个技术上相当、又能满足任务书 要求的方案；
③ 经济计算比较：对各方案的综合投资和年运行费进行 综合效益比较；
厂用电的设计原则和接线形式
1
2
（4）备用电源的备用方式
五、厂用电源及其引接
从最低一级升高电压母线上引接高压厂用备用变压器(右)
3. 事故保安电源和交流不间断供电电源
⑴ 事故保安电源 对200MW及以上的发电机组，当厂用工作电源和备用电源都消失时，为保证事故状态下安全停机，事故消除后又能及时恢复机组运行，应设置事故保安电源。
厂用电的作用和意义是什么? 厂用电负荷分为哪几大类?
本节结束！
感谢观赏
(2) 热工仪表和自动装置等要求不间断供电的负荷，则由直流逆变器 (每台机组设置一段)供电，其电压为220V。
图5-2为某电厂200MW发电机组的事故保安电源接线示意图。 (1) 交流保安电源通常都采用380/220V电压，每台机组设置一段事故保安母线，采用单母线接线。每2台发电机组设置1台柴油发电机组作为事故保安电源。
（2）厂用电动机的容量
我国生产的电动机的电压与容量的关系如下表所示。
电动机电压/V
220
380
3000
6000
10000
生产容量范围 /kW
＜140
＜300
＞75
＞200
＞200
电动机的容量小于75kW时，只能选380/220V。
电动机的容量在75~200kW时，只能选380/220V、3kV。
图5-1
对于容量为125MW及以下的机组，厂用分支上一般装设高压断路器，当开断电流不能满足要求时，只用以进行正常操作，当断路器后发生短路时，应立即停机；对于容量为200MW及以上的机组，厂用分支都采用分相封闭母线，故障率很小，可不装设断路器，这时，在厂用变压器低压侧必须装设断路器。
2) 当发电机与主变压器为单元接线或扩大单元接线时，则高压厂用工作电源从主变压器的低压侧引接，如图5-1b所示。
发电厂电气主接线课程设计
发电厂电气主接线课程设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：发电厂电气主接线课程设计题目：2*300MW火电厂主接线设计学生姓名：学号：专业：班级：指导教师：摘要随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。
电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。
电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。
而火力发电是电力工业发展中的主力军，截止2006年底，火电发电量达到48405万千瓦，越占总容量77.82%。
由此可见，火力电能在我国这个发展中国家的国民经济中的重要性。
电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。
主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。
并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。
本文将针对某火力发电厂的设计，主要是对电气方面进行研究。
对配有2台300MW汽轮发电机的火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。
包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验; 并作了变压器保护。
通过对本次的设计设计，掌握了一些基本的设计方法，在设计过程中更加稳固了理论知识。
关键词：发电厂；火电厂；电气主接线；目录摘要 (2)发电厂课程设计任务书 (4)第一章引言 (5)1.1研究背景及意义 (5)1.2电气主接线的基本要求及形式 (6)第二章电气主接线设计 (8)2.1设计步骤 (8)2.2设计方案 (8)2.3方案分析 (8)第三章厂用电设计 (10)3.1厂用电 (10)3.2厂用电分类 (10)3.3厂用电设计原则 (11)3.4厂用电源选择 (11)3.5厂用电接线形式 (12)第四章电气设备的选择 (13)4.1电气设备选择的一般规则 (13)4.2按正常工作条件选择电器 (13)4.3按短路情况校验 (14)4.4断路器的选择 (15)4.5隔离开关的选择 (15)4.6电流互感器的选择 (15)4.7电缆的选择 (17)第五章设计感想 (18)发电厂课程设计任务书设计题目：2*300MW火电厂主接线设计设计原始资料：1、厂用电为总容量7%2、两台主变3、220KV 5回出线4、110KV 7回出线设计内容：1、对水电站电气主接线进行论述2、选择水电站电气主接线方式，并说明3、对主接线主要电气设备选型计算，校验计算4、主要点短路电流计算5、对主变保护进行论述设计要求：1、主接线论证，方案比较2、主接线设计正确3、设备选型科学并有依据4、图纸规范5、独立完成6、参阅相关资料设计时间安排：1、主接线初步设计1天2、短路电流计算1天3、设备选择2天4、汇制图纸书写说明书2天第一章引言1.1研究背景及意义电力工业是国民经济的重要部门之一，是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，作为国民经济的其他各部门的快速，稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。
工厂供配电系统设计
工厂供配电系统设计1高压供电线路设计配电室选址一、配电所的设计要求：1、供电可靠,技术先进,保证人身平安,经济合理,维修方便.2、根据工程特点,规模和开展规划,以近期为主,适当考虑开展,正确处理近期建设和原期开展的关系,进行远近结合.3、结合负荷性质,用电容量,工程特点,所址环境,地区供电条件和节约电能等因素,并征求建设单位的意见,综合考虑,合理确定设计方案.4、变配电所采用的设备和元件,应符合国家或行业的产品技术标准,并优先选用技术先进,经济适用和节能的成套设备及定型产品.5、地震根本强度为7度及以上的地区,变配电所的设计和电气设备的安装应采取必要的抗震举措.二、变配电所选址：变配电所地址选择应根据以下要求综合考虑确定：1、接近负荷中央；2、接近电源侧；3、进出线方便;4、运输设备方便;5、不应设在有剧烈震动或高温的地方；,6、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；7、不应设在厕所,浴室或其他经常积水场所的正下方,也不宜与上述场所相贴邻；8、不应设在地势低洼和可能积水的场所；9、不应设在有爆炸危险的区域里；10、不宜设在有火灾危险区域的正上方或正下方.负荷等级的划分I一、符合以下情况之一时,应为一级负荷：1、中断供电将造成人身伤亡时.2、中断供电将在政治、经济上造成重大损失时.例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等.3、中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作.例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷.在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应视为特别重要的负荷.二、符合以下情况之一时,应为二级负荷：1、中断供电将在政治、经济上造成较大损失时.例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等.2、中断供电将影响重要用电单位的正常工作.例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷,以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱.③不属于一级和二级负荷者应为三级负荷.根据工厂的生产特性,并考虑中断供电对其所产生的影响情况,故将本厂的用电负荷划分为二级负荷.对接线方案的选择一、主接线方案设计原那么与要求变电所的主接线,应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定,并应满足平安、可靠、灵活和经济等要求.1、平安应符合有关国家标准和技术标准的要求,能充分保证人身和设备的平安.2、可靠应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求.3、灵活应能必要的各种运行方式,便于切换操作和检修,且适应负荷的发展.〔4、经济在满足上述要求的前提下,尽量使主接线简单,投资少,运行费用低,并节约电能和有色金属消耗量.二、常见主接线方案1、只装有一台主变压器的变电所主接线方案只装有一台主变压器的变电所,其高压侧一般采用无母线的接线,根据高压侧采用的开关电器不同,有三种比拟典型的主接线方案：〔1〕高压侧采用隔离开关-熔断器或户外跌开式熔断器的主接线方案；〔2〕高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷型跌开式熔断器的主接线方案；〔3〕高压侧采用隔离开关-断路器的主接线方案.2、装有两台主变压器的变电所主接线方案[装有两台主变压器的变电所的典型主接线方案有：〔1〕高压无母线、低压单母线分段的主接线方案；〔2〕高压采用单母线、低压单母线分段的主接线方案；〔3〕上下压侧均为单母线分段的主接线方案.三、主接线方案确定1、10kV侧主接线方案的拟定由工厂负荷计算表〔见附录三〕可知,高压侧进线有一条10kV的公用电源干线,为满足工厂二级负荷的要求,又采用与附近单位连接高压联络线的方式取得备用电源,因此,变电所高压侧有两条电源进线,一条工作,一条备用,同时为保证供电的可靠性和对扩建的适应性所以10kV侧可采用单母线或单母线分段的方案.2、380V侧主接线方案的拟定由原始资料可知,工厂用电部门较多,为保证供电的可靠性和灵活性可采用单母线或单母线分段接线的方案,对电能进行聚集,使每一个用电部门都可以方便地获得电能.3、方案确定根据前面章节的计算,假设主变采用一台S11型变压器时,总进线为两路.为提升供电系统的可靠性,高压侧采用单母线分段形式,低压侧采用单母线形式, 其系统图见图lo假设主变采用两台S11型变压器时,总进线为两路,为提升供电系统的可靠性, 高压侧采用单母线分段形式,两台变压器在正常情况下分裂运行,当其中任意一台出现故障时另一台作为备用,当总进线中的任一回路出现故障时两台变压器并列运行.低压侧采用也单母线分段形式,其系统图见图2.高压母线高压母线低压母线图1采用一台主变时的系统图高压母线 高压母线图2采用两台主变时的系统图比拟工程装设一台主变的方案 装设两台主变的方案 技 术 指标供电平安性 满足要求 满足要求 供电可靠性根本满足要求满足要求供电质量由于一台主变,电压损耗略大由于两台主变并列,电压损耗 略小灵活方便性只有一台主变,灵活性不好由于有两台主变,灵活性较好扩建适应性差一些更好经电力变压器的 综合投资额按单台万元计,综合投资 为2X=万元按单台万元计,综合投资 为4X 二万元上表1是两种主接线方案的比拟,从上表可以看出,按技术指标,装设两台 主变的主接线方案优于装设一台主变的方案.从经济指标来看,装设一台主变 的方案优于装设两台主变的方案.由于集中负荷较大,已经大1250kVA,低压侧 出线回路数较多,且有一定量的二级负荷,考虑今后增容扩建的适应性,从技 术指标考虑,采用于装设两台主变的方案.配电柜选择对于配电柜选择的选择,应满足以下要求：一、高压开关柜的结构应保证工作人员的平安和便于运行、维护、检查、检 修和试验. (二、高压开关柜的结构应有足够的机械强度,以保证在操作一次设备时,二 次设备济 指 标)高压开关柜(含 计量柜)的综合 投资额按每台万元计,综合投资约为5X X 二万元6台GGTA(F)型柜综合投资约为6X X 二万元电力变压器和 高压开关柜的主变和高压开关柜的折旧和维修主变和高压开关柜的折旧和维修年运行费治理费约7万元治理费约10万元交供电部门的按800元/kYA 计,贴费为一次性供电贴 1600贴费为2X1000X=160万元费 X 万元=128万元表1不会产生永久性变形和影响性能的弹性变形.三、开关柜内必须有工作位置、试验位置、以保证手车处于以上位置时,不能随意移动.四、开关柜内手车的推进与拉出应灵活方便,不产生冲击力,相同规格的手车应具有互换性.五、沿所有开关柜整个长度延伸方向应设有专用的接地导体.六、“五防〞联锁要求：・断路器手车只能在试验或工作位置时,断路器才能进行合、分阐操作.•当接地开关处于分闸状态时,手车才能从试验或断开位置移到工作位置.・手车处于工作位置时,接地开关操作轴被锁定,接地开关不能合闸.•当断路器处于合闸状态时,丝杆被锁定,不能移动手车.・只有当接地开关合上,电缆室门才能翻开检修电缆.・断路器在工作位置,二次插头不能拨下.七、二次回路导线应有足够的截面,从而不致影响互感器准确度,应使用铜导线,其截面电流回路采用不小于2.5mm2、电压回路不小于1. 5 mn?.八、开关柜电缆室门要求做成带绞链,并与断路器联锁,满足五防功能.九、电流互感器的安装要求便于拆装和做试验.十、高压开关柜的结构必须是中置式开关柜,断路器室下部必须是一个独立小室,中间加隔板完全分开.对于原有系统,采用的是固定式开关柜,柜内继电保护主要是电磁式继电器, 操作复杂,稳定性差,制约生产因素多,属于落后产品,且防护等级已经达不到现有要求,不能满足现有生产的需要.综合比拟现有的多种配电柜,研究其各自的特点,最终采用了KYN系列开关柜,此柜采用中置式结构,节约了断路器室约50%的空间,更有利于电缆的安装,且技术含量高,容量大,结构设计合理,牢固,外型美观,平安可靠,防护等级高,维修量小等特点,还可以与微机接口, 实现配电站的自动化.2无功补偿工厂供配电系统中,功率因数的上下是衡量一个工厂电能质量的重要指标, 功率因数偏低就意味着系统中无功电源缺乏,会导致系统电压降低而造成电能损耗增加,用电效率降低,限制了供电线路的送电水平.供电部门一般要求工厂的月平均功率因素到达以上,当企业的自然总平均功率因数较低,单靠提升用电设备的自然功率达不到要求时,应采用必要的无功功率补偿设备进一步提升工厂的功率因数.本工厂中,采用电力电容器进行无功功率补偿.补偿方式有两类：一、高压集中补偿高压集中补偿是将并联电容器集中装设在高压配电所的高压母线上,这种补偿方式只能补偿高压母线前边所有线路上的无功功率,而高压母线后面的无功功率得不到补偿,这种补偿方式只适合于大中型企业.二、低压集中补偿低压集中补偿将并联电容器装设在变电所的低压母线上,一般负荷较集中的小型企业用此补偿方式比拟经济.并联电容器量.〞确实定如下公式所示：匕axJl/〔COS® — 1〕 - Jl/〔COSj〕-l < Q, < %axJl/〔COS叩一1〕 - J1/〔COS仍一I〕〔1〕公式中：Kax一总平均最大功率kW；COS% —最大使用时平均功率因数；cos^>2 , COS.一目标功率因数,取、.三、低压分散补偿低压分散补偿是将并联电容器分散地装设在各个用电负荷的附近.这种补偿范围大,不仅能减少高压线路上的无功功率同时也减少了低压线路中的无功功率, 减少了电气设备的容量和各导线的截面,降低了电能的损耗.这种方式用在负荷比拟分散,补偿容量小的企业比拟适宜.补偿容量.〞计算如下公式所示：Qcc= %〔吆% -吆/〕=*〔小内-吆.2〕= %上〔2〕%=依例一依外公式中：依例一补偿前企业自然平均功率角的正切值；依外一补偿后企业功率因数角的正切值；.一年平均有功负荷系数,一般取~；%一无功功率补偿率,kvar/kW «根据实际情况,考虑到本工厂负荷多为高压供电,故采用高压集中补偿的方式进行补偿.由于本厂配备的用电设备大多属于电动机,故需要补偿的容量比拟小,采用的是电容器自动投补的方式.3高压侧短路电流,短路容量确实定进行短路电流计算,首先要绘制计算电路图.在计算电路图上,将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来,并将各元件依次编号,然后确定短路计算点.短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过.接着,按所选择的短路计算点绘出等效电路图,并计算出电路中各主要元件的阻抗.在等效电路图上,只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来,并标明其序号和阻抗值,然后将等效电路化简.对于工厂供电系统来说, 由于将电力系统当作无限大容量电源,而且短路电路也比拟简单,因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简,求出其等效总阻抗.最后计算短路电流和短路容量.短路电流计算的方法,常用的有欧姆法〔又称有名单位制法,因其短路计算中的阻抗都采用有名单位“欧姆〞而得名〕和标幺制法〔又称相对单位制法,因其短路计算中的有关物理量采用标幺值即相对单位而得名〕.本设计采用标幺制法计算一、标幺制法计算步骤和方法1、绘计算电路图,选择短路计算点.计算电路图上应将短路计算中需计入的所以电路元件的额定参数都表示出来,并将各个元件依次编号.2、设定基准容量S,和基准电压U〞,计算短路点基准电流〃.一般设S d=100MVA,设^二上〔短路计算电压〕.短路基准电流按下式计算:「西⑶3、计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值.一般只计算电抗.电力系统的电抗标幺值X：旦〔4〕式中：一一电力系统出口断路器的断流容量〔单位为MVA〕.电力线路的电抗标幺值X WL = X.1 -75-⑸式中U f——线路所在电网的短路计算电压〔单位为kV〕.>电力变压器的电抗标幺值丫・,％一100 S N⑹式中：U*%——变压器的短路电压〔阻抗电压〕百分值；S jV——变压器的额定容量〔单位为kVA,计算时化为与Sd同单位〕.4、绘短路回路等效电路,并计算总阻抗.用标幺制法进行短路计算时,无论有几个短路计算点,其短路等效电路只有一个.5、计算短路电流.分别对短路计算点计算其各种短路电流：三相短路电流周期分量4⑶、短路次暂态短路电流/*⑶、短路稳态电流上⑶、短路冲击电流",⑶及短路后第一个周期的短路全电流有效值〔又称短路冲击电流有效值〕〔⑶.八3〕_ hkF在无限大容量系统中,存在以下关系:*(3)= / ⑶=/ (3)高压电路的短路冲击电流及其有效值按以下公式近似计算:图3并列运行时短路计算电路二、两台变压器并列运行计算〔由以上公式进行计算,计算过程此处略〕(8)*<3)(9) (10)低压电路的短路冲击电流及其有效值按以下公式近似计算: 6、计算短路容量(1)P-8系统(11)(3)_//(3) sh 一/(12)(3-13)500MVA (八 kl ,LGJ-150,8km10.5kV9(3) S9-1000 (4)0.4kV三、两台变压器分裂运行计算〔由以上公式进行计算,计算过程此处略〕四、短路电流计算结果短路电流计算结果见表1、表2：短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA (1 k/ ,(3)y (3 )K1—K217 K317列运行时短路电流计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA • ••/ < ' >1 k/(3)/( 3) 0D* y (3 )4 k电气设备短路情况进行校验,就是要按最大可能的短路故障〔通常为三相短路故障〕时的动,热稳定度进行校验.但熔断器和有熔断保护的电器和导体〔如电压互感器等〕,以及架空线路,一般不必考虑动稳定度,热稳定度的校验,对电缆,也不必进行动稳定度的校验.在供配电系统中尽管各种电气设备的作用不一样,但选择的要求和条件有诸多是相同的.为保证设备平安,可靠的运行,各种设备均应按正常工作条件下的额定电压和额定电流选择,并按短路故障条件校验其动稳定度和热稳定度.一次设备选择与校验的条件为了保证一次设备平安可靠地运行,必须按以下条件选择和校验：一、按正常工作条件,包括电压、电流、频率、开断电流等选择.二、按短路条件,包括动稳定和热稳定来校验.三、考虑电气设备运行的环境条件和温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求.按正常工作条件选择一、按工作电压选择设备的额定电压U M不应小于所在线路的额定电压U,、,,即二、按工作电流选择设备的额定电流几不应小于所在电路的计算电流Ao,即1&之仆〔15〕三、按断流水平选择设备的额定开断电流I 〞,或断流容量S 〞不应小于设备分断瞬间的短路电流 有效值I4或短路容量即晨之"〔16〕或S 仇NSg〔17〕按短路条件校验短路条件校验,就是校验电器和导体在短路时的动稳定和热稳定. 一、隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验1、动稳定校验条件小？端〔18〕或〔19〕开关的极限通过电流〔动稳定电流〕峰值和有效值〔单位为UJU N(14):'max 、/max瑶〕、一—开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值〔单位为2、热稳定校验条件式中：L——开关的热稳定电流有效值〔单位为kA〕；</——开关的热稳定试验时间〔单位为S〕；一一开关所在处的三相短路稳态电流〔单位为kA〕；短路发热假想时间〔单位为S〕o二、电流互感器的短路稳定度校验1、动稳定校验条件式中：一一电流互感器的动稳定电流〔单位为kA〕；K ex——电流互感器的动稳定倍数〔对/垃〕；电流互感器的额定一次电流〔单位为A〕.2、热稳定校验条件(23)KJ\N > P 产、/ 〔24〕式中：I,——电流互感器的热稳定电流〔单位为kA〕；S/——电流互感器的热稳定试验时间,一般取1S；K,——电流互感器的热稳定倍数〔对/.〕.上下压母线的选择根据最大负荷计算高压母线上的最大电流为///max=115. 5A,低压母线上的最大电流/“max=3039A.根据计算电流和?GB50053—94 10kV及以下变电所设计规范?中的规定,高压母线选择TMY-3X〔60X6〕型母线,相母线尺寸均为60mmX 6mm,其载流量为2240A；低压母线选择TMY-3义〔80X 10〕+ 60X6型母线,即相母线尺寸为80mmX 10mm,中性母线尺寸为60mmX6nun,其载流量为3232A.高压侧断路器的选择与校验 .对于高压侧断路器,以前使用的是II型少油断路器.经过多年的使用发现, 10kV 少油断路器运行中存在检修次数频繁、检修工作量大,渗漏问题较难处理问题,在一定的条件下会产生高压可燃的气体,乃至发生爆炸,所以在电力开展过种中,这种断路器越来越不能满足社会开展的需要.由于放置在室内,且其开断水平较大,故使用真空断路器.研究发现,真空断路器与少油断路器相比拟有着明显的优势：一、真空断路器维护简单,无爆炸危险,无污染,噪音低,检修费用低,故障率低.二、灭弧室开断后介质恢复快,不需要冷却和更换,熄弧水平底,无损耗, 触头压力小.三、开断电流大,主回路接触电阻小,并适合于频繁操作等比拟苛刻的工作条件.四、真空断路器使用寿命长,一般可达20年左右,可靠性高.相比各种真空断路器,VS1的机械传动设计的比拟好,可靠性高,选择型号为VS1T2的真空断路器,且与配电柜为成套产品.对于高压侧断路器的校验,只需其开断水平大于短路电流即可.由于其为成套产品,查产品样本,断路器的选择均满足要求.而断路器的速断保护、过电流保护、零序保护、高温报警等,均与二次回路有关.互感器的选择与校验互感器是电流互感器和电压互感器的统称.他们实质上是一种特殊的变压器, 可称为仪用变压器或测量互感器.互感器是根据变压器的变压,变流原理将一次电量〔电压,电流〕转变成同类型的二次电量的电器,该二次电量可作为二次回路中测量仪表,保护继电器等设备的电源或信号源.因此,他们在供配电系统中具有重要的作用,其主要功能为:变换功能：将一次回路的大电压和大电流变换成适合仪表,继电器工作的小电压和小电流.隔离和保护功能：互感器作为一,二次电路之间的中间元件,不仅使仪表, 继电器等二次设备与一次主电路隔离,提升了电路工作的平安性和可靠性,而且有利于人身平安.扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围：由于互感器的二次侧的电流或电压额定值统一规定为5A (1A)及100V,通过改变互感器的变比,可以反映任意大小的主电路电压和电流值,而且便于二次设备制造规格统一和批量生产.一、电流互感器的选择与校验1、电流互感器的选择电流互感器应能做到系统正常时长期运行,并取得准确等度级要求的电流传变值.同时尚应能承受短时短路电流的作用.(1)满足工作电压要求,即：%=U NUm N U w式中：4.为电流互感器最高工作电压；为电流互感器最装设处的最高工作电压；%U,为电流互感器额定电压；U〞为系统的标称电压.(2)满足工作电流要求应对一,二次侧分别考虑.1〕一次侧额定电流乙:心之4式中,为线路计算短路电流.2〕二次额定电流/“：j=5A〕3〕准确度等级电流互感器的准确度与一次侧电流大小和二次侧负荷大小有关.2、电流互感器的校验因线路短路时,短路电流会流过电流互感器的一次绕组,所以应做动,热稳定校验.以高压侧任一电流互感器为例：查出其动稳定倍数为215,热稳定倍数为120〔1〕动稳定性校验由公式：、历K/WX IO-3 2骁〔25〕计算：四k,\N X 1.7 =金x215xlOOxlO_3 = 30.4M>Z A/I = 30.3M 满足动稳定要求.式中为电流互感器的动稳定倍数〔对/小〕；〔2〕热稳定性校验由公式:元小=120 x 100 x 10-3 = 12M> Z J 3) • INI K 满足热稳定要求.式中：K,为电流互感器的热稳定倍数〔对小〕；,为电流互感器的热稳定试验时间,一般取1s .为短度发热假想时间,高速断路器取.可知,电流互感器的选择满足要求.其他电流互感器的选择类似.二、电压互感器的选择1、对一次侧电压要求：U.=U N34式中：为电压互感器最高工作电压；为电压互感器装设处的最高工作电压U 〞为电压互感器额定电压S ,v 为系统的标称电压2、二次侧电压U,2：电压互感器二次侧额定电压应满足仪表额定电压为100V 的要求.计算: (26)K/N N 严-= 11.72xV0J =3.71M此题采用完全星型接法.此题中用在高压侧的电压互感器,考虑以上条件,选择型号均为JDZT010/KV的电压互感器.避雷器的选择避雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量,保护电工设备免受瞬时过电压危害,又能截断续流,不致引起系统接地短路的电器装置.避雷器通常接于带电导线与地之间,与被保护设备并联.当过电压值到达规定的动作电压时,避雷器立即动作,流过电荷,限制过电压幅值,保护设备绝缘；电压值正常后,避雷器又迅速恢复原状,以保证系统正常供电.避雷器有管式和阀式两大类.阀式避雷器分为碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器〔又称氧化锌避雷器〕.管式避雷器主要用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护.碳化硅避雷器广泛应用于交、直流系统,保护发电、变电设备的绝缘.氧化锌避雷器由于保护性能优于碳化硅避雷器,正在逐步取代后者, 广泛应用于交、直流系统,保护发电、变电设备的绝缘,尤其适用于中性点有效接地的110千伏及以上电网.这里,我们选用ZnO避雷器,是由于：氧化锌阀片具有很理想的非线性伏安特性.普通的阀型避雷器的阀片是金刚砂SiC,试验中发现ZnO、SiC电阻阀片在10KA电流下的残压相同,但在额定电压下ZnO对应的电流一般在10-5A以下, 可近似的认为其续流为零,而SiC的续流却是100A左右.也就是说在工作电压下,氧化锌阀片实际上相当一绝缘体.。
电厂电气一次系统接线设计
主变中性点接地方式取决于此电压等级的电网的中性点接地方式。
电气主接线在进行设计的时候，还必须考虑到短路电流的问题。如果短路电流过大，那么所有选择的电气设备造价将大幅度增加，则设计不满足经济性要求。限制短路电流的方法主要有加装限流电抗器。第一，装设母线分段电抗器，可以限制并列运行的发电机提供的短路电流。第二，在发电机或主变回路加装电抗器或分裂电抗器。第三，在直配线上装设电抗器，其效果好，但施工安装工程量大，运行费用也高。
2）主变绕组数：
中小型机组的发电厂，当有2种升压等级时，宜采用三绕组变压器，但一般不超过两台。由于其价格高、运行检修困难、配电装置布置复杂、且台数过多会造成中压侧短路容量过大。所以要限制三绕组变压器的数量。对于大型机组，其升压变一般不采用三绕组变压器。因为发电机出口不设断路器且采用可靠性很高的分相封闭母线，而封闭母线一般不设断路器和隔离开关。采用三绕组变压器时，发电机出口要求装设断路器。所以综合考虑下来，大型机组采用两种升高电压的双绕组变压器更合适。此外，三绕组变压器的中压侧因制造原因一般没有分接头，从而对高压、中压侧调压及负荷分配不利；采用三绕组变压器容易造成主厂房前变压器和引线的布置困难和复杂。
电厂电气一次系统接线设计
摘要：一个电厂的电气主接线关系着整个电厂甚至电力系统整体运行的可靠性、灵活性和经济性等。因此，笔者结合多年来电厂的设计经验，对电厂电气一次系统的设计进行了总结及分析。
工厂供配电设计
1前言1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。
电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。
电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
1.2 工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv 及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
发电厂电气部分第五章 厂用电接线及设计
二、厂用电接线的设计原则 ①厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电； ②能灵活适应正常、事故、检修等各种运行方式要 求； ③厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由 本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影 响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单； ④设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并 积极慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有 可行性和先进性； ⑤在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、 中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形 式等问题进行分析和论证。
一、火电厂厂用电接线
1、300MW汽轮发电机组高压厂用电接线 优点：供电可靠性、 方案I：不设6kV公用负荷母线段，将全厂公用负荷 (如输 投资省； 煤、除灰、化水等)分别接在各机组 A、B段母线上；
缺点：当工作母线清 扫时，将影响公用负 荷。由于公用负荷分 接于2台机组的工作 母线上，在机组G1发 电时，必须安装好机 组G2的6kV厂用配电 装置，并启动备用变 压器供电。
水电厂厂用电接线采用单母线分段接线形式。 对中、小型水电厂通常厂用母线只分为2段，由2 台厂用变压器以暗备用方式向两段厂用母线供电； 对大容量水电厂，厂用母线则按机组台数分 段，每段由单独厂用变压器供电，并设置专用备 用变压器。 为了供给厂外坝区闸门及水利枢纽防洪、灌溉 取水、船闸或升船机等设施用电，可设专用坝区 变压器，按其距主厂房远近、负荷大小以及发电 机电压等条件，可采用6kV或10kV电压供电，其 余厂用电负荷均以380/220V供电。
六、 厂用电接线形式 发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接 线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。
为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂 用母线均采取按锅炉分段的原则，即将高压厂用母线按锅 炉台数分成若干独立段，凡属同一台锅炉的厂用负荷均接 在同一段母线上，与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷一般也 接在该段母线上，而该段母线由其对应的发电机组供电。 低压厂用母线一般也按锅炉分段，厂用电源则由相 应的高压厂用母线供电。
大中型火力发电厂的主接线设计
大中型火力发电厂的主接线设计大中型火力发电厂包括机组单台容量为125MW及以上的火力发电厂。
1大中型电厂的电气主接线特点与接线方式（1）主接线特点：1）发电机一变压器采用简单可靠的单元接线方式。
有发电机一变压器单元接线、扩大单元接线、联合单元接线和发电机一变压器一线路单元接线等，直接接入高压或超高压配电装置。
2）大中型电厂的所有发电机一变压器单元有部分接入超高压配电装置、部分接入220kV配电装置；也有全部接入超高压配电装置的。
3）接入系统的电压等级宜符合下列规定：a.接入系统的电压不宜超过两种；b.根据火力发电厂在系统中的地位和作用，不同规模的火力发电厂应分别接入相应电压等级的电网；c.为满足地方负荷所建的电厂，单机容量在600MW以下的机组宜接入330kV及以下电网；d.在受端系统内建设的较大容量的主力电厂宜直接接入高一级电压等级的电网；e.对于向区外送电的电厂，单机容量在600MW及以上的机组宜直接接入高一级电压等级的电网。
（2）接线方式。
1）发电机一变压器单元接线。
一台机组接一台主变压器（双绕组、三绕组或自耦变压器）125MW发电机与变压器单元连接。
当发电厂具有两种升高的电压等级时，应符合下列规定：a.125MW级机组的主变压器宜采用三绕组变压器，每个绕组的通过功率应达到该变压器额定容量的15％以上；站进行联络；b.200MW及以上机组不宜采用三绕组变压器，如高压和中压间需要联系时，宜在变电c连接两种升高电压的三绕组变压器不宜超过2台；d.若两种升高电压均系中性点直接接地，且技术经济合理时，可选用自耦变压器,主要潮流方向应为低压和中压向高压送电。
一台主变压器。
2）发电机一变压器扩大单元接线（分裂变压器或双卷变压器）。
两台或两台以上机组接这种接线适用范围较广，扩大单元的主变压器容量要与电力系统的总容量和备用容量相要求。
适应，一般不大于系统总装机容量的10％，并要满足主变压器故障或检修时系统稳定运行的当发电机的容量与升高电压等级所能传输容量相比，发电机容量较小而不配合时可采用两台发电机接一台主变压器的扩大单元接线，以减少主变压器、高压断路器和高压配电装置间隔。
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厂用电源的备用方式有“明备用”或“暗备用” 两种。
❖明备用 指在正常运行中全厂专设一台平时不工作的厂用变压器作为备用电源，当任一台厂用工作变压器检 修或故障以及机、炉起停用时，可将厂用备用变压器投入，以保持厂用电设备的正常工作。
大型火电厂采用，工作变压器容量小（备用变压器容量与最大一台工作变压器容量相同），有利于 经济运行，投资少。但需装设备用电源自动投入装置。
厂用电接线及设计
1
5.1 概述 一、厂用电
在电力生产过程中，有大量电动机拖动的机械设备，为发电厂的主要设备（锅炉、汽轮 机或水轮机、发电机）和辅助设备保证运行。这些电动机再加上全厂的运行、操作、试验、修配、 照明等用电设备的总耗电量，统称为厂用电或自用电。
厂用电大都由发电厂本身供给而且为重要负荷之一。 厂用电耗电量与发电厂类型、燃料的种类及其燃烧 式、蒸汽参数以及机械化程度有关。
备用电源的引接应保证其独立性，并且有足够的容量，且最好能与系统有较紧密的联系。
有发电机电压母线时，从母线段上由备用变压器或电抗器引接一个备用电源，但不能从该母线段上 引接第二个备用电源。
无发电机电压母线时，由供电可靠的有两个电源的最低一级电压母线引接。优点：可靠性高；缺点： 投资大。
由联络变压器低压绕组引接，但要保证足够的供电容量。多用作第二个备用电源。此时，备用变压 器须采用有载调压方式。
T 优点：厂用电源电压波动小，不受负荷变化时主变压器电压波动的影响；当升 高电压侧断路器跳闸后，仍可由发电机供给厂用工作电源；若接在主变低压侧， 则可由系统倒送厂用电。
G 厂用
厂用分支回路上一般应装设高压断路 器，该断路器按发电机机端短路进行选 择和校验。（可以考虑加装电抗器或用 低压分裂绕组变压器）
③Ⅲ类厂用负荷：允许较长时间停电 一般由一个电源供电。
5.2 厂用电接线的设计原则和接线形式 • 一、对厂用电接线的的要求 • 二、厂用电接线的设计原则
三、厂用电的电压等级 电动机电压(V) 生产容量范围()
220
380
＜140
＜300
3000
6000
10000
＞75
＞200
＞200
❖同样功率的电动机，额定电压越高，自身尺寸越大，重量越大，功率因数低，价格贵；但因工作 电流小，可减小供电电缆截面，节约有色金属，降低电能损耗和运行费用。
❖在一定时间内，厂用电耗电量占全部发电量的百分 ❖数，称为“厂用电率”。
= ( / )×100% = ( · Φ / )×100%
其中： － 厂用计算负荷 Φ － 平均功率因数
－发电机额定视在功率 － 发电机额定功率
❖厂用电率是发电厂主要运行经济指标。
凝汽式火电厂： 热电厂： 水电厂：
5% ～ 8% 8% ～ 13% 0.5% ～ 1%
G1 厂用
优点：供电可靠，运行简单，调 度方便，投资和运行费用较低，可 以直接启动大容量电动机。同时， 也可由系统取得厂用电源
缺点：发电机电压母线发生短路， 发电机母线电压下降，厂用电网络 电压降低，影响电动机运行。母线 故障，厂用电源部分或全部失去。
G1 厂用
B．当采用发电机－变压器单元接线时， 厂用高压工作电源一般由主变低压侧引接，供本机组厂用负荷。
6电压供电的优点： 6网络节省有色金属及费用，而且短路电流小 6电动机的功率可制造的较大，以满足大容量负
荷的要求 可省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经
厂用电抗器供电，并可限制短路电流
10电压供电的优点： 1000以上的电动机采用10电压供电比较经济合理。 10电动机的功率可制造得更大，以满足大容量负
200及以上机组，由于短路电流很 大，可不装设断路器，而采用分相封闭母线（包括厂用分支），但 应保留可拆连接点。变压器低压侧需装设断路器。
T
G 厂用
(2)低压
低压厂用工作电源采用380/220电压。 一般由高压厂用母线上通过低压厂用变压器取得。 为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大 不得超过750。
❖因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用 ❖电动机的电压和厂用电网络来确定。
❖厂用高压：3，6，10 ❖厂用低压：0.4（380/220V）
3电压供电的优点： 3电动机效率比6电动机效率高，价格较低 3电动机的最小容量（75）比6电动机最小
容量（200）小 较大截面的电缆数量减少，减少有色金属消耗量
厂高压 3 6 10
电动机功率 ＞100 ＜100 ＞200 ＜200 ＞1800
200～1800 ＜200
额定电压 用3
用380V 用6
用380V 用10 用3
用380V
五、厂用供电电源及其引接 1. 工作电源 2. 是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。
(1)高压
A．当有发电机电压母线时，高压厂用工作电源由各母线段 引接，供接在该段母线上的机组的厂用电负荷。
❖暗备用
不设专用的备用变压器，而是当厂用工作变压器成对 出现时，将每台工作变压器的容量加大。正常运行时不 满载，互为备用状态。不应装设备用电源自动投入装置。
荷的要求
设计技术规程规定厂用高压的确定原则如下：
火电厂：发电机容量在60以下，10.5时，则厂
高压用3
发电机容量在100～300时，厂高压用6
发电机容量在300及以上时，若技术经济合理，可用3、10两个厂高压
水电厂：0.4一个等级
变电所：0.4，但是容量一般不超过750
厂用电动机额定电压确定原则如下：
2. 备用和启动电源 ❖备用电源主要指由于事故而失去工作电源时，保证给 ❖厂用电供电的电源，故又称事故备用电源。
❖启动电源是指在厂用工作电源完全消失的情况下，保 ❖证使机组快速启动，向必需的辅助设备供电的电源，其 ❖实质也是一个备用电源。
▪125及以下的机组的厂用备用电源兼作启动电源
▪在200及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安 ▪全和厂用电的可靠，才设置厂用启动电源，并兼作厂用 ▪备用电源。
❖降低厂用电率可以降低发电成本，并增加对系统的 ❖供电量。
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二、厂用负荷分类 ①Ⅰ类厂用负荷：不允许停电 通常设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源的母线上，设有电源自动投入装置（自动切换 ）。 Ⅰ类厂用电动机必须保证自启动。
②Ⅱ类厂用负荷：允许短时停电（几秒至几分钟） 由两个电源供电，并采用手动切换。