30MW热电厂电气主接线设计

2.1.3具有一定的灵活性和方便性
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
1.2
厂用电系统是火力发电厂的重要组成部分,厂用电系统的任何故障都会影响正常生产，严重的会直接造成停产。火力发电厂有大量的辅机设备，大部分辅机均由电动机拖动，厂用电量巨大，一般热电厂的厂用电率为8%～10%甚至更高，且对电源的可靠性要求高，一般情况不允许突然中断。
厂用电供电的可靠性和经济性不仅与发电厂的运行操作、维护检修和设备质量等有着密切的关系，其很大程度上取决于厂用电接线设计是否正确、合理，厂用电的电压等级和厂用电源的引接方式是否合适，备用电源与工作电源切换是否灵活可靠等。由此可见，厂用电系统的设计直接关系到整个电厂以后运行的安全、可靠性，它的确定就代表着电厂基本轮廓的确定，基本组成设备的确定，投资成本的确定，因此合理的厂用电接线,适当的电压等级,对于保证机组的安全连续满发、降低厂用电率、方便操作和维护、节约投资、缩短建设工期、控制造价等有着重要的意义。
单母线分段接线较不分段母线接线具有更高的可靠性，在检修其中一条母线时也不会中断另一段的运行。缺点是处于检修期间的母线上所有回路均要停电，扩建时需向两个方向均衡扩建，这种接线方式较多应用于中小容量发电厂的主接线。见图2.2。
图2.1不分段单母线接线图2.2单母线分段接线
2.2.3单母线分段带旁路接线
为进一步克服单母线接线在检修时造成回路停电的缺点，确保供电可靠，可以再增设一条旁路母线，如图2.3。
2.2.1不分段单母线接线型式…………………………………………………………3
2.2.2单母线分段接线…………………………………………………………………3
2.2.3单母线分段带旁路接线………………………………………………………4
2.3电气主接线方案的论证………………………………………………………………4
2.1.4具有一定的经济性
电气主接线的经济性是指投资省、占地面积小、电能损耗少三个方面。因此，在满足可靠性、灵活性要求的前提下，电气主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器及避雷器等一次设备的投资；要尽可能的简化继电保护和二次回路，以节省二次设备和控制电缆；应采取限制短路电流的措施，以便选择轻型的电器和小截面的载流导体；同时，设计电气主接线要为配电装置的布置创造条件，以节约用地和材料。此外，还应经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，要避免出现两次变压，以减少变压器的电能损耗。
利用旁路断路器切换
各母线的运行和检修
方式，可以大大提高
供、用电的可靠性。
但缺点也是显而易见
的，设备多，投资和
占地面积增大。
2.3电气主接线方案的论证
三种接线方式各有优劣，
针对本工程的实际情况
应充分考虑自身厂用电
的可靠性，且当前只能图2.3单母线分段带旁路母线接线
有单回出线，远期再增加一回出线，并再扩建3台发电机。
2.1.2保证电能质量……………………………………………………………………2
2.1.3具有一定的灵活性和方便性……………………………………………………2
2.1.4具有一定的经济性………………………………………………………………3
2.2电气主接线方案的确定………………………………………………………………3
2.1.2保证电能质量
电压、频率和波形是表征电能质量的基本指标。电气主接线的设计是否合理对电压和频率有着重要影响。例如有些接线方案坑内在某一单元故障时，迫使其他元件一同退出运行，或使回路阻抗增大，或造成发电厂一部分容量受阻，从而造成电力系统频率或某一部分电压下降，甚至出现电压和频率的崩溃。因此，在拟定主接线方案时必须注意研究如何保证电能质量。
2.1.1保证必要的供电可靠性
供电可靠性是电力生产和电能分配的首要任务，电气主接线应首先满足这一要求。电力系统的发电、送电和用电是同时完成的，并且在任何时刻都保持着平衡关系，无论那部分故障，都将影响整个电力系统的正常运行。
事故停电不仅会造成损失，若在系统中担负基本负荷的电厂解列，可能会造成电网崩溃等恶性事故。因此，保证供电可靠性是电力生产头等重要的任务。
第1章前言………………………………………………………………………………….1
第2章电气主接线设计的要求及方案确定………………………………………………2
2.1电气主接线设计的要求………………………………………………………………2
2.1.1保证必要的供电可靠性……………………………………………………………2
主接线图见附录1，图2.4电气主接线图。
第3章厂用电系统的方案选择及论证
3.1厂用电源方案设计
3.1.1厂用电压等级的选择
在DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》中，当有发电机电压直配线时，应根据地区网络的需要，采用6.3kV或10.5kV。
火力发电厂中，厂用电一般采用高压和低压两种电压等级供电，高压厂用电电压常采用3、6、10kV，低压厂用电电压一般采用380/220V。为减少变压器数量，简化系统及减少投资，高压厂用电电压直接采用发电机出口电压等级10kV，低压厂用电通过低压厂用变压器变为380/220V。
4.1发电机的选择………………………………………………………………………6
4.2主变压器的选择………………………………………………………………………6
4.2.1主变压器容量的选择……………………………………………………………6
4.1.2主变型式的选择…………………………………………………………………7
2.2.1不分段单母线接线型式
不分段单母线接线型式是有母线接线中最简单的型式，这种接线方式投资最省，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置，缺点是接线不够灵活，一旦设备故障极易造成全厂供、用电中断。这种接线方式一般用于用户重要性等级较低的配电装置中，现代电厂中一般较少采用这种接线方式。见图2.1。
2.2.2单母线分段接线
启动、备用电源设置一台高备变，其高压侧取自110kV母线，低压侧接入10kV备用段，10kV备用段至三段工作段均设置联络线，可在工作段失电后自动切换至备用段工作。
4.3高压启动、备用变压器……………………………………………………………7
4.4电抗器的选择…………………………………………………………………………8
4.5导体的选择……………………………………………………………………………8
第5章结论…………………………………………………………………………………9
第3章厂用电系统的方案选择及论证………………………………………………………5
3.1厂用电源方案设计……………………………………………………………………5
3.1.1厂用电压等级的选择……………………………………………………………5
3.1.2高压厂用电接线方案…………………………………………………………5
2.2电气主接线方案的确定
电气主接线的接线形式种类繁多，但常用的基本形式只有几种，包括单母线接线，双母线接线、带旁路母线的接线、桥形接线、多角形接线盒单元接线等。鉴于该工程为小容量机组，为节省投资，简化系统，本文仅讨论单母线的接线型式。
本期2台发电机均以“发电机-变压器组”型式接入110kV系统。对单母线的几种接线型式分析如下：
第1章前言
1.1
电气主接线主要指发电厂、变电所及电力系统中传送电能的通路,这些通路中有发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、电抗器、线路等设备。它们的连接方式,对供电可靠、运行灵活、检修方便以及经济合理等起着决定性的作用,它反映出电厂的整个供电系统全貌和其所选用的电气设备、元件型号规格和数量以及它们之间的相互关系。它不仅是初步设计审查的重要内容之一,同时也是将来电气值班运行人员进行各种操作的重要依据。电气主接线的设计是否合理,将直接影响到电厂基本建设投资效益和今后的安全及可靠运行，同时也是做好发电厂电气设计的关键。同时，电气主接线的设计也是变电所电气设计的主体。它与电力系统、电厂功能参数、基本原始资料以及电厂的运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电器选择和布置，继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线的设计显得尤为重要。
针对发电厂而言，电气主接线已经成为电气设计最为关键的环节，关系着电能的安全输送，关系着居民用电的可靠保障和自身运行的安全性、稳定性。合理的设计能够有效节省基建投资，方便以后的操作和检修，减少机组因电气原因造成停机等。本文依托某2×30MW公用热电厂进行设计主接线，通过技术经济比较，达到技术先进、经济合理、安全适用的目的。