发电机课程设计

发电厂电气部分

题目：

电气设备的选择

姓名:

学号：

班级：

指导教师：严晋菁

目录

绪论 (1)

设计任务书 (2)

一.原始资料及其分析 (3)

二.发电机侧主接线方案设计 (4)

三.升高压侧主接线方案设计 (6)

四.变压器容量的确定 (9)

五.电气设备的选择

5.1高压断路器的选择 (10)

5.2隔离开关的选择 (12)

5.3电流互感器的选择 (13)

5.4电压互感器的选择 (14)

六.总结 (14)

绪论

本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了35kV，10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了35kV电气一次部分的设计

1.

发电厂电气部分课程设计任务书

2.

一.原始资料及其分析

1.原始资料：

新建水电站，设计总容量4⨯10MW，发电机型号：TS425/94-28装机四台，额定容量10MW，电压10.5KV，ϕ

cos=0.85送到相距50KM的35KV变电所，4回输电线路，无近区负荷，设备年利用小时数5100h/n.

2.对原始资料分析

（1）工程情况：

该电厂为一小型电站。目前，按发电厂的容量划分：总容量在1000MW及以上，单机容量在200MW及以上的发电厂称为大型水电厂；总容量在200～1000MW，单机容量在50～200MW的发电厂称为中型水电厂；总容量在200MW及以下，单机容量在50MW及以下的发电厂称为小型水电厂。设计电厂为4×10MW 小型电场。

又因电厂设备年利用小时数为5100h/n，在5000范围之上，所以该电厂主要承担基荷。

（2）负荷情况：

发电机出口侧电压为10.5KV，无近区负荷，经升压变压器后以35KV电压等级4回路出线送至50km处。

（3）其他条件：

环境条件和设备供货情况等没有具体要求，可按照常规条件设计。 3.

3.水电厂电气主接线的特点

一般距负荷中心较远，基本无发电机电压负荷，全部电能用升高压送入系统；水电厂得装机台数和容量，是根据水能利用条件一次确定的，不必考虑发展与扩建；水电厂附近地形复杂，电气主接线应尽可能，使配电装置紧凑

二.发电机侧主接线方案设计

一般来说发电机侧的电气主接线一般都采取以下几种方式：

方案一：单母线接线：单母线分段接线可以提高供电可靠性和灵活性。对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电；而两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。该接线适用于：小容量发电厂的发电机电压配电装置，一般每段母线上所接发电容量为12MW左右，每段母线上出线不多于5回。

方案二：单母线分段接线：单母线分段接线比单母线接线的可靠性更高，只是部分短时停电，而不是全部短期停电。单母线分段接线比单母线接线增加了一台断路器，投资有所增加，单母线分段具有单母线的各种优点，有较高的可靠性和灵活性。

方案三：扩大单元接线：当发电机单机容量不大且在系统备用容量允许时，为了减少变压器台数和高压侧断路器数目，并节省配电装置占地面积，将2台发电机与1台变压器相连接，组成扩大单元线。 4.

考虑到本次设计中，发电机的装机容量为4台30MW，Un=10.5KV且发电机侧无近区负荷。

发电机侧接线方案比较

1.发电机侧各种主接线的适用范围及其优缺点如下图

推荐备用一备用二

优点：接线简单清晰，投资小，占地少，操作方便，经济性好，由于不设发电机电压母线，减少了发电机电压侧发生短路故障的几率。优点：1.用断路器把母线分段

后，重要用户可以从不同段

引出两个回路，有两个电源

供电。

2.当一段母线发生故障，分段

断路器自动将故障段切除，保

证正常段母线不间断供电和

不致使重要用户停电。

优点：结构简单，操作简便，

投资少，见效快，运行费用低，

较适用于小容量和用户对可

靠性要求不高的场所。

缺点：运行灵活性较差缺点：1.当一段母线或母线隔

离开关故障或检修时，该段母

线的回路都要在检修期间内

停电。

2.当出线为双回路时，常使架

空线路出现交叉跨越。

3.扩建时需向两个方向均衡

扩建。

缺点：当母线发生故障或需清

扫、检修时，需要全部停电；

检修连接在母线上的任何一

组隔离开关时，也要全部停

电；检修任何一台断路器时，

还必须全部停电。

5.

2.就可靠性而言，方案二与方案三的可靠性均优于方案一；

3.就灵活性而言，方案一与方案二调度灵活，方案三操作简单，而方案二接线形式复杂，不宜用于水电站发电机侧接线；

4.就经济性而言，方案三用的断路器较少，节省投资。

综上所述，在可靠性与灵活性均满足的情况下，考虑到经济性，在发电机侧选用扩大单元接线比较合适。

三.升高压侧主接线方案设计

一般来说，升高压侧接线方案的基本形式和发电机侧相似，分为有汇流母线和无汇流母线两种基本形式。有汇流母线的主要包括单母线接线和双母线接线两大类，无汇流母线的主要包括单元接线，桥型接线和角形接线，其中有母线的接线形式又可分为有旁路母线和无旁路母线两大类。

方案一：单母线接线形式

单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。供电电源是变压器或高压进线回路，母线即可以保证电源并列工作，又能使任一条出线路都可以从电源1或2获得电能。

方案二：双母线接线形式

双母线接线，它有两组母线，一组为工作母线，一组为备用母线。两组母线之间通过母线联络断路器（简称母联断路器）连接。

方案三：单母线带旁路母线 6.