FDC第四章电气主接线设计LYD2013-4-10

4-5．接地刀闸的作用是什么？举例说明其与隔 离开关配合操作的操作顺序。
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4-6．绘出单母线分段与单母线分段带旁路母 线(分段断路器兼作旁路断路器)及双母线的主 接线图，并比较其特点及适用范围。 4-7．绘出内、外桥接线的主接线图，并比较 其特点及适用范围。 4-8．由变压器与线路可组成变压器—线路单 元接线，试比较其特点及适用范围。 4-9．在主接线设计中可采用哪些限制短路电 流的措施?采用这些措施时有什么次序？
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4-10．某新建热电厂有2×50MW+2×200MW四台 发电机。50MW发电机UN=10.5kV，cosФ=0.8； 200MW发电机UN=15.75kV，cosФ=0.85；有 10kV电缆馈线24回，10kV最大综合负荷60MW， 最小负荷40MW，cosФ=0.8；高压侧220kV有4 回线路与系统连接，不允许停电检修断路器； 厂用电率8％。试选择主变压器并初步设计该 电厂的主接线(写出简要的设计说明，绘出主 接线图)。
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（2）电力系统情况。 电力系统情况包括系统的总装机容量、近期及远 景(5～10年)发展规划、归算到本厂（所）高压母线 的电抗，本厂(所)在系统中的地位和作用、近期及远 景与系统的连接方式及各电压级中性点接地方式等。 系统的归算电抗在主接线设计中主要用于短路计算， 以便选择电气设备。 电网的中性点接地方式决定了主变压器中性点的接地 方式，发电机中性点采用非直接接地。
采用的原始资料、数据及计算公式正确、合理，计算完 整，步骤齐全，结果正确；
设计文件内容完整、正确，文字简练，图面清晰，签署 齐全。
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思考题和习题
4-1．对电气主接线的基本要求是什么？
4-2．电气主接线的基本形式有哪些？
4-3．主母线和旁路母线各起什么作用？设置旁 路母线的原则是什么？ 4-4．隔离开关与断路器配合操作时，应遵守哪 些原则?举例说明对出线停、送电操作的顺序。
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二、电气工程设计的基本步骤
以降压变电站设计为例，电气工程一次系统设计 的一般步骤是： 1.确定设计任务，收集与分析原始资料； 2.进行负荷分析计算与（需提高功率因数时的） 并联无功补偿计算，确定主变压器选择； 3.进行电气主接线的方案拟定，比较与选择； 4.变电站站用电源的引接； 5.短路电流计算；
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2、灵活性 (1)操作的方便性； (2)调度的方便性； (3)扩建的方便性。
3、经济性
(1)节省一次投资； (2)占地面积少； (3)电能损耗少。
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二、电气主接线设计的原则
三、电气主接线设计的程序 电气主接线设计的基本原则 是以设计任务书为依据， 以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准 绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、 满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便， 尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计 的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、 美观的原则。 原始资料是设计的依据。 设计时必须严格遵守国家方针政策、技术规范和标准。 设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩 建和发展的余地。
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典型设计应具有先进性、适应性、灵活性与时效性。
先进性是指主接线方案安全可靠，设备选型先进合理， 占地面积小，各项技术经济可比指标先进； 适应性是指不同地区的规模、形式、外部条件类似的工 程均能适用；
灵活性指典型设计的模块划分合理，组合方案多样，规 模增减方便；时效性是指随着电网发展和技术进步，典 型设计应不断补充、完善与更新。
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一、对电气主接线的基本要求 1、可靠性 (1)发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用； (2)负荷性质和类别； (3)设备的制造水平； (4)长期实践运行经验。 通常定性分析和衡量主接线可靠性时应考虑： ①断路器检修时，能否不影响供电； ②线路、断路器或母线故障与检修时，停运出线回 路数多少和停电时间的长短，以及能否保证对I、Ⅱ类 负荷的供电； ③发电厂或变电站全部停电的可能性； ④大机组突然停运，对系统稳定运行影响与后果。
发电厂、变电所电气部分
第四章 电气主接线及设计
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发电厂、变电站电气工程设计
一、电气工程设计的原则与基本程序 二、电气工程设计的基本步骤 三、电气主接线的设计步骤 四、参考典型设计以提高设计质量与效 率 五、电气工程一次系统设计中常见图纸 及文件的种类及对其要求
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三、电气主接线的设计步骤
电气主接线的设计步骤及内容如下：
1．原始资料分析
（1）工程情况。
工程情况包括本发电厂或变电所类型、建设规 模 、单机容量及台数、可能的运行方式及年最大负荷 利用小时数等。

①总装机容量及单机容量标志着电厂的规模和在电力系 统中的地位及作用。
②运行方式及年最大负荷利用小时数直接影响主接线的 设计。
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2．拟定若干个可行的主接线方案 在对原始资料分析的基础上，拟定出若干个 可行的主接线方案（近期和远期）。 3．对各方案进行技术论证 根据主接线的基本要求，从技术上论证各方 案的优、缺点，对地位重要的大型发电厂或枢纽 变电所要进行可靠性的定量计算与比较，淘汰一 些明显不合理的、技术性差的方案，保留2～3个 技术上相当、能够满足设计要求的方案。

125MW及以下机组的中性点采用不接地或经消弧线圈接地. 200MW及以上机组的中性点采用经接地变压器接地(其二 次侧接有一电阻)。
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ห้องสมุดไป่ตู้
（3）负荷情况。 负荷情况包括负荷的地理位置、电压等级、 出线回路数、输送容量、负荷类别、最大及最小 负荷、功率因数、增长率、年最大负荷利用小时 数等。 （4）其他情况。 其他情况包括环境条件、设备制造情况等。 当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、 地质、海拔高度及地震等因素，对主接线中电气 设备的选择、厂房和配电装置的布置等均有影响。
避雷针保护范围计算，防雷图应标明避雷针高度、 位置、保护范围、被保护物外形；接地电阻计算，接 地装置图显示接地网的布置及要求。
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6. 电缆敷设图及电缆清册
电缆敷设图应标明电缆的编号，敷设方式及要求， 起止点及路径。电缆清册按生产环节统计并汇总电缆的 型号规格与数量。 对电气工程一次系统设计各阶段设计图纸及文件的基 本要求有： 符合各设计阶段的内容及深度要求； 符合有关标准规范；
学完后，学生应具备的能力
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4-1 电气主接线设计原则和程序
主接线是发电厂、变电站电气部分主体，是电力
系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行可靠
性、灵活性；对电器选择、配电装置布置、继电保
护、自动装置和控制方式的拟定有决定性的影响。
因此，主接线的设计，必须综合处理各个方面因素，
经技术、经济论证后确定。
5．确定最优方案
在全面技术、经济比较的基础上，确定最优方案。 确定了最优方案后，才可以依据此方案进行后续设计， 如短路电流计算、主要电气设备选择与校验、配电装 置设计等。
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四、参考典型设计以提高设计质量与效率
在电气工程的设计原则中，要求参考已有设计成果， 是指对符合本工程具体条件的已有设计成果，如其 它已完工项目的设计图纸资料等，尤其是典型设计， 在进行设计时应予以套（活）用。 所谓典型设计，是指由行业权威部门组织编制或批 准的常见工程的设计方案。典型设计应做到安全可 靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效。
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4．对保留的方案进行经济比较
对上述保留方案进行经济计算，并进行全面的技 术、经济比较。经济比较主要是对各个待选主接线方 案的综合总投资和年运行费两大项进行综合经济效益 比较。比较时，一般只需计算各方案不同部分的综合 总投资和年运行费。经济比较的计算有多种方法，可 参考有关文献。
采用典型设计，能统一建设标准与设备规范，加快设计、 评审进度，提高工作效率；方便设备招标，方便运行维 护，降低工程建设和运行成本。
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五、电气工程一次系统设计中常见图纸及文件 的种类及对其要求
电气工程一次系统设计中电气部分常见图纸及文 件可分为以下几类：
1. 电气总图、说明书及卷册目录，设备及主要材料清 册
2. 电气主接线图，厂用电接线图及其它系统接线图， 短路电流计算及等效阻抗图 将电气主接线中的各种一次设备用行业标准规定 的统一图形与文字符号对应表示并连接而成的电路图 称为电气主接线图。
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3. 电气总平面图，配电装置平、剖面图，主变安装图，
发电机引出线布置图
总平面图及各种平、剖面图的作用是将电气主接 线图中的所有电气设备按实际关系布置并表示出来。 4. 设备安装及制作图 是具体到单个电气设备在基础或支架上的安装图 和安装所需非标准零件的制作图，也应按比例绘制。 5. 过电压保护及接地装置图
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6.电气设备的选择与校验； 7.电气设备的布置及安装（又称为配电装置设 计）； 8.防雷和接地设计； 9.绘制图纸，编写说明书、设备及主要材料清册。 电气主接线与电力系统运行的可靠性、灵活性、 经济性都密切相关，它对电气设备的选择、配电 装置的布置，继电保护与自动控制方式的拟定都 有重大影响。因此，电气主接线设计是电气工程 设计的核心部分。
一、电气工程设计的原则与基本程序
1. 设计工作应遵循的主要原则 遵守国家的法律、法规；贯彻执行国家的经济 建设方针、政策和建设程序； 以设计任务书为依据，根据国家有关的技术规 程、标准，结合工程的实际情况，合理确定设计标 准； 参考已有设计成果，采用先进的设计工具； 节约资源，保护环境；提高综合经济效益，促 进技术进步。
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2. 设计的基本程序
按基本程序进行设计，能使工程的规 划设计由主要原则到具体方案，逐步充实， 循序渐进，从而得出最优方案，保证质量， 避免决策失误。 按照电力工程项目大小的不同，设计 阶段及基本程序有所增减。以中等项目为 例，设计可分为三个阶段：前期工作阶段， 设计工作阶段和施工运行阶段。
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4-17．什么是成套配电装置？其特点有哪 些？ 4-18．预装式变电站按结构可分为哪几种？ 分别有什么特点？ 4-29．GIS全封闭组合电器的主要特点是什 么？一般用于什么场合？
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第四章 电气主接线及设计
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主要教学内容
要求理解的内容 教学重点及难点 计划授课时数
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设计步骤和内容为：
1、对原始资料分析
2、主接线方案的拟定与选择 3、短路电流计算和主要电器选择 4、绘制电气主接线图 5、编制工程概算
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4-2 主接线的基本接线形式
按照主接线母线设置情况，可分如下两大类： 特点：接线简单清晰、运行方 便，便于安装和扩建，但占地 面积较大。适用于进出线数较 多的（所）。
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4-11．一座220kV重要变电所共有220、110、lOkV 三个电压等级，安装两台120MVA三绕组变压器，其 220kV侧有4回出线，110kV侧有6回出线，10kV侧有 12回出线。试初步设计其主接线(写出简要的设计 说明，绘出主接线图)。
4-12．某新建110kV地区变电所，110kV侧初期有2 回线接至附近发电厂，终期增加2回线接至一终端 变电所；10kV侧电缆馈线12回，最大综合负荷20MW， 经补偿后的功率因数为0.92，重要负荷占65％。试 选择主变压器并初步设计其初、终期的主接线(写 出简要的设计说明，绘出主接线图)。
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4-13．按电力系统运行规程要求，对4-11、412题中的电气主接线所需的设备如隔离开关、 接地刀闸、电压互感器、电流互感器进行设备 配置并绘出主接线图。 4-14. 配电装置应设置有“五防”功能的闭 锁装置，“五防”指的是什么？ 4-15．常规配电装置有哪几种类型？各有什么 特点？适用于哪些场合？ 4-16．说明配电装置断面图图4-20、4-21中电 流通过所流经设备的路径。