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摘要 (2)
第一章设计任务书 (3)
1.1 设计任务 (3)
1.2 原始资料 (3)
第二章电气主接线图 (4)
2.1 对原始资料的分析 (4)
2.2 方案拟定的依据 (4)
2.2.1 电气主接线设计的基本要求 (4)
2.2.2 电气主接线的设计程序 (5)
2.3 主接线方案的拟定 (5)
2.4 主接线图 (7)
第三章短路点的计算 (8)
3.1 短路计算的一般规则 (8)
3.2 短路电流的计算 (8)
第四章电气设备选择 (11)
4.1 电气设备选择的规则 (11)
4.2 电气选择的技术条件 (11)
4.2.1 按正常工作条件选择电气设备 (11)
4.2.2 按短路状态校验 (13)
4.3 电气设备的选择 (15)
4.3.1 变压器选择 (15)
4.3.2 断路器的选择 (18)
4.3.3 隔离开关的选择 (21)
4.3.4 电流互感器的选择 (22)
第5章设计体会及今后改进意见 (25)
参考文献 (26)
摘要
火力发电厂是电气系统的重要组成部分，也直接影响着整个系统的安全与经济运行。电气主接线是发电厂、变电站电气设计的主要部分，它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量、连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务，它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择和电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。
本次设计为装机4台，分别为供热式机组2*50MW，凝气式机组2*300MW火电厂电气一次部分设计，通过对该火力发电厂的电力系统及负荷情况考虑，并对原始资料的分析拟定电气主接线方案，然后再进行短路电流的计算和主要电气设备的选择，从而完成了火力发电厂电气主接线的设计。
设计过程中，综合考虑了可靠性、灵活性、经济性和可发展性等多方面内容，在确保可靠性地前提下力争经济性。设计说明书中所采用的术语、符号也都完全遵循了现行电力工业标准中所规定的术语和符号。
关键词：电气主接线、断路器、电流互感器、电压互感器、短路
第一章 设计任务书
1.1 设计任务
完成火力发电厂电气主接线的设计及其电气主设备的选择；包括变压器、断路器、电流互感器。
1.2 原始资料
火力发电厂的原始资料：
装机4台，分别为供热式机组2*50MW (10.5N U kV =)，凝气式机组2*300MW(15.75N U kV =)，厂用电率6%,机组年利用小时max 6500T h =。 电力负荷及与电力系统连接情况资料如下：
1、10.5kV 电压级最大负荷20MW ，最小负荷15MW ，cos 0.8?=， 电缆馈线6回；
2、220kV 电压级最大负荷250MW ，最小负荷200MW ，cos 0.85?=，max 4500T h =，架空线6回;系统归算到本电厂220kV 母线上的电抗标幺值s x 0.024=（基准容量为100MV ·A ）
3、110kV 电压级与容量为3500MW 的电力系统连接，架空线6回,系统归算到本电厂1100kV 母线上的电抗标幺值s x 0.02=(基准容量为100MV ·A)
电气主接线形式：220kV 采用双母带旁路母线接线，110kV 采用双母带旁路母线接线。 电气设备的选择：
公共部分：变压器
分组部分：110kV 旁路断路器，隔离开关，电流互感器
第二章电气主接线图
2.1 对原始资料的分析
设计电厂为大、中型火电厂，其容量为2*50+2*300=700MW，占电力系统总容量700/(3500+700)*100%=16.7%，超过了电力系统的检修备用容量8%~15%和事故备用容量10%的限额，说明该厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要，且年利用小时数为6500h，远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数(如2006年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5221h)。该厂为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。
从负荷特点及电压等级可知，10.5kV电压上的地方负荷容量不大，共有6回电缆馈线，与50MW发电机的机端电压相等，采用直馈线为宜，300MW发电机的机端电压为15.75kV，拟采用单元接线形式，不设发电机出口断路器，有利于节省投资及简化配电装置布置；220kV 电压级回路出现回路数为6回，为保证检修出现断路器不致对该回路停电，拟采取双母线带旁路母线接线形式为宜；110kV与系统有6回馈线，呈强练习形式并送出本厂最大可能的电力为700-15-200-700*6%=443MW ，可见，该厂110kV级的接线对可靠性要求应当很高。
2.2 方案拟定的依据
电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。
对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
2.2.1 电气主接线设计的基本要求
1、可靠性
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接
最基本的要求。
电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电站来说是可靠的，而对另外一些发电厂和变电站则不一定能满足可靠性要求。所以，
在分析电气主接线可靠性时，要考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类型、设备制造水平及运行经验等诸多因素。
①发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用。
②负荷的性质和类型。
③设备的制造水平。
④长期运行实践经验。
2、灵活性
电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：操作的方便性、调度的方便性、扩建的方便性。
3、经济性
在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。经济性主要从一下几方面考虑：节约一次投资、占地面积少、电能消耗少。
2.2.2 电气主接线的设计程序
电气主接线设计在各阶段中随着要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计原则、方法和步骤基本相同。其设计步骤及内容如下。
1、对原始资料分析工程情况，包括发电机类型（凝气式火电厂、热电厂、或者堤坝式、引水式、混合式水电厂等），设计规定容量（近期、远景），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，包括电气系统近期及远景发展规划（5~10年），发电厂或变电站在电力系统的地位及作用等。
3、负荷情况，包括负荷的性质和地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。
4、包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质海拔高度及地震等因素。
2.3 主接线方案的拟定
根据对原始资料的分析，先将各电压级可能采用的较佳方案列出，进而以优化组合方式组成最佳可比方案。
1、10kV电压级
鉴于出现回路多，且发电机单机容量为50MW，远大于有关设计规程对选用单母线分段接线每段上不宜超过12MW的规定，应确定为双母线接线形式，2台50MW机组分别接在两段母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压220kV。由于两台50MW机组均介于10kV母线上，有较大的短路电流，为选择轻型电器，应在分段处加装母线电抗器，各条电缆馈线上装设出线电抗器，考虑到50MW机组为供热式机组，通常“以热定电”，机组年最大负荷小时数较低，同时由于10kV电压最大负荷20MW，远小于2*50Mw发电机装机容量，即使在发电机检修或升压变压器检修的情况下，也可保证该电压等级负荷要求，因而10kV电压级与220kV电压之间按弱联系考虑，只设1台主变压器。
2、220kV电压级
出线回路数大于4回，为使其出线断器检修时不停电，应采用单母线分段带旁路接线或双母线带旁路接线，以保证其供电的可靠性和灵活性。其尽显仅从10kV送来剩余容量2*50-(100*6%)+20=74MW，不能满足220kV最大负荷250MW的要求。为此，拟以1台300MW机组按发电机—变压器单元接线形式接至220kV母线上，其剩余容量或机组检修时不足容量由联络变压器与110kV接线相连，相互交换功率。
3、110kV电压级
110kV负荷容量大，其主接线是本厂向系统输送功率的主要接线方式，为保证可靠性，可能有多种接线形式，经定性分析筛选后，可选用的方案为双母线带旁路接线和一台半断路器接线，通过联络变压器与220kV连接，并通过一台三绕组变压器联系220kV及10kV电压，以提高可靠性，一台300MW机组与变压器组成单元接线，直接将功率送往500kV电力系统。
根据以上分析、筛选、组合，可保留两种可能接线方案；方案Ⅰ为500kV侧采用双母线带旁路母线接线，200kV侧采用单母线分段带旁路母线接线，示意图略；方案Ⅱ为220kV 侧采用双母线带旁路母线接线，110kV采用双母线带旁路母线接线。方案图如图2-1所示。
4、方案的经济比较
采用最小费用法对拟定的两方案进行经济比较，两方案中的相同部分不参与比较计算，只对相异部分进行计算。计算内容包括一次投资，年运行费。
若如图所示方案参与比较部分的设备这算到施工年限的总投资为6954.7万元，年运行费用为1016.29万元，火电厂使用年限按n=25年，电力行业预期投资回报率i=0.1，则方案的年费用为
'(1)[](1)1m I m m m i i AC I C i +=++-=6954.725
250.1(10.1)[](10.1)1
++-+1016.29=1781.3（万元） 同理，在计算出第方案的这算年总投资及年运行费用之后，可得到方案的年费用。 通常，经过经济比较计算，求得年费用AC 最小方案者，即为经济上的最优方案；然而，主接线最终方案的确定还必须从可靠性、灵活性等多方面综合评估，包括大型电厂、变电站对主接线可靠性若干指标的定量计算，最后确定最终方案。
2.4 主接线图 w3w4w5w6
w7w8厂备用
220kv 110kv 3回3回
15.75kv 300MW 50MW 50MW 300MW
15.75KV
图2-1火力发电厂主接线图
第三章 短路点的计算
3.1 短路计算的一般规则
为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内是因电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定。
（1）容量和接线。按工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般以工程建成后5~10年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式（如切换常用变压器时的并列）。
（2）短路种类。一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，则按最严重时的情况验算。
（3）计算短路点。在计算电路图中，同电位的各短路点的短路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的不同位置而不同。在校验电气设备和载流导体时，必须确定出电气设备和载流导体处于最严重情况的短路点，使通过的短路电流校验值为最大。例如： ①两侧均有电源的断路器，如发电厂与系统相联系的出线断路器和发电机、变压器回路的断路器，应比较断路器前后短路时通过断路器的电流值，择其大者威短路计算点。 ②母联断路器应考虑当采用母联断路器想备用母线充电时，备用母线故障，流过该备用母线的全部短路电流。
③带电抗器的出线回路由于干式电抗器工作可靠性高，且断路器与电抗器间的连线很短，故障几率小一般可选电抗器后为计算短路点，这样出线可选用轻型断路器，以节约投资。
3.2 短路电流的计算
根据分组部分要求，在选择旁路断路器时，考虑的最严重的情况，也就是旁母接地时的情况。对于图3-1主接线简化图1中的短路点K1、K2而言，K2点的短路电流值为k2I 0 ，因此，我们只需要考虑并计算K1点处的短路电流即可。
J0.024
j0.04667j0.00983
j0.0338
j0.0288s K1
K2
图3-1主接线简化图1 根据戴维宁定理可以做如下电路图的简化:
J0.024
J0.04607J0.00983
J0.0338
J0.02165
J0.0288
1图3-2主接线简化图2
J0.02568J0.0338
J0.0288
J0.02165
1
图3-3主接线简化图3
1
J0.0474J0.02165
图3-4主接线简化图4
J0.0149
1
图3-5主接线简化图5
根据图3-5主接线简化图5中的相关数据可做如下计算：
'
k11I 67.11kA 0.0149
== '
'
B k1k1B k1av n S 100I I I I 67.1135.22kA 3U 3100
?=?=?=?=?? 又因为K2点的短路电流值为k2I 0=，所以k1k 2I I >，，所以选择1k 作为短路点，
k1I 35.22kA =（即下文选择断路器以及隔离开关中的I 35.22kA ='
'）。
第四章 电气设备选择
4.1 电气设备选择的规则
尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验稳定和动稳定。
4.2 电气选择的技术条件
4.2.1 按正常工作条件选择电气设备
1、额定电压
电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。通常，规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1~1.5倍，而电网运行电压的波动范围，一般不超过电网额定电压的1.15倍。因此，在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压SN U 的条件选择，即
N SN U U ≥
2、额定电流
电气设备的额定电流N I 是指在额定环境温度0θ下，电气设备的长期允许电流。N I 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流max I ，即
N max I I ≥
由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，输出功率可保持不变，故其相应回路的max I 应为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行可能时，
max I 应按过负荷确定（1.3~2倍变压器额定电流）
；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的max I ；母线分段电抗器的应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母
线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%~80%；出现回路的
max
I除考虑正常
负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。
3、环境条件对设备选择的影响
当电气设备安装地点的环境（尤其注意小环境）条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。
通常非高原型的电气设备是哟很难过环境的海拔高度不超过1000m，当地区海拔超过制造厂家规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应的减少，使空气间隙喝外绝缘的放电特性下降。一般当海拔在1000~3500范围内，若海拔比厂家规定值每升高100m，则电气设备允许最高工作电压要下降1%。当最高工作电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备，或采用外绝缘高一电压等级的厂品。对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用。
电气设备的额定电流是指在基准环境温度下，能允许长期通过的最大工作电流。此时电气设备的长期发热温升不超过其允许温度。而在实际运行中，周围环境温度直接影响电气设备的发热温度，所以电气设备的额定电流必须经过温度修正。我国声场的电气设备一般使用
的额定环境温度
=40，如周围环境温度高于40℃但不大于60℃时，其允许电流一般可按每增高1，额定电流减少1.8%进行修正；当环境温度低于+40℃时，环境温度每降低1℃，额定电流可增加0.5%，但其最大电路不得超过额定电流的20%。
在工程设计时正确选择环境最高温度，对电气设备的运行的安全性和经济性至关重要。选择导体及电气设备的环境最高温度宜采用表4-1所列数据。
表4-1 选择导体和电气设备的环境最高温度
裸导体屋外安装最热月平均最高温度（最热月每日最高温度的月平均值；取多年平均值）屋内安装该处通风设计温度。当无资料时，取最热月平均最高温度加5℃
电气设备
屋外安装年最高温度（一年中所测量的最高温度的多年平均值）
屋内电抗器该处通风设计最高排风温度
屋内其他该处通风设计温度。当无资料时，取最热月平均最高温度加5℃此外，还应按电气设备的装置地点、使用条件、检修、运行和环境保护（电磁干扰、噪
声）等要求，对电气设备进行种类（屋内或屋外）和型式（防污、防爆、湿热等）的选择。
4.2.2 按短路状态校验
1、短路热稳定校验
短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定的条件为
2
t k I Q ≥
式中：k Q 为短路电流产生的热效应；t I 、t 分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间。
2、电动力稳定校验
电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为
es sh i i ≥或es sh I I ≥
式中：h s i 、h s I 分别为短路冲击电流幅值及其有效值；es i 、es I 分别为电气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。
同时，应按电气设备在特定的工程安装使用天剑，对电气设备的机械负荷能力进行校验，即电气设备的端子允许荷载应大于设备引线在短路时的最大电动力。
下列几种情况可不校验热稳定或动稳定。
（1）用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。
（2）采用有限流的熔断器保护的设备可不校验动稳定。
（3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不验算动、热稳定。
3、短路计算时间
（1）热稳定短路计算时间
k t 。该时间用于校验电气设备在短路状态下的热稳定，其值为继电保护动作时间pr t 和相应断路器的全开端时间br t 之和，即
k pr br t t t =+
继电保护动作时间pr t 按我国电气设计有关规定：验算电气设备时宜采用后备保护动作
时间；验算裸导体宜采用主保护动作时间，如主保护有死区时，则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间，并采用相应处的短路电流值；验算电缆时，对电动机等直馈线应取主保
护动作时间，其余值按后备保护动作时间。
断路器全开断时间br t 是指给断路器的分闸脉冲传送到断路器操动机构的跳闸线圈时
起，到各相触头分离后电弧完全熄灭为止的时间段。显然，br t 包括两部分，即
br in a t
t t =+ 式中：in t 为断路器固有分闸时间，它是由断路器接到分闸命令（分闸电路接通）起，
到灭弧触头刚分离的一段时间，此值可在相应手册中查出；a t 为断路器开断时电弧持续时
间，它是指由第一个灭弧触头分离瞬间起，到最后一极电弧熄灭为止的一段时间，少由断路器为0.04s~0.06s ，6SF 和压缩空气断路器约为0.02s~0.04s ，真空断路器约为0.015s 。
通常，用全开断时间br t 来衡量高压断路器分闸速度的快慢，分为高、中、低速三类。
在采用无延时保护时，短路计算时间k t 可取表4-2所示的数据。表中k t 已经计入了继保装
置启动及执行机构动作时间。若继电保护装置有延时整定时，则按表中数据加上相应的继电保护整定时间。
（2）短路开断计算时间'
k t 。断路器不仅在电路中作为操作开关，而且在短路时要作为
保护电器，能迅速可靠地切断短路电流。为此，断路器应能在动静触头刚分离时刻，可靠开断短路电流，该短路开断计算时间
'k t 应为主保护时间1pr t 和断路器固有分闸时间in t 之和，
即 '1k pr in t t t =+
对于无延时保护，1pr t 为保护启动和执行机构时间之和，传统的电磁式保护装置一般为
0.05~0.06s,微机保护装置一般为0.016~0.03s 。
表4-2 无延时保护时校验热稳定的短路计算时间 断路器开断速度
断路器全开断时间br t （s ） 短路计算时间k t （s ） 高速断路器
＜0.08 0.1 中速断路器
0.08~0.12 0.15 低速断路器
＞0.12
0.2
4.3 电气设备的选择
4.3.1 变压器选择
1、单元接线的主变压器容量的确定原则
单元接线时主变压器应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。
2、连接两种升高电压母线的联络变压器的确定原则
联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种运行方式下，网络间的有功功率和无功功率交换，一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求。
3、变压器台数的确定原则
发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和重要变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台；而对弱联系的中、小型发电厂和低压侧电压为6-10KV的变电所或与系统只是备用性质时，可只装一台主变压器；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器。
4、主变压器型式的确定原则
选择主变压器型式时，应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑，通常只考虑相数和绕组数以及绕组接线组别。在330KV及以下电力系统，一般都应选用三相变压器。对于大型三相变压器，当受到制造条件和运输条件的限制时，则宜选用两台小容量的三相变压器来取代一台大容量三相变压器，或者选用单相变压器。一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，对于最大机组容量为200MW 及以上的发电厂，通常采用双绕组变压器加联络变压器，当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样可以大大限制短路电流。
5、当300MW发电机相连并接在220kV母线的变压器
其容量应为300MW，变比为15.75/220，选择型号为3Fp7-3000/220的变压器。
S取100MV）。均归算至表幺值体系下（下同）
参数如下：（
B
22*750100()()0.08310001000300
k B T N P S R S === *%141000.04667100100300
k B T N U S X S === 0*2303000.6910001000100
N T B P S G S === 0*(%)0.63000.018100100100N T B I S B S =
== 因此变压器联结组号为Yn ，d11。
6、与300MW 发电机相连并接在110kV 母线的变压器
选择两个型号为SFP8-150000/110的变压器，两个变压器并列。
参数如下：
22*505100()()0.056110001000300
k B T N P S R S === *%131000.0433100100300
k B T N U S X S === 0*793000.23710001000100
N T B P S G S === 0*(%)0.73000.021*********N T B I S B S =
== 因此变压器的联结组号为Yn ，d11。
7、两母线之间变压器（220~110 kV 之间）
容量初选：（300*94%-2000.85）+（100*94%-150.8
）=121.956MW ，故选容量为120MW 的变压器。选择型号为SFP7-120000/220的变压器。
参数如下：
22*490100()()0.136110001000120
k B T N P S R S === *%141000.1167100100120
k B T N U S X S ===
0*1261200.151210001000100
N T B P S G S === 0*(%)0.81200.0096100100100N T B I S B S =
== 因此变压器的联结组号为Yn ，d11。
8、三绕组变压器的选择
容量选择：根据联络变压器容量一般不小于接在两种电压母线山的最大一台机组容量，联络变压器容量初选：300MW ，选择型号为QSFPS-300000/220的变压器。
参数如下：
k1-2U %=（）13.1，k1-3U %=11.6（），k2-3U %=（）18.8
[][]k1k1-2k1-3k2-311U =U +U U 11.618.813.1 2.9522
-=+-= [][]k2k1-2k2-3k1-311U =U +U U 13.118.811.610.1522
-=+-= [][]k3k1-3k2-3k1-211U =U +U U 11.618.813.18.6822
-=+-= k1B k1N U %S 2.95100X ===0.00983100S 100300
（） k2B k2N U %S 10.15100X ===0.0338100S 100300
（） k3B k3N U %S 8.65100X =
==0.0288100S 100300（） 9、所选变压器的相关参数如表4-3所示。
表4-3 所选变压器的相关参数 变压器型号
电阻T R 电抗T X 电导T G 电纳T B 3Fp7-3000/220型
0.083 0.04667 0.69 0.018 SFP8-150000/110型
0.0561 0.0433 0.237 0.021 SFP7-120000/220型 0.1361 0.1167 0.1512 0.0096
4.3.2 断路器的选择
1、断路器种类和型式的选择
按照断路器采用的灭弧介质可分为油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、6SF 断路器、真空断路器等。
2、额定电压和电流的选择
高压断路器的额定电压和电流选择需满足
N SN U U ≥，max N I I ≥
式中：N U 、SN U 分别为断路器和电网的额定电压（kV ）；N I 、max I 分别为断路器的额定电流和电网的最大负荷电流（A ）。
3、开断电流选择
高压断路器的额定开断电流Nbr I 是指在额定电压下能保证正常开断的最大短路电流，它是表征高压断路器开断能力的重要参数。高压断路器在低于额定电压下，开断电流可以提高，但由于灭弧装置接卸强度的限制，故开断电流仍有一极限值，该极限值成为极限开断电流，即高压断路器开断电流不能超过极限开断电流。
额定开断电流应包括看短路电流周期分量和非周期分量，而高压断路器的Nbr I 是以周期分量有效值表示，并计入了20%的非周期风量。
一般中小型发电厂和变电站采用中、慢速断路器，开断时间较长（0.1s ≥），短路电流非周期分量衰减较多，可不急非周期分量影响，采用起始次暂态电流"
I 校验，即 ''Nbr I I ≥
在中大型发电厂（125MW 及以上机组）和枢纽变电站使用快速保护和高速断路器，其开断时间小于0.1s ，当在电源附近短路时，短路电流的分周期分量可能超过周期分量的20%，
需要用短路开断时间'k t 对应的短路全电流'k I 进行校验，即
'
Nbr k I I >=
'k
a wt T '
2
"2k pt I I (2I e )=+
式中：pt I 为开断瞬间短路电流周期分量有效值，当开断时间小于0.1s 时，"pt I I (A)≈；
a T 为非周期分量衰减时间常数，a T x /r (rad)∑∑= ，其中的x ∑、r ∑分别为电源至短路点的等效总电抗和总电阻。
当非周期分量所占实际比值大于20%时，超过了断路器型式试验的条件，因此还应向制造部门要求补充试验数据。
4、短路关合电流的选择
在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过，更容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏；且断路器子关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时还要求能够切断短路电流，因此，额定关合电流时短路器的重要参数之一。为了保证断路器子关合短路时的安全，短路器的额定短路关合电流Ncl I 不应小于短路电流最大冲击值sh i ，即
Nc1sh I i ≥
5、短路热稳定和动稳定校验
校验式为
2t k I Q ≥，es sh i i ≥
6、发电机断路器的特殊要求
发电机断路器与一般的输配电高压短路器相比，由于在电网中处的特殊位置及开断保护的对象的特殊性，因而在许多方面有着特殊要求。对发电机断路器的要求可概括分为三个方面。
（1）额定值方面的要求。发电机断路器要求承载的额定电流特别高，而且开断的短路电流特别大，这都远超出相同电压等级的输配电断路器。
（2）开断性能方面的要求。发电机短路器应具有开断非对称短路电流的能力，其直流分量衰减时间按可达133ms ，还应具有关合额定短路电路的能力，该电流峰值为额定短路开断留有有效值的2.74倍，以及要具有开断失步电流等能力等。
（3）固有恢复电压方面的要求。因为发电机的瞬态恢复电压是由发电机和升压变压器参数决定的，而不是由系统决定的，所以其瞬态恢复电压上升率取决于发电机和变压器的容量等级，等级越高，瞬态恢复电压上升得越快。
由此可见，发电机断路器与相同电压等级的输配电断路器相比应满足许多高的要求，有的甚至是“苛刻”的要求。因此，对发电机断路器除了应满足现有的开关制造标准，还制
定了发电机断路器的通用技术标准。在选用发电机断路器时，特别是大型机组应对上述特殊要求给予充分重视，选用专用的发电机断路器；对小型机组可采用真空断路器；对于125MW 及以上的中大型机组为使厂房无油化，少油式断路器已不采用，主要采用6SF 断路器、压缩空气断路器。
7、旁路断路器的选择计算部分
由图3-1主接线简化图1可得知：
110kv G G300S =S -S -S +S (300200)(10018)300485MV/A =-+-+=300Lm i n G 50G 30Lm i n （）+(S +S )因此， 110kv
max N 1.05S 1.05485I ===2.556kA 3U 3115
????。 根据电工手册附录相关参数，可令主保护时间pr1t =0.08s ，后备保护时间pr2t =3.9s 。 对于100kV 的线路而言，其母线电压N U =110kV ，max I =2.556kA ，查阅电工手册，根据参数可选Lwj-110型户外6SF 断路器，其固有分闸时间in t 和燃弧时间a t 均为0.03s ，即in t 0.03s =、a t 0.03s =。
短路热稳定计算时间为k pr2in a t t t t 3.90.030.03 3.96s =++=++=
再由图3-1主接线简化图1可算出，各发电厂对短路点1k 的转移电抗为1k X 0.0149=。相应的计算电抗为nz1js11k B S 700X X 0.01490.1043S 100
===?=。 查电工手册附图Ⅲ-2的运算曲线可得，*I =2.56（3.96），*I =2.85（1.98）
归算至短路点处得电压级各等值电源的额定电流为：
nz1700I =
=11.02kA 3*100 则(3.96)(3.96)nz1I I I 28.21kA **=?=，(1.98)(1.98)nz1I =I I =2.8511.02=31.4kA *??
由于k t 1s >，不计非周期热效应，短路电流的热效应k Q 等于同周期分量热效应P Q ，即
2
k k "2
2222t 2t 2k k I +10I I (35.22)10(31.4)(28.2)Q =t 3.96=3925.45s 1212
?++?+?=??（kA ）
前言 电气主接线代表了发电厂和变压所高电压、大电流的电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性。对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。本火电厂电气主接线主要从可靠性、灵活性、经济性三方面综合考虑并设计。可靠性包括：发电厂和变电所在电力系统中的地位；负荷性质和类别；设备的制造水平；长期运行实际经验。灵活性包括：操作的方便性；调度的方便性；扩建的方便性。经济性包括：节省投资；降低损耗等。综合以上三方面的考虑展开火电厂电气主接线的设计，并对设计进行可行性分析，得出结论：本设计适合实际应用。
1对原始资料的分析 火力发电厂共有两台50MW的供热式机组，两台300MW的凝汽式机组。所以Pmax=700MW；机组年利用小时Tmax=6500h。 设计电厂容量:2*50+2*300=700MW； 占系统总容量700/（3500+700）*100%=16.7%； 超过系统检修备用容量8%-15%和事故备用容量10%的限额。 说明该厂在系统中的作用和地位至关重要。 由于年利用小时数为6500h>5000h,远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数。 该电厂在电力系统中将主要承担基荷，从而在设计电气主接线时务必侧重考虑可能性。 10.5KV电压级：地方负荷容量最大为25.35MW，共有10回电缆馈线，与50MW发电机端电压相等，宜采用直馈线。 220KV电压级：出线回路为5回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电，宜采用带旁路母线接线方式。 500KV电压级：与系统有4回馈线，最大可能输送的电力为700-15-200-700*6%=443MW。500KV电压级的界限可靠性要求相当高。
辽宁工程技术大学 发电厂电气部分课程设计 设计题目火力发电厂电气主接线设计 指导教师 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级 学号 姓名 日期
课程设计成绩评定表
原始资料 某火力发电厂原始资料如下：装机4台，分别为供热式机组2?50MW（U N= 10.5kV），凝汽式机组2?600MW（U N = 20kV），厂用电率6.5%，机组年利用小时Tmax = 6500h。 系统规划部门提供的电力负荷及与电力系统连接情况资料如下： (1) 10.5kV电压级最大负荷26.2MW，最小负荷21.2MW，cos? = 0.8，电缆馈线10回； (2) 220kV电压级最大负荷256.2MW，最小负荷206.2MW，cos? = 0.85，架空线5回； (3) 500kV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线上的电抗标么值x S* = 0.021（基准容量为100MVA），500kV架空线4回，备用线1回。
本设计是电厂主接线设计。该火电厂总装机容量为2 ? 50+2 ? 600=1300MW。厂用电率6.5%，机组年利用小时T max = 6500h。根据所给出的原始资料拟定两种电气主接线方案，然后对这两种方案进行可靠性、经济性和灵活性比较后，保留一种较合理的方案，最后通过定量的技术经济比较确定最终的电气主接线方案。在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的基础上，进行了电气设备和道题的选择校检设计。在对发电厂一次系统分析的基础上，对发电厂的配电装置布置做了初步简单的设计。此次设计的过程是一次将理论与实际相结合的初步过程，起到学以致用，巩固和加深对本专业的理解，建立了工程设计的基本观念，提升了自身设计能力。 关键字：电气主接线；火电厂；设备选型；配电装置布置
电气工程及其自动化专业 电力系统方向课程设计任务书和指导书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计 指导教师：江静 电气主接线及配电装置平面布置图课程设计任务书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置 平面布置图的设计 一、课程设计的目的要求 使学生巩固和应用所学知识，初步掌握部分工程设计基本方法及基本技能。二、题目： 110kV变电所电气主接线设计 三、已知资料 为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定新建1座降压变电气。原始资料：1变电所的建设规模 ⑴类型：降压变电气 ⑵最终容量和台数：2×31500kV A：年利用小时数：4000h。 2电力系统与本所连接情况 ⑴该变电所在电力系统中的地位和作用：一般性终端变电所； ⑵该变电所联入系统的电压等级为110kV，出线回路数2回，分别为18公里与电力 系统相连;25公里与装机容量为100MW的水电站相连。 ⑶电力系统出口短路容量：2800 MV A； 3、电力负荷水平 ⑴高压10 kV负荷24回出线，最大输送2MW，COSΦ＝0.8，各回出线的最小负荷 按最大负荷的70％计算，负荷同时率取0.8，COSΦ＝0.85，Tmax＝4200小时/年； ⑵24回中含预留2回备用； ⑶所用电率1％ 4、环境条件 该所位于某乡镇，有公路可达，海拔高度为86米，土壤电阻系数Р＝2.5×104Ω.cm，土壤地下0.8米处温度20℃；该地区年最高温度40℃，年最低温度－10℃，最热月7月份其最高气温月平均34.0℃，最冷月1月份，其最低气温月平均值为1℃； 年雷暴日数为58.2天。 四、设计内容
1、设计主接线方案 ⑴确定主变台数、容量和型式 ⑵接线方案的技术、经济比较，确定最佳方案 ⑶确定所用变台数及其备用方式。 2、计算短路电流 3、选择电气设备 4、绘制主接线图 5、绘制屋内配电装置图 6、绘制屋外配电装置平断面图 五、设计成果要求 1、设计说明书1份 编写任务及原始资料 ⑴编写任务及原始资料 ⑵确定主变压器台数、容量和型式 ⑶确定主接线方案（列表比较） ⑷计算短路电流（包括计算条件、计算过程、计算成果） ⑸选择高压电气设备（包括初选和校验，并列出设备清单）。 2、变电站电气主接线图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。接线按单线图绘制，仅在局部设备配置不对称处绘制三线图，零线绘成虚线。在主母线位置上注明配电装置的额定电压等级，在相应的方框图上标明设备的型号、规范。 3、屋内10kV配电装置图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。该图应能显示开关柜的排列顺序、各柜的接线方案编号、柜内的一次设备内容（数量的规格）及其连接，设备在柜内的大致部位，以及走廊的大致走向等。 4、屋外110kV配电装置平断面图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。该图应能显示各主要设备的布置位置及走廊的大致走向等。 5、编制设计说明书及计算书 六、日程安排 第一天：布置任务、介绍电气设备选择 第二天：电气主接线最佳方案的确定 第三天：短路电流计算 第四、五天：电气设备选择 第六天：绘制电气主接线图 第七天：绘制10kV配电装置订货图
摘要 电气主接线系统是关乎发电厂运行安全的重要一环，系统设计必须做到安全可靠、运行切换灵活、检修方便、减少投资及占地。本文对某30MW机组电气主接线和厂用分支系统进行了讨论，确定了电压等级，优选了设计方案，对主要设备、导体进行了初步选型。并作出了电气主接线系统和厂用电系统的原则性系统图。 关键词：电气主接线，厂用分支，设计方案
目录 第1章前言 (1) 1.1 电气主接线的设计、意义…………………………………………………………错误！未定义书签。 1.2 厂用电接线的设计、和意义 (1) 1.3 本文的主要工作 (2) 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) 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) 2.2.1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) 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) 3.1.3低压厂用电接线设计 (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) 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) 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) 参考文献 (10) 致谢 (11) 附录1电气主接线图 (12) 附录2厂用电接线图 (13)
前言 电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。 一、主接线的设计原则和要求 主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 Ⅰ. 电气主接线的设计原则 电气主接线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。 1.接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110-220KV 配电装置中，当出线为2 回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4 回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110-220KV 出线在4 回及以上时，一般采用双母接线。在大容量变电站中，为了限制6-10KV 出线上的短路电流，一般可采用下列措施：
第一章 电气主接线的设计 第1.1节 主接线设计方案的选择 根据给定的任务书，进行分析 1、10KV 出线回路数为12回。 2、110KV 出线回路数为7回。 3、I 、II 类负荷占百分数为60%以上。 4、电厂在系统中所占的重要比重为100/1000=10%。 5、电厂直配负，电厂的功率因数c o s 0.8φ=， 。 6、发电厂运行方式最大负荷时三台机组满发时为25250100M W ?+=，最小负荷时两台机组满发时为2524090M W ?+=，多余功率送回系统，功率缺额由系统供给。 7、12回近区负荷加限流电抗器。 8、两台25MW 机组由于给近区负荷供电应该采用有母线的接线形式，采用单母分段或者双母线的接线形式。 9、配电装置的每组接线上，应装设避雷器，单元连接的发电机出线应装一组避雷器直接接地，系统加装避雷器容量为25MW 以上的直配发电机，应在每台电机出线处装一组避雷器。 10、互感器的加装，凡装有断路器回路的应装设电流互感器，发电机和变压器的中性点，发电机和变压器的出口加电流互感器，6—220KV 电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器，出线侧的一相上应装设电压互感器。 电抗器的选择和确定： 故障时：电缆出线上的电抗器 m a x 182120.22g I K A ?= 正常时：单母分段上的电抗器 gmax 1262.8I A === 电抗器参数表
第1.2节方案设置 根据工程情况、电厂在电力系统中的地位和作用、负荷情况及其他因素的影响，对发电厂的主接线进行设计，然后选出两种比较好的方案如下所示。 方案一
方案二 技术比较由于10KV侧的两台发电机容量比较小采用单母分段和双母线均可满足可靠性 和灵活性要求. 经济比较 计算综合投资： ) )( 100 1 ( 万元Z Z α + + = Z---为主体设备的综合投资，包括变压器，开关设备，配电装备等设备的综合投资α--为不明显的附加费用比例系数，一般220KV取70，110KV取90
火力发电厂电气主接 线设计
原始数据 某火力发电厂原始资料如下：装机4台，分别为供热式机组2 ? 50MW（U N = 6.3kV），凝汽式机组2 ? 100MW（U N = 10.5kV），厂用电率6.2%，机组年利用小时 T max = 6500h。 系统规划部门提供の电力负荷及与电力系统连接情况资料如下： (1) 6.3kV电压级最大负荷30MW，最小负荷25MW，cos? = 0.8，电缆馈线10回； (2) 220kV电压级最大负荷260MW，最小负荷210MW，cos? = 0.85，架空线5回； (3) 500kV电压级与容量为3500MWの电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线上の电抗标么值x S* = 0.021（基准容量为100MVA），500kV架空线4回，备用线1回。
摘要 根据设计要求，本课程设计是对2*100MW+2*50MWの发电厂进行电气主接线进行设计。首先对给出の原始资料和数据进行分析和计算，对发电厂の工程情况和电力系统の情况进行了解。在设计过程中根据发电厂の各部分厂用电の要求，设计发电厂の各电压等级の电气主接线并选择各变压器の型号；进行参数计算，设计两个及以上の方案，进行方案の经济比较最后对厂用电の电气主接线の方案进行确定。 关键词：发电厂主接线变压器
目录 1 前言 (1) 2 原始资料分析 (1) 3 主接线方案の拟定 (2) 3.1 6.3kV电压级 (2) 3.2 220kV电压级 (2) 3.3 500kV电压级 (3) 3.4主接线方案图 (3) 4 变压器の选择 (4) 4.1 主变压器 (4) 4.2 联络变压器 (5) 5 方案の经济比较 (6) 5.1 一次投资计算 (6) 6 主接线最终方案の确定 (7) 7 结论 (8) 8 参考文献 (9)
摘要 发电厂是电力系统的重要组成部分，也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。 在本次设计中，主要针对了一次接线的设计。从主接线方案的确定到厂用电的设计以及电气设备的选择，都做了较为详尽的阐述。设计过程中，综合考虑了经济性、可靠性和可发展性等多方面因素，在确保可靠性的前提下，力争经济性。 关键词：凝汽式火电厂电气主接线
第一章发电厂电气主接线设计 1-1设计要求及原始资料分析 1、凝汽式发电机的规模 <1）装机容量装机5台容量3×25MW+2×50MW，U N =10.5KV <2）机组年利用小时 T MAX =6500h/a <3）厂用电率按8%考虑 <4）气象条件发电厂所在地最高温度38℃，年平均温度25℃。气象条件一般无特殊要求<台风、地震、海拔等） 2、电力负荷及电力系统连接情况 <1）10.5KV电压级电缆出线六回，输送距离最远8km，每回平均输送电量 4.2MW，10KV最大负荷25MW，最小负荷16.8MW，COSφ = 0.8，T max = 5200h/a。 <2）35KV电压级架空线六回，输送距离最远20km,每回平均输送容量为5.6MW。 35KV电压级最大负荷33.6MW，最小负荷为22.4MW。COSφ=0.8，T max =5200h/a。 <3）110KV电压级架空线4回与电力系统连接，接受该厂的剩余功率，电力系统 容量为3500MW，当取基准容量为100MVA时，系统归算到110KV母线上的电抗X *S = 0.083。 <4）发电机出口处主保护动作时间t pr1 = 0.1S，后备保护动作时间t pr2 = 4S。 原始资料分析 设计电厂总容量3×25+2×50=175MW，在200MW以下，单机容量在50MW以下，为小型凝汽式火电厂。当本厂投产后，将占系统总容量为175/<3500+175）×100%=4.1%＜15%，未超过电力系统的检修备用容量和事故备用容量，说明该电厂在未来供电系统中的地位和作用不是很重要，但T max =6500h/a>5000h/a，又为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该电厂主接线的设计务必着重考虑其可靠性。从负荷特点及电压等级可知，它具有10.5KV，35KV，110KV三级电压负荷。 10.5KV容量不大，为地方负荷。110KV与系统有4回馈线，呈强联系形式，并接受本厂剩余功率。最大可能接受本厂送出电力为175-16.8-22.4-175×8%=121.8MW，最小可能接受本厂送出电力为175-25-33.6-175×8%=102.4MW，可见，该厂110KV接线对可靠性要求很高。35KV架空线出线6回，为提高其供电的可靠性，采用单母线分段带旁路母线的接线形式。10.5KV电压级共有6回电缆出线其电压恰与发电机端电压相符，采用直馈线为宜。
单母线分段带旁路的接线出现误操作的几率很大，所以本设计不予采纳。 10KV 10KV采用带有母联断路器的双母线接线的分析：详见110KV变电所一次负荷设计 1.个人课程设计总结 桑瑾电气0804 0801120407 经过两个星期的努力，我们终于完成了本次变电所所电气主接线课程设计。回想这十多天的努力，虽然辛苦，却有很大的收获和一种成就感。 在这次课程设计中，在我们小组，我主要负责变压器选型以及短路电流计算，在电气主接线形式的确定中也发表了主要意见。 通过本次课程设计，我加深了对变电所电气主接线知识的理解，基本掌握了变电所电气主接线设计的步骤，所学的理论知识很好的运用到了实际工程中。在具体的设计过程中，涉及了很多知识，知识的掌握深度和系统程度都关系到整个设计的完整性和完善性，正是这样有趣而且具有挑战性的任务，激发了我的兴趣，我会尽可能的搜罗信息，设计尽量合理的电气主接线，而这个过程，也是我学习进步的过程。因此本次设计不但是我对所学的知识系统化，也锻炼了我查找资料、分析信息、选择判断的能力。 在之前的理论学习中，对变电所电气主接线设计的各种信息了解不够全面，对于《电力系统暂态分析》、《电力系统稳态分析》以及《发电厂电气部分》等专业可乘的知识不能联系起来，所学到的知识感觉都是分散的，不能融会贯通。而且以前所掌握的知识还不足以在整个课程设计中达到轻车熟路的程度。 通过此次课程设计，我熟悉和学习了变电所电气主接线设计和各种计算。其中包括：短路电流计算、电气设备选型、导体选择计算、防雷保护等。掌握了各种电气主接线使用条件、优缺点、接线形式。了解了各种电气设备的性能指标，校验方法，以及导线的选择。 在整个的程设计中，把遇到的疑问做了笔记，并通过各种资料去了解相关的知识。也希望带着这些疑问在学习中与其他同学讨论或请教来解决。除此之进行外变电所电气主接线设计通过边做边学习及向同学、老师请教，在规定时间内顺利完成了任务范围内的工作。 回顾整个课程设计的过程，自己还有以下一些方面需要进一步加强，同时也可以在以后的学习工作中不断勉励自己：虽说对整个设计过程中涉及的计算机基本的规范已有较为深刻的了解，但因为初次做变电所电气主接线设计，对部分设备性能、使用方面了解不足，在今后的学习中应通过多查阅各种相关资料来掌握；对于所学专业知识应多熟悉，将所学的知识联系起来。 本次课程设计大大增强了我们的团队合作精神，培养了我们自学的能力，
发电厂电气部分课程设计 设计题目火力发电厂电气主接线设计 指导教师 院（系、部） 专业班级 学号 姓名 日期
课程设计标准评分模板课程设计成绩评定表
发电厂电气部分 课程设计任务书 一、设计题目 火力发电厂电气主接线设计 二、设计任务 根据所提供的某火力发电厂原始资料（详见附1），完成以下设计任务： 1. 对原始资料的分析 2. 主接线方案的拟定 3. 方案的经济比较 4. 主接线最终方案的确定 三、设计计划 本课程设计时间为一周，具体安排如下： 第1天：查阅相关材料，熟悉设计任务 第2 ~ 3天：分析原始资料，拟定主接线方案 第4天：方案的经济比较 第5 ~ 6天：绘制主接线方案图，整理设计说明书 第7天：答辩 四、设计要求 1. 设计必须按照设计计划按时完成 2. 设计成果包括设计说明书（模板及格式要求详见附2和附3）一份、主接线方案图（A3）一张 3. 答辩时本人务必到场 指导教师： 教研室主任： 时间：2013年1月13日
设计原始数据及主要内容 一、原始数据 某火力发电厂原始资料如下：装机4台，分别为供热式机组2 ? 50MW（U N = 10.5kV），凝汽式机组2 ? 300MW（U N = 15.75kV），厂用电率6%，机组年利用小时T max = 6500h。 系统规划部门提供的电力负荷及与电力系统连接情况资料如下： (1) 10.5kV电压级最大负荷23.93MW，最小负荷18.93MW，cos?= 0.8，电缆馈线10回； (2) 220kV电压级最大负荷253.93MW，最小负荷203.93MW，cos?= 0.85，架空线5回； (3) 500kV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线上的电抗标么值x S* = 0.021（基准容量为100MV A），500kV架空线4回，备用线1回。 二、主要内容 1. 对原始资料的分析 2. 主接线方案的拟定 (1) 10kV电压级 (2) 220kV电压级 (3) 500kV电压级 3. 方案的经济比较 (1) 计算一次投资 (2) 计算年运行费 4. 主接线最终方案的确定
目录 第一章原始资料的分析 0 1.1电压等级 0 第二章电气主接线方案 0 2.1 电气主接线设计的基本原则 0 2.2 具体方案的拟定 (1) 第三章主要电气设备的选择 (3) 3.1 发电机 (3) 3.2 主变压器 (3) 3.4 断路器和隔离开关 (4) 3.5电压互感器 (7) 3.6电流互感器的选择 (8) 3.7 母线的导体 (9) 第四章方案优化 (10) 第五章短路电流计算 (11) 5.1 等效阻抗网络图 (11) 5.2阻抗标幺值计算 (11) 5.3 短路点短路电流计算 (13) Q的计算 (14) 5.4 短路电流热效应 K 第六章校验动、热稳定（设备） (16) 6.1断路器稳定校验 (16) 6.2 隔离开关稳定校验 (17) 6.3电流互感器稳定校验 (18) 6.4 母线导体稳定校验 (19) 第七章心得体会 (19) 参考资料 (20)
大型骨干电厂电气主接线 第一章原始资料的分析 1.1电压等级 根据原始资料的分析可知，需要设计的是一个大型骨干凝汽电厂，共有两个电压等级：220KV，500KV 发电机容量和台数为6× 300MW (QFSN-300-2） 因此主变压器的台数选为6台。 1.4 联络变压器 选择三绕组变压器，连接两个电压等级，剩余一端引接备用电源。 第二章电气主接线方案 2.1 电气主接线设计的基本原则 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家的经济建设方针、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，尽可能的节省投资，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。 电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，它要
目录 第一章原始资料的分析 (1) 1.1电压等级 (1) 第二章电气主接线方案 (1) 2.1 电气主接线设计的基本原则 (1) 2.2 具体方案的拟定 (2) 第三章主要电气设备的选择 (4) 3.1 发电机 (4) 3.2 主变压器 (4) 3.4 断路器和隔离开关 (5) 3.5电压互感器 (8) 3.6电流互感器的选择 (9) 3.7 母线的导体 (10) 第四章方案优化 (11) 第五章短路电流计算 (12) 5.1 等效阻抗网络图 (12) 5.2阻抗标幺值计算 (12) 5.3 短路点短路电流计算 (14) Q的计算 (15) 5.4 短路电流热效应 K 第六章校验动、热稳定（设备） (17) 6.1断路器稳定校验 (18) 6.2 隔离开关稳定校验 (18) 6.3电流互感器稳定校验 (19) 6.4 母线导体稳定校验 (20) 第七章心得体会 (20) 参考资料 (21)
大型骨干电厂电气主接线 第一章原始资料的分析 1.1电压等级 根据原始资料的分析可知，需要设计的是一个大型骨干凝汽电厂，共有两个电压等级：220KV，500KV 1.2 系统（电源）、负荷 电压等级进出线回数负荷(max) 负荷(min) 220kv 4 600MW 300MW 500kv 6 1.3 发电机、主变压器容量及台数 发电机容量和台数为6× 300MW (QFSN-300-2） 因此主变压器的台数选为6台。 1.4 联络变压器 选择三绕组变压器，连接两个电压等级，剩余一端引接备用电源。 第二章电气主接线方案 2.1 电气主接线设计的基本原则 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家的经济建设方针、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，尽可能的节省投资，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。 电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，它要
110KV变电站电气主接线设计 目录 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 (3) 1.2 主接线的设计原则 (3) 1.3主接线设计的基本要求 (3) 1.4高压配电装置的接线方式 (4) 1.5主接线的选择与设计 (8) 1.6主变压器型式的选择 (9) 2.短路电流计算 2.1 短路电流计算的概述 (11) 2.2短路计算的一般规定………………………………………………………………………… 11 2.3短路计算的方法……………………………………………………………………………… 12 2.4短路电流计算………………………………………………………………………………… 12 3.电气设备选择与校验 3.1电气设备选择的一般条件…………………………………………………………………… 15 3.2高压断路器的选型…………………………………………………………………………… 16 3.3高压隔离开关的选型………………………………………………………………………… 17 3.4互感器的选择………………………………………………………………………………… 17 3.5短路稳定校验………………………………………………………………………………… 18 3.6高压熔断器的选择…………………………………………………………………………… 18 4.屋外配电装置设计
4.1设计原则……………………………………………………………………………………… 19 4.2设计的基本要求……………………………………………………………………………… 20 4.3布置及安装设计的具体要求………………………………………………………………… 20 4.4配电装置选择………………………………………………………………………………… 21 5.变电站防雷与接地设计 5.1雷电过电压的形成与危害…………………………………………………………………… 22 5.2电气设备的防雷保护………………………………………………………………………… 22 5.3避雷针的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.4避雷器的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.5避雷针、避雷线保护围计算 (23) 5.6变电所接地装置……………………………………………………………………………… 24 6.无功补偿设计 6.1无功补偿的概念及重要性…………………………………………………………………… 24 6.2无功补偿的原则与基本要求………………………………………………………………… 24 7.变电所总体布置 7.1总体规划……………………………………………………………………………………… 26 7.2总平面布置…………………………………………………………………………………… 26 结束语 (27) 参考文献 (27) 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 近年来，我国的电力工业在持续迅速的发展，而电力工业是我国国民经济的一个重要组
电气主接线设计 1.1对原始资料的分析 设计电厂为中型凝汽式电厂，其容量为2×100+2×300=800MW,占电力系统总容量800/（3500+800）×100%=18.6%，超过了电力系统的检修备用8%～15%和事故备用容量10%的限额，说明该厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要，但是其年利用小时数为5000h，小于电力系统电机组的平均最大负荷利用小时数（2006年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5221h）。该厂为凝汽式电厂，在电力系统中将主要承担腰荷，从而不必着重考虑其可靠性。 从负荷特点及电压等级可知，10.5kV电压上的地方负荷容量不大，共有6回电缆馈线，与100MW 发电机的机端电压相等，采用直馈线为宜。300MW发电机的机端电压为20kV，拟采用单元接线形式，不设发电机出口断路器，有利于节省投资及简化配电装置布置；110kV电压级出线回路数为5回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电，拟采取双母线带旁路母线接线形式为宜；220kV与系统有4回路线，送出本厂最大可能的电力为800-200-25-800×8%=511MW，拟采用双母线分段接线形式。 1.2主接线方案的拟定 在对原始资料分析的基础上，结合对电气接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术，积极政策的前提下，力争使其技术先进，供电安全可靠、经济合理的主接线方案。 发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应保证其满发，满供，不积压发电能力。同时尽可能减少传输能量过程中的损失，以保证供电的连续性，因而根据对原始资料的分析，现将主接线方案拟订如下： （1）10.5kV电压级：鉴于出线回路多，且发电机单机容量为100MW，远大于有关设计规程对选用单母线分段接线每段上不宜超过12MW的规定，应确定为双母线接线形式，2台100MW机组分别接在母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压110kV。由于两台100MW机组均接于10.5kV母线上，有较大短路电流，为选择轻型电器，应在各条电缆馈线上装设出线电抗器。 （2）110kV电压级：出线回数大于4回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电，采取双母线带旁路母线接线形式，以保证其供电的可靠性和灵活性。 （3）220kV电压级：出线4回，考虑现在断路器免维护减小投资，采用双母线分段接线。通过两台三绕组变压器联系10.5kV及110kV电压，以提高可靠性。2台300MW机组与变压器组成单元接线，直 页脚内容2
变电站电气主接线课程设计毕业论文 目录 摘要 (6) 前言 (7) 第 0-1 节毕业设计目的意义 (7) 第 0-2 节原始资料分析 (7) 第一章变电所电气主接线设计 (9) 1-1电气主接线设计概述 (9) 1-2 电气主接线的初步方案选择设计 (9) 1-3 电气主接线的经济技术比较 (12) 1-5变电所主变和厂用变选择 (16) 1-6变电所用电设计 (17) 1-7 最优电气主接线图绘制 (18) 第二章短路电流计算 (19) 2-1 节短路电流计算概述 (19) 2-2 节短路电流计算过程 (21) 2-3节短路电流计算成果 (31) 第三章变电所导体和电器选择设计 (32) 3-1 节导体和电器选择设计概述 (32) 3-2节导体的选择和校验 (36) 3.3 主要电气设备的选择和校验 (40) 3-4并联补偿电容的选择 (53) 第四章屋外高压配电装置优化设计 (56) 4-1高压配电装置概述 (56) 4-2高压配电装置的优化设计 (58) 4-3高压配电装置平面布置图和断面图的绘制 (60) 第五章防雷保护规划设计 (61) 5-1变电所过电压及防护分析 (61) 5-2避雷器的配置规划与选择 (62) 5-3变电所避雷针配置规划及保护围计算 (63)
5-4变电所接地设计 (64) 第六章继电保护配置的规划设计 (65) 6-1仪表与继电保护的配置规划概述 (65) 6-2仪表配置规划设计 (65) 6-3继电保护配置规划设计 (66) 结论 (71) 总结与体会 (72) 谢辞 (73) 参考文献 (74)
摘要 本论文为110KV变电站电气主接线设计。根据设计任务书给定的条件来设计，其主要包括以下容：在对各种电气主接线比较后确定本厂的电气主接线，对主变压器、厂用变压器和导体和重要电气设备进行选择，然后绘制主接线图、设备平面布置图、断面图、防雷配置图和继电保护规划配置图。 关键词：主接线短路计算设备选择防雷保护继电保护
原始数据 某火力发电厂原始资料如下：装机4台，分别为供热式机组2 ? 50MW（U N = 6.3kV），凝汽式机组2 ? 100MW（U N = 10.5kV），厂用电率6.2%，机组年利用小时T max = 6500h。 系统规划部门提供の电力负荷及与电力系统连接情况资料如下： (1) 6.3kV电压级最大负荷30MW，最小负荷25MW，cos? = 0.8，电缆馈线10回； (2) 220kV电压级最大负荷260MW，最小负荷210MW，cos? = 0.85，架空线5回； (3) 500kV电压级与容量为3500MWの电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线上の电抗标么值x S* = 0.021（基准容量为100MVA），500kV架空线4回，备用线1回。
根据设计要求，本课程设计是对2*100MW+2*50MWの发电厂进行电气主接线进行设计。首先对给出の原始资料和数据进行分析和计算，对发电厂の工程情况和电力系统の情况进行了解。在设计过程中根据发电厂の各部分厂用电の要求，设计发电厂の各电压等级の电气主接线并选择各变压器の型号；进行参数计算，设计两个及以上の方案，进行方案の经济比较最后对厂用电の电气主接线の方案进行确定。 关键词：发电厂主接线变压器
1 前言 (1) 2 原始资料分析 (1) 3 主接线方案の拟定 (2) 3.1 6.3kV电压级 (2) 3.2 220kV电压级 (2) 3.3 500kV电压级 (2) 3.4主接线方案图 (2) 4 变压器の选择 (4) 4.1 主变压器 (4) 4.2 联络变压器 (5) 5 方案の经济比较 (6) 5.1 一次投资计算 (6) 6 主接线最终方案の确定 (7) 7 结论 (8) 8 参考文献 (9)
高速铁路牵引变电所电气主接线的设计 摘要：牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的，高压侧有几回进线、几台牵引变压器，有几回接触网馈电线。通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。 1.2 电气化铁路的国内外现状 变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天，变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造，对未来电力工业发展有着重要的作用。因此，产品技术要先进，产品质量要过硬，应达到30～40年后也能适用的水平；而且产品必须要国产化。现阶段我过主要是使用常规变电所。常规变电所即采用传统模式进行设计、建造和管理的变电所，一般为有人值班或驻所值班，有稳定的值班队伍。继电保护为电磁型，电器就地控制，不具备四遥、远方操作功能，需要一支训练有素的运行与检修队伍和一整套相应的管理机构、制度进行管理，以满足安全运行的要求。这种模式有许多不足之处。我国的近期目标是既要充分利用原有设备，又要能够适应微机远动自动化系统；既要实现无人值班，又要满足安全经济运行的要求。 国外的变电所研究已经远远超过我国，他们在变电站的运行管理模式上, 已经能做到无人值守。 1.3 牵引变电所 1.3.1 电力牵引的电流制 电力牵引按牵引网供电电流的种类可分为三种电流制，即直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。 (1) 直流制 即牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制。电力系统将三相交流电送到牵引变电所一次侧，经过牵引变电所降压并整流变成直流电，再通过牵引网供给电力机车使用。直流制发展最早，目前有些国家的电气化铁路仍在应用。我国仅工矿、城市电车和地下铁道采用。牵引网电压有1200V，1500V，3000V和600V，750V等，后两种分别用于城市电车、地下铁道。直流制存在
电气主接线设计 1、1对原始资料的分析 设计电厂为中型凝汽式电厂,其容量为2×100+2×300=800MW,占电力系统总容量800/(3500+800)×100%=18、6%,超过了电力系统的检修备用8%～15%与事故备用容量10%的限额,说明该厂在未来电力系统中的作用与地位至关重要,但就是其年利用小时数为5000h,小于电力系统电机组的平均最大负荷利用小时数(2006年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5221h)。该厂为凝汽式电厂,在电力系统中将主要承担腰荷,从而不必着重考虑其可靠性。 从负荷特点及电压等级可知,10、5kV电压上的地方负荷容量不大,共有6回电缆馈线,与100MW发电机的机端电压相等,采用直馈线为宜。300MW发电机的机端电压为20kV,拟采用单元接线形式,不设发电机出口断路器,有利于节省投资及简化配电装置布置;110kV电压级出线回路数为5回,为保证检修出线断路器不致对该回路停电,拟采取双母线带旁路母线接线形式为宜;220kV 与系统有4回路线,送出本厂最大可能的电力为800-200-25-800×8%=511MW,拟采用双母线分段接线形式。 1、2主接线方案的拟定 在对原始资料分析的基础上,结合对电气接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求,综合考虑。在满足技术,积极政策的前提下,力争使其技术先进,供电安全可靠、经济合理的主接线方案。发电、供电可靠性就是发电厂生产的首要问题,主接线的设计,首先应保证其满发,满供,不积压发电能力。同时尽可能减少传输能量过程中的损失,以保证供电的连续性,因而根据对原始资料的分析,现将主接线方案拟订如下: (1)10、5kV电压级:鉴于出线回路多,且发电机单机容量为100MW,远大于有关设计规程对选用单母线分段接线每段上不宜超过12MW的规定,应确定为双母线接线形式,2台100MW机组分别接在母线上,剩余功率通过主变压器送往高一级电压110kV。由于两台100MW机组均接于10、5kV母线上,有较大短路电流,为选择轻型电器,应在各条电缆馈线上装设出线电抗器。 (2)110kV电压级:出线回数大于4回,为保证检修出线断路器不
发电厂电气主接线课程设计
发电厂电气主接线课程设计 题目： 2*30 0MW 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)