第一章 原始资料

一、题目：2*300MW火力发电厂电气部分一次设计 二、毕业设计原始资料(或系统简介)：

1．本次设计中的电厂为2台300MW汽轮发电机组，一次设计完成。

2．有220KV和10KV两级电压与系统连接，220KV出线有4回，每回出线最大输送容量为125MW，10KV出线有10回，每回出线输送容量为10MW。本厂无35KV出线。

3．气象条件：年最高温度38，年最低温度-7。 三、毕业设计的任务

1．完成电气一次主接线形式比较、选择； 2．完成主变压器容量计算、台数和型号的选择； 3．进行必要的短路计算以完成电气设备的选择； 4．使用AUTO CAD绘制电气主接线图纸； 四、毕业设计主要技术指标、要求及内容

1．线路单位阻抗为0.4，发电机阻抗0.2。全网基准容量选取， 电压取平均额定电压。

2．发电机参数：型号QFSN-300-2(三相两级同步发电机，定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷)，。

3．10.5KV侧的输电线路的输送距离为10km，220KV侧的输电线路的输送距离是40km。

4. 发电机电压母线上的最大负荷为100MW，最小负荷为70MW。 5． 发电厂年负荷最大利用小时数。 6. 环境温度。

第二章 电气主接线的设计

2.1 电气主接线的设计

电气主接线是发电厂电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。 2.1.1 电气主接线的设计原则

对电气主接线设计的基本要求应满足可靠性、灵活性、经济性等要求。

1、可靠性：为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线可靠性的衡量标准是运行实践。要充分地做好调研工作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分做好调查研究工作显的尤为重要。

为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，作出切合实际的决定。

2、灵活性：电气主接线的设计，应当在满足运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及二次设备，并方便设备的安全措施，不影响电网正常运行和对其它用户的供电 。

3、经济性：采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。在投资初期回路数较少时，更有条件采用设备用量较少的简化接线。能缓装的设备，不提前采购装设；在设备型式和额定参数的选择上，要结合工程情况恰到好处，避免以大代小，以高代低；在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大小。

2.2 电气主接线的叙述

本次设计中主要采用了双母线接线的形式和双母线分段的接线形式，下面将介绍电气主接线的多种形式，但是主要介绍以上两种，并介绍其主接线图。

1) 、单元接线

其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。

本设计中机组容量为300MW，所以发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器，为了提高可靠性也可装设断路器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。

2)、单母分段

用断路器，把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路；有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是，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，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：

110kV～220kV配电装置的出线回路数为3～4回，35～63kV配电装置的出线回路数为4～8回，6～10kV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。

3) 、双母线接线

双母线中的母线两组母线可以同时运行，也可以互为备用，如图2.1。其特点如下： (1)检修任一母线时，可将该母线上的全部回路倒换到令一组母线上，不会中断对用户的供电。

(2)检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开这一回路和该隔离开关相连的母线，其他回路可切换到令一母线上，不影响其他回路的供电。

(3)任一母线故障时，可将所有连于改母线上的回路倒换到正常母线上，使装置迅速恢复供电。

(4)断路器检修时时可加临时跨条，将被检修的断路器旁路，用母联断路器代替被检修的断路器，减少停电时间。

(5)运行方式灵活。根据运行的需要，两组母线可并列运行也可分列运行；还可采用一组母线工作，令一组母线被用的运行方式。

缺点：

(1)检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。 (2)任一母线故障仍会短时停电。

(3)变更运行方式时，要用各回路母线侧的隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作。

(4)增加了大量的母线隔离开关和母线长度，双母线的配电装置结构较复杂，占

图2.1

地面积大，投资大。

适用范围：双母线接线广泛应用于对可靠性要求较高、出线回路数较多的6~10KV配电装置中。

由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，

而且操作较复杂，对运行人员要求高。

4)、双母线分段接线

当双母线接线配电装置的进出线回路数较多时，为增加可靠性和灵活性，缩小母线故障的影响范围，可将双母线中的一组用断路器分段，形成双母线三分段。

双母线可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数较少时，母线不分段，如图2.2：

结构特征：将一组母线用分段断路器QFd分为两段(W1和W2)，两个分段母线(W1和W2)与另一组母线(W3)之间都用母联断路器连接，也称为双母线三分段接线。

分段双母线，比双母线具有更高的可靠性，运行方式更为灵活。 (1)W1和W2作为工作母线，W3

作为备用母线，全部进出线均分在W1和W2两个分段上运行；

(2)也可以将两个母联断路器中的一个和分段断路器合上，全部进出线合理地分配在三段上运行，三段母线并列运行。此种运行方式降低了全厂(所)停电事故的可能性；可以减小母线故障的停电范围，母线故障时的停电范围只有13，此时没有停电部分还可以按双母线或单母线分段运行。

为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时(包括其保护装置和检修及调试)，不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。

5)、发电机-变压器单元接线

单元接线的特点是发电机和主变压器直接连成一个单元，再经断路器接至高压系统，发电机出口处除厂用分支外不再装设母线，发电机和主变压器容量配套，两者不可单独运行，发电机出口一般不装断路器(当发电机、主变压器故障时，通过断开主变压器高压侧断路器和发电机的励磁回路来切除故障电流)，只在变压器的高压侧装断路器，断路器与变压器之间不必装隔离开关。对于本设计，出口发电机采用封闭母线。

适用于发电机额定电压超过10kV(单机容量在125MW及以上)；虽然发电机额定电压不超过10kV，但发电厂无地区负荷；原接于发电机电压母线的发电机已能满足该电压级地区负荷的需要；原接于发电机电压母线的发电机总容量已经较大(6kV配电装置不超过120MW，10kV配电装置不超过240MW)。