发电厂电气部分课程设计.doc

发电厂电气部分 课 程 设 计 院系：昆仑学院 班级：10电气（1） 姓名： 学号：1234567890 指导老师：青海大学昆仑学院课程设计任务书学生姓名专业班级学号 设计题目 电气主接线方案比较设计主要内容变电所电气部分初步设计某变电所，两台主变，高压侧330kv，低压侧35kv。高压侧出线8回，低压侧出线10回。分别作高、低压侧方案比较（比较方案至少为3种，并列出推荐方案，结合推荐方案设计总原理图）。要求完成的主要任务: 本次课程设计将变电所电气部分初步设计与所学专业理论知识相结合，培养学生解决实际问题的能力，使所学的知识更加系统化、更具实际意义。按照设计规程规范，综合工程具体情况完成电气主接线的方案比较：1.对查找相关规程规范资料，所提供原始资料进行分析；2.对高压侧接线方案进行比较；3.对低压侧接线方案进行比较；4.汇总课程设计结果，完成设计论文及图纸。 指导老师签名： 学生签名： 年 月 日 教研室意见： 教研室主人签名： 年 月 日 目 录1、 课程设计任务 1.1 课程设计题目 1.2 课程设计要求2、 电气主接线 2.1 电气主接线及其基本要求 2.2 高压330kv侧主接线方案选择与比较 2.3 低压35kv侧主接线方案选择与比较3、 课程设计结果 3.1 高、低压侧主接线推荐方案 3.2 设计总原理图4、 课程设计总结 一 课程设计任务1.1 课程设计题目变电所电气部分初步设计 某变电所，两台主变，高压侧330kv，低压侧35kv。高压侧出线8回，低压侧出线10回。分别作高、低压侧方案比较（比较方案至少为3种，并列出推荐方案，结合推荐方案设计总原理图）。1.2 课程设计要求 本次课程设计将变电所电气部分初步设计与所学专业理论知识相结合，培养学生解决实际问题的能力，使所学的知识更加系统化、更具实际意义。按照设计规程规范，综合工程具体情况完成电气主接线的方案比较： 1.对查找相关规程规范资料，所提供的原始资料进行分析； 2.对高压侧接线方案进行比较； 3.对低压侧接线方案进行比较； 4.汇总课程设计结果，完成设计论文及图纸。 二 电气主接线2.1 电气主接线及其基本要求电气主接线 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接线图。主接线代表了发电厂或变电站高压、大电流的电气部分主体结构，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，同时对电气设备选择、配电装置布置、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。基本要求 电气主接线设计的基本要求，概括地说应该包括可靠性、灵活性和经济性三个方面。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线最基本的要求。停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更加严重，在经济发达地区，故障停电的经济损失是实时电价的数十倍，乃至上百倍，至于导致人员伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和社会影响更难以估量。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。 电气主接线的可靠性不是绝对的。同样的主接线对某些发电厂或变电站来说是可靠的，而对另一些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，要考虑以下诸多因素：（1）发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用；（2）负荷性质和类别；（3）设备制造水平；（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变换。灵活性包括以下几个方面：（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 在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性和经济性之间。通常设计应满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几个方面考虑：（1） 节省一次投资；（2） 占地面积少；（3） 电能损耗少。 2.2 高压330kv侧主接线方案比较 330kv变电站主接线摘要说明 随着电力技术高新化，复杂化的迅速发展，电力系统再以发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键环节，也同样在新技术领域得到了充分发展。变电站是电力系统中的重要组成部分，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站能否安全稳定运行直接影响着电力系统的安全稳定稳定运行。由于现代科学技术的发展，电网容量增大、电压等级的大幅度提高、综合自动化水平的需求，使变电站设计问题变得越来越复杂，这也对于本次设计提出了更高要求。 330kv变电站是电网建设和电网络改造中非常重要的技术环节，所以做好330kv变电站设计是我国电网建设的重要环节。330kv变电所的设计需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能确定保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，330kv变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，330kv变电站应从电力系统整体出发。力求电气主接线简化，配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。方案一：双母线接线，如图2-1所示 双母线接线有两组母线，并且可以互为备用，每一电源和出线的回路都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器（简称母联断路器）QFC来实现。图1所示为双母线接线，有两组母线后，与单母线相比，投资有所增加，但是运行的可靠性和灵活性大为提高。其有以下特点：（1） 供电可靠；（2） 调度灵活；（3） 扩建方便。 图2-1 双母线接线方案二：双母线带旁路母线接线，如图2-2所示 断路器经过长期运行和切断数次短路短路电流后都需要检修，为了能使采用单母线分段或双母线的配电装置检修断路器时，不致中断该回路供电，可增设旁路母线。双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器短路工作，使该回路不致停电。图2为双母线带旁路母线的接线，可以设专用旁路断路器，也可以用旁路断路器兼作母联断路器，或用母联断路器兼作旁路断路器。双母线分段接线也可以带旁路母线，但需设两台旁路断路器，分别接在工作母线的两个分段上，接线更为复杂，但极大地提高了可靠性。 图2-2 双母线带旁路母线接线方案三：一台半断路器接线，如图2-3所示 通常在330kv500kv配电装置中，当进出线为6回及以上，配电装置在系统中具有重要地位，则宜采用一台半断路器接线。如图3所示，每两个元件（出现、电源）用3台断路器构成一串接至两组母线，称为一台半断路器接线，又称3/2接线。一台半断路器接线运行的可靠性和灵活性很高，在检修母线或回路断路器时不必用隔离开关进行大量倒闸操作，并且调度和扩建也方便。所以在超高压电网中得到了广泛应用，在330kv500kv电压当进线为6回及以上，配电装置在系统中有重要地位时一般采用一台半断路器接线。在一台半断路器接线中，通常有两条原则：（1） 电源线宜与负荷线配对成串，即要求采用在同一个“断路器串” 上配置一条电源回路和一条出线回路，以避免在联络断路器发生故障时，使两条电源回路和两条负荷回路同时被切除。（2） 配电装置建设初期仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧母线， 进线应装设隔离开关。当一台半断路器接线达三串及以上时， 同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装设隔离开关。 图2-3 一台半断路器接线方案比较 对图1、图2、图3所示三种方案进行比较，如下表2-1 ： 方案项目 方案方案方案III 技 术供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建母联断路器可代替需检修的出线断路器工作倒闸操作复杂，容易误操作运行可靠性、灵活性好，便于事故处理、易扩建任一断路器、母线故障不影响供电，两母线故障，功率依然可以送出倒闸操作简单经济设备多、配电装置复杂投资和占地面大占地大、设备多、投资大母联断路器兼作旁路断路器节省投资减少断路器的使用，节省投资布置比较复杂，占地面积大 表2-1 高压330kv侧电气主接线方案比较 通过对表2-1中主接线方案的比较，显然，在技术和经济层面上，选择方案三（一台半断路器接线）更为合理。2.3 低压35kv侧主接线方案比较35kv变电站主接线摘要说明按照变电站设计技术规程的第23条规定：“35kv60kv配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线为2回以上时，一般采用单母线分段或单母线接线；出线回路数较多、连接的电源较多、负荷大或污秽环境中的35kv60kv室外配电装置，可采用双母线接线。针对此变电站，电压等级为35kV60kV，出线为48回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时，可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限（35kV60kV出线多为双回路，有可能停电检修断路器，且检修时间短，约为23天。）所以，35kV60kV采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。本变电站35kv侧可考虑以下3种方案，并进行经济和技术分析。方案一：单母线接线，如图2-4所示 单母线接线，其供电电源在发电厂是发电机或变压器，在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一电源获得电能。每一条回路中都装设有断路器和隔离开关，靠近线路侧的称为线路隔离开关。 单母线接线的优点是：接线简单，操作方便，设备少、经济性好，并且母线便于两端延伸，扩建方便。而缺点是：（1）可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止运行，造成全长（站）长期停电。（2）调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。 图2-4 单母线接线方案二：单母线分段带旁母接线，如图2-5所示 单母线分段带旁路母线接线是由一组分段的主母线和一组旁路母线组成的电气主接线。为了避免单母线分段接线中线路或主变压器回路的断路器检修时，引起线路或主变压器回路停电的缺点，设置了一组旁路母线，见下图。当线路或主变压器回路的断路器检修时，该回路可以通过旁路开关接至旁路母线，再通过旁路断路器接至主母线，使该回路继续正常运行。单母线分段带旁路母线接线极大地提高了可靠性，但这样的接线方式增加了一台旁路断路器的投资。 图2-5 单母线分段带旁母接线方案三：双母线接线，如图2-6所示双母线接线有两组母线，并且可以互为备用，每一电源和出线的回路都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器（简称母联断路器）QFC来实现。图1所示为双母线接线，有两组母线后，与单母线相比，投资有所增加，但是运行的可靠性和灵活性大为提高。其有以下特点：（1）供电可靠；（2）调度灵活；（3）扩建方便。 图2-6 双母线接线方案比较 对图4、图5、图6所示三种方案进行比较，如下表2-2： 方案 项目 方案方案方案III技术接线简单、操作方便、扩建方便可靠性差，调度不方便一般只适用于出线回路少，没有重要负荷的发电厂和变电站中简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济设备少、经济性好投资和占地面积小设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资设备多、配电装置复杂投资和占地面大 表2-2 低压35kv侧电气主接线方案比较通过对表2-2中主接线方案的比较，显然，在技术和经济层面上，选择方案二（单母线分段带旁母接线）更为合理。 三 课程设计结果3.1 高、低压侧主接线推荐方案高压330kv侧主接线推荐方案 由第二章2.2节 高压330kv侧主接线方案比较，可得出其主接线推荐方案一台半断器接线，如图2-3所示，其优势在于：（1）可靠性高: 任一断路器或母线出现故障都不影响供电，两母线故障，功率依然可以送出；（2）运行方式灵活：便于事故处理、调度方便、易于扩建；（3）操作检修方便：隔离开关只做检修时隔离电压，没有复杂的倒闸操作；检修任意母线和短路器时，进出线回路都不需要切换操作。 低压35kv侧主接线推荐方案 由第二章2.3节 低压35kv侧主接线方案比较，可得出其主接线推荐方案单母线分段带旁母接线，如图2-5所示，其优势在于：（1） 简单清晰、操作方便、易于发展；（2） 旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电；（3）设备少、占地面积小、投资小；（4）用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资。综上所述，结合高、低压侧所推荐的方案原理图，从而得出该变电站大致原理图。3.2 设计总原理图 四 课程设计总结 两周时间，弹指一挥间，短暂的两周课程设计，忙碌中却感到无比充实。平息下来，回忆这两周在图书馆和宿舍忙碌做课程设计的每一个不平凡的经历，点点滴滴，总让人深受鼓舞，后劲十足。在这近两周课程设计过程中，我们每个人都收获了很多东西，取得了各自的进步，每个人的付出与收获换来的是整体的提升和进步。不仅仅是对专业技能的单纯获取，也是对人格魅力的塑造和心理素质的培养。可以这么说，这两周是累的两周，忙的两周，快乐的两周，收获的两周，难忘的两周。 发电厂电气部分作为我专业本学期重点学习课程，在上周结束了理论课的学习后，很快迎来了另一个重要环节课程设计。对于这样的一次老师寄予厚望的课程设计，我相信大多数人都不敢懈怠，甚至把它当做是实习一样对待。其实，在应试教育下的我们，对于手工实践这一方面相对缺失，这样一场看似“晚来”的“实习”对我们来说着实万分期待，很向往，很渴望那种“自主创新”所带来的成就感；与此同时，初次尝试的那种畏惧感也应运而生。正因为是第一次，那种神秘和未知感总让人有些顾虑，担心课程设计做不好或做不到位，反而会适得其反。可就是在这中矛盾而复杂的心绪下，我们迎来了这次课程设计。从上周老师布置完课程设计题目变电站电气部分初步设计后，我先是庆幸于我们的课程设计难度似乎并不太大，而后却发现即便如此，由于平时课本知识的零散、系统知识的欠缺使得课程设计前期