6×300MW火力发电厂电气部分设计毕业设计.doc

兰州理工大学技术工程学院学院毕业设计任务书题目 6300MW火力发电厂电气部分设计 一、毕业设计的技术背景和设计依据： 1、电厂规模（1）装机容量：6300MW（2）机组年利用小时：Tmax=5600h（3）气象条件：年最高温度40度，平均温度25度，气象条件一般，无特殊要求（4）厂用电率：8%2、出线回数（1）220kV电压级：150km架空线出线8回，最大负荷500MW，最小负荷400MW，cos=0.85，Tmax=5200h，为、类负荷。（2）500kV电压级：200km架空出线4回，备用线1回，500kV电压级与电力系统连接，接受该发电厂剩余功率。系统归算到本电厂500kV母线上的标幺值电抗 =0.021（基准容量为100MVA）。二、毕业设计的任务1、熟悉题目要求，查阅相关科技文献2、主接线方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）3、短路电流计算4、主变压器继电保护方案配置5、主变压器继电保护的整定计算6、撰写设计说明书，绘制图纸7、指定内容的外文资料翻译三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标主要内容：1.确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的2-3个方案，经过技术经济比较，确定最优方案。2选择主变压器：选择变压器的容量、台数、型号等。3.短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总。4.主变压器继电保护方案配置与系统微机保护装置配置。5.微机保护的整定计算。6.综自系统后台机监控软件设计主要技术指标：1. 保证供电安全、可靠、经济；2.功率因数达到0.9及以上。四、毕业设计提交的成果1、 设计说明书（不少于80页，约3万字左右）2、 图纸1）电气主接线图一张（1#图纸）；2）主变压器微机保护展开图一张（1#图纸）；3、中、英文摘要（中文摘要约200字，35个关键词）4、论文简介（按10年春教务处要求）5、查阅文献不少于10篇五、毕业设计的主要参考文献和技术资料1、傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算M.中国电力出版社 20042、电力工业部，电力规划设计院.电力系统设计手册M.中国电力出版社3、西北电力设计院. 电力工程设计手册M. 中国电力出版社4、王锡凡. 电力工程基础M. 西安交通大学出版社 19986、吴希再. 电力工程 M. 华中科技大学出版社 20047、牟道槐. 发电厂变电站电气部分M. 重庆大学出版社 20038、陈生贵. 电力系统继电保护M. 重庆大学出版社20039、西北电力设计院. 电力工程电气设备手册M. 中国电力出版社10、陆安定.发电厂变电所及电力系统的无功功率M.中国电力出版社11、AKIRA ONUKI，Phase Transition DynamicsM.CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS 200512、G.Orelind , “Optimal PID gain schedule for hydrogenerators design and application” J IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol.4, No.3, Sept, 1989 13、六、毕业设计各阶段安排设 计 内 容周次日期完成情况导师签字熟悉设计题目及要求1查阅相关技术资料2查阅相关技术资料3电气主接线的初步设计，选择变压器4主接线多种方案技术经济比较，确定最终接线5画出等值网络图，选择短路点6计算短路电流，结果汇总7主要电气设备选择8主变继电保护整定计算和配置9主变继电保护整定计算和配置10绘图11写论文，准备答辩126*300MW火电厂电气部分设计指导老师：张 宏 亮代 良 柱07电气工程及其自动化专业 摘要由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通 过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。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。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本文是对配有6台300MW汽轮发电机的大型火电厂电气部分的初步设计，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/备用变压器容量计算、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; 并作了变压器继电保护。关键词： 发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备6*300MW Coal-fired power plants and the electric parts design Guiding teacher:Zhang HongLiang Dai LiangZhu 07 electrical engineering and automationAbstract：From the generation, transformation, transmission, distribution and consumption, and other sectors of energy production and consumption system. It is the function of the natural world through the energy generation power plants into electric energy, and then lose. substation systems and power distribution systems will be supplied to the load center. Electrical wiring is the main power plant, electrical substation designed first and foremost part of the power system is also constitute an important link. The use of power has infiltrated the social, economic, in all areas of life, and in the power structure of Chinas thermal power equipment capacity of the total installed capacity of 75%. This article is equipped with 6*300MW turbo-generator of large-scale thermal power plants a part of the preliminary design of the main completed the main electrical wiring design.Connection to determine the overall power system and power plants, substations themselves the reliability of the operation, flexibility and economy are closely related. And the electrical equipment selection, distribution equipment configuration, relay control and the elaboration of a larger impact.Keywords : Power Plant ；Transformer；Power System；Relay Protection； Electrical Equipment 目录1.绪论11.1电力系统概述11.2毕业设计的主要内容和基本思想11.2.1毕业设计的主要内容、功能、技术指标及成果21.2.2毕业设计的基本思想及设计工作步骤32.火电厂电气主接线的设计4 2.1电气主接线. 4 2.1.1电气主接线设计的重要性.4 2.1.2电气主接线设计的基本要求.52.1.3选择主接线的依据72.2电气主接线的选择82.2.1发电机变压器接线的基本形式83.火电厂发电机、变压器的选择183.1主变压器和发电机中性点接地方式18 3.1.1电力网中性点接地方式183.1.2发电机中性点接到方式193.2发电机的选型193.2.1简介193.2.2选型193.3变压器的选型203.3.1选择的依据203.3.2主变压器的选型244.火力发电厂短路电流计算254.1概述254.1.1短路的原因及后果264.1.2短路电流计算的目的和简化假设274.2 短路电流的计算274.2.1短路计算的基本假设和计算方法274.2.2 电抗图及电抗计算284.2.3短路点的选择、短路电流及冲击电流的计算315.电气设备的选择与校验435.1选择电气设备遵循的条件435.1.1按正常工作条件选择445.2 电气设备的选择475.2.1系统各个回路的最大工作电流475.2.2高压断路器的选择485.2.3高压隔离开关的选择515.2.4互感器的选择535.2.5导线及母线的选择及校验575.2.6避雷器的选择625.2.6 避雷针的配置645.2.7 接地设计645.2.8 接地设计的原则656 变压器的继电保护656.1 概述656.1.1电力系统继电保护的基本任务656.1.2电力变压器的继电保护666.2 变压器继电保护的整定计算686.2.1纵联差动保护的整定计算686.2.2过电流保护的整定计算716.3 主变压器微机保护装置的选型727.致谢.768.参考文献779.附录7810.英语翻译.79 10.1.79 10.2.931.绪论1.1电力系统概述 电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约 了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、 控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。 电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。到2003年底，我国发电机装机容量达38450万千瓦，发电量达19080亿度，居世界第2位。工业用电量已占全部用电量的5070%，是电力系统的最大电能用户，供配电系统的任务就是企业所需电能的供应和分配。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。我国的电力系统从50年代开始迅速发展。到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。输电线路以220 千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开 始。此外，1989年，台湾省建立了装机容量为1659万千瓦的电力系统。1.2毕业设计的主要内容和基本思想1.2.1毕业设计的主要内容、功能、技术指标及成果 1.电厂规模1）.装机容量：6300MW2）.机组年利用小时：Tmax=5600h3）.气象条件：年最高温度40度，平均温度25度，气象条件一般，无特殊要求4）.厂用电率：8% 2、出线回数1）.220kV电压级：150km架空线出线8回，最大负荷500MW，最小负荷400MW，cos=0.85，Tmax=5200h，为、类负荷。2）.500kV电压级：200km架空出线4回，备用线1回，500kV电压级与电力系统连接，接受该发电厂剩余功率。系统归算到本电厂500kV母线上的标幺值电抗 =0.021（基准容量为100MVA）。 3.主要内容：1）.确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的2-3个方案，经过技术经济比较，确定最优方案。2）选择主变压器：选择变压器的容量、台数、型号等。3）.短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总。4）.主变压器继电保护方案配置与系统微机保护装置配置。5）.微机保护的整定计算。6）.综自系统后台机监控软件设计 4.主要技术指标：1）. 保证供电安全、可靠、经济；2）.功率因数达到0.9及以上。 5.毕业设计提交的成果1）. 设计说明书（不少于80页，约3万字左右）2）.图纸a.电气主接线图一张（1#图纸）；b.微机保护系统配置图一张（1#图纸）；3）.中、英文摘要（中文摘要约200字，35个关键词）4）.论文简介（按10年春教务处要求）5）.查阅文献不少于10篇1.2.2毕业设计的基本思想及设计工作步骤 1.主接线的设计 发电厂的主接线是保证电网的安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。电气主接线的设计原则是：应根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。 2.主变压器的选择 发电厂200MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL50002000火力发电厂设计技术规程的规定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过650C的条件进行选择”。 3.短路电流的计算 短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。短路电流计算是发电厂和变电所电气设计的主要计算项目，它涉及接线方式及设备选择。工程要求系统调度或系统设计部门提供接入本电厂和变电所的各级电压的的综合阻抗值，由电气专业负责计算。 进行短路计算的目的是为了限制短路的危害和缩小故障的影响范围。三相短路是危害最严重的短路形式，因此，三相短路电流是选择和校验电器和导体的基本依据。 4.电气设备的选择 选择并校验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等，选用设备的型号正确的选择电气设备的目的是为了事导体和电器无论在正常情况或故障情况下，均能安全、及经济合理的运行、在进行设备选择时，应根据工程实际情况、在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采取新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。 5.主变压器继电保护的设计 继电保护是保证系统安全和设备可靠运行的关键装置之一。当电力系统和设备发生故障时，继电保护应准确、可靠快速的切出故障，保证系统和设备的安全发供电，并能保证其他设备的正常继续运行。为防止变压器发生各类故障和不正常运行造成的不应有的损失以及保证电力系统安全连续运行，变压器应设置相应的保护。2.火电厂电气主接线的设计 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。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。 发电厂的电气主接线是保证电力网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础2.1电气主接线2.1.1电气主接线设计的重要性 首先，电气主接线图示电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，因此电气运行人员必须熟悉本厂电气主接线图，了解电路中各种电器设备的用途、性能及维护、 运行的步骤。其次，电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。电气主接线直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定。是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。再次，由于电能生产的特点是：发电、变电、书电荷用电视在同一时刻完成的，所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人民生活。 电气主接线的拟定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，力争使其技术先进，经济合理，安全可靠。2.1.2电气主接线设计的基本要求 电气主接线的设计原则是：根据变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。 1.可靠性供电可靠性是电力系统和分配的首要任务，主接线首先应满足这个要求。1）.研究主接线可靠性应注意的问题：a.应重视国内外系统内长期运行的实践经验及其对可靠性的定性分析，主接线可靠性的衡量标准是运行实践，至于可靠性的定量分析，由于我国起步较迟，基础数据积累较短及计算方法尚不完善，因此目前计算数值还不够准确，设计时可作为参考量；b.主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中的可靠性的综合；c.主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线；d.要考虑所设计的发电厂、变电所与电力系统连接的紧密程度以及在电力系统中的地位和作用。2）.主接线可靠性的具体要求：a.断路器检修时，不宜影响对系统的供电；b.断路器和母线发生故障以及母线计划检修时，应尽量减少进出线停运的回路数和停运的时间，并要保证对一级负荷及全部和大部分二级负荷的供电；c.尽量避免发电厂、变电所全部停运的可靠性。大型发电厂和超高压变电所在系统中的地位非常重要，因其供电容量大、范围广，发生事故可能使系统稳定发生破坏、甚至电网瓦解，造成巨大损失。为此，对大型发电厂、超高压变电所的电气主接线提出了可靠性的特殊要求。对于单机容量为300MW及以上的发电厂：a.任何断路器检修，不影响对系统的连续供电；b.任何一回进出线断路器故障或拒动以及母线故障，不应切除一台以上机组和相应的线路；c.任何一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相迭加，以及当母线分段或母线联络断路器故障或拒动时，不应切除两台以上的机组和相应的线路；d.对于单机容量为300MW的电厂，经过论证，在保证系统稳定和发电厂不致全停的条件下，允许切除两台以上机组。对于330550KV变电所：a.任何断路器检修，不应影响对系统的连续供电；b.除母联及分段断路器外，任何一台断路器检修期间，同时发生另一台断路器故障或拒动以及母线故障，不宜切除三个以上回路。 2.灵活性主接线应满足在调度运行、检修及扩建时的灵活性。1）.调度运行中应可以灵活地投入和切除发电机、变电所和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故、检修以及特殊运行方式下的系统调度运行要求。2）.检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。3）.扩建时，可以适应从初期接线过渡到最终接线。在影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。 3.经济性主接线在满足可靠性、灵活性等要求的前提下应做到经济合理。1）.投资省。a.主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；b.要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆；c.要能限制短路电流，以便于选得廉价的电气设备或轻型电器；d.如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV及以上终端或分支变电所主接线应尽量简单。2）.占地面积小。主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。3）.电能损失少。经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的枢纽操作点。为简化主接线，发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。2.1.3选择主接线的依据 在选择电气主接线时，应以下列各点作为设计依据： 1.发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用1）.电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。大型主力火电长靠近煤矿或沿海、沿江地区，并接入330500KV超高压电网；地区电厂靠近负荷中心的城镇，一般接入110220KV电网，也有接入更高一级电压电网的；企业自备电厂则以对本企业供电热为主，并与地区电网相连；中小型电厂常用发电机电压馈线向附近供电。2）.电力系统中变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。一般系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和以高电压供电，电压为330500KV；地区重要变电所电压为220330KV；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为110KV，但也有220KV的。 2.发电厂、变电所的分期和最终建设规模1）.发电厂的机组容量，应根据电力系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因素进行选择，最大机组的容量选择一般以占系统总容量的8%10%为宜。一个厂房内的机组，其台数以不超过6台、容量等级以不超过两种为宜。2）.变电所的建设规模应根据510年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台主变压器；当技术经济比较合理时，330500KV枢纽变电所也可装设34台主变压器；终端或分支变电所如只有一个电源时，可只装设一台变压器。 3.供电负荷的数量和性质1）.对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。2）.对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。3）.对于三级负荷一般只需要一个电源供电。 4.系统备用容量大小1）.电力系统中需要设置有一定数量的备用容量，一般不宜小于发电负荷的20%25%，以适应负荷的突然增长、机组设备的检修和事故停运等各种情况。2）.装有2台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断开，其余主变压器的容量应仍能保证该所70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应仍能保持向用户的一级和二级负荷供电。 系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化，例如：检修母线或断路器时，是否允许线路、变压器或发电机停运；故障时允许切除部分线路、变压器和机组的数量等。设计主接线时，应充分考虑这些因素。2.2电气主接线的选择2.2.1发电机变压器接线的基本形式 大型电厂一般指总容量为1000MW及以上、单机容量为200MW及以上。其接线的特点是：1）. 采用简单可靠的单元接线方式。有发电机变压器单元接线、扩大单元接线和发电机变压器线路单元接线等，直接接入高压和高压配电装置。2）. 大型发电厂的所有发电机变压器单元有部分接入超高压配电装置、部分接入220KV配电装置；也有全部接入超高压配电装置的。3）. 接入220KV配电装置的单机容量最大一般不超过300MW。 1.发电厂变压器单元接线200MW及以上大机组一般都采用与双绕组变压器组成单元接线而不与三绕组变压器组成单元接线，当发电厂具有两种升高的电压等级时，则装设联络变压器。其原因是：1）.采用三绕组变压器时，发电机出口要求装设断路器，但由于甚大的额定电流和短路电流，使得出口断路器制造很困难，造价甚高。2）.大机组要求避免在出口发生短路，除采用安全可靠的分相封闭母线外，主回路力求简单，尽量不装断路器和隔离开关。而采用双绕组变压器时，就可不装出口断路器和隔离开关，3）.三绕组变压器的中压侧（110KV及以上），往往只能制造死抽头，这对高、中压侧调压及负荷分配不利。不如采用双绕组变压器加联络变压器灵活方便，并可利用联络变压器的第三绕组作厂用起动或备用电源以节省投资。4）.布置在主厂房前的主变压器、厂用高压变压器和备用变压器的数量较多，若主变压器为三绕组时，增加中压侧引线的结构，并且主变压器可能为单相，将造成布置的复杂和困难。 2.发电机变压器扩大单元接线当发电机的容量与升高电压等级所能传输相比，发电机容量较小而不配合时，可采可用两台发电机接一台变压器的扩大单元接线，以减少主变压器、高压断路器和高压配电装置间隔。当采用扩大单元接线时，发电机出口应装设断路器和隔离开关。 3.发电机变压器线路单元接线大型电厂采用发电机变压器线路单元接线，厂内不设高压配电装置，机电能直接输送到附近枢纽变电所。国外采用本接线的电厂以西德、法国和日本较多，而我国、美国、俄罗斯、加拿大等则较少采用。在下列情况宜采用本接线：1）.某些地区矿源丰富，同地区有几个大型电厂，工业发达和集中，则汇总起来建设一个公用的枢纽变电所较为经济。2）.有的电厂地位狭窄，厂内不设高压配电装置，不仅解决了电厂占地面积庞大的困难，而且也为电厂总平面布置创造有利条件，汽机房前可布置冷却塔或紧靠河流，从而缩短循环冷却水管道。3）.有的电厂距现有枢纽变电所较近，直接从那里引出线路较为方便，因而在电厂内不设高压配电装置。大型电厂内不设高压配电装置，必须在电力系统设计中作好规划。在建厂时，相应地规划好建设汇总变电所或接入附近的枢纽变电所。 4.一厂两站接线个别大型电厂建设互不联系的同一电压或两种电压的两个配电装置，使在同一场地上有多台机组的一座大容量区域发电厂，在电气上分为两座发电厂。这对系统来说，相当于两座独立的发电厂，它们之间的电气距离等于由发电厂的两个升压站到并列运行的枢纽变电所的线路长度之和，这样可限制发电厂内高压配电装置过大的短路电流。2.2.2主接线的基本形式 高压配电装置的接线分为：有汇流母线的接线：单母线、单母分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关等。无汇流母线的接线：变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线等。高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出现回路数。按电压等级的高低和出现回路数的多少，有一个大致的适用范围。 1.双母线接线双母线接线是根据单母线接线的缺点提出来的，如图2-3所示。双母线接线，其中一组为工作母线，以组为备用母线，并 联运行，在进行道砟操作时应注意，隔离开关的操作原则是：在等电位下操作或先通后断。它可以有两种运行方式，一种是固定连接分段运行方式。即一些电源与出线固定连接在一组母线上， ，相当于单母线分段运行。另一种工作方式相当于单母线运行方式。很显然双母线分段的可靠性高于前两种接线方式，只是母线保护较复杂。然而它比单母线分段接线的投资更大。优点：1）.供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而 至于使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2）.调度灵活。各个电源和各回路负荷可任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3）.扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母分段那样导致出线交叉跨越。4）.便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：1）.增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关。2）.当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：当母线回路数和母线上电源较多，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：1）.610KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；2）.3563KV配电装置的出线回数超过8回火连接电源较多、负荷较大时；3）. 110220KV配电装置的出线回数为5回以上时，或110220KV配电装置，在系统中居重要地位，出线回数在4回以上时。 2.变压器线路单元接线优点：接线最简单、设备最少，不需要高压配电装置。缺点：线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时；线路停运。适用范围：1）.只有一台变压器和一回线路时；2）.当发电厂内设高压配电装置，直接将电能送至系统枢纽变电所时。 3.35角形接线多角形接线的各断路器互相连接而成闭合的环形是单环形接线。为减少因断路器检修而开环运行的时间，保证角形接线运行可靠性，以采用35角形为宜，并且变压器与出线回路宜对角对称为宜。优点：1）.投资省，平均每回路只需装设一台断路器。2）.没有汇流母线，在接线的任一段上发生故障，只需切除这一段及与其相连接的元件，对系统运行的影响较小。3）.接线成闭合环形，在闭环运行时，可靠性灵活性较高。4）.每回路由两台断路器供电，任一台断路器检修，不需中断供电，也不需旁路设施。隔离开关只作为检修时隔离之用，以减少误操作可能性。5）.占地面积小。多角形接线占地面积约是普通中型双母线带旁路母线的40%，对地形狭窄地区和地下洞内布置较合适。缺点：1）.任一点断路器检修，都成开环运行，从而降低了接线的可靠性。因此，断路器数量不能多，即进线回路数要受到限制。2）.每一进线回路都接着两台断路器又连着两个回路，从而使继电保护和控制回路较单、双母线接线复杂。3）.对调峰电站，为提高运行可靠性，避免经常开环运行，一般开、停机需由发电机出口断路器承担，由此需增设发电机出口断路器，并增加了变压器空载损。适用范围：适用于最终进出线为35回的110KV及以上配电装置。不宜用于有再扩建可能的发电厂、变电所中。 330KV500KV超高压配电装置的基本接线及实用范围： 我国330KV500KV超高压配电装置采用的接线有：双母线三分段（或四分段）带旁路母线（或带旁路隔离开关）接线，一台半断路器接线，变压器母线接线和35角形接线。 1.双母线三分段（或四分段）带旁路母线（或带旁路隔离开关）接线330500KV超高压配电装置接线的可靠性要求高，为限制故障范围，当出线为6回及以上时，一般采用双母线三分段（或四分段）带旁路母线（或带旁路隔离开关）接线。1）.故障停电范围当一段母线故障或连接在母线上的进出线断路器故障时，停电范围不超过整个母线的三分之一（三分段时）或四分之一（四分段时）；当一段母线故障合并分段或母线断路器拒动时，停电范围不超过整个母线的三分之二或二分之一。表21为双母线四分段带旁路母线接线的故障停电范围。表21 双母线四分段带旁路母线接线（8回进出线）故障停电范围运行情况故障类别停电回路数停电百分比（%）无设备检修出线断路器（或母线）故障225母联或分段断路器故障450有一台断路器检修出线断路器（或母线）故障1-312.5-37.5母联或分段断路器故障3-537.5-62.5有一段母线检修出线断路器（或母线）故障2-425-50母联或分段断路器故障4-650-75采用双母线散三或四分段接线时，要注意解决分段后母线保护的复杂性问题。2）.分段原则500KV双母线带旁路母线接线按下列原则分段（330KV等级也可参照此原则）：a.为保证供电可靠性，每段母线接23个回路。b.当最终进出线回路数为67回时，宜采用双母线三分段带旁路母线接线，并装设两台母联兼旁路断路器；当回路数为8回及以上时，宜采用双母线四分段带旁路母线接线，除装设两台母联兼旁路断路器外，还应预留装设一台旁路断路器的位置。c.电源与负荷宜均匀分配在各段母线上。3）.过度接线最终采用双母线分段带旁路母线接线时，可采用以下的过渡接线：a.线回路数为2回时，采用单母线带旁路母线作为过渡接线（变压器回路不设断路器），并设专用旁路断路器一台，以免出线断路器检修时，影响对系统的供电。b.当进出线为3回时，采用双母线带旁路母线作过渡接线，设母联兼旁路断路器一台。c.当进出线为45回时，采用双母线带旁路母线作过渡接线，设母线和专用旁路断路器各一台。以免断路器检修破坏双母线固定连接的运行方式，减少断路器检修时的倒闸操作。还能将母线断路器与旁路断路器串联运行，提高供电可靠性。d.采用简易的旁路隔离开关代替旁路母线。当出线回路数较少时，330KV配电装置有采用简易的带旁路隔离开关代替旁路母线的接线。 2.一台半断路器接线一台半断路器接线是一种没有多回路集结点，一个回路由两台断路器供电的双重连接的多环形接线，是现代国内外大型电厂和变电所超高压配电装置广泛应用的一种接线。1）.一台半断路器接线的特点a.有高度可靠性。每一回路由两台断路器供电，发生母线故障时，只跳开与此母线相连的所有断路器，任何回路不停电。在事故与检修相重合情况下的停电回路不会多于两回（见表22）。表22一台半断路器接线（8回进出线）故障停电范围运行情况故障类别停电回路数停电百分比（%）无设备检修母线侧断路器故障112.5母线故障00中间断路器故障225有一台断路器检修母线侧断路器故障1-212.5-25母线故障0-10-12.5中间断路器故障225一组母线检修母线侧断路器故障225母线故障00中间断路器故障225b.运行调度灵活。正常时两组母线和全部断路器都投入工作，从而形成多环形供电，运行调度灵活。c.操作检修方便。隔离开关仅作检修时用，避免了将隔离开关作操作时的倒闸操作。检修断路器时，不需带旁路的倒闸操作。检修母线时，回路不需要切换。选用一台版断路器接线时，要注意：a.由于一个回路连接着两台断路器，一台中间断路器连接着两个回路，使继电保护及二次回路复杂。要注意解决保护接于和电流问题；重合闸问题；失灵保护问题；二次安装单位划分问题等。b.接线至少应有三个串（每串为三台断路器，接两个回路），才能形成多环形，当只有两个串时，属于单环形，类同角形接线。2）.成串配置原则为提高一台半断路器的可靠性，防止同名回路（双回路出线或主变压器）同时停电的缺点，可按下述原则成串配置：a.同名回路应布置在不同串上，以免当一串的中间断路器故障（或一串中母线侧断路器检修）、同时串中另一侧回路故障时，使该串中两个同名回路同时断开。b.如有一串配两条线路时，应将电源线路和负荷线路配成一串。c.对特别重要的同名回路，可考虑分别交替接入不同侧母线即“交替布置”。这种布置可避免当串中的中间断路器检修时，合并同名回路串的母线断路器故障，而将配置在同侧母线的同名回路同时断开。由于这种同名回路同时停电的几率甚小，而且一个串常需占据两个间隔，增加了架构和引线的复杂性，扩大了占地面积。因此，日本、美国等一般不考虑交替布置，在我国也仅限于特别重要的同名回路，如发电厂初期仅为两个串时，才采用这种交替布置；变电所只有两台主变压器时，也宜采用。3）.过渡接线最终为一台半断路接线的过渡接线，应根据设备质量、间隔配置位置和扩建情况，可采用断路器数量少的接线。按进出线回路数，控制断路器数量如下：a.2回进出线，考虑2台断路器；b.3回进出线，考虑35台断路器；c.4回进出线，考虑46台断路器；d.5回进出线，考虑58台断路器。2.2.3主接线的设计 1.电厂规模 1）.装机容量：6300MW2）.机组年利用小时:=5600h3）.气象条件：年最高温度40度，平均温度25度，气象条件一般，无特殊要求4）.厂用电率：8% 2.出现回路1）.220KV电压等级：150km架空出8回，最大负荷500MW，最小负荷400MW，cos=0.85，=5200h，为、类负荷。2）.500kV电压级：200km架空出线4回，备用线1回，500kV电压级与电力系统连接，接受该发电厂剩余功率。系统归算到本电厂500kV母线上的标幺值电抗 =0.021（基准容量为100MVA）。 3.主接线的选择1）.方案一：a.发电机变压器的方案选择本次设计的发电厂的总容量为1800MW、单机容量为300MW，其属于典型的大型火力发电厂。因此，发电机采用与双绕组变压器单元接线。b.220KV电压等级的方案选择由于220KV侧的最大负荷是500MW，因此至少要用两台发电机为220KV侧供电。又因为220KV侧的负荷都是、类负荷，为了保证供电的可靠性我用三台发电机给220KV侧供电，用三台发电机给220KV母线供电剩余功率较多，为了避免浪费我在220KV侧接一个联络变压器将剩余功率输送到500KV侧上。由于220KV侧的出线回路数为8回，所以220KV侧采用双母线接线。c.500KV电压等级的方案选择由于500KV侧的出线回路数为5回，出线回路数较少但电压等级较高，我也采用双母线接线。方案一的主接线形式如图2）.方案二：a.发电机变压器的方案选择本次设计的发电厂的总容量为1800MW、单机容量为300MW，其属于典型的大型火力发电厂。因此，发电机采用与双绕组变压器单元接线。b.220KV电压等级的方案选择由于220KV侧的最大负荷是500MW，我用两台发电机给它供电。单台发电机的容量为300MW，220KV母线上还是有很大的剩余功率，为避免浪费用一台联络变压器将剩余的功率输送到550KV侧。220KV侧的出线回路数为8回，我采用双母线带旁路母线的接线形式。c.500KV电压等级的方案选择由于发电厂总共有6台发电机，220KV侧用了两台还剩下的四台发电机都将为500KV侧供电。500KV侧为超高压配电侧，550KV的接线我采用一台半断路器接线。方案二的主接线形式如图2.2.3方案的选择 火电厂电气部分设计方案的技术经济比较如表23表23 方案的技术经济比较项目方案一方案二接线形式发电机采用与双绕组变压器单元接线；220KV侧用三台发电机供电，采用双母线的接线形式，用联络变压器将剩余功率供给500KV侧；500KV侧用三台发电机供电，采用双母线的接线形式。发电机采用与双绕组变压器单元接线；220KV侧用两台发电机供电，采用双母线的接线形式，用联络变压器将剩余功率供给500KV侧；500KV侧用四台发电机供电，采用一台半断路器的接线形式。优点供电可靠；