火力发电厂 电气主接线设计2ED3D

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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。

出灰负荷辅助车间

硅整流装置灰浆泵碎渣机电气除尘器冲灰水泵油处理设备中央修理车间起重机电气试验室ⅠⅡ经常，连续经常，连续经常，连续经常，连续不经常，断续不经常，断续Ⅲ2-2厂用电接线的设计

厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则一致。首先，应保证对厂用

电负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常，事故，检修等各种运行方式的要求；还应适当注意经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。此外，在设计厂用电系统接线时还要对供电电压等级，厂用供电电源及其引接进行分析和论证。

火电厂的辅助机械多、容量大，供电网络繁杂，其主要负荷分布在锅炉、气机、电气、输煤、出灰、化学水处理以及辅助车间和公用电气部分，因此，厂用电电压必需由10KV和0.4KV两级电压，以单母线分段接线形式合理地分派厂用各级负荷。

一、厂用供电电压等级的确定

发电厂厂用电系统电压等级是根据发电机额定电压，厂用电动机的电压和厂用电网络的可靠运行等诸方面因素，由上一节负荷分析可知，取两级厂用电压，高压级取6KV，由两组厂用主变压器从25MW机组的电压母线上取，低压级取380V，采用母线分段式。

1、6KV电压等级供电分析

对同样的厂用系统，6KV网络不仅节省有色金属及费用，且短路电流也较小，同时6KV电压等级电动机功率可制造得较大，满足大量负荷要求。拟采用两段6KV的厂母线，另外再设置两段6KV备用母线，以提高供电可靠性。

2、380V电压级低压供电分析

380V厂用电一般采用动力和照明共用的三相四线制接地系统，在技术经济合理时，采用动力和照明分开供电及其引接。

二、厂用电工作电源及其引接

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厂内装在二机三炉，发电机电压为10.5KV，6KV厂用高压母线分单母线，按锅炉台分为三段，通过T11、T12、T13厂用高压变压器分别接于主母线上两个分段上，380/220V低压厂用母线，由于机组容量不大，设启动电源和事故保安电源，低压厂用母线分为两段，备用电源采用明备用形式，即专设一台T10备用厂用高压变压器，平日断开，当任一段厂用工作母线的电源回路发生故障时QF3断开，QF1和QF2在备用电源自动投入装置作用下合闸。于是，T10厂用高压变压器代替T11厂用高压变压器工作。为了在主母线上发生故障时，仍有可靠的备用电源，运行中可将T10备用厂用高压变压器和主变压器T2都接到备用母线上，并将主母线第段的母联断路器QF4合上，使备用母线和工作母线均带电运行。这样，当主母线发生事故时，QF4断开，T10变压器还可通过T2供电。

2-3厂用变压器的选择

厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为：

（1）变压器原、副边电压必需与引接电源电压和厂用网络电压一致。（2）变压器的容量必需满足厂用机械从电源获得足够的功率。

（3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量一致；低压厂用设备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量一致。

据此，厂用变压器T4，T5，T6，T7，选择如下：S=（25×3+50×2）×8%/0.8×3=5000KVA，查设计手册，应选SJL1-6300/10型双绕组铝线电力变压器。

第三章导体、电缆、架空导体的选择

3-1导体的选择

一、10.5KV母线的选择

选用铝质，矩形截面；三相水平布置，平放，相间距a＝0.75m，绝缘子跨距L＝1.2m，弹性模量E＝7×1010Pa。

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按长期发热允许电流选截面

Imax≤Ial，

式中Imax——导体所在回路最大持续工作电流。

Ial——在额定环境温度θ0=25℃时的导体允许电流。

Imax＝2×25×103/×10.5×0.8＝3437A，查手册，选3条125mm×10mm矩形铝导体，平放允许电流Ial＝3903A，集肤效应系数Ks＝1.8，可见贴合要求。

热稳定校验

短路持续时间为：tk=4s周期分量的热效应：Qp＝×4＝6525[KA2·S]

因t>1s，故忽略非周期分量热效应。QK=QP正常运行时导体温度：

θ＝θ0+（θal-θ0）Imax2/Ial2＝25+（70-25）×34372/39032＝60（℃）查手册，C＝91满足导体短路时发热的最小导体截面：

Smin＝/C＝/91＝1191（mm2）＜3×125×10＝3750（mm2）满足热稳定要求。动稳定校验

导体的自振频率由以下求得：

m＝h×b×ρw＝0.125×0.01×2700＝3.375(kg/m)I＝bh/12＝0.01×0.125/12＝1.63×10(m)

8

3

3

-6

4

按汇流母线为两端简支多跨梁查手册，Nf＝3.56，则

f1＝＝＝454.5（HZ）＞155（HZ），故β＝1。发电机出口短路时，冲击系数K＝1.9，则

ish=1.9I〞＝2.69×54.73＝147KA。母线相间应力：

fph＝1.73×10-7×ish2/a＝1.73×10-7×1470002/0.75＝4984(N/m)导体截面系数W＝0.5bh2＝0.5×0.01×0.1252＝78.125×10-6m3，则

σph＝fph·l2/10W＝4984×1.22/10×78.125×10-6＝9.2×106Pa同相条间作用应力计算：

＝＝0.08，＝10/(10+125)＝0.074，＝30/135＝0.222查设计手册导体形状系数K12＝0.37，K13＝0.57，得

fb＝8(K12+K13)×10-9×ish2/b＝8(0.37+0.57)×10-9×1470002/0.01＝16250Pa条间衬垫跨距计算：

每相三条铝导体λ＝1197，临界跨距

lcr＝λb4＝1197×0.014＝0.63mб

bal

＝бal-бph＝(70-9.2)×106＝60.8×106Pa

条间衬垫最大跨距：

lbmax＝b＝0.01×＝0.31m＜0.63m

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为了便于安装，每跨绝缘子中设三个衬垫：

lb＝l/4＝1.2/4＝0.3m

二、35KV母线和110KV母线均用钢芯铝绞线，其型号分别为：LGJQ－600和LGJ－400。

3-2电缆的选择

按经济电流密度选截面

通过每回电缆的最大持续工作电流：

Imax＝1.05×25×103/×10.5×6＝240(A)，查手册Tmax＝5200h/a,J＝0.9A/mm2,则δ＝Imax/J＝240/0.9＝267mm,

选用6根10KVZLQ2-3×240三芯油浸纸绝缘铝芯铅包钢带铠装防腐电缆，每根电缆S＝240mm2，Ial25℃＝325A，正常允许最高温度60℃，X＝0.073Ω/km，r＝0.155Ω/km。

按长期发热允许电流校验Ial25℃＝325A＞240A。热稳定校验

周期分量热效应Qp=×4＝113[KA2?S]由于tk＞1，故Qk＝Qp＝113[KA2?S]短路前电缆最高运行温度为：

θ＝θ0+（θal-θ0）Imax2/Ial2

2

10

＝25+（60-25）×2632/3252＝50℃电缆的热稳定系数：

C＝×10-2＝×10-2＝69.5

热稳定所需最小截面积为

Smin＝/C＝/69.5＝153mm2＜240mm2电压降校验

ΔU%＝173ImaxL(rcosφ+xsinφ)/U

＝173×263×8×(0.155×0.8＋0.073×0.6)/10500＝5.5%

3-3架空导线的选择

一、选择原则

架空线路导线的选择，目前，一般均选用铝线或钢芯铝绞线。送电线路和高压配电线路的导线截面，一般根据经济电流密度选择。二、经济电流密度选导线截面：

Imax＝1.05×(33.6÷6)×103/×35×0.83＝123(A)查手册,Tmax＝5200h/a，J＝0.9A/mm2,则

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S＝Imax/J＝123/0.9＝136mm2选用LGJ-120型钢芯铝绞线。

2、按全线电压损失校验导线截面

负荷矩M＝PL＝(33.6÷6)×20＝112(MW-km)

查手册，cosφ＝0.8时，ΔU%＝0.0416%(MW-km)，全线电压损失

ΔUL%＝ΔU%·M＝0.0416%×112＝4.7%＜5%10.5KV母线

3条125mm×10mm矩形铝导体10.5KV电缆6根ZLQ2-3×240型

3KV架空线6根LGJ-120型

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终止语

在黄文力副教授的精心指导下，我对凝汽式火电厂的电气主接线进行了精心设计。

在这次设计中，我对本专业的几门课程进行了一次全面深入的复习，使得本来