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1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當之處，請指正。 發(fā)電廠電氣部分 課程設(shè)計 題 目： 410MW火電廠電氣主接線設(shè)計 姓 名： 張瑜 學(xué) 號： 1300303030 年 級： 13級電機班 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學(xué) 院 系 別： 水

2、利電力學(xué)院 完 成 日 期： 2016年6月4日 青海大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名 張瑜 專業(yè)、班級 電氣工程及其自動化 13級電機班 指導(dǎo)教師 嚴晉青 學(xué)號 1300303030 課程 (設(shè)計)題目： 410MW火電廠電氣主接線設(shè)計 課程（設(shè)計）主要內(nèi)容： 本次課程設(shè)計將410MW火電廠電氣主接線設(shè)計與所學(xué)專業(yè)理論知識緊密結(jié)合起來，按照現(xiàn)行的電氣工程設(shè)計規(guī)范、規(guī)程并結(jié)合工程實際具體情況，完成規(guī)程規(guī)范所要求的電氣主接線設(shè)計內(nèi)容和深度。 要求完成的主要任務(wù)： 1、 對提供原始資料

3、進行分析，查找有關(guān)規(guī)程規(guī)范和參考資料。 2、 對發(fā)電機側(cè)、升高電壓側(cè)接線方案分別進行比較。 3、 確定變壓器臺數(shù)、容量及其形式。 4、 確定最優(yōu)的電氣主接線方案。 5、 主要電氣設(shè)備的選擇，以及廠用工作電源和備用電源的引接方案。 5、匯總設(shè)計成果，完成設(shè)計論文。 指導(dǎo)教師簽名： 學(xué)生簽名： 年 月

4、 日 學(xué)院教研室意見： 教研室主任簽名： 2010年 月 日 410MW火電廠電氣主接線設(shè)計 摘要 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電站高電壓、大電流的電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。它直接影響電力生產(chǎn)運行的可靠性，靈活性同時對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關(guān)系。

5、 課程設(shè)計中筆者主要介紹了4臺10MW的火電廠電氣系統(tǒng)的設(shè)計，內(nèi)容包括電氣主接線的設(shè)計，變壓器臺數(shù)、容量的選擇，主要電氣設(shè)備的選擇，并根據(jù)所給出的原始資料擬定三種電氣主接線方案，然后對這三種方案進行可靠性、經(jīng)濟性和靈活性比較后，保留一種較合理的方案，最后通過定量的技術(shù)經(jīng)濟比較之后確定了最終的最優(yōu)設(shè)計方案。 關(guān)鍵詞：火電廠，電氣主接線，短路電流，配電裝置，電氣設(shè)備選擇，繼電保護 ABSTRACT The main electrical wiring is the first part of power plant and s

6、ubstation electrical design, also form the main part of power system. The main electrical wiring on behalf of the power plant or transformer substation electrical part of the main structure of high voltage, large current, is an important part of power system network. It directly affects the reliabil

7、ity of electric power production, flexibility as well as the electrical equipment selection, power distribution equipment layout, relay protection and automatic device and control mode has many aspects, such as the decisive relations. This course design mainly introduces four 10MW heat-engine p

8、lant electrical system design, including the main electrical wiring design, the capacity of transformer stations choice, the choice of the main electrical equipment, and on the basis of electric power design manual to determine the final optimal design scheme. KEYWORDS：heat-engine plant, the

9、main electrical wiring, short-circuit current, power distribution equipment, electrical equipment selection, relay protection 24 / 29 目錄 緒論 1 第一章 原始資料及分析 2 1.1 原始資料 2 1.2 原始資料分析 2 1.2.1 工程情況 2 1.2.2 負荷情況 2 1.2.3 環(huán)境條件 2 第二章 電氣主接線方案設(shè)計 2 2.1 電氣主接線基本要求 2 2.2 發(fā)電機側(cè)主接線方案設(shè)計 3 2.2.1 單母線接線 3 2

10、.2.2 雙母線接線 3 2.2.3 雙母線分段配合單元接線 4 2.3 升高壓側(cè)主接線方案設(shè)計 5 2.3.1 單母線接線 5 2.3.2 雙母線接線 6 2.3.3 單母線分段帶旁路母線接線 7 第三章 變壓器臺數(shù)、容量及其型式的確定 8 3.1 變壓器容量和臺數(shù)的確定原則 8 3.2 變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則 8 3.3 變壓器臺數(shù)、容量及其型式和結(jié)構(gòu)的選定 8 第四章 主要電氣設(shè)備的選擇 8 4.1斷路器的選擇 9 4.1.1斷路器的作用與原理 9 4.1.2 斷路器的分類 9 4.1.3 斷路器具體參數(shù)的選擇 9 4.2 隔離開關(guān) 10 4.2.1隔

11、離開關(guān)的作用與原理 10 4.2.2 隔離開關(guān)具體參數(shù)的選擇 10 4.3 電壓互感器 10 4.3.1 電壓互感器的作用與原理 10 4.3.2 電壓互感器的分類 10 4.3.3 電壓互感器的接線方式 11 4.3.4 電壓互感器具體參數(shù)的選擇 11 4.4 電流互感器 12 4.4.1 電流互感器的作用與原理 12 4.4.2 電流互感器的分類 12 4.4.3 電流互感器具體參數(shù)的選擇 12 4.5限流電抗器的選擇 12 4.6 高壓熔斷器和裸導(dǎo)體的選擇 13 5.6.1 高壓熔斷器的選擇 13 4.7 裸導(dǎo)體的選擇 13 4.8 電纜、絕緣子的選擇 13

12、 4.8.1 電纜的選擇 13 4.8.2 絕緣子的選擇 13 第五章 最優(yōu)主接線方案的設(shè)計 13 第六章 總結(jié)心得體會 14 參考文獻 15 附錄： 16 附錄一：發(fā)電機側(cè)電氣主接線方案比較 16 附錄二：升高電壓側(cè)電氣主接線方案比較 16 附錄三：最優(yōu)電氣主接線方案 16 緒論 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要部門之一，是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個二次能源的工業(yè)，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟發(fā)達程度的重要標志，和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力是工業(yè)的先

13、行，電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個國民經(jīng)濟才能不斷前進。 在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中的作用已為人所共知，不僅全面的影響國民經(jīng)濟及其它部門的發(fā)展，同時也極大地影響人民的物質(zhì)和文化生活水平的提高，影響整個社會的進步。隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人民的生活質(zhì)量和生活水平不斷提高家用電器越來越多的進入千家萬戶，人們對用電質(zhì)量的要求越來越高。并且電力系統(tǒng)的發(fā)展電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。 目前，我國的電力工業(yè)已經(jīng)進入“大電網(wǎng)”、“大機組”、“超高壓，交直流輸電”、“電網(wǎng)調(diào)度自動化”、“狀態(tài)檢修”等新技術(shù)發(fā)展新階段，一些世界水平的先進技術(shù)，已在我國電力系統(tǒng)得到了廣泛

14、的應(yīng)用。 隨著近年來我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長，電力工業(yè)的發(fā)展仍不能瞞足整個社會發(fā)展的需要。另外，由于我國人口眾多，因此在按人口平均用電方面，仍只處于中等水平，尚不能及全世界平均人口用電量的一半。我國人均用電水平遠低于發(fā)達國家，與完成其工業(yè)化進程國家的電力指標相比，我國經(jīng)濟發(fā)展正處于工業(yè)化進程的中后期，我國用電遠低于國際水平。 因此我國電力工業(yè)必須持續(xù)，穩(wěn)步地大力發(fā)展，據(jù)我國國情，以及社會經(jīng)濟的發(fā)展需要，一方面要加強電源建設(shè)，搞好“西電東送”，確保電力先行，另一方面要深化電力體制改革，實施廠網(wǎng)分家。要積極加強我國電力總體性的規(guī)劃與布局，確定合理可靠的的電源結(jié)構(gòu)和

15、布局。同時要留有充足的容量和能量作為后期儲備，建成容量充足，結(jié)構(gòu)合理可靠、運行靈活性強的聯(lián)合式電力系統(tǒng)。為了防范于未然，必須積極采取必要的防范措施。要確保聯(lián)合式電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，為國民經(jīng)濟的正常運轉(zhuǎn)與人民的正常的生活需求提供充足、可靠、優(yōu)質(zhì)和廉價的電能。 第1章 原始資料及分析 1.1 原始資料 設(shè)計火電廠總裝機容量為410MW，一期建成發(fā)電機型號為TS425/94-28，額定容量為10MW，額定電壓UN = 10.5KV，額定功率因數(shù)COSN=0.8；設(shè)計電站通過60km雙回線路與系統(tǒng)相連，連接至系統(tǒng)110kv側(cè)，該電站設(shè)備年利用小時數(shù)4500小時，廠用

16、電率1%，該電站近區(qū)負荷最大功率按8MW考慮，其它環(huán)境條件，均按照理想條件設(shè)計。 1.2 原始資料分析 1.2.1 工程情況 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所提供的資料可知：該電廠裝機容量為410MW，額定容量為10MW，為一小型電站，不擔任重要負荷的供電，對設(shè)計的可靠性、安全性、靈活性等沒有很嚴格的要求。其地形條件限制不嚴格，但從節(jié)省用地考慮，盡可能使其布置緊湊，便于運行管理。 目前，火電廠可分為地方性火電廠和區(qū)域性火電廠兩大類。 地方性火電廠，通常建設(shè)在城市附近或工業(yè)負荷中心。隨著我國近年來為提高能源利用率和環(huán)境保護的要求，對小火電實行關(guān)停的政策，當前在建或運行的地方性火

17、電廠多為熱力發(fā)電廠，以推行熱電聯(lián)產(chǎn)，在為工業(yè)和民用提供蒸汽和熱水熱能的同時，生產(chǎn)的電能大部分都用發(fā)電機電壓直接饋送給地方用戶，只將剩余的電能以升高電壓送往電力系統(tǒng)。這種靠近城市和工業(yè)中心的發(fā)電廠，由于受供熱距離的限制，一般熱電廠的單機容量多為中小型機組。通常，它們的電氣主接線包括發(fā)電機電壓接線形式及1—2級升高壓級接線形式，且與系統(tǒng)相連接。 區(qū)域性火電廠，通常建在煤炭生產(chǎn)基地附近，為凝氣式火電廠，一般距負荷中心較遠，電能幾乎全部用高壓或超高壓輸電線路送至遠方，擔負著系統(tǒng)的基本負荷，裝機容量1000MW以上，單機容量為200MW以上，目前在建工程以600MW為主力機組，新近相繼投入1000MW

18、超臨界壓力蒸汽機組。 本次設(shè)計電廠為410MW，額定容量為10MW，為一小型電站，不擔任重要負荷的供電，對設(shè)計的可靠性、安全性、靈活性等沒有很嚴格的要求。其地形條件限制不嚴格，但從節(jié)省用地考慮，盡可能使其布置緊湊，便于運行管理。該電廠設(shè)備年利用小時數(shù)為4500h/n，在3000-5000范圍之內(nèi)，故該電廠主要承擔腰荷。 綜上，在設(shè)計中要充分分析所給的原始資料，同時結(jié)合實際的情況，做到設(shè)計的方案滿足可靠性、安全性、經(jīng)濟性等基本要求。 1.2.2 負荷情況 發(fā)電機出口側(cè)電壓為10.5KV，有近區(qū)負荷，通過60km雙回線路與系統(tǒng)相連，連接至系統(tǒng)110kv側(cè)。 1.2.3 環(huán)

19、境條件 其它氣象環(huán)境無其他要求，可按照理想條件設(shè)計。 第2章 電氣主接線方案設(shè)計 2.1 電氣主接線基本要求 （1）可靠性： 安全可靠是電力生產(chǎn)的主要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線的基本要求。電氣主接線必須保證供電的可靠性，應(yīng)分別按各類負荷的重要程度安排相應(yīng)可靠程度的接線方式。保證電力系統(tǒng)正常運行。 （2）靈活性： 電氣系統(tǒng)接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換。滿足操作的方便性，調(diào)度的方便性以及擴建的方便性，保證能將符合質(zhì)量要求的電能送給用戶。 （3）經(jīng)濟性： 在設(shè)計主接線的時候，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。通常設(shè)計

20、應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。其中包括：節(jié)省一次投資；占地面積盡可能少；電能損耗盡可能小。 2.2 發(fā)電機側(cè)主接線方案設(shè)計 2.2.1 單母線分段接線——首選方案 （1） 、優(yōu)點：母線分段斷路器和近區(qū)饋電線路都加裝電抗器，也可以限制發(fā)電機母線短路電流。近區(qū)饋電線路均采用電纜線路，避免雷電直擊線路影響發(fā)電機。接線方式相對簡單，設(shè)備少，投資少。 （2） 缺點：只有一條母線，供電可靠性較差，運行方式也不靈活。 （3） 適用范圍：一般只是適用于在出現(xiàn)回路少，并且沒有重要負荷的發(fā)電廠和變電站。 2.2.2 雙母線分段接線——備用方案 （1

21、） 特點：有兩組母線，并且可以互為備用。每一個回路經(jīng)過一組斷路器和兩組隔離開關(guān)，分別接在兩條母線上，兩組母線之間增設(shè)母聯(lián)斷路器及配套使用的隔離開關(guān)。 （2） 優(yōu)點：發(fā)電機由于帶近區(qū)負荷，采用雙母線分段接線，母線分段斷路器和近區(qū)饋電線路都加裝電抗器，以限制發(fā)電機母線短路電流。還可縮小母線故障的停電范圍，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻的分布在兩端工作母線上。分段處加裝電抗器，有效的限制了短路電流，可靠性和靈活性提高。 （3） 缺點：接線復(fù)雜，設(shè)備增多，配電裝置投資增加。 （4）適用范圍：進出線回數(shù)較多，容量較大，出線帶電抗器的6～10KV配電裝置；35～60

22、KV出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負荷較大時；110KV出線為6回及以上時；220KV出線數(shù)為4回及以上時。 2.2.3單母線接線 （1） 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，投資少見效快，運行費用低，較適用于小容量和用戶對可靠性要求不高的場所。 （2） 缺點：可靠性差，母線或斷路器檢修時，所有回路都要停止運行，調(diào)度不方便，不能分列運行，線路側(cè)發(fā)生短路時有較大的短路電流。 綜合考慮供電的安全可靠性、運行靈活性和經(jīng)濟性，并結(jié)合該電廠的實際情況，發(fā)電機側(cè)最總選用雙母線接線形式，兩組母線互為備用，供電可靠，調(diào)度靈活。 2.3 升高壓側(cè)主接線方案設(shè)計 2.3.1

23、雙母線分段帶旁路母線接線——首選方案 （1） 優(yōu)點：帶旁路母線的雙母線接線，用旁路斷路器代替檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。可靠性高，調(diào)度方便，便于擴建。 （2） 缺點：增加了投資，只用于出線側(cè)，經(jīng)濟性較差，操作較復(fù)雜。 2.3.2 雙母線接線——備用方案一 （1） 特點：有兩組母線，并且可以互為備用。每個回路經(jīng)過一組斷路器和兩組隔離開關(guān)，分別接在兩條母線上，兩組母線之間增設(shè)母聯(lián)斷路器配套使用的隔離開關(guān)。 （2） 優(yōu)點：運行方式靈活。檢修母線時，電源和出線都可以繼續(xù)工作，不會中斷對用戶的供電；檢修任一回路母線隔離開關(guān)時，只需斷

24、開該回路；工作母線故障時，所有回路能迅速恢復(fù)工作；檢修任一線路斷路器時，可用母聯(lián)斷路器代替其工作；便于擴建。雙母線接線可以任意向兩側(cè)延伸擴建，不影響母線的電源和負荷分配，擴建施工時不會引起原有回路停電。 （3） 缺點：接線復(fù)雜，設(shè)備增加，投資較大；倒閘操作復(fù)雜，接線保護復(fù)雜。 2.3.3 單母線分段帶旁路母線接線——備用方案二 （1） 特點：單母線用分段斷路器QFD進行分段，當一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電。并且有了旁路母線，檢修與它相連的任意回路的斷路器時，該回路便可以不停電，從而提高了供電的可靠性。 （2） 優(yōu)點：有了旁路母線，

25、檢修與它相連的任意回路的斷路器時，該回路便可以不停電，從而提高了供電的可靠性，廣泛應(yīng)用于重要負荷系統(tǒng)中。 （3） 缺點：帶有專用旁路斷路器的接線，加裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資。 綜合考慮供電的安全可靠性、運行靈活性和經(jīng)濟性，并結(jié)合該電廠的實際情況，升高電壓側(cè)最總選用單母線分段帶旁路接線接線，供電可靠，調(diào)度靈活，檢修方便。 第3章 變壓器臺數(shù)、容量及其型式的確定 3.1 變壓器容量和臺數(shù)的確定原則 主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響電氣主接線的形式和配電裝置結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年來的發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等

26、級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等諸多因素，進行綜合分析和合理選擇。如果變壓器容量選的過大、臺數(shù)過多，不僅增加投資、增大占地面積，而且也增加了運行電能的損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮其效益；若容量選的過小，將可能封鎖發(fā)電機剩余功率的傳輸或滿足不了變電站負荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的，因為每千瓦的發(fā)電設(shè)備投資遠大于每千瓦變電設(shè)備的投資。因此,確定合理的變壓器的容量是變電站安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。 根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量,對于有重要負荷的變電站,應(yīng)考慮當一臺主變停運時,其余變壓器容量在計及過負荷能力的允許時間內(nèi),應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷,對一般變電站,當一主變停

27、運時,其他變電器容量應(yīng)能保證全部負荷的70%-80%。 3.2 變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則 （1） 相數(shù):容量為300MW及以下機組單元接線的主變壓器和330KV及以下的電力系統(tǒng)，一般都應(yīng)選用三相變壓器。 （2） 繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)：機組容量為125MW及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，但三繞組變壓器的每個繞組的通過容量應(yīng)達到該變壓器額定容量的15%以上，否則繞組未能充分利用，反而不如選用2臺雙繞組變壓器在經(jīng)濟上更加合理。此外，在一個發(fā)電廠或變電站中采用三繞組變壓器臺數(shù)一般不多于3臺，以免由于增加了中壓測引線的構(gòu)架，造成布置的復(fù)雜和困難。 （3） 繞組聯(lián)接組號：在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系

28、統(tǒng)或機組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素，主變壓器聯(lián)接組號一般都選用YNd11常規(guī)接線。 3.3 變壓器臺數(shù)、容量及其型式和結(jié)構(gòu)的選定 綜合以上信息和原始資料分析，結(jié)合相關(guān)的規(guī)程規(guī)范，最終確定，主變壓器選用兩臺三相雙繞組變壓器，互為備用。 ①單元接線中的主變壓器容量SN應(yīng)按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10％的裕度選擇 SN=1.1PNG(1-KP)/COSN PNG——發(fā)電機容量； COSN——發(fā)電機額定功率因數(shù)； KP——廠用電率。 SN=1.1PNG(1-KP)/COSN =54.45MW ②接于發(fā)電機電壓母線與升高電壓母線之間的主變壓器容量

29、SN按下列條件選擇。 當發(fā)電機電壓母線上的負荷最小時，應(yīng)能將發(fā)電廠的最大剩余功率送至系統(tǒng)。 SN=【1.1PNG(1-KP)/COSN -Pmin/COSN】/n j PNG——發(fā)電機電壓母線上的發(fā)電機容量之和MW； Pmin——發(fā)電機電壓母線上的最小負荷MW； cosj——負荷功率因數(shù)； n——發(fā)電機電壓母線上的主變壓器臺數(shù)。 若發(fā)電機電壓母線上接有2臺及以上主變壓器，當負荷最小且其中容量最大的一臺變壓器退出運行時，其它主變壓器應(yīng)能將發(fā)電廠最大剩余功率的70％以上送至系統(tǒng)。 SN=【1.1PNG(1-KP)/COSN -Pmin/COSN】/（n-1） j 自耦變壓器：

30、連接兩個電壓等級的聯(lián)絡(luò)變壓器，其低壓繞組兼做廠用電的備用電源和啟動電源。 第4章 主要電氣設(shè)備的選擇 4.1斷路器的選擇 4.1.1斷路器的作用與原理 斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。 低壓斷路器又稱自動開關(guān)，俗稱＂空氣開關(guān)＂也是指低壓斷路器，它是一種既有手動開關(guān)作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。它可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發(fā)生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。 4.1.

31、2 斷路器的分類 按操作方式分：有電動操作、儲能操作和手動操作。 按結(jié)構(gòu)分：有萬能式和塑殼式。 按使用類別分：有選擇型和非選擇型。 按滅弧介質(zhì)分：有油浸式、真空式和空氣式。 按動作速度分：有快速型和普通型。 按極數(shù)分：有單極、二極、三極和四極等。 按安裝方式分：有插入式、固定式和抽屜式等。 4.1.3 斷路器具體參數(shù)的選擇 根據(jù)斷路器的工作條件，對發(fā)電機出口側(cè)斷路器作出如下計算： （1） 、額定電壓 U N U N ≥ U SN = 10.5KV， （2） 、額定電流I N I N ≥ I max

32、P =10 MW 發(fā)電機最大持續(xù)工作電流I max =1.05I N =1.05 =721.71A 綜合以上計算數(shù)據(jù)，選擇斷路器為： 型號 額定電壓(KV) 額定電流 (A) 額定開斷電流（KA） 極限通過電流（KA） SN10-10II/1000 10KV 721.71 31.5 80 分析原始資料，最終決定選用SF6斷路器，升高壓側(cè)的斷路器工作電壓應(yīng)大于110KV。 110KV斷路器的選擇： （1） 、額定電壓 U N U N ≥ U SN = 11

33、0KV， （3） 、額定電流I N I N ≥ I max P =40 MW 其中最大持續(xù)工作電流 I max =1.05I N =1.05 =275.56A 綜合以上計算數(shù)據(jù)，選擇斷路器為： 型號 額定電壓(KV) 額定電流(A) 額定開斷電流（KA） 極限通過電流（KA） SW3-110G/1200 110KV 275.56A 15.8 41 另外，不管是發(fā)電機側(cè)還是升高

34、壓側(cè)的斷路器都要進行開斷電流和短路關(guān)合電流的計算，同時還要根據(jù)實際運行情況進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗。 綜上所述： 電壓等級 型號 額定電流(A) 額定開斷電流（KA） 極限通過電流（KA） 10.5KV SN10-10II/1000 721.71 31.5 80 110KV SW3-110G/1200 275.56A 15.8 41 4.2 隔離開關(guān) 4.2.1隔離開關(guān)的作用與原理 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)電器中使用最多的一種電器，顧名思義，是在電路中起隔離作用的它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡單，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，對變電所、電廠的設(shè)計、建

35、立和安全運行的影響均較大。刀閘的主要特點是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路。 隔離開關(guān)的工作特點是在有電壓，無負荷電流情況下分合線路。 其主要功能為以下三點： （1) 、隔離電壓。在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。 （2) 、倒閘操作。投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作完成。 （3) 、分，合小電流。因隔離開關(guān)具有一定的分，合小電感電流和電容電流的能力，故一般可用來進行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路。

36、 4.2.2 隔離開關(guān)具體參數(shù)的選擇 根據(jù)隔離開關(guān)的選擇要求，對發(fā)電機出口側(cè)隔離開關(guān)進行計算： （1） 、額定電壓 U N U N ≥ U SN = 10.5KV， （2）、額定電流I N I N ≥ I max P =10 MW 發(fā)電機最大持續(xù)工作電流I max =1.05I N =1.05 =721.71A 綜合以上計算數(shù)據(jù)，選擇斷路器為： 型號 額定電壓(KV) 額定電流(A) 極

37、限通過電流（KA） GN6-10/1000-80 10KV 721.71 80 110KV隔離開關(guān)的選擇： （2） 、額定電壓 U N U N ≥ U SN = 110KV， （4） 、額定電流I N I N ≥ I max P =40 MW 其中最大持續(xù)工作電流 I max =1.05I N =1.05 =275.56A 綜合以上計算數(shù)據(jù)，選擇斷路器為：

38、 型號 額定電壓(KV) 額定電流(A) 極限通過電流（KA） GW4-110D/1000-80 110 275.56 52 分析原始資料，最終決定選用GW系列戶外高壓隔離開關(guān)，特別注意，因為隔離開關(guān)不具有滅弧作用，因此在高壓系統(tǒng)中不能對其帶電流開合，必須配合高壓斷路器進行倒閘操作，升高壓側(cè)的隔離開關(guān)選擇要求與發(fā)電機側(cè)一致，但是要注意升高壓側(cè)的額定工作電壓應(yīng)該大于110KV，并進行相應(yīng)的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。 綜上所述： 電壓等級 型號 額定電流(A) 極限通過電流（KA） 10.5KV GN6-10/1000-80 1000 80 110KV GW4-11

39、0D/1000-80 275.56 52 4.3 電壓互感器 4.3.1 電壓互感器的作用與原理 電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵心中就產(chǎn)生一個磁通φ，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即100V，電壓互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等。 4.3.2 電壓互感器的分類 （1）按安裝地點可分為戶內(nèi)式和戶外式，35kV及以下多制

40、成戶內(nèi)式；35kV以上則制成戶外式。 （2）按相數(shù)可分為單相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。 （3）按繞組數(shù)目可分為雙繞組和三繞組電壓互感器，三繞組電壓互感器除一次側(cè)和基本二次側(cè)外，還有一組輔助二次側(cè)，供接地保護用。 （4）按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式，干式浸絕緣膠電壓互感器結(jié)構(gòu)簡單、無著火和爆炸危險，但絕緣強度較低，只適用于6kV以下的戶內(nèi)式裝置；澆注式電壓互感器結(jié)構(gòu)緊湊、維護方便，適用于3kV～35kV戶內(nèi)式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能較好，可用于10kV以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用于SF6全封閉電器中。 （5）此外，還有電容式電壓互感器，

41、電容式電壓互感器實際上是一個單相電容分壓管，由若干個相同的電容器串聯(lián)組成，接在高壓相線與地面之間，它廣泛用于110kV～330kV的中性點直接接地的電網(wǎng)中。 4.3.3 電壓互感器的接線方式 （1）用一臺單相電壓互感器來測量某一相對地電壓或相間電壓的接線方式。 （2） 用兩臺單相互感器接成不完全星形，也稱V—V接線，用來測量各相間電壓，但不能測相對地電壓，廣泛應(yīng)用在20KV以下中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中。 　　 （3） 用三臺單相三繞組電壓互感器構(gòu)成YN，yn，d0或YN，y，d0的接線形式，廣泛應(yīng)用于3~220KV系統(tǒng)中，其二次繞組用于測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組

42、接成開口三角形，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。用一臺三相五柱式電壓互感器代替上述三個單相三繞組電壓互感器構(gòu)成的接線，一般只用于3~15KV系統(tǒng)。 4.3.4 電壓互感器具體參數(shù)的選擇 發(fā)電機出口側(cè)母線附近是各種保護重點保護范圍，應(yīng)倍加保護，為了得到我們需要的測量量，我們需要將高電壓大電流轉(zhuǎn)化為低電壓小電流，因此TV和TA廣泛應(yīng)用。 根據(jù)電壓互感器的選擇要求，進行計算： UN>USN=10.5KV IN=1.05=721.71A 分析原始資料，升高壓側(cè)的電壓互感器選擇原則和上述原則一致，動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗也不可缺少。綜合以上資料，作出如下選擇： 發(fā)電機

43、側(cè)：JDZ-10 升高壓側(cè)：YDR-110 位置 110KV高壓側(cè) 發(fā)電機出口側(cè) 型號 YDR-110 JDZ-10 準確級 3 3 變比 110/√3/0.1/√3 10/0.1 4.4 電流互感器 4.4.1 電流互感器的作用與原理 電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的2次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近

44、短路。 4.4.2 電流互感器的分類 根據(jù)使用場所不同電流互感器分為戶內(nèi)型和戶外型，根據(jù)用途不同可以將其分為測量用電流互感器和保護用電流互感器 4.4.3 電流互感器具體參數(shù)的選擇 根據(jù)電流互感器的選擇要求，進行計算： UN>USN=10.5KV IN=1.05=721.71A（一次側(cè)） 綜合以上計算數(shù)據(jù)，選擇電流互感器為： 位置 110KV出線側(cè),變壓器高壓側(cè) 發(fā)電機出口側(cè),變壓器低壓側(cè) 型號 LCWD-110 LMC-10 準確級 0.5 3 電流比 100-1200/5 2000/5 4.5限流電抗器的選擇 最通俗的講，能

45、在電路中起到阻抗的作用的東西，我們叫它電抗器。電力網(wǎng)中所采用的電抗器，實質(zhì)上是一個無導(dǎo)磁材料的空心線圈。它可以根據(jù)需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，會產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流。如果不加以限制，要保持電氣設(shè)備的動態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。因此，為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求，常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器，增大短路阻抗，限制短路電流。在選擇時除考慮額定電壓UN和額定電流IN限定要求外，還要進行母線殘壓和正常運行時電壓損失的校驗，當然，動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗也必不可少。 4.6 高壓熔斷器和裸導(dǎo)體的選擇 4.6.1 高壓熔斷器的選擇 熔斷器是最簡單的保護電器，

46、它用來保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害；按安裝條件及用途選擇不同類型高壓熔斷器如屋外跌落式、屋內(nèi)式，對于一些專用設(shè)備的高壓熔斷器應(yīng)選專用系列；我們常說的保險絲就是熔斷器類。根據(jù)上述計算結(jié)果，最終選擇戶外式的RN5型的高壓熔斷器。如果所選擇的高壓熔斷器耐壓過高則會嚴重影響其靈敏性，導(dǎo)致其拒絕動作；而如果其耐壓過小，則會導(dǎo)致電力系統(tǒng)頻繁開路，嚴重影響電能質(zhì)量，因此高壓熔斷器的選擇一定要慎之又慎。 4.7 裸導(dǎo)體的選擇 裸導(dǎo)體中的一部分產(chǎn)品是提供給各種電線、電纜作導(dǎo)電線芯用的，如圓單線、扁線、鋼絞線、鋁絞線等;另一部分在電機、電器、變壓器等電氣設(shè)備中作為導(dǎo)電部件使用.如母線、梯排、異

47、形排和軟接線等。對裸導(dǎo)體的性能要求，主要是應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性能和物理、機械性能。高導(dǎo)電性能為有效地傳輸電能和節(jié)約材料所必需;至于機械性能，對于不同用途的產(chǎn)品有不同的要求，一般要求具有較高的機械強度、足夠的硬度、軟好的柔軟性和良好的彎曲性能，耐振動、耐腐蝕以及較小的蠕變等性能，選擇時要考慮界面面積以及當?shù)貧庀髼l件等多方面因素。 4.8 電纜、絕緣子的選擇 4.8.1 電纜的選擇 通常是由幾根或幾組導(dǎo)線（每組至少兩根）絞合而成的類似繩索的電纜,每組導(dǎo)線之間相互絕緣,并常圍繞著一根中心扭成,整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。電線電纜是指用于電力、通信及相關(guān)傳輸用途的材料?！半娋€”和“電纜

48、”并沒有嚴格的界限。通常將芯數(shù)少、產(chǎn)品直徑小、結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品稱為電線，沒有絕緣的稱為裸電線，其他的稱為電纜；導(dǎo)體截面積較大的(大于6平方毫米)稱為大電線，較小的(小于或等于6平方毫米)稱為小電線，絕緣電線又稱為布電線。選擇電纜時要注意載流量的計算，因為電纜成本相對較高，設(shè)計時也應(yīng)全面考慮各方面因素，特別注意允許電壓降的校驗。 4.8.2 絕緣子的選擇 絕緣子是一種特殊的絕緣控件，能夠在架空輸電線路中起到重要作用。早年間絕緣子多用于電線桿，慢慢發(fā)展于高型高壓電線連接塔的一端掛了很多盤狀的絕緣體,它是為了增加爬電距離的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫絕緣子。絕緣子在架空輸電線路中起著兩個基

49、本作用，即支撐導(dǎo)線和防止電流回地，這兩個作用必須得到保證，絕緣子不應(yīng)該由于環(huán)境和電負荷條件發(fā)生變化導(dǎo)致的各種機電應(yīng)力而失效，否則絕緣子就不會產(chǎn)生重大的作用，就會損害整條線路的使用和運行壽命。 第5章 最優(yōu)主接線方案的設(shè)計 綜合以上和原始資料分析，并結(jié)合相關(guān)的規(guī)程規(guī)范，最終確定，發(fā)電機側(cè)采用雙母線接線，升高壓側(cè)采用單母線分段帶旁路母線的接線方式，這樣用料最省、效果最好、安全最優(yōu)。 第6章 總結(jié)心得體會 通過這次為期兩周的課程設(shè)計，我把課堂上學(xué)習(xí)的理論知識同生產(chǎn)生活實際結(jié)合起來，在實踐中檢驗理論，在實踐中鞏固理論，在實踐中升華理論。在此期間我查閱了許多相關(guān)資料，獲益匪淺

50、，這對我們以后的畢業(yè)設(shè)計和日后的工作都大有幫助。根據(jù)各種電氣主接線的特點并綜合分析該電站的容量、裝機臺數(shù)、 負荷性質(zhì)以及在電力系統(tǒng)中的地位等條件對原始資料進行詳盡的分析，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，最終保留三個技術(shù)上相當，又能滿足任務(wù)書要求的方案，再進行優(yōu)、缺點比較。圍繞著可靠性與經(jīng)濟性之間的協(xié)調(diào)， 使主接線最終方案在保證供電可靠的同時盡可能經(jīng)濟。 電氣設(shè)備的選擇是電氣設(shè)計的另一個重要內(nèi)容， 在對電氣設(shè)備進行選擇時， 要按正常工作條件進行選擇，按此原則對斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器和電流互感器進行了選擇。 通過這次的水電站主系統(tǒng)設(shè)計， 使我對所學(xué)的專業(yè)知識特別是發(fā)電廠電氣部

51、分有了更深 刻和更系統(tǒng)化的了解，并學(xué)會了運用專業(yè)知識解決實際問題的能力。 致謝 課程設(shè)計完成之際,心中充滿著一片感激之情,在整個課程設(shè)計完成的過程中非常感謝嚴晉青老師平時課上的諄諄教導(dǎo)和最后答疑課上的精心指導(dǎo)。該過程中，讓我更加牢固的掌握了專業(yè)知識，理論和實際相結(jié)合，使我的知識層次和綜合能力有了很大提高。 通過這次課程設(shè)計，不僅提高了我獨立思考問題、解決問題的能力,而且培養(yǎng)了我認真嚴謹,一絲不茍的學(xué)習(xí)和做事態(tài)度。由于經(jīng)驗匱乏,能力有限,課程設(shè)計寫作中難免有許多考慮不周全的地方,希望各位批評指正。 參考文獻

52、 【1】苗世洪，朱永利. 發(fā)電廠電氣部分. 5版. 北京: 中國電力出版社，2015. 【2】樓樟達，李楊. 發(fā)電廠電氣設(shè)備.北京：中國電力出版社，1998. 【3】趙雪菲. llOkV變電站設(shè)計【D】. 北京:華北電力大學(xué)，2012. 【4】宗士杰. 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng). 北京：中國電力出版社，2000. 【5】劉超. 主變壓器容量和臺數(shù)的確定原則【J】科技創(chuàng)新論壇，2010,32（1）：51-53 【6】電力工程設(shè)計手冊. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983. 附錄： 附錄一：發(fā)電機側(cè)電氣主接線方案比較 附錄二：升高電壓側(cè)電氣主接線方案比較 附錄三：最優(yōu)電氣主接線方案