目 录
目录 .......................................................................................................................................... 6 前言 .......................................................................................................................................... 9 1电气主要接线设计 ............................................................................................................. 12
1.1概述 .......................................................................................................................... 12 1.2对电气主接线的基本要求 ...................................................................................... 12
1.2.1根据系统和用户的基本要求，保证必要的供电可靠性和电能质量 ....... 12 1.2.2具有运行、维护的灵活性和方便性 ........................................................... 13 1.2.3经济性 ........................................................................................................... 13 1.2.4电气主接线具有发展和扩建的可能性 ....................................................... 13 1.3电气主接线的设计原则 .......................................................................................... 14
1.3.1发电机容量和台数 ....................................................................................... 14 1.3.2电压等级及接入系统方式 ........................................................................... 14 1.3.3主变压器选择 ............................................................................................... 14 1.3.4断路器的设置 ............................................................ 1错误！未定义书签。 1.4电气主接线形式的分类 ....................................................... 1错误！未定义书签。
1.4.1有横向联络的接线形式 ............................................ 1错误！未定义书签。 1.4.2无横向联络的接线形式 ............................................................................... 18 1.5厂用负荷的分类 ...................................................................................................... 18 2厂用电设计 ......................................................................................................................... 21
2.1厂用负荷的分类 ...................................................................................................... 21 2.2厂用电设计的基本要求 .......................................................................................... 22 2.3厂用电设计的一般原则 .......................................................................................... 22
2.3.1对厂用电设计的要求 ................................................................................... 22 2.3.2厂用电电压 ................................................................................................... 22 2.3.3厂用母线接线方式 ....................................................................................... 22 2.3.4厂用工作电源 ............................................................................................... 23 2.3.5厂用备用或启动电源 ................................................................................... 23 2.3.6交流事故保安电源 ....................................................................................... 23 2.4热电厂自用电接线设计 .......................................................................................... 23 2.5 设计计算 .............................................................................. 2错误！未定义书签。
2.5.1厂用负荷的计算 ........................................................ 2错误！未定义书签。 2.5.2厂用变压器容量选择 ................................................................................... 26
3短路电流计算 .................................................................................. 2错误！未定义书签。
3.1限制短路电流的措施 ........................................................... 2错误！未定义书签。
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3.1.1 选择适当的主接线形式和运行方式 ....................... 2错误！未定义书签。 3.1.2 在发电厂和变电所某些电路中加装限流电抗器 ...................................... 28 3.2短路电流计算的一般规定 ...................................................................................... 28
3.2.1计算的基本情况 ........................................................................................... 28 3.2.2接线方式 ....................................................................................................... 29 3.2.3计算容量 ....................................................................................................... 29 3.2.4短路种类 ....................................................................................................... 29 3.2.5短路计算点 ................................................................................................... 29 3.3短路电流计算步骤 .................................................................................................. 29 3.4短路电流计算方法 .................................................................................................. 30
3.4.1标幺值换算 ................................................................................................... 30 3.4.2网络的等值变换与简化 ............................................................................... 30 3.4.3三相短路电流周期分量的计算 ................................................................... 32 3.4.4短路电流非周期分量的近似计算 ............................................................... 33 3.4.5短路电流冲击值及全电流最大有效值计算 ............................................... 33 3.4.6电动机对短路电流的影响 ........................................................................... 33 3.4.7 1000V以下短路电流计算 ............................................................................ 34
4电气设备选择举例 ............................................................................................................. 35
4.1电气设备选择的一般条件 ...................................................................................... 35
4.1.1按正常工作条件选择导体和电器 ............................................................... 35 4.1.2按短路状态校验 ........................................................................................... 35 4.2电气设备选择的一般规定 ...................................................................................... 38
4.2.1一般原则 ....................................................................................................... 38 4.2.2有关的几项规定 ........................................................................................... 38 4.3电气设备选择的技术条件和设计计算 .................................................................. 39
4.3.1 断路器 ....................................................................... 3错误！未定义书签。 4.3.2 负荷开关和隔离开关 .................................................................................. 40 4.3.3高压熔断器 ................................................................................................... 41 4.3.4高压熔断器 ................................................................................................... 41 4.3.5电压互感器 ................................................................................................... 42 4.3.6电流互感器 ................................................................................................... 43 4.4电气设备选择举例 .................................................................................................. 44
4.4.1电抗器L1的选择 ......................................................................................... 44 4.4.2断路器QF12的选择 ....................................................................................... 46
5发电厂电气二次系统及其设计 ......................................................................................... 48
5.1原理图 ...................................................................................................................... 48
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5. 2安装图 ..................................................................................................................... 49 结论与展望 ............................................................................................................................ 51 致 谢 ................................................................................................................................ 53 参考文献 ................................................................................................................................ 54 声 明 ................................................................................................................................ 55
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前 言
国民经济要增长，社会要发展离不开机器、动力和能源，而电是一种最重要的能源。电力已成为工农业生产中不可或缺的一种动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活的各个方面。电是一种二次能源，各种天然能源如煤炭、水能、核能、石油等一次能源要转换成电能必须在发电厂中来完成。按输入能源形式及转换过程的不同，可将发电厂分为下列四类：
（1）火力发电厂
火力发电厂又可分为凝气式火电厂和热电厂，二者的主要差别在于后者除发电外，更兼供热。 （2）水力发电站； （3）核能电站； （4）其它形式电站。
目前，虽然我国各种形式电厂都有较大发展，且出于环境保护和经济社会可持续发展的考虑，更加大了后三种电厂建设的力度，但是火力发电在我国电力工业中仍是主力。那么，火电厂究竟如何进行生产的呢？（工作流程见图1）
原煤从产地运进电厂后，先储入原煤仓，然后经输煤皮带送入原煤斗并落入磨煤机中，煤被磨成煤粉后，由排粉机抽出，随同热空气经喷燃器送入锅炉的燃烧室内燃烧。燃烧时放出的热量一部分被燃烧室四周的水冷壁所吸收，一部分加热燃烧室顶部和烟道入口处的过热器中的蒸汽，其余的热量则被烟气携带穿过省煤器、空气预热器，继续把热量传给蒸汽、水和空气。烟气经除尘器净化处理后，由引风机从烟囱排入大气，燃烧时生成的灰渣和由除尘器收集下来的细灰，用水冲进冲灰沟，排出厂外。
图1 凝汽式电站的生产过程
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1—锅炉；2—蒸汽过热器；3—汽轮机高压段；4—中间蒸汽过热器；5—汽轮机低压段；6—凝汽器；7—凝汽水泵；8—给水泵；9—发电机；10—主变压器；11—断路器；12—主母线；13—站用变压器；14—厂用电高压母线
燃烧用的助燃空气，由送风机送入空气预热器加热，加热后的热空气一部分进入磨煤机，用于干燥和输送煤粉，大部分热空气则进入燃烧室助燃。
水和蒸汽是将热能转换成机械能的主要工质。经净化后的给水，先送入省煤器内预热，然后进入锅炉顶部的汽包内再降入水冷壁管中，待吸收了燃烧室的热能后蒸发成蒸汽，此蒸汽流经过热器时，进一步吸收烟气的热量而变为高温高压的过热蒸汽，然后经过主蒸汽管道进入汽轮机，进入汽轮机的蒸汽在喷管里膨胀而高速冲动汽轮机的转子转动，将热能转换成机械能。汽轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。汽轮机内做功后的蒸汽在冷凝气中被冷却凝结成水。凝结水经除氧器除氧，再经加热器加热后，用给水泵重新送入省煤器预热。上述过程循环往复，周而复始，发电厂便连续不断地生产着电能。
火力发电厂的主要系统包括锅炉的熔烧系统，汽轮机的汽水系统，发电机及其电气系统。从能量转换的观点来看，在锅炉内燃料的化学能转变成了蒸汽的热能；在汽轮机内蒸汽的热能转变为轴的旋转运动的机械能；在发电机内机械能转变成了电能。发电厂的电气系统包括电气一次回路部分与电气二次回路部分。发电厂电气一次接线指的是对用户供电的电路部分。其中，对外供电（或由外部受电）的部分称为电气主接线。为了保证发电厂、变电站的生产和工作人员的生活，对内供电的部分称为厂用电接线。为了保证一次接线安全、可靠、优质、经济地运行，对一次接线中的设备实施测量、信号、控制、调节的电路部分称为二次接线。
二次系统中，测量功能包括显示、打印、记录电压、电流、功率及电度等运
行量。信号功能指的是用文字、声音和灯光等显示接线及设备的状态：正常、异常或事故。控制指的是对断路器实施跳闸和合闸操作，可以由运行人员手动也可以自动。检查一次接线是否发生事故，当其发生事故时，自动实施切除事故相关部分的控制系统称为继电保护系统。自动重合闸、备用电源自动投入、发电机自动同期并列装置属于自动合闸的控制装置。电力系统的调节主要包括发电机组的有功——功率调节、无功——电压调节、有载调压变压器分接头的自动调节以及无功补偿、谐波补偿等补偿设备的自动调节。
在一次接线中，将通过同一电流的电路部分称为一条支路，每条支路以其主
要元件命名，例如：发电机支路、变压器支路、出线支路等。
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