1、 目 录第一章 电气主接线设计第一节 主接线概述第二节 主接线的基本要求第三节 电气主接线设计的原则第四节 方案的提出第五节 可靠性计算第二章 厂用电接线及设计第一节 厂用电概述第二节 厂用负荷分类第三节 厂用电接线的设计原则和接线形式第四节 厂用电设备的选择第三章 短路电流计算第一节 概述第二节 短路电流计算第四章 电气设备选择 第一节 概述第二节 电气设备选择的原理与方式第三节 高压断路器选择与校验第四节 高压断路器选择与校验第五节 互感器的选择第六节 互感器在主接线中配置原则第五章 配电装置设计第一节 概述第二节 配电装置的类型及应用第三节 配电装置的设计原则及步骤第四节 屋内配电装置第
2、五节 屋外配电装置第六节 成套配电装置第六章 发电机、变压器继电保护第一节 发电机的保护第二节 变压器的保护第三节 发电机变压器组公用母线保护第七章 微机保护及计算机监控系统第一节 概述第八章 发电机定子绕组匝间短路保护第一节 专题小结参考文献致谢附录摘 要本次设计根据毕业设计任务书及有关的设计规程、规范和标准，对某地区 4300mw 大型火力发电厂的一、二次主系统进行了设计。发电厂是电力系统的重要组成部分，它直接影响着电力系统的安全与经济运行，因此，对其电气主接线的可靠性的要求更高。设计中，在方案必须满足供点可靠 ，技术先进，经济合理的前提下对发电机主线进行了详细的技术机警比较和可靠性论证。
3、同时，对于电力系统的短路电流计算，高压电气设备的选择，相应的继电保护及其自动装置等问题也做了相关的论述。其中匝间短路是发电机的一种严重故障。因此本专题对定子绕组匝间短路保护做了详细介绍。AbstractThis graduation design task is to design the first main primary system and the secondary main primary system of electrical system of a 4X300MW district fire power plant.It is well known that the elec
4、tric power plant play the important role in the electrical system. Therefore, there are high demand on the reliability of the main electrical contact in the system.So there for the reliability of the main connection has a very high demand in the electrical system. According to the supply reliability
5、 developed technique and reasonable economy. We will discuss and prove the plans of the main connection with its economy and technique. Simultaneously, the questions and the suplly system of the factory short-circuit current calculation, the election of high voltage equipment, protection against and
6、 automatic equipment too. Which is a short circuit between the generators of a serious malfunction. Thus the topic of stator coils short circuit protection is discussed in detail. Keywords：generator stator winding inter-turn short circuit protection前 言在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中有着重要作用：它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展
7、，同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。一设计在工程建设中的作用设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性作用。设计是工程建设的灵魂。设计的基本任务是，在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做出切合实际、安全实用、技术先进、综合效益好的设计，有效的为电力建设服务。二设计工作应遵循的主要原则1遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家的经济建设方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。2要运用系统工程的方法从全局出发，正确处理中央与地方、工业与农业、城市与
8、乡镇、近期与远期、技改与新建、生产与生活、安全与经济等方面的关系。3要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质、要求，从实际情况出发，合理确定设计标准。4要实行资源的综合利用，节约能源、水源，保护环境，节约用地等。三设计的基本程序设计要执行国家规定的基本建设程序。工程进入施工阶段后，设计工作还要配合施工、参加工程管理、试运行和验收，最后进行总结，从而完成设计工作的全过程。第一章 电气主接线设计第一节 主接线概述电气主接线又称一次接线，它是发电厂、变电所、电力系统中传送电能的通路。主接线是发电厂、变电所电器部分的主体，其中包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、互感器、电抗器等主要设
9、备。他代表了发电厂电气部分主体结构，是电力系统网络结构的中药组成部分。它直接影响运行的可靠性、灵活性并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。第二节 主接线的基本要求对电气主接线的基本要求主要包括：可靠性、灵活性、经济性、扩建的可能性四个方面。 1运行的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。停电不仅使国民经济造成损失，而且对国民经济各个部门带来的损失更加严重，往往比少发电能的价值大几十倍，甚至导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城
10、市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，主接线的形式必须保证供电可靠。因事故被迫中断供电的机会越少，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高，分析和评估主接线可靠性通常应从以下几方面综合考虑：1）发电厂在电力系统中的地位和作用。2）发电厂的运行方式及负荷性质。3）发电厂接入电力系统的方式。4）设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。2调度的灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。具体包括以下几方面：1）操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不至在操作过程中出差错。2）调度的
11、灵活性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快地切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不至过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。3）扩建的方便性。对将来要扩建的发电厂和变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。尤其是火电厂，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑从初期接线过渡到最终接线的可能和分析阶段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，将来可顺利完成过渡方案的实施，使改造工作量最少。3运行的经济性在设计主接线时 ，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计时应在满足可
12、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方面考虑：1）节省一次投资。2）占地面积少。3）电能损耗少。4. 扩建的可能性根据电力系统发展需要，往往对已投产的发电厂或变电站进行扩建。尤其是火电厂，从发电机、变压器一直到馈线回路数均有可能扩建。所以，在设计主接线时应留有发挥扩建的余地，适应电力负荷增长的需要。第三节 电气主接线设计的原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针政策、技术规定、标准为准绳，结合工程设计情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行，维护方便，尽可能的地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可
13、靠、适用、经济、美观的原则。第四节 方案的提出据系统规划，本电厂建设规模为装机容量 4300MW，采用 500KV 电压等级向系统输送电力。共出线四回，本期工程出线二回至 A-S.预留两回备用。本次设计共拟定了两个方案：方案一：500KV 配电装置采用一台半断路器接线，每台机组以发电机-变压器组的形势接入 500KV 配电装置，各回路线路接入 500KV 配电装置的另一侧。四台机组和四回线路形成四个串的接线，每个串上有三台断路器（本期 500KV 配电装置建设两个全串和两个不完全串）方案二：500KV 配电装置采用双母线三分段接线，每台机组以发电机-变压器组的形式接入 500KV 配电装置，各
14、回路线路接入 500KV 配电装置的另一侧。四台机组和四回线路形成四进四出的双母线三分段接线（本期工程为四进二出） ，为检修运行方便，在其中一段母线上用刀闸进行分段。正常运行时，应尽量将四进四出共八个元件均分接在各段母线上。供电可靠性是对电气主接线的基本要求，下面就将各种故障情况下的停电范围对以上两个方案进行比较：表 1.1 一台半断路器接线故障及其停电范围运行情况 故障类别 停电回路(回) 停电百分比(%)母线侧断路器故障 1 12.5母线故障 0 0无设备检修中间断路器故障 2 12.5母线侧断路器故障 12 12.525母线故障 01 012.5有一台断路器检修中间断路器故障 2 25母
15、线侧断路器故障 2 25母线故障 0 0一组母线检修中间断路器故障 2 25图 1.1 一台半断路器主接线图表 1.2 双母线三分段接线及其故障停电范围运行情况 故障类别 停电回路(回) 停电百分比(%)出线断路器故障 1 12.5母线故障 24 2550无设备检修母联或分段断路器故障46 5075出线断路器故障 2 25母线故障 25 2562.5有一台断路器检修母联或分段断路器故障47 5087.5一组母线检修 出线断路器故障 1 12.5母线故障 26 2575母联或分段断路器故障48 50100图 1. 2 双母线三分段接线主接线图从以上分析可得出如下结论：(1)一台半断路器接线故障范
16、围最大的停电百分比是 25%，发生在一串的中间断路器故障时。(2)双母线三分段接线故障范围最大的停电百分比是 100%，发生在一段母线检修期间又发生母联断路器故障时。(3)二种主接线相比较，可明显看出，一台半断路器接线的可靠性优于双母线三分段接线。1两个方案的技术经济比较从上表可以看出，技术经济的各项指标中，第二方案具有明显的优越性。一台半断路器接线方案，每一个发变组单独接到 500KV 母线上，运行较为灵活，系统所需要的备用容量较少，并且该接线在国内发展较为成熟，有一定的运行基础。故方便适用。双母线三分段接线方案，该接线在国内陈旧的小型发电厂较为适用，尤其在220KV 以下的电压等级中，但是
17、其可靠性方面，还存在一些瑕疵。况且设备技术水平上，和一台半断路器相比有很大差距。综上所述，通过技术经济比较，一个半断路器接线明显优于双母线三分段接线，况且，一台半断路器接线逐渐成为未来 500KV 高电压等级接线的一种发展趋势。因此，本次工程设计采用一台半断路器接线。第五节 可靠性计算可靠性是指系统、设备在规定的条件下和预定的时间内，完成规定功能的概率。随着系统工程学的兴起，可靠性理论及其应用的速度发展，对大型发电厂的电器主接线设计时不能再只凭借设计和运行人员的经验判断，做出决策，必须用定量计算的方法、制订出能够反映其可靠性性能的指标，来衡量主接线完成功能或丧失功能的判断依据，使主接线的设计与
18、运行建立在更加科学的基础上。 一般设备或系统可分为不可修复和可修复两大类。如果设备或系统运行一段时间发生故障，经过修理就能恢复到原来的工作性能，该设备或系统就称为可修复设备或系统；否则，就称为不可修复设备或系统。电气主接线是由发电机、变压器、开关电器、母线等设备组成的系统，大部分元件是可修复的。所以，主接线属于可修复系统。对不可修复系统的可靠性指标通常采用可靠度。这是指设备或系统在预定的时间内，没有发生这一事件的概率。对可修复系统，由于它在故障后还可以通过修理，重新投入工作，所以除计及故障的概率外，还要计及故障后修复的概率和修复后继续工作的概率。因此，称可修复系统的可靠性指标为可靠度，即定义为
19、“可修复系统在长期运行时间中，处于和准备处于工作中的时间所占的比例” 。实际上仍是一个时间概率量。利用概率量来反映其可靠性，实际是根据各种可能性的均值和几率来对未来的随机事件进行预测，不可能用确切的量来表明。主接线的可靠性计算，须基于各设备元件的可靠性基础数据及采用合理的计算方法。作为设备可靠性的基础资料，如设备的故障率 （t） 、修复率（t） 、平均工作时间、平均停运时间以及检修时间和周期等都应来自长期运行实践资料的积累，且应符合生产设备的现状。所谓故障率，定义为单位时间（如一年）内设备发生故障而停运的次数。对于可修复设备，由于存在着状态转移特性，通常把设备由运行状态向停运状态的转移概率密度
20、称为故障率 （t） 。相反，将设备从停运状态经过修理后，转向运行状态的转移密度概率称为修复率 （t） ，也就是在单位时间内完成修理的瞬时概率。它表示着设备修复能力的指标，电气主接线包含着许多相互连接的设备元件，其可靠性分析比较复杂。只为确定主接线方案为目的而进行住接线可靠性计算时，目前广泛采用表格法。它计算简便直观，易于理解且适于发电厂的任何接线形式。逻辑表格法是以供电连续性作为系统可靠工作的依据。其基本思想是针对主接线具体接线，分析因故障或计划检修切除某一设备（回路）时，应当将哪些相邻设备断开，即所有可能故障或检修的设备（主要是断路器和母线）由于切除而对主接线的影响。对处于完好的，故障的以及
21、某设备检修时与另一设备故障相重叠等情况一一列举出来，分别计算其出现的概率，填入典型的表格中，然后根据全概率公式计算出某设备在一年内平均切除次数和停运时间的概率，从而表明其主接线的可靠性。用逻辑表格法计算主接线可靠性，应具备以下基本资料：(1)设备的故障率一般包括断路器故障 （f/a） 、母线故障率 w、变压器故障率 g、线路故障率 lf/a100km(指 100km 的线路在一年内发生故障的平均次数)等等。虽然在主接线中隔离开关数量较多，但均与断路器配套使用，且其故障比断路器小一个数量级，为简化可靠性计算工作量，常把隔离开关的故障率分别计入其相邻的断路器或母线中，不知影响可靠性计算的准确性。(
22、2)断路器故障停运时间 TQF(h)-指查明和排除一次故障所需的平均时间。(3)断路器大修周期 O（r/a）-指每台断路器每年的平均大修次数，其值随断路器类型及电压等级而异。(4)断路器大修时间 TQro(h)-指每台断路器每次大修所需的平均时间。(5)断路器小修时间 TQr(h)-指每台断路器每次小修次数所需的平均时间。(6)断路器小修周期 Q（r/a）-指每台断路器每年小修次数。(7)母线故障停运时间 TWf(h)-指母线因故障每次停运的平均时间。(8)母线检修周期 Wr（r/a）-指母线每年平均检修次数。(9)母线检修停运时间 TWr(h)-指母线每次检修平均时间。(10)故障查明时间
23、To(h)-每次查明故障所需的平均时间。(11)隔离开关分（合）闸时间 Tc(h)-指隔离开关操作一次分或合所需的时间。根据基础资料须进行以下辅助参数计算：(1)某台断路器故障率 Qi. 同类型断路器在配电装置中位置不同，所承担的任务和工作状态不同，相应故障率也不同，应给与分别处理。如从母线引出的馈线断路器的故障率可以用下式计算： LQi1式中 L线路长度；母线故障影响率，一般取 0.002-0.004f/a。对操作频繁的断路器需适当予以修正，如一台半断路器接线中，每串的中间断路器及母线中的母联断路器等，可以将上式 Q 修正为 2Q。必要时可调整 的取值。(2)某台断路器故障停运系数 .指某台
24、断路器一年中因故障而停运的时间KQFi占全年时间的百分数，即 %10876/TQFiiQFi式中 某断路器故障停运时间（h） 。TFi(3)某台断路器计划检修停运系数 KQri.指某台断路器一年中因大修与小修所花费的时间占全年时间的百分数，即KQri=oTQro+ QTQr(Q o)/ Q/8760100%.(4)母线故障停运系数 KWf 指母线一年中故障停运时间占全年时间的百分数，即KWf=wTwf/8760100%(5)母线计划检修停运系数 KWr 指母线一年中检修时间占全年时间的百分数，即KWr= WrTWr/8760100% (6)正常工作系数 Ko 指主接线中所有断路器与母线一年中处
25、于完好运行状态的时间占全年时间的百分数，即Ko=（1-KQfi-KQri-KWrm）100%式中 n断路器台数。M母线条数。在工程近似计算中，上式括号内第四、五（或第二项） ，由于数值较小可以略去不计。(7)故障时隔离开关切换操作时间 T 指断路器或母线发生故障时，从查明原因到倒闸操作完毕，使线路恢复供电所需要的时间。它应有两部分组成，即T=To+Tc式中 n需要操作的隔离开关台数。(8)一台断路器检修期间，另一元件（断路器或母线）故障，引起对应线路被迫停运的时间 Tr1f2.设元件 1 检修时间为 T*1,元件 2 故障时间 Tf2.若元件 1 检修和元件 2 故障相重叠，导致对应线路被迫停
26、运。此时，可能有两种情况：第一种情况，Tr1Tf2,如图所示。对应线路的被迫停运，将随检修结果而告终。由于故障的发生是随机的，可以认为均匀地分布于 Tr1 之间，故对应线路被迫停运时间取其平均值为：Tr1f2=1/2 Tr1图 1.3 元件 1 检修与元件 2 故障重叠的停运时间直方图第二种情况，当 Tr1Tf2，如图所示，这也是实际工程上最常见的情况。若元件 2 故障发生在（Tr1-Tf2）范围内，则同时停电将等于故障元件 2 的恢复时间；若故障发生在 Tr1 的末尾部分，则同时停电将随检修完毕而结束，其平均停电时间为 1/2 Tf2。那么，故障发生在（Tr1-Tf2）和 Tf2 的概率，分
27、别为 Tr1-Tf2/ Tr1 和 Tf2/ Tr1，按互斥事件的概率运算法则，可求得同时停电平均时间为：Tr1f2= Tf2（Tr1-Tf2/ Tr1）+（1/2 Tf2Tf2/ Tr1）= Tf2- Tf2Tf2/2 Tr1图 1.4 元件 1 检修与元件 2 故障重叠的停运时间直方图式中 Tr1检修元件的停运时间（TQr 或 TQro、TWr） Tf2故障元件的停运时间（TQf 或 TWf） 。若 Tf2Tr1,则 Tr1f2= Tf2。(9)一母线检修期间，另一元件（断路器或母线）故障，引起相应线路被迫停运的时间 TWr1f2,即TWr1f2=1/2TWr(10)一元件检修，另一元件故
28、障时，引起相应元件被迫停运的概率，即r1f2=Kr1f2式中 Kr1检修元件的停运系数（KQr1 或 KWrm） f2故障元件的故障率（q1 或 w）(11)全部元件正常时，某元件故障引起相应元件被迫停运的概率，即切除频次：rof2=Kof2用类似方法可分别求得发电机、变压器、线路以及检修与故障重叠等状态下辅助参数的计算公式。可用概率计算求取电气主接线的以下可靠性指标。(1)各回路故障率。它表明在各种工况下（运行和检修）出现该回路被切除停运的总概率，其值应为出现该回路停运的各种概率之和。如以某出线为例：l=r1f2+ rof2(2)各回路故障停运时间。它表明在各种工况下，各回路被切除停运的总时
29、间，即凡属影响该回路的停运概率乘以相应时间之总和，仍以出线为例：TL=r1f2TQi+rof2TQi式中 TQi为相对应的停运时间（Tr1f2、TWrmf2 等） 。由于 500KV 电压等级高、容量大、可靠性要求较高，因此，需要对两种方案进行可靠性计算。500KV 侧采用 SF6 断路器，输电线长度取 L=1500km，设备原始数据：断路器故障率： q=0.014f/a.母 线故障率： w=0.1f/a.线 路故障率： l=0.01f/a.断路器大修周期： q=0.2r/a断路器小修周期： p=1r/a断路器故障运行时间：Tqf=60h.断路器大修时间： Tqr=500h.断路器小修时间：
30、Tpr=90h.故障查明时间： Tg=0.3h.隔离开关分合闸时间：Tf=0.1h.母线故障停运时间： Twf=8h.母线检修周期： w=1r/a.母线检修停运时间： Twr=6h.1.先求辅助系数(1)断路器故障率 Qi由 ，对断路器分别进行计算，其中对母联断路器及一串LQi1中的中间断路器 Qi 修正为 2Qi。表 1.3 一台半断路器接线中断路器故障率断路器编号线路长度L(km)自身故障率Qi(f/a)线路故障率lL(f/a)/100母线影响率(f/a)某台断路器故障率 Qi(f/a)Q1 150 0.014 0.015 0.004 0.033Q2 150 0.014 0.015 0.0
31、04 0.033Q3 150 0.014 0.015 0.004 0.033Q4 150 0.014 0.015 0.004 0.033Q5 150 0.028 0.015 0.004 0.047Q6 150 0.028 0.015 0.004 0.047Q7 150 0.028 0.015 0.004 0.047Q8 150 0.028 0.015 0.004 0.047Q9 0 0 0 0.004 0.018Q10 0 0.014 0 0.004 0.018Q11 0 0.014 0 0.004 0.018Q12 0 0.014 0 0.004 0.018表 1.4 双母线三分段接线断路器
32、的故障率断路器编号 线路长度L(km)自身故障率Qi(f/a)线路故障率lL(f/a)/100母线影响率(f/a)某台断路器故障率 Qi(f/a)Q1 0 0.014 0 0.004 0.016Q2 0 0.014 0 0.004 0.016Q3 0 0.014 0 0.004 0.016Q4 0 0.014 0 0.004 0.016Q5 150 0.014 0.015 0.004 0.031Q6 150 0.014 0.015 0.004 0.031Q7 150 0.014 0.015 0.004 0.031Q8 150 0.014 0.015 0.004 0.031Q9 0 0.028
33、0 0.004 0.032Q10 0 0.028 0 0.004 0.032Q11 0 0.028 0 0.004 0.032(2)某台断路器故障停运系数1)一台半断路器接线 %10876/TKQFiiQFi=0.03360/8760=0.0002260 ；1=0.0002260 ；QF2=0.0002260 ；3=0.0002260 ；QF4=0.0003219；K5=0.0003219 ；QF6=0.0003219 ；7=0.0003219 ；QF8=0.0001233 ；9=0.0001233 ；KQF10=0.0001233 ；=0.0001233 ；QF122)双母线三分段接线=0.
34、0001096 ；KQF1=0.0001096 ；KQF2=0.0001096 ；3=0.0001096 ；QF4=0.0002123 ；5=0.0002123 ；QF6=0.0002123 ；K7=0.0002123 ；QF8=0.0002192 ；9=0.0002192 ；QF10=0.0002192 ；(3)断路器计划检修停运系数KQri=oTQro+ QTQr(Q o)/ Q/8760100%.=0.2500+190(1-0.2)/8760=0.0196(4)母线故障停运系数KWf=wTwf/8760100%.=0.18/8760 =0.0000913(5)母线计划检修停运系数KWr
35、=WrTWr/8760100%=16/8760 =0.0006849(6)正常工作系数1)一台半断路器接线Ko=（1-KQfi-KQri-KWrm）100%=0.764132)双母线三分段接线Ko=（1-KQfi-KQri-KWrm）100%=0.78245(7)一台半断路器检修期间，另一台故障停运，引起相对应的线路被迫停运时间。分别计算断路器和母线的故障率1)断路器故障Tr1f2=Tf2-Tf2 /(2Tr1)2=60-60 /(2500)2=56.4(h)2)母线故障Tr1wf=Twf-Twf /(2Tr1)2(8)一母线检修期间，另一元件故障，引起对应线路被迫停运时间，分别计算断路器和母
36、线的故障: 1)断路器故障Twr1f2= Twr= 6=3(h)212)母线故障Twr1wf= Twr= 6=3(h)21(9)断路器或其它元件故障，引起对应元件被迫停运时间，即对应元件经切换的恢复时间：T=To+nTc=0.3+n0.1式中，n 视隔离开关需切换台数而定。(10)全部元件正常时，某断路器或母线故障的停运频次由式：rof2=Kof2 得到。(11)断路器检修时，另一断路器或母线故障的停运频次由式：r1f2=Kr1f2 得到。两方案可靠性计算结果分析与比较（1）各回路每年停运频次及停运时间。见下表：表 1.4 停运频次及时间表停运频次(f/a)停运频次比值每年停运时间停运时间比值
37、停运元件I II III I II IIIL1 0.3105 0.08273 3.753 2.50932 0.14321 17.522L2 0.3105 0.08079 3.843 2.50932 0.14270 17.584L3 0.3348 0.08208 4.079 2.58640 0.14334 18.043L4 0.3348 0.08273 4.047 2.58640 0.14367 18.002T1 0.3105 0.06781 4.579 1.73929 0.12341 14.093T2 0.3105 0.06943 4.472 1.73929 0.12425 13.998T3
38、0.3348 0.06858 4.882 1.79940 0.12381 14.534T4 0.3348 0.06758 4.955 1.79941 0.12330 14.593元件停运频次相比：双母线三分段接线相应比一台半断路器接线要高3.7534.955 倍。元件每年停运时间相比：双母线三分段接线相应比一台半断路器接线要高13.98818.043 倍。 注： I 为双母线三分段接线；II 为一台半断路器接线；(2)不同元件发生停运频次。见下表：表 1.5 各元件停运频次表停运频次(f/a)停运元件数量I II一元件 0.602822二元件 0.149083四元件 0.524987五元件 0
39、.0452368全部元件 0.0313558由上表分析可知：方案 I：一台半断路器接线不会发生四元件及以上同时停运的情况。方案 II：双母线三分段接线在相同条件下，有可能发生四元件及以上停运的情况。甚至出现全场停电。总结：通过逻辑表格法度两方案进行分析与比较，可以明显得出一台半断路器接线可靠性优于双母线三分段接线。故该厂主接线选用一台半断路器接线。第二章 厂用电接线及设计第一节 概述发电厂在启动、运转、停投、检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明用电
40、等设备都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。厂用电的可靠性，对电力系统的安全运行非常重要。随着超临界参数大容量机组、双水内冷发电机冷却方式、计算机实时控制的采用以及核电厂的出现，对厂用电的可靠性提出了更高的要求。提高厂用电的可靠性，目的是使电厂长期无故障运行，不致因厂用电局部故障而被迫停机。为此必须认真考虑合理厂用供电电源的取得方式，工作电源和接线方式；此外，还应配备完善的继电保护与自动装置，合理配置厂用机械，并正确选择电动机类型、容量和台数；在运行中须对厂用机械进行正确维护和科学管理。厂用电的电量，大部分由发电机本身供给。其耗电量与电厂类型、机械化和自动化程度、燃料种类及其燃烧方式、蒸汽
41、参数等因素有关。厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。厂用电率是发电厂运行的主要经济指标之一。一般凝汽式火电厂的厂用电率为 5%8%,本次设计的 N-Y 火电厂厂用电率为 5.7%。热电厂为 8%13%。水电厂为 0.5%1.0%。降低厂用电率不仅能降低发电成本，同时也相应地增大了对电力系统的输送电量。第二节 厂用负荷分类厂用电负荷，根据其用电设备在生产过程中的作用和突然中断供电所造成的危害程度，按其重要性可分为四类：(1)I 类厂用负荷凡属于短时(手动切换恢复供电所需要的时间)停电会造成主辅设备损坏、危及人身安全、主机停运及影响大量出力的厂用负荷，都属于 I 类负荷。如火电厂
42、的给水泵、凝结水泵、引风机、给粉机等。通常它们都有两套设备互为备用，分别接到有两个独立电源的母线上，当一个电源断电后，另一个电源就立即自动投入。(2)II 类厂用负荷允许短时停电(几秒钟至几分钟),恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷，均属于 II 类厂用负荷。如火电厂的工业水泵、疏水泵、输煤设备和化学水处理设备等，以及水电厂中大部分厂用电动机。一般它们均由两段母线供电，并采用手动切换。(3)III 类厂用负荷较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上不方便的厂用负荷，都属于 III 类厂用负荷。如试验室、修配厂、油处理室等。通常它们由一个电源供电，但在大型发电厂，也采用两回路供电。N-Y
43、 发电厂就采用这种形式。(4)事故保安负荷在该厂 300MW 机组中，自动化程度较高，要求在事故停机过程中及停机后的一段时间内，仍必须供电，否则可能引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷，称为事故保安负荷。按对电源要求的不同它又可分为：直流保安负荷，如发电机的直流润滑油泵、事故氢密封油泵等；交流保安负荷，如盘车电动机、交流润滑油泵、消防水泵等。为满足事故保安负荷的供电要求，对大容量机组应设置事故保安电源。通常，由蓄电池组、柴油发电机组、燃汽轮机组或可靠的外部独立电源作为事故保安负荷的备用电源。(5)不间断供电负荷在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中，甚至在停机后的一段时间
44、内，需要连续供电并具有恒压特性的负荷，称为不间断供电负荷。如实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装置等。不间断供电电源一般采用由蓄电池供电的电动发电机组或配备数控的静态逆变装置。第三节 厂用电接线的设计原则和接线形式1对厂用电的基本要求厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证机组安全、经济地运行。厂用电接线应满足以下要求：(1)各机组的厂用电系统应是独立的。该厂为 300MW 的机组，应该做到这一点。在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并要求受厂用电故
45、障影响而停运的机组应能在短期内恢复运行。(2)全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。在厂用电接线中，不应存在可能导致切断多于一个单元机组的故障点，更不应存在导致全厂停电的可能性，应尽量缩小故障影响范围。(3)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动(备用)电源能在短时内投入。(4)充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。(5)300MW 机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。另外，还要设计符合电能质量指标的交流不间断电源，以保证不允许间断供电的热工保护和计算机等负荷的用电。2厂用电接线的设计原则厂用电接线的设计原则与主接线的设计原则基本相同，主要有：厂用电接线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行；接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的需要；厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单；设计时
