摘要
本设计分析阐述了热电厂的发电原理、电能生产过程、电气系统及其设备组成。从合理性、可靠性、经济性等方面，研究比较了中型热电厂电气主接线的几种形式，及开关站的主接线形式。根据电路原理、电阻等效变换原理及短路电流的计算公式等，计算了主母线、厂用母线、发电机出口端、变压器低压侧与高压侧端的短路电流，并利用计算结果确定了汽轮发电机、主变压器、厂用变压器、断路器、隔离开关、母线、避雷器的类型及型号。根据容量补偿的计算公式，确定线路的补偿容量，且选择并联电容器组作为无功补偿设备。设计了110kV开关站的电气接线，设备布置图，并利用原始数据选择了高压断路器、高压隔离开关等电气设备。分析了电流互感器、电压互感器的工作原理、使用条件和作用，并利用这些电气元件各自保护的范围，设计组成了发电厂供电部分的继电保护系统，及开关站的继电保护系统。设置选择了发电厂相关的接地装置、避雷装置及电源自动投切装置。最后，附有自备热电厂的电气系统主接线图及厂用设备布置图。
关键词：汽轮发电机；电力变压器；高压断路器；主接线；热效应
目 录
1绪论…………………………………………………………………5
1.1 题目研究的目的意义…………………………………………5
1.2发电厂电气设备的发展趋势…………………………………5
1.3设计研究的内容………………………………………………6
1.4设计要求及技术指标…………………………………………6
2发电厂概论……………………………………………………7
2.1火电厂的电能生产过程………………………………………7
2.1.1燃烧系统…………………………………………………8
2.1.2汽水系统…………………………………………………10
2.1.3电气系统…………………………………………………11
3发电厂电气主接线的设计…………………………………………12
3.1电气主接线设计的原则和要求………………………………12
3.2主接线的基本接线形式………………………………………13
3.3发电厂电气主接线的确定……………………………………13
4汽轮发电机和电力变压器的选择…………………………………13
4.1汽轮发电机的选择……………………………………………13
4.1.1汽轮机的热力特性与热力系统…………………………14
4.1.2汽轮发电机的冷却方式…………………………………15
4.1.3直流励磁机的选择………………………………………15
4.2电力变压器的选择……………………………………………17
4.2.1主变压器的选择……………………………………………18
4.2.2厂用变压器的选择…………………………………………18
5短路电流的计算……………………………………………………18
5.1短路电流计算的目的、条件和步骤…………………………18
5.1.1短路电流计算的目的……………………………………18
5.1.2短路电流计算的假定条件………………………………19
5.1.3短路电流的计算步骤……………………………………19
5.2短路电流计算…………………………………………………20
5.2.1各短路点短路电流计算 ………………………………20
5.2.2各短路点热效应计算……………………………………24
6发电厂电气设备的选择与校验 …………………………………28
6.1高压开关设备的选择及校验…………………………………28
6.1.1高压断路器的选择及校验………………………………29
6.1.2高压隔离开关的选择和校验……………………………31
6.1.3高压熔断器的选择和校验 ……………………………32
6.1.4接地开关的选择…………………………………………32
6.2电流、电压互感器的选择与校验 …………………………33
6.2.1电流互感器的选择 ……………………………………34
6.2.2电压互感器的选择 ……………………………………34
6.3避雷器的选择 ………………………………………………35
6.4电抗器的选择 ………………………………………………35
6.5导线的选择与校验 …………………………………………36
6.5.1导体选择及校验依据 …………………………………36
6.5.2母线的选择 ……………………………………………36
7无功补偿和补偿设备的选择……………………………………39
7.1补偿容量的计算 ……………………………………………39
7.2补偿设备的选择 ……………………………………………40
8 110kV开关站的设计 ……………………………………………40
8.1 110kV开关站二次回路方案设计……………………………41
8.2单回110kV开关站接线图……………………………………41
8.3 110KV配电装置的基本形式及各自的特点…………………42
8.3.1配电装置的基本形式 …………………………………42
8.3.2屋外配电装置的特点 …………………………………42
8.4 高压配电装置的布置………………………………………42
9设计结论 …………………………………………………………43
谢辞 …………………………………………………………………44
参考文献 ……………………………………………………………45
