火力发电厂电气部分设计毕业论文Word文件下载.docx
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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。
随着我国电力工业的技术水平和管理水平不断提高，现在已有许多电厂实现了集中控制和采用计算机监控．电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。
随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。
火力发电厂是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑。
电力工业的发展,单机容量的增大、总容量在百万千瓦以上火电厂的建立促使火电厂建筑结构和设计不断地改进和发展。
2
电气主接线设计
2.1
原始资料
设计电厂总容量2×
50+2×
300=700MW。
当本厂投产后，将占系统总容量为700/（3500+700）×
100%=16.7%>
15%，超过了电力系统的检修备用容量和事故备用容量，说明该电厂在未来供电系统中的地位和作用很重要，而且Tmax=6500h/a>
5000h/a，又为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该电厂主接线的设计务必着重考虑其可靠性。
从负荷特点及电压等级可知，它具有10.5kV，220kV，330kV三级电压负荷。
10.5kV容量不大，为地方负荷。
330kV与系统有4回馈线，备用线1回，呈强联系形式，并接受本厂剩余功率，最大可能接受本厂送出电力为700-15-200-700×
6%=443MW，最小可能接受本厂送出电力为700-20-250-700×
6%=388MW，可见，该厂330kV接线对可靠性要求很高，采用3/2接线形式。
220kV架空线出线6回，为提高其供电的可靠性，采用双母线带旁路母线的接线形式。
10.5kV电压级共有10回电缆出线，其电压恰与发电机端电压相符，采用直馈线为宜。
2.2
主接线方案的拟定
在对原始资料分析的基础上，结合对电气接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。
在满足技术，积极政策的前提下，力争使其技术先进，供电安全可靠、经济合理的主接线方案。
发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应保证其满发，满供，不积压发电能力。
同时尽可能减少传输能量过程中的损失，以保证供电的连续性，因而根据对原始资料的分析，现将主接线方案拟订如下：
（1）10.5kV：
鉴于出线回路多，且发电机单机容量为50MW，远大于有关设计规程对选用单母线分段接线不得超过24MW的规定，应确定为双母线分段接线形式，两台50MW机组分别接在两段母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压220kV。
由于50MW机组均接于10.5kV母线上，可选择轻型设备，在分段处加装母线电抗器，各条电缆出线上装出线电抗器。
（2）220kV：
出线6回，采用双母线带旁路接线形式。
进线从10.5kV侧送来剩余容量2×
50-[（700×
6%）+20]=38MW，不能满足220kV最大及最小负荷的要求。
为此以一台300MW机组按发电机一变压器单元接线形式接至220kV母线上，其剩余容量或机组检修时不足容量由联络变压器与330kV接线相连，相互交换功率。
（3）330kV：
出线4回，为使出线断路器检修期间不停电，采用3/2接线，。
其进线一路通过联络变压器与220kV连接，另一路为一台300MW机组与变压器组成单元接线，直接接入330kV，将功率送往电力系统。
据以上分析，接线形式如下：
电气主接线图
2.3
主接线方案的评定
该电气主接线的设计始终遵循了可靠性、灵活性、经济性的要求。
在确保可靠性、灵活性的同时，兼顾了经济性。
在可靠性方面该主接线简单清晰，设备少，无论检修母线或设备故障检修，均不致造成全厂停电，每一种电压级中均有两台变压器联系，保证
在变压器检修或故障时，不致使各级电压解列。
机组的配置也比较合理，使传递能量在变压器中损耗最小。
在灵活性方面，运行方式较简单，调度灵活性好，各种电压级接线都便于扩建和发展。
在经济性方面，投资小，占地面积少，采用了单元接线及封闭母线，从而避免了选择大容量出口断路器，节省了投资，有很大的经济性。
通过以上分析，该主接线方案对所设计的这一火电厂而言，是比较合理的，可以采纳
2.4
发电机及变压器的选择
1、发电机的选择：
查《电气设备运行及事故处理》两台50MW发电机选用QFS-50-2汽轮发电机，两台300MW汽轮发电机选用QFS-300-2型汽轮发电机。
2、变压器的选择：
根据本设计具体情况，应该选择2台双绕组变压器，2台三绕组变压器，
本设计中的主变选择如下：
2台双绕组变压器容量确定公式：
（MVA）
查《电气设备运行及事故处理》，选定变压器的容量为360MVA。
根据实际要求，联络变压器的容量选取和主变一样
3.
现将发电机和变压器的选择结果列表如下，以供查询：
（1）发电机具体参数如表2-1:
表2-1
发电机技术参数
型号
额定
功率/MW
电压/kV
电流/A
功率因数
电抗（标幺值）
发电机
QFS-50-2
50
10.5
3437
0.8
0.1953
QFS-300-2
300
18
11321
0.85
0.167
（2）330kv双绕组为SFP-7-360000/330型。
主要技术参数如表2-2：
表2-2
技术参数
额定容量（kVA）
连接组别
额定电压（kV）
空载损耗（kW）
阻抗电压（%）
360000
高压：
345±
2×
2.5%
低压：
140
14
（3）
220kv双绕组为SFP-7-360000/220型。
主要技术参数如表2-3：
表2-3
242±
155
15
（4）
联络变压器选取SSPSO-360000/330型。
主要技术参数如表2-4：
表2-4
容量比/MVA
100/100/20
363±
5%
中压：
242
207
高-中：
7.5
高-低：
77.5
中-低：
66.7
4.
10kV侧三绕组变压器选取OSFPS－240000/330型。
主要技术参数如表2-5：
表2-5
240000
100/100/50
1%
73.5
8.64
94.2
78.5
3
短路电流计算
3.1
概述
电力系统中，常见的短路故障有三相对称短路、两相短路和单相接地短路。
其中三相短路电流的计算是为了选择和校验QF、QS、母线等电气设备，两相短路电流用于整定继电保护装置。
短路发生后，短路电流的值是变化的，变化的情况决定于系统电源容量的大小、短路点离电源的远近以及系统内发电机是否带有电压自动调整装置等因素。
按短路电流的变化情况，通常把电力系统分为无限容量系统和有限容量系统。
无限容量系统短路电流的计算，采用短路回路总阻抗法计算；
有限容量系统短路电流的计算采用运算曲线法，这中间要用到网络的等效变换。
本次设计中，短路电流的计算就涉及到这两个方面的内容。
3.2
系统电气设备电抗标幺值计算
系统基准值100MVA，基准电压=
1、发电机电抗标幺值的计算
发电机，：
=0.1953
发电机：
=0.191
2、变压器电抗标幺值的计算
330kV主变压器：
220kV主变压器:
10kV侧三绕组变压器T：
=
=
母线电抗器电抗标幺值的计算：
发电机G1（或G2）的额定电流ING＝＝3.347kA。
母线电抗器一般取发电机额定电流的5％～8％，照此标准选电抗器NKL-10-400-5型，额定电流＝0.4kA，＝10kV，电抗百分比数＝5，由此得电抗标么值为：
系统归算到330kV侧的电抗标么值：
3.3
用于校验设备的最大三相对称短路电流的计算。
本设计中，短路计算采用近似方法计算。
即发电机和系统的次暂态电势=1。
图3-1
全系统图的等值电路
3.3.1
10.5kV侧短路计算
k1点发生短路，其等值电路图如下：
Y—△
△－Y
短路等值阻抗
短路电流周期分量有效值
最大有效值
冲击电流
短路功率
3.3.2
220kV侧短路计算
（1）
220kV母线（k2点）发生短路，其等值电路图如下：
短路等值阻抗
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