MW机组火力发电厂升压站初步设计.doc

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摘要

火力发电厂是电力系统的重要组成部分，也直接影响整个电力系统的安全与运行。

发电厂升压站系统的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。

因此，发电厂升压站系统的设计是否合理，对保证连续供电乃至发电厂和电力系统的安全经济运行至关重要。

本设计结合国电哈密发电厂2×600MW超临界空冷机组工程的实际情况，主要阐述全论文说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据。

变压器的选择包括：

发电厂主变压器、高压备用变压器及高压厂用变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合本厂要求的主接线。

短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、以及各短路点的计算等知识；高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压开关柜的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍。

发电厂和变电所的防雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计。

此外，在论文适当的位置还附加了图纸及表格以方便阅读、理解和应用。

通过对电气主接线的设计、厂用电的设计和计算、短路电流的计算、电气设备的选择和校验以及配电装置的设计，简要完成了2×600MW超临界空冷机组的电气升压站的初步设计。

关键词：

火力发电厂；电气一次部分；短路电流；电气设备。

Abstract

Thermalpowerplantisanimportantpartofthepowersystem,andalsoaffectthewholepowersystemsecurityandoperation.Thedesignofpowerplantauxiliarypowersystemisanessentialprojectintheelectricpowerindustryconstruction.Therefore,whetherthedesignofpowerplantauxiliarypowersystemisreasonable,isveryimportanttoensurethatloadofplantsupplyelectricpowercontinuously,eventhesafeandeconomicoperationofthePowerPlantandthePowerSystem.

Thisdesignisbasedontheactualsituationof2*600MWsuperaircoolingunitsofhamipowerplant,andmainlyexpoundsthebasicrequirementsandprincipleoftheselectionofvariousequipment..Theselectionofthetransformerareasfollows:

thepowerofmaintransformer,highvoltagestand-bytransformerandhighvoltageplantdeterminationofmaintechnicaldataofthetransformerunits,capacity,model;themainelectricalwiringmainlyintroducesthemainelectricalconnectionoftheimportance,designbasis,basicrequirements,variouslinesoftheformofadvantagesanddisadvantagesandthecomparisonandselectionofmainwiring,andtodevelopthesuitableforthefactorymainwiring.Short-circuitcurrentcalculationisthemostimportantlink,thispaperdetailedintroducestheshort-circuitcurrentcalculation,assumedconditions,generalprovisions,thecomponentparametercalculation,andtheshort-circuitcalculationofknowledge;selectionofhighvoltageelectricalequipmentincludingbus,highvoltagecircuitbreaker,isolatingleaveoff,currenttransformer,voltagetransformer,highvoltageswitchcabinetselectionprinciplesandrequirements,andtheequipmentforverificationandproductionareintroducedinthispaper.Lightningprotectionforpowerplantandsubstationismainlyforthedesignoflightningrodandarrest.Inaddition,theappropriatelocationofthepaperisalsoattachedtothedrawingsandformstofacilitatereading,understandingandapplication.

Throughdesignandcomputationofthemainelectricalwiringandtheauxiliarypowersystem,short-circuitcurrentcomputation,electricalequipmentchoiceandverificationaswellaspowerdistributionequipment,thisarticlebrieflycompleted2×600MWsuperair-coolingunitselectricalpartialdesigns．

KeyWordsPowersystem，Theshort-currentcalculation，TheElectricalequipmentchoice，Bus，Highvoltagecircuitbreaker

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

1主变压器的选择 1

1.1型式和结构的选择 1

1.2绕组数与结构 1

1.3绕组接线组别 1

1.4调压方式 2

1.5冷却方法 2

1.6容量和台数的确定 2

1.7无功补偿装置的确定 3

22×600MW机组电气主接线设计 5

2.1电气主接线概述 5

2.2600MW机组电气主接线基本接线形式 5

2.3电气主接线形式的确定 8

32×600MW机组厂用电设计 10

3.1厂用电概述及设计原则 10

3.2厂用电的电压等级确定 11

3.3厂用电源及其引接方式 11

3.4厂用电接线设计 13

3.5厂用负荷计算 14

3.6厂用变压器的选择 15

4最大持续工作电流及短路计算 17

4.1各回路最大持续工作电流 17

4.2短路电流计算的主要目的 17

4.3一般规定 17

4.4短路电流计算步骤 18

4.5计算公式 19

4.6短路电流计算 21

5电气设备和导体的选择 31

5.1电气设备选择的一般原则 31

5.2500kV高压设备的选择 32

5.310KV高压开关柜的选择 35

5.4裸导体的选择 36

5.5电气设备和导体的选择计算 38

6继电保护和自动装置配置 44

6.1继电保护配置 44

2）零序电流保护 46

5）后备保护：

复合电压过电流保护 48

6.2自动装置配置 51

7防雷保护设计 52

7.1雷害来源 52

7.2直击雷的防护 52

7.3入浸雷的防护 53

7.4防雷接地 54

7.5防雷保护设计计算 54

总结 57

致谢 58

参考文献 59

附录 60

主变压器的选择

1主变压器的选择

1.1型式和结构的选择

主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。

由于大型变压器随着容量的增大，尺寸和重量也增大。

所以当发电厂与系统连接的电压等级为500kV时，600MW机组单元连接的主变压器综合考虑运输和制造条件，经技术经济比较，可采用单相组成的三相变压器。

采用单相变压器时,由于备用单相变压器一次性投资大,利用率不高,故应综合考虑系统要求、设备质量以及按变压器故障率引起的停电损失费用等因素，确定是否装设备用单相变压器。

若确需装设，可按地区（运输条件允许）或同一电厂2～3组的单相变压器（容量、变比与阻抗均相同），合设一台备用单相变压器考虑。

1.2绕组数与结构

电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。

容量为200MW以上大机组都采用与双绕组变压器成单元接线，而不于三绕组变压器组成单元接线。

这是由于机组容量大，其额定电流及短路电流都很大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高，所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，而封闭母线回路中一般不装高断路器和隔离开关。

1.3绕组接线组别

变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。

电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。

而在发电厂中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，主变压器接线组别一般都选用YN，d11常规接线。

全星形接线变压器用于中性点不接地系统时，3次谐波无通路，将引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。

在我国，全星形接线变压器均为自耦变压器，电压变比多为220/110/35、330/220/35、330/110/35、500/220/110kV，由于500、330、220、110kV均系中性点直接接地系统，系统的零序阻抗较小，所以自耦变压器设置三角形绕组用以对线路3次谐波的分流作用已显得不十分必要。

1.4调压方式

调压是通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压的调整。

切换方式有两种：

一种是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达，但结构复杂、价格昂贵。

1.5冷却方法

电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。

大容量变压器一般采用强迫油循环风