MW火电厂电气部分毕业设计.doc

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2×300MW火电厂电气部分毕业设计

摘要

随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。

电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。

电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。

而火力发电是电力工业发展中的主力军，截止2006年底，火电发电量达到48405万千瓦，越占总容量77.82%。

由此可见，火力电能在我国这个发展中国家的国民经济中的重要性。

该设计主要从理论上在电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择、配电装置的布局、防雷设计、发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与火力发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证火电厂实际设计的合理性与经济性。

采用软件绘制了大量电气图和查阅相关书籍，进一步完善了设计。

关键词：

主接线设计；短路电流；配电装置；电气设备选择；继电保护

Abstract

Withthedevelopingofeconomyinourcountry,weneedmoreandmoreElectricityenergy.TheElectricityisthemostimportantenergyofeconomicdevelopmentwhichcanbeconvenientlyandefficientlyconvertedintootherformsofenergy.TheElectricityindustryasaadvancedproducedenergy.Itisthemostimportantbasicenergyindustry.AndthethermoelectricityisthemainenergyintheElectricityindustry.Untiltheendof2006,powerElectricityproduceis48405kilowatt,occupied77.82percentintheentirecapacity.Sothermoelectricityenergyplaysanimportantroleinourcountrywhichisadevelopingcountry.

Inthisdesign,Iwillmainlydiscussmainelectricconnectiondesign,shortcircuitaccount,electricequipmentchoice,electricequipmentlayout,lightningstrikedefendingdesign,electricalmachine,transformerandgeneratrixprotectiverelayingdetailedlyintheoryandcomparingwiththepowerplant,whileensuringthereliabilityofthedesign,underthepremiseweshouldalsotakeintoaccounteconomicandflexibilitydemonstratedbycalculatingtheeffectivethermalpowerplantdesignandreasonableeconomy.Duringmycountinganddemonstrating,inordertoconsummatemydesign,Iwillprotractagreatlotofelectricengineering-picturesfollowingthenewcriterionofelectricengineering-enchiridion.

Keywords：

mainelectricconnectiondesign；shortcurrent；electricequipmentchoiceelectricequipmentlayout；protectiverelaying

目录

第一章前言 4

1.1课题背景 4

1.2本课题的主要研究工作 5

1.3.1原始资料 5

1.3.2设计内容 7

第二章电气主接线设计 10

3.1电气主接线的基本要求 10

3.2设计步骤 10

3.3电气主接线方案的比较 12

第三章厂用电的设计 14

3.1厂用负荷分类 14

3.2厂用电的电压等级 14

3.3厂用电源及其引接方式 15

第四章变压器的选择 18

4.1主变压器的选择原则 18

4.2厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为 18

4.3确定变压器台数及容量 18

第五章短路电流的计算 20

5.1短路电流计算目的及规则 20

5.2短路等值电抗电路及其参数计算 20

第六章电气设备的选择 25

6.1电气设备选择的一般原则及短路校验 25

6.2电气设备的整定计算 26

6.2.1断路器的选择 27

6.2.2隔离开关的选择 29

6.2.3母线的选择 31

6.2.4电压互感器的选择 33

6.2.5电流互感器的选择 35

第七章发电机-变压器组继电保护原理及整定计算 40

7.1发电机的保护原理及整定计算 40

7.2主变压器保护原理及整定计算 43

第八章配电装置 48

8.1屋内配电装置 49

8.2屋外配电装置 49

致谢 51

参考资料 52

第一章前言

1.1课题背景

电力工业是国民经济的重要部门之一，是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，作为国民经济的其他各部门的快速，稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。

电力是工业的先行，电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。

近几年随着我国工业的高速发展，我国电力工业超常规发展，每年装机容量超过6000万千瓦，30万千瓦、60万千瓦亚临界火电机组成为我国电网的主力机组，百万千瓦的超超临界火电机组已经在建。

目前，我国30万千瓦、60万千瓦的火力发电机组，70万千瓦的水力发电机组，在国际招标中中标成功率大于90%以上。

这几年电力工业之所以能飞速发展，其重要原因是，为中国电力市场提供的火力发电设备主要立足于国内生产。

这一观点得到国内各发电公司以及电厂老总们的认同。

今天电气制造企业的国内用户率已达到75%以上。

但是我国人均用电水平远低于发达国家，与完成其工业化进程国家的电力指标相比，我国经济发展正处于工业化进程的中后期，我国用电远低于国际水平.因此我国电力工业必须持续，稳步地大力发展，一方面要加强电源建设，搞好“西电东送”，确保电力先行，另一方面要深化电力体制改革，实施厂网分家。

本设计要求能运用电机、发电厂、变电所电气部分，高电压技术，电力系统自动化，电力系统继电保护等专业知识解决实际问题，为本次毕业设计做了充分的知识原料准备。

1.2本课题的主要研究工作

1.2.1原始资料

1）发电厂建设规模

类型：

凝气式火电厂

最终容量、机组的型式和参数：

型号

额定功率

（MW）

额定电压

（KV）

额定电流

（A）

功率因数

（）

瞬变电抗

（X’d%）

同步电抗

（Xd%）

超瞬变电抗

（X’’d%）

QFSN-300-2

300

18

11320

0.85

31.93

236.35

17.1

表1-1300MW汽轮发电机的主要技术参数

年最大负荷利用小时数：

6000h/年

2）电力负荷水平

220KV侧出线共4回，其冬季最大负荷250MW，夏季最大负荷290MW，最小负荷为最大负荷的75%，负荷cosφ=0.85，最大负荷利用小时数Tmax=6000h，其中一回出线与容量为1000MVA，X*=1的系统相连，该220KV侧有重要负荷。

3）厂址特点及自然环境

厂址设在海拔780m处，平均气温13℃，最高气温38℃，属少雷区，邻近煤矿，周围水源丰富，交通便利，出线方便，距负荷中心较远，是一期建成的火力发电厂。

1.2.2设计内容

1、选择并确定本厂电气主接线及厂用电接线形式

（1）主变容量、台数、参数，高压厂用、备用变压器台数、容量及参数；

（2）220KV侧主接线形式；（3）发电机中性点运行方式

2、短路电流计算：

（1）短路点的选择；

（2）短路电流计算；（3）短路电流计算结果表

3、选择主要电气设备

（1）各电压等级的断路器和隔离开关；

（2）220KV母线的选择；（3）电压互感器、电流互感器的选型及配置；

4、各电压等级的配电装置的设计

5、二次回路规划设计

（1）同期点的设置及同期方式的选择；

（2）交流绝缘监察回路设计；（3）220KV断路器控制回路设计；（4）全厂继电保护配置；（5）主变保护整定计算；（6）直流系统设计

6、防雷设计第二章电气主接线设计

发电厂和变电所的电气主接线，是由高压电器设备通过连接线组成接受和分配电能的电路，也称为一次接线。

它反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。

电气主接线是保证出力、连续供电和电能质量的关键环节，它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，它必须满足工作可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和发展的可能性等基本要求。

2.1电气主接线的基本要求

（1）保证必要的供电可靠性和电能质量

安全可靠是电力生产的首要任务，停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更严重，往往比少发电能的损失大几十倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。

因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。

（2）具有一定的灵活性和方便性

主接线不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。

（3）具有经济性

在主接线设计时，在满足供电可靠的基础上，尽量使设备投资费和运行费为最少，注意节约占地面积和搬迁费用，在可能和允许条件下应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。

（4）具有发展和扩建的可能性

在设计主接线时应留有余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。

2.2设计步骤

电气主接线的一般设计步骤如下:

（1）对设计依据和基础资料进行综合分析；

（2）选择发电机台数和容量，拟定可能采用的主接线形式；

（3）确定主变压器的台数和容量；

（4）厂用电源的引接；

（5）论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施；

（6）对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。

2.3电气主接线方案的比较

第一种方案是：

300MW发电机G-1，G-2采用单元接线通过双绕组的变压器与220KV母线相连，220KV电压级出线为6回，因此其供电要充分考虑其可靠性，所以我们采用双母线接线。

这样一来就避免了断路器检修时，不影响对系统的供电，断路器或母线故障以及母线检修时，减少停运的回路数