电气专业热电厂电气部分毕业设计.docx
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电气专业热电厂电气部分毕业设计
前言
本次设计为一个独立的系统，设计的内容主要包括：
电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置设计、平面布置，以及绘制相关的图纸。
本次设计遵循相关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件，自然环境特点和运行，检修施工方针的要求，合理设计方案，力争做到经济合理，运行可靠，维护方便。
通过本次设计，巩固了所学的专业理论知识，学习和掌握了热电厂电气部分设计的基本方法，培养了独立分析和解决问题的能力及初步工程设计的基本技能。
本次设计得到了指导老师****的热情指导，在此致谢！
由于水平有限，设计过程中难免有疏漏之处，望老师批评指正，在此深表感谢。
摘要
第一部分设计说明书
第一章、原始资料
第二章、电气主接线的选择
第三章、短路计算说明书
第四章、电气主设备的选择
第五章、同期系统接线
第六章、雨季用电接方案的确立和厂用设备的选择
第七章、变压器和发电机的中性点接线方式
第八章、高压配电装置的布置
第二部分设计计算书
第一章、短路电流计算
第二章、电气主设备的选择和校验
摘要
本次设计一个装机容量为700MW的热电厂，考虑分期实施，2台200MW发电机变压器组，1台300MW发电机变压器组。
热电厂有220kV和35kV两个升高压等级，最大输送功率700MW。
通过2回220kV和1回35kV联络线与邻近的一个220kV和一个35kV的变电站并网；220kV母线采用双母线接线方式、35kV母线采用单母线接法方式。
本设计满足可靠性和灵活性，并且考虑运行的经济性。
关键词：
发电厂、电力系统、短路电流、配电装置、同期。
Thistimedesigned1andpackedthemachinecapacityas700MWs,theconsiderationexpectsanimplementseparately,2thesets200MWgeneratortransformerset,1.Theto220kVswith1returntothe35kVcontactlinewithclosebyofa220kVsandatransformersubstationof35kVscombinenet;The220kVsfemalelineandthe35kVsfemalelinealladoptsingleandfemalelinetoconnectamethodmethod.Thisdesignsatisfiescredibilityandvivid,andconsiderstheeconomyofmovement.
Keyword:
thepowerplant,thepowersystem,theshort-circuitcurrents,thedistributionset-up,synchrostep.
第一部分设计说明书
第一章原始资料
1、热电厂的规模
（1）装机容量：
700MW（2台200MW和1台300MW发电机）
（2）机组年利用小时：
取
（3）负荷曲线图：
典型日负荷曲线（夏季155天、冬季210天）
（4）厂用电率：
10%
2、电力负荷及与电力系统连接情况：
（1）220kV升高电压级架空线2回，与系统连接线2回，最大输送功率700MW,=0.85。
（2）35kV升高电压级架空线1回，与系统连接线1回，最大输送功率140MW，=0.85。
（3）发电机出口后备保护时间。
3、电厂气象条件：
发电厂所在地，年最高温度39℃；年最低温度－13℃；最热月平均气温21℃；当地海拔高度800米；风向：
西，风势3～7级。
第二章电气主接线的选择
该设计电厂为中小型热电厂，其容量为700MW，年利用小时。
本厂投产后，220kV等级有两回出线，35kV等级有一回出线。
10.5kV电压为发电机出口电压，无直配负荷，又无特殊要求，拟采用单元接线方式。
根据出口电压10.5kV，额定容量为200MW，现选用发电机为东方电机厂型号为QFQS—200—2的发电机；额定容量为300MW，现选用发电机为东方电机厂型号为QFQS—300—2的发电机。
表1－1发电机型号及参数
型号
额定容量（MW）
额定电压（kV）
额定电流（A）
功率因数
瞬变电抗
超瞬变电抗
QFQS—200—2
200
10.5
12938
0.85
24.28%
14.44%
QFQS—300—2
300
10.5
19407
0.85
31.93%
19.15%
2-1主接线的基本要求
电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次主接线或气主系统。
主接线代表了发电厂或变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。
他直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、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。
1、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。
因此，其可靠性应从五个方面来考虑：
①发电厂在电力系统中的地位和作用；②发电厂接入电力系统中的方式，其接入方式的选择与容量的大小、电压等级、负荷性质以及地理位置和输送电能距离等因素有关；③发电厂的运行方式及负荷性质。
电能生产的特点是：
发电、变电、输电和用电同一时刻完成。
而负荷的性质按其重要性有Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类之分。
对担任基荷的发电厂，设备利用率较高，年利用小时数在5000h以上。
且主要供应Ⅰ、Ⅱ类负荷用电时，必须采用供电较为可靠的接线方式，保证有两路电源；承担腰荷的发电厂，年利用小时数在3000h以下，其接线的可靠性要求需要进行综合分析；④设备的可靠程度直接影响主接线的可靠性，电气主接线是由电气设备组成的，电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性。
因此，主接线设计必须考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响；⑤长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。
2、灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。
不仅正常运行时能安全可靠的供电，而且在电力系统故障或电气检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间更短，影响范围最小。
因此，电气主接线必须满足调度灵活、操作方便的基本要求，既能灵活地投、切某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，又能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求，不至于过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。
根据电力系统发展需要，往往对已经投产的发电厂或变电站还需加以扩建，尤其是火电厂和变电站，从发电机、变压器一直到馈线回路数均有扩建的可能。
所以在设计主接线过渡到最终接线的可能和分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完成过渡方案的实施，使改造工作最最少。
3、经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理，做到投资省：
即主接线简单清晰，以节省开关电器数量、降低投资；要适当采用限制短路电流的措施，以便选用价廉的电器或轻型电器；二次控制与保持方式不应过于复杂，以利于运行和节约二次设备及电缆的投资；占地面积少：
即主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积减少。
同时应注意节约搬迁费、安装费用和外汇费用。
对大容量发电厂或变电站，在可能和允许条件下，应采取一次设计，分期投资、投建，尽快发挥经济效益；电能损耗少：
即在发电厂或变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。
2-2电气主接线的设计依据
在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性以及经济性等基本要求，综合考虑。
在满足技术、经济政策的前提下，力争使其成为技术先进、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，首先应该保证其满发、满供、不积压发电能力，同时尽最大可能减少能量传输过程中的损失，以保证供电经济性。
为此，拟从以下几个方面考虑：
断路器检修时，是否影响连续供电；
线路、断路器或者母线故障，以及在母线检修时，造成停运馈线回路的多少和停电时间的长短，能否满足对Ⅰ、Ⅱ类重要负荷连续供电的要求；
本发电厂有无全厂停电的可能性；
此外，主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，而且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全，扩建发展方便。
主接线的可靠性与经济性应该综合考虑、辨证统一，在满足技术要求的前提下，尽可能投资省、占地面积少、年运行费用为最小。
2-2电气主接线的形式
各种电气主接线的优缺点：
1、单母线接线具有简单清晰、设备少、投资少、运行方便等优点，但是可靠性和灵活性较差，只适用于6~200kV系统中只有一台发电机或一台主变压器且出线回路数又不多的中小型变电站。
2、单母线分段接线可以提高供电可靠性和灵活性，这种接线广泛用于中、小容量发电厂的6~10kV接线和6~220kV变电站。
3、加设旁路母线提高屯供电的可靠性，广泛地应用于出线较多的110kV及以上高压配电装置中，主要是考虑电压等级越高对于可靠性要求也越高，同时高压断路器的检修时间也比较旗。
对于普通的35kV及以下的配电装置一般不设旁路母线，从而可以降低造价，但是考虑到可靠性要求时可以考虑加设旁路母线。
4、双母线接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，在大中型变电站中广为采用，但是这种接线使用设备多检修出线断路器时仍然会使该回路停电。
当进出线路数或母线上电源较多，输送和通过功率较大时，6~10KV配电装置中，短路电流较大，为了选择轻型设备，限制短路电流，提高主接线的可靠性，常采用双母线三分段，并在分段处加装母线电抗器。
5、对于一台半断路器接线、三分之四台断路器接线以及变压器母线组接线都适用于大型发电厂和变电站超高压装置中，本设计不考虑这几种接线形式。
6、无汇流母线的电气主接线使用的断路器数量少、结构简单。
在6~220kV电压等级电气主接线中广泛使用。
其中单元接线是大型机组广为采用的接线形式，角形接线多用于最终规模较明确的110kV及以上的配电装置中。
当只有两台变压器和两输电线路时，采用桥形接线使用的断路器数目最少。
桥连断路器正常时处于闭合状态，当输电线路较长故障几率较大而变压器不需要经常切除时采用内桥接线比较合适；外桥式接线比较适用于变压器随经济运行的要求经常切换，特别适用于系统有穿越功率流经本主电站的情况。
综合以上的分析，本设计的热电厂电气主接线最终确定为：
对35kV根据灵活性、可靠性、经济性的原则采用单母线接线。
对220kV根据灵活性、可靠性、经济性的原则采用双母线接线。
根据主接线形式选择主变型号如下表：
表1-2主变压器型号及参数
型号
额定
容量
（MVA）
额定
变比
空载电流
（%）
空载损耗（KW）
负载损耗（KW）
阻抗电压
（%）
高
中
高
低
中
低
高
中
高
低
中
低
240
24210.5
0.8
240
850
14
360
24210.5
0.6
190
860
14.3
24238.510.5
0.9
270
750
25
15
8
第三章短路电流计算说明
短路是电力系统的严惩故障。
所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性
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