发电厂(变电所)电气部分设计.doc

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摘要

由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。

主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。

并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。

电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域。

本文是对配有4台200MW水轮发电机的中型水电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。

包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验;并作了变压器保护。

关键词：

发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备

Electricaldesignof800MWregionalpowerplant

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Abstract

Bythepowergeneration,transformation,transmissionanddistributionofelectricityandenergycomponents,andotheraspectsofproductionandconsumptionsystems.Itisthefunctionofthenaturalworldthroughthepowerofprimaryenergyintoelectricalenergypowerplant,thenlost,transformingthesystemanddistributionsystemwillsupplypowertotheloadcenters.

Electricalwiringisthemainpowerplant,electricsubstationdesignedfirstandforemostpartofthepowersystemisalsoconstituteanimportantpart.Determinationofthemaincableonthepowersystemasawholeandpowerplants,substationstorunitsreliability,flexibilityandeconomyarecloselyrelated.Andchoiceofelectricalequipment,powerdistributionequipmentconfiguration,relayprotectionandcontrolofthemeanstodevelopagreaterimpact.Theuseofpowerhasinfiltratedthesocial,economic,inallareasoflife,andinthepowerstructureofChina'sthermalpowerequipmentcapacityofthetotalinstalledcapacityof75%.Thisarticleisequippedwith4*200MWturbo-generatoroflarge-scalethermalpowerplantsapartofthepreliminarydesignofthemaincompletedthemainelectricalwiringdesign.Includingtheelectricalwiringofthemainformsofcomparison,thechoice;maintransformer,thestart/stand-bytransformerandthehigh-voltagetransformerfactorywiththecapacityofcalculation,thenumberofmodelsandoptions;short-circuitcurrentcalculationandhigh-voltageelectricalequipmentselectionandvalidation;andmadetheprotectionoftransformer.

Keywords:

powerplant;transformer;powersystem;relay;electricalequipment

目录

1绪论 4

1.1电力系统概述 4

1.2毕业设计的主要内容及基本思想 4

24*200MW水力发电厂电气主接线的确定 6

2.1概述 6

2.1.1电气主接线设计的重要性 6

2.1.2电气主接线的设计依据 6

2.1.3电气主接线的主要要求 6

2.2电气主接线的选择 7

2.2.1主接线的设计 6

2.2.2方案的选择 10

2.3发电机、主变压器的选择 11

3水力发电厂短路电流计算 12

3.1概述 12

3.1.1短路的原因及后果 12

3.1.2短路计算的目的和意义 12

3.2各系统短路电流的计算 13

3.2.1短路计算的基本假定和计算方法 13

3.2.2电抗图及电抗计算 14

3.2.3短路点的选择、短路电流以及冲击电流的计算 15

4水电厂一次设备的选择 21

4.1选择电气一次设备遵循的条件 22

4.1.1按正常工作条件选择 22

4.1.2按短路条件进行校验 23

4.2电气设备的选择 24

4.2.1系统各个回路的最大工作电流 24

4.2.2高压断路器的选择 25

4.2.3高压隔离开关的选择 30

4.2.4互感器的选择 36

4.2.5母线的选择及校验 42

5避雷器的选择 44

6变压器的继电保护 46

7结论 49

参考文献 50

致谢 51

1绪论

1.1电力系统概述

由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括水轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。

由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。

因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。

据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。

电能是一种清洁的二次能源。

由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。

因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。

绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。

到2003年底，我国发电机装机容量达38450万千瓦，发电量达19080亿度，居世界第2位。

工业用电量已占全部用电量的50～70%，是电力系统的最大电能用户，供配电系统的任务就是企业所需电能的供应和分配。

电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。

电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。

我国的电力系统从50年代开始迅速发展。

到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。

输电线路以220千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。

此外，1989年，台湾省建立了装机容量为1659万千瓦的电力系统。

1.2毕业设计的主要内容

本次毕业设计的主要内容是一个4*200MW水力发电厂的电气部分设计。

在这次设计中一共分通过以下几个步骤来完成本次的设计任务。

1.21、电厂规模：

装机容量:

装机4台，容量分别为4X200MW,UN=10.5KV

机组年利用小时数:

Tmax=6200h

气象条件：

年最高温度40度，平均气温25度，气象条件一般，无特殊要求

厂用电率：

8%。

1.22、主要内容：

（1）电气主接线的设计：

根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的2个方案，经过技术经济比较，确定最优方案。

（2）选择主变压器：

选择变压器的容量、型号等。

（3）短路电流计算：

根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总。

（4）电气设备的选择：

选择并校验高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、避雷器等，并把选用设备的型号、数量制成表格。

（5）变压器的继电保护。

（6）避雷针的选择。

24*200MW水力发电厂电气主接线的确定

2.1概述

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。

主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。

并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。

因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。

发电厂的电气主接线是保证电力网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。

2.1.1电气主接线设计的重要性

电气主接线图示电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，因此电气运行人员必须熟悉本厂电气主接线土，了解电路中各种电器设备的用途、性能及维护、检察项目和运行的步骤。

其次，电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。

电气主接线直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定。

是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。

再次，由于电能生产的特点是：

发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人民生活。

2.1.2电气主接线的设计依据

（1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，切当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。

（2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。

（3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。

2.1.3电气主接线的主要要求

电气主接线的设计原则是：

根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。

根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电