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火电厂工程设计毕业论文
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第一部分设计说明书
1电气主接线的基本要求及设计原理
1.1对发电厂在电力系统中的地位、作用、及电力用户的分析
待建发电站在城市远郊，在发电厂附近有地区负荷，220KV架空出线4回，不同分段上与系统连接，110KV架空出线2回，每回输送功率20MW。
10KV电缆出线6回，每回输送功率2MW。
1.1.1保证必要的供电可靠性和电能质量
（1）安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠性和电能质量是对主接线最基本的要求。
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加严重，往往比少发电能的价值大几时倍，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害司和政治影响，更难以估量。
因此主接线的接线形式必须保证供电可靠。
（2）必须具有一定的灵活性和方便性
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，影响围最小。
（3）具有经济性
在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。
欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。
所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费和运行费为最少，相应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。
1.1.2电气主接线的设计原则
主接线的设计是一个综合性问题，根据设计任务书提出原始资料为依据，以国家经济建设方针、政策及有关技术规规程为准则，全面的综合分析，对主接线方式进行初选。
具体应注意以下几个问题：
（1）发电机的容量和台数的考虑。
（2）电压等级及接入方式的考虑。
（3）保证负荷供电可靠性考虑
（4）其他方面的综合考虑
1.2电气主接线方式的比较
1.2.1拟采用的主接线方式的比较
方案一简图如下：
方案一中2台50MW发电机采用扩大单元接线方式，这种接线大大减少了电器的数量，简化了配电装置的结构，降低了工程投资。
同时也减少了故障的可能性，降低了短路电流值。
当某一元件故障或检修时，该单元全停。
3台25MW发电机经2台3绕组变压器升至110KV，110KV侧出线2回，当只有2台变压器和2条线路时，采用桥行接线。
这种接线相当2个变压器-线路单元接线增加一个桥连接，桥上布置一台桥断路器及其两侧的隔离开关。
4条回路只用3台断路器，是最经济的接线形式。
方案二简图如下：
方案二中2台50MW发电机采用扩大单元接线，这种接线可靠性相对较高，但选用设备较方案一多，造价比较高，维护检修成本也相应加大。
1.2.2主接线方案的技术经济比较
在充分研究原始资料的基础上，先提出若干个基本可行的主接线方案，经分析评价逐渐淘汰，最后仍有几个方案都能满足技术要求时，需进一步作方案的经济比较。
经济比较主要是对方案的综合总投资、年运行费用和方案综合比较三方面容，确定出最佳主接线方案。
（1）计算综合投资。
包括变压器综合投资、配电装置综合投资、输电线路综合投资等。
（2）计算年运行费用。
包括设备折旧费、维修费和电能损耗费三项。
（3）各方案的综合比较。
有静态比较和动态比较两种。
电气主接线的技术比较，主要是比较各方案的供电可靠性和运行灵活性。
（1）对电气主接线可靠性的一般考虑。
①运行实践是电气主接线可靠性的客观衡量标准。
②可靠性的概念不是绝对的。
（2）一般衡量主接线可靠性的具体标志。
断路器检修时，能否不影响供电。
①线路、断路器甚至母线故障时以及母线检修时，停运的回路数和停运时间的长短，能否保证对重要用户的供电。
②厂或变电所全部停运的可能性。
（3）对大机组超高压主接线提出的可靠性准则。
①何断路器检修，不得影响对用户的供电。
②任何一台进出线断路器故障或拒动，不应切除一台以上机组和相应线路。
③任何一台断路器检修并与另一台断路器故障或拒动相重合，以及当分段或母联断路器故障或拒动时，不应切除两台以上发电机组，不应切除两回以上超高压线路。
④一段母线故障（或连接于母线上的进出线断路器故障或拒动），宜将故障围限制到不超过整个母线的四分之一；当分段或母联断路器故障时，其故障围宜限制到不超过整个母线的二分之一。
⑤经过论证，在保证系统稳定和发电厂不致全停的条件下，允许切除两台以上300MW机组或故障围大于上述要求。
（4）电气主接线可靠性的计算。
（1）假设采用单母线接线其具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建等优点，但可靠性和灵活性较差。
当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，必须断开全部电源，造成全厂停电。
（2）假设采用单母线分段加旁路接线，虽然此接线具有足够的可靠性和灵活性，但其配电装置和运行复杂，且出线回路不能太多，否则，由于母线隔离开关检修机会增多，使母线停电频繁。
（3）假设采用双母线接线，它具有两组母线：
工作母线和备用母线。
每回路都经台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器连接，称为双母线接线。
有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高，其特点如下：
①检修任一母线时，不会停止对用户连续供电。
②运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同运行方式。
③线路断路器检修，可临时用母联断路器代替。
④在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作，当个别回路需要独立工作或进行试验时，可将该回路单独接到备用母线上运行。
当线路利用短路方式熔冰时，亦可腾出一条母线作为熔冰母线，不致影响其他回路工作。
1.2.3结论
本工程采用2台50MW机组以发电机－变压器扩大单元接线形式接入220kV升压站母线；其余3台25MW机组采用发电机出口母线的形式经三绕组变压器升压至110KV。
发电机与主变之间的连接采用槽型铝母线。
220kV配电装置采用双母线接线。
发电机－变压器单元接线的优点是接线简单，设备最少，不需高压配电装置。
它的缺点是线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时，线路停运。
电气主接线见附图。
1.3主变压器台数、容量的选择
1.3.1具有发电机电压母线的主变压器
连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器容量，应按下列条件计算：
（1）机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统，但不考虑最小负荷情况。
（2）电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统供给发电机电压的
最大负荷。
（3）限制本厂输出功率时，能供给发电机电压的最大负荷。
1.3.2单元接线的主变压器
发电厂如果没有发电机电压负荷，采用发电机—变压器单元接线时，主变压器容量只要和发电机容量相配套即可。
发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件选择：
（1）按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的余度。
（2）按发电机的的最续输出容量扣除本机组的厂用负荷。
当采用扩大的单元接线时应采用分裂绕组变压器，其容量应等于按上述
（1）或
（2）算出的两台机容量之和。
1.3.3主变压器型式的选择
相数的选择
选择主变压器相数时，应考虑以下问题：
（1）在330V及以下电压系统中，一般都选三相变压器。
以为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大。
同时，配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。
（2）当发电厂与系统连接的电压为500kV时宜经技术经济比较后确定选用三相变压器或单相变压器。
1.3.4绕组数量和连接方式的选择
（1）双绕组还是三绕组变压器，普通型还是自耦型，发电厂如以两种升高电压向用户供电或与系统连接时，可以采用双绕组或三绕组变压器。
一般应优先考虑采用三绕组变压器。
（2）在考虑系统或机组的并列同期要求以及三次谐波的影响等因素，主变压器接线组别一般都选用Y/△-11常规接线。
1.3.5主变压器选择结果
根据设计任务书的要求，系统为220kV的电压等级,需要2台主变压器接为三绕组变压器，1台主变压器接为两绕组变压器。
#1,#2主变压器容量为63MVA，电压比220±2x2.5%/110
2x2.5%/10.5，接线组别为YN,yn0,d11，#3主变压器容量为120MVA，电压比220
2x2.5%/10.5，接线组别为YN,d11。
1.4电气设备的选择结果
1.4.1断路器的选择
断路器参数表
装设位置
型号
额定电压KV
额定电流
A
额定开断电流KA
动稳定电流（峰值）KA
热稳定电流
KA
220KV侧1.2号主变进线
LW1-220/2000（W）
220
2000
40
100
40（4S）
220KV侧3号主变进线
LW1-22-/2000（W）
220
2000
40
100
40（4S）
220KV侧出线回路
LW1-220/2000（W）
220
2000
40
100
40（4S）
110KV侧1.2主变进线
SW4-110
110
1000
18.4
55
21（5S）
110KV侧出线
回路
SW4-110
110
1000
18.4
55
21（5S）
10KV侧1.2主变进线（母联）
SNA-10G/5000
10
5000
105
300
120（5S）
10KV侧出线
回路
SNA-10G/5000
10
5000
105
300
120（5S）
1,2,3,4,5号发电机出线
SNA-10G/5000
10
5000
105
300
120（5S）
1.4.2隔离开关的选择
隔离开关参数表
安装
位置
型号
额定电压（KV）
额定电流（A）
动稳定电流（峰值）KA
热稳定电流KA
（4S）
220KV侧1.2号主变进线
GW4-220/2000
220
2000
100
40
220KV侧3号主变进线
GW4-220/2000
220
2000
100
40
220KV侧出线回路
GW4-220/2000
220
2000
100
40
110KV侧1.2主变进
GW4-110G/1250
110
1250
80
31.5
110KV侧出线回路
GW4-110G/1250
110
1250
80
31.5
10KV侧1.2主变进线（母联）
GN23-20/8000
20
8000
300
120
10KV侧出线
回路
GN23-20/8000
20
8000
300
120
1,2,3,4,5号发电机出线
GN23-20/8000
20
8000
300
120
1.4.3高压熔断器的选择
RN2型高压熔断器参数表
安装
位置
型号
额定电压
额定
电流
最大开断容量
最大切断电流
（有效值）（KA）
最大切断电流
或过电压倍数
10KV母线
RN2
10
0.5
1000
50
0.6-1.8（A）
4,5号发电机出口
RN2
10
0.5
1000
50
0.6-1.8（A）
1.4.4电抗器的选择
电抗器参数表
安装
位置
型号
额定电压（KV）
额定电流（A）
动稳定电流（峰值）KA
热稳定电流KA
（4S）
10KV侧出线回路
XKK-10-4000-6
10
4000
204
80
1.4.5电压互感器的选择
电压互感器参数表
安装
升级会员 