某4x200MW火力发电厂电气接线及继电保护方案设计书.docx

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某4x200MW火力发电厂电气接线及继电保护方案设计书

4x200MW火力发电厂

电气部分及继电保护设计

摘要

本文通过对原始资料的分析，了解本厂的具体情况及其在系统申的地位，作用:

依据可靠性、灵活性、经济性，对电气主接线进行分析，从而选择最适合本厂情况的主扫线方案，为选择最适合的电器设备及继电保护装置进行了短路电流保护的配置及整定，从面满足可靠、灵敏、快速且有选择的要求。

关键词:

电气主接线电气设备继电保护

目录

绪论

第一章电气主接线设计

1．1原始资料分析

1．2主接线方案的确定

第二章主设备的选择

第三章发电机变压器及发一变组保护方式的选择及整定

第四章短路计算

第五章全厂继电保护及自动装置配置

绪论

一·设计在工程建设中的作用

设计是工程建设的重要组成部分，是先进技术转化为生产力的组带。

合理的设计对工程建设的工期、质量、投资费用以及投产的运行安全和生产的经济效益起着决定性的作用。

设计的基本任务是，在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做出切合实际，安全适用、技术先进、综合经济效益好的设计，有效地为电力建设服务。

二·设计工作应遵循的度原则

（1）遵守国家得法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。

（2）要运用系统工程的方法从全局出发，正确处理中央与地方、工业与农业、沿海与内地、城市与乡村、远期与近期、平时与战时，技改与新建、生产与生活、安全与经济等方面的关系。

（3）要根据国家规范，标准与有关规定，结合工程的不同性质，不同要求，从国情出发，采用中等适用的技术，合理的确定设计标准，对生产工艺，主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进、对非生产性的建设，应坚持适用、经济，在可能条件下注意美观的原则。

（4）要实行资源的综合利用，要节约能源、水源、要保护环境，注意专业化和协作，节约用地，合理利用劳动力，产足于自力更生。

三·设计内容

本次设计的内容是4*200MW火力发电厂的电气部分及继电保护部分，包括以下几个方面的内容:

1·电气主接线的设计

电气主接线是构成电力系统的主要环节，关系到系统的供电的可靠性、运行调度的灵活性和经济性。

为了保证电力系统稳定运行，必须提高大机组超高压电气主接线的可靠性。

2.短路电流计算及设备的选择

短路电流计算是电器设计重的主要环节能，本设计中短路电流的计算方法采用标么值折算法，在网络的等值变换与化简利用分布系数法化简。

电气设备的选择是国家有关技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地的前提下的正常运行情况选择，按短路条件验算其动热稳定，并按环境条件校验电器的条件。

3·继电保护的设计与配置

电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行，设计在选择保护方式时，希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求:

设计各种电器设备的保护时，对下列各项作了综合考虑:

（1）电力系统的结构特点和运行特性;

（2）故障出现了概率及可能造成的后果;

（3）电力系统的近期发展情况;

（4）经济上的合理性;

（5）国内外的成熟经验。

所选用的保护方式要满足电力系统结构和发电厂主接线的要求。

并宜考虑电

力系统和发电厂运行方式的灵活性。

第一章电气主接线设计

1．1原始资料分析

一·发电厂设计总则

1·发电厂的规划和设计必须树立全局观点，依靠技术进步，认真勘测、精心设计、不断总结经验和极慎重地，有步骤地推广国内外先进技术，因地制宜地采用新材料、新设备、新工艺、新结构、从实际出发，努力提高机械性、自动化水平、改善职工的工作条件和体后条件，做出最优方案，为提高发电厂的可靠性，可用充，劳动生产率、降低造价、煤耗、厂用电率、节约电能、缩短工期打下基础。

2．发电厂的设计必须按国家规定的基本建设程序进行，发电厂设计的一般程序是:

初步可行性研究，项目建议书编制，可行性研究，设计任务书编制，初步设计施工图设计。

3·在发电厂设计中，除应执行《火力发电厂设计技术规程》外，还应执行有关国家标准、专业标准、规范和规程的确定。

二·设计中应遵循的主要原则

1．要遵守国家的法律、法规。

贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高综合经济效益和基本建设促进技术进步的方针。

2．要运行系统工程的方法从全局出发，正确处理中央与地方、工业与农业、沿海与内地、城市与乡村、远期与近期，平时与战时、技改与新建、生产与生活、安全与经济等全面的关系。

3．要根据国家规范、标准下有关规定，结合工程的不同性质、不同要求，从我国实际情况出发，采用中等适用的先进技术，合理地确定设计标准，对生产工业，主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进、对非生产性的建设，应坚持适用、经济，在可靠条件下，注意美观的原则。

4．要实行资源的综合利用，要节约能源、水源、要保护环境，要注意专业化协作化，要节约用地，要合理作用劳动力，要立足于自力更生。

三·原始资料

1·厂址概况:

厂址在一大型煤矿区内，为一坑口电站，所用燃料由煤矿直接供给。

电厂生产的电力除厂用电外，全部由5回220KV线路送到系统。

厂区地势不平坦，地址条件较好，有新建公路、铁路，通往矿区，厂址附近有大河通过，水量丰富，属于六级地震区，冻土屋1·5米，履冰层厚度lOmm，最大风速20M/S，年平均气温+6。

C，最高温度+38。

C，土壤电阻率500欧。

2·机组参数:

锅炉:

4XHG-670/140-1

汽轮机:

4KN2O0-130/535/535

发电机:

4XQFQS-200-2

3·系统情况

其申:

火电厂:

2XQFS-300-22XTSS1264/160-482XSFPL-360/22OKV

水电力:

3XTSS1264/160-483XSFPL-360-220

四·原始数据分析:

1·环境条件

厂址在一大型煤矿区内，为一坑口电站，所用燃料由煤矿直接供给，矿内地

质条件较好，在较好的公路、铁路、交通方便，器材便于运输。

厂址附近水量丰富，宜采用淡炎作为冷却水水源，且不需进行处理即可作为工业用水，以河网作为冷却地和水源。

厂址属于六级地震区，规定裂皮低，在选择电器时，可不考虑采用防震措施。

冰土层1·5米，符合一般条件，可以不对屋外装置作特殊考虑。

履冰层为10MM，在选择隔离开关时，应考虑其破冰厚度应大于安装场所的最大履冰厚度。

最大风带25m/S，符合一般条件，可不做特殊考虑。

年平均气温年+6℃，最高温度+38℃，最低温度-30℃，在选择导体与电气设备时应考虑温度修正系数。

土壤电阻率50欧．米。

2·本厂在电力系统中的地位，作用及其它电力系统的联系。

本厂有4X200MW机组，总装机容量为800MW，属于大型发电厂，系统容量为4X300+2X100MW，总共1400MW，本厂占57.1%，所以本厂在系统中占有重要地位，且以220KV输送，输送距离长、功率大、一旦停电，影响范围大，22OKV出线5回，所以设计时应严格要求。

1．2电气主接线

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、变电所本身的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择，配电装置配置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响，本厂的电压等级为22OKV，对22OKV配电装置的接线方式应按发电厂在电力系统中的地位，负荷情况，出线回路数、设备特点、周围环境以及发电厂的规划容量等条件确定。

接在母线上的避雷器和电压互感器，宜用1组隔离开关，接在发电机、变压器引线或中性点上的避雷器可装设隔离开关。

当配电装置变化大且出线回路较多时，宜采用双母线或双母线分段的接线，有条件时22OKV配电装置也可采用一个半断路器接线。

采用单母线或双母线的1lOKV-220KV配电装置，当断路器为少油型或少油型式压缩空气时型时，除断路器有条件停电检修时，应设置旁路装置，当22OKV出线为4回及以上，宜采用专用旁路断路器的旁路母线。

一、原始资料分析

1．1在对原始资料分析的基础上，结合电气主接线的可靠性，灵活性及经济性等基本条件，综合考虑，在满足技术经济政策的前提下，力争使其技术先进，供电安全可靠，经济合理的主接线万案。

发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应保证其满发、满供、不积压发电能力，同时尽可能减少能量过程中的损失，以保证供电边疆性，为此，对大、中型发电厂主接线的可靠性拟以下几万面考虑:

1·线路检修时，是否影响连续供电;

2·线路、断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成停电馈线停运的回路多少和停电时间的长短，能否满足1、11类负荷对供电的要求;

3·本发电厂有无全厂停电的可能性;

4，大型机组全部停电，对电力系统特定运行的影响与产生的后果等因素。

5·可靠性的客观衡量标准是运行实际，故应考虑积累的运行实践经验;

6，主接线的可靠性是它的机组或元件在运行中的可靠性、综合性，因此不仅要考虑一次设备（母线、断路器、隔离开关。

互感器等）的故障率及其对供电的影响，还要考虑继电器保护等，二次设备的故障率及其对供电的影响。

当然，可靠性并不是绝对的，分析和评估主接线的可靠性时，不能脱离了发电厂和变电所在系统中的地位和作用，所以对大。

中型发电厂主接线，除一般定性分析其可靠性外，尚需进行可靠性定时计算。

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，且在检修、事故等情况下操作方便，调度灵活，检修安全，扩建发展方便，具体要求如下:

1）应能灵活的（的切除）-引起机组或线路，调配电源和负荷，能满足

系统在事故，检修及特殊方式下的调度要求。

2）能方便的停运断路器，母线及继电保护设备进行安全检修时不影响电

力网的正常运行供电。

3）应能容易地从初期过渡到最终接线，在扩建时，一次和二次设备所需改造很少。

在满足可靠的前提厂，尽量可能做到经济，应按如下要求:

1．投资省;主接线应简单清晰，以节约断路器，隔离开关电流和电压互感器，避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护，不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资，要能限制短路电流，以便合理的选择电气设备或轻型电器;

2·占地面积小，主接线要为配电装置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。

3·电能损失小:

主接线要为配电装置创造条件，经济合理地选择主变压器的形式容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。

此外在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作本世纪为简化主接线，发电厂接入系统的电压等级一般不过超过两种。

二·据对原始资料的分析，现将各种电压等级可能采用的最佳方案列出，以优化组合，组成最佳方案。

A·由于本厂的机组为4X2OOMW，属于大型机组，所以采用发电机——变压器单元接线。

且发电机引出线和厂用分友，电压互感器，应采用全连式分相封闭母线。

B·主变压器采用双绕组变压器，而不采用三绕组变压器。

1）采用三绕组变压器时，发电机出口要求装设断路器，但由于额定电流及短路电流太大，使得出口断路吕制造困难，造价高。

2）机组要求避免在出口发生短路，除采用安全可靠的分相封闭母线外，主回路力求简单，尽量不装设断路器和隔离开关，而采用双绕组变压器时，就可不装设断路器和隔离开关。

3）布置在主厂房的主变压器，厂用变压器和备用变压器的参量较多，若主变压器为三绕组时，增加了中侧引线的构架，并且变压器可能为单相，将造成布置的复杂和困难。

容量为200MW及以上发电机与双绕组变压器为单元接线时，在发电机与变压之间不应装设断路器，也不宜装隔离开关，但可