推荐4x30MW发电厂初步设计 精品.docx

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前言

本设计是山西大学工程学院20XX届电气工程及其自动化专业毕业生的，课题为4×300MW发电厂初步设计。

通过这次设计，我们充分应用和巩固所学专业知识，如发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护等，进行实际运算，熟悉了它们的现场使用情况，达到理论运用于实际的目的，使我们各门专业课所学的知识能够融会贯通，达到学以致用之目的；并且加深了我们对在校期间所学知识的理解和掌握，提高了我们分析计算的能力，同时训练了我们的综合运用能力和创造能力，让我们在即将毕业参加工程实际工作之前得到电气设计工程师的初步训练，为今后的工作打下了坚实的基础。

发电厂是电力系统的重要组成环节，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。

本设计主要完成电气主接线设计、短路电流的计算、电气设备的选择和配电装置的选择等内容。

本设计由岑志刚老师指导，李思思、白利雨、魏慧君、杜蕾、马宏鹏、严志、韩晶亮巩婷共同设计完成。

在设计过程中，岑志刚老师在百忙之中提供了大量的资料和有益的建议，对此表示衷心的感谢！

李思思

20XX年3月

1绪论

1.1国内外研究现状

1.1.1电力系统的国内外发展概况

新中国成立以后，特别是改革开放以来，我国电力工业得到了迅速发展。

在党中央、国务院的正确领导下，广大电力职工奋发图强，辛勤耕耘，中国的电力工业取得了令人瞩目的成就。

1987年，全国电力装机容量迈上1亿千瓦台阶；1995年突破2亿千瓦；到2000年底，全国电力装机容量已达3.19亿千瓦。

从1949年到改革开放前的1978年，我国电力装机由185万千瓦增加到5712万千瓦，增长了29.9倍；年发电量由43亿千瓦时增加到2566亿千瓦时，增长了58.7倍。

而从1978年到二十世纪末，我国电力装机和年发电量又分别增长了4.58和4.33倍。

目前，我国的电力装机容量和年发电量均居世界第2位；我国的电力工业也已从大电网、大机组、超高压、高自动化阶段，进入了优化资源配置、实施全国联网的新阶段。

我国是发展中国家，我国的电力工业长期以来依靠多家办电的政策，吸引了投资，促进了我国电力工业的发展；并通过引进、消化和吸收和技术创新，极大地提高了电力的技术水平和装备水平；通过十年的坚持不懈的达标、创一流工作，大大提高了电力企业的管理水平，很多电力企业，尤其是一些发电厂的管理水平可以与发达国家的电厂的管理一比高低。

但是，我国人均用电水平还很低，面临着继续快速发展的巨大压力。

自从加入了WTO以后，国家电力公司已经确定了“建成控股型、经营型、集团化、现代化、国际一流的电力公司”的战略目标，并已在2000年跻身世界500强，20XX年在世界500强中位居77位。

中国加入WTO对电力工业来说，是机遇与挑战并存，机遇大于挑战。

1.1.2火电厂设计研究的国内外发展概况

在我国乃至全世界范围，火电厂的装机容量占总装机容量的70％左右，发电量占总发电量的80％左右。

截止目前为止，我国火力发电厂单机容量以30万千瓦和60万千瓦机组为主，浙江省温州市玉环县的华能玉环电厂正在投建4台100万千瓦发电机组，首台机组预计今年投产发电。

其100万千瓦超临界火力发电机组主蒸汽压力为25兆帕，主蒸汽和再热蒸汽温度均为600度，这不仅在我国是最高参数，在世界上也处于最前沿水平。

此前，上海电气与西门子合作制造的上海外高桥2台90万千瓦火力机组是我国第一个超临界百万级项目，首台机组已于20XX年开始发电。

1.2原始资料及分析

1.2.1原始资料见任务书

1.2.2原始资料分析

神华神东新疆准东五彩湾发电厂工程位于新疆维吾尔族自治区昌吉回族自治州吉木萨尔县境内。

厂址位于准东五彩湾煤电化工业基地规划区内，北距吉木萨尔县城约86km（直线距离），公路里程约150km。

厂址南距准东公路约4.55km，西距216国道约22km。

厂址北侧为神华新疆能源有限责任公司准东矿区五彩湾露天煤矿，距边线约1km。

本设计遵循《火力发电厂设计技术规程》SDJ—84等有关的部分，设计技术规程，规定和规范。

设计力争反映90年代国产化、先进化、现代化电厂水平，使阳泉第二发电厂设计与山西经济发展相适应，整个电气部分设计力争体现下列特点：

（1）全厂各部分技术方统一组织，相互协调，电气设计采用新技术，新设备，做到全厂整体供电规划合理，便于生产管理、运行和检修。

（2）电气设备布置采用整洁清晰的方案，既保持运行维护安全的指标，又安装强调布置美感。

（3）电气系统设计和设备选型上要优化，优选，克服常见病，多发病。

（4）根据我国国情讲求实效，适用，在技术水平上具有一定的先进性，体现机组整体运行和90年代时代水平。

（5）严格控制占地，做好电气方案的优化设计和电气设备的比价择优工作，讲究技术经济指标。

2电气主接线选择

2.1概述

电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。

本章以电气主接线的设计为中心，从工程的观点出发，介绍对主接线的基本要求、典型接线形式以及主要设备的作用、配置原则等。

综合阐述了发电厂电气接线的特点和主接线的原则、步骤等。

2.1.1主接线的设计原则

（1）发电厂在电力系统中的地位和作用

这是主要因素，很大程度上决定了发电厂的主接线形式。

如发电厂是系统的大型主力电厂，还是属于地区或企业的中小型电厂；是带基本负荷的电厂，还是只负责腰荷或调峰的电厂。

各类发电厂在系统中的地位和作用不同，对于主接线的可靠性，选择性和灵活性的要求也不同。

（2）电厂的分期和最终建设规模

发电厂的机组容量，应该根据电力系统规划容量，负荷增长速度和电网结构等因素进行选择，最大机组的容量以占系统总容量的8~10％为宜，且以一个厂房内的机组其台数以不超过6台，容量等级以不超过两种为宜。

本设计发电厂分为两期建设，最终建设规模为1800MW。

总之，我们设计的电气主接线基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针，政策，技术规定，标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠，调度灵活，满足各项技术要求的前提下，兼顾运行，维护方便，尽可能地节约投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。

2.1.2主接线的要求

（1）可靠性：

安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是对电气主接线最基本的要求，电气主接线必须保证供电可靠。

电气主接线的可靠性不是绝对的。

同样形式的主接线对某些发电厂是可靠的，而对另一些发电厂则不一定能满足可靠性要求。

在分析电气主接线可靠性时，要考虑发电厂在系统中的地位和作用，用户的负荷类型和性质，设备运行制造水平及运行经验等。

通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几方面考虑：

①发电厂或变电所在电力系统中的地位和作用

②发电厂接入电力系统的方式

③运行方式和负荷性质

④设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性

⑤长期实践运行经验的积累提高可靠性是主要条件

（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变。

灵活性包括以下几个方面：

①操作的方便性。

电气主接线应该在满足可靠性的条件下，结构简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便运行人员掌握，不致在操作过程中出错。

②调度的方便性。

电气主接线在正常运行时，要根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要尽快的切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不致过多的影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。

③扩建的方便性。

对将来要扩建的发电厂和变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。

尤其是火电厂和变电站，在设计主接线时要留有发展扩建的余地。

设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，将来可顺利完成过渡方案的实施，使改造工作量最少。

（3）经济性

在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。

通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。

经济性要从以下几方面考虑：

①节省一次投资。

主接线应简单清晰，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器数量，选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。

②占地面积小。

主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积小，同时应注意节约搬迁费用，安装费用。

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。

③电能损耗小。

在发电厂或变电站中，电能损耗主要来自变压器，应经济合理的选择变压器的型式，容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。

2.1.3电气主接线的设计程序

电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段，初步设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。

在各阶段中随要求，任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路，方法和步骤基本相同。

设计步骤和内容如下：

（1）工程情况，对发电厂类型、设计规划容量、单机容量和台数、最大负荷利用小时数及可能的运行方式等的分析。

发电厂容量的确定与国家经济发展规划，电力负荷增长速度，系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。

发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系统中的地位和作用。

在设计时，对发展的电力系统可优先选用较为大型的机组。

但是最大单机容量不宜大于系统总容量的10％，以保证在该机检修或故障情况下系统的供电可靠性。

发电厂运行方式及利用小时数直接影响着主接线设计。

承担基荷为主的发电厂，设备利用率高，一般年利用小时数在5000小时以上；承担腰荷的发电厂，设备利用小时数在3000~5000小时；承担峰荷的发电厂，设备利用小时数在3000小时以下。

不同的发电厂其工作特性不同。

对于核电厂或300MW及以上的火电厂以及径流式水电厂等应优先担任基荷，相应主接线应保证可靠性。

对于水电厂，其具有灵活的机动性，故其主接线应保证调度灵活。

（2）电力系统情况，及对电力系统近期及远景发展规划，发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等的分析。

发电厂的总容量与电力系统容量之比如果大于15％时，则就可认为该厂在系统中处于重要地位，应选择可靠性较高的接线方式。

以防一旦全厂停电影响系统供电的可靠性。

主变压器和发电机中性点接地方式与电压等级，单相接地短路电流，过电压水平，保护配置等有关，其直接影响电网的绝缘水平，系统供电的可靠性和连续性，主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。

我国规定：

一般35千伏及以下电压系统采用中性点非直接接地方式（中性点不接地或经消弧线圈接地）；110千伏及以上的高压系统采用中性点直接接地方式。

发电机中性点都采用非直接接地方式，目前广泛采用经消弧线圈接地方式或经中性点接地变压器接地。

（3）负荷情况，及对负荷的性质及其地理位置，输电电压等级，出现回路数及输送容量等分析。

在设计中，对电力负荷的预测不仅应有短期负荷预测，还应有中期负荷预测，对电力负荷预测的准确性直接关系着发电厂或变电站电气主接线设计成果的质量。

发电厂承担的负荷应仅可能的让全部机组安全满发，并按系统提出的运行方式，在机组间经济合理的分配负荷，减少母线上的电流流动，让发电机运转稳定和满足电能质量要求。

2.2主接线的基本接线形式

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如发电厂、变电所本身运行的可靠性、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订有较大影响。

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，合理确定主接线方案。

2.2.1可选方案的确定

据原始资料可知：

220kV出线为八回