参考论文(mw+mw火力发电厂电气部分设计)

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1、I / 91 目录 摘要 I AbstractII 第 1 章 绪论 1 1.1 选题意义 1 1.2 近几年我国火电行业的发展概况 1 1.3 原始资料分析 2 1.3.1 设计题目及原始资料 2 1.3.2 设计内容 4 1.3.3 设计成品 4 第 2 章 电气主接线部分 5 2.1 电气主接线概述 5 2.1.1 电气主接线的概念 5 2.1.2 对电气主接线的基本要求 5 2.1.3 主接线的基本形式和特点 6 2.2 各电压等级的连接 7 2.2.1 6.3 千伏侧 7 2.2.2 220 千伏侧 8 2.2.3 66 千伏侧 9 2.2.4 各电压等级的连接 9 2.3 主变压器

2、的选择 10 2.3.1 主变压器相关参数的确定 10 2.3.2 本厂主变压器的选择 12 第 3 章 厂用电接线 14 3.1 厂用电概述 14 3.1.1 厂用电系统 14 3.1.2 厂用电负荷分类 14 II / 91 3.1.3 厂用供电电源 15 3.2 厂用电接线的设计原则和接线形式 16 3.2.1 厂用电接线的要求和设计原则 16 3.2.2 厂用电系统的电压等级 17 3.2.3 厂用电系统中性点接地方式 17 3.3 厂用变压器的选择 18 3.3.1 火电厂主要厂用电负荷 18 3.3.2 厂用变压器的选择 18 第 4 章 短路电流计算 20 4.1 短路的原因和危

3、害 20 4.2 短路电流计算 21 4.2.1 短路电流计算的目的和假定条件 21 4.2.2 短路点的选择 21 4.2.3 短路电流计算步骤 22 第 5 章 电气设备选择 25 5.1 发电厂主要电气设备 25 5.1.1 电气一次设备及其作用 25 5.1.2 电气二次设备及其作用 25 5.2 电气设备选择的一般条件 25 5.3 断路器和隔离开关的选择 28 5.3.1 断路器的选择 28 5.3.2 隔离开关的选择 30 5.4 母线的选择 30 5.4.1 硬导体的选择 30 5.4.2 软导线的选择 31 5.4.3 本厂各段导线选择 31 5.5 电抗器的选择 33 1

4、/ 91 第 1 章绪论 1.1 选题意义 进入 21 世纪我国如何发展热电事业，是目前热电行业中最关心的问题， 而热电行业必须走可持续发展的道路又是行业的共识，也是热电事业快速、健 康发展的必由之路。热电事业的可持续发展必须在市场经济规律条件下取得经 济效益和环境效益才算取得成效。此外，热电企业又是资金、科学技术密集型 企业，初投资很大，一旦出现偏差，不仅资金损失大，也会影响其它行业的生 存或发展。因此，坚持热电事业的规划、设计、管理等多方面的科学优化与决 策不断推进热电事业的技术进步，使企业具有经济效益和环境效益，才算走上 热电事业可持续发展之路。本文对我国热电事业可持续发展进行了简要分析

5、， 以供讨论。 现在，我国电力工业实行“政企分开，省为实体，联合电网，同一调度， 集资办电”的方针。使得电力工业在国民经济中的地位越来越重要。一切大规 模工农业生产，交通运输和人民生活都需要大量的电能，电力是工农业生产不 可缺少的动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电力建设是随国 民经济发展而发展的，现在电能的利用已远远超出作为机器动力的范围，电力 工业已成为国民经济现代化的基础，世界上按人口平均的用电量，是反映一个 国家现代化的主要指标之一。 但是，我国的电能却十分短缺，电负荷和热负荷较以前都有大幅上升，如 果能实现热电联产，达到节约能源，减少燃料消耗，保护生态环境的目的，将 对我

6、国的电力建设非常重要。所以，我国应在全国范围内因地制宜发展供热式 火力发电厂，使电能为国民经济和人民生活发挥更巨大的作用。 1.2 近几年我国火电行业的发展概况 电力行业是国民经济中具有先行性的重要基础产业，而火电又是电力行业 当中比重最大的一个子行业。 2005 年 16 月份，全国全社会用电总量达到了 11486.99 亿千瓦时，比 去年同期增长 13.91%。预计全年用电量将达到 24560 亿千瓦时，同比增长 13。 全国第一产业用电量 340.45 亿千瓦时，同比增长 5.82%；第二产业用电 量 8695.77 亿千瓦时，同比增长 14.17%；第三产业用电量 1154.07 亿千

7、瓦时， 2 / 91 同比增长 9.13%。 城乡居民生活用电量增幅上升明显。上半年，由于冬季采暖负荷增加和家 用电器用电量的提高，城乡居民生活用电量达到 1296.69 亿千瓦时，同比增长 19.11%，增幅较去年同期提高了 11.3 个百分点，高出全社会用电量的增速 5.2 个百分点。 2005 年上半年，全国发电量 11286.32 亿千瓦时，比去年同期增长 13.2%。其中火电 9406.34 亿千瓦时，同比增长 11.8%。 全国电力生产能力稳步增长。2004 年，全国装机容量超过 4.4 亿千瓦， 截至去年 6 月底，全国装机容量达到 4.6 亿千瓦。其中，中央集团企业合计装 机容

8、量达到 19086 亿千瓦，同比增长 11.04，占全国总装机容量的 41.5。 累计完成发电量 5013.92 亿千瓦时，同比增长 14.55，占全国发电量的 44.42。 火电装机容量也增长迅速。2004 年，火电装机容量达到 32490 万千瓦， 较上年增长 12.12%。2005 年上半年，全国新投产机组容量 2006 万千瓦，其中 火电机组 1740 万千瓦，火电机组累计达到 34230 万千瓦。 伴随着装机容量的不断增加，火电的发电量也逐年增加。2004 年，火力 发电 18073 亿千瓦时，比上年增加 14.46。2005 年 16 月，火电发电量达 到 9406.34 亿千瓦时

9、，占上半年全国发电总量的 83.3。 尽管火电所占的比重很大，但随着电煤价格近年来的不断攀升，从 2004 年开始，火电上市公司毛利率一路呈下滑趋势。2005 年一季度，火电企业的 盈利情况亦不容乐观。2005 年 4 月 30 日国家发改委宣布 5 月 1 日起全国销售 电价平均每千瓦时提高 2.52 分，煤电联动政策出台之后的首次联动开始实施。 受该政策实施的影响，从二季度开始，火电企业的压力开始逐步缓解。 1.3 原始资料分析 1.3.1 设计题目及原始资料 设计题目： 425MW+2100MW 火力发电厂电气部分设计 1.厂址概况： 所要设计的新建电厂地处某新建工业区的中心，所用的燃料

10、为附近煤矿的 褐煤，并且储量很大。厂区附近有河流流过,水源丰富，并且有公路、铁路经 过，交通比较便利，对建厂很有利，不必过多考虑燃料。厂址地理条件较好， 地势平坦，这有利于配电装置的排列和布置。本地区为 5 级地震区，对建筑无 3 / 91 损害，因此设计时可不必考虑。冻土层深 1.8 米，复冰厚度 10mm，最大风速 25 米/秒。本厂共有 6 台机组，4 台 25MW 和 2 台 100MW 的发电机。厂址在某新 建工业区的中心，以 220kV 向较远 2 大用户供电，并以双母线 220kV 线路和系 统相连，以 66kV 向较近 4 大用户供电，以发电机电压等级 6.3kV 向附近的工

11、厂供电，属于中型火力发电厂，在系统中的地位很重要。 2.机组参数 本厂的发电机机组参数见表 1-1 表 1-1 机号 项目 #1，#2，#3，#4 号 发电机 #5，#6 号 发电机 制造厂哈尔滨电机厂 型式TQ-25-2QFN-100-2 容量（kVA） 电压（V） 31250 6300 117500 10500 电流（A） cos 纵轴超瞬变电抗 % 2860 0.8 14.5 6475 0.85 18.3 转数（转/分） 周波（周/秒） 3000 50 3000 50 转子电流（A） 结线 极数 396 2-Y 2 1644 2-Y 2 3.负荷资料 表 1-2 66kV 电压等级负荷

12、综合最大负荷 120MW 序 号 用户名称最大负 荷 kV 距离 KM 线路数利用小 时 1哈热线400002026000 2热南线300002026000 3热公线500001725000 4热建线300002524500 表 1-36.3kV 电压等级负荷 综合最大负荷 70MW 4 / 91 序号用户名 称 最大负荷 距离 线路 数 类型利用小 时 轴承厂7架空4500 纤维线架空4500 汽轮线架空5000 轧钢厂架空4500 东光线架空6000 修造线架空6000 林机线架空6000 锅炉线架空5000 电碳线架空5000 1粮库线架空5000 1.3.2 设计内容 1.选择确定发电

13、厂电气主接线； 2.选择厂用电接线（高压部分） ； 3.短路电流计算； 4.电气设备选择：电气主接线中的隔离开关、断路器、厂用电路中的高压 厂用母线、电缆的选择； 1.3.3 设计成品 1.设计说明书（附录 3：短路电流计算书；附录 4：设备选择计算书） 2.图纸部分： (1)发电厂电气主接线图 第 2 章 电气主接线部分 5 / 91 2.1 电气主接线概述 2.1.1 电气主接线的概念 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。对电气主接线的基本要求大致可以包括可靠性、灵活性和经济性三 方面。 电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电

14、能 的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。 1 主接线电路图的定义是：用规定的电气设备图形符号和文字符号并按规定 顺序排列，详细的表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线 接线图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，使电力系统网 1 络结构的主要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电气选择、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。 2.1.2 对电气主接线的基本要求 对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济型三方 面1。 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

15、基本的要求。停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损 失经更加严重，在经济发达地区，故障停电的经济损失是实时电价的数十倍至 上百倍，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失 和政治影响，更是难以估量。因此，电气主接线必须保证供电可靠。 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。包括操作的方便性、调度的方便性和扩建的方便性。 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型之间。 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。包括节省一次投资、 占地面积少和电能损耗少。 2.1.3 主接线的基本形式和特点 1.

16、 .双母线及双母线接线 双母线接线具有两组母线，如图 2-1 中为工作母线，为备用母线，两 6 / 91 组母线通过母线联络断路器 QF 连接。每一回线路都经过线路隔离开关、断路 器和两组母线隔离开关分别与两组母线连接。 图 2-1 双母线接线 QF母线联络断路器（简称母联） 双母线接线与单母线相比，停电的机会减少了，必需的停电时间缩短了， 运行的可靠性和灵活性有了显著的提高。双母线接线在扩建时比较方便，但是， 设备较多，投资较大，配电装置较为复杂。 为了提高接线的可靠性和灵活性，可以将双母线接线的工作母线分为两段， 可看做是单母线分段和双母线相结合的一种形式，它增加一台分段断路器和一 台母联断路器。这种接线具有单母线分段和双母线两者的特点，任何一段母线 故障或检修时仍可保持双母线并列运行，有较高的可靠性和灵活性。 2.双母线带旁路母线接线 双母线可以带旁路母线，用旁