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1、山西大学工程学院 毕业设计一、设计题目：1、题目名称 2350MW发电厂电气设计 二、目的和意义本设计充分应用和巩固所学专业知识，如发电厂电气部分、电力系统分析等，进行实际运算，加深学生对在校期间所学知识的理解和掌握，提高学生分析计算的能力，训练学生的综合运用能力和创造能力，使学生在行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，为今后的工作打下坚实的基础。三、原始资料1、该厂为一火力发电厂，本期工程建设规模为2350MW国产超临界空冷纯凝燃煤发电机组；2、发电机出口电压20KV，经升压至220KV送入系统；3、厂用电率8%；4、220KV出线四回分别是两回接入五彩湾220kV变电所
2、，预留两回；5、本工程规划装机2350MW+4660MW+41000MW,分三期建设。6、发电机参数350MW、20KV、10190A、cos=0.85、xd=22.7%四、设计说明书应包括的内容1、原始资料的分析2、电气主接线的设计3、主变压器的选择4、短路电流的计算5、电气设备的配置和选择6、配电装置的设计7、保护装置的配置8、防雷与接地的设计9、外文文献五、设计应完成的图纸1、2350MW发电厂电气主接线图；2、厂供电系统图；3、平面图；4、PT间隔断面图；5、母联间隔断面图；6、220KV出线间隔断面图；7、主变进线间隔段断面图。六、主要参考资料发电厂电气部分 注册电气工程师执业资格考
3、试专业考试相关标准 电力工程电气设备手册 电力工程电气设计手册 电力系统分析 电力系统继电保护 2350MW发电厂电气设计摘要电能是经济发展最重要的一种能源，可以方便、高效地转换成其它能源形式。当今，火力发电在我国乃至全世界范围，其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。由此可见，电能在我国这个发展中国家的国民经济中担任着主力军的作用。设计中将主要从理论上在电气主接线设计，短路电流计算，电气设备的选择，配电装置的布局，防雷设计，发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与五彩湾发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计安全的前提下，还要兼顾可靠性、经济性和灵活性，通
4、过计算论证该火电厂实际设计的合理性与经济性。在计算和论证的过程中，结合电气工程手册规范，采用CAD软件绘制了大量电气图，进一步完善了设计。关键词：主接线设计；短路电流；配电装置；电气设备选择；继电保护 目录第1章 绪论- 1 -第2章 电气主接线的选择- 2 -2.1 可选方案的确定- 2 -2.2可选方案的分析- 2 -2.3 最优方案的确定- 6 -第3章 主变压器选择- 8 -3.1 概述- 8 -3.2 主变的选择- 8 -3.2.1 变压器相数的选择- 8 -3.2.2 变压器绕组数与结构的选择- 8 -3.2.3 变压器绕组联结组号的选择- 8 -3.2.4 变压器调的选择压方式-
5、 9 -3.2.5变压器冷却方式的选择- 9 -第4章 厂用电接线及设计- 10 -4.1 概述- 10 -4.1.1 厂用电率- 10 -4.2 厂用电接线的设计原则和接线形式- 10 -4.2.1 对厂用电接线的要求- 10 -4.2.2 厂用电接线的设计原则- 11 -4.2.3 厂用电的电压等级- 11 -4.2.4 厂用电源及其引接- 11 -4.2.5 厂用电接线形式- 12 -4.3 厂用变压器的选择- 13 -4.3.1额定电压- 13 -4.3.2工作变压器的台数和型式- 13 -4.3.3变压器的阻抗- 13 -4.3.4变压器的容量- 13 -第5章 短路电流的计算- 1
6、5 -5.1 概述- 15 -5.1.1 短路电流计算的一般规定：- 15 -5.1.2 短路电流计算的目的- 15 -5.1.3 短路电流计算的方法：- 15 -5.2 短路电流计算- 15 -5.3短路电流计算结果表- 20 -第6章 电气设备选择- 21 -6.1 概述- 21 -6.2 最大工作电流的计算- 21 -6.3 断路器的选择- 21 -6.3.1 断路器的功能- 21 -6.3.2 断路器的种类- 22 -6.3.3 断路器的选择- 22 -6.3.4 断路器的校验- 22 -6.4 母线的选择- 22 -6.4.1机端封闭母线的选择- 22 -6.4.2汇流母线的选择-
7、23 -6.4.3引线的选择- 28 -6.5 隔离开关的选择- 28 -6.5.1隔离开关的主要用途- 28 -6.5.2隔离开关的种类- 29 -6.6 电流互感器的选择- 29 -6.6.1电流互感器的配置原则- 29 -6.6.2.电流互感器的选择- 30 -6.7 电压互感器的选择- 31 -6.7.1 电压互感器的分类- 31 -6.7.2 电压互感器的配置原则- 31 -6.7.3 电压互感器的选择- 31 -第7章 配电装置的设计- 33 -7.1 配电装置的设计步骤- 33 -7.2 配电装置的型式选择- 33 -7.2.1型式选择- 33 -7.2.2布置选择- 34 -7
8、.3 屋外配电装置最小安全净距的确定- 34 -7.4 通道和围栏- 35 -7.5 平面布置- 35 -第8章 避雷器的选择与接地的设计- 37 -8.1避雷器- 37 -8.2 避雷器的选择- 37 -8.2.1发电机机端- 37 -8.2.2变压器中性点- 37 -8.2.3引线处- 37 -8.2.4母线处- 38 -8.3 接地网的初步设计- 38 -8.3.1接地的定义- 38 -8.3.2 接地的分类- 38 -8.3.3 发电厂防雷接地- 38 -第9章 保护装置的配置- 39 -9.1 概述- 39 -9.2 发电机的保护- 40 -9.2.1发电机保护的保护类型- 40 -
9、9.2.2发电机的纵差动保护- 40 -9.2.3动作电流的整定计算原则及计算- 40 -9.3变压器的保护- 41 -9.3.1 变压器保护的类型- 41 -9.3.2 变压器保护的整定计算- 42 -9.4 母线保护- 43 -设计总结- 46 -参考文献- 47 -附录一：英文文献原文- 48 -附录二：英文文献翻译- 52 -指导教师评语表- 55 - - 60 -第1章 绪论本设计工程是为神华神东电力有限责任公司在新疆维吾尔族自治区昌吉回族自治州吉木萨尔县境内的准东五彩湾煤电煤化工基地规划区内，建设神华新疆准东五彩湾发电厂2350MW国产超临界空冷纯凝燃煤发电机组，并考虑4660MW
10、机组扩建条件。本设计充分地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继电保护及自动装置和高电压技术等课本知识，培养查阅资料，合理选择和分析数据的能力，加深对本专业课程中所学知识的理解和掌握，为今后的工作打下坚实的基础。第2章 电气主接线的选择主接线的基本接线形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，以电源和出线为主体。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。2.1 可选方案的确定由原始资料分析，220kV出线为四回，主变进线两回。根据该电厂的具体情况以及手册要求，对各种基本接线的
11、具体分析如下：1 单母线接线：接线简单，操作方便，设备少，经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。但是可靠性差，调度不方便，因此，这种接线方式一般适用于220kV配电装置的出线回路数不超过2回。而该电厂的出线数为4回，所以不可选2 单母线分段接线：适用于小容量发电厂的发电机电压配电装置，出线回路数为3到4回，可靠性不高，所以该接线方式也不可选。 3 双母线接线：供电可靠，调度灵活，扩建方便，适用于：220kV出线数为4回及以上时，因此此方案可选。4 双母线带旁路母线接线：保证断路器检修时不中断该回路供电，220kV输送功率较多，送电距离较远，停电影响较大，为保证系统的供电可靠性，此方案可选
12、。5 双母线分段接线：双母线分段接线较多用于220kV配电装置，当进出线数为1014回时，采用三分段；15回及以上采用四分段。而此设计中进出线为6回，不需要采用此方案。6 一台半断路器接线：通常在330kV500kV配电装置中，当进出线为6回及以上，配电装置在系统中具有重要地位，则宜采用一台半断路器接线。在特殊情况下，个别大型电厂和枢纽变电所未接入500kV系统而接入220kV系统，致使其220kV配电装置在系统中的地位特别重要而采用了超高压配电装置应用的一台半断路器接线可选。 7 桥形接线：当只有两台变压器和两台线路时，宜采用桥形接线。并且可靠性不高，只适用于小容量发电厂或变电站，或作为最终
13、将发展为单母分段或双母线的工程初期接线方式。因此此方案不可选。2.2可选方案的分析由以上分析可知，有四种方案可供选择：双母线接线双母线分段接线双母线带旁路接线一台半断路器接线。方案：双母线接线（如图31）图31 双母线接线(1)优点：1)供电可靠；2)调度灵活；3)扩建方便；4)便于试验。（2） 缺点：1)增加一组母线和一回线路就需要增加一组母线隔离开关；2)当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作；3)出现断路器检修时，该回路停止供电。方案：双母线分段接线（如图32）图32 双母线三分段接线（1）优点：1) 任何时候都有备用母线，具有很高的可靠性和灵活性；2) 当母线故障时，
14、不需要短时切断较多电源和负荷。（2）缺点：1) 增加分段断路器和母联断路器的数量，配电装置投资较大；1) 检修出线断路器时，仍然会使该回路停止供电。方案：双母线带旁路接线（如图33）图33 双母线带旁路接线(1)优点：1) 运行操作方便，不影响双母线正常运行；2) 检修出线断路器时，该回路可以不停电。(2)缺点：1) 多一台旁路断路器，增加了投资和配电装置的占地面积；2) 旁路断路器的继电保护为适应出线的要求，其整定较复杂。方案：一台半断路器接线（如图34）图34 一台半断路器接线(1)优点：1)具有较高的供电可靠性；2)正常运行时两组母线和全部断路器都闭合，形成多环供电，运行调度灵活可靠；3)隔离开关不作为操作电器，只承担隔离电压的任务，减少误操作，对任何断路器检修不停电，操作检修方便。(2)缺点：1)断路器台数增多，造价高；2)解决继电保护校验问题，保护必须双重化；3)投资大，建设标准高。2.3 最优方案的确定根据火力发电厂设计技术规程（DL
