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1、本科生毕业设计（论文）摘 要本毕业设计是对发电厂厂用电进行设计，主要运用发电厂电气部分、高电压技术、电力系统分析、电力系统自动化、电力系统继电保护等专业知识完成“发电厂厂用电的设计”，具体设计内容包括厂用电接线设计、负荷分析计算、变压器选择、电动机自启动校验，继电保护设计、配电装置设计、防雷设计、绘制厂用电接线图、继电保护二次回路接线图、绘制配电装置图。本设计严格遵循发电厂电气部分的设计原则，并结合实际情况确定了厂用电母线电压等级确定为6KV，利用换算系数法进行负荷分析计算，变压器选择低压分裂三绕组变压器，确定了合适的短路点进行短路电流计算。根据防雷保护要求确定避雷器；最后绘制了相关的图纸。关
2、键词：发电厂；变压器；继电保护；避雷器ABSTRACTThe text is designed towards the electricity power plant, using electrical power plants, high-voltage technology, power system analysis, power system automation, power system protection, and other expertise to complete, “Power Plant power of design” mainly. Specific design
3、 elements including electricity cable plant design, load analysis, the choice of transformers, motors start checking, protection design, distribution design, mine design, drawing electricity plant wiring diagram, the second circuit protection wiring diagram, mapping distribution setup. The design fo
4、llows strickly to the design principles of the electrical power plants, combined with the actual situation identifying the bus voltage electricity plant as 6 KV, using conversion factor method to calculate the load, transformer chooses the low-voltage winding. Fix the appropriate short-circuit point
5、 to calculate the short-circuit current.Key word: power plant; transformer; relay protection; arrester目 录0前 言11厂用电电压等级确定及接线设计21.1 厂用电的电压等级确定21.2 厂用电接线设计22厂用电负荷计算及变压器选择42.1 厂用电负荷的计算原则42.2厂用负荷的计算方法62.2.1 换算系数法62.2.2 电动机计算功率确定62.3 厂用变压器的选择102.3.1 额定电压102.3.2 厂用变压器的容量103电动机的自启动校验143.1 电动机自启动校验定义143.2 电动
6、机自启动分类143.3 电动机自启动校验163.3.1 电压校验163.3.2 电动机自启动母线电压校验184短路计算及电气设备选择234.1 短路计算的目的及意义234.2 短路计算244.3 电气设备选择的要求和原则254.4 校验的原则及热稳定条件264.5 环境条件274.6 电气设备的选择284.6.1 断路器参数的选择284.6.2 隔离开关参数的选择284.6.3 形式选择284.6.4 电流互感器的选择304.6.5 电压互感器的选择314.7 母线的选择314.7.1 母线材料、形式、和布置方式的选择314.7.2 母线选择计算325继电保护总体方案345.1 主变压器保护规
7、划345.2 变压器保护355.3 母线保护355.4 厂用母线保护应满足的要求365.5 厂用母线保护的选择366配电装置377防雷保护设计397.1 雷电过电压的形式及危害性397.2 直击雷和感应雷保护397.3 雷电波入侵保护407.4 避雷器的选择408 接地设计428.1 降阻设计428.2 材料防腐分析428.3 地网接地电阻的推算448.4 阴极保护设计458.4.1 阴极保护的概念458.4.2 阴极保护方法的选择458.5 牺牲阳极法与外加电流法的技术特点比较458.6 牺牲阳极材料的选择468.6.1 选定阳极材料468.6.2 锌基、率基、镁基牺牲阳极的性能比较469结
8、论49致谢50参考文献51附录 A52附录 B53附录 C540 前 言中国电力工业一直以高速发展，1949年全国电力装机容量为1850MW，发电量为43.1KW/h.1998年低，全国电力装机容量为2.77万KW，发电量11576.97亿KW/h。我国电力装机容量和发电量仅次于美国跃居世界第二位，持续多年的电力供需矛盾得以缓解。我国当前的电源构成情况大致是火力发电占75%左右，其余主要为水力发电，核能发电才刚刚开始发展，火力发电中烧煤超过90%，烧油约为6.78%，其余用其他原料。近20年来水电装机容量增长了3.45倍，改革开放的20年间，在开发利用的风能、地热能、潮汐能、太阳能等新能源发面
9、有了较大的发展。随着WTO的加入，及政府的正确指导，我国经济高速增长，与此相伴，我国的电力消费始终保持强劲增长态势。2004年，全社会用电量达到21735亿KWh，比2003年增长15%，预计，2007年，全社会用电量约为24414-24935亿KWh，增长速度在12.325%-14.725%之间，虽然近两年已加快了电力投资，但总装机容量不足很问题仍严重。随着“振兴东北老工业基地”号角的吹响，东北的经济将以更快的速度增长，因此迫切需求更多的电力能源作为经济发展的坚强后盾，作为振兴的先锋辽宁省电力供不应求局面将进一步加剧，2005全年电量缺口约40-50亿KWh，电力缺口约100-200万KW。
10、随着大型发电厂的建设，机组容量不断的增大，这对承担整个发电厂动力保证的发电厂厂用电系统来说，其运行稳定和供电可靠性提出了更高的要求。目前国内大型火力发电厂大容量的发电机组一般都采用发电机变压器组单元制布置，每台机组机组常用系统设有2台启动备用变压器油，对2台机组厂用电系统交叉备用方式。1 厂用电电压等级确定及接线设计1.1 厂用电的电压等级确定厂用电的电压等级是根据发电机的额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网络的等因素，相互配合，经过技术经济综合比较决定的。为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电压等级不宜过多。在发电厂和变电站中，低压厂用电常采用400V，高压厂用电电压有3、6、10
11、KV等。为了正确选择高压厂用电的电压等级，需进行急速经济论证。火力发电厂常采用3、6、10KV作为厂用电电压，发电厂中拖动各种厂用机械设备的电动机，容量相差悬殊，从数千瓦到数千千瓦，而且和电动机的电压和容量有关。在满足技术要求的前提下优先采用电压较低的电动机，以获得较高的经济效益；而高压电动机，制造容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、价格高、空载和负载损耗均较大，效率较低。但是，结合厂用电供电网络综合考虑，电压等级较高时，可选择截面较小的电缆或导线，不仅节省有色金属，还能降低供电网络的投资。本设计2x300MW发电厂厂用电设计采用6KV作为厂用电电压。6KV电动机的功率可制造的较大，以满足
12、大容量负荷的要求；6KV和3KV厂用电系统相比，不仅节省有色金属和费用，而且短路电路亦较小；发电机电压若为6KV时，可以省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经电抗器供厂用电，以防止厂用电系统故障直接威胁主系统并限制其短路电流。1.2 厂用电接线设计300MW汽轮发电机组高压厂用电系统有两种接线方案，如图2.1所示。(a)所示方案，不设6KV公用负荷母线，将全厂公用负荷分别接在各机组A、B段母线上；如图b所示方案，单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电，该公用负荷母线段正常由启动备用变压器供电。方案的优点是公用负荷集中，无过度问题，各单元机组独立性强，便于各机组厂用母线清扫。其缺点
13、是由于公用负荷集中，并因启动备用变压器要用工作变压器做备用，故工作变压器也要考虑在启动备用变压器检修或故障时带公用负荷母线段运行。因此，启动备用变压器和工作变压器均较方案变压器分支的容量大，配电装置也增多，投资较大。方案的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上，供电可靠性高、投资省，但也由于公用负荷分接于各机组公用母线上，机组工作母线清扫时，将影响公用负荷的备用。另外，由于公用负荷分接于2台机组的公用母线上，因此，在机组G1发电时，必须也安装好机组G2的6KV厂用配电装置，并启动备用变压器供电。这两种方案各有优缺点，经过技术经济比较后选定方案。图1-1高压厂用供电系统2 厂用电负荷计算及变压器选
14、择为了合理正确选择厂用变压器的容量，需对每段母线上引接的电动机台数和容量进行统计和计算。2.1 厂用电负荷的计算原则1. 经常连续运行的负荷应全部计入。如引风机、送风机、排粉机、循环水泵等用的电动机。2. 连续而不经常运行的负荷亦应计入。如充电机、备用励磁机、事故备用油泵等用的电动机。3. 经常而连续的负荷亦应计入。如疏水泵、空气压缩机等用的电动机。4. 短时断续而又不经常运行的负荷一般不予计算。如行车、电焊等。但在选择变压器时，变压器容量应留有适当的裕度。5. 由同一台变压器供电的互为备用的设备，只计算同时运行的台数。6. 对于分裂变压器，其高低压绕组负荷应分别计算。表2-1 火电厂主要厂用
15、电负荷及其类别分类名称负荷类别运行方式备注锅炉负荷引风机送风机排粉机磨粉机给煤机给粉机或或或经常、连接用于送粉时为无煤粉仓时为无煤粉仓时为汽轮机负荷射水泵凝结水泵循环水泵经常、连续经常、连续经常、连续用汽动给水泵就无给水泵项分类名称负荷类别运行方式备注汽轮机负荷给水泵备用给水泵经常、连续不经常、连续用汽动给水泵就无给水泵项电气及公共负荷充电机浮充电装置空压机不经常、连续经常、连续经常、短时电气及公共负荷空压气冷却风机通信电源经常、连续经常、连续事故保安负荷盘车电动机顶轴油泵交流润滑油泵浮充电装置机炉自控电源保安保安保安保安保安不经常、连续不经常、短时不经常、连续经常、连续经常、连续输煤负荷输煤皮带碎煤机电气
