300MV火力电厂电气部分课程设计.doc

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1、 发电厂电气部分课程设计题目：300MW火力发电厂电气部分设计院 系：工学院电气与电子工程系专 业：电气工程及其自动化 班 级：电气工程XXXX 姓 名：XXXXXXX 学 号：XXXXXXXXXXXXX 指导教师：XXXXXXXX 二一五年六月发电厂电气部分课程设计要求一、基本情况课程名称：发电厂电气部分 课程代码：07130722设计周数：1周 学 分：1学分适用专业年级：二、进度安排本设计共安排1周，合计20学时，具体分配如下：实习动员及准备工作： 2学时总体方案设计： 4学时查阅资料，讨论设计： 4学时撰写设计报告： 8学时总结： 2学时教师辅导： 随时三、基本要求1、课程设计的基本要

2、求发电厂电气部分课程设计是在学习完发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护课程之后，按照课程教学要求，对学生进行综合性训练的一个实践教学环节。主要是培养学生综合运用理论知识的能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力。其中理论设计包括总体方案选择，负荷计算，电气主接线设计、高压开关设备选择等，课程设计的最后要求是写出设计报告，把设计内容进行全面的总结。2、课程设计的教学要求课程设计的任务相对分散，每8名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完

3、成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。四、设计题目及选题要求设计题目分为两大类，一类是总降压变电所设计；另一类是火力发电厂电气部分设计。 选题要求： 采用指导教师制定设计题目和自主选择方法，首先由教师指定设计题目，如个人提出感兴趣设计题目，经指导教师同意，也可以选用。 （一） 题目 300MW火力发电厂电气部分设计 (二) 原始资料 1. 发电厂情况 装机容量共300MV（250MV+2100MV），发电机额定电压10.5KV，cos=0.85，cos=0.8。机组年利用小时数4800h，厂用电率7%，发电机主保护时间0.05s，

4、后备保护时间3.9s，环境条件可不考虑。2. 接入电力系统情况10.5KV电压等级最大负荷10MV，最小负荷8MV，cos=0.8，架空回路6回，二级负通过发电机出口断路器最大短路电流： 剩余功率输送入220KV电压系统，架空线路4回，系统容量1800MV，通过并网断路器最大短路电流： ：（三） 设计内容 1 发电机和主变压器的选择 (1) 发电机型号、容量、台数、参数的选择 (2 )主变压器,厂用变压器，启动变压器型号、容量、台数、参数的选择 2 电气主接线设计 (1 )电气主接线方案比较 (2) 电气主接线方案确定，发电厂电气主接线图 3 主要电器设备选择 (1 )断路器的选择 (2) 隔

5、离开关的选择 4 总结摘 要火力发电在我国的起步较早，经过近几十年的迅速发展，各项措施已得到了不断的完善，但我们仍然还能够发现一些不足，如有关发电厂电气部分设计的一些不合理性、保护性措施的欠缺等。这些都需要我们通过设计出更加合理的方案来解决这些问题。 本文将针对某火力发电厂的设计来对这些问题进行探讨，主要是对电气方面进行研究，期望提出更加合理的方案来完善现有设施。首先将会对火力发电的有关内容做一阐述，并对火力发电的现状做一描述；随后对火力发电厂的电气主接线设计和防雷保护的原理部分进行介绍，最后将给出该火力发电厂的主接线的设计和一些线路保护保护的具体实现。 在本次的设计中，我们根据所学理论课程，

6、由电器主接线、主变压器的选择、厂用电接线和其变压器的选择，以及电器主要设备的选择为方案，设计出完整的火电厂电气部分内容，我们列举出符合条件的选择内容，然后择优确定最后的方案，最后完成总体线路图。关键词：火力发电 电气接线 电气保护 目录第1章 绪论1 1.1 项目概况1 1.2 项目背景和建设意义11.2.1 项目背景11.2.2 项目建设的必要性和投资意义11.2.3 项目建设的主要内容2 1.3 对原始资料的分析2第2章 电气接线设计32.1 电气主接线方案比较32.2 电气主接线方案确定52.3 厂用电设计5第3章 发电机及变压器的选择73.1 发电机型号的选择73.2 变压器的选择73

7、.2.1主变压器的选择73.2.2厂用变压器的选择8第4章 主要电器设备的选择104.1 电器一次设备及其作用104.2 电器二次设备及其作用104.3 断路器的选择104.4 隔离开关的选择12结论13参考文献14附录15第1章 绪论 1.1 项目概况 1875年法国巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂并开始发电，采用很小的直流电机专供附近照明用电。美国、俄国、英国也相继建成小火电厂。1886年，美国建成第一座交流发电厂。1882年，中国在上海建成一座装有1台12KW直流发电机的火电厂，供电灯照明用。火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在

8、锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。1.2 项目背景和建设意义 1.2.1 项目背景能源是我国国民经济的基础。煤、石油、天然气、核能均可作为发电燃料，其中应用最广泛的是煤。我国发电以燃煤为基础，以火电为主的基本格局，在短期内不会改变。 我国煤炭资源丰富，而石油资源相对短缺，目前的一些燃油电厂已有不少改为燃煤，因此现在火力发电燃料主要是指煤。电力燃料质量，直接关系到火力发电厂的成本及锅炉机组的安全经济运行。目前燃料费用约占电厂发电成本的70%左右，这就要求我们必须重视并切实加强燃料试验工作，并

9、还要对火力发电厂的电气部分进行改进，使之能够更好地为发电厂的各项工作服务，达到经济、科学、稳定和安全的相统一。 电力工业在国民经济起着重要的作用，是关系着国计民生的基础产业，同时也是世界各国经济发展战略中的优先发展重点，因此对发电厂电气部分的研究和设计也显得尤为重要。 1.2.2 项目建设的必要性和投资意义火力发电由于起步较早，到目前为止各项措施已取得了不断的完善和发展，其电气部分也得到很大的进展，但仍然存在一些不足期待改进。这就要求我们改善这些不良方面，最大限度的发挥经济效益，并减少事故的发生。 火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能的工厂。按其功用可分为两类，

10、即凝汽式电厂和热电厂。前者仅向用户供应电能，而热电厂除供给用户电能外，还向热用户供应蒸汽和热水，即所谓的“热电联合生产”。目前采用最广泛的发电形式是利用煤的燃烧来获得电能，而我国煤的储量也是相当丰富的，因此本课题的提出具有很大的现实意义，如何设计好火电厂的电气主接线及各项保护性措施，就显得尤为重要。 1.2.3 项目建设的主要内容通过对火力发电有关文献的参考，明白我国火力发电的现状及未来的发展趋势。研究火力发电的工作过程，了解火力发电系统的组成、工作过程及工作原理。通过阅读有关火力发电厂的主接线图及相关介绍，明确主接线的设计规则和防雷保护的具体实现。 1.3 对原始资料的分析（1）装机四台，容

11、量2 x 100MW，2x50MW, 发电机额定电压10.5KV，功率因数分别为cos=0.85，cos=0.8，机组年利用小时数4800h，厂用电率7%，发电机主保护时间0.05s，后备保护时间3.9s，环境条件可不考虑。 发电厂除厂用电外，全部送入220KV电力系统，架空线路4回，系统容量4000MW。（2）10.5KV电压等级最大负荷10MW，最小负荷8MW，cos=0.8，架空线路6回，二级负荷。通过发电机出口断路器的最大短路电流： （3）剩余功率送入220KV电力系统，架空线路4回，系统容量1800MW，通过并网断路器的最大短路电流：第2章 电气接线设计电气主接线是发电厂、变电站电气

12、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 。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。电器主接线设计的基本要求，概

13、括的说包括可靠性、灵活性、经济性三方面。（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基本要求。停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更加严重，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，乃至上百倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报销、城市生活混论等经济损失和社会影响更是难以估量。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。（2）灵活性：操作的方便性。电气主接线的基本要求条件下，接线简单，操作方便，尽可能的使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不至于在操作过程中出差错。跳读的方便性。要在发生事故的时候，要能尽快的切出故障，使停电时间最短，影响范围

14、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。扩建的方便性。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度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：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、选用廉价的电器或情形电器，以便降低投资。2.1 电气主接线方案比较我们拟定三种方案：（1）10kV时出线为6回，鉴于出线回路多，且发电机单机容量最小为50MW，远大于有关设计规程对选用单母线分段接线不得超过24MW的规定，应确定为双母线分段接线形式，两台50MW机组分别接在两段母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压110kV。如图2.1所示。图 2.1 双母线分段接线（2）采用双母线接线形式，发电机与双绕组变压器也构成单元接线形式，厂用高压电源从每台发电机出口引出，220KV电压级配电装置采用双母线接线，4回出线接在母线上。如图2.2所示。图 2.2 双母线接线（3）双母线待旁路母线接线，在此方案中，此方案中，220配电装置采用双母线带旁路接线形式，安全