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1、发电厂电气部分课程设计题 目 凝汽式火电厂一次部分 学院名称 电气工程学院 指导教师 职 称 副教授 班 级 电力 071班 学 号 学生姓名 2010年 6 月 15 日1凝汽式火电厂一次部分课程设计1原始资料11 发电厂建设规模1.1.1 类型:300MW 凝汽式火电厂1.1.2 最终容量、机组的型式和参数: 2300MW、年利用小时数： 6000h/a12 电力系统与本厂的连接情况1.2.1 电厂在电力系统中的作用与地位：区域电厂1.2.2 发电厂联入系统的电压等级：220KV， 220KV 母线系统正序阻抗标么值 x1=0.1，零序阻抗标么值 x0=0.031.2.3 电力系统总装机容
2、量：600MW，短路容量：100MVA13 电力负荷水平:1.3.1 发电机组额定电压 20KV,额定功率：300MW，cos=0.85，Xd=15.59。1.3.2 220KV 电压等级：架空线 8 回。1.3.3 厂用电率：8%。 1.3. 4 高压厂用电压 6KV;零序厂用电 380220KV。1.4 环境条件1.4.1 当地年最高温 40，最低温 33，年平均最高温度 15，土壤最高温度 30。1.4.2 当地海拔高度为 100m1.4.3 本厂位于某县边缘，距负荷中心 30km，供电半径 70km。2.设计任务2.1 发电厂电气主接线设计2.2 厂用电设计2.3 短路电流的计算2.4
3、 主要电气设备的选择2.5 配电装置3.设计成果3.1 设计说明书、计算书一份3.2 图纸一张目 录摘要 .31电力工业发展的概况 .42.电气主接线 .422.1主接线的设计原则与要求 .42.2主接线方案的选择 .52.3厂用电接线方案的选择 .63.变压器的选择 .73.1变压器的选择原则 .73.2变压器台数及容量的确定 .84.短路电流分析计算 .104.1短路电流计算的目的及规则 .104.2短路等值电抗电路及其参数计算 .114.3各短路点短路电流计算 .125.电气设备的选择 .155.1电气设备选择的一般原则 .155.2主要电气设备的选择 .175.3电气设备选择的结果表
4、.31结束语 .33参考文献 .34附录：短路计算附录：电气设备的选择结果表附录 ：设计总图摘 要在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中有着重要作用，它不仅全面地影3响国民经济其他部门的发展，同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。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及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、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定有较大的影响。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的 75%。本文是对配有 2 台
5、 200MW 和 2 台 300MW 汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验。关键词： 发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备。1、电力工业的发展概况：火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经济的环境中，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响，虽然现在在我国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须
6、不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。4“十五”期间我国火电建设项目发展迅猛。2001 年至 2005年 8月，经国家环保总局审批的火电项目达 472个，装机容量达 MW，其中 2004年审批项目 135个，装机容量 MW，比上年增长 207%；2005 年 1至 8月份，审批项目 213个，装机容量 MW，同比增长 420%。随着中国电力供应的逐步宽松以及国家对节能降耗的重视，中国开始加大力度调整火力发电行业的结构。由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、
7、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、 控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能
8、都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。本设计的主要内容包括：通过原始资料分析和方案比较，确定发电厂的电气主接线。计算短路电流，并根据计算结果来选择和效验主要电气设备。2、电气主接线2.1 、主接线的设计原则和要求发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，
9、所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。5（1）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是： 断路器检修时，能否不影响供电。 线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 发电厂全部停运的可能性。 对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。（2）灵活性 调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故
10、、检修及特殊运行方式下的调度要求。 检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。（3）经济性 投资省：主接线应简单清晰，控制、保护方式不过于复杂，适当限制断路器电流 占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。 电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。2.2、主接线方案的选择 2.2.1 方案设计1）单元接线其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。本设计中机组容量为 300MW，所以发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路
11、器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。2）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线优点：在正常工作时，旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关，都是断开的，旁路母线不带电，通常两侧的开关处于合闸状态，检修时两两互为热备用；检修 QF时，可不停电；可靠性高，运行操作方便。缺点：增加了一台旁路断路器的投资。3）单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线优点：可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便；64）双母线接线优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。缺点：由于 220KV电压等级容量大，停电影响范围广
12、，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。5）双母线带旁路母线的接线优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。缺点：多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。方案一：300MW 发电机 G-1,G-2通过双绕组的变压器与 220kv母线连接，220kv 电压级出线为 8回，采用双母线接线，并且带旁路母线能提高供电的可靠性。方案二：有方案一，我们很容易想到 110kv母线采用单母线分段带旁路连接，220kv母线采用双母线连接。2.2.2 比较并确定主接线方案在所实现的目的要求相差不大的情况下，采用最小费用法对拟定的两方案进行经济比较，两方案中的相同部分不参与比较计算，只对相异部分进行计算，计算内容包括投资，年运行费用。很容易知道当采用单母线分段带旁路的时候，必须多增加较多断路器，这在稳定的可靠性，及经济上都是不具有优势的，因此采用方案一。接线图如图 2-1所示。图2-1 主接线图72.3、厂用电接线的选择 厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用电负荷可靠和连续供电，使发电
