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1、 电气信息学院毕 业 设 计 说 明 书题 目： 4x200MW大型火电厂设计 专 业： 电力系统自动化专业年 级： 2008级学 生： 学 号： 312008080608104指导教师： 完成日期： 2012年5月9日摘要：发电厂是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济。其中火力发电厂更是占据着非常重要的地位，是电力发展的主力军。本次毕业设计严格遵循火力发电厂的设计规范，通过对电气主接线的设计、厂用电的设计、短路电流的计算、电气设备的选择和校验以及配电装置、防雷装置的设置，简要完成了对所给4200MW火力发电厂电气一次部分的设计。本次设计中将四台发电机全部升压接入220k
2、V电网，简化了电网结构及电气主接线，省去了升高电压级之间的联络变压器，降低了变压器损耗。在电气设备选择方面尽量选取占地面积小的电气设备，节约土地资源。关键词：火力发电厂，电气主接线，电气设备Abstract Power plants play an important role in power system for the directly influence on the security and economy of the whole power system. Including coal-fired power plants occupies the key position, i
3、t is the main force in power development.The graduation design strictly followed the standard of the coal-fired power plant design. Through the design of the main electrical connection, the calculation of short-circuit current, the selection and calibration of electrical equipments and the design of
4、 distribution device, lightning protection equipment, completing the electrical design of the 4 x 200MW coal-fired power plant. This design send all electrical energy to 220kV power grids, simplified the structure of power grids, saving the contacting transformer between the rising level of voltage
5、and reducing the loss of transformer. In electrical equipment selection，try to select area small electrical equipment as far as possible to save the source of land.Key words: coal-fired power plants, the main electrical connection, electrical equipment目录1绪论51.1发电厂概述51.2毕业设计的主要内容、技术指标52电气主接线设计62.1概述6
6、2.1.1电气主接线基本要求62.1.1 220kv电压等级常用主接线62.2拟定主接线方案72.2.1方案一72.2.1方案二72.2.3方案比较72.3发电机型号选择82.4变压器选择93 设计标幺值的计算及短路电流计算103.1 设计的基本内容与要求103.2 系统的参数以及待设的火电厂主要电气元件的参数113.2.1 系统的参数113.2.2 设计的火电厂主要电气元件参数123.3 短路电流的计算133.3.1 f1点短路（看电厂内部）143.3.2 f2点短路（看整个系统）163.3.3 发电机母线短路（f2点短路看电厂）223.3.4 f3点短路（矿区母线短路）243.3.4 f4
7、点短路（发电机G1 G2短路）293.3.5 f5点短路（发电机G3 G4短路）324电气设备的选择与效验354.1概述354.2电气设备的选择与效验354.2.1各线路最大工作电流确定354.2.2高压断路器选择与效验364.2.3隔离开关选择与效验404.2.4电压互感器选择与效验434.2.5电压互感器选择与效验464.2.6线路选择与效验495防雷保护规划525.1概述525.2架空线路防雷保护525.3电机防雷保护535.4变压器防雷保535.5母线防雷保546配电装置设计566.1配电装置选择原则566.2配电装置类型567设计总结578致谢589参考文献5910附录601绪论1.
8、1发电厂概述发电厂是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济。发电厂的作用是将其他形式的能量转化成电能。按能量转化形式大体分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电场；考虑发电厂中的地位和作用电力系统中的发电厂可分为大型主力发电厂、中小型地区电厂、及企业自备电厂三种类型。无论是哪种形式的电厂它们的电气部分设计的主要内容及基本思想都是相通的，本文是对某火力发电厂电气部分的设计。1.2毕业设计的主要内容、技术指标系统及原始数据见附图。某北方矿区附近25km处建设一座装机容量为4200MW的火电厂，工程分两期完成，第一期投2200MW，此时矿区负荷为80MW，二期工程再投入2
9、200MW，而矿区负荷则增至140MW，其余功率经160km的220500kV线路送入系统。站内空气清洁，最高日平均气温32，最低0，海拔800m，非地震区，6、7、8月有雷雨，建设场地充裕。矿区最大负荷同时系数0.85，最小负荷系数0.7，55%类负荷，30%类负荷,Tmax=5500h。2电气主接线设计2.1概述2.1.1电气主接线基本要求电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电力系统的稳定和调度的灵活性，以及对发电厂的电气设备选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。在选择电气主接线时，应注意发电厂在电力系统中的地位、进出线回路数、电压等级、设备特点
10、及负荷性质等条件，并应满足下列基本要求2。(1)运行的可靠性。(2)具有一定的灵活性。(3)操作应尽可能简单、方便。(4)经济上合理。(5)应具有扩建的可能性。2.1.1 220kv电压等级常用主接线表2.1 220kV电压级常用接线方式及适用范围电压接线方式适用范围220双母线或单母线采用SF6全封闭组合电器时，不设旁路措施；采用SF6断路器时，不宜设旁路措施；采用少油断路器出线在4回及以上时，采用带专用旁母断路器的旁路母线双母线分段安装200MW及以下机组，电厂容量在800MW及以上，进出线1014回；采用双母线双分段配置困难的配电装置双母线双分段安装200MW及以下机组，电厂容量在100
11、0MW及以上，进出线15回及以上2.2拟定主接线方案2.2.1方案一采用双母线分段，将双回路分别接于不同的母线段上，可缩小母线故障的影响范围2.2.1方案二采用双母线接线2.2.3方案比较表2.2 方案比较及结果方案一方案二结论可靠性将双回路分别接于不同的母线段上，保证了系统的供电可靠性，减小了停电的几率，缩小了母线的故障范围。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至使供电中断。在检修任意线路断路器时，该回路需短时停电。断路器采用SF6断路器，检修周期长，不需要经常检修，减小了断路器检修停电的几率。方案一略高于方案二经济性多装了价高的断路器及隔离开关，投资增大，占地面积增加。
12、设备相对少，投资小，年费用小，占地面积相对较小。方案二明显高于方案一经比较，由于此设计火电厂出线只有两回，方案二优势明显高于方案一，综合考虑，选择方案二，主接线如图4*200MW火电站电气主接线图2.3发电机型号选择1.发电机主要参数：装机容量已给200MW，端电压，功率因素2.电抗：我国国标规定200MW及以上发电机不小于0.40。电抗的选择上，需注意和的相容性，即的上限值不能太靠近的下限值，一般情况下不小于0.15，不大于0.30。3.冷却方式：大型汽轮发电机冷却方式有水氢氢、全氢冷、水水氢、水水空、全水冷和油水油冷等等综上考虑，确定发电机机型为QFQS-200-2，其型号含义为Q汽轮机；
13、 F发电机； Q氢冷；S转子绕组水内冷； 200额定功率； 22极。有功功率：P=200MW视在功率：S=235MVA端电压: 功率因素：次暂态电抗：=0.1442.4变压器选择本次设计中变压器为单元接线形式，单元接线时变压器容量应按发电机的额度容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。 发电机的额定容量为200MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为：综上确定主变压器为SFP3-240000/22参数为： 三绕组变压器为SSPS-240000/220 参数为： ， ，3 设计标幺值的计算及短路电流计算3.1 设计的基本内容与要求系统及原始数据见附图。某北方矿区附近25km处建设一座装机
14、容量为4200MW的火电厂，工程分两期完成，第一期投2200MW，此时矿区负荷为80MW，二期工程再投入2200MW，而矿区负荷则增至140MW，其余功率经160km的220500kV线路送入系统。站内空气清洁，最高日平均气温32，最低0，海拔800m，非地震区，6、7、8月有雷雨，建设场地充裕。矿区最大负荷同时系数0.85，最小负荷系数0.7，55%类负荷，30%类负荷,=5500h。 待设计火电厂与系统的接线图 4*200MW 火电厂的电气一次接线图3.2 系统的参数以及待设的火电厂主要电气元件的参数3.2.1 系统的参数火电站G1:4*100MW 水电站G2: 6*60MW 水电站A3:4*125MW 远放系统：X=0.02
