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1、wordLANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计题 目 火电厂电气一次部分及厂用系统设计学生 左琪刚 学 号 08230220 专业班级 电气工程及其自动化（2）班 指导教师 国玉红 学 院 电气工程与信息工程学院 答辩日期 2012年6月12日 / 目录摘 要4ABSTRACT5火电厂厂用电系统设计2第1章 电气主接线的设计61.1 原始资料分析61.2 电气主接线的基本要求61.3 主接线设计主要考虑因素61.4 最佳方案的确定71.5 对所选主接线的说明8第2章 厂用变压器的选择82.1 选择厂用变压器的原则82.2 厂用负荷的确定82.3 厂用负荷计算9
2、2.4 厂用变压器的选择10第3章 短路电流的计算113.1 计算短路电流的意义113.2 计算短路电流的目的123.3 短路电流计算的一般规定123.4 短路计算基本假设133.5 短路电路计算的步骤133.6 短路电流的计算结果13第4章 电气设备的选择144.1 电气设备选择的一般原则144.2 发电机出线和母线的选择结果154.3 高压断路器和隔离开关的选择154.4 互感器的选择17第5章接地225.1 厂用电系统中性点接地方式225.2 接地装置的选择22第6章 厂用变压器容量的选择246.1 列出该变压器所供厂用母线段上电动机容量246.2 厂用变压器选择结果26第7章 短路电流
3、计算277.1 电抗标幺值的计算过程277.2 短路电流的计算：297.3 短路电流计算的结果30第8章 电气设备的选择318.1 母线的选择318.2 断路器和隔离开关的选择368.3 电流互感器的选择408.4 电压互感器的选择448.5 接地保护45毕业设计总结49参考文献50摘 要发电厂厂用电系统的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。发电厂厂用电系统的设计的设计容多，围广，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的发电厂设计时基本原理、方法和规定都大致相同。本设计为3125MW火力发电厂厂用电系统，主要阐述火电厂厂用电设计原理。电气主接线为发电机和厂高变直接连成一个单元，再经断路器接至
4、6KV高压系统，高低压侧（6KV和0.4KV）选择母线形式都为单母线，使电厂电气主接线充分体现出安全性、可靠性、经济性。厂用变压器的选择做到，原、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应，变压器的容量必须保证厂用机械及设备能从电源获得足够的功率，从而选出厂用变压器。为了计算方便我们采用标幺值进行计算短路电流，为后面电气设备的选择提供依据。电气设备的选择包括：导线的选择、断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择。接地选择；发电机采用中性点不接地方式，6KV系统，中性点经电阻接地，保护动作于信号。380V系统，中性点经高电阻接地，保护动作于跳闸。电动机和变压器的金属外壳直接接地
5、，不装设其他的接地设备。关键词：火电厂厂用电 电气主接线 短路计算 电气设备 接地保护 ABSTRACTThe design ofthe Power System in a power plant is an essential project in the construction of the power industry. The design ofthe Power System in a power plant contains a large content and a wide range of variety. While designing a power plant, th
6、e basic principles, methods and requirements are roughly the same despite of different voltage levels, types or nature of the load.This design is a 3125MW power system for thermal power plants, aiming mainly at illustrating the principle of its designing. The main electrical wiring is a unit consist
7、s of a generator directly bined by a transformer, linked to 6KV high voltage system by a disconnecter. The busbar form for both high and low voltage sides is single busbar, thus making the main electrical wiring secure, reliable and economical.The selection of station transformer must meet the deman
8、d that the rated voltage of primary side and secondary side matches that of contact and auxiliary power system respectively, and the capacity of the transformer ensures that enough power for auxiliary machinery and equipment can be provided by the power source.For simplicity we use the unit value to
9、 calculateshort-circuit currentand provide the basis for the choice ofelectrical equipment following-up. Electrical equipment options include: choice of wires, circuit breakers and isolation switches, current-voltage transformer as well as grounding. Generator adopted 6KV system without grounding di
10、rectly on the neutral point but through resistance and is protected on the signal. The neutral point of 380V system is grounded through high resistance while protected by the action of trip. The metal casing of electric motor and transformer is directly grounded without installing any other groundin
11、g equipment.Keywords:Power Thermal Power PlantMain Electrical ConnectionShort-circuit calculationElectrical equipmentGround Protection第1章 电气主接线的设计 1.1 原始资料分析设计电厂为火力发电厂，其容量为3125MW机组，发电机出线电压为13.8KV不向周围地方直接提供负荷。220KV电压级，架空出线4回，每回出线输送容量为30MVA。起动/备用电源从110kV母线引入。火电厂各厂用机械的功率差别很大。因此，厂用电一般采用高压和低压两种电压等级供电。低压厂
12、用电压为380V，其中380V供电机用电，220V供照明和单相负荷用电。高压厂用电采用6KV和3KV两种电压中的一种。发电机三台125MW,本次设计采用6KV。6KV电压质量好，但也有缺点，如电厂有100200KW的电机为降低造价，用380V系统，降低了可靠性，且使380V系统庞大。1.2 电气主接线的基本要求电气主接线代表了发电厂的电气主体结构，是火电厂自用电的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置的布置、自动装置和控制方式的拟订都有决定性的关系。主接线的正确、合理设计、必须综合处理各个方面的因素，经过技术，经济论证后方可确定。因此，主接线必须满足以下基本要求。断路
13、器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目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，即满足一定的可靠性要求。具有一定的灵活性。主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响围最小，并且在检修时可以保证检修人员的安全。 操作应尽可能简单、方便。主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。经济上合理，主接线
14、在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，使其尽地发挥经济效益。1.3 主接线设计主要考虑因素在对设计原始资料分析的基础上，结合对电力系统电气主接线的可靠性、经济性及灵活性等基本要求综合考虑，在满足技术、经济政策的前提下，本次设计力争使其成为技术先进，发电可靠、经济合理的主接线方案。可靠发电是本设计火电厂应该考虑的首要问题，兼顾到经济性和火电厂自用电重要性等问题，主接线方案从以下几个方面考虑：尽量缩小厂用电系统的故障影响围，避免引起全厂停电事故。万一发生全厂停电，尽快从系统取得启动电源。本火电厂有无全厂停电的可能性。高压厂用母线一般按炉分段，即发电机供给各自机、炉的用电。
15、低压厂用变压器由一般由高压厂用母线段上引接。高低压，厂用母线均采用单母线，双电源供电，即设有备用电源。线路、断路器、主变或母线故障或检修时，对机组的影响，对发电机出力的影响。主接线是否具有足够的灵活性，能适应各种运行方式的变化，且在检修事故状态下操作方便，调度灵活，检修安全等。在满足技术要求的前提下，尽可能考虑投资省、易操作，电能损失小和年运行费用少。1.4 最佳方案的确定发电机出口1KV采用无汇流母线的主接线，即没有母线这一中间环节，这样使用的开关电器少，配电装置占地面积小，投资较少，没有母线故障和检修问题。因此本设计1KV发电机出线采用发电机-双绕组变压器单元接线。如下图； 图1-1图1-2 主接线简图 1.5 对所选主接线的说明如图1-2，发电机和厂高变直接连成一个单元，再经断路器接至6KV高压系统，发电机出口处不再设母线，使用开关电器少，配电装置占地面积小，投资少，没有母线检修和故障问题，本设计发电机出口采用这样的无汇流单元接线。高低压侧（6KV和0.4KV）选择母线形式都为单母线，经备用母线段联络，构成分段的单母线，提高了可靠性和灵活性。第2章
