300MW凝汽式发电厂设计级解析

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1、发电厂电气部分课程设计（论文）300WM凝汽式发电厂设计指导教师：所在学院：专业：电气工程及其自动化学 号:学生姓名：靈龍*八一農h夭譽中国大庆2012 年 5 月任务书任务书1原始资料1. 本电厂为凝汽式发电厂，第一期工程装设两台 N-300-2型发 电机组。发电机额定电压为 20KV,额定功率：300MW CO=0.85 , Xd=15.59%,本期工程装设两台相同容量的机组。2. 该期工程以220KV线路8回路与系统联系，220KV母线系统正 序阻抗标幺值（当取 Sj=100MVA寸）为x1=0.1，零序阻抗标么值为 X =0.03。3. 厂用电率按8%考虑。高压厂用电压 6KV;低电压

2、厂用电380/220KV。4. 本厂位于某县城边缘，距离负荷中心约30公里，供电半径约70公里。厂址地势平坦，高出百年水位，平均海拔高度为100米。补给水水源距离电厂 25公里，年最高温度为40度，土壤温度为30 度。年最低气温为零下 33度。年平均气温为15C摘要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。本文是 对配有2台300MV发电机的凝汽式发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

3、、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 电气设备-II -目录目录摘要 II前言 11. 电力工业的发展概况： 22. 电气主接线 22.1 主接线的设计原则和要求 22.2主接线方案的选择 32.2.1方案设计 32.2.2 比较并确定主接线方案 42.3厂用电接线的选择 43. 变压器的选择与计算 53.1变压器的选择原则 53.2 确定变压器台数及容量 64. 短路电流分析计算 75. 电气设备的选择 85.1电气设备选择的一般原则及短路校验 85.2主要电气设备的选择 10结论 18参考文献 19附录I 20附录H 24前言、八,、前言电能是

4、能源的一种，电力已成为工农业不可缺少的动力，电能的开发和应用，是人类 征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就。随着科学技术的发展，用电客户对 供电性能要求也日益提高，供电可靠性成为电能的重要指标。在此次设计中，本着可靠、 安全、经济灵活的原则，认真执行国家现有的方针政策、技术规范的规定。本次设计的内容为凝气式发电厂，要求装设两台N-300-2型发电机组，合理科学的设计方案是机组能长期稳定、可靠运行的条件。通过对原始数据的分析计算，设计出了该凝 汽式发电厂的电气主接线图；选择恰当的短路点并计算短路电流；并根据计算结果选择合 适的电气设备。随着计算机应用的普及，电力系统图纸也相继采用计算机

5、制图，在此次设计中采用 AutoCAD绘图软件进行电气类的制图。# -正文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，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。“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344382M，其中2004年审批项目135个，装机容 量107590M，

6、t匕上年增长207% 2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546M0 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、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

7、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

8、. 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，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。（1）可靠性 供电可靠性是电

9、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、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

10、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300MWV所以发电机出口采用分相封闭母线，为了减少断开点， 可不装隔离开关，但应有可拆点，以利于机组调试。这种单元接线，避免了由于额定电流 或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受到制造条件或价格过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

11、：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；4）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，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

12、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 ：300MV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。方案二：300MV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，采用单母线分段带旁路接线。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，

13、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：双母线接线。接线图如图 2-1所示。虬 1WL2 帕 机 4*15 V/L6220KV-K I 4 1 .1L图2-1主接线图2.3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，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常，事故, 检修等各种运行方式的要求；还应适当注意经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技 术、新设备，使其具有可行性和先进性。此外，在设计厂用电系统接线时还要对供电电压 等级，厂用供电电源及其引接进行分析和论证。火电厂的辅助机械多、容量大，供电网络

14、复杂，其主要负荷分布在锅炉、气机、 电气、输煤、出灰、化学水处理以及辅助车间和公用电气部分，因此，厂用电以单母线分 段接线（既不设共用符合母线）形式合理地分配厂用各级负荷。现将该火电厂的厂用电接线的系统图设计示于图 2-2。#图2-2厂用电接线图3. 变压器的选择与计算3.1变压器的选择原则一、主变压器的选择原则（1）为节约投资及简化布置，主变压器应选用三相式。（2）为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线 上最大一

15、台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。（3）系统均为中性点直接接地系统的情况下，可考虑采用自耦变压器。由低压 侧向高压侧送电时，不宜使用自耦变压器。（4）对潮流方向不固定的变压器，经计算采用普通变压器不能满足调压要求时， 可采用有载调压变压器。二、厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为：（1）变压器原、副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。（2）变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。（3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用设备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同3.2 确定变压器台数及容量台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母线，发电机与变压器采用单元接线，3