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1、超临界火力热电厂水利与建筑工程学院目录1 绪论61.1电力系统概述61.2电力工业的发展概况61.3我国电力行业发展方针71.4设计的主要内容及基本思想71.4.1设计的主要内容、功能及技术指标71.4.2设计的基本思想及设计工作步骤82 电气主接线102.1电气主接线概述102.1.1电气主接线设计的重要性102.1.2电气主接线的设计依据102.1.3电气主接线的主要要求102.1.4主接线的基本形式112.2对原始资料的分析152.3拟定可行的主接线方案152.3.1 变压器的选择计算152.3.2主接线方案152.3.3比较主接线方案182.4厂用电的设计182.4.1厂用电源的选择1
2、82.4.1.1厂用电压等级182.4.1.2厂用电系统接地方式182.4.1.3厂用工作电源引接方式192.4.1.4厂用备用电源引接方式192.4.1.5确定厂用电系统192.4.2厂用变压器的选择202.4.2.1厂用变压器的选择原则202.4.2.2确定高压厂用变压器的容量202.4.2.3厂用母线的选择：203短路电流的计算213.1 短路的基本概念213.1.1 短路含义213.1.2 短路的形成原因213.2短路电流计算的条件213.2. 1基本假定条件213.2.2一般规定223.3短路电流分析223.3.1选取短路点223.3.2画等值网络图233.3.3 化简等值网络图24
3、3.4功率因数要求为0.9时344 主要电气一次设备选择354.1 概述354.1.1选择电气一次设备遵循的条件354.1.2电气设备的选择的一般要求354.1.3按正常工作条件选择354.1.4按短路条件进行校验374.1.5系统各个回路的最大工作电流384.2 高压断路器的选择384.3 隔离开关的选择414.3.1变压器回路414.3.2 出线回路424.3.3 厂用电高压回路424.4 母线的选择424.4.1 母线的材料类型和布置方式424.4.2 220kV母线截面的选择434.5电流互感器的选择444.5.1 变压器侧电流互感器的选择444.5.2 出线侧回路电流互感器454.6
4、电压互感器的选择454.6.1 电压互感器的作用454.6.2 电压互感器的选择原则454.6.3各种互感器的使用范围464.6.4电压互感器的配置464.6.5常见的四种接线方式464.6.6 发电机侧设立电压互感器的作用及其接线方式474.6.7母线侧设立电压互感器的作用及其接线方式485 单元变、启动变容量校核495.1 导言495.2变压器容量应满足的要求495.3、计算依据495.4、计算变压器负载4954.1 #1厂高变上的负载如表1所示：495.4.2 #2厂高变上的负载如表2所示：505.4.3 #1启动变上的负载如表3所示：515.4.4、起动电压校验525.4.4.1 电动
5、机正常起动时的电压校验525.4.4.2 成组电动机自起动时厂用母线电压的校验525.4.4.3 电动机自起动时厂用母线电压的校验。536 防雷保护556.1 雷电对发电厂的危害556.2外部过电压及其防护556.3 避雷器的防雷保护556.3.1 避雷器的选择566.3.1.1 避雷器的设置566.3.1.2避雷器的配置原则566.3.1.3 避雷器的型号576.3.2避雷器的参数校验576.3.2.1磁吹阀式避雷器的基本参数576.3.2.2对FZ-220J进行校验572.对于FCZ-220J普通阀型避雷器校验同上586.3.2.3对FCD3-220J的性能参数的校验596.4 避雷器在主
6、接线图中连接见附录60结束语61参考文献62附录超临界火力热电厂组员：蔡惠群 路晓南 刘伶俐 周坤 毕继凯 张鹏 指导教师：陈帝伊 张宁 王斌 谭亲跃摘 要：发电厂是电力系统的重要组成部分, 也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。通过研究电力系统的发展概况及其行业发展方针，进行4350MW热电厂的一期工程2350MW热电厂电气部分设计。通过对拟建火力发电厂的概括以及出线方向来考虑，并对负荷原始资料的分析，从安全性、经济性及可靠性方面考虑，确定了220kV以及厂用电的主接线。再根据变压器的选择计算及供电范围确定了主变压器台数、容量及型号，
7、同时也确定了厂用变压器的容量及型号。根据短路电流计算以及最大持续工作电流结果，对高压断路器、隔离开关、变压器回路、出线回路、厂用高压回路、母线及母线的材料、电压互感器、电流互感器进行了选型。通过单元变容量和启动变容量校核，确认厂高变容量是否满足本机组厂用负荷失压高压电动机自启动的要求，确认启动变容量否满足一期厂用负荷空载、失压及带负荷自启动三种方式的要求。最后，进一步对发电厂防雷保护，从而完成了2350MW热电厂电气部分设计。关键字： 电气主接线，短路电流，一次设备选择，变压器21 绪论1.1电力系统概述电能从生产到供给用户使用，一般要经过发电、变电、输电、配电和用电几个环节。由发电机、输配电
8、线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的整体，被称为电力系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，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构和运行。因此，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。 生产电能的工厂称为发电厂。电厂又分为火力发电厂、热电厂、
9、燃气轮机发电厂、核发电厂、水利发电厂以及其他能源的发电厂。如果在发电的同时，将一部分做过功的蒸汽从汽轮机抽出用管道输给附近需要热蒸汽的工厂使用，这样的火力发电厂称为热电厂。火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水，水的临界压力是：22.064MP,临界温度是373.99 ；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。在工程上也常常将25MPa以上的称为超超临界。1.2电力工业的发展概况电能是一种清洁的二次能源。由
10、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。日前中电联发布的数据显示，截至2014年底，我国发电装机容量136019万千瓦，同比增长8.7%。全国基建新增发电设备容量10350万千瓦，其中，水电新增2185万千瓦，火电新增4729万千瓦，核电新增547万千瓦，并网风电新增2072万千瓦，并网太阳能发电新增817万千瓦 纵观2014年，我国发电设备企业在设备制造上，不仅有量的增长，也有质的提高。1.3我
11、国电力行业发展方针目前我国人均拥有装机容量和人均占有发电量较低，技术经济指标平均水平不高，火电厂的污染物排放量高，电网相对薄弱，供电可靠性偏低。未来提高效率和保护环境，及时关闭低效率、煤耗高、污染严重的小火电机组，以大代小，装设烟气脱硫及降低氮氧化物设施，开展洁净煤燃烧技术的研究及应用。主要的发展方针有：1) 积极发展水电，水能资源是可再生的、清洁的能源；在电力系统中，有一定比重的水电装机容量对对系统调峰和安全经济运行极为有利；水电站的发电成本低，水库可以综合利用。我国水电装机容量目前仅开发了少部分，所以要积极发展水电。2) 优化发展火电，我国有丰富的煤炭、石油和天然气，火电厂的厂址不受限制，
12、建设周期短，能较快发挥效益。3) 适当发展核电。4) 重点发展电网，促进全国联网。5) 因地制宜发展新能源发电，做好农村电气化建设，在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、风力发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。1.4设计的主要内容及基本思想本次毕业设计的主要内容是一个2*350MW火力发电厂的电气部分设计。在这次设计中一共分以下几个步骤来完成本次的设计任务。1.4.1设计的主要内容、功能及技术指标1）电厂规模：装机容量: 装机2台，容量为：2350MW 超临界供热式汽轮发电机组。350MW发电机参数：额定电压20KV，额定电流10812A，额定功率因数0.85。并计划在二期装2台同样机
13、组。一期工程与系统用3回220KV线路联系。2）主要技术指标：（1） 保证供电安全、可靠、经济；（2）功率因数达到0.9及以上3）主要内容：（1）确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料与数据，选择变压器的容量、台数、型号等，列出技术上可能实现的23个主接线方案，经过技术经济比较，确定最优方案。（2）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总。（3）电气设备的选择：选择并校验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等，选用设备的型号、数量汇总成设备一览表；（4）主变压器继电保护的整定计算及配置（5）高
14、压厂用电动机的自启动校验1.4.2设计的基本思想及设计工作步骤1）主接线的设计发电厂的主接线是保证电网的安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。电气主接线的设计原则是：应根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。2）主变压器的选择发电厂200MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL50002000火力发电
15、厂设计技术规程的规定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过65的条件进行选择”。3）短路电流的计算短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。进行短路计算的目的是为了限制短路的危害和缩小故障的影响范围。三相短路是危害最严重的短路形式，因此，三相短路电流是选择和校验电器和导体的基本依据。4）电气设备的选择选择并校验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等，选用设备的型号。正确的选择电气设备的目的是为了事导体和电器无论在正常情况或故障情况下，均能安全、及经济合理的运行、在进行设备选择时，应根据工程实际情况、在保证安全、可
