大机组电厂电气部分初步设计课程设计论文

1、课程设计(论文)任务书课程设计(论文)题目：大机组电厂电气部分初步设计系 别 班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 毕业设计(论文)进行地点： 任 务 下 达 时 间： 2011 年 7 月 4 日 起止日期：2011年7月4日起至 2011年7月15日止教研室主任 年 月 日批准发电厂电气部分课程设计评定表指导教师评审意见评价内容具 体 要 求权重评分加权分调研论证能独立查阅文献，收集资料能制定课程设计方案和日程安排0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜0.25432说明书的

2、质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12）分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评阅教师评审意见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力。0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名:年 月 日课程设计总

3、评成绩分系部： 班级： 学生姓名：前 言本次课程设计的题目是大型机组电厂电气部分初步设计，该电厂为4X200MW的机组。本次设计通过对原始资料的分析、了解设计的具体情况及在系统中的重要地位、作用，依据可靠性、灵活性、经济性，对电气主接线进行分析，从而选择最适合本厂的情况的主接线。本次设计主要包括主变压器的选择、电气主接线的选择、短路电流的计算、高压电气设备的选择、厂用电的设计和配电装置的选择等几项。本次课程设计时学生在学习电力系统课程后的一次综合性训练，复习巩固本课程及其他课程的有关知识，增强工程观念，通过设计，加强学生对所学知识的理解，掌握理论联系实际的思路与方法。学会多种参考文献资料的查阅

4、和使用，为学生今后到发电厂从事集控运行岗位工作奠定了扎实的基础。本次设计中，全面细致的考虑工程设计的经济性、系统运行的可靠性、灵活性等诸多因素，在老师的讲解和帮助下，顺利完成本次设计。目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc298364083 0 课程设计任务书 PAGEREF _Toc298364083 h 1HYPERLINK l _Toc298364084 0.1设计的原始资料及依据 PAGEREF _Toc298364084 h 1HYPERLINK l _Toc298364085 0.2设计的主要内容及要求 PAGEREF _Toc298364085 h

5、 1HYPERLINK l _Toc298364086 0.3对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求 PAGEREF _Toc298364086 h 2HYPERLINK l _Toc298364087 0.4课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求 PAGEREF _Toc298364087 h 2HYPERLINK l _Toc298364088 0.5时间进度安排 PAGEREF _Toc298364088 h 2HYPERLINK l _Toc298364089 1 绪 论 PAGEREF _Toc298364089 h 3HYPERLINK l _Toc2983640

6、90 1.1 课题背景 PAGEREF _Toc298364090 h 3HYPERLINK l _Toc298364091 1.2 原始资料 PAGEREF _Toc298364091 h 3HYPERLINK l _Toc298364092 1.3 电力系统规划设计的任务和基本要求 PAGEREF _Toc298364092 h 4HYPERLINK l _Toc298364093 1.4 课程设计的目的和要求 PAGEREF _Toc298364093 h 4HYPERLINK l _Toc298364094 1.4.1 课程设计的目的 PAGEREF _Toc298364094 h 4

7、HYPERLINK l _Toc298364095 1.4.2 课程设计的要求 PAGEREF _Toc298364095 h 4HYPERLINK l _Toc298364096 1.5 我国电力行业发展方针 PAGEREF _Toc298364096 h 4HYPERLINK l _Toc298364097 2主变压器的选择 PAGEREF _Toc298364097 h 6HYPERLINK l _Toc298364098 2.1主变压器选择原则 PAGEREF _Toc298364098 h 6HYPERLINK l _Toc298364099 主变压器容量、台数的选择 PAGEREF

8、 _Toc298364099 h 6HYPERLINK l _Toc298364100 主变压器形式的选择 PAGEREF _Toc298364100 h 6HYPERLINK l _Toc298364101 2.2主变压器容量、台数和型号的计算 PAGEREF _Toc298364101 h 6HYPERLINK l _Toc298364102 主变压器容量的计算 PAGEREF _Toc298364102 h 6HYPERLINK l _Toc298364103 主变压器台数的选择 PAGEREF _Toc298364103 h 7HYPERLINK l _Toc298364104 主变压

9、器型号的选择 PAGEREF _Toc298364104 h 7HYPERLINK l _Toc298364105 3 电气主接线设计 PAGEREF _Toc298364105 h 8HYPERLINK l _Toc298364106 3.1 电气主接线的要求 PAGEREF _Toc298364106 h 8HYPERLINK l _Toc298364107 3.1.1 可靠性 PAGEREF _Toc298364107 h 8HYPERLINK l _Toc298364108 3.1.2 灵活性 PAGEREF _Toc298364108 h 8HYPERLINK l _Toc29836

10、4109 3.1.3 经济性 PAGEREF _Toc298364109 h 9HYPERLINK l _Toc298364110 3.2 对原始资料的分析 PAGEREF _Toc298364110 h 9HYPERLINK l _Toc298364111 3.3 拟定可行的主接线方案 PAGEREF _Toc298364111 h 9HYPERLINK l _Toc298364112 3.3.1 主接线方案 PAGEREF _Toc298364112 h 9HYPERLINK l _Toc298364113 3.3.2 比较主接线方案 PAGEREF _Toc298364113 h 9HY

11、PERLINK l _Toc298364114 4短路电流的计算 PAGEREF _Toc298364114 h 11HYPERLINK l _Toc298364115 4.1短路电流计算的目的 PAGEREF _Toc298364115 h 11HYPERLINK l _Toc298364116 4.2短路电流计算条件 PAGEREF _Toc298364116 h 11HYPERLINK l _Toc298364117 基本假定 PAGEREF _Toc298364117 h 11HYPERLINK l _Toc298364118 一般规定 PAGEREF _Toc298364118 h

12、11HYPERLINK l _Toc298364119 4.3 4200MW发电厂二期工程电气部分初步设计 PAGEREF _Toc298364119 h 12HYPERLINK l _Toc298364120 5 电气设备的选择 PAGEREF _Toc298364120 h 14HYPERLINK l _Toc298364121 5.1 电气设备选择概述 PAGEREF _Toc298364121 h 14HYPERLINK l _Toc298364122 5.2 电气设备选择的一般要求 PAGEREF _Toc298364122 h 14HYPERLINK l _Toc298364123

13、 5.3 电气设备选择的校验内容 PAGEREF _Toc298364123 h 14HYPERLINK l _Toc298364124 5.4 电气设备选择的技术条件 PAGEREF _Toc298364124 h 15HYPERLINK l _Toc298364125 5.5 按正常工作条件选择 PAGEREF _Toc298364125 h 15HYPERLINK l _Toc298364126 按额定电压选择 PAGEREF _Toc298364126 h 15HYPERLINK l _Toc298364127 按额定电流选择 PAGEREF _Toc298364127 h 16HYP

14、ERLINK l _Toc298364128 按短路情况校验 PAGEREF _Toc298364128 h 16HYPERLINK l _Toc298364129 5.6 敝露母线及电缆的选择 PAGEREF _Toc298364129 h 16HYPERLINK l _Toc298364130 5.6.1 敝露母线的选择 PAGEREF _Toc298364130 h 16HYPERLINK l _Toc298364131 5.6.2 母线的选择 PAGEREF _Toc298364131 h 17HYPERLINK l _Toc298364132 5.7本次设计母线的选择 PAGEREF

15、 _Toc298364132 h 17HYPERLINK l _Toc298364133 5.8高压断路器的选择 PAGEREF _Toc298364133 h 17HYPERLINK l _Toc298364134 种类和形式的选择 PAGEREF _Toc298364134 h 17HYPERLINK l _Toc298364135 按额定电压选择 PAGEREF _Toc298364135 h 18HYPERLINK l _Toc298364136 按额定电流选择 PAGEREF _Toc298364136 h 18HYPERLINK l _Toc298364137 额定开断电流选择 P

16、AGEREF _Toc298364137 h 18HYPERLINK l _Toc298364138 额定关合电流选择 PAGEREF _Toc298364138 h 18HYPERLINK l _Toc298364139 热稳定校验 PAGEREF _Toc298364139 h 18HYPERLINK l _Toc298364140 动稳定校验 PAGEREF _Toc298364140 h 18HYPERLINK l _Toc298364141 5.9 6.3KV侧断路器的选择 PAGEREF _Toc298364141 h 19HYPERLINK l _Toc298364142 5.1

17、0隔离开关的选择 PAGEREF _Toc298364142 h 19HYPERLINK l _Toc298364143 5.11 6kv侧隔离开关的选择 PAGEREF _Toc298364143 h 20HYPERLINK l _Toc298364144 5.12电流互感器的选择 PAGEREF _Toc298364144 h 21HYPERLINK l _Toc298364145 5.13 6kv侧电流互感器的选择 PAGEREF _Toc298364145 h 21HYPERLINK l _Toc298364146 5.14电压互感器的选择 PAGEREF _Toc298364146

18、h 22HYPERLINK l _Toc298364147 测电压互感器的选择 PAGEREF _Toc298364147 h 22HYPERLINK l _Toc298364148 型式选择 PAGEREF _Toc298364148 h 22HYPERLINK l _Toc298364149 准确级的选择 PAGEREF _Toc298364149 h 22HYPERLINK l _Toc298364150 6 厂用电的设计 PAGEREF _Toc298364150 h 23HYPERLINK l _Toc298364151 6.1厂用电设计的原则和要求 PAGEREF _Toc2983

19、64151 h 23HYPERLINK l _Toc298364152 厂用负荷的分类 PAGEREF _Toc298364152 h 23HYPERLINK l _Toc298364153 61.2 基本要求 PAGEREF _Toc298364153 h 23HYPERLINK l _Toc298364154 6.2 厂用电源选择 PAGEREF _Toc298364154 h 23HYPERLINK l _Toc298364155 6.2.1 厂用电电压等级的确定 PAGEREF _Toc298364155 h 23HYPERLINK l _Toc298364156 6.2.2 厂用电系

20、统接地方式 PAGEREF _Toc298364156 h 23HYPERLINK l _Toc298364157 6.2.3 厂用工作电源引接方式 PAGEREF _Toc298364157 h 24HYPERLINK l _Toc298364158 6.2.4 厂用备用电源和启动电源引接方式 PAGEREF _Toc298364158 h 24HYPERLINK l _Toc298364159 6.2.5 确定厂用电系统 PAGEREF _Toc298364159 h 24HYPERLINK l _Toc298364160 6.3 厂用变压器选择 PAGEREF _Toc298364160

21、 h 24HYPERLINK l _Toc298364161 6.3.1 厂用电主变选择原则 PAGEREF _Toc298364161 h 24HYPERLINK l _Toc298364162 6.3.2 确定厂用电主变容量 PAGEREF _Toc298364162 h 24HYPERLINK l _Toc298364163 6.3.3 常用变压器的确定 PAGEREF _Toc298364163 h 24HYPERLINK l _Toc298364164 7 配电装置的设计 PAGEREF _Toc298364164 h 26HYPERLINK l _Toc298364165 7.1

22、配电装置的选择原则 PAGEREF _Toc298364165 h 26HYPERLINK l _Toc298364166 7.2 配电装置的特点 PAGEREF _Toc298364166 h 26HYPERLINK l _Toc298364167 7.3 配电装置的基本要求和设计的基本步骤 PAGEREF _Toc298364167 h 26HYPERLINK l _Toc298364168 基本要求 PAGEREF _Toc298364168 h 26HYPERLINK l _Toc298364169 设计的基本步骤 PAGEREF _Toc298364169 h 27HYPERLINK

23、 l _Toc298364170 7.4 配电装置的设计要求 PAGEREF _Toc298364170 h 27HYPERLINK l _Toc298364171 满足安全净距的要求 PAGEREF _Toc298364171 h 27HYPERLINK l _Toc298364172 施工、运行和检修的要求 PAGEREF _Toc298364172 h 27HYPERLINK l _Toc298364173 7.5屋内配电装置 PAGEREF _Toc298364173 h 28HYPERLINK l _Toc298364174 7.6本次设计中配电装置方式的选择 PAGEREF _To

24、c298364174 h 28HYPERLINK l _Toc298364175 与原始资料分析及前面各设备间的计算 PAGEREF _Toc298364175 h 28HYPERLINK l _Toc298364176 屋内配电装置的选图 PAGEREF _Toc298364176 h 28HYPERLINK l _Toc298364177 后记 PAGEREF _Toc298364177 h 29HYPERLINK l _Toc298364178 参考文献 PAGEREF _Toc298364178 h 30HYPERLINK l _Toc298364179 致谢 PAGEREF _Toc

25、298364179 h 31附录A 图2-1 电气主接线图（方案一）双母线接线附录B 图2-2电气主接线图（方案二）双母线带旁路接线附录C 图6-1厂用电接线图0 课程设计任务书0.1设计的原始资料及依据4200MW区域性发电厂电气部分设计厂址概况：本厂在一大型煤矿区内，为坑口电厂，所有燃料由煤矿直接供给。电厂生产的电能除用于厂用外，全部以5回220kV线路送入系统。厂区地势较不平坦，地质条件好，有新的公路、铁路通向矿区，交通方便。厂址附近有大河通过，水量丰富，属于6级地震区，冻土层1.5米深，覆冰厚10mm；最大风速20m/s；年平均温度+6，最高气温+38，最低气温-36，土壤电阻率500

26、。机组参数：锅炉：汽机：发电机：电力系统接线图，如下图0.2设计的主要内容及要求选择本厂主变压器和厂用变压器的容量和台数，型号，参数。设计本厂电气主接线，选取几个电气主接线方案，确定个比较合理的电气主接线。确定高压厂用电系统接线形式。计算所需要的短路电流。选择本厂所需的电气设备，包括：（母线，高压断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器等，互感器容量不校）。高压配电装置设计。通过设计，加深学生对所学专业知识的理解，掌握理论联系实际的思路与方法，学会多种参考文献资料的查阅和使用。为学生今后到发电厂从事集控运行岗位工作奠定扎实的基础。0.3对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求说明书装订成册

27、；文字内容尽量用计算机打印。附电厂电气主接线图和厂用接线图。0.4课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求设计成果应满足学院对同等层次学生毕业设计的要求。0.5时间进度安排时间安排表顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注1参考资料借阅，拟定设计思路2对相关知识进行研究、学习3编写设计说明书47.13整理论文5设计答辩1 绪 论1.1 课题背景 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

28、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

29、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。1.2 原始资料1、课题名称：800MW区域性发电厂电气部分设计2、原始资料： (1) 厂址概况：本厂在一大型煤矿区内，为坑口电厂，所有燃料由煤矿直接供给。电厂生产的电能除用于厂用外，全部以5回220kV线路送入系统。厂区地势较不平坦，地质条件好，有新的公路、铁路通向矿区，交通方便。厂址附近有大河通过，水量丰富，属于6级地震区，冻土层1.5米深，覆冰厚10mm；最大风速20m/s；年平均温度+6，最高气温+38，最低气温-36，土壤电阻率500 。 (2)

30、机组参数： 锅炉： 汽机： 发电机：(3) 电力系统接线图，如图1-1； 图1-11.3 电力系统规划设计的任务和基本要求电力系统包括发电、送电、变电、配电、用电以及与之相适应的通信，安全自动装置、继电保护、调度自动化等设施，电气系统规划设计及运行的任务是：在国民经济发展计划的统筹安排下，合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供充足可靠和质量合格的电能。电力系统规划是根据国民经济发展计划和现有电力系统实际情况，结合能源和交通条件，分析负荷及其增长速度，预计电力电量的发展，提高电源建设和系统网架的设想拟定、勘测、设计以及新设备试制的任务。

31、1.4 课程设计的目的和要求1.4.1 课程设计的目的发电厂电气部分课程设计是学生在学习电力系统课程后的一次综合性训练，复习巩固本课程及其他课程的有关知识，增强工程观念，通过设计，加强学生对所学知识的理解，掌握理论联系实际的思路与方法，培养学生独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。1.4.2 课程设计的要求 （1）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则等，树立供电必须安全、可靠、经济的观念。 （2）掌握电气部分设计的基本方法和主要内容。 （3）熟悉电气部分设计的基本计算。 （4）学习工程设计的说明书得撰写。1.5 我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

32、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。为了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，以大带小，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，建设周期短，能较快发挥效益。3、重点发展电网，促进全国联

33、网4、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。2主变压器的选择2.1主变压器选择原则2.1.1主变压器容量、台数的选择 主变压器容量和台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择除依据基础资料外，主要取决于输送功率的大小与系统联系的紧密程度、运行方式及负荷的增长等因素，并至少考虑5年内负荷的发展需要。如果容量选的过大，台数选得过多，则会增加投资、占地面积和损耗，不能充分发挥设备的效益，并增加运行和检修的工作量；如果容量选的过小，台数选的过少，则可能封锁发电厂剩余功率的传送，或限制变电所符合的需要，影

34、响系统不同电压等级之间的功率变换及运行的可靠性等。因此，应合理选择其容量和台数。2.1.2主变压器形式的选择1、相数的确定在330Kv及以下发电厂和变电所中，一般都选用三相变压器，因为一台三相式较同容量的三台单项式投资少、占地小、损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护较方便。在500KV及以上的发电厂中，应按其容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等，经技术比较后确定。2、绕组的确定 （1）只有一种升高电压向用户供电或系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所，采用双绕组变压器。 （2）有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所，可以采用双绕组变压器或三

35、绕组变压器。2.2主变压器容量、台数和型号的计算 2.2.1主变压器容量的计算 单元接线中的主变压器容量 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10的裕度选择，为 (2.1) 发电机容量； 通过主变的容量 厂用电： 发电机的额定功率，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： (2.2)2.2.2主变压器台数的选择 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，所以不设发电机母系，发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，本厂主变压器选用三相式变压器4台。2.2.3主变压器型号的选择 1、 主变压器容量的选择：根据设计手册，发电机与变压

36、器为单元连接式，主变压器的容量为238.12MVA。 2、型式的选择：根据主接线的设计，主变压器选用双绕组变压器； 3、相数：因为母线电压等级为220KV，故选用三相变压器。故选择三相双绕组变压器，型号为SFPL-240000/220的主变压器，参数如表2-1表2-1型 号额定电压（KV）阻抗电压空截电流X/R高压侧低压侧Ud%Io%SFPL-240000/22024242.515.7514.00.817.53 电气主接线设计3.1 电气主接线的要求电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路的相互关系。所以，由文献1可知；它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、

37、配电装置的布置，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。概括地说包括以下三个方面：3.1.1 可靠性在研究主接线可靠性时应重视国内外长期运行的实践经验和其可靠性的定性分析；主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合，在很大程度上也取决于设备的可靠程度。可靠性的具体要求在于断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。主要表现在以下几个方面：1、线路检修时，是否影响连续供电；2、线路、断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成停电馈线

38、停运的回路多少和停电时间的长短，能否满足、类负荷对供电的要求；3、本发电厂有无全厂停电的可能性；4、大型机组全部停电，对电力系统特定运行的影响与产生的后果等因素；5、可靠性的客观衡量标准是运行实际，故应充分考虑长期积累的运行时间经验；6、综合性，因此不仅要考虑一次设备（母线、断路器、隔离开关、互感器等）的故障率及其对供电的影响，还要考虑继电器保护等二次设备的故障率及其对供电的影响。当然，可靠性并不是绝对的，分析和评估主接线的可靠性时，不能脱离发电厂和变电所在系统中的地位合作用，所以对大、中型发电厂主接线，除一般定性分析其可靠性外，尚需进行可靠性定量计算。3.1.2 灵活性主接线应满足在调度、检

39、修及扩建时的灵活性。在调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式的系统调度要求；在检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。主要有以下几方面：1、应能灵活的投入（或切除）一些机组或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故，检修及特殊方式下的调度要求。2、能方便的停运断路器，母线及继电保护设备进行安全检修且不影响电力网的正常运行供电。3、应能容易地从初期过渡到最终接线，在扩建时，一次和二次设备所需要改造很少。3.1.3

40、 经济性 要节省投资，主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；要节省继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆；要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器；主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少；经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量、要避免因两次变压而增加电能损失。1、投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器，隔离开关电压和电流互感器，避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护，不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资，要能限制短路电流，以便合理的选择电气设备或轻型电器；2、占地面积小，主接线要为配电装置创造条

41、件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子几安装费用； 3、电能损失小，主接线要为配电装置创造条件，经济合理地选择主变压器的型式容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。3.2 对原始资料的分析 从原始资料可以知道，本电厂属于地区性火力发电厂，建成后总容量为800MW，建成后与周边的几个电厂形成区域电网。该电厂的发电容量除了本厂厂用电后剩余的电力向系统供电。出线回路为5回，电压高，输送距离远，因此，本电厂在系统有重要作用。电厂是否安全、可靠运行直接影响该地区的经济效益，可见该电厂的重要性。3.3 拟定可行的主接线方案 3.3.1 主接线方案 根据变压器的组合方案拟定主接线的初步方案，并依据对主接线的

42、基本要求，从技术上进行论证各方的优、缺点，淘汰了一些较差的方案，保留了两个技术上相对较好的方案，即双母线接线和双母线带旁路接线，如图2.1和图2.2所示。3.3.2 比较主接线方案 比较内容如表3-1表3-1优点缺点方案一供电可靠，通过两组母线开关的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不使断电；调度灵活性，各个电流或各个回路可以任意分配到某一组上；扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源负荷的分配。增加一组母线和使每回路增加一组母线隔离开关；当母线故障检修时，隔离开关作为倒闸操作电器容易误操作，需要在隔离开关与断路器之间装设连锁装置。方案二可以轮流检修母线而不致供电中断；检

43、修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路；母线故障后能迅速恢复供电；调度灵活；检修任一回路的母线隔离开关，无需中断其余回路的供电；扩建方便，便于实现。当进出线断路器检修时，就要用母联断路器代替旁路断路器，双母线变成了单母线，破坏了双母线固定的链接运行方式，增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。经分析比较，本厂采用方案一。4短路电流的计算4.1短路电流计算的目的 在发电厂电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的的主要有以下几个方面：1、电气主接线的比选。2、选择导体和电器。3、确定中性点接地方式。4、计算软导线的短路摇摆。5、确定分裂导线间隔棒的间距。6、验算接地装置的接触电压

44、和跨步电压。7、选择继电保护装置和进行整定计算。4.2短路电流计算条件4.2.1基本假定1、正常工作时，三项系统对称运行。2、所有电流的电功势相位角相同。3、电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。4、短路发生在短路电流为最大值的瞬间。5、不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻略去不计。6、不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流。7、元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围。8、输电线路的电容略去不计。4.2.2一般规定 1、验算导体的电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景的发展计划。 2、选择导体和电

45、器用的短路电流，在电器连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。 3、选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点。4、导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。4.3 4200MW发电厂二期工程电气部分初步设计选择母线处短路点d1、发电机回路出口处短路点d2、d3、d4、d5、和厂用变低压侧短路点d6、d7、d8、d9，如下图4.1所示:图4.1 短路点的选择表4-1各短路点短路电流计算结果表短路点编号短路点位置短路点平均工作电压短路电流周期分量起始值短路容量短路电流冲击值短路全电流最大有效

46、值U(kV)I(kA)S (MVA)ich(kA)Ich(kA)D1242kV母线24220.848735.2254.632.51D2D5发电机出口15.75118.483232.11310.41185.26D6D96.3kV母线6.311.0912129.0617.3 短路电流计算暂按4300MW机组接入220kV系统考虑。系统至电厂220kV母线的等值阻抗（标么值）为0.0107，短路电流计算结果如下。a. 220kV母线系统:三相短路电流周期分量起始有效值：36.79kA；三相短路冲击电流峰值：96.24kA。b. 发电机出口主回路：三相短路电流周期分量起始有效值：67.94kA；三相短

47、路冲击电流峰值：182.52kA。c. 发电机出口厂用分支回路：三相短路电流周期分量起始有效值：117.13kA；三相短路冲击电流峰值：314.68kA。d. 6kV厂用母线（考虑6kV电机反馈电流11.74kA）：三相短路电流周期分量起始有效值：31.26kA；三相短路冲击电流峰值：80.7kA。5 电气设备的选择5.1 电气设备选择概述由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即，要保证电气设备可靠的工作，必须按正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定。5.2 电气设备选择的一般要求 1、电气设备选择的一般原则（1） 应

48、满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。（2） 应按当地环境条件校核。（3） 应力求技术先进和经济合理。（4） 与正个工程的建设标准应协调一致。（5） 同类设备应尽量减少品种。（6） 用新的产品均应有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。5.3 电气设备选择的校验内容表 5-1 高压设备校验内容序号电器名称额定 电压额定 电流额定 容量机械 荷载额定开断电流热稳定动稳定绝缘水平单位kVAkVANA_1断路器是是_是是是是是2隔离开关是是_是_是是是3组合电器是是_是_是是是4负荷开关是是_是_是是是5熔断器是是_是是_是6PT是是_是_是7CT是是_是_是是是8电抗器是是_是

49、_是是是9消弧线圈是是是是_是10避雷器是是_是_是11穿墙套管是是_是_是是是12绝缘子_是_ 注:“是”表示需要校验, “”表示不用校验5.4 电气设备选择的技术条件表 5-2 选择电器的一般技术条件序号电器名称额定 电 压额定 电 流额定 容 量机械 荷 载额定开断电流热稳定动稳定绝缘水平单位KVAKVANA_1断路器是是_是是是是是2隔离开关是是_是_是是是3组合电器是是_是_是是是4负荷开关是是_是_是是是5熔断器是是_是是_是6PT是是_是_是7CT是是_是_是是是8电抗器是是_是_是是是9消弧线圈是是是是_是10避雷器是是_是_是11穿墙套管是是_是_是是是12绝缘子_是_ 注:

50、“是”表示需要选择的技术条件, “”表示不用选择的技术条件5.5 按正常工作条件选择5.5.1按额定电压选择电气设备的额定电压就是其铭牌上标的线电压，另外还有规定允许最高工作电压，所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所在电网的最高运行电压，即 而对于电网，由于系统采取各种调压措施，电网的最高运行电压通常不超过电网额定电压的10%，即 1.15.5.2按额定电流选择电气设备的额定电流是指在额定环境条件下，电气设备的长期允许电流。长期允许电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流，即 =K K-有关修正系数之积5.5.3按短路情况校验A.短路电流的计算条件：（1）容量与接线（2）短路

51、和种类（3）短路计算点B短路时间的计算（1）检验热稳定的短路计算时间，即计算短路电流热效应时间。 =+ 式中:后备继电保护动作时间 断路器全断开时间C热稳定和动稳定的校核（1）热稳定校核：要求所选电气设备能承受短路电流所产生的热效应，在断路电流通过时，电气设备个部分温度应不超过允许值。1）导体和电缆的热稳定校验： S ()2）电器满足热稳定条件： t （2） 动稳定校验：1）硬导体满足动稳定的条件： 2）电器满足动稳定的条件 5.6 敝露母线及电缆的选择5.6.1 敝露母线的选择（1）材料：一般情况下采用铝线，在持续工作电流较大且位置狭长及变压器出口有污秽对铝有影响时采用铜母线。故本次设计用铝

52、线。（2）截面形状:在35KV以下。持续工作电流在4000A及以下的屋内配电装置中，一般采用矩形母线，在35KV以上的屋外配电装置中，可采用钢芯铝母线，110KV以上，持续工作电流在8000A以上的屋内外配电装置，可再用管形母线。（3）布置方式：钢芯铝绞线母线、管形母线一般采用三相水平布置，矩形、槽形母线常用三相水平和三相垂直布置。5.6.2 母线的选择（1）母线截面的选择:各种配电装置中主母线在20m以下的母线，一般均按所在回路的最大持续工作电流（2）热稳定校核: = = C热稳定系数5.7本次设计母线的选择根据最大长期工作电流：=/U = =778.056A70时截留量840A查导体和电器

53、设计规定选择LGJ-400 : 钢芯铝绞线热稳定校验 查发电厂电气部分C=87 满足热稳定要求，故选LGJ-400。5.8高压断路器的选择5.8.1种类和形式的选择表5-3断路器型式安装使用场所主要形式参数型号发电机组回路中小型机组少油SN10-10 大型机组专用、空气短路器配电装置610KV少油、真空、SN10-10 ZN10 LN-1035KV多油、少油、真空、DW-35 SN10-35 SWZ-35110330KV少油、空空、SW110330 KW110330500KVLW-500系列5.8.2按额定电压选择 额定电压应满足：5.8.3按额定电流选择 额定电流应满足： 5.8.4额定开断

54、电流选择 短路电流，一般情况由原则上额定开断电流应不小于实际开断瞬间的短路电流： 为保证额定断路器能可靠地断开 ：短路电流周期分量的起始值 ：开断瞬间短路电流周期分量的有效值 开端时间5.8.5额定关合电流选择为了保证断路器在关合短路电流时安全，不会引起触头熔接和遭受点动力的破坏应满足：5.8.6热稳定校验 应满足：5.8.7动稳定校验 应满足： （KA）对220kv侧断路器的选择：选用户外断路器根据最大长期工作电流的选择： =/ = =744.228A初选断路器型号为：220IV型少油断路器 由短路电流的计算得 故符合最初选择型号220IV型少油断路器5.9 6.3KV侧断路器的选择根据最大

55、长期工作电流选择 初选断路器的型号为SN6-10/2000型少油断路器。 经查短路电路电流运算 动、热系统稳定校验： 因为 故不计 故所选型号符合。5.10隔离开关的选择原则：隔离开关的选择原则同断路器220KV侧隔离开关的选择 初步选择隔离开关 表5-4隔离开关参数计算数据 220KV 220KV 744.9 1000 421.328 1764 48.32 50KA由上表可见各项条件均满足：故220KV侧隔离开关选用合格。5.11 6kv侧隔离开关的选择 10kv1.05=2051.35A =29.06KA 初步选择隔离开关表5-5隔离开关参数计算数据：10kv：2000At：1300S:8

56、5KA通过对上表的比较，初选隔离开关负荷的条件。5.12电流互感器的选择最大长期工作电压：=271.4A电网电压： =220kv故初选 : LCWB2-220W型电流互感器其主要参数如下： 额定电压： 220kv 最高工作电压：252kv 额定变流比: 2x200-2x600A额定二次电流: 5A动稳定电流： 80KA热稳定电流： 31.5KA其型号中：L-电流互感器 C-瓷绝缘 W-互感器外形t=动、热稳定校验： 421.328通过对计算结果和已给出型号结果的比较，初选型号符合要求。5.13 6kv侧电流互感器的选择此侧最大长期工作电流：=2051.35A电网电压: =10kv故初选LAJ-

57、10型所选电流互感器的技术参数如下： 额定电压 ：10kv 最高工作电压：11kv 额定变流比: 2000-A动稳定电流： 90KA热稳定电流： 50KA动、稳定校验: -额定电流的循环倍数 -次电流5.14电压互感器的选择5.14.1220kv测电压互感器的选择表5-6电压互感器级参数：项目参数 技术条件正常工作条件一次回路电压、二次电压、二次负荷、准确等级机械荷载承受的电压能力绝缘水平、泄露、比距 环境条件环境温度、最大风速、相对湿度5.14.2型式选择（1）620kv配电装置一般采用油浸绝缘结构；（2）35110kv配电装置一般采用油浸绝缘结构电压互感器；（3）220kv及以上配电装置当

58、容量和准确等级满足要求是，一般采用电容式电压互感器；（4）接在110kv及以上线路侧的电压互感器，当线路上有装脖通讯时，应尽量与偶合电路结合同意选用电容式电压互感器；（5）兼作为泄能用的电压互感器，应选用电磁互感器。5.14.3准确级的选择表5-7电压互感器的准确级准确级次误差极限一次电压变化范围二次负荷变化范围比差值相角差0.50.520（0.85-1.15）（0.25-1.0）表5-8 220kv测电压互感器级参数：型号额定变化额定容量最大容量一次绕组二次绕组剩余绕组0.5级1级3级TYD-2203-0.075220/0.1/20040106 厂用电的设计6.1厂用电设计的原则和要求6.1

59、.1厂用负荷的分类 （1）事故保安负荷 在事故停机过程中及停机后的一段时间内，仍应保证供电，否则不能引起主要设备损坏，重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷称事故保安负荷。又分为一下三种： A、直流保安负荷：由蓄电池供电； B、交流不停电保安负荷：一般由接于蓄电池的逆变装置供电； C允许段时间停电的交流保安负荷：平时由交流厂用电供电。 （2）类负荷 短时的停电可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。 （3）类负荷 允许短时停电，但停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产的负荷。 （4）类负荷长时间停电不会影响生产的负荷。61.2 基本要求 厂用电接线除应满足正常运行的安全生

60、产负荷可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，还应满足下列要求：1、尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全场停电事故。2、充分考虑发电厂正常事故检修、启动等运行方式下的要求。3、便于分期扩建或连续施工，对公用负荷的供电要结合远景规模安排。6.2 厂用电源选择6.2.1 厂用电电压等级的确定厂用电供电电压等级是根据发电机的容量和额定电压、厂用电动机的额定电压及厂用网络的可靠、经济运行等诸方面因素，经技术、经济比较后确定。因为发电机的额定容量为200MW，比较后确定厂用电电压等级采用6kV的等级。6.2.2 厂用电系统接地方式 厂用变采用不接地方式，高压和低压都为三角电压，当容