2×350MW火力发电厂电气部分设计

PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIV摘要电能是经济发展最重要的一种能源,可以方便、高效地转换成其它能源形式.当今，火力发电在我国乃至全世界范围，其装机容量占总装机容量的70％左右，发电量占总发电量的80％左右.由此可见,电能在我国这个发展中国家的国民经济中担任着主力军的作用.设计中将主要从理论上在电气主接线设计，短路电流计算,电气设备的选择，配电装置的布局,防雷设计，发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与五彩湾发电厂现行运行情况比较，同时,在保证设计安全的前提下，还要兼顾可靠性、经济性和灵活性，通过计算CAD在我国这个发展中国家的国民经济中担任着主力军的作用的是电能.由此可见，电能是界范围内最主要的发电形式.设计中将主要从理论上在电气主接线设计，短路电流计算，电气设备的选择,变压器和经济性和灵活性，通过计算论证该火电厂实际设计的合理性与经济性。关键词：主接线设计、短路电流、电气设备选择目录PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIV122。12.2可选方案的分析2.3最优方案的确定第3章3。1概述63.2主变压器的选择3。2.132.232.33。2.43.2.544.1。14。242。1。24.2.3。44。2.5厂用电接线形式4。34.3。1额定电压4。324.3.34。3.4变压器的容量55。1概述5。1.15。12短路电流计算的目的5.1.35.3word)2×350MWPAGE\*ROMANPAGE\*ROMANV第6章电气设备的选择 176。1概述 176.2断路器的选择 186。2。1断路器的功能 186.2.2断路器的选择 18。3断路器的校验 18隔离开关的选择 18。1隔离开关的主要用途 186.3.2隔离开关的种类 19电流互感器的选择 196。4.1电流互感器的配置原则 196。4。2电流互感器的选择 206。5电压互感器的选择 216。5。1电压互感器的分类 216.5.2电压互感器的配置原则 21。3电压互感器的选择 21第7章课程设计内容总结 22参考文献 23word)2×350MWPAGEPAGE12第1章绪论随着科学技术的进步,越来越多的发电形式相继出现，如：风能、潮汐能、太阳能、核人等产生巨大的危害.都不是主流的发电形式。最传统、利用率高的发电形式还是火力发电.2×350MW扩建条件.本设计充分地应用和巩固所学专业知识，如：发电厂电气部分﹑电力系统分析等课本知识,培养查阅资料，合理选择和分析数据的能力,加深对本专业课程中所学知识的理解和掌握,为今后的工作打下坚实的基础。已知条件量为：2台350MW发电机组，发电机出口电压23kV，经升压至220kV送入系统；220kV出线6回。厂用电率8％;发电机参数420MVA、20kV、10190A、cosφ=0。85、Xd=22.7%；根据火力发电厂原始资料及有关技术要求进行电气部分的设计.第2章电气主接线的选择主接线的确定对电力系统整体如发电厂﹑变电所本身运行的可靠性﹑灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择﹑配电装置配置﹑继电保护和控制方式的拟订有较大影响.可选方案的确定由原始资料分析，220kV出线为四回，主变进线两回。根据该电厂的具体情况以及手册要求，对各种基本接线的具体分析如下：220kV24单母线分段接线：适用于小容量发电厂的发电机电压配电装置，出线回路数为3到回，可靠性不高，所以该接线方式也不可选。6送电距离较远，停电影响较大,为保证系统的供电可靠性，此方案可选。双母线分段接线：双母线分段接线较多用于220kV配电装置，当进出线数为10~1466330kV~500kV6500kV220kV220kV可选方案的分析﹑双母线分段接线﹑接线﹑一台半断路器接线.方案Ⅰ:双母线接线（如图2—1)图2—1 双母线接线（1)优点：供电可靠；调度灵活;扩建方便；便于试验。（2）缺点：1）增加一组母线和一回线路就需要增加一组母线隔离开关；2)当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作；3）出现断路器检修时，该回路停止供电。方案Ⅱ:双母线分段接线（如图2—2）优点：

图2—2 双母线分段接线任何时候都有备用母线,具有很高的可靠性和灵活性；当母线故障时，不需要短时切断较多电源和负荷。（2)缺点：1)检修出线断路器时，仍然会使该回路停止供电。方案Ⅲ：双母线带 旁路接（如图2—3）母线带旁路图2-3 双接线(1）优点：1）运行操作方便,不影响双母线正常运行；2)检修出线断路器时，该回路可以不停电.(2)缺点：多一台旁路断路器，增加了投资和配电装置的占地面积；2)旁路断路器的继电保护为适应出线的要求,其整定较复杂。方案Ⅳ：一台半断路器接线（如图2-4）优点：

图2-4 一台半短路器接线具有较高的供电可靠性;正常运行时两组母线和全部断路器都闭合,形成多环供电，运行调度灵活可靠；3)隔离开关不作为操作电器，只承担隔离电压的任务,减少误操作,对任何断路器检修不停电，操作检修方便。缺点:断路器台数增多,造价高；解决继电保护校验问题，保护必须双重化；3)投资大，建设标准高。最优方案的确定根据《火力发电厂设计技术规程》得技术经济合理时，容量为200MW及以上的机组可采用发电机－变压器－线路组的单元接线。故本设计中发电机出口采用单元接线。根据《火力发电厂设计技术规程》（DL5000－2000)得：35KV~220KV配电装置的接线方式应按发电厂在电力系统中的地位、负荷的重要性、出线回路数、设备特点、配电装置型式以及发电厂的单机和规划容量等条件确定。回路数较多时，宜采用双母线接线或双母线分段的接线。采用单母线或双母线的110KV～220KV配电装置，当配电装置采用六氟化硫全封闭组220KV110KV出线在六回及以上时,可采用带专用旁路断路器的旁路母线。合理时，容量在300MW220KV在以上规程的基础上,根据原始资料的分析以及分析综合断路器台数以及供电和检修的统中，多用六氟化硫断路器，大大缩短检修周期，十几年才检修一次,因此不需要设置旁路断路器。故最终选择双母线接线。第3章主变压器选择概述在发电厂中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器.主变压器的容5-10行综合分析和合理选择.查询《发电厂电气部分》可知:单元接线的主变压器容量应按下列条件中的较大者选择。电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10％的裕度。温升在标准环境温度或冷却水温度不超过65℃的条件选择。350MW8％。则：S=350×（1—5。6％)×（1+10%）／0。85=416.7MVA主变压器的选择变压器相数的选择300MW330kV型变压器,需要考虑其运输可能性。若受到限制时,则可选用单相变压器组，所以本设计采用三相变压器。变压器绕组数于结构的选择电力变压器按其每相的绕组数分为双绕组。三绕组或更多绕组等形式;按电磁结构分为200MW变压器绕组联结组号的选择采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“d"两种。3接线。变压器调压方式的选择改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%.其结构较复杂,价格较贵，只在以下情况下予以选用：维持在一定水平时；定时。较便宜的无激磁调压.变压器冷却方式的选择电力变压器的冷却随变压器型式和容量不同而异,一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。通常依靠装在变压器油箱上的片状或管形辐射式冷却器及电动机风扇散发热量的自然风冷却及强迫风冷却，适用于中、小型变压器；大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却。本设计变压器额度容量为415000KVA，容量较大，固采用强迫油循环风冷却.依据以上分析结果,查《电力工程电气设备手册》,选用型号为SFPT-415000/220的变压器，其技术参数如表1—1。表3—1主变压器参数容量容量电压415000KVA最高220±2×2。5％最低连接方式Us% 调压方式23KVYNd110.8512.14无载调压第4章厂用电接线及设计概述厂用电在启动，运转，投役,检修过程中，有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证行,操作、试验、检修、照明等用电设备都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。厂用效率厂用电的电量,大都由发电厂本身供给。其耗电量与电厂类型、机械化和自动化程度、燃料种类及燃烧方式、蒸汽参数等因素有关。厂用电量占发电厂全部发电量的百分之数,称为厂用电率.厂用电率是发电厂运行的主要经济指标之一。一般凝汽式火电厂的厂用电率5﹪～8﹪，热电厂为5﹪～13﹪，水电厂为0.5﹪～1.0﹪。本设计中厂用电率为5。6％。厂用电接线的设计原则和接线形式对厂用电接线的要求厂用电接线应满足下述要求:各机组的厂用电系统应是独立的。在任何运行方式下,一台机组故障停运或其铺机的操作简便,启动（备用)电源能在短时内投入。负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。200MW速启动和自动投入向保安负荷供电.另外，还要设计符合电能质量指标的交流不间断电源，以保证不允许间断供电的热工保护和计算机等负荷的用电.厂用电接线的设计原则厂用电接线的设计原则与主接线的设计原则基本相同，主要有：厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运行运转;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；故障时，只影响一台发电机组的运行,缩小故障范围,接线也简单；用电接线具有可行性和先进性;接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。厂用电的电压等级素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。(DL/T5153－2002)4113kV,6kV,10KV600MW0。V时，可采用V（或V；发电机电压为V时，可采用V；容量为125MW~300MW600MW6kV13kV，10kV2350MW6kv，厂用电源及其引接1.工作电源主变压器为单元接线时，则厂用工作电源从主变压器的低压侧引接。厂用分支上一般都应装设高压断路器。该断路器应按发电机机端断路进行选择,其开断电流可能比发电机出口处断路器的还要大,对大容量机组可能选不到合适的断路器，可加装电抗器或选低压分裂绕组变压器，以限制断路电流。对于200Mw及其以上的机组,厂用分支都采用分相封闭母线，故障率较小,可不装断路器和隔离开关，但应有可拆连接点，以供检修和调试用，这时,在变压器低压侧务必装设断路器。3KV400V10KV2.备用电源和启动电源200Mw用启动电源，且以启动电源兼作事故备用电源,统称启动（备用)电源.1）从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器（或电抗器)引接.源容量。比较大的厂用高压变压器，增大高压配电装置的投资而致经济性较差，但可靠性较高.启动电源。考虑以上原则，本设计中启动（变压器引接。3.事故保安电源300Mw及其以上的大容量机组,当厂用工作电源河备用电源都消失时,为确保在严重事故状态下能安全停机,事故消除后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源,以保证事故保计算机等设施的连续供电。300Mw110kv本设计采用快速自动程序启动的柴油发电机组来作为事故保安电源。厂用电接线形式厂用电接线方式合理与否,对机、炉、电德辅机以及整个发电厂的运行可靠性有很大影活方便等要求。配电能.火电厂的厂用电负荷容量较大，分布面较广,尤以锅炉的辅助机械设备耗电量大,如吸风60400t/h以上的大型锅炉，每台锅炉设两段高压厂用母线.低压厂用母线一般也按锅炉分段，常用电源则由相应的高压厂用母线供电。厂用电各级电压均采用单母线分段（按锅炉分段）接线形式，具体用下列特点： ①某一段母线发生故障,只能影响其对应的一台锅炉的运行,使事故影响范围局限在一机一炉；②厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择;③将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上,便于运行管理合安排检修。故本设计中，厂用电高压、低压、备用母线均采用单母线分段（按锅炉分段）接线形式。厂用变压器的选择包括变压器的台数、型式、额定电压、容量和阻抗.额定电压一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致。20kVkV;厂用备用电源从厂用备用电源由煤矿工业广场110kV10kV10kV，6kV。工作变压器的台数和型号压母线的电压等级有关，而母线的段数又与厂用高压母线的电压等级有关。当只有6KV一种电压等级时，一般分两段；当10KV与3KV电压等级同时存在时,则分四段.当只有6KV一种电压等级时，厂用高压工作变压器可选用1台全容量的分裂绕组变压器,两个分裂支路分别供两段母线；或选用2台50％容量的双绕组变压器,分别供两段母线。如出现10KV3KV250％容量的三绕组变压器,分别供四段母线。本设计中高压厂用电6KV母线分为两段，故厂用高压工作变压器选用1台全容量的分裂绕组变压器；而因厂用备用变压器连接的公用亦分为两段，故也采用分裂绕组变压器。作变压器的容量应按厂用电高压工作变压器的容量应按厂用高压计算负荷110%与厂用电低压计算负荷之和进行选择；而厂用低压工作变压器的容量应留又10％左右的裕度。同。变压器的阻抗择，一般要求阻抗应大于10％；但是，阻抗过大又将影响厂用电动机的自启动。厂用工作正常工作是具有较小阻抗，而分裂绕组出口短路时具有较大的阻抗。变压器的容量（DL/T5153－2002）52.1//压厂用工作变压器接带全部公用负荷，也可由第一台与第二台高压厂用工作变压器各接带50％公用负荷。低压厂用工作变压器的容量宜留有10%的裕度。第5章短路电流的计算概述短路电流计算的一般规定制短路联络的措施等，均需要进行必要的短路电流计算。时又力求节约资金，这就是需要进行全面的算路电流计算。在选择继电保护方式和整定计算时,需要以各种短路时的短路电流为依据。离。按接地装置的实际，也需要短路电流。短路电流计算的目的1）电气主接线比较，2）选择导体和电器，3)确定中性点接地方式，4）短路摇摆,5）,6电保护装置和进行整定计算。短路电流计1有名制计算采用有名制进行（单位).

(完整word版)2×350MW火力发电厂电气部分设计算的方法2标幺值计算标么值才能计算，依据转化的方法不同，分为两种:基本级基准法和各电压级基准法。短路电流计算系统的等值电路图所示：设f设其中13其中13word)2×350MW2）f点发生单项短路时零序网：14word)2×350MW乃＝3x =3>< 1 =736x卫fl+Xi(}+X” .0沁+10.335+0,l6乃声＝J

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气体绝缘结构或光纤式的独立式电流互感器。有条件时,应6根据《导体和电器选择设计技术规定》中(DL/T5222－2005)15。0。4查得:保护用电220KVP根据《导体和电器选择设计技术规定》中0.5S电能计量用仪表与一般测量仪表在满足准确级条件下，可共用一个二次绕组。30100A电流互感器的选择(1)一次回路额定电压和电流的选择由UNS=220KV≥UN，IN=2×800＞1134.63A.（2)二次侧电流的选择由于目前都采用的是微机保护，故INZ=1A准确级的选择0.5-10.50。5热稳定效验电流互感器热稳定能力常以 1s允许通过的热稳定电流 It来表示，热稳定校验式It2=502=200＞Qk，满足。动稳定校验内部动稳定校验式为ies=125KA＞11.72KA,满足。（6)铁芯数 7电压互感器的选择电压互感器的分类目前，电力系统广泛应用的电力互感器主要有电磁式和电容分压式两种.电压互感器的配置原则（1（2）线路。35kV及以上输电线路上，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同期和设置重合闸应装一台单相电压互感器.(3）发电机。发电机一般装2—3（励磁装置