4X200MW火力发电厂电气部分设计.docx

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1、辽宁工业大学发电厂电气部分课程设计（论文）题目：4X200MW火力发电厂电气部分设计（2）院（系）：专业班级：.学号：学生姓名：指导老师：起止时间:2014.12.292015.1.9课程设计（论文）任务及评语院（系）:教研室：电气工程及其自动化学号学生姓名专业班级课程设计题目4*200MW火力发电厂电气部分设计课程设计(论文)任务本设计是针对4*200MW火力发电厂进行电气部分设计，已知量为：4台200MW发电机组，电压IOkV出线8回；IIOkV出线6回；220kV出线4回（负荷功率及线路长度已知）。厂用电率5.2%；发电机参数200MVA、10.5kV、cos=0.85Xd=14.4%;

2、依据火力发电厂原始资料及有关技术要求进行电气部分设计。设计具体内容：1）设计电气主接线方案；2）完成主变压器容量计算、台数和型号的选择；3）短路电流的计算；4）完成电气设备的选择与校验；进度安排1、布置任务，查阅资料。（1天）2、系统总体方案设计。（1天）3、设计主接线。（2天）4、设计变压器。（2天）5、短路计算。（2天）7、电气设备选择校验（1）6、撰写、打印设计说明书（1天）指导老师评语及成果平常:论文质量：答辩：总成果：指导老师签字：年月日注：成果：平常20%论文质量60%答辩20%以百分制计算由发电、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

3、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。电能的运用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%o本文是对配有4台200MW汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。依据设计的要求,在设计的过程中，依据变电站的容量和各回路数确定变电站电气主接线和站用电接线,并选择各变压器的型号;进行参数计算,画等值网络图,并计算各电压等级侧的短路电流,列出短路电流结果的表;计算回路持续工作电流,选择各种高压电气设备并依据相关技术条件

4、和短路电流计算结果表校验各高压设备。关键词：发电厂；变压器；电力系统；继电爱护；电气设备第1章绪论11.1 电力系统概述I1.2 本文主要内容1第2章电气主接线设计21.1 电气主接线设计的重要性21.2 电气主接线的设计依据21.3 电气主接线的主要要求31.4 电气主接线的基本形式32. 5电气主接线的方案选择6第3章主变压器的选择92.1 主变压器中性的接地方式93. 2变压器的选型93.3主变压器容量及确定10第4章短路电流的计算114.1 短路的缘由及后果114.2 短路点的选择、短路电流以及冲击电流的计算124.3 短路电流的计算12第5章高压断路器的选择155.1高压隔离开关的选

5、择17第6章课程设计总结20参考文献21第1章绪论1.1 电力系统概述电力系统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，电能生产必需时刻保持与消费平衡。因此电能的集中开发与分散运用，以及电能的连续供应与负荷的随机变更，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限制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调整、限制、爱护、通信和调度，确保用户获得平安、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安排，易

6、于转换为其它的能源，而且便于限制、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。电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。到2003年底，我国发电机装机容量达38450万千瓦，发电量达19080亿度，居世界第2位。电力系统的最大电能用户，供配电系统的任务就是企业所需电能的供应和安排。电力系统的出现，使高效、无污染、运用便利、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变更。1.2 本文主要内容本设计是针对4*200MW火力发电厂进行电气部分设计，已知量为：4台200MW发电机组，电压IOkV出线8回；UOkV出线6回；22OkV出线4

7、回(负荷功率及线路长度已知)。厂用电率5.2%；发电机参数200MVA、10.5kVcos二0.85、Xd=14.4%;依据火力发电厂原始资料及有关技术要求进行电气部分设计。(1)确定主接线：依据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的23个方案，经过技术经济比较，确定最优方案。(2)选择主变压器：选择变压器的容量、台数、型号等。(3)短路电流计算：依据电气设备选择和继电爱护整定的须要，选择短路计算点，计算短路电流，并列表汇总。(4)电气设备的选择：选择并校验断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等。第2章电气主接线设计1 .1电气主接线设计的重要性首先，电气主接线图示电

8、气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，因此电气运行人员必需熟识本厂电气主接线土，了解电路中各种电器设备的用途、性能及维护、检察项目和运行的步骤。其次，电气主接线表明白发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。电气主接线干脆关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电爱护和自动装置的确定。是发电厂电气部分投资大小的确定性因素。再次，由于电能生产的特点是：发电、变电、书电荷用电视在同一时刻完成的，所以主接线的好坏，干脆关系着电力系统的平安、稳定、敏捷和经济运行，也干脆影响到工农业生产和人民生活。所以电气主接线的拟定是一个综合性的问题，必需在满意国家有关技

9、术经济政策的前提下，力争使其技术先进，经济合理，平安牢靠。2 .2电气主接线的设计依据1、发电厂在电力系统中的地位和作用：电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。大型主力或电厂靠近煤矿或沿海、沿江，并接入300-500KV超高压系统;地区电厂靠近城镇，一般接入110-220KV系统，也有接入330KV系统；企业自备电厂则以本企业供电供热为主，并与地区110-220KV系统相连。中小型电厂常有发电机电压馈线向旁边供电。2、负荷大小和重要性：(1)对于一级负荷必需有两个独立电源供电，切当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。(2)对于二级负荷一般要有两

10、个独立电源供电，且当任何一个电源失去后,能保证全部或大部分二级负荷的供电。(3)对于三级负荷一般只需一个电源供电。2.3电气主接线的主要要求电气主接线的设计原则是：依据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满意电力系统的牢靠运行和经济调度的要求。依据规划容量、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、电气设备性能和四周环境及自动化规划与要求等条件确定。应满意牢靠性、敏捷性和经济性的要求。（1）牢靠性：衡量牢靠的标准，一般是依据主接线型式机主要设备操作的可能方式，按肯定的规律计算出“不允许”事务发生的规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种主接线型

11、式中择优。所谓“不允许”事故，是指发生故障后果特别严峻的事故，如全部电源津县停运、朱变压器停运，全场停电事故等。供电牢靠性是电力生产和安排的首要要求，主接线首先应满意这个要求。（2）敏捷性：是指在调度时，可以敏捷的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满意系统在事故运行方式、检修运行方式以极特殊运行方式下的系统电镀要求；在检修时，可以便利的停运断路器、母线及其继电爱护设备，而不致影响电力网的运行和对用户的供电；在扩建时，可以简洁的从初期接线扩建到最终接线，在不影响连接供电或停电时间最短的状况下，投入新机组、变压器或线路，并对一次和二次部分的改建工作量最少。在操作时间便、平安、不易发生

12、误操作的“便利性二（3）主接线应在满意供电牢靠性、敏捷性要求的前提下做到经济性。即：主接线应力求简洁，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器等一次设备，要是限制、爱护不过于困难，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。做到投资省。合理的选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变等）容量、台数，避开两次变压而增加电能的损失。电器主接线选择时要为配电装置的布置创建条件，尽量使占地面积削减。2. 4电气主接线的基本形式(1) 母线接线只有一组母线的接线如图1.1所示是一个典型的单母线接线图。这种接线的特点是电源和供电线路都联在同一母线上。为了便于投入或切除任何一条进、出引线每条引线上

13、都装有可以切除符合电流和故障电流的断路器。单母线接线的主要优点是：接线简洁、清楚、采纳设备少，投资省，操作便利，便于扩建和采纳成套配电装置。单母线接线最严峻的缺陷是母线停运(母线检修、故障，线路故障后线路爱护或断路器拒运)将使全部支路停运，即停电范围为该母线段的100%,且停电时间很长，若为母线自身损坏须待母线修复之后方能复原各支路运行。隔离开关作为操作电器，所以断路器和隔离开关在正常运行操作时，必需严格遵守操作依次；隔离开关“先合后断”或在等电位状态下进行操作。(2) 母线分段接线单母线接线的缺点可以通过将母线分段的方法来克服。如图2.2所示。当母线的中间装设一个断路器后，即把母线分为两段，

14、这样对重要的用户可以由分别接于两段母线上的两条线路供电。由于单母线分段接线既保留了单母线接线本身的简洁、经济、便利等基本优点，又在肯定程度上克服了它的缺点，所以这种接线目前仍被广泛应用。单母线分段接线适用范围：(3) 6-IOKV配电装置的出线回数为6回及以上时；(4) 3563KV配电装置的出线回数为48回时；(5) 110-220KV配电装置的出线回数为34回时。单母线分段有其如下优点：用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同的段引出两条回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器会自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是单母线分段接线也有较显著的缺

15、点，就是当一段母线或母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上所连接的全部引线都要在检修期间停电；当出线为双回路时，需时架空线路出现交叉跨越；扩建时须向两个方向均衡扩建。明显对于大容量发电厂来说，这都是不允许的。因此，还要改进。2、双母线接线双母线接线是依据单母线接线的缺点提出来的，如图2.3所示。双母线接线,其中一组为工作母线，以组为备用母线，并通过母联断路器并联运行，在进行道昨操作时应留意，隔离开关的操作原则是：在等电位下操作或先通后断。它可以有两种运行方式，一种是固定连接分段运行方式。即一些电源与出线固定连接在一组母线上，母联断路器合上，相当于单母线分段运行。另一种工作方式相当于单母线运行方式。很明显双母线分段的牢靠性高于前两种接线方式，只是母线爱护较困难。然而它比单母线分段接线的投资更大。双母线接线的适用范围：(1)6IOKV配电装置，当短路电流较大，出线须要带电抗器时；(6) 3563KV配电装置的出线回数超过8回火连接电源较多、负荷较大时；(7) 110-220KV配电装置的出线回数为5回以上时，或110220KV配电装置，在系统中居重要地位，出线回数在4回以上时。双母线接线的优点有：a供电牢靠。通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以轮