6×300MW火力發(fā)電廠電氣部分設計畢業(yè)設計論文

1、蘭州理工大學技術工程學院畢業(yè)設計任務書題目 6300mw火力發(fā)電廠電氣部分設計 學生姓名 班級 電力系統(tǒng)3班 學號 08230414 題目類型 工程設計 指導教師 系主任 一、畢業(yè)設計的技術背景和設計依據(jù)： 1、電廠規(guī)模（1）裝機容量：6300mw（2）機組年利用小時：tmax=5600h（3）氣象條件：年最高溫度40度，平均溫度25度，氣象條件一般，無特殊要求（4）廠用電率：8%2、出線回數(shù)（1）220kv電壓級：150km架空線出線8回，最大負荷500mw，最小負荷400mw，cos =0.85，tmax=5200h，為、類負荷。 （2）500kv電壓級：200km架空出線4回，備用線1回

2、，500kv電壓級與電力系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠剩余功率。系統(tǒng)歸算到本電廠500kv母線上的標幺值電抗 =0.021（基準容量為100mva）。二、畢業(yè)設計的任務1、熟悉題目要求，查閱相關科技文獻2、主接線方案設計（包括方案論證與確定、技術經(jīng)濟分析等內容）3、短路電流計算4、主變壓器繼電保護方案配置5、主變壓器繼電保護的整定計算6、撰寫設計說明書，繪制圖紙7、指定內容的外文資料翻譯三、畢業(yè)設計的主要內容、功能及技術指標主要內容：1.確定主接線：根據(jù)設計任務書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術上可能實現(xiàn)的2-3個方案，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)方案。2選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺數(shù)、型號等。3.

3、短路電流計算：根據(jù)電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網(wǎng)絡圖，計算短路電流，并列表匯總。4.主變壓器繼電保護裝置配置。主要技術指標：1.保證供電安全、可靠、經(jīng)濟；2.功率因數(shù)達到0.9及以上。四、畢業(yè)設計提交的成果1、 設計說明書（不少于80頁，約3萬字左右）2、 圖紙1）電氣主接線圖一張（1#圖紙）；2）主變壓器保護系統(tǒng)配置圖一張（1#圖紙）；3、中文摘要（中文摘要約200字，35個關鍵詞） 4、論文簡介（按12年春教務處要求）5、查閱文獻不少于10篇五、畢業(yè)設計的主要參考文獻和技術資料1、傅知蘭. 電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算m.中國電力出版社 20042、電力工業(yè)

4、部，電力規(guī)劃設計院.電力系統(tǒng)設計手冊m.中國電力出版社3、西北電力設計院. 電力工程設計手冊m. 中國電力出版社4、王錫凡. 電力工程基礎m. 西安交通大學出版社 19986、吳希再. 電力工程 m. 華中科技大學出版社 20047、牟道槐. 發(fā)電廠變電站電氣部分m. 重慶大學出版社 20038、陳生貴. 電力系統(tǒng)繼電保護m. 重慶大學出版社20039、西北電力設計院. 電力工程電氣設備手冊m. 中國電力出版社10、陸安定.發(fā)電廠變電所及電力系統(tǒng)的無功功率m.中國電力出版社11、akira onuki，phase transition dynamicsm.cambridge universit

5、y press 200512、g.orelind , “optimal pid gain schedule for hydrogenerators design and application” j ieee trans. on energy conversion, vol.4, no.3, sept, 1989 13、六、畢業(yè)設計各階段安排設 計 內 容周次日期完成情況導師簽字熟悉設計題目及要求1查閱相關技術資料2查閱相關技術資料3電氣主接線的初步設計，選擇變壓器4主接線多種方案技術經(jīng)濟比較，確定最終接線5畫出等值網(wǎng)絡圖，選擇短路點6計算短路電流，結果匯總7

6、主要電氣設備選擇8主變繼電保護整定計算和配置9主變繼電保護整定計算和配置10繪圖11寫論文，準備答辯12 蘭州理工大學技術工程學院畢業(yè)設計開題報告姓 名蔣卓蕓專業(yè)電氣工程及其自動化 班級電力系統(tǒng)3班 學 號08230414指導教師張宏亮題目類型工程設計題 目6*300mw火力發(fā)電廠電氣部分設計一、選題背景及依據(jù)（簡述題目的技術背景和設計依據(jù)，說明選題目的、意義，列出主要參考文獻） 1、電廠規(guī)模（1）裝機容量：6300mw（2）機組年利用小時：tmax=5600h（3）氣象條件：年最高溫度40度，平均溫度25度，氣象條件一般，無特殊要求（4）廠用電率：8%2、出線回數(shù)（1）220kv電壓級：15

7、0km架空線出線8回，最大負荷500mw，最小負荷400mw，cos=0.85，tmax=5200h，為、類負荷。（2）500kv電壓級：200km架空出線4回，備用線1回，500kv電壓級與電力系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠剩余功率。系統(tǒng)歸算到本電廠500kv母線上的標幺值電抗 =0.021（基準容量為100mva）。3.課題來源及研究的背景,目的和意義電氣主接線的設計是發(fā)電廠或變電站電氣設計的主體。電氣主接線設計的基本原則是以設計任務書問為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結合工程實際情況，以保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便、盡可能的節(jié)省投

8、資，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。 發(fā)電廠電氣主接線系統(tǒng)的安全性、可靠性是電力系統(tǒng)運行及維護的重要內容，其可靠性將直接關系到系統(tǒng)供電任務的完成情況。隨著國內發(fā)電廠機組容量的不斷升級，主接線的連接形式也在不斷變化，系統(tǒng)運行的可靠性問題已經(jīng)成為發(fā)電廠遠行與維護中至關重要的環(huán)節(jié)。 安全性、可靠性以及經(jīng)濟型是電力系統(tǒng)運行及維護的基本要求，作為發(fā)電廠以及配電設備中系統(tǒng)中最為重要的電能樞紐單元，發(fā)電廠電氣主接線的可靠性評估是電力系統(tǒng)研究的重要課題。作為系統(tǒng)電源，發(fā)電廠的主要任務是持續(xù)穩(wěn)定地向系統(tǒng)中輸送電能。在這一任務中，發(fā)電廠的電氣主接線單元主要負責

9、集中將發(fā)電機組發(fā)出的電能傳輸或分配到輸電系統(tǒng)中，其可靠性將直接關系到系統(tǒng)供電任務的完成情況。 現(xiàn)階段，隨著國內經(jīng)濟的新一輪增長，居民以及工業(yè)用電急劇膨脹，對電力系統(tǒng)的規(guī)模以及可靠性要求也越來越高。發(fā)電廠機組容量的不斷升級，使得其主接線的連接形式也在不斷變化，其結構日趨復雜，所聯(lián)接電氣設備不斷增多，其可靠性問題也日益成為制約現(xiàn)階段系統(tǒng)發(fā)展的重要因素。 4.主要參考文獻（1）傅知蘭. 電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算m.中國電力出版社 2004（2）電力工業(yè)部，電力規(guī)劃設計院.電力系統(tǒng)設計手冊m.中國電力出版社（3）西北電力設計院. 電力工程設計手冊m. 中國電力出版社（4）王錫凡. 電力工程基礎m

10、. 西安交通大學出版社 1998（5）吳希再. 電力工程 m. 華中科技大學出版社 2004（6）牟道槐. 發(fā)電廠變電站電氣部分m. 重慶大學出版社 2003（7）陳生貴. 電力系統(tǒng)繼電保護m. 重慶大學出版社2003（8）西北電力設計院. 電力工程電氣設備手冊m. 中國電力出版社（9）陸安定.發(fā)電廠變電所及電力系統(tǒng)的無功功率m.中國電力出版社（10）akira onuki，phase transition dynamicsm.cambridge university press 2005（11）g.orelind , “optimal pid gain schedule for hydrog

11、enerators design and application” j ieee trans. on energy conversion, vol.4, no.3, sept, 1989 （12）二、主要設計（研究）內容、設計（研究）思想、解決的關鍵問題、擬采用的技術方案及工作流程 主要內容：1.確定主接線：根據(jù)設計任務書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術上可能實現(xiàn)的2-3個方案，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)方案。2選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺數(shù)、型號等。3.短路電流計算：根據(jù)電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網(wǎng)絡圖，計算短路電流，并列

12、表匯總。4.主變壓器繼電保護裝置配置。主要技術指標：1.保證供電安全、可靠、經(jīng)濟；2.功率因數(shù)達到0.9及以上。解決的關鍵問題 1.設計電氣主接線時，應考慮電站的分期建設和分期安裝機組的情況。特別是對單機容量比較大或機組臺數(shù)較多的電站，從第一臺機組投產(chǎn)到全部機組投入電力系統(tǒng)運行，可能要經(jīng)過比較長的時間。因此，要認真研究主接線適合分期過渡安裝的方式，以減少電站投產(chǎn)后停電次數(shù)。 2.變壓器的選擇 選擇變壓器時,如果把變壓器容量選擇過大,就會形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象。這不僅增加了設備投資,而且還會使變壓器長期處于空載狀態(tài),使無功損失增加。如果變壓器容量選擇過小,將會使變壓器長期處與過負荷狀態(tài),易燒毀

13、變壓器。因此,正確選擇變壓器容量是電網(wǎng)降損節(jié)能的重要措施之一,在實際應用中,我們可以根據(jù)以下的簡便方法來選擇變壓器容量。 變壓器容量本著“小容量，密布點”的原則，配電變壓器應盡量位于負荷中心，供電半徑不超過0.5千米。配電變壓器的負載率在0.50.6之間效率最高，此時變壓器的容量稱為經(jīng)濟容量。如果負載比較穩(wěn)定，連續(xù)生產(chǎn)的情況可按經(jīng)濟容量選擇變壓器容量。變壓器的選擇主要是依據(jù)變壓器的額定值。根據(jù)設備的需要，變壓器有標準和非標準兩類。以下是這兩類變壓器的選擇方法。(1)標準變壓器 (a)根據(jù)實際情況選擇初級(原邊)額定電壓(380v，220v)，再選擇次級額定電壓，(次級額定值是指初級加額定電壓時

14、，次級的空載輸出，次級帶有額定負載時輸出電壓下降5%，因此選擇輸出額定電壓時應略高于負載額定電壓)。 (b)根據(jù)實際負載情況，確定各次級繞組額定電流，一般繞組的額定輸出電流應大于或等于額定負載電流。 (c)次級額定容量由總容量確定?？側萘克惴ㄈ缦?根據(jù)次級電壓、電流(或總容量)來選擇變壓器，三相變壓器也是按以上方法進行選擇的。(2)非標準變壓器 設計時常常需要設計者根據(jù)要求制訂變壓器的規(guī)格，這種非標準變壓器的選擇方法如下。 (a)選擇初級額定電壓（380v或220v)，電源頻率(如50hz)，次級繞組電壓、電流及總容量，其方法與標準變壓器相同。初級、次級之間的屏蔽層根據(jù)要求選用，對有特殊絕緣要

15、求的次級繞組，應提出耐壓要求。對引出線端及排列有特殊要求的次級繞組，應該用圖示加以說明。對有防護等級要求及外形尺寸限制等其他條件的次級繞組，應與制造商協(xié)商解決。 (b)變壓器的選用除了要滿足變壓比之外，還要考慮變壓器的性價比，優(yōu)先選用變壓擋輸出齊全的變壓器，這樣只用一個變壓器就可以輸出多電壓擋，能夠同時滿足控制電路、照明電路、標準電器等對電壓的不同要求，這樣一方面節(jié)約成本，另一方面節(jié)省了安裝空間。擬采用的技術方案方案一：500kv采用二分之三接線法，220kv采用雙母線接線；方案二：500kv采用二分之三接線法，220kv采用雙母線帶旁路母線接線。工作流程遵循設計工作進度安排。三、畢業(yè)設計（論

16、文）工作進度安排第1周熟悉設計題目及要求第2周查閱相關技術資料第3周查閱相關技術資料第4周電氣主接線的初步設計，選擇變壓器第5周主接線多種方案技術經(jīng)濟比較，確定最終接線第6周畫出等值網(wǎng)絡圖，選擇短路點第7周計算短路電流，結果匯總第8周主要電氣設備選擇第9周主變繼電保護整定計算和配置第10周主變繼電保護整定計算和配置第11周繪圖第12周寫論文，準備答辯指 導教 師意 見指導教師簽字_ 年 月 日摘 要隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，對電的需求也越來越大。電作為我國經(jīng)濟發(fā)展最重要的一種能源，主要是可以方便、高效地轉換成其它能源形式。電力工業(yè)作為一種先進的生產(chǎn)力，是國民經(jīng)濟發(fā)展中最重要的基礎能源產(chǎn)業(yè)。而火力發(fā)電是

17、電力工業(yè)發(fā)展中的主力軍，截止2006年底，火電發(fā)電量達到48405萬千瓦，越占總容量77.82%。由此可見，火力電能在我國這個發(fā)展中國家的國民經(jīng)濟中的重要性。電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關。電能的使用已經(jīng)滲透到社會、經(jīng)濟、生活的各個領域，而在我國電源結構中火電設備容量占總裝機容量的75%。本文是對配有6臺300mw汽輪發(fā)電機的大型火電廠一次部分的初步設計，主要完成了電氣主接線的設計。該設計主要從理論上在電氣主接線設計、短路電流計算、電氣設備的選擇、配電裝置的布局、防雷

18、設計、發(fā)電機、變壓器和母線的繼電保護等方面做詳盡的論述，并與火力發(fā)電廠現(xiàn)行運行情況比較，同時，在保證設計可靠性的前提下，還要兼顧經(jīng)濟性和靈活性，通過計算論證火電廠實際設計的合理性與經(jīng)濟性。采用軟件繪制了大量電氣圖和查閱相關書籍，進一步完善了設計。關鍵詞：發(fā)電廠；主接線設計；短路電流；電氣設備選擇；繼電保護目 錄第一章 緒 論11.1 課題背景1第二章 變壓器和發(fā)電機的選擇及電氣設備的配置32.1主變壓器的選擇原則32.2 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應考慮的因素42.3主變壓器和發(fā)電機中性點接地方式52.3.1電力網(wǎng)中性點接地方式中性點非直接接地52.3.2 變壓器中性點接地

19、方式52.3.3 發(fā)電機中性點接地方式62.4 發(fā)電機的選型62.4.1 簡介62.4.2 選型62.5電氣設備的配置72.5.1隔離開關的配置72.5.2接地刀閘的配置72.5.3電壓互感器的配置72.5.4 電流互感器的配置82.5.5避雷器的配置8第三章 電氣主接線設計93.1電氣主接線的基本要求93.1.1保證必要的供電可靠93.1.2具有一定的靈活性和方便性93.1.3具有經(jīng)濟性93.1.4具有發(fā)展和擴建的可能性93.2設計步驟93.3電氣主接線分析103.3.1 比較主接線方案：12第四章 短路電流計算134.1短路電流計算目的及規(guī)則134.1.1短路的原因及后果134.1.2短路

20、電流計算條件：144.1.3短路計算的一般規(guī)定：144.2 短路等值電抗電路及其參數(shù)計算14第五章 電氣設備的選擇195.1 電氣設備選擇的一般原則及短路校驗195.1.1 按短路條件進行校驗熱穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗225.2斷路器的選擇235.3隔離開關的選擇305.3.1 220kv側隔離開關的選擇305.3.2 500kv側隔離開關的選擇335.4 電流互感器的選擇365.4.1 220kv側電流互感器選擇365.4.2 500kv側電流互感器選擇385.5電壓互感器的選擇395.5.1各種互感器的使用范圍40 220kv母線側電壓互感器選擇

21、40 500kv母線側電壓互感器選擇405.6 母線的選擇415.6.1 220kv母線的選擇415.6.2 500kv母線的選擇425.7架空線的選擇435.7.1架空線的優(yōu)點435.7.2架空線路接地故障分析445.7.3架空線型號45第六章 變壓器繼電保護原理及整定計算466.1 主變壓器保護原理及整定計算46第七章 避雷器的選擇507.1避雷方式507.1.1直擊雷防護507.1.2感應雷的防御507.1.3閥式避雷器的選擇507.2避雷器的確定51第八章 接地開關的選擇52總 結53參考文獻54致 謝55附錄56變壓器繼電保護原理圖56外文翻譯57外文原文57外文譯文6

22、6第一章 緒 論1.1 課題背景由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結構和運行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設置相應的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行測量、調節(jié)、 控制、保護、通信和調度，確保用戶獲得安全、

23、經(jīng)濟、優(yōu)質的電能。電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉換為其它的能源，而且便于控制、管理和調度,易于實現(xiàn)自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經(jīng)濟、社會生產(chǎn)和人民生活的各個方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎，得到迅猛發(fā)展。本設計的主要內容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。計算短路電流，并根據(jù)計算結果來選擇和效驗主要電氣設備。 火力發(fā)電廠每年耗煤量巨大,是一次能源的使用大戶。對于火電廠來說,提高一次能源利用率,降低發(fā)電成本,已經(jīng)成為其發(fā)展的必然趨勢。然而,對于自動化程度快速發(fā)展的今天,單單依靠對運行中的主機、

24、輔機以及管路系統(tǒng)等基礎出力設備進行技術改造已經(jīng)遠遠不能達到使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的目的,越來越多的電力企業(yè)都展開了以節(jié)能降耗為中心的技術投入,來降低生產(chǎn)成本,提高運營效益。特別是近年來隨著dcs(集散控制系統(tǒng))、mis(管理信息系統(tǒng))和sis(廠級監(jiān)控信息系統(tǒng))等自動化程度較高的運行系統(tǒng)投運到發(fā)電企業(yè)后,加大節(jié)能管理力度,優(yōu)化機組運行方式,提高運行經(jīng)濟性,進一步降低機組的發(fā)電成本,提高企業(yè)的市場競爭力。對火力發(fā)電廠具有非?，F(xiàn)實的意義,在這樣的背景下,就要求市場上能夠更多地涌現(xiàn)出一些性能優(yōu)良的可以指導電廠機組運行優(yōu)化的軟件及生產(chǎn)系統(tǒng)1,這已經(jīng)成為了全國各大發(fā)電企業(yè)及科研院所主要的研究方向。本文比較了國

25、內外幾種運行優(yōu)化軟件系統(tǒng)的功能及特點,并針對實際應用中的問題,提出了一種綜合性的運行優(yōu)化軟件包的構想,能夠更好地協(xié)調各優(yōu)化模塊,指導電力生產(chǎn)?；鹆Πl(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會，循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境中，我們在提高火電技術的方向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響，對不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在我國已有部分核電機組，但火電仍占領電力的大部分市場，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術必須不斷提高發(fā)展，才能適應和諧社會的要求。目前，我國的電力工業(yè)已經(jīng)進入“大電網(wǎng)”、“大機組”、“超高壓，交直流輸電”、“電網(wǎng)調度自動化”、“狀態(tài)檢修”等新技術發(fā)展新階段，一些世界水平的先進技術，

26、已在我國電力系統(tǒng)得到了廣泛的應用。隨著近年來我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長，電力工業(yè)的發(fā)展仍不能瞞足整個社會發(fā)展的需要。另外，由于我國人口眾多，因此在按人口平均用電方面，仍只處于中等水平，尚不能及全世界平均人口用電量的一半。2008年人均用電量2596kwh，人均占用發(fā)電裝機容量僅為0.6kw；我國第二產(chǎn)業(yè)用電比重為76.49%，第三產(chǎn)業(yè)為9.78%，生活用電比重為11%。由此可見，我國人均用電水平遠低于發(fā)達國家，與完成其工業(yè)化進程國家的電力指標相比，我國經(jīng)濟發(fā)展正處于工業(yè)化進程的中后期，我國用電遠低于國際水平。因此我國電力工業(yè)必須持續(xù)，穩(wěn)步地大力發(fā)展，一方面要加強電源建設，搞

27、好“西電東送”，確保電力先行，另一方面要深化電力體制改革，實施廠網(wǎng)分家。 第二章 變壓器和發(fā)電機的選擇及電氣設備的配置2.1主變壓器的選擇原則1.為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。計算時，在發(fā)電機電壓母線上的負荷為最小時，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機停運時，能滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟運行而需限制本廠出力時，亦應滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電。2.對潮流方向不固定的變壓器，經(jīng)計算采用普通變壓器不能滿足調壓要求是，可采用有載調壓變壓器。3.選擇變壓器時,如果把變壓器容量選擇過大,就會形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象。這

28、不僅增加了設備投資,而且還會使變壓器長期處于空載狀態(tài),使無功損失增加。如果變壓器容量選擇過小,將會使變壓器長期處與過負荷狀態(tài),易燒毀變壓器。因此,正確選擇變壓器容量是電網(wǎng)降損節(jié)能的重要措施之一,在實際應用中,我們可以根據(jù)以下的簡便方法來選擇變壓器容量。 變壓器容量本著“小容量，密布點”的原則，配電變壓器應盡量位于負荷中心，供電半徑不超過0.5千米。配電變壓器的負載率在0.50.6之間效率最高，此時變壓器的容量稱為經(jīng)濟容量。如果負載比較穩(wěn)定，連續(xù)生產(chǎn)的情況可按經(jīng)濟容量選擇變壓器容量。變壓器的選擇主要是依據(jù)變壓器的額定值。根據(jù)設備的需要，變壓器有標準和非標準兩類。以下是這兩類變壓器的選擇方法。(1

29、)標準變壓器 (a)根據(jù)實際情況選擇初級(原邊)額定電壓(380v，220v)，再選擇次級額定電壓，(次級額定值是指初級加額定電壓時，次級的空載輸出，次級帶有額定負載時輸出電壓下降5%，因此選擇輸出額定電壓時應略高于負載額定電壓)。 (b)根據(jù)實際負載情況，確定各次級繞組額定電流，一般繞組的額定輸出電流應大于或等于額定負載電流。 (c)次級額定容量由總容量確定?？側萘克惴ㄈ缦?根據(jù)次級電壓、電流(或總容量)來選擇變壓器，三相變壓器也是按以上方法進行選擇的。(2)非標準變壓器 設計時常常需要設計者根據(jù)要求制訂變壓器的規(guī)格，這種非標準變壓器的選擇方法如下。 (a)選擇初級額定電壓（380v或220

30、v)，電源頻率(如50hz)，次級繞組電壓、電流及總容量，其方法與標準變壓器相同。初級、次級之間的屏蔽層根據(jù)要求選用，對有特殊絕緣要求的次級繞組，應提出耐壓要求。對引出線端及排列有特殊要求的次級繞組，應該用圖示加以說明。對有防護等級要求及外形尺寸限制等其他條件的次級繞組，應與制造商協(xié)商解決。 (b)變壓器的選用除了要滿足變壓比之外，還要考慮變壓器的性價比，優(yōu)先選用變壓擋輸出齊全的變壓器，這樣只用一個變壓器就可以輸出多電壓擋，能夠同時滿足控制電路、照明電路、標準電器等對電壓的不同要求，這樣一方面節(jié)約成本，另一方面節(jié)省了安裝空間。2.2 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應考慮的因素1.變壓器原、副邊

31、電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓一致。2.變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率。3.廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。經(jīng)計算，所選變壓器如下：表2.1 變壓器參數(shù)型號額定電壓連接組標號空載損耗kw負載損耗kw阻抗電壓%冷卻方式高低sfp9-370000/220242+2*2.5%20yn,d1117478814.02odafdfp-240000/500500/20yn,d1116260014聯(lián)絡變壓器：osfpsz-360000/500 額定容量360000/360000/400

32、00kva 額定電壓 550/246+10%/35kv 空載損耗190kw 負載損耗800kw 阻抗電壓（%）高-中10；高-低26；中-低412.3主變壓器和發(fā)電機中性點接地方式2.3.1電力網(wǎng)中性點接地方式 選擇電力網(wǎng)中性點接地方式是一個綜合性問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾等。電力網(wǎng)中性點接地方式有以下幾種：中性點非直接接地a.中性點不接地中性點不接地方式最簡單，單相接地時允許帶故障運行兩小時，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設備的電容電流。但由

33、于過電壓水平較高，要求有較高的絕緣水平，不宜用于110kv及以上電網(wǎng)。中性點消弧線圈接地當接地電容電流超過允許值時，可采用消弧線圈補償電容電流，保證接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過電壓。中性點經(jīng)高電阻接地 當接地電容電流超過允許值時，也開采用中性點經(jīng)高電阻接地。此接地方式降低弧光間隙接地過電壓，同時可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護可靠動作，一般用于大型發(fā)電機中性點。b.中性點直接接地 直接接地方式的單相短路電流很大，線路或設備需立即切除，增接了斷路器的負擔，降低了供電的連續(xù)性。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設備的造價，特別是在高壓和超高壓電網(wǎng)，經(jīng)濟效益顯著。故適用于11

34、0kv及以上電網(wǎng)中。2.3.2 變壓器中性點接地方式 電力網(wǎng)中性點接地方式，決定了主變壓器中性點接地方式。 主變壓器的110-500kv側采用中性點直接接地方式 （1）凡是自耦變壓器，其中性點需要直接接地或經(jīng)小阻抗接地。 （2）凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應有一臺變壓器直接接地。 （3）終端變電所的變壓器中性點一般不接地。 （4）變壓器中性點接地點的數(shù)量是電網(wǎng)所有短路點的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比小于三，以使單相接地時健全相上工頻過電壓不超過閥型避雷器的滅弧電壓。 （5）所有普通變壓器的中性點都應經(jīng)隔離開關接地，以便于運行調度靈活選擇接地點。當變壓器中性點可能斷開運行時，若該變

35、壓器中性點絕緣不是按線電壓設計，應在中性點裝設避雷器保護。 （6）選擇接地時應保證任何故障形式都不應使電網(wǎng)節(jié)烈成為中性點不接地的系統(tǒng)。雙母線接線有兩臺以上主變壓器時，可考慮兩臺主變壓器中性點接地。2.3.3 發(fā)電機中性點接地方式 發(fā)電機中性點采用非直接接地方式 發(fā)電機釘子繞組發(fā)生單相接地故障時，接地點流過的電流后是發(fā)電機本身及其引出回路所連接元件的對地電容電流。 本次設計采用發(fā)電機中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。由于它適應于單相接地電流大于允許值的中小機組或200mw及以上大機組。消弧線圈可接在直配線發(fā)電機的中性點上。當發(fā)電機為單元接線時，則應接在發(fā)電機的中性點上。2.4 發(fā)電機的選型2.4.1 簡

36、介汽輪發(fā)電機由汽輪機直接耦合傳動。勵磁機是向汽輪發(fā)電機提供勵磁的設備。1. 冷卻方式采用的冷卻方式，定子繞組和轉子有空冷、水內冷和氫冷等。在轉子氫內冷系統(tǒng)中，又有軸向通風等多種方式。 2. 勵磁方式發(fā)電機容量在100mw以上的普遍采用同軸交流勵磁機經(jīng)靜止半導體整流勵磁方式。2.4.2 選型1.選擇型號 qfsn200-2型號含義； 22極 200額定容量 n氫內冷 f發(fā)電機 q汽輪機 s水內冷2.qfsn3002型汽輪發(fā)電機主要參數(shù)額定功率（mw）同步電抗（%）電壓（v）電流（a）功率因數(shù)300188.5920000101900.85本次設計題目為6300mw的火力發(fā)電廠電氣部分的設計。由于裝

37、機容量: 裝機6臺，容量分別為300mw,所以可以選取的發(fā)電機臺數(shù)有六臺。考慮到汽輪機的最大連續(xù)進汽量工況出力系制造廠為補償制造偏差和汽輪機等老化所留的余度，也即汽輪機不宜在此工況下長期連續(xù)運行，所以，發(fā)電機的最大連續(xù)出力在功率因數(shù)和氫壓為額定值時與汽輪機的最大連續(xù)出力配合即可。2.5電氣設備的配置2.5.1隔離開關的配置1再出線上專設電抗器的10kv配電裝置中，黨向不同用戶供電德良輝縣共用同一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上裝設出線隔離開關。2接在變壓器因出現(xiàn)或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關。3接在母線上的避雷器和電壓互感器以合用一組隔離開關。4斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢

38、修是隔離電源。5中性點接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地。2.5.2接地刀閘的配置為保證電器和母線的檢修安全，35kv及以上沒斷母線根據(jù)長度宜安裝12組接地刀閘，兩組接地刀閘間的距離應盡量保持適中。母線的接地刀閘宜安裝在母線電壓互感器的隔離開關上，也可裝于其它回路母線隔離開關的基座上。2.5.3電壓互感器的配置1電壓互感器的數(shù)量和配置與主界限方式有關，并應滿足測量，保護，同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保正在運行方式改變時，保護裝置不得失壓。26220kv電壓等級的每組主母線上的三項上裝設電壓互感器。3當需要監(jiān)視和檢測線路側有無典雅時，出線側的一相上應安裝電壓互感器。 4當需要在

39、330kv及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。2.5.4 電流互感器的配置1凡裝有斷路器的回路均應安裝電流互感器，其數(shù)量應滿足測量儀表，保護和自動裝置。2再在未裝設斷路器的變壓器的中性點變壓器出口橋形接線的跨條上也裝設電流互感器。3對直接接地系統(tǒng) ，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，以具體要求按兩項或三相配置。2.5.5避雷器的配置1配電裝置的每相母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器是除外。2220kv及一線變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時 ，應在變壓器附近增設避雷器。3三繞組變壓器低壓側的一相上宜安裝一臺避雷器。4直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點

40、為分級絕緣且安裝有隔離開關時，變壓器中性點應裝設避雷器。第三章 電氣主接線設計發(fā)電廠和變電所的電氣主接線，是由高壓電器設備通過連接線組成接受和分配電能的電路，也稱為一次接線。它反映各設備的作用、連接方式和各回路間相互關系，從而構成發(fā)電廠或變電所電氣部分的主體。電氣主接線是保證出力、連續(xù)供電和電能質量的關鍵環(huán)節(jié)，它直接影響著配電裝置的布置、繼電保護的配置、自動裝置和控制方式的選擇，它必須滿足工作可靠、調度靈活、運行檢修方便且具有經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性等基本要求。3.1電氣主接線的基本要求3.1.1保證必要的供電可靠安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務，停電不僅使發(fā)電廠造成損失，而且對國民經(jīng)濟各部門帶來的損

41、失將更嚴重，往往比少發(fā)電能的損失大幾十倍，至于導致人身傷亡、設備損壞、產(chǎn)品報廢、城市生活混亂等經(jīng)濟損失和政治影響，更是難以估量。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。3.1.2具有一定的靈活性和方便性主接線不僅正常運行時能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或設備檢修及故障時，也能適應調度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。3.1.3具有經(jīng)濟性在主接線設計時，在滿足供電可靠的基礎上，盡量使設備投資費和運行費為最少，注意節(jié)約占地面積和搬遷費用，在可能和允許條件下應采取一次設計，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。3.1.4具有發(fā)展和擴建的可能性在設計主接線時應留有

42、余地，不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，同時還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工的方便。3.2設計步驟電氣主接線的一般設計步驟如下:(1)對設計依據(jù)和基礎資料進行綜合分析；(2)選擇發(fā)電機臺數(shù)和容量，擬定可能采用的主接線形式；(3)確定主變壓器的臺數(shù)和容量；(4)廠用電源的引接；(5)論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施；(6)對選出來的方案進行技術和經(jīng)濟綜合比較，確定最佳主接線方案。3.3電氣主接線分析單母線接線 優(yōu)點：接線簡單，清晰；設備少，操作方便；隔離開關僅在檢修設備時做隔離電壓用，不擔任其他任何操作用，使誤操作的可能性減少；此外，投資少，便于擴建。 缺點：6220kv系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機或

43、一臺主變壓器。單母線分段優(yōu)點：供電可靠性高，檢修停電范圍小，簡單，經(jīng)濟，方便；當母線發(fā)生故障或檢修時，停電的范圍可縮小一半。一臺半斷路器接線（二分之三接線）正常運行方式：所有斷路器都接通，雙母線同時工作。 優(yōu)點：檢修任一臺斷路器時，都不會造成任何回路停電，也不許進行切換操作。母線發(fā)生故障時，只跳開與此母線相連的斷路器，而裝置的其他元件和全部回路仍保留在另一組母線上繼續(xù)工作；可以不停電地檢修任一臺斷路器；隔離開關不作為操作電器，只用于隔離電壓，減少了誤操作的概率，操作檢修方便。雙母線接線 優(yōu)點：輪流檢修任一組母線而不中斷供電；當工作母線發(fā)生故障時，可經(jīng)倒閘操作將全部回路倒到備用母線上，能迅速恢復

44、供電；各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應電力系統(tǒng)中不同運行方式調度和潮流變化的需要，當母線聯(lián)絡斷路器閉合，兩組母線同時運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，稱之為固定連接方式運行；雙母線接線供電可靠，調度靈活，便于擴建。倒閘操作時隔離開關的操作原則：在等電位下操作或先通后斷。如檢修工作母線時操作，先合上母線斷路器兩側的隔離開關，再合斷路器，向備用母線充電，這時兩組母線等電位。為保證不中斷供電，應先接通備用母線上的隔離開關，再斷開工作母線上的隔離開關，完成母線轉接后，再斷開母聯(lián)斷路器及兩側隔離開關，即可對原工作母線進行檢修。 缺點：使用設備較多，配電裝置復雜，經(jīng)濟性較差

45、，在運行中隔離開關作為操作電器，易導致誤操作；當母線回路發(fā)生故障時，需短時切除較多電源和負荷；當檢修出現(xiàn)斷路器時，該回路停電。雙母線帶旁路母線 在雙母線接線的基礎上，避免檢修出線斷路器時該回路停電。方案一：500kv二分之三接線；220kv雙母線接線。方案二：500kv二分之三接線；220kv雙母線帶旁路母線接線。3.3.1 比較主接線方案：1、技術上的比較：方案二供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至使供電中斷；調度靈活，各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要；擴建方便，向雙母的左右任何一個方向擴建均不

46、影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電；便于試驗。方案二比方案一供電更可靠。2、經(jīng)濟上的比較：雖然方案二比方案一供電更可靠，但是從經(jīng)濟的角度看，方案二的投資比方案一要大很多，增加了旁路間隔和旁路母線，每回間隔增加一把隔離開關，大大的增加了投資，同時方案二方案一多占用了土地，當今我國的土地資源比較缺乏。從技術和經(jīng)濟的角度論證了兩個方案，比較論證后確定采用了方案二。第四章 短路電流計算4.1短路電流計算目的及規(guī)則在發(fā)電廠電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)，其計算的目的主要有以下幾個方面：1、電氣主接線的比選；2、選擇導體和電器；3、確定中性點接地方式；4、計算軟導線的短

47、路搖擺；5、確定分裂導線間隔棒的間距；6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；7、選擇繼電保護裝置和進行整定計算。4.1.1短路的原因及后果 1.短路原因造成短路的原因通常有以下幾種：（1）電氣設備及載流導體因絕緣老化、或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。（2）架空線路因大風或導線覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導體等都可能導致短路。（3）電氣設備因設計、安裝、維護不良和運行不當或設備本身不合格引發(fā)的短路。（4）運行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運行人員帶負荷拉隔離開關，線路或設備檢修后未拆除接地線就加上電壓等都回造成短路。根據(jù)國外資料顯示，每個人都有違反規(guī)程操作的潛意識。（

48、5）其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導致短路。 2短路后果短路故障發(fā)生后，由于網(wǎng)絡總阻抗大為減小，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電流。強大的短路電流將造成嚴重的后果，主要有以下幾方面：（1）強大的短路電流通過電氣設備是發(fā)熱急劇增加，斷路持續(xù)時間較長時，足以使設備因過熱而損壞甚至燒毀；（2）巨大的短路電流將在電氣設備的導體間產(chǎn)生很大的電動力，可能使導體變形、扭曲或損壞；（3）短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負荷異步電動機將因轉矩下降而減速或停轉，造成產(chǎn)品報廢甚至設備損壞；（4）短路將引系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導致并列運行的發(fā)電

49、廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路所導致的最嚴重后果；（5）巨大的短路電流將在周圍空氣產(chǎn)生很強大電磁廠，尤其是不對稱短路時，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，對周圍的通信網(wǎng)絡、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。4.1.2短路電流計算條件： 1.正常工作時，三項系統(tǒng)對稱運行；2.所有電流的電動勢相位角相同；3.電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；4.短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；5.不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流時，元件的電阻略去不計；6.不考慮短路點的阻抗和變壓器的勵磁電流；7.元件的技術參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍；8.輸

50、電線路的電容略去不計。4.1.3短路計算的一般規(guī)定：1.驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景的發(fā)展計劃；2.選擇導體和電器用的短路電流時，在電器連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流影響；3.選擇導體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大的點；4.導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。4.2 短路等值電抗電路及其參數(shù)計算由6300mw火電廠電氣主接線圖，和查的給出的相關參數(shù)，可畫出系統(tǒng)的等值電抗圖如圖4-1所示： 圖4-1選取基

51、準容量為sb=100mva 基準電壓為vb=vavsb 基準容量； vav 所在線路的平均電壓；變壓器xt= 發(fā)電機= x18=(x2+x3)=6.725=3.363 x9=0.038x10=x3 x9+x10=0.038+6.667=6.705x19=(x9+x10)=6.705=1.676x6= =x8= =x7= =500kv母線上短路=x6+x8+x19=0.0347+1.676=1.711ka短路沖擊電流ka200kv母線上短路x1x18=0.021=x8+x6+x1x18=0.0557短路沖擊電流系統(tǒng)各個回路最大工作電流 500kv側各回路最大工作電流： 出線回路： 雙繞組變壓器回

52、路：= =290.997a 聯(lián)絡變壓器回路：= =436.489a 發(fā)電機回路：= =363.74a 220kv側各回路最大工作電流： 出線回路：=1458.79a 雙繞組變壓器回路：=971.027a=1019.58a 聯(lián)絡變壓器回路：=992.02a 發(fā)電機回路：=826.68a第五章 電氣設備的選擇電氣設備的選擇是變電所電氣設計的主要內容之一，正確的選擇電氣設備的目的是為了使導體和電器無論在正常情況或故障情況下，均能安全、經(jīng)濟合理的運行。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。 在發(fā)電廠和變電所中，采用的電氣設備種類很多，其作用和工作條件并不一樣，具體選擇的方法也不同，但對他們的基本要