電氣施工分析

1、題目：題目：2350MW熱電廠電氣部分熱電廠電氣部分設計姓名：楊切均設計姓名：楊切均專業(yè)：電氣工程及自動化專業(yè)：電氣工程及自動化 發(fā)電廠是電力系統的重要組成部分, 也直接影響整個電力系統的安全與運行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部阿分的重要組成部分。本文為規(guī)劃4350MW熱電廠的一期工程2350MW熱電廠電氣部分設計，通過對擬建火力發(fā)電廠的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，從安全性、經濟性及可靠性方面考慮，確定了220kV以及廠用電的主接線，然后通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數、容量及型號，同時也確定了廠用變壓器的容量及型號。最后，根據最大持續(xù)工作電流及短路計

2、算的結果，對高壓斷路器、隔離開關、母線、絕緣子、穿墻套管、電壓互感器、電流互感器進行了選型，從而完成了2350MW熱電廠電氣部分設計。課題的任務、目的與意義課題的任務、目的與意義 第一章 繼電保護的基本概念 1.前言1.1電力系統概述由發(fā)電機、輸配電線路、變配電所以及各種用戶用電設備連接起來所構成的整體，被稱為電力系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷中心多數處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產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，就制約了電力系統的

3、結構和運行。因此，電力系統要實現其功能，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，以便對電能的生產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、經濟、優(yōu)質的電能。1.2電力工業(yè)的發(fā)展概況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,易于實現自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經濟、社會生產和人民生活的各個方面。絕大多數電能都由電力系統中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實現現代化的基礎，得到迅猛發(fā)展。到2011年底，我國發(fā)電機裝機容量達10.6億千瓦，居世界第2位，發(fā)電量達4.8萬億度，居世界第1位。是電力系統的最

4、大電能用戶，供配電系統的任務就是企業(yè)所需電能的供應和分配。電力系統的出現，使高效、無污染、使用方便、易于調控的電能得到廣泛應用，推動了社會生產各個領域的變化，電力系統的規(guī)模和技術水準已成為一個國家經濟發(fā)展水平的標志之一。 1.3我國電力行業(yè)發(fā)展方針目前我國人均擁有裝機容量和人均占有發(fā)電量較低，技術經濟指標平均水平不高，火電廠的污染物排放量高，電網相對薄弱，供電可靠性偏低。未來提高效率和保護環(huán)境，及時關閉低效率、煤耗高、污染嚴重的小火電機組，以大代小，裝設煙氣脫硫及降低氮氧化物設施，開展?jié)崈裘喝紵夹g的研究及應用。主要的發(fā)展方針有：1)積極發(fā)展水電，水能資源是可再生的、清潔的能源；在電力系統中，

5、有一定比重的水電裝機容量對對系統調峰和安全經濟運行極為有利；水電站的發(fā)電成本低，水庫可以綜合利用。我國水電裝機容量目前僅開發(fā)了少部分，所以要積極發(fā)展水電。2)優(yōu)化發(fā)展火電，我國有豐富的煤炭、石油和天然氣，火電廠的廠址不受限制，建設周期短，能較快發(fā)揮效益。3)適當發(fā)展核電。4)重點發(fā)展電網，促進全國聯網。5)因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，做好農村電氣化建設，在邊遠農村和沿海島嶼，因地制宜建設小水電、風力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地熱發(fā)電和太陽能發(fā)電等。1.4畢業(yè)設計的主要內容及基本思想本次畢業(yè)設計的主要內容是一個2*350MW火力發(fā)電廠的電氣部分設計。在這次設計中一共分以下幾個步驟來完成本次的設計任務。1.4.

6、1畢業(yè)設計的主要內容、功能及技術指標1）電廠規(guī)模：裝機容量: 裝機2臺，容量為：2350MW 超臨界供熱式汽輪發(fā)電機組。350MW發(fā)電機參數：額定電壓20KV，額定電流10812A，額定功率因數0.85。并計劃在二期裝2臺同樣機組。一期工程與系統用3回220KV線路聯系。2）主要技術指標：（1） 保證供電安全、可靠、經濟；（2）功率因數達到0.9及以上3）主要內容：（1）確定主接線：根據設計任務書，分析原始資料與數據，選擇變壓器的容量、臺數、型號等，列出技術上可能實現的23個主接線方案，經過技術經濟比較，確定最優(yōu)方案。（2）短路電流計算：根據電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪

7、制等值網絡圖，計算短路電流，并列表匯總。（3）電氣設備的選擇：選擇并校驗斷路器、隔離開關、電抗器、電流互感器、 電壓互感器、母線、電纜、避雷器等，選用設備的型號、數量匯總成設備一覽表；（4）主變壓器繼電保護的整定計算及配置（5）高壓廠用電動機的自啟動校驗 1.4.2畢業(yè)設計的基本思想及設計工作步驟1）主接線的設計發(fā)電廠的主接線是保證電網的安全可靠、經濟運行的關鍵，是電氣設備布置、選擇、自動化水平和二次回路設計的原則和基礎。電氣主接線的設計原則是：應根據發(fā)電廠在電力系統的地位和作用，首先應滿足電力系統的可靠運行和經濟調度的要求。根據規(guī)劃容量、本期建設規(guī)模、輸送電壓等級、進出線回路數、供電負荷的重

8、要性、保證供需平衡、電力系統線路容量、電氣設備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應滿足可靠性、靈活性和經濟性的要求。2）主變壓器的選擇發(fā)電廠200MW及以上機組為發(fā)電機變壓器組接線時的主變壓器應滿足DL50002000火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā)電機的最大連續(xù)容量扣除一臺廠用變壓器的計算負荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過65的條件進行選擇”。 2. 2. 電氣主接線電氣主接線2.12.1電氣主接線概述電氣主接線概述電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的重電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的重要環(huán)節(jié)。主

9、接線的確定對電力系統整體及發(fā)電廠、變電所本身的運行的可靠要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統整體及發(fā)電廠、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關。并且對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電性、靈活性和經濟性密切相關。并且對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。發(fā)電廠的電氣主接線是保證電力網安保護和控制方式的擬定有較大的影響。發(fā)電廠的電氣主接線是保證電力網安全可靠、經濟運行的關鍵，是電氣設備布置、選擇、自動化水平和二次回路全可靠、經濟運行的關鍵，是電氣設備布置、選擇、自動化水平和二次回路設計的原則和基礎。設計的原則和基礎。2.1.12.1.1電氣主接線設計的重要性電氣

10、主接線設計的重要性首先，電氣主接線圖示電氣運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據，首先，電氣主接線圖示電氣運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據，因此電氣運行人員必須熟悉本廠電氣主接線圖，了解電路中各種電器設備的因此電氣運行人員必須熟悉本廠電氣主接線圖，了解電路中各種電器設備的用途、性能及維護、檢查項目和運行的步驟。其次，電氣主接線表明了發(fā)電用途、性能及維護、檢查項目和運行的步驟。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機、變壓器、斷路器和線路等電氣設備的數量、規(guī)格、連接方式及可能的運機、變壓器、斷路器和線路等電氣設備的數量、規(guī)格、連接方式及可能的運行方式。電氣主接線直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝

11、置的布置、繼行方式。電氣主接線直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。再次，電保護和自動裝置的確定。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。再次，由于電能生產的特點是：發(fā)電、變電、輸電和用電視在同一時刻完成的，所由于電能生產的特點是：發(fā)電、變電、輸電和用電視在同一時刻完成的，所以主接線的好壞，直接關系著電力系統的安全、穩(wěn)定、靈活和經濟運行，也以主接線的好壞，直接關系著電力系統的安全、穩(wěn)定、靈活和經濟運行，也直接影響到工農業(yè)生產和人們生活。直接影響到工農業(yè)生產和人們生活。 2.2對原始資料的分析從原始資料和文獻（4）可以知道，本

12、電廠屬于地區(qū)性供熱火力發(fā)電廠，一期建成后裝機容量為700MW，二期建成后總裝機容量為1400MW，建成后與周邊的幾個電廠形成區(qū)域電網。該電廠的發(fā)電量除了本廠廠用電剩余的電力向系統供電，因此，本電廠在系統中有重要作用。電廠是否安全、可靠運行直接影響該地區(qū)的經濟效益，可見該電廠的重要性。2.3擬定可行的主接線方案2.3.1 變壓器的選擇計算1）臺數：根據原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統輸送功率，所以不設發(fā)動機母系，發(fā)動機與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)動機電壓出線的供電可靠，本廠220KV等級主變壓器選用三相式變壓器2臺。2）容量：單元接線中的主變壓器容量SN應按發(fā)動機容量扣除本機組的廠

13、用電負荷后，預留10%的裕度選擇。 2.4.1.3廠用工作電源引接方式 因為發(fā)電機和主變采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變低壓側引接。 2.4.1.4廠用備用電源引接方式 廠用備用電源采用一臺啟備變，獨立從220KV母線引至啟備變，啟備變采用低壓側雙繞組分裂變壓器。 2.4.1.5確定廠用電系統 廠用電系統采用如圖方案一和方案二，廠用電在兩個方案中都是一樣。 2.4.2廠用變壓器的選擇 2.4.2.1廠用變壓器的選擇原則 1）變壓器主、付邊額定電壓應分別與引接點和廠用電系統額定電壓相適應。 2）連接組別的選擇，宜使同一電壓級的廠用工作、備用變壓器輸出的電壓相位一致。 3）阻抗電壓及調壓

14、形式的選擇，宜使在引接點電壓及廠用電負荷正常波動范圍內，廠用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的5%。 4）變壓器的容量必須保證電動機及設備能從電源獲得足夠的功率。3. 短路電流的計算3. 1短路計算的目的因為短路故障對電力系統可能造成極其嚴重的后果，所以一方面應采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設備、載流導體和繼電保護裝置。計算短路的主要目的在于：1）為選擇和校驗各種電氣設備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據；2）為設計和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數據；3）為合理配置電力系統中各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數提供可靠的依據。3. 2短路電流計算的條件3.2. 1基本假定條件1）正常工作時，三相系統對稱運行。2）所有電源的電動勢相位角相同。3）電力系統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的瞬間；5）不考慮短路點的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻忽略不計。6）不考慮短路點的電流阻抗