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1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—1—函授学生毕业论文1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书姓名：班级：指导教师：年月1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—2—摘要我国电力工业自动化水平正在逐年提高。迄今为止，我国电力工业已经进入了大机组、大电厂、大电力系统、高电压和高自动化的新阶段。这就对发电厂的设计提出了更高的要求。本文记述了1000MW火力发电厂电气部分及继电保护的设计过程。根据自然条件和技术经济条件，主要确定了主接线方案以及全厂的继电保护配置，并简要论述了厂用变、高备变的选择以及电气元件的选择，还对自动装置作了简要的概述。与本文相配合使用的有计算书，里面对短路电流计算和继电器的整定计算有较详细的论述。本文通过对原始资料的分析，了解本厂的具体情况及其在系统申的地位，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情况的主扫线方案，为选择最适合的电器设备及继电保护装置进行了短路电流保护的配置及整定，从面满足可靠、灵敏、快速且有选择的要求。关键词:电气主接线电气设备继电保护1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—3—目录绪论………………………………………………………1第一部分电气主接线设计……………………………31．1原始资料分析…………………………………...…31．2主接线方案的确定……………………………...….4第二部分短路电流计算……………………………...122．1短路电流计算的一般规定………………..………122．1．1计算的基本情况………………………….….122．1．2接线方式………………………………….….122．1．3计算容量……………………………………..122．1．4短路种类………………………………….…..122．1．5短路计算点………………………………...….122．2短路电流计算的方法……………………………..122．3三相短路电流周期分量的计算………….………..132．4阻抗图……………………………………….….….14第三部分电气设备的选择…………………………...153．1继路器…………………………………………..…153．2隔离开关………………………………………..…161000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—4—3．3电流互感器…………………………………….….163．4电压互感器………………………………………..16第四部分主设备继电保护………………………….184．1主设备继电保护设计原则…………………..……184．2发电机变压器组保护……………………….….…184．2．1大型发电机组对继电保护的要求……….……184．2．2大型发电机变压器组单元接线继电保护配置.184．2．3保护及其接线………………………………….214．3厂用电源保护……………………………………...32第五部分发电厂的自动装置和继电保护配置……...34总结………………………………………………..…….36参考文献…………………………………………...……371000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—5—摘要本文通过对原始资料的分析，了解本厂的具体情况及其在系统申的地位，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情况的主扫线方案，为选择最适合的电器设备及继电保护装置进行了短路电流保护的配置及整定，从面满足可靠、灵敏、快速且有选择的要求。关键词:电气主接线电气设备继电保护1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—6—绪论一．课题背景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，主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择，配电装置配置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响，本厂的电压等级为220KV，对220KV配电装置的接线方式应按发电厂在电力系统中的地位，负荷情况，出线回路数、设备特点、周围环境以及发电厂的规划容量等条件确定。接在母线上的避雷器和电压互感器，宜用1组隔离开关，接在发电机、变压器引线或中性点上的避雷器可装设隔离开关。当配电装置变化大且出线回路较多时，宜采用双母线或双母线分段的接线，有条件时220KV配电装置也可采用一个半断路器接线。采用单母线或双母线的1l0KV-220KV配电装置，当断路器为少油型或少油型式压缩空气时型时，除断路器有条件停电检修时，应设置旁路装置，当220KV出线为4回及以上，宜采用专用旁路断路器的旁路母线。随着电力系统的增大，大容量的发电机组不断增多，在电力设备上装设完善的继电保护装置，不仅对电力系统的可靠性运行有重大意义，而且对防止重要且昂贵的设备在各种短路和异常运行时可减少造成的损坏，在经济上也有显著的效果，因此在主设备的保护设计中，应要求保护在配置，原理接线和设备选型等方面，根据主设备的运行工况及结构特点，达到可靠，灵敏，快速和选择性的综合要求。二．设计任务书1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—7—（一）设计题目：1000MW火力发电厂电气部分及继电保护设计（二）原始资料：1．厂址概况：厂址放在一大型矿区，所用燃料由煤矿直接由铁路运来，本厂附近除煤矿及其附属企业用电外无其它大型电力用户，电厂生产电力除厂用外，全部用220KV升高压送入电力系统。厂址地区的地形、地址条件较好。有国家铁路、公路干线在附近经过，厂内附近有河流经过，水量丰富，足够本厂用水。厂址地区地震烈度为6级，冻土深1.7米，覆冰厚度为15mm，最大风速为25m/s，年平均气温+4℃，最高温度+35℃，最低温度-35℃，土壤电阻率500Ω·m。2．机组参数锅炉：2×HG－670T/H2×HG－1000T/H汽轮机：2×N200－1302×N300－165发电机：2×QFQS－200－22×QFQS－300－23.电力系统结线图：根据系统计算资料表明，在系统枢纽变电所出口装设SW2－220型断路器。与电力系统联结的线路数如图。三．设计内容1·电气主接线的设计电气主接线是构成电力系统的主要环节，关系到系统的供电的可靠性、1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—8—运行调度的灵活性和经济性。为了保证电力系统稳定运行，必须提高大机组超高压电气主接线的可靠性。2.短路电流计算及设备的选择短路电流计算是电器设计重的主要环节能，本设计中短路电流的计算方法采用标么值折算法，在网络的等值变换与化简利用分布系数法化简。电气设备的选择是国家有关技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地的前提下的正常运行情况选择，按短路条件验算其动热稳定，并按环境条件校验电器的条件。3·继电保护的设计与配置电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行，设计在选择保护方式时，希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求:设计各种电器设备的保护时，对下列各项作了综合考虑:(1)电力系统的结构特点和运行特性;(2)故障出现了概率及可能造成的后果;(3)电力系统的近期发展情况;(4)经济上的合理性;(5)国内外的成熟经验。所选用的保护方式要满足电力系统结构和发电厂主接线的要求。并宜考虑电力系统和发电厂运行方式的灵活性。第一部分.电气主接线设计1．1原始资料分析一．本厂概述：本厂有2台200MW、2台300MW机组，总容量为1000MW。厂址位于一大型矿1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—9—区，是一大型坑口电厂。二．本厂与系统连接情况：本系统中，本厂通过双回线和一个容量为5586MW的系统相联。本厂除厂用电和矿区及其附属企业用电外，全部以2回双回线、2回单回线（均为220KV线路送到系统）。本厂与系统联系紧密，如果本电厂发生严重事故，将影响地区电厂的安全运行，甚至引起系统崩溃。因此，对该厂的可靠性要求较高，继电保护要灵敏、可靠。三、本厂的环境情况：本厂建在一大型矿区，煤炭资料丰富，有利于以后的扩建。附近有河流经过，水源丰富，足够本厂用水。由于有国家铁路经过矿区，这就使得本厂不受运输条件限制而可以采用大型三相变压器。本厂的地形、地质条件较好，地震烈度为六级。规程中规定：地震基本烈度为7度及以下地区的电厂，可不采取防震措施。最大风速为25m/s,一般高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用，因此可以不必增加出线间隔。在屋外配电装置的布置中不宜降低电气设备的高度，因此本厂可以不考虑，也不必加强基础固定。土壤电阻率500Ω.m（ρ≥300Ω.m），可采用以水平接地体为主的带棒接地装置。年平均气温+4℃最高温度+35℃，最低温度-35℃。根据规程规定，气温在-30℃～40℃之间彩普通高压电器。在高寒地区，应选择能适应环境最低温度为-40℃的高寒电器。一般隔离开关的厚度为10mm，而本厂覆冰厚度为15mm，因此所选隔离开关破冰厚度应大于15mm。1．2主接线方案的确定一、设计主接线的基本要求：1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—10—在设计主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项的基本要求。1、可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要条件，电气主接线必须满足这个要求，在研究主接线时，应全面考虑以下几个问题：（1）可靠性的客观衡量标准是运行实践经验及其可靠性的定性分析。（2）主接线的可靠性。包括一次部分和二次部分运行可靠性的约束。（3）可靠性很大程度上取决于设备的可靠程度衡量主接线可靠性的标志是：（1）断路器检修时，能否影响供电。（2）线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运回路的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。（3）避免发电厂、变电所全部停运的可能性。（4）对于大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性的特殊要求。2、灵活性主接线的灵活性要求：（1）高度灵活，操作简便。（2）检修安全。（3）扩建方便。3、经济性在满足技术要求的前提下，做到经济合理：（1）投资省。（2）占地面积小。（3）电能损耗少。1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—11—二、主接线方案的选择方案进行比较:一·方案的可靠性由于22OKV电压高，输电线路长，须对两种可行的接线方案进行可靠性比较，主要考虑以下几个方面：1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；2）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运，并要保证对一级负荷及全部重要负荷的供电；3）尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性；220KV线路5条且线路较长，输送功率大，停电影响大并且断路器检修停电时间长，因此，一般只考虑装设双母线以上接线方式：3/2断路器接线在检修和故障重合的情况下，停运回路不超过两回，具有高度的可靠性。双母四分段任何一进出断路器故障或一段母线故障，停运范围为整个母线的1/4，一段母线故障、分段或母联拒动的双重故障，停运两段母线，不过这种故障概率极低。根据以上要求选用双母线、双母线带旁路和一台半断路器接线都能满足要求，重要是进行操作灵活性和经济性比较；二．方案的经济性比较1)最小费用法;a，计算综合投资b·计算年运行费用2)静态比较法1000MW火力发电厂电气部分及继电保护说明书—12—双母线带旁路主接线的优点:优点:1·可以轮流检修母线而不致供电申断;2·检修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路3·母线故障后，能迅速恢复供电;4．调度灵活，各个电源和回路的负荷可以任意分配到某一组母线上，因而可以灵活在适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要;5·检修任一回路的母线隔离开关时，无需中断其余回路的供电;6·扩建方便;7·便于实验;缺点:1·母线故障而母联DL拒动时，导致母线回路供电;2·旁路断路器的继电保护为适应各进线的要求，其整定较复杂。具备下列条件时，可不装设旁路母线;1·采用可靠性高，检修周期长的SF6断路器，或采用可以迅速替换的手车式断路器;2·系统条件允许线路停电检修时，(如又母线或负荷点可由系统的其它电源供电，线路利用