1000MW火力发电机组电气主接线及厂用电接线的设计及仿真

吉林大学本科毕业论文(设计)本科生毕业论文（设计）中文题目1000MW火力发电机组的电气主接线及厂用电接线的设计及仿真英文题目DesignandSimulationoftheMainandAuxiliaryPowerWiringfor1000MWThermalPowerUnits学生姓名王健班级650505学号65050510学院仪器科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化指导教师孙淑琴职称副教授吉林大学本科毕业论文(设计)I中文摘要摘要：随着我国经济的发展，用电需求的增大，1000MW容量的发电机组开始成为电力系统的主力机组，由于机组容量的增大和厂用电压等级的提高，带来了电动机起动困难、短路电流过大等问题。本文利用电力设计专用仿真软件构建了1000MW容量发电机组的电气主接线和厂用电接线系统模型，计算了整个系统所有母线处的潮流、短路电流，给出了短路电流与专业设计值对比结果，为开关电气设备的选择提供依据，并对系统中最大一台容量的电动机起动、电动机成组及串联自启动进行了检验计算，给出电机启动校验仿真数据与实际计算结果的对比，分析了系统设计方案的优劣，为今后大容量机组系统优化设计提供参考。关键词：1000MW机组、电气主接线、厂用电接线、设计、仿真、潮流、短路、电动机起动吉林大学本科毕业论文(设计)II外文摘要TitleDesignandSimulationoftheMainandAuxiliaryPowerWiringfor1000MWThermalPowerUnitsAbstractAsChina'seconomydevelopingandelectricitydemandgrowing,1000MWcapacityofgeneratingunitshasbecomethemainforce,Withtheincreasedcapacityandenhancedvoltagegradeoftheplant,seriousproblemiscoming,suchasmotorstarting,short-circuitcurrentistoolargeandsoon;Inthispaper,thepowerdesigningsimulationsoftwarewasadopttobuildthemodelofthemainandauxiliarypowerwiringfor1000MWthermalpowerunits.Calculatedpowerflowandshortcircuitofallbusesinthissystem,thencomparedtheshortcircuitvaluewiththevalueofprofessionaldesign,itprovidesabasisforthechoiceofswitchingequipment.Andthelargestcapacitymotorstarting,thegroupmotorandtheseriesmotorstartingweretested,thengivethecomparisonofstartingcheckingdataandactualsimulationvalues,analysesthedesigningprojectofsystem.itwillbeareferenceforOptimaldesignofLarge-capacityunitsystem.Keywords:1000MWunittheelectricmainpowerconnectionauxiliarypowerwiringdesigningsimulatingpowerflowshortcircuitmotorstarting吉林大学本科毕业论文(设计)III目录1引言.........................................................11.1电气主接线的设计、仿真的目的和意义.....................11.2厂用电接线的设计、仿真的目的和意义。...................21.3ETAP及其在电力系统中的应用.............................21.4本文的主要工作.........................................421000MW火电机组电气主接线设计................................52.1电气主接线设计的要求...................................52.2电气主接线方案的选择...................................52.3主接线方案的论证.......................................62.4主变压器的选择.........................................731000MW火电机组厂用电接线的设计..............................93.1厂用起动、备用电源的接线方案选择.......................93.2厂用电电压等级的选择...................................93.3厂用电接线方案的论证..................................114电气系统设备模型及参数......................................124.1分裂变压器............................................124.2双绕组变压器..........................................124.3电动机................................................134.4电缆..................................................135电气系统的软件仿真..........................................145.1潮流..................................................145.2短路电流的计算........................................165.3电动机的起动校验......................................215.4开断设备的选择.......................................24总结...........................................................25参考文献.......................................................26致谢...........................................................28附录...........................................................29附录一：一台机组的厂用电主要负荷...........................29附录二：厂用电接线的分配及变压器的选择.....................31附录三：双绕组变压器参数表.................................36吉林大学本科毕业论文(设计)IV附录四：主接线潮流仿真数据.................................36附录五：厂用电接线潮流仿真数据.............................37附录六：主接线短路电流仿真数据.............................38附录七：厂用电接线的短路电流仿真数据.......................39附录八：整体方案的仿真数据.................................41附录九：部分仿真软件计算截图...............................42英文文章.......................................................44中文翻译.......................................................51吉林大学本科毕业论文(设计)11引言1.1电气主接线的设计、仿真的目的和意义目前世界上的大型发电厂一般是指总容量在千兆瓦及以上,单机容量在300-1300MW不等。我国在20世纪80年代以来,已将原来的小火电、小水电建设转向以单机容量200-600MW为主的大火电,目前1000MW容量的机组在国内已经逐渐成为主流。随着用电需求量急增,大规模的城市电网和农村电网改造也同时展开,系统容量也在不断扩大,以500KV为主网,主干线的全国性网架已逐步形成,长江三峡水利发电工程的建成和西电东送工程的实施,促成全国联网的必要性。为此发电厂电气主接线的可靠性对电力系统的安全运行将提出更高的要求。电气主接线主要指发电厂、变电所及电力系统中传送电能的通路,这些通路中有发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、电抗器、线路等设备。它们的连接方式,对供电可靠、运行灵活、检修方便以及经济合理等起着决定性的作用,它反映出电厂的整个供电系统全貌和其所选用的电气设备、元件型号规格和数量以及它们之间的相互关系。它不仅是初步设计审查的重要内容之一,同时也是将来电气值班运行人员进行各种操作的重要依据。所以电气主接线的设计是否合理,将直接影响到电厂基本建设投资效益和今后的安全及可靠运行，同时也是搞好发电厂电气设计的关键。电气主接线的设计是变电所电气设计的主体。它与电力系统，电厂功能参数，基本原始资料以及电厂的运行可靠性，经济性的要求等密切相关，并对电器选择和布置，继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线的设计显得尤为重要。因此，电气主接线已经成为电厂输送电最为关键的环节，关系着发电量的安全输送，关系着居民用电的可靠保障，电气主接线的好坏显得尤为重要，其设计方案的仿真更是在投入运行之前的重中之重的环节。本文依托某1000MW机组电厂进行设计主接线，对潮流和短路等进行仿真最后得出可靠吉林大学本科毕业论文(设计)2的主接线方案。1.2厂用电接线的设计、仿真的目的和意义。随着机组容量的加大,厂用电系统的规模和主要辅机的容量较600MW机组有较大幅度的提高,会带来高压厂用电系统的短路水平增大和单台最大容量电动机启动困难等诸多问题。如何解决好这些问题,是今后电气专业面临的课题之一。厂用电系统是发电厂的重要组成部分,它的确定就代表着电厂基本轮廓的确定，基本组成设备的确定，投资成本的确定，因此合理的厂用电接线,适当的电压等级,对于保证机组的安全连续满发、降低厂用电率、方便操作和维护、节约投资、缩短建设工期、控制造价等有着重要的作用。由上述可见厂用电系统对于电力系统来说也是及其重要的组成部分，它是电能的源头，是保障安全可靠供电的最最基本的因素，对厂用电方案的设计必须严格按照《厂技规》的要求，达到指定的指标。目前国内1000MW容量及以上的机组在技术上相对600MW不够成熟，但是发展很迅猛，技术投资很大，主要是要解决大容量机组自身存在的短路电流限制和起动性能加强等问题，本文主要是对1000MW容量机组进行电压等级和接线形式的选择，最后在仿真软件进行上述项目的校验仿真，最后确定最终的厂用电接线方案。1.3ETAP及其在电力系统中的应用1.3.1ETAP软件的简介ETAPPowerStation是一个最全图形界面的电力系统仿真分析、计算高级应用软件，能够运行在MicrosoftN