4×300MW火力发电厂电气部分设计

I4×300MW火力发电厂电气部分设计摘要由发电、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、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。电能的使用已经渗透到社会、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%。本文是对配有4台300MW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。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验;并作了变压器保护。关键词：发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备。IIElectricaldesignof800MWregionalpowerplantAuthor:Tutor:AbstractBythepowergeneration,transformation,transmissionanddistributionofelectricityandenergycomponents,andotheraspectsofproductionandconsumptionsystems.Itisthefunctionofthenaturalworldthroughthepowerofprimaryenergyintoelectricalenergypowerplant,thenlost,transformingthesystemanddistributionsystemwillsupplypowertotheloadcenters.Electricalwiringisthemainpowerplant,electricsubstationdesignedfirstandforemostpartofthepowersystemisalsoconstituteanimportantpart.Determinationofthemaincableonthepowersystemasawholeandpowerplants,substationstorunitsreliability,flexibilityandeconomyarecloselyrelated.Andchoiceofelectricalequipment,powerdistributionequipmentconfiguration,relayprotectionandcontrolofthemeanstodevelopagreaterimpact.Theuseofpowerhasinfiltratedthesocial,economic,inallareasoflife,andinthepowerstructureofChina'sthermalpowerequipmentcapacityofthetotalinstalledcapacityof75%.Thisarticleisequippedwith4*300MWturbo-generatoroflarge-scalethermalpowerplantsapartofthepreliminarydesignofthemaincompletedthemainelectricalwiringdesign.Includingtheelectricalwiringofthemainformsofcomparison,thechoice;maintransformer,thestart/stand-bytransformerandthehigh-voltagetransformerfactorywiththecapacityofcalculation,thenumberofmodelsandoptions;short-circuitcurrentcalculationandhigh-voltageelectricalequipmentselectionandvalidation;andmadetheprotectionoftransformer.Keywords:powerplant;transformer;powersystem;relay;electricalequipmentIII目录1绪论……………………………………………….……………………..……11.1前言………………………………………………….…..…………………..11.2原始资料……….…………………………….…..………………………….11.3电力工业的发展概况………………….….…………………………….22电气主接线设计………………………………...………………………………...42.1主接线概述………………………….…..…………………………………..42.1.1可靠性……………………..….…………………………………….42.1.2灵活性………………..…………………………………………….42.1.3经济性…………………….…..…………………………………….42.2对原始资料的分析……………….…….…….……………………………..42.3拟定可行的主接线方案…………….….….………………………………..42.3.1确定变压器的台数及容量…….…….…………………………….42.3.2主接线方案………………..…….………………………………….52.3.3比较主接线方案….….….………………………………………….63厂用电的设计………………….…..……………………………………………...73.1厂用电源选择…………….…….……….…………………………………..73.1.1厂用电电压等级…….….….……………………………………….73.1.2厂用电系统接地方式…….…….…….…………………………….73.1.3厂用工作电源引接方式….….….………………………………….73.1.4厂用备用电源引接方式…..……………………………………….73.1.5确定厂用电系统……..….………………………………………….73.2厂用主变选择…………………….….….…………………………………..73.2.1厂用电主变选择原则….…….……….…………………………….73.2.2确定厂用电主变容量…….…….……….………………………….74短路电流计算……………….…….…….………………………………………...94.1短路计算目的….….…….…………………………………………………..94.2短路电流计算条件……………..………….………………………………..94.2.1基本假定……..…….……………………………………………….94.2.2一般规定….…………..…………………………………………….9IV4.3短路电流分析………….……….…………………………………………..104.3.1选取短路点……………….………….………………………..…...104.3.2画等值网络图……….……………………………………….…....114.3.3化简等值网络图………………….………………………….…....124.3.4各短路点短路电流计算…….……………………………...........185导体和电气设备的选择………………….……………………………….….….245.1电气设备选择概述……………….……………………………….….……245.2电气设备选择的一般原则………….………………………………..……245.3电气设备选择的校验内容……….…………………………………...….245.4电气设备选择的技术条件…….………………………………………..…255.5电气设备选择汇总……….……………………………………….….……255.6电气主接线…………….………………………………………………..…256配电装置的设计…………….………………………………………………..….276.1配电装置的选择原则………….……………………………………..……276.2配电装置的基本要求…………….……………………………………..…276.3配电装置的设计……….…………………………………………….....…276.3.1500kV配电装置…….……………………………………………276.3.26kV配电装置…….…………………………………………..…...276.4配电装置平面布置图…….…………………………………………..…...27结论……………………………….….….…………………………………………...33参考文献………………………………….……….……….………………………...34致谢…………………………….….……….……………………………………...35附录A电气主接线图………………….……….…….…………………................36附录B500KV配电装置布置图(a)…………….….….…………………….…....37附录B500KV配电装置布置图(b)………………………….…………………..38附录C配电装置平面布置图………………….…….………………………........39附录D继电保护配置图……………….……………………………………..…...4011绪论1.1课题背景由发电、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过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）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，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，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控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、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分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、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。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。本设计的主要内容包括：通过原始资料分析和方案比较，确定发电厂的电气主接线。计算短路电流，并根据计算结果来选择和效验主要电气设备。1.2原始资料1、课题名称：某地区4×300MW火力发电厂电气部分设计2、原始资料：1）发电厂概况：（1）装机容量：4台300MW汽轮发电机（2）发电机组参数：型号：QFSN－300－2－20B1（东方电机厂）额定电压：20KV功率因数：0.85（滞后）直轴瞬变电抗：0.2260dx（标么值）直轴超瞬变电抗：0.1558dx（标么值）（3）厂用电率：7.31％（计及脱硫），5.57％（不计脱硫）2（4）自然环境：平均气温11.7，最高气温32.7，最低气温－9.3（5）机组年利用小时数：max7000/Ta1.3电力工业的发展概况到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。工业用电量已占全部用电量的50～70%，是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分配。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、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化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已成为一个