2×600MW火电厂电气部分设计

I学业作品题目：2×600MW火电厂电气部分设计学院：机电学院班级：电力201301班姓名：李超学号：201308011107指导老师：姜永豪完成日期年月日II目录摘要........................................................IIIIII第一章前言.................................................11.1电力工业的发展概况......................................11.2本次课设的主要问题及应达到的技术要求....................1第二章电气主接线设计...........................................22.1对原始资料的分析........................................22.2主接线方案..............................................32.3比较并确定主接线方案....................................3第三章变压器的选择.............................................53.1主变压器选择............................................53.2短路电流分析计算......................................63.3短路电流计算目的及规则..................错误!未定义书签。3.4短路等值电抗电路........................................73.5各短路点短路电流计算....................................8第四章电气设备的选择..........................................124.1电气设备选择概述...................................124.2电气设备选择的一般原则及校验内容...................124.3断路器和隔离开关的选择.............................124.4母线、电缆的选择...................................164.5发电机出口处电抗器选择.............................17第五章配电装置................................................125.1屋内配电装置.......................................125.2屋外配电装置.......................................12第六章防雷设计................................................12致谢.........................................................19结论..........................................................19参考文献.......................................................19III摘要火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经济的环境中，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响，虽然现在在我国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。“十五”期间我国火电建设项目发展迅猛。2001年至2005年8月，经国家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年审批项目135个，装机容量107590MW，比上年增长207%；2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546MW，同比增长420%。随着中国电力供应的逐步宽松以及国家对节能降耗的重视，中国开始加大力度调整火力发电行业的结构。关键词：火力发电；火电厂；电气部分设计1第一章前言1.1电力工业的发展概况由发电、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本次课设的主要问题及应达到的技术要求电厂规模：装机2台，容量分别为600MW，发电机出线电压：10.5KV；机组年利用小时数：Tmax=6200h，厂用电率8%；气象条件：年最高温度：40℃；年最低温度：-10℃；年平均温度：25℃；海拔高度：200M；出线回路：（1）110KV电压等级：60km架空线6回，每回平均输送容量11MW,110KV最大负荷70MW，最小负荷60MW，cosø=0.8，Tmax=5000h。（2）220KV电压等级：150km架空线2回，220KV与无穷大系统连接，接2受该发电厂的剩余功率，当取基准容量为100MVA时，系统归算到220KV母线上的电抗值为0.025。第二章电气主接线设计2.1对原始资料的分析本设计为大中型火电厂，其容量为2×600MW=12000MW，故使用两台额定容量为600MW的发电机即可，且年利用小时数Tmax=6200h，远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数，该厂为火电厂，厂用电率8%，在电力系统中将主要承担基荷，因此其可靠性要慎重考虑。从负荷特点及电压等级可以看出，110kv电压级出线为6回，且Tmax=5000h，因此其供电要从分考虑其可靠性，所以我们采用双母线接线，并且带旁路母线较好。220kv电压级出线为两回，所以我们设计的时候既可以用双母线带旁路母线接线，又可以采用单母线分段带旁路母线接线。所用变量名称：发电机容量W600G厂用电率8pK％发电机的额定功率8.0GCOS单元接线中的主变压器容量SN应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择，发电机的额定容量为200MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为：MVA36.71485.0)08.0-1(6001.1)-1(1.1GPNGNCOSS(2.2)因此采用三相风冷自然循环双绕组无励磁调压变压器其中一台型号为：720-10SF，参数为额定电压110KV/10.5KV，调压范围：110/3（1-2.5％）KV，额定电流755.8/784.6,连接方式为ynd11。另外一台型号为：720-10SF，参数为额定电压220KV/10.5KV，调压范围：220/3（1-2.5％）KV，额定电流3755.8/784.6,连接方式为ynd11。2.2主接线方案基本接线方式1.初定方案在了解了基本接线方式，以及根据对所有资料的分析的基础上初步拟定方案，并依据对主接线的基本要求，从技术上进行论证各方的优、缺点，确定如下方案：首先我们要从可靠性、灵活性以及经济性多个层面考虑，我们所设计的供电系统是否符合要求，可靠性要求我们在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时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。灵活性要求主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。经济性上要求我们要节省投资，主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备以节省二次设备和控制电缆。方案一：600MW发电机1通过三绕组的变压器与110kv母线及220kv母线相连，110kv电压级出线为6回，因此其供电要从分考虑其可靠性，所以我们采用双母线接线，并且带旁路母线较好。这样一来就避免了断路器检修时，不影响对系统的供电，断路器或母线故障以及母线检修时，减少停运的回路数和停运时间，保证了可靠的供电。同理600MW发电机2通过三绕组的变压器与220kv母线和110kv母线连接，220kv电压级出线为2回，采用双母线接线方案二：有方案一，我们很容易想到110kv母线采用单母线分段带旁路连接，220kv母线采用双母线旁路母线连接。方案三：同理，110kv母线采用单母线分段带旁路，220kv母线采用单母线分段带旁路连接。三者均能达到可靠供电的母系。2.3比较并确定主接线方案在所实现的目的要求相差不大的情况下，采用最小费用法对拟定的两方案进行经济比较，两方案中的相同部分不参与比较计算，只对相异部分进行计算，计算内容包括投资，年运行费用。很容易知道当采用单母线分段带旁路的时候，必4须多增加较多断路器，这在稳定的可靠性，及经济上都是不具有优势的，因此采用方案一，也就是我最初的设计。图2-1如图2-1所示，600MW发电机1与110kv母线连接示意图，110kv电压级出线为6回，且Tmax=5000h，因此其供电要从分考虑其可靠性，所以我们采用双母线接线，并且带旁路母线较好。这样一来就避免了断路器检修时，不影响对系统的供电，断路器或母线故障以及母线检修时，减少停运的回路数和停运时间，保证了可靠的供电。5图2-2如图2-2所示，600MW发电机2与220kv母线连接示意图，110kv电压级出线为2回，且Tmax=5000h，因此其供电要从分考虑其可靠性，所以我们采用双母线接线，并且带旁路母线较好。这样一来就避免了断路器检修时，不影响对系统的供电，断路器或母线故障以及母线检修时，减少停运的回路数和停运时间，保证了可靠的供电。第三章变压器的选择3.1主变压器选择发电机容量W600G厂用电率8pK％6发电机的额定功率8.0GCOS单元接线中的主变压器容量SN应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择，发电机的额定容量为200MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为：MVA36.71485.0)08.0-1(6001.1)-1(1.1GPNGNCOSS(2.2)因此采用三相风冷自然循环双绕组无励磁调压变压器其中一台型号为：OSSPSL—6000型三绕组变压器参数为额定电压110KV/10.5KV，调压范围：110/3（1-2.5％）KV，额定电流755.8/784.6,连接方式为ynd11。另外一台型号为：OSSPSL—6000型三绕组变压器参数为额定电压220KV/10.5KV，调压范围：220/3（1-2.5％）KV，额定电流755.8/784.6,连接方式为ynd11。变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y型和△型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。三相变压器的一组相