发电厂2x300mw课程设计

发电厂电气部分课程设计第I页摘要随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。而火力发电是电力工业发展中的主力军，截止2006年底，火电发电量达到48405万千瓦，越占总容量77.82%。由此可见，火力电能在我国这个发展中国家的国民经济中的重要性。该设计主要从理论上在电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择、配电装置的布局、防雷设计、发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与火力发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证火电厂实际设计的合理性与经济性。采用软件绘制了大量电气图和查阅相关书籍，进一步完善了设计。关键词:发电机变压器断路器主接线发电厂电气部分课程设计第II页目录第1章绪论...............................................................................................错误!未定义书签。1.1发电厂电气部分国内外现状及发展趋势.................................错误!未定义书签。1.2原始资料及分析.........................................................................错误!未定义书签。1.3.1原始资料............................................................................错误!未定义书签。1.3.2对原始资料的分析....................................................................错误!未定义书签。第2章发电机和主变压器的选择..........................................................................................2.1发电机型号、容量、台数、参数的选择.................................错误!未定义书签。2.2主变压器，厂用变压器，启动变压器的选择.........................错误!未定义书签。2.2.1主变压器选择.......................................................................错误!未定义书签。2.2.2厂用变压器选择...................................................................错误!未定义书签。2.2.3启动变压器选择...................................................................错误!未定义书签。第3章电气主接线设计.........................................................................错误!未定义书签。3.1电气主接线方案比较.................................................................错误!未定义书签。3.2电气主接线方案确定.................................................................错误!未定义书签。第4章主要电器设备选择.................................................................错误!未定义书签。4.1断路器的选择..............................................................................错误!未定义书签。4.1隔离开关的选择........................................................................错误!未定义书签。第5章互感器的配置...........................................................................错误!未定义书签。5.1电流互感器的配置......................................................................错误!未定义书签。5.2电压互感器的配置......................................................................错误!未定义书签。第6章厂用电主接线设计...................................................................错误!未定义书签。6.1高压6千伏主接线设计..........................................................错误!未定义书签。6.2低压380/220伏主接线设计结论参考文献.....................................................................................................错误!未定义书签。附录............................................................................................................................................9发电厂电气部分课程设计第1页第1章绪论1.1发电厂电气部分国内外现状及发展趋势我国电力工业与国外发达国家的发展水平仍有一定的差距，目前我国的发电厂容量小，自动化水平较低；部分发电厂的经济效益比较低，不能够充分利用能源，污染严重。我国电力发展的基本方针是：提高能源效率，保护生态环境，加强电网建设，大力开发水电，优化发展煤电，积极推进核电建设，适度发展天然气发电，鼓励新能源和可再生能源发电，带动装备工业发展，深化体制改革。在此方针的指导下，结合近期电力工业建设重点及目标，我国电力发展将呈现以下四个鲜明特点：（1）自动化水平逐步提高、安全性和可靠性受到充分重视。先进的继电保护装置、变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统以及电网安全稳定控制系统得到广泛应用。（2）经济、高效和环保。随着大容量机组的应用、电网的发展以及先进技术的广泛采用，煤耗与网损逐年下降。新建火电厂将广泛采用大容量、高效、节水机组，。在电网建设方面，将采用先进技术提高单位走廊输电能力、降低网损，加强环境和景观保护，城市电网将逐步提高电缆化率、推广变电站紧凑化设计。（3）结构调整力度将会继续加大。将重点推进水电流域梯级综合开发，加快建设大型水电基地，因地制宜开发中小型水电站和发展抽水蓄能电站，使水电开发率有较大幅度提高。合理布局发展煤电,加快技术升级，节约资源，保护环境，节约用水，提高煤电技术水平和经济性。（4）技术进步和产业升级步伐将会加快。电力工业要着眼于走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小的新型工业化道路，促进电力设备的本土化。发展循环经济，创建节约型社会。加强发电、输变电、用电等环节的科学管理，提高能源使用效率。加强全国联网，逐步降低单位产值能耗等节能、节电的综合措施；通过节能、节电，加强全国联网，调整产业结构，逐步降低单位产值能耗等综合措施。发电厂电气部分课程设计第2页1.2原始资料及分析1.2.1原始资料装机的容量为2x300MW，发电机额定电压是20KV，cosφ=0.85，机组每年利用的小时数6000h，厂用电率是6%，发电机的主保护时间为0.05s，后备保护时间3.9s，环境条件可不考虑。接入电力系统情况发电厂除厂用电外，全部送入220KV电力系统，，架空线路4回，系统容量3500MW，1.2.2对原始资料的分析根据发电厂的情况可知，装机容量为2300MW。该火电厂年利用小时数6000h，因此，在电力系统中将主要担任基荷。装机容量是系统容量的16.3%，所以在电力系统中是重要发电厂。从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。拟采用单元接线形式，不设发电机出口断路器，采用封闭母线，有利于节省投资及简化配电装置布置，提高可靠性。220KV电压回路数为4回，为提高供电可靠性、调度灵活、扩建方便，拟采用双母线或双母线分段接线形式。发电厂电气部分课程设计第3页第2章发电机与主变压器的选择2.1发电机型号、容量、台数、参数的选择设计电厂共安装2台300MW汽轮发电机组，总容量为600MW根据原始资料可选发电机型号如表2.1所示表2.1发电机型号参数型号额定功率（MW）额定电压(KV)额定电流(A)功率因数(cos)瞬变电抗（X’d%）同步电抗（Xd%）超瞬变电抗(X’’d%)QFSN-300-230020113200.8531.93236.3517.12.2主变压器，厂用变压器，启动变压器的选择变压器是发电厂和变电所重要的电器设备之一。它不仅能够实现电压的转换，以利于远距离输电和方便用户使用；而且能实现系统联络并改善系统运行方式和网络结构，以利于电力系统的稳定性、可靠性和经济性。变压器是构成电力网的主要变配电设备，起着传递、接受和分配电能的作用。在发电厂中，将发电机发出的电能经过变压器升压后并入电力网，称这种升压变压器为主变压器；另一种是分别接于发电机出口或电力网中将高电压降为用户电压，向发电厂厂用母线供电的变压器，称这种变压器为厂总变压器(简称厂高变)和启动备用变压器(简称启备变)。所用的变压器均为电力变压器。按单台变压器的相数来区分，电力变压器可分为三相变压器、单相变压器。在三相电力系统中，一般使用三相变压器。当容量过大受到制造条件或运输条件限制时，在三相电力系统中也可由三台单相变压器连接成三相组使用。随着单机容量的增大，人们在机组的接线方式选择时，一般都采用发电机变压器组的单元接线。即将每台汽轮发电机和一台变压器直接连接作为一个单元，这样接线非常简单。当任一台机组发生异常和故障时对其他机组没有影响，同时也使机、电、炉的集中单元控制成为可能，便于运行人员的调节、监视和事故处理。其中变压器常称为主变的容量通常超过700MVA，因此多采用三相变压器，也有采用由三台单相交压器接成三相组的，如平纡电厂中的主变就是由三台240MVA的单相发电厂电气部分课程设计第4页变压器接成的三相组。2.2.1主变压器选择为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母线，发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，300MW发电机组的主变压器选用两绕组变压器2台。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，为GPNGNΦCOS)Κ-1(Ρ1.1=SNGΡ—发电机容量；NS—通过主变的容量；GΦCOS—发电机的额定功率85.0=ΦCOSG；—厂用电率