某2×660MW火力发电厂 电气部分设计

1上海电力学院本科毕业设计（论文）题目：某2×660MW火力发电厂电气部分设计院部：电气工程学院专业年级：学生姓名：学号：指导教师：年月日2【摘要】本文为某2×660MW发电厂的电气部分设计，完成了厂用电系统的设计，厂用变压器的型号为SFF9-50000/24，厂用电压等级为6KV；确定了电压等级不同的地方的接线，主变压器的型号FPZ-800000/500；通过短路校验确保了设备的安全性；选取并校验了合理的电气一次设备；确定了500KV选用屋外配电装置，6KV选用成套配电装置；进行了避雷针的配置和保护范围的计算，选取FCZ-550磁吹阀型避雷器；配置了合理的继电保护装置。关键词：发电厂、主接线、电气设备、短路电流、防雷保护3【Abstract】Thefora2*660MWpowerplantelectricalpartofthedesign,completedtheplantelectricalsystemdesign,planttypesoftransformersforSFF9-50000/24,factoryvoltagegradefor6kV;determinetheconnectionofdifferentvoltagelevels,maintransformermodelFPZ-800000/500;throughtheshort-circuitchecktoensurethattheequipmentsafety;selectandcheckthereasonableelectricalequipment;determinetheselectionof500kVOutdoorSwitchgear6kVselectionanddistributionofcompletesetsofequipment;calculatethelightningrodandthescopeofprotectionconfiguration,selectFCZ-550magneticblowoutvalvetypelightningarrester;reasonablerelayprotectiondeviceisconfigured.Keywords:powerplant,mainwiring,electricalequipment，Shortcircuitcurrent,lightningprotection4目录摘要---------------------------------------------------2Abstract-----------------------------------------------3第一章.前言--------------------------------------------6第二章.厂用电系统的设计--------------------------------72.1概述-----------------------------------------------72.2厂用负荷的统计-------------------------------------72.3厂用电电压等级-------------------------------------92.4厂用电的供电电源-----------------------------------102.5厂用变压器的选择-----------------------------------102.6厂用电接线-----------------------------------------112.7自启动校验------------------------------------------12第三章.电气主接线--------------------------------------143.1概述-----------------------------------------------143.2主接线的选择---------------------------------------143.3主变压器的确定-------------------------------------16第四章.短路电流计算-----------------------------------184.1短路计算的目的-------------------------------------184.2短路电流计算的条件---------------------------------184.3短路计算-------------------------------------------19第五章.电气主要一次设备的选择-------------------------255.1电气设备选择的一般条件-----------------------------255.2500KV高压设备的选择--------------------------------265.3母线的选择-----------------------------------------30第六章.配电装置---------------------------------------346.1概述-----------------------------------------------346.2屋内配电装置---------------------------------------346.3成套配电装置---------------------------------------3556.4屋外配电装置---------------------------------------35第七章.发电厂的防雷设计-------------------------------387.1概述-----------------------------------------------387.2避雷针---------------------------------------------387.3避雷器的设置---------------------------------------417.3避雷器的配置---------------------------------------41第八章.发电厂的继电保护-------------------------------438.1发电机的继电保护配置--------------------------------438.2变压器的继电保护配置-------------------------------448.3母线的继电保护配置----------------------------------45总结---------------------------------------------------46文献引用-----------------------------------------------476第一章.前言目前来说国的人均拥有装机容量和人均占有发电量还处于较低水平，建设发电厂还有很大的潜力可挖；火电厂的污染还比较严重，电网相对薄弱。所以提高效率、保护环境，以及按计划逐步关闭低效、耗能高、污染重的小火电机组，以大代小，不断改进和建造拥有更高科技含量。本文为规划2×660MW发电厂的电气部分设计，发电机型号为QFSN-660-2，升高电压等级为500KV。线路长度为200KM。系统短路容量为20000MVA。不包含特殊环境因素、常温。两条出线。发电厂是电力系统的一部分,发电厂设计的好坏会严重影响到整个电力系统能否长时间、稳定的供电。通过对拟建火力发电厂的设计以及出线方向、安全性、经济性以及可靠性等众多方面来考虑。本论文设计内容包括厂用电系统设计、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择、配电装置的配置以及继电保护等内容。7第二章.厂用电系统的设计2.1概述厂用电可以说是发电厂中最重要的负荷，所以厂用电系统能够工作可靠在很大程度上决定整个发电厂能否安全运行。厂用电的可靠性和经济性不仅仅与发电厂的操作、运行、维护以及检修和设备的质量等有着十分密切的关系，而且还在很大程度上取决于厂用电接线的设计是否正确；厂用电动机的型号和容量的选择是否经济、合理等等。为了保证厂用电的连续供电，同时还要保证机组的安全和经济的运行，厂用电接线应满足：厂用电接线方式和电源容量能适应发电厂正常、事故、检修等状态的供电要求，并充分考虑机组启动和停运过程中的供电要求，同时还应为切换操作提供方便。2.2厂用负荷的统计8图2-12.3厂用电电压等级因为机组容量是660MW，经过经济性和技术上的比较，并依据国家规定的《电力系统设计技术规程》，选用了6KV作为高压厂用电压。2.4厂用电的供电电源2.4.1厂用工作电源50009发电厂的厂用工作电源，应该满足供电可靠性，还应该满足各级厂用电负荷容量的需求。2.4.2厂用备用/启动电源的选择及其引接由于必须要保证厂用电源的连续供电，所以必须安装厂用备用电源。备用电源的独立性的确保是重中之重，这样方能在即使是全厂停电情况下仍能从电力系统中获得厂用电源。一般电厂中，都以启动电源兼用作备用电源。由于这次采用的是660MW的大型机组，采用的是500KV接入系统，又由于需要厂网分开等技术原因，选则了从升高电压母线中电源可靠的最低一级电压母线（本电厂为500KV电压母线）引接。又因为引接方案的确定，所以选择的备用变压器的型号是SFFZ-50000/500。SFFZ-50000/500技术参数型号额定容量(MVA)额定电压(kV)半穿越电抗(%)SFFZ-50000/50050/30-303.6~3.6/%25.18550232.4.3事故保安电源事故保安电源是为了避免发电厂停电时确保要紧的设备(润滑油泵、氢密封泵、消防水泵等等)不断电和设立的电源。由于本次采用660MW机组，所以采用蓄电池组和柴油发电机组成事故保安电源。事故保安电源从汽机变和锅炉变的pc段引接，事故保安A段和事故保安B段互为暗备用。2.5厂用变压器的选择2.5.1变压器选取原则（1）变压器主、副边的额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应；（2）连接组别宜选择能使同一电压级的厂用工作以及备用变压器的输出的电压相位相一致；10（3）阻抗电压和调压形式的选择应使其在引接点电压及厂用电负荷所规定的正常波动范围之内，厂用电的各级母线的电压偏移应该不超过其额定电压的±5%；（4）变压器的容量的选择必须要保证电动机及设备能从电源处获得足够多的功率。2.5.2容量的选择厂用变压器的容量的选取必须要满足能使得厂用电负荷可以从电源处获取足够的功率。因此，对厂用工作变压器的容量的选择要按厂用电高压的计算负荷的100%与厂用电低压的计算负荷之和来进行选择；厂用低压工作变压器的容量还应留有10%左右的裕度。应为要保证正常运行时两侧阻抗小、短路时阻抗高，所以分裂绕组变压器。对厂用高压分裂绕组变压器,其各绕组的容量应该按下式计算计算负荷LHCSSS1.1高压绕组1tsS≥rCSS低压绕组2tsS≥CS式中HS——厂用电高压计算负荷之和；LS——厂用电低压计算负荷之和；CS——厂用变压器分裂绕组计算负荷；rS——分裂绕组两分支重复计算负荷。已知数据如图2-1所示，所以：综上所述，选择的厂用变压器是SFFZ-50000/24。SFFZ-50000/24技术参数型号额定容量额定电压(kV)阻抗电压空载电流空载损耗负载损耗(kW)5011(kVA)(%)(%)(kW)SFFZ-50000/24500003.6~3.6/%5.2220160.3127.3187.052.6厂用电接线2.6.1厂用电接线形式660MW发电机组高压厂用电系统有现有两种接线方案。如图1.1所示。(a)：不设6KV公用负荷母线，将全厂公用负荷分别接在各机组A、B段母线上；