2X350MW热电厂电器部分设计

吉林大学远程教育本科生毕业论文（设计）中文题目2X350MW热电厂电器部分设计学生姓名王文耀专业电气工程及其自动化方向层次年级10年春专升本学号201303591677指导教师马彦职称副教授学习中心上海中心成绩2015年3月29日吉林大学远程教育2015届本科生毕业论文（设计）摘要电力系统是以发电、变电、输电和用电环节组成的电能生产与消费的一个完整的系统。电气主接线也称为电气主系统一次接线，它是发电厂、变电所电气设计的主体，也是电力系统网络的重要组成部分。电气主接线反映了发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量、各回路中电气设备的连接关系及发电机、变压器与输电线路、负荷间的连接方式，直接关系到电力系统的可靠性、灵活性和安全性。本设计依据原始资料、设计手册以及国家和行业规程规定，对某2×350MW热电厂的电气部分进行了初步设计。主要完成了电气主接线设计，厂用电设计，主变压器的选择，短路电流计算，导体与设备选择，配电装置的布局，直流系统，继电保护和自动装置，防雷接地设计等内容。最后采用软件绘制了相关图纸，并给出了相关设备清单。关键词：主接线设计；厂用电设计；电气设备选择；继电保护吉林大学远程教育2015届本科生毕业论文（设计）目录一、绪论..................................................................11.1社会背景..........................................................11.2设计目的和意义....................................................1二、设计总体方案..........................................................22.1设计规划..........................................................22.1.1设计依据...................................................22.1.2设计内容...................................................22.1.3设计成品与要求.............................................22.2原始资料分析......................................................32.3电压等级的确定....................................................3三、电气主接线............................................................43.1电气主接线的重要性................................................43.2电气主接线设计的原则及基本要求....................................43.2.1设计原则....................................................43.2.2基本要求....................................................43.3主变压器的选择....................................................53.3.1主变压器容量和台数的选择....................................53.3.2绕组连接方式的确定..........................................6四、厂用电系统...........................................................74.1厂用电的概述......................................................74.2对厂用电接线的要求................................................7五、结论..................................................................9参考文献.................................................................10致谢.....................................................................11吉林大学远程教育2015届本科生毕业论文（设计）第1页共11页一、绪论1.1社会背景电能是现代社会中最重要、最方便的能源。电能具有许多优点，它可以方便地转化为其他形式的能源，例如机械能、热能、光能、化学能等；它的输送和分配易于实现；它的应用规模也很灵活。因此，电能被日益广泛地应用于工农业、交通运输业以及人民的日常生活中。水力发电厂的建设和生产都要受到河流的地形、水量及季节气象条件的限制，因此，发电量也受到水文气象条件的制约，发电不均衡。绿色能源发电在我国也开始应用，比如风力发电，太阳能发电，核能发电等。但这些新兴能源的发电量远远不能满足我国国民经济快速发展得需求。所以，在我国火力发电仍是主力军。1.2设计目的和意义电能是现代社会中最重要、最方便的能源。电能具有许多优点，它可以方便地转化为其他形式的能源，例如机械能、热能、光能、化学能等；它的输送和分配易于实现；它的应用规模也很灵活。热电厂能够在满足供热需求的同时，将热能转换为电能，节约能源。电力系统是以发电、变电、输电和用电环节组成的电能生产与消费的一个完整的系统。电气主接线也称为电气主系统一次接线，它是发电厂、变电所电气设计的主体，也是电力系统网络的重要组成部分。故对热电厂电器部分设计具有重要的意义。热电厂能够在满足供热需求的同时，将热能转换为电能，节约能源；而小型热电厂能够减少电能距离的传输，对当地居民和工厂供电；此外，小型热电厂还能就地调节电力系统的电压、频率等，保证电能质量。上述都是小型热电厂存在的实际意义。本次设计就是针对一个2X350MW热电厂的设计，设计的范围为电厂新建厂区内所有相关电气部分设计。吉林大学远程教育2015届本科生毕业论文（设计）第2页共11页二、设计总体方案2.1设计规划2.1.1设计依据(1)2X350MW热电厂扩建工程任务书(2)各专业提供的用电负荷及有关资料。(3)与本专业有关的现行标准、规范和规定。2.1.2设计内容(1)本工程的设计范围为2X350MW热电厂新建厂区内所有相关的电气部分设计。(2)系统简况：本热电厂位于某市正在筹建中的某开发区内东部，现有装机容量为2X350MW抽凝发电机组。主要用于某镇的供热，发电通过10kV的二回电缆送入隔壁的马山35kV变电所。由于开发区用热的需要，本工程建3x130t/h循环流化床锅炉2x6MW背压机组和1x12000kW抽凝发电机组。(3)电气主接线的确定级主变压器的选择以电厂终期总装机容量较小，按简单、经济、可靠的要求，来考虑电气主接线方案。发电机组为2台6MW背压式汽轮发电机和1台12MW抽凝汽轮发电机(4)厂用电系统①厂用电压等级的确定②厂用负荷计算及变压器选择③厂用电接线2.1.3设计成品与要求(1)编写说明书与计算书：①说明书：选择的依据；②计算与选择结果；③计算书：主要的计算公式及计算过程。(2)绘制图纸变电所主接线图。吉林大学远程教育2015届本科生毕业论文（设计）第3页共11页2.2原始资料分析（1）根据原始资料分析，本次设计的热电厂的发电机容量为2x6MW+1x12MW,属于小型热电厂，而小型热电厂主要用于工厂和当地居民的供电。（2）根据原始资料分析，本次设计的包括热电厂和变电所两个部分，热电厂的电压等级是10kV，并且通过两回电缆，送入25KV等级变电所，再通过变电所两回出线，送入系统。2.3电压等级的确定众所周知，电力系统的能量输送是靠电力线路来完成的，当输送一定的功劳时，输电电压越高，电流越小，相应的导线载流部分的截面积越小，相应的导线投资越小；但电压越高，对耐压的绝缘要求越高，杆塔、变压器、断路器等的投资也越大。并且电力网电压等级的选择应符合国家规定的标准电压等级。我国现行规定的额定电压标准为：220、380V，3、6、10、35、110、220、330、500、750、10000kV。一般来说，输电网的主干线和相邻电网间的联络线多采用500、330和220KV等级，二级输电网采用220和110KV等级。35KV即用于城市和农村的配电网，也用于大工业企业内部电网。10KV是最常用的较低一级高压配电电压。综合经济技术比较，对应一定的输送功率和输送距离有一最适合的线路电压。各级电压送电线路的合理输送能力如表2-1所示：表2—1各级电压送电线路的合理输送能力额定电压/KV输送容量/MW输送距离/KM额定电压/KV输送容量/MW输送距离/KM30.1—1.01-311010-5050-15060.1-1.24-5220100-500100-300100.2-2.06-20330200-1000200-600352.0-10.020-50500800-2000150-850603.5-30.030-1007002000-2500500以上根据原始资料，本次设计属于小型热电厂，且输送距离很短，所以确定该热电厂的电压等级为：厂用电侧6kV发电机侧：10kV系统并网侧35kV吉林大学远程教育2015届本科生毕业论文（设计）第4页共11页三、电气主接线3.1电气主接线的重要性首先，电气主接线是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，因此电气运行人员必须熟悉本厂电气主接线图，了解电路中各种电气设备的用途、性能及维护、检察项目和运行的步骤。其次，电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。电气主接线直接关系着全场电气设备的选择、配电装置、几点保护和自动装置的确定，是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。再次，由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线的好坏，直接影响着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人民的生活。3.2电气主接线设计的原则及基本要求3.2.1设计原则发电厂和变电所的电气主接线是保证电网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置和选择、自动水平及二次回路设计的原则和基础。电气主接线选择的主要要求是根据发电厂和变电所在系统中的地位和作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。电气主接线的设计原则一要以设计任务书为依据，二要以国家经济建设的方针、政策、技术规范和标准为准则。（1）主接线的设计除考虑电网安全稳定运行的要求外，还应满足电网出现故障时应急处理的要求。（2）各种配电装置接线的选择，要考虑配电装置所在发电厂或变电所的性质。电压等级、进出线回路数、采用的设备情况、供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。（3）近期接线与远期接线相结合，方便接线的过度。（4）进行必要额技术经济比较。3.2.2基本要求对主接线的基本要求，概括地说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。吉林大学远程教育2015届本科生毕业论文（设计）第5页共11页(1)可靠性发、供电的安全可靠，是电力生产的第一要求，主接线必须首先给予满足。主接线可靠性可从以下几个方面考虑：①断路器检修时是否影响供电。②断路器、母线或线路故障时以及母线或母线侧隔离开关检修时，停电线路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。③有没有使发电厂或变电所全部