发电厂电气部分设计

新建火电厂设计1目录摘要…………………………………………..………....….……..…...…......V前言…………………………………………………….…..….第一章电气一次部分……...………………….…..…...………….....22第二章短路电流的计算………………….………...…..………......27第三章电器设备的选择……………….….……….………..………...30第四章电气总平面布置与配电装置设计……………………..42第五章G-T机组继电保护设计……………………………..……..44第六章结论..………………………………………………...….……31谢辞…………………………………………………………………………….摘要新建发电厂是该市区一个较为重要的电厂，分两期建设；只有220kv一个电压等级。建成后所发电力送入电网或远区负荷，剩余功率送入电力系统。其设计分为电气一次部分和电气二次部分。一次部分由说明书，计算书与图组成，说明书和计算书包括发电厂总体分析，电气主接线及高压厂用电设计；短路电流计算；电气设备选择；制图主要有主接线图。新建火电厂设计2二次部分主要为继电保护总体概述、G-T组大差动保护的整定及继电保护展开图的绘制。本发电厂设计为毕业设计题目，以巩固大学所学知识。关键词火电厂电力系统变压器前言本章主要介绍本次课程设计的目的、任务、具体方法以及设计火电厂的具体过程和流程。1.1本次设计的目的和意义建火电厂就是将不容易、不方便被人们利用的能量（煤炭），通过火电厂转化为易被人们利用的电能。在这个过程中，提高了能量的利用率，节约能源，对人类的可持续发展有重要的意义。电能有许多的优点：首先，它可以简便的转换成另一种能量。其次，电能经过高压输电线路可以输送很远的距离，供给远方用电。再次，许多生产部门利用电能进行控制，容易将实现自动化。总之，电能的优点很多，对我国的国民经济有重要的影响。在这次设计中，通过电厂的设计，把我们以前所学的《电路》、《发电厂动力部分》、《发电厂电气部分》、《电力系统基础》、《电力系统继电保护》、《电机学》、《高电压》等各科进行一个综合，这在我们加深理论理解的同时，又增加了实际运用的操作，使理论与实际较好的结合。本次设计是大学三年知识的总结，这为我新建火电厂设计3们以后继续学习或进入工作岗位，打下一个坚实的基础。1.2本次设计的内容本次设计的主要内容包括：，电气一次部分的分析和设备的选择，二次部分的配置以及其间的各种图。全书共分为两部分:电气一次部分的总体分析，短路计算和各种电气设备的选择和电气二次部分。编写本书的过程中，得到孟凡老师的认真辅导，再次表示由衷的感谢！第一章电气一次部分1.1总体分析该电厂建设规模为2×125MW，只有一个电压等级，即220KV电压等级，一期建设，220KV出线回路数：3回，可发展：1回，新建火电厂设计4220KV出线与系统间联系。该电厂占系统总容量的百分比为21250.85100%22.7%212510000.8515﹪，因此该电厂在系统中占有重要地位。该电厂建成后承担的主要负荷为城市用电、煤矿、以及城市工业，剩余功率送入220KV系统，电力系统总容量为1000MW，网内最大机组100MW。该电厂在煤矿附近，近处无较大容量的湖泊，但地下水资源丰富；离厂区3公里附近处有许多山沟和废矿井，可以做中等容量火力发电厂储灰场用20年左右；附近有铁路干线通过,交通便利。厂区全年最高气温37℃，最低气温-10℃，最热月平均气温32℃；主导风向为东南风；地震裂度为六度。1.2负荷资料负荷资料如表1.1所示。表1.1电压等级线路名称最大负荷（MW）负荷性质线路长度（km）一期终期新建火电厂设计5220KV新系1线50新系2线50新甲线6090城市用电20发展注：本厂剩余功率送入系统城市用电中市政、银行、医院、交通等部门如果供电中止，会造成社会混乱，以及重大的财产损失，为一级负荷；学校、商业等部门长时间停电也会造成混乱，为二级负荷；而居民用电等为三级负荷，因此城市用电中一级负荷约占30﹪，二级负荷占35﹪，三级负荷约占35﹪。由于出线回路数较多，所以同时率取为0.85（即85.0tk）一期:P∑max=Kt∑Pimax=0.8560=51（MW）；S∑max=P∑max/cos=51/0.8=63.75(MVA)；S∑min=0.7S∑max=44.625(MVA)。终期：P∑max=Kt∑Pimax=0.8590=76.5（MW）；S∑max=P∑max/cos=76.5/0.8＝95.625(MVA)；S∑min=0.7S∑max=66.9375(MVA)。新建火电厂设计61.3主变压器选择1.3.1主变连接方式的方案的选择220KV方案（1）220KV方案（2）由于该电厂只有一个电压等级，主变连接方式只需采用发电机-变压器单元接线即可，若采用扩大单元接线，当变压器检修时，两台发电机均需停运，可靠性不高。因此，该厂主变选用方案（1），即发电机-变压器单元接线。1.3.2主变压器台数和容量的确定（1）选择变压器的一般原则：①相数的确定：330KV及以下的电力系统中，一般都选用三相变压器，因为单相变压器投资大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，500KV及以下电力系统中主变相数的选择，更重要的是考虑负荷和系统情况，保证供电可靠性，一般选用单相变压器。②绕组数的确定：发电厂如以两种升高级向用户供电，或于系统连接时，可以采用两台双绕组变压器或三绕组变压器，按发新建火电厂设计7电机的额定容量也可采用自耦变压器，一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂，多采用三绕组变压器。③接线组别的确定：一般考虑系统或者机组的同步并列要求，以及限制三次谐波对电源的影响等因素，主要接线组别一般都选用Yn,yn0,d11常规接线。④调压方式的确定：分有载调压和无载调压。⑤升，降压结构的确定：分升压结构和降压结构，发电厂一般采用升压结构，即低压绕组在中间。（2）台数的确定：在有一、二级负荷的电厂中宜装设两台主变，当技术经济比较合理时装设两台以上。采用发电机－变压器单元接线，又有2台发电机故该电厂装设2台主变即可。（3）容量的确定：去除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度。双绕组变压器MVASSSGNTN6.145%101%1085.012585.0125%101厂用故取MVASTN150由以上可知，该电厂主变型式选用三相双绕组变压器，升压结构，无载调压，强迫油循环风冷却，连接方式为Y0,d11。其型号为SSPL-150000/220。1.3.3主接线设计(1)主接线设计的原则及基本要求：新建火电厂设计8①可靠性：供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，主接线应首先满足这个要求；a:断路器检修时，不宜影响对系统的供电；b:断路器或母线发生故障以及母线计划检修时，应尽量减少进出线停运的回路数和停匀的时间，并要保证对一级负荷及全部或部分二级负荷的供电；c：尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。②灵活性：主接线应满足在调度运行、检修和扩建时的灵活性。③经济型：主接线在满足可靠性、灵活性等要求的前提下应做到经济合理。a:投资省；b：占地面积小；c：电能损失小(2)主接线方案的确定方案2双母带简易旁母方案1双母线接线新建火电厂设计9表1.2对二种方案进行比较：方案双母线双母带旁母可靠性供电可靠，可以轮流检修一组母线不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，但当检修出线断路器时仍需停电比双母线更可靠，可避免检修出线断路器时造成该回路停电方便性灵活性运行方式灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，通过倒换操作可以组成各种运行方式运行操作方便不影响双母线正常运行经济性使用设备多，配电装置复杂，投资较多投资多，占地面积大，经济性差通过上述分析比较，由于出线回路数小于6回，应选用双母主接线形式。1.4厂用电设计1.4.1厂用电的作用及其重要性发电厂在电力生产过程中，有大量电动机拖动的机械设备，用以保证主要设备和辅助设备的正常运行，这些电动机及全厂的运行操作，试验、修配、照明等用电设备的总的耗量称厂用电，可见其地位重要性。新建火电厂设计101.4.2厂用工作电源的引接：主接线具有发电机电压母线时，则厂用工作电源一般直接从母线上引接；当发电机和主变压器为单元接线时，则厂用工作电源从变压器的低压侧引接；当主接线为扩大单元接线时，则厂用电应从发电机出口或主变低压侧引接。因此该电厂厂用工作电源从发电机出口引接。1.4.3厂用电压等级由《电气一次部分设计手册》，按发电机容量，电压确定高压厂用电压等级单机容量100-300MW，宜采用6KV,故此电厂厂用电压等级选6KV。1.4.4厂用母线的接线形式厂用电母线采用单母线分段。按炉分段。由于此电厂的锅炉蒸发量大于400t/h,故选一炉分两段。1.4.5工作厂用变压器与备用变压器的型式，容量及调压方式对于125MW的机组，工作变压器选用15MVA,备用变压器选用15MVA，调压方式为无载调压。1.4.6备用方式：采用明备用。新建火电厂设计11第二章短路电流的计算2.1短路电流计算的目的2.1.1电器设备校验；2.1.2选择导体和电器；2．1.3继电保护整定及灵敏度校验。2.2短路电流的计算新建火电厂设计122.2.1系统接线图1S=1000MVAXs=1.2220kV2LGJ-30050220kV新建火电厂图系统接线简图：220Kv402LGJ-3002LGJ-30040甲变电所2.2.2系统等值网络：⑴.短路点的选择（参考图1）：a、1f：13.8KV出线；b、2f：220KV母线；新建火电厂设计13c、3f：220KV母线。d、4f：220KV进线。⑵设基准值：MVASj1000UavUb各元件电抗标么值如下：2.1100010002.1SX17%0.1810001.2241001001250.85jdSXXXPCos3422100400.4400.40.3024575230jbSXXU22510001/2500.41/2500.40.1890359230jbSXU26%1310000.8666667100100150jdeSUXXS⑶网络化简：ⅰ：1f：13.8KV出线短路：（参考图2）9X=67XX=2.091由图2可得转移阻抗：（如图4）新建火电厂设计1410X=85XX=1.38911X=1.3890.867111()1.3892.0910.867=2.831512X=2.0910.867111()1.3892.0910.867=4.262由图3得以下计算：各电源计算阻抗为：1210002.83152.831510001250.854.2620.626710001250.851.2240.181000sXjsXjsXjs查曲线求短路电流周期分量标幺值：1*6.0203I1*0.24.017I1*42.499I2*1.6567I2*0.21.468I2*41.841I*0.3675sI*0.20.3538sI*40.3685sI有名值：11250.856.020337.0484313.8IKA10.224.715IKA1415.238IKA21250.851.656710.19281313.8IKA20.29.029IKA新建火电厂设计152411.329IKA10000.367515.375313.8sIKA0.214.804sIKA415.416sIKAⅱ：2f：220KV母线短路：由图1可得转移阻抗：（如图4）131214851.2240.867/21.04521.20.1891.389XXXXXX由图4得以下计算各电源计算阻抗为：1210001.3891