2×350MW火力发电厂电气部分设计(2)

本科生课程设计（论文）辽宁工业大学发电厂电气部分课程设计（论文）题目：2×350MW火力发电厂电气部分设计（2）院（系）：新能源学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：起止时间：2014.12.29—2015.1.9本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：新能源学院教研室：电气工程及其自动化成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算学号学生姓名专业班级课程设计题目2×350MW火力发电厂电气部分设计课程设计（论文）任务本设计是针对2×350MW火力发电厂电气部分进行的设计，已知量为：2台350MW发电机组，发电机出口电压23kV，经升压至220kV送入系统；220kV出线6回（负荷功率及线路长度已知）。厂用电率5.6%；发电机参数415MVA、23kV、10417A、cosφ=0.86、Xd=17.4%；根据火力发电厂原始资料及有关技术要求进行电气部分设计。设计具体内容：1）设计电气主接线方案；2）完成主变压器容量计算、台数和型号的选择；3）短路电流的计算；4）完成电气设备的选择与校验；进度计划1、布置任务，查阅资料。（1天）2、系统总体方案设计。（1天）3、设计主接线。（2天）4、设计变压器。（2天）5、短路计算。（2天）7、电气设备选择校验（1）6、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日本科生课程设计（论文）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：主接线设计；短路电流；配电装置；电气设备选择；继电保护本科生课程设计（论文）目录第1章绪论..........................................................11.1电力系统概诉.................................................11.2本文主要内容.................................................1第2章电气主接线的选择..............................................22.1电气主接线的基本要求.........................................22.2电气主接线主要依据...........................................22.2.1电气主接线的叙述................................................................................32.2.2两种方案的比较....................................................................................5第3章变压器的选择..................................................83.1主变压器的选择原则...........................................83.2厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为.................83.3确定变压器台数及容量.........................................8第4章短路电流的计算...............................................104.1短路电流计算目的及规则......................................104.2短路等值电抗电路及其参数计算................................10第5章电气设备的选择...............................................155.1电气设备选择的一般原则及短路校验............................155.2断路器的选择................................................165.3隔离开关的选择..............................................19第6章课程设计总结.................................................22参考文献............................................................23本科生课程设计（论文）1第1章绪论1.1电力系统概诉由发电、输电、变电、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转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。1.2本文主要内容本设计是针对2×350MW火力发电厂电气部分进行的设计，已知量为：2台350MW发电机组，发电机出口电压23kV，经升压至220kV送入系统；220kV出线6回（负荷功率及线路长度已知）。厂用电率5.6%；发电机参数415MVA、23kV、10417A、cosφ=0.86、Xd=17.4%；根据火力发电厂原始资料及有关技术要求进行电气部分设计设计具体内容：1）设计电气主接线方案；2）完成主变压器容量计算、台数和型号的选择；3）短路电流的计算；4）完成电气设备的选择与校验；电气主接线的选择发电厂和变电所的电气主接线，是由高压电器设备通过连接线组成接受和分配电能的电路，也称为一次接线。它反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。电气主接线是保证出力、连续供电和电能质量的关键环节，它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，它必须满足工作可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和发展的可能性等基本要求本科生课程设计（论文）2第2章电气主接线的选择2.1电气主接线的基本要求电气主接线设计的基本要求应满足可靠性、灵活性、经济性等要求。1、可靠性：为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线可靠性的衡量标准是运行实践。要充分地做好调研工作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分做好调查研究工作显的尤为重要。为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，作出切合实际的决定。2、灵活性：电气主接线的设计，应当在满足运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及二次设备，并方便设备的安全措施，不影响电网正常运行和对其它用户的供电。3、经济性：采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。在投资初期回路数较少时，更有条件采用设备用量较少的简化接线。能缓装的设备，不提前采购装设；在设备型式和额定参数的选择上，要结合工程情况恰到好处，避免以大代小，以高代低；在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大小。2.2电气主接线主要依据1、发电厂在电力系统中的地位和作用：电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。大型主力或电厂靠近煤矿或沿海、沿江，并接入300-500KV超高压系统；地区电厂靠近城镇，一般接入110-220KV系统，也有接入330KV系统；企业自备电厂则以本企业供电供热为主，并与地区110-220KV系统相连。中小型电厂常有发电机电压馈线向附近供电。2、负荷大小和重要性：（1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，切当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。本科生课程设计（论文）3（2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。（3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。2.2.1电气主接线的叙述本次设计中主要采用了双母线接线的形式和双母线分段的接线形式，下面将介绍电气主接线的多种形式，但是主要介绍以上两种，并介绍其主接线图。1)、单元接线其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。本设计中机组容量为350MW，所以发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器，为了提高可靠性也可装设断路器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。2)、单母分段用断路器，把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路；有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：110kV～220kV配电装置的出线回路数为3～4回，35～63kV配电装置的出线回路数为4～8回，6～10kV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。3)、双母线接线双母线中的母线两组母线可以同时运行，也可以互为备用。其特点如下：(1)检修任一母线时，可将该母线上的全部回路倒换到令一组母线上，不会中断对用户的供电。(2)检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开这一回路和该隔离开关相连的母线，其他回路可切换到令一母线上，不影响其他回路的供电。(3)任一母线故障时，可将所有连于改母线上的回路倒换到正常母线上，使装置迅速恢复供电。(4)断路器检修时时可加临时跨条，将被检修的断路器旁路，用母连断路器代替被检修的断路器，减少停电时间。(5)运行方式灵活。根据运行的需要，两组母线可并列运行也可分列运行；还可采用一组母线工作，令一组母线被用的运行方式。缺点：本科生课程设计（论文）4(1)检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。(2)任一母线故障仍会短时停电。(3)变更运行方式时，要用各回路母线侧的隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作。(4)增加了大量的母线隔离开关和母线长度，双母线的配电装置结构较复杂，占地面积大，投资大。适用范围：双母线接线广泛应用于对可靠性要求较高、出线回路数较多的6~10KV配电装置中。由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。4)、双母线分段接线当双母线接线配电装置的进出线回路数较多时，为增加可靠性和灵活性，缩小母线故障的影响范围，可将双母线中的一组用断路器分段，形成双母线三分段。双母线可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受