2×660MW燃煤电厂电气部分设计

2×660MW燃煤电厂电气部分设计专业：电气工程及其自动化摘要发电厂是电力系统的重要组成部分,也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。本文为规划4×660MW燃煤电厂的一期工程2×660MW燃煤电厂电气部分设计，通过对拟建火力发电厂的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，从安全性、经济性及可靠性方面考虑，确定了220kV以及厂用电的主接线，然后通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量及型号，同时也确定了厂用变压器的容量及型号。最后，根据最大持续工作电流及短路计算的结果，对高压断路器、隔离开关、母线、绝缘子、穿墙套管、电压互感器、电流互感器进行了选型，从而完成了2×660MW燃煤电厂电气部分设计。关键词：电气主接线短路电流一次设备2×660MWcoal-firedelectricpowerplantpartofthedesignMajor：ElectricalEngineeringandAutomationAbstract：Powerisanimportantpartofthepowersystem,butalsodirectlyaffectthesafetyandoperationoftheentirepowersystem.Inpowerplants,theprimarywiringandsecondarywiringareimportantcomponentsoftheelectricalparts.Thisarticleisplanningaproject4×660MWcoal-firedpowerplant2×660MWcoal-firedelectricalpowerplantpartofthedesign,bythegeneralizationoftheproposedpowerplantaswellasoutgoingdirectiontoconsider,andthroughtheloaddataanalysis,fromthesecurity,economyandreliabilityconsiderations,aswellasdeterminethe220kVelectricitymainconnectionfactory,andthendeterminethenumberofmaintransformerstation,capacityandtypeandscopeofsupplybytheloadcalculation,butalsodeterminetheauxiliarytransformercapacityandmodel.Finally,accordingtotheresultsofthemaximumcontinuousoperatingcurrentandshortcircuitcalculations,high-voltagecircuitbreakers,disconnectors,bus,insulators,wallbushing,voltagetransformers,currenttransformerswereselection,thuscompletingthe2×660MWcoal-firedelectricalpartoftheplantdesign.Keyword：MainelectricalwiringShortcircuitcurrentEquipment目录1.前言………………………………………………………………………………11.1电力系统概述……………………………………………………………11.2电力行业的发展概况……………………………………………………11.3电力行业发展方针………………………………………………………12.电气主接线…………………………………………………………………………22.1电气主接线概述…………………………………………………………22.2原始资料的分析…………………………………………………………62.3拟定可行的主接线方案…………………………………………………62.4厂用电的设计……………………………………………………………83.短路电流的计算…………………………………………………………………103.1短路计算的目的…………………………………………………………103.2短路电流计算的条件……………………………………………………103.3短路电流分析……………………………………………………………114.主要电气一次设备选择…………………………………………………………224.1概述………………………………………………………………………224.2高压断路器的选择………………………………………………………264.3隔离开关的选择…………………………………………………………284.4母线的选择………………………………………………………………294.5电流互感器的选择………………………………………………………304.6电压互感器的选择………………………………………………………315.单元变、启动变容量校核…………………………………………………………325.1导言…………………………………………………………………………325.2变压器容量应满足的要求…………………………………………………325.3计算依据……………………………………………………………………325.4计算变压器负载……………………………………………………………336、总结………………………………………………………………………………38参考文献……………………………………………………………………………3811.前言1.1电力系统概述由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的整体，被称为电力系统。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、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。因此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。1.2电力工业的发展概况电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。1.3我国电力行业发展方针目前我国人均拥有装机容量和人均占有发电量较低，技术经济指标平均水平不高，火电厂的污染物排放量高，电网相对薄弱，供电可靠性偏低。未来提高效率和保护环境，及时关闭低效率、煤耗高、污染严重的小火电机组，以大代小，装设烟气脱硫及降低氮氧化物设施，开展洁净煤燃烧技术的研究及应用。主要的发展方针有：1)积极发展水电，水能资源是可再生的、清洁的能源；在电力系统中，有一定比重的水电装机容量对对系统调峰和安全经济运行极为有利；水电站的发电成本低，水库可以综合利用。我国水电装机容量目前仅开发了少部分，所以要积极发展水电。2)优化发展火电，我国有丰富的煤炭、石油和天然气，火电厂的厂址不受限制，建设周期短，能较快发挥效益。3)适当发展核电。24)重点发展电网，促进全国联网。5)因地制宜发展新能源发电，做好农村电气化建设，在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、风力发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。2.电气主接线2.1电气主接线概述电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。发电厂的电气主接线是保证电力网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。2.1.1电气主接线设计的重要性首先，电气主接线图示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，了解电路中各种电器设备的用途、性能及维护、检查项目和运行的步骤。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厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电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、输电和用电视在同一时刻完成的，所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人们生活。2.1.2电气主接线的设计依据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2.1.3电气主接线的主要要求电气主接线的设计原则是：根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容3量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。1）可靠性：衡量可靠的标准，一般是根据主接线型式机主要设备操作的可能方式，按一定的规律计算出“不允许”事件发生的规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种主接线型式中择优。供电可靠性是电力生产和分配的首要要求。2）灵活性：是指在调度时，可以灵活的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求；在检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，而不致影响电力网的运行和对用户的供电；在扩建时，可以容易的从初期接线扩建到最终接线，在不影响连接供电或停电时间最短的情况下，投入新机组、变压器或线路，并对一次和二次部分的改建工作量最少。在操作时间便、安全、不易发生误操作的“方便性”。3）主接线应在满足供电可靠性、灵活性要求的前提下做到经济性。即：主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器等一次设备，要是控制、保护不过于复杂，要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。做到投资省。合理的选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变等）容量、台数，避免两次变压而增加电能的损失。电器主接线选择时要为配电装置的布置创造条件，尽量使占地面积减少。2.1.4主接线的基本形式1）单母线接线只有一组母线的接线。这种接线的特点是电源和供电线路都联在同一母线上。为了便于投入或切除任何一条进、出引线每条引线上都装有可以切除符合电流和故障电流的断路器。单母线接线的主要优点是：接线简单、清晰、采用设备少，投资省，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。单母线接线一般只适用于一台发电机或一台变压器的以下三种情况：（1）6～10kV配电装置的出线回数不超过5回；（2）35～63kV配电装置的出线回数不超过3回；（3）110～220kV配电装置的出线回数不超过3回。单母线接线最严重的缺陷是母线停运（母线检修、故障，线路故障后线路保护或断路器拒运）