发电厂电气部分初步设计

华北水利水电学院毕业设计1188发电厂电气部分初步设计任务书一、毕业设计的目的电能有许多的优点，随着电力工业和国民经济的可持续发展,电力已成为国民经济建设中不可缺少的动力，并广泛应用于一切生产和日常生活方面。而电力的安全运行则是电力生产过程中的重中之重，本次设计主要考察学生对电站方面的认识，通过对可能问题的分析来加深学生对电站的理解和应用以及其在电力系统中的作用。二、主要设计内容1．电气主接线及高压厂用电接线设计；2．短路电流计算及主要电气设备选择；3．配电装置设计；4．发电机、变压器、输电线路的保护配置设计；5．发电机保护设计；6．发电机保护整定计算。三、重点研究问题1、电气主接线及高压厂用电接线设计；2、短路电流计算及主要电气设备选择；3、配电装置设计。四、主要技术指标或主要设计参数本电厂拟采用1条110KV输电线路（厂系线）直接与系统联系；另一条110KV输电线路（厂甲线）经过变电站甲与系统构成环网。该电厂还以双回110KV线路（厂乙线I、厂乙线II）向变电站乙供电。甲、乙变电站的主要用户是煤矿、化肥厂、钢铁厂及一些乡镇工业、农副产品加工业、农业、居民生活用电等。华北水利水电学院毕业设计2电厂装机容量2×65MW+2×75MW，其中：QF2-65-2-10.5型2台，QFQ-75-2-10.5型2台。厂用电率：65MW机组取8%，75MW机组取8%。五、设计成果要求1.完成电站电气主接线方案设计，并确定主变压器的台数和型号；2.根据设计资料计算短路电流；3.选择设计站110KV高压电气设备并进行动、热稳定计算；4.主变压器保护的配置；5.设计说明书、计算书一份；5.CAD绘制电气主接线图、开关站平面布置图、发电机保护原理接线图及展开图、10KV配电室平面布置图。六、其他负荷资料表电压线路名称最大功率cosφ距离（km）Tmax(h/y)其它110KV厂系线100联络线厂甲线35MW0.8205100东北方厂乙线40MW0.8905100西方10KV棉I厂线2400KW0.825500棉II厂线2250KW0.825500钢铁厂线2230KW0.844000印染厂I线6100KW0.8352300印染厂II线5150KW0.835230市区I线7500KW0.844300市区II线7340KW0.884300市区III线8370KW0.8103500市区IV线6820KW0.8103500备用I线6250KW华北水利水电学院毕业设计3注：表中数据为最大负荷值，最小负荷为70%最大负荷；同时率取0.85~0.95。附注：电力系统在热电厂正北方100KM处，变电站甲在热电厂东北方85KM处,变电站乙在热电厂东北方85KM处。该地区年最高温度40℃，年最低温度-16℃，最热月平均最高温度+32℃，海拔高度200m，地震烈度6度，厂区无严重污染，土壤热阻率ρt=120℃·cm/w，土壤温度20℃。华北水利水电学院毕业设计4华北水利水电学院毕业设计5华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告2011年月日学生姓名王章兴学号200701006专业电气工程及其自动化题目名称发电厂电气部分初步设计课题来源模拟主要内容一.原始资料分析1.发电机型号：1.1.1凝汽式发电厂：凝汽式发电机4台：2×75MW+2×65MW，型号QF2-75-2-10.5两台QFQ-65-2-10.5两台；额定功率因数：0.85。（1）机组年利用小时数：Tmax=5500小时。（2）厂用电率：8%。（3）发电机出口处主保护动作时间取0.2秒。（4）环境温度：最高温度400C，年平均气温320C。1.1.2发电厂出线：110KV输电线直接与系统联系，另一条110KV输电线经过变电站甲与系统构成环网，电厂还以双回110KV线路向变电站已供电。二．火电厂电气一次部分设计(一)电气主接线设计1.可靠性（1）断路器检修时，不易影响对系统的供电。（2）短路器或母线故障，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并保证对Ⅰ。Ⅱ类负荷的供电。（3）尽量避免发电厂或变电站全部停运的可能性。2.灵活性（1）调度灵活，操作方便。(2)检修安全。（3）扩建方便。3.经济性（1）投资省（2）年运行费小（3）占地面积小（4）在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资，投产，尽快发挥经济效益。4.根据本厂对负荷的供电情况及与电力系统交换功率的情况，拟定几种（二到三种）可行的主变压器配制方案。通过必要的技术经济计算比较，选出一个最佳方案。（注：经济比较可不进行投资和年运行费的具体准确计算，只需进行各方案的设备数量及电压等级进行粗略地比较）。华北水利水电学院毕业设计6本设计中110kV电压级主接线初步选定双母线和双母线三分段两种接线方案，经过技术性和经济性比较，最后确定选择双母线三分段接线方案。5.发电厂主变压器的选择：确定了电气主接线，根据变压器不同的接线方式确定主变或联络变台数、型式、容量。（二）高压厂用电接线设计厂用低压电采用380/220v。发电机电压为10.5KV，厂用电高压电压，可采用3-6KV，电动机采用380kv。火电厂的高压常厂用母线采用“按炉分段”。（三）短路电流计算计算短路电流是为了校验电气设备。一般情况下，三相短路电流产生的热效应和电动力较大，所以这里只对三相短路电流进行计算。短路电流可以手算也可以机算。手算三相短路电流的主要步骤如下：1.根据本厂主接线图画出电力系统电气接线图；2.根据规定的电气设备选择任务，确定所用的短路计算点；一般情况下一个电压级一个短路点，有近区负荷的，在出线电抗器末端有个短路点。3.计算各电气元件的电抗标幺值，画出等值电路图；4.对各短路计算点进行网络简化，求出X*∑。5.求出X*js,计算各短路点的三相短路电流：I〞、I0.2、I∞、iimp=2.7I〞(在发电机端短路时)或Iimp=2.55I〞（在高压电网和非发电机端短路时）。注意：要根据短路计算点的具体情况，恰当地选用一计算法和个别计算法，计算短路电流。（四）电气设备选择在变电所中，根据电能转换和分配等各环节的需要，配置了各种电气设备。根据它们在运行中所起的不同作用，通常将它们分为电气一次设备和电气二次设备。本次设计主要是选择电气一次设备。不同类型的电气设备承担的任务和工作条件不相同，因此它们的具体选择方法也各不相同，但是，为了保证工作的可靠性和安全性，在选择它们时的基本要求是相同的，即按正常工作电流选择，按短路条件校验其动稳定和热稳定。对于断路器、熔断器等还要校验其开断电流能力。本次设计要选择的电气设备主要有：断路器、隔离开关、电压互感器、华北水利水电学院毕业设计7电流互感器和绝缘子等。（五）配电装置设计根据本厂条件及各型号配电装置的特点，选定110kV电压级配电装置的结构形式（如屋内或屋外式，屋内式采用单、二、三层，屋外式采用中型、高型、半高型等），并简要论述选型理由。对配电装置的基本要求:（1）符合国家技术经济政策,满足有关规程要求；（2）设备选择合理,布置整齐、清晰，要保持其最小安、全净距。（3）节约用地；（4）运行安全和操作巡视方便；（5）便于检修和安装；（6）节约用材，降低造价。三.电气二次部分设计发电机保护1纵差动保护2定子绕组单相接地保护3钉子绕组匝间短路保护4过电流保护5过电压保护6励磁回路接地保护7失磁保护8过负荷保护发电机保护主要视其能否满足保护规程及题目规定的要求来决定。所采用的保护能满足规程及题目要求时，就算合格；不满足要求时，就必须采取措施使其满足要求，或改用其它保护方式。但灵敏度不满足要求时，在满足速动性的前提下，可考虑采用保护的相继动作以提高保护的灵敏性。后备保护的动作必须相互配合，要保护上一元件保护动作的动作值大于下一元件保护的动作值，且要留有一定的裕度，以保证选择性。采取的主要技术路线或方法1.仔细阅读设计任务书，对其中的内容及各个原始资料作出详细的了解，明白本次设计要做的各个环节。2．收集资料，阅读相关书籍，了解电力系统设计的有关法律及规程要求，使设计与规程要求相符合。3．回顾设计中要用到的以前学过的相关知识。4．到图书馆借阅有关参考资料，如《电力系统设计手册》、《电力系统设备手册》，为设计打下良好的基础，力求使设计工作做到最优。5．CAD绘制电气主接线图、开关站平面布置图、变压器保护原理接线图及展华北水利水电学院毕业设计8开图、10KV配电室平面布置图。6．编写毕业设计论文（包括说明书和计算书两部分），最终完成本次设计。预期的成果及形式1.设计说明书一份2.计算书一份3CAD绘制电气主接线图，开关站平面布置图，发电机保护原理接线图即展开图，10KV配电室平面布置图.时间安排本次设计时间共12周，各部分设计内容的时间安排大致如下：收集资料，熟悉任务1周方案论证比较1周短路电流计算2周电气设备选择计算2周计算机绘图1周完善设计成果1周编制设计说明书1周审核校对1周翻译资料1周答辩1周总计12周指导教师意见签名：年月日备注华北水利水电学院毕业设计I摘要：本次设计是火电厂电气部分初步设计。该火电厂有四台发电机，总装机容量为2×65+2×75=280MW。高压侧为110Kv，一条110KV输电线直接与系统联系，另一条110KV输电线经过变电站甲与系统构成环网，电厂还以双回110KV线路向变电站已供电。该电厂的厂用电率为0.8%。根据所给出的原始资料拟定两种电气主接线方案，然后对这两种方案进行可靠性、经济性和灵活性比较后，最后通过定量的技术经济比较确定最终的电气主接线方案。在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的基础上，进行了电气设备和导体的选择校验设计。在对发电厂一次系统分析的基础上，对发电机的保护整定计算。毕业设计的过程是一次将理论与实际相结合的初步过程，起到学以致用，巩固和加深对电气工程及其自动化专业的理解，树立工程设计的观念，提高了电力系统设计的能力的作用。关键字：电气主接线，短路电流计算，设备选型，发电机保护。华北水利水电学院毕业设计IIABSTRACTThedesignispartofthehydropowerplantelectricaldesign.Thetotalinstalledcapacityofhydropowerstationsof2×65+2×75=280MW.Highsideisfor110KV,oneisconnectedtothesystem,anotherisconnectedtoaninstalledcapacityTransformersubstation，aDouble-loopof110KVisconnectedaTransformersubstation。Thestation'slargestpowertransmissionfor220MW,thepowerplant'selectricityplantwas0.8percent.Accordingtotherawdatapresentedbythedevelopmentofthreemainelectriccableprogrammers,andthesethreeoptionsforreliability,economyandflexibilityofcomparison,thetworetainamorereasonableproposal,thefinalthroughquantitativecomparisonofthetechnicalandeconomicdeterminethefinalThemainelectriccableprogrammed.Inthesystemallthepossibleshort-circuitfaultanalysiscalculatedonthebasisofaconductorofelectricalequipmentandcheckingthechoiceofdesign.Inthefirstsystematicanalysisofpowerplantsonthebasisofth