火力发电厂电气一次部分毕业设计

目录前言····························································1摘要及关键词····················································2第1章主接线的设计·············································31．1发电机台数和参数的确定··································31．2变压器台数和参数的确定·································31．3厂用电的设计的确定·····································41．4220kV主接线的设计·····································6第2章短路电流计算点的确定和短路计算结果······················92．1短路电流计算点的确定····································92．2短路电流计算············································92．3短路电流计算结果·······································16第3章主要电气设备的配置和选择································163．1主要电气设备的配置······································163．2主要电气设备的选择······································17第4章所选电气设备的校验·······································214．1断路器的校验············································224．2隔离开关的校验··········································234．3电流互感器的校验········································234．4母线的校验··············································25第5章继电保护的配置和考虑······································255．1概述·····················································255．2发电机保护配置···········································275．3变压器的保护配置········································29结论·····························································30谢辞·····························································31参考文献·························································32附录一所选设备一览表············································33附录二电气主接线················································35前言毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练，它将从思维、理论以及动手能力方面给予我们严格的要求。使我们综合能力有一个整体的提高。它不但使我们巩固了本专业所学的专业知识，还使我们了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则以及各种图形、符号。它将为我们以后的学习、工作打下良好的基础。能源使社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，在品种及构成上也发生了很大的变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力使能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，使一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展和要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。222KV变电站电气部分设计使其对变电站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务：1、主接线的设计2、主变电压器的选择3、短路计算4、导体和电气设备的选择5、所用电设计摘要：本文首先根据任务书上所给系统与线路及的参数，分析负荷发展趋势。然后通过对拟建发电厂的概括以及出线来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了220kV以及厂用电的主接线，然后又确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站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计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了2×300MW发电厂电气一次部分的设计。关键词：发电厂变压器主接线第1章主接线的设计电气主接线是由各种电气设备如：发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆、线路等按照一定的要求和顺序连接起来，完成电能的输送和分配的电路。主接线的好坏不仅影响到发电、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业的生产和人民的正常生活。因此，发电厂、变电站的主接线必须满足以下基本要求：1、保证对必要用户的供电可靠性；2、接线应力求简单、清晰、操作简便；3、运行灵活，设备投、停方便，检修、隔离、维护方便；4、投资少、运行费用低；5、又扩建的可能性。1．1发电机台数和参数的确定发电机的台数确定为2台，选择型号为：QFSN-300-2，具体参数见下表：型号额定电压额定电流功率因数定子接线负序电抗（%）零序电抗（%）同步电抗（%）次暂态电抗（%）QFSN-300-218kV11320A0.852-y23.369.36236.3519.15表1-11．2变压器台数和参数的确定1．2．1主变压器台数和参数的确定发电厂主变压器的容量和台数的确定：发电机与主变压器为单元接线时，主变压器的容量可按照下列条件的较大者选择：（1）按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的余度。（2）按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。本次电厂的设计采用的是发电机-变压器单元接线，所以容量的确定，根据第一条选择：高压侧电压：242kV低压侧：18kV主变压器台数和参数选择结果：台数确定为2台，型号为：SFP7-360000/220具体参数见下表：型号额定容量（kVA）额定高压（kV）额定低压（kV）连接组别阻抗电压(%)SFP7-360000/2203600002422×2.5%18YN,d1114.3表1-21．3厂用电的设计的确定1．3．1厂用电压等级的确定经技术经济比较，我国有关技术规定中指定厂用电压的确定原则如下：发电厂可采用3kV、6kV、10kV作为厂用电电压。发电机容量为100~300MW的机组宜采用6kV。所以本次发电厂设计的厂用电电压等级为：6kV1．3．2厂用电源及其引接方式（1）厂用工作电源及其引接方式发电机额定功率为200MW及以上时，一般采用单元接线，这时厂用电源一般从发电机组出口或变压器低压侧引接，如下图所示：由于发电机容量为200MW及以上的发电机组引出线及厂用分支采用封闭母线，封闭母线发生相间短路故障的机会很少，因此厂用分支不可装设断路器，但应有可靠的可拆连接点以便满足检修调试的要求。图1-1厂用电源引接方式（2）启动备用/电源的取得当工作电源故障时，应由备用电源继续向厂用电负荷供电。启动电源完全消失时，保证机组重新启动的厂用电源。一般容量在200MW及以上机组需要设置启动电源。高压厂用备用变压器的引接线应遵循以下原则：1）当设有发电机电压母线时，可由于工作电源不同的分段上引出。2）当无发电机电压母线时，由与电力系统连接可靠的最低一级电压母线上引出，或由联络变压器的第三（低压）绕组引出，并应保证在发电厂全厂停电的情况下，能从电力系统取得足够的电源。3）有两个及以上的备用电源时应由两个相对独立的电源引出。4）在技术经济条件许可的情况下，可由外部电网接一条专用线路供电。本厂设计方案为1．3．3厂用变压器容量参数的选择和确定1）厂用工作变的选择厂用工作变的台数确定为2台，选分裂绕组变压器，高压侧电压：18kV低压侧电压：6.3kV容量的确定：选择结果：型号SFF7-40000/18具体参数见下表：表1-3型号容量（kVA）高压（kV）低压（kV）全穿越电抗（%）半穿越电抗（%）连接组别SFF7-40000/1840000/2×20000182×2.5%6.3-6.38.0115.06D，d0，d0表1-32）厂用起备变的选择厂用起备变的台数确定为1台，选分裂绕组变压器；高压侧电压：220kV低压侧电压：6.3kV容量的确定：选择结果：型号SFPFZ-40000/220具体参数见下表：型号容量（kVA）高压（kV）低压（kV）全穿越电抗（%）半穿越电抗（%）连接组别SFPFZ-40000/22040000/2×200002208×1.25%6.3-6.3025YN，d11，d11表1-41．4220kV主接线的设计1．4．1方案一：采用双母线接线如图1-2图1-2220kV双母线接线双母线的两组母线同时工作，并通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配再亮组母线上。由于母线继电保护的要求，一般某一回路固定于某一母线连接，以固定连接的方式运行。（1）优点1）供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任意回路的的母线隔离开关只停该回路。2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3）扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回线路布置时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母线分段那样导致出现交叉跨越。4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。（2）缺点1）增加一组母线和使每回路就要增加一组母线隔离开关。2）当母线检修或故障时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免误操作，需要在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。（5）适用范围：当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统的运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：1）6~10KV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。2）35~63KV配电装置，当出线回路数超过8回时；或连接的电源较多、负荷较大时。3)110~220KV配电装置出线回路数为5回及以上时；或当110~220KV配电装置，在系统中居中重要地位。出线回路数为4会及以上时。1．4．2方案二：采用双母线带旁路接线如图1-3图1-3双母线带旁路接线双母线带旁路母线接线的特点：双母线接线与单母线相比提高了供电的可靠性，但是在检修出线断路器时，该回出线将会停电，若加装旁路断路器则可避免检修断路器时造成短时停电。1）接线特点在出线隔离开关外侧，加装一条旁路母线，每一回出线通过一傍路隔离开关与旁母相连；在每段汇流母线与旁母之间加装一台断路器，组成专设旁路断路器的接线。带有专用