2×300MW凝汽式区域性火电厂电气一次部分及其厂用电高压部分的设计

.Word资料目录目录..............................................................1摘要..............................................................2第一章电气主接线..................................................31.1系统与负荷资料分析...........................................31.2主变压器的选择与计算.........................................41.3厂用变压器的选择.............................................5第二章短路电流的计算..............................................62.1短路电流计算接线图及其等值电路...............................62.2各绕组的等值电抗标幺值.......................................62.3短路电流计算.................................................7第三章电气设备的选择..............................................93.1电气设备选择的一般规则.......................................93.2电气设备的选择条件...........................................93.3主接线中设备配置的一般原则...................................93.3.1隔离开关的配置...........................................93.3.2电压互感器的配置........................................103.3.3电流互感受器的配置......................................10第四章配电装置...................................................114.1配电装置选择的一般原则.......................................114.2隔离开关的配置..............................................114.3电压互感器的配置............................................124.4电流互感受器的配置..........................................124.5配电装置的选型和依据........................................13结束语.............................................................14参考文献...........................................................15.Word资料摘要电能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。在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%，本设计是对2×300MW总装机容量为600MW的凝汽式区域性火电厂进行电气一次部分及其厂用电高压部分的设计，它主要包括了五大部分，分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择、安全保护装置。其中详细描述了短路电流的计算和电气设备的选择，从不同的短路情况进行分析和计算，对不同的短路参数来进行不同种类设备的选择，列出各设备选择结果表。并对设计进行了理论分析。关键词：主接线，变压器，短路电流，厂用电，安全保护.Word资料第一章电气主接线1.1系统与负荷资料分析由原始资料可知，本设计根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为1200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台600MW机组，总容量占相联电力系统总容量的600MW/16000MW×100%=3.75%没有超过电力系统检修备用容量8%～15%和事故备用容量10%的要求，这说明了该火电厂在未来电力系统中的不占主导作用和地位，主要是负责地区供电，而且年利用小时数为6000h/a5000h/a，又为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，因此该电厂的电气主接线要求有较高的可靠性。该发电机端额定电压为20KV，电厂建成后以6KV电压供＋给本厂负荷，厂用电为8%。以220KV电压等级供给系统，架空线8回，属于I级负荷，最大输送200MW，Tmax=4000h/a并以110KV电压等级供给负荷，架空线8回，也属于I级负荷，最大输送180MW，Tmax=4000h/a。并且本设计需要做到的技术指标要求保证供电安全、可靠、经济，且功率因数达到0.85。（1）电力系统情况该发电厂在电力系统中的作用与地位为地区电厂，地区电厂靠近城镇。电力系统总装机容量为16000MW，短路容量为10000MVA。该发电厂联入系统的电压等级为220KV。（2）负荷分析该发电厂有两个电压等级，其负荷分析分别如下：220KV电压等级：有架空线8回，备用两回，即十回出线，负荷类型为一级负荷，最大输送200MW，最大负荷小时数为4000h/a，功率因数为0.85。110KV电压等级：有架空线8回，即8回出线，负荷类型为一级负荷，最大输送180MW，最大负荷小时数为4000h/a，功率因数为0.85。由于两个电压等级所联负荷均为一级负荷，且最大负荷小时数为4000h/a，故对主接线的可靠性要求很高。（3）环境情况由原始资料可知，当地海拔高50m，故可采用非高原型的电气设备；当地年最高温度为40度，年最低温度为-6度，最热月平均最高温度为28度，最热月.Word资料平均最低温度为24度，气象条件无其他特殊要求。（4）设备情况原始资料中给出了两台发电机的容量，这里对单台300MW发电机设备的型号进行选择。根据原始资料中给出了发电机的容量，可选择出发电机的型号。1.2主变压器的选择与计算(1)单元接线的主变压器容量的确定原则两台主变压器的容量为600－600×6%=564MW，600MW发电机的功率因素为0.9，所以这两台变压器的容量为564×(1＋0.1)/0.9=689.3MVA。(2)连接两种升高电压母线的联络变压器的确定原则联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种运行方式下，网络间的有功功率和无功功率交换，一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。这里选择两台三绕组变压器。(3)变器台数的确定原则发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和重要变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台；而对弱联系的中、小型发电厂和低压侧电压为6～10KV的变电所或与系统只是备用性质时，可只装1台主变压器；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器。(4)变压器型式和结构的确定原则选择主变压器型式时，应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑，通常只考虑相数和绕组数以及绕组接线组别。在330KV及以下电力系统，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，增加了维修工作量。对于大型三相变压器，当受到制造条件和运输条件的限制时，则宜选用两台小容量的三相变压器来取代一台大容量三相变压器，或者选用单相变压器。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，对于最大机组容量为200MW及以上的发电厂，通常采用双绕组变压器加联络变压器，当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。.Word资料1.3厂用变压器的选择厂用电接线方式的选择厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，尚应满足：(1)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。(2)尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。对于200MW及以上的大型机组，厂用电应是独立的，以保证一台机组故障停运或其辅助机械的电气故障，不应影响到另一台机组的正常运行。(3)便于分期扩建或连续施工，不致中断厂用电的供应。对公用厂用负荷的供电，须结合远景规模统筹安排，尽量便于过渡且少改变接线和更换设备。(4)对200MW及以上的大型机组应设置足够容量的交流事故保安电源。(5)积极慎重地采用经过试验鉴定的新技术和新设备，使厂用电系统达到先进性、经济合理，保证机组安全满发地运行。.Word资料第二章短路电流的计算短路计算在设计发电厂主接线的过程中有着重要作用，它为电气设备的选型、动稳定校正和热稳定校正提供依据。当短路发生时，对发电厂供电的可靠性可能会产生很大影响，严重时，可能导致电力系统失去稳定，甚至造成系统解列。因此，对短路事故的计算是非常有必要的，而且是必须进行一项工作。2.1短路电流计算接线图及其等值电路首先画出短路电流计算接线图及其等值电路，分别为图2.1，图2.2所示。图2.1短路电流计算图图2.2短路电流等值电路2.2各绕组的等值电抗标幺值取基准容量为SB=100MVA，基准电压UB取用平均电压，即UB=Uav。根据所选择的联络变压器的相关参数，可计算出其各绕组的等值电抗标幺值：X1=(X1-2＋X1-3－X2-3)/2=(0.0607＋0.0258－0.0410)/2=0.0228X2=(X1-2＋X2-3－X1-3)/2=(0.0607＋0.0410－0.0258)/2=0.0380X3=(X2-3＋X1-3－X1-2)/2=(0.0410＋0.0258－0.0607)/2=0.0031.Word资料各元件的等值电抗标幺值见图2.2。计算各发电机的额定容量：SG1=SG2=200/0.85MVA=235MVA2.3短路电流计算由于三相短路故障最为严重，故只计算三相短路情况。(1)短路点d1d1短路时等值电路图如图2.3。图2.3d1短路时等值电路图短路点的额定电压为220KV，取基准电压为230KV。基准电流IB=SB/UB=100/(3×230)KA=0.25KA再算系统电抗及系统的短路容量：X10=(X1＋X3)//(X2＋X4)=0.058X11=(X5＋X6)//(X7＋X8)=0.03042台发电机组对短路点d1的转移电抗为：Xk=X10//X11=0.0199Sk=SB/Xk=100MVA/0.0199=5025.13MVASc=10000MVA－5025.13MVA=4974.87MVA可求得系统电抗为：X9=SB/SC=100/4974.87=0.0201发电机G1，G2对短路点的计算电抗为Xjs10=0.058×235×2/100=0.2726其分支额定电流为IN=SN/UB=235×2(3×230)KA=1.18KA系统C对短路点的计算电抗为Xjs9=0.0201其分支额定电流为IN=SN/3UB=100(3×230)KA=0.25KA系统C对短路点所产生的短路电流不衰减，其电流标幺值为计算电抗的倒数。各发电机组对短路点所产生的短路电流标幺值，可根据所求得的计算电抗，.Word资料查发电机曲线数字表得到