毕业设计论文-2x300mw火力发电厂电气部分设计.docx

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1、毕业设计论文-2x300mw火力发电厂电气部分设计 烟台南山学院发电厂电气部分课程设计题目：600MW火力发电厂设计 姓名： 所在学院：电子与电气工程学院 所学专业：电气工程及其自动化 班级：电气工程1201 学号： 指导教师： 完成时间：2022年6月 600MW 火电机组目前已经是我国电力系统中的主力机组，由600MW 机组为主的火力发电厂也属于我国电力系统的大型主力发电厂。本设计讨论的是600MW 火电厂电气主接线方案与设备布置，主要运用发电厂电气部分、高压交流输变电技术、电力系统分析、电力系统继电保护、电力系统自动化等专业知识完成“发电厂主接线的设计”。600MW火电厂设计主要工作包括

2、主接线的接线方案设计、负荷分析计算、变压器选择、配电装置设计、绘制电气主接线图、绘制厂用电接线原理图。电气主接线代表了火电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构，是设计最主要工作。本设计遵循可靠性、灵活性、经济性电气主设计的基本要求。同时对电气设备选择配、电装置布置、继电保护和自动装置的设计起到决定性作用。主变压器采用单元式接线，并进行了短路计算，行负荷分析计算，设备型号及参数选择，设备校验。本设计符合当代社会的需要，符合电力系统的发展前景，满足了电力工业现代化的要求。 关键词：发电厂电气主接线主变压器短路计算负荷分析计算设备选择 第1章绪论 (1) 第2章电气主接线设计 (2) 2.1电

3、气主接线及其要求 (2) 2.2电气主接线设计原则 (2) 2.3 发电机电压及接线 (2) 2.4 220V电气主接线 (3) 2.5 6KV厂用电接线 (5) 第3章负荷计算及变压器选择 (7) 3.1厂用负荷计算 (7) 3.1.1厂用负荷计算的原则 (7) 3.1.2厂用电负荷计算 (7) 3.2主变压器的选择 (8) 3.2.1 变压器相数及结构的选择 (8) 3.2.2变压器绕组联结组号的选择 (9) 3.3变压器冷却方式选择 (9) 第4章厂用电接线及设计 (10) 4.1厂用效率 (10) 4.2厂用电接线的设计原则和接线形式 (10) 4.2.1对厂用电接线的要求 (10)

4、4.2.2厂用电接线的设计原则 (11) 4.3厂用电的电压等级 (11) 4.4厂用电源及其引接 (11) 4.4.1 工作电源 (11) 4.4.2.备用电源和启动电源 (12) 4.4.3.事故保安电源 (12) 4.5厂用电接线形式 (13) 4.6厂用变压器的选择 (13) 4.6.1额定电压 (13) 4.6.2工作变压器的台数和型号 (14) 4.6.3变压器的阻抗 (14) 4.6.4变压器的容量 (14) 第5章短路电流计算 (15) 5.1短路点的确定 (15) 5.2短路计算的目的 (15) 5.3短路电流计算的步骤 (15) 5.4 短路计算结果 (16) 第6章电气设

5、备选择 (17) 6.1断路器选择 (17) 6.11 断路器选择的技术条件 (17) 6.2隔离开关的选择 (18) 6.2.1隔离开关用途 (18) 6.2.2隔离开关分类 (19) 6.3电流互感器的选择 (19) 6.3.1 选择标准 (19) 6.3.2技术条件： (19) 6.4电压互感器选择 (21) 6.4.1 电压互感器的形式选择 (21) 6.4.2技术条件 (21) 第7章总结 (22) 参考文献 (23) 第1章绪论 随着社会的发展，仅靠低容量发电机组，已经不能满足人们的需要了，并且火力发电厂是现代社会电力发展的主力军，在提出建设和谐社会、发展循环经济的大背景下，我们在

6、提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响，虽然在中国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近几年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。 火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成，他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。水在锅炉中被加热成蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。为了进一步提高其热效率，一般都从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的部分蒸汽，用以加热给水。在

7、现代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环。 本设计针对2 x 300MW容量机组，运用发电厂电气部分、高压交流输变电技术、电力系统分析、电力系统继电保护、电力系统自动化等专业知识完成发电厂主接线的设计。 第2章电气主接线设计 2.1电气主接线及其要求 电气主接线既是电气设计的首要部分，又是构成电气系统的主要环节。直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。 （1）可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。 （2）

8、灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。 （3）经济性：主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。 2.2电气主接线设计原则 坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则4。本设计发电厂为设计规则如下：（1）发电机和变压器采用单元式接线。 （2）发电厂除厂用电外，全部送入220KV电力系统，架空线路4回，系统容量4000MW。（3）厂用电采用6kv及380/220三级电压。 2.3 发

9、电机电压及接线 本设计装机两台，容量2 x 300MW，发电机额定电压20KV，300MW采用发电机-变压器单元接线。对220MW以上机组，发电机出口采用分相封闭母线，为减少开断点，无发电机出口断路器和隔离开关，利于机组调试。对于额定电流很大的，发电机出口采用全连离相相封闭母线。采用全连离相封闭母线，供电可靠，封闭母线能有效防止绝缘遭受灰尘、潮气等污秽和外物造成的短路，运行安全且运行维护工作量小。单元接线简单，开关设备少，操作简便，使得在发电机和变压器低压侧短路的几率和短路电流相对于具有发电机母线时有所减小。 如图2.1所示： 图2.1发电机单元接线根据原始资料可选发电机型号为： 表2.1发电

10、机主要参数 型号额定功 率额定电 压 额定电 流 功率因 数cos 转速 （r/min） 同步电 抗 瞬变电 抗 超瞬变 电抗 QFSN-300-2 300 20 10190 0.85 3000 188.59 19.65 17.1 QFSN-300-2300 20 10190 0.85 3000 188.59 19.65 17.1 2.4 220V电气主接线 根据原始资料以及主接线对可靠性、灵活性和经济性的要求。发电厂除厂用电外，全部送入220KV电力系统，架空线路4回，在满足可靠性要求的前提下，有两种可能的接线型式：单母线分段带旁路接线型式和双母线接线型式。 接线方案选择: 方案1单母线分段

11、带旁路接线 单母线具有接线简单，操作方便，设备少经济性好等优点。但为了不中断回路供电，所以增设旁路母线接线。 增加一组旁路母线，提高了运行可靠性，但需要增加一台半断路器的投资。不太经济，占地空间比较大，接线复杂，也不利于扩建。 单母线接线如图所示： 图2.2单母线带旁路母线接线 方案2双母线接线 双母线接线方式具有供电可靠、调度灵活、扩建方便的优点。通过倒母线的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不知供电中断，一组母线中断后可迅速供电。不同的电源和不同回路的负荷可以任意切换，可均匀分配到任一组母线上工作，具有灵活适应系统中各种运行方式调度和系统潮流变化需要的能力。双向母线的左右任何一个方向扩建，不

12、会影响两组母线的电源和负荷均匀分配，也不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，连接不同的母线时，不会出现出线交叉跨越的情况等优势。 双母线接线如图所示： 图2.3双母线接线 综上所述，从主接线的可靠性、灵活性、经济性，可扩建等方面综合比较，方案2是符合技术经济合理标准的最佳方案. 2.5 6KV厂用电接线 厂用电接线要求满足： （1）供电可靠，运行灵活。 （2）各机组的厂用电系统是独立的。特别是200MW及以上机组，应做到这一点。（本设计为600MW机组，所以必须保证这一点。）在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并且要求受到厂用电故障

13、影响而停运的机组应能在短期内恢复运行。 （3）全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。在厂用电接线中，不应存在可能导致切断多于一个单元机组的故障点，更不应存在导致全厂停电的可能性，应尽量缩小事故影响范围。 （4）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。 （5）充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。 本设计高压厂用电采用6kV，低压厂用电采用380/220V的三相四线制系统。高压厂用电系统应采用单母线分段接线。

14、6KV高压厂用电接线如图2.4所示： 图2.4 300MW高厂用电接线 低压用电380/220V的三相四线制如图2.5所示： 图2.5厂用电源变压器低压侧接 第3章负荷计算及变压器选择 3.1厂用负荷计算 3.1.1厂用负荷计算的原则 厂用电接线原则主要有连续运行的负荷应予以计算。计算机组运行负荷时，不经常而连续运行的负荷应计算。不经常而短时及不经常而断续运行的负荷不予计算，但由电抗器供电的应全部计算。由同一厂用电源供电的互为备用的负荷只计算运行的部分。但对于分裂变压器而言，应分别计算高、低压绕组的负荷。互为备用的而由不同厂用电源供电的负荷，应全部计算。分裂电抗器中应分别计算每一臂中通过的负荷

15、等几个方面。 3.1.2厂用电负荷计算 （1）厂用电负荷的计算方法采用换算系数法换算系数法的计算公式如下： ?=)(P K S C K 的计算方法如式所示: Z sim K K K ?= 上述换算系数K 的取值，如表所示： 表3.1 换算系数表 机组容量（MW ） 小于125 大于200 给水泵及循环水泵电机 1.0 1.0 凝结水泵电机 0.8 1.0 其他高压电动机 0.8 0.85 其他低压电动机 0.8 0.7 根据6KV 厂用负荷可得以下计算结果： I A 段I 类负荷总和为KW P 156001=，I B 段I 类负荷总和为KW P 60001=； I A 段II 类负荷总和为KW P 135002=，I B 段I 类负荷总和为KW P 146002=；