发电厂二、三期工程200MW和330MW设计毕业设计.docx
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1、内蒙古工业大学电力学院毕业设计(论文)毕业设计(论文)发电厂二、三期工程200MW和330MW设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,
2、即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 前 言本次设计任务书是根据海渤湾(以下简称HBW)发电厂二、三期工程2200MW+2330MW而拟定的。毕业设计是在完成本专业(电气工程及其自动化)本科段全部基础课程及专业课基础上进行的.通过本次 毕业设计应达到以下目的:1、巩固,提高已学过的专业知识,并通过本次设计能进一步学习新知识和技能,最终达到能通过获得综合运用理论知识解决实际问
3、题的能力.2、使自己懂得发电厂电气部分工程设计的基本程序和思想方法,使自己获得查阅文献、收集资料、计算比较、综合分析、设计图纸,编写说明书、计算书等方面的训练和基本技能.3、能在指导老师的帮助下,通过查阅有关技术文献资料,独立完成规定内容.4、力争在设计以及未来学习工作中,有所创新.并掌握计算机绘图的方法.5、同时能培养遵守国家法律、法规、树立贯彻执行国家经济建设的方针、政策、观念,特别是树立贯彻执行提高综合经济效益和促进技术的进步观念.本设计文件的主要内容是:HBW发电厂二、三期工程2200MW+2330MW电气部分设计,着重讲述了发电厂电气主接线的最佳方案的确定(包括主变压器型式、容量的选
4、择),厂用电接线方案的选择,通过短路电流计算结果确定二次部分的继电保护与自动装置,以及屋外配电装置的布置,具体内容如下: 1.电气主接线设计、厂用电设计,要满足可靠性、灵活性、方便性、经济性等要求; 2.主变和厂用变型号容量选择要按照新型设备选择; 3.短路电流计算要绘制短路计算结果表; 4.主要电气设备尽量选新型设备并要求校验,包括:断路器、隔离开关、电压互感 器、电流互感器、主母线、出线、避雷器、熔断器等;要绘制电气设备选择结果总表。 5.发电机主保护设计; 6.配电装置设计;7.打印论文、画图、答辩。本次设计在李政老师的指导下进行,并通过查阅相关的技术文献资料,独立完成所规定的设计内容.
5、由于本人的水平有限,经验不足,设计时间比较仓促,在设计中不免会出现不少错误,恳请各位老师、同学指出批评,以便在以后的工作和学习中改正。目 录 第1章 电气主接线方案的确定 .(06)1.1 电气主接线设计原则与要求(09)1.2 220KV电气主接线设计 (08)1.2.2 方案论证 (08)1.3 主接线方案的确定 (09)1.4 主变压器的选择 (10)1.5 发电机选择. (11)第2章 厂用电方案的确定 (12)2.1 概述 (12)2.2 厂用电接线的确定 (12)2.3 厂用变压器选择 (14)2.4 厂用电接线方案 (15)第3章 短路电流计算. (163.1 概述 (16)3.
6、2 短路电流计算的条件 (16)3.3 短路电流计算步骤 (16)3.4 电路元件参数计算 (17)3.5 各点短路电流计算 (18)第4章 电气设备的配置 (31)4.1 隔离开关的配置(31)4.2 电压互感器的配置 (31)4.3 电流互感器的配置 .(04)4.4 避雷器的配置 .(32)4.5 接地刀闸或接地器的配置.(33)4.6 自动装置的配置 .(33)4.7 继电保护配置 .(34)第5章 母线的选择与校验.(39)5.1 母线导体型式的选择.(39)5.2 母线选择和校验条件 .(39)5.3 220KV母线选择.(40)5.4 封闭母线 .(43)第6章 电气设备的选择与
7、校.(44)6.1 电器选择的一般条件 .(44)6.2 断路器与隔离开关的选择 .(45)6.3 电流互感器的选择 .(04)6.4 电压互感器选择 .(46)6.5 厂用设备的选择.(48)6.6 避雷器选择 .(48)第7章 发电机(变压器)保护整定计算.(507.1发电机保护.(50)7.2 变压器的保护 .(50)7.3 发电机变压器组保护 .(51)7.4 失磁保护整定计算 .(51)7.5 过电压保护整定计算.(52)7.6 保护原理图.(53)第8章 高压配电装置设计 .(58)8.1 设计原则.(58)8.2 设计要求 .(58)8.3 配电装置设计的基本步骤 .(59)8.
8、4 220KV屋外配电装置设计 .(59)第9章 过电压保护和接地 .(62)9.1 雷电过电压的保护 .(62)9.2 直击雷的保护范围和保护措施.(62)9.3 避雷针(线)的装设原则与接地装置的要求.(63)参考文献.(67)致 谢.(68)第1章 电气主接线方案的确定电气主接线是发电厂电气设计的首要部分,也是构成电力系统的重要环节,电气主接线的确定对电力系统整体及发电厂本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响,因此必须正确处理好各方面的关系,全面分析有关影响因素,通过技术经济比较,确定出最佳主接线方案.1.1 电气主接
9、线设计原则与要求1.1.1 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.2、发电厂的分期和最终建设规模.3、负荷大小和重要性.4、系统备用容量大小.5、设计题目对电气主接线提供的具体资料.1.1.2 电气主接线设计的基本要求电气主接线的设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求.1、可靠性:1)断路器检修时,不影响对系统的供电;2)断路器或母线故障以及母线检修时,尽量减少停电的回路数和停电时间,并保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电;3)尽量避免发电厂全部停电的可能性;4)大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求.2、灵活性:主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性1)
10、调度时,应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、检修运行方式及特殊运行方式下的系统调度要求;2)检修时,可以方便的停运断路器、母线,进行安全检修而不致影响电力的运行和对用户的供电; 3)扩建时,可以从容的从初期接线过度到最终接线.3、经济性:主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理.1、 投资省1)主接线力求简单,以节省断路器、隔离开关、电流电压互感器、避雷器等一次设备;2)要能使继电保护和二次回路不过于复杂,以节省二次设备和控制电缆.3)要能限制断路电流,以便于选择廉价的电气设备或轻型电器.4)如能满足系统安全运行及继电保护要求,110K
11、V及以下终端可采用简易电器.(2)占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造条件,尽量减少占地面积.(3)电能损耗小经济合理的选择住变压器的种类(双绕组、三绕组或自耦变压器),容量,数量,要避免因二次变压而增加电能损失.此外,在系统规划设计中,要避免建立复杂的操作枢纽,为简化主接线,发电厂接入系统的电压等级一般不超过两种.1.1.3 大机组主接线的特殊要求大型电厂和超高压变电所的电力系统中的地位重要,供电容量大、范围广,发生事故可能使系统稳定破坏,甚至瓦解,造成巨大损失.为此,对大机组超高压主接线提出了可靠性的特殊要求:a任何断路器检修,不影响对系统的连续供电;b任何一进出线断路器故障或拒动以及
12、母线故障,不应切除一台以上机组和相应的线路;c任何一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合,以及当母线分段或母线联络断路器故障或拒动时,不应切除两台以上机组和相应的线路;d对于单机容量为的电厂经过论证在保证系统稳定和发电厂不致全停电的条件下允许切除两台以上机组.1.2 220KV电气主接线设计1.2.1 原始资料分析图1-1 单母线分段接线设计电厂为2200WM+2300WM电气部分设计,最大单机容量330MW,属于大型机组电厂.机组年利用小时数为5500h/a,大于一般的5000h/a,厂用电率为10%,又为火电厂,在电力系统中将主要承担基荷,并占有重要的地位,随着社会对供电质量的要求不
13、断提高,因此,其电气主接线的设计务必着重考虑其可靠性和供电的灵活性.主接线的形式可分为有汇流母线和无汇流母线两种形式,在进出线较多时,为便于电能的汇集和分配,采用母线作为中间环节,可使接线简单清晰,运行方便,有利于安装和扩建.但有母线后,配电装置占地面积较大,使用断路器等设备增多.无汇流母线的接线使用开关电器较少,占地面积小,但只适用于进出线回路少,不再扩建和发展的发电厂.从负荷特点及电压等级可知:本厂一期工程升高电压为220KV电压等级,共4回出线,拟采用双母线接线形式.发电机出口电压为15.75KV,既无直配负荷,又无特殊要求,拟采用单元接线形式.在对原始资料分析的基础上,结合电气主接线的
14、设计原则,经综合比较,将可能采用的较佳方案列出,然后论证比较,确定最佳方案.1.2.2 方案论证方案一:单母线分段接线(如图1-1)单母线分段接线的特点:1、路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电.2、当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重经要用户停电.3、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检修期停电.4、当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越.5、扩建时需要向两个方向均衡扩建. 图1-2 双母线接线方案二:双母线接线双母线接接钱的特点:1、供电可靠.通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检
15、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;检修任一母线隔离开关,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.能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的要求.3、扩建方便.向双母线的左右任一个方向扩建,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.当有双回路架空线路时,可以顺序布置,以致联接不同的母线段时,不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越.4、便于实验.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.增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关.5、当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器,容易误操作
16、.为了避免隔离开关误操作,需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置.1.3 主接线方案的确定可靠性比较: 单母线分段接线当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检修期停电. 而双母线接通过两组母线隔离开关的倒换操作,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;检修任一母线隔离开关,只停该回路.所以双母线接线可靠性高.灵活性比较:单母线分段接线扩建时需要向两个方向均衡扩建.双母线接线向双母线的左右任一个方向扩建,均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配.所以双母线接线灵活性较高.两种接线方式的经济性比较:设备投资:两种方案断路器个数相同,母线和隔离开关双母线投资
17、稍大.占地面积:两种接线形式占地面积基本相同综上所述,对两种接线方案进行综合比较:双母线接线的可靠性和灵活性较高.两种接线所用断路器个数相同,双母线母线和隔离开关投资稍大,考虑到可靠性和灵活性的重要,本次设计选用双母线接线方案.1.4 主变压器的选择在发电厂中,用来向电力系统或用户输送功率的变压器,称为主变压器,用于两种电压等级之间交换功率的变压器,称为联络变压器;只供本厂用电的变压器,称为厂用变压器或自用变压器.1、主变压器容量和台数的选择发电机与主变压器为单元连接时,主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择:(1)按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后留有10%的裕度.(2)按发电机的最
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