火力發(fā)電廠電氣接線設(shè)計

1、4x200MW火力發(fā)電廠電氣部分及繼電保護設(shè)計摘 要 本文通過對原始資料的分析，了解本廠的具體情況及其在系統(tǒng)申的地位，作用:依據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，對電氣主接線進行分析，從而選擇最適合本廠情況的主掃線方案，為選擇最適合的電器設(shè)備及繼電保護裝置進行了短路電流保護的配置及整定，從面滿足可靠、靈敏、快速且有選擇的要求。 關(guān)鍵詞:電氣主接線 電氣設(shè)備 繼電保護目 錄緒 論第一章 電氣主接線設(shè)計11 原始資料分析12主接線方案的確定第二章 主設(shè)備的選擇第三章 發(fā)電機變壓器及發(fā)一變組保護方式的選擇及整定第四章 短路計算第五章 全廠繼電保護及自動裝置配置 緒 論一·設(shè)計在工程建設(shè)中的作用 設(shè)計

2、是工程建設(shè)的重要組成部分，是先進技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的組帶。合理的設(shè)計對工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費用以及投產(chǎn)的運行安全和生產(chǎn)的經(jīng)濟效益起著決定性的作用。 設(shè)計的基本任務(wù)是，在工程建設(shè)中貫徹國家的基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策，做出切合實際，安全適用、技術(shù)先進、綜合經(jīng)濟效益好的設(shè)計，有效地為電力建設(shè)服務(wù)。二·設(shè)計工作應(yīng)遵循的度原則 (1)遵守國家得法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序，特別應(yīng)貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術(shù)進步的方針。 （2）要運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理中央與地方、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、沿海與內(nèi)地、城市與鄉(xiāng)村、遠期與近期、平時與戰(zhàn)時，技改與新建、生產(chǎn)

3、與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關(guān)系。 （3）要根據(jù)國家規(guī)范，標準與有關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程的不同性質(zhì)，不同要求，從國情出發(fā)，采用中等適用的技術(shù)，合理的確定設(shè)計標準，對生產(chǎn)工藝，主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進、對非生產(chǎn)性的建設(shè)，應(yīng)堅持適用、經(jīng)濟，在可能條件下注意美觀的原則。 (4 )要實行資源的綜合利用，要節(jié)約能源、水源、要保護環(huán)境，注意專業(yè)化和協(xié)作，節(jié)約用地，合理利用勞動力，產(chǎn)足于自力更生。三·設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計的內(nèi)容是4*200MW火力發(fā)電廠的電氣部分及繼電保護部分，包括以下幾個方面的內(nèi)容: 1·電氣主接線的設(shè)計 電氣主接線是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，關(guān)系到系統(tǒng)的供電的可靠

4、性、運行調(diào)度的靈活性和經(jīng)濟性。為了保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，必須提高大機組超高壓電氣主接線的可靠性。 2.短路電流計算及設(shè)備的選擇 短路電流計算是電器設(shè)計重的主要環(huán)節(jié)能，本設(shè)計中短路電流的計算方法采用標么值折算法，在網(wǎng)絡(luò)的等值變換與化簡利用分布系數(shù)法化簡。 電氣設(shè)備的選擇是國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地的前提下的正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校驗電器的條件。 3·繼電保護的設(shè)計與配置 電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行，設(shè)計在選擇保護方式時，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和

5、速動性的要求:設(shè)計各種電器設(shè)備的保護時，對下列各項作了綜合考慮: (1)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點和運行特性; (2)故障出現(xiàn)了概率及可能造成的后果; (3)電力系統(tǒng)的近期發(fā)展情況; (4)經(jīng)濟上的合理性; (5)國內(nèi)外的成熟經(jīng)驗。 所選用的保護方式要滿足電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和發(fā)電廠主接線的要求。并宜考慮電力系統(tǒng)和發(fā)電廠運行方式的靈活性。 第一章 電氣主接線設(shè)計11 原始資料分析 一· 發(fā)電廠設(shè)計總則 1·發(fā)電廠的規(guī)劃和設(shè)計必須樹立全局觀點，依靠技術(shù)進步，認真勘測、精心設(shè)計、不斷總結(jié)經(jīng)驗和極慎重地，有步驟地推廣國內(nèi)外先進技術(shù)，因地制宜地采用新材料、新設(shè)備、新工藝、新結(jié)構(gòu)、從實際出發(fā)，努力提

6、高機械性、自動化水平、改善職工的工作條件和體后條件，做出 最優(yōu)方案，為提高發(fā)電廠的可靠性，可用充，勞動生產(chǎn)率、降低造價、煤耗、廠用電率、節(jié)約電能、縮短工期打下基礎(chǔ)。 2發(fā)電廠的設(shè)計必須按國家規(guī)定的基本建設(shè)程序進行，發(fā)電廠設(shè)計的一般程序是:初步可行性研究，項目建議書編制，可行性研究，設(shè)計任務(wù)書編制，初步設(shè)計施工圖設(shè)計。 3·在發(fā)電廠設(shè)計中，除應(yīng)執(zhí)行 火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程外，還應(yīng)執(zhí)行有關(guān)國家標準、專業(yè)標準、規(guī)范和規(guī)程的確定。 二·設(shè)計中應(yīng)遵循的主要原則 1要遵守國家的法律、法規(guī)。貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序，特別應(yīng)貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和基本建設(shè)促進技術(shù)進

7、步的方針。 2 要運行系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理中央與地方、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、沿海與內(nèi)地、城市與鄉(xiāng)村、遠期與近期，平時與戰(zhàn)時、技改與新建、生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等全面的關(guān)系。 3要根據(jù)國家規(guī)范、標準下有關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程的不同性質(zhì)、不同要求，從我國實際情況出發(fā)，采用中等適用的先進技術(shù)，合理地確定設(shè)計標 準，對生產(chǎn)工業(yè)，主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進、對非生產(chǎn)性的建設(shè)，應(yīng)堅持適用、經(jīng)濟，在可靠條件下，注意美觀的原則。 4要實行資源的綜合利用，要節(jié)約能源、水源、要保護環(huán)境，要注意專業(yè)化協(xié)作化，要節(jié)約用地，要合理作用勞動力，要立足于自力更生。 三·原始資料 1·廠址概況

8、: 廠址在一大型煤礦區(qū)內(nèi)，為一坑口電站，所用燃料由煤礦直接供給。電廠生產(chǎn)的電力除廠用電外，全部由5回220KV線路送到系統(tǒng)。廠區(qū)地勢不平坦，地址條件較好，有新建公路、鐵路，通往礦區(qū)，廠址附近有大河通過，水量豐富，屬于六級地震區(qū)，凍土屋1·5米，履冰層厚度lOmm，最大風速20M/S，年平均氣溫+6。C，最高溫度+38。C，土壤電阻率500歐。 2·機組參數(shù): 鍋爐:4XHG-670/140-1 汽輪機:4KN2O0-130/535/535 發(fā)電機:4XQFQS-200-2 3·系統(tǒng)情況 其申:火電廠:2XQFS-300-2 2XTSS1264/160-48 2XS

9、FPL-360/22OKV 水電力:3XTSS1264/160-48 3XSFPL-360-220 四·原始數(shù)據(jù)分析: 1·環(huán)境條件 廠址在一大型煤礦區(qū)內(nèi)，為一坑口電站，所用燃料由煤礦直接供給，礦內(nèi)地質(zhì)條件較好，在較好的公路、鐵路、交通方便，器材便于運輸。廠址附近水量豐富，宜采用淡炎作為冷卻水水源，且不需進行處理即可作為工業(yè)用水，以河網(wǎng)作為冷卻地和水源。廠址屬于六級地震區(qū)，規(guī)定裂皮低，在選擇電器時，可不考慮采用防震措施。冰土層1·5米，符合一般條件，可以不對屋外裝置作特殊考慮。履冰層為10MM，在選擇隔離開關(guān)時，應(yīng)考慮其破冰厚度應(yīng)大于安裝場所的最大履冰厚度。最大風

10、帶25m/S，符合一般條件，可不做特殊考慮。年平均氣溫年+6，最高溫度+38，最低溫度-30，在選擇導(dǎo)體與電氣設(shè)備時應(yīng)考慮溫度修正系數(shù)。土壤電阻率50歐米。 2·本廠在電力系統(tǒng)中的地位，作用及其它電力系統(tǒng)的聯(lián)系。 本廠有4X200MW機組，總裝機容量為800MW，屬于大型發(fā)電廠，系統(tǒng)容量為4X300+2X100MW，總共1400MW，本廠占57.1%，所以本廠在系統(tǒng)中占有重要地位，且以220KV輸送，輸送距離長、功率大、一旦停電，影響范圍大，22OKV出線5回，所以設(shè)計時應(yīng)嚴格要求。 12 電氣主接線 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，主接線的

11、確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇，配電裝置配置，繼電保護和控制方式的擬定有較大影響，本廠的電壓等級為22OKV，對22OKV配電裝置的接線方式應(yīng)按發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位，負荷情況，出線回路數(shù)、設(shè)備特點、周圍環(huán)境以及發(fā)電廠的規(guī)劃容量等條件確定。 接在母線上的避雷器和電壓互感器，宜用1組隔離開關(guān)，接在發(fā)電機、變壓器引線或中性點上的避雷器可裝設(shè)隔離開關(guān)。 當配電裝置變化大且出線回路較多時，宜采用雙母線或雙母線分段的接線，有條件時22OKV配電裝置也可采用一個半斷路器接線。采用單母線或雙母線的1lOKV-220KV配電裝置，當斷路器為少油型

12、或少油型式壓縮空氣時型時，除斷路器有條件停電檢修時，應(yīng)設(shè)置旁路裝置，當22OKV出線為4回及以上，宜采用專用旁路斷路器的旁路母線。一、原始資料分析 11在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合電氣主接線的可靠性，靈活性及經(jīng)濟性等基本條件，綜合考慮，在滿足技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進，供電安全可靠，經(jīng)濟合理的主接線萬案。發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問題，主接線的設(shè)計，首先應(yīng)保證其滿發(fā)、滿供、不積壓發(fā)電能力，同時盡可能減少能量過程中的損失，以保證供電邊疆性，為此，對大、中型發(fā)電廠主接線的可靠性擬以下幾萬面考慮: 1·線路檢修時，是否影響連續(xù)供電; 2·線路、斷路器或母線故

13、障，以及在母線檢修時，造成停電饋線停運的 回路多少和停電時間的長短，能否滿足1、11類負荷對供電的要求; 3·本發(fā)電廠有無全廠停電的可能性; 4，大型機組全部停電，對電力系統(tǒng)特定運行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。 5·可靠性的客觀衡量標準是運行實際，故應(yīng)考慮積累的運行實踐經(jīng)驗; 6，主接線的可靠性是它的機組或元件在運行中的可靠性、綜合性，因此不僅要考慮一次設(shè)備 (母線、斷路器、隔離開關(guān)?；ジ衅鞯?的故障率及其對供電的影響，還要考慮繼電器保護等，二次設(shè)備的故障率及其對供電的影響。當然，可靠性并不是絕對的，分析和評估主接線的可靠性時，不能脫離了發(fā)電廠和變電所在系統(tǒng)中的地位和作用，所

14、以對大。中型發(fā)電廠主接線，除一般定性分析其可靠性外，尚需進行可靠性定時計算。 主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運行方式的變化，且在檢修、事故等情況下操作方便，調(diào)度靈活，檢修安全，擴建發(fā)展方便，具體要求如下: 1)應(yīng)能靈活的 (的切除)-引起機組或線路，調(diào)配電源和負荷，能滿足 系統(tǒng)在事故，檢修及特殊方式下的調(diào)度要求。 2)能方便的停運斷路器，母線及繼電保護設(shè)備進行安全檢修時不影響電 力網(wǎng)的正常運行供電。 3)應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，在擴建時，一次和二次設(shè)備所需 改造很少。在滿足可靠的前提廠，盡量可能做到經(jīng)濟，應(yīng)按如下要求: 1投資省;主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器，隔離開關(guān)電流和電

15、壓互感器，避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護，不過于復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資，要能限制短路電流，以便合理的選擇電氣設(shè)備或輕型電器; 2·占地面積小，主接線要為配電裝置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。 3·電能損失小:主接線要為配電裝置創(chuàng)造條件，經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的形式容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。 此外在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復(fù)雜的操作本世紀為簡化主接線，發(fā)電廠接入系統(tǒng)的電壓等級一般不過超過兩種。 二·據(jù)對原始資料的分析，現(xiàn)將各種電壓等級可能采用的最佳方案列出，以優(yōu)化組合，組成最佳方案。 A

16、3;由于本廠的機組為4X2OOMW，屬于大型機組，所以采用發(fā)電機變壓器單元接線。且發(fā)電機引出線和廠用分友，電壓互感器，應(yīng)采用全連式分相封閉母線。 B·主變壓器采用雙繞組變壓器，而不采用三繞組變壓器。1)采用三繞組變壓器時，發(fā)電機出口要求裝設(shè)斷路器，但由于額定電流及短路電流太大，使得出口斷路呂制造困難，造價高。2)機組要求避免在出口發(fā)生短路，除采用安全可靠的分相封閉母線外，主回路力求簡單，盡量不裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)，而采用雙繞組變壓器時，就可不裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。 3)布置在主廠房的主變壓器，廠用變壓器和備用變壓器的參量較多，若主變壓器為三繞組時，增加了中側(cè)引線的構(gòu)架，并且變壓器可能

17、為單相，將造成布置的復(fù)雜和困難。 容量為200MW及以上發(fā)電機與雙繞組變壓器為單元接線時，在發(fā)電機與變壓之間不應(yīng)裝設(shè)斷路器，也不宜裝隔離開關(guān)，但可有可拆連接點。 本電廠僅有一個電壓等級等級22OKV，僅向系統(tǒng)供電，出線回路數(shù)5回，電壓調(diào)，輸送距離遠，為保證其可靠性，可能有多種連接方式，經(jīng)定性分析，連線較可能為雙母線四分段，雙母帶旁路接線。 根據(jù)以上分析，經(jīng)篩選，可保留下面幾種可能的方案; 電氣主接線方案及確定根據(jù)規(guī)程可以擬訂以下幾種方案 方案進行比較: 一·方案的可靠性由于22OKV電壓高，輸電線路長，須對兩種可行的接線方案進行可靠性比較，主要考慮以下幾個方面：1） 斷路器檢修時，不

18、宜影響對系統(tǒng)的供電；2） 斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運運，并要保證對一級負荷及全部重要負荷的供電；3） 盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性；220KV線路5條且線路較長，輸送功率大，停電影響大并且斷路器檢修停電時間長，因此，一般只考慮裝設(shè)雙母線以上接線方式：3/2斷路器接線在檢修和故障重合的情況下，停運回路不超過兩回，具有高度的可靠性。雙母四分段任何一進出斷路器故障或一段母線故障，停運范圍為整個母線的1/4，一段母線故障、分段或母聯(lián)拒動的雙重故障，停運兩段母線，不過這種故障概率極低。根據(jù)以上要求選用雙母線、雙母線帶旁路和一臺半斷路器接線都能滿足要求，重要是進行操作靈活性和經(jīng)濟性比較；靈活性