電氣施工分析

1、題目：題目：2350MW熱電廠電氣部分熱電廠電氣部分設(shè)計(jì)姓名：楊切均設(shè)計(jì)姓名：楊切均專業(yè)：電氣工程及自動化專業(yè)：電氣工程及自動化 發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分, 也直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部阿分的重要組成部分。本文為規(guī)劃4350MW熱電廠的一期工程2350MW熱電廠電氣部分設(shè)計(jì)，通過對擬建火力發(fā)電廠的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，從安全性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性方面考慮，確定了220kV以及廠用電的主接線，然后通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)、容量及型號，同時也確定了廠用變壓器的容量及型號。最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)

2、算的結(jié)果，對高壓斷路器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子、穿墻套管、電壓互感器、電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了2350MW熱電廠電氣部分設(shè)計(jì)。課題的任務(wù)、目的與意義課題的任務(wù)、目的與意義 第一章 繼電保護(hù)的基本概念 1.前言1.1電力系統(tǒng)概述由發(fā)電機(jī)、輸配電線路、變配電所以及各種用戶用電設(shè)備連接起來所構(gòu)成的整體，被稱為電力系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的

3、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。因此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。1.2電力工業(yè)的發(fā)展概況電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實(shí)現(xiàn)自動化。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)、社會生產(chǎn)和人民生活的各個方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。到2011年底，我國發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá)10.6億千瓦，居世界第2位，發(fā)電量達(dá)4.8萬億度，居世界第1位。是電力系統(tǒng)的最

4、大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動了社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的變化，電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 1.3我國電力行業(yè)發(fā)展方針目前我國人均擁有裝機(jī)容量和人均占有發(fā)電量較低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平均水平不高，火電廠的污染物排放量高，電網(wǎng)相對薄弱，供電可靠性偏低。未來提高效率和保護(hù)環(huán)境，及時關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴(yán)重的小火電機(jī)組，以大代小，裝設(shè)煙氣脫硫及降低氮氧化物設(shè)施，開展?jié)崈裘喝紵夹g(shù)的研究及應(yīng)用。主要的發(fā)展方針有：1)積極發(fā)展水電，水能資源是可再生的、清潔的能源；在電力系統(tǒng)中，

5、有一定比重的水電裝機(jī)容量對對系統(tǒng)調(diào)峰和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行極為有利；水電站的發(fā)電成本低，水庫可以綜合利用。我國水電裝機(jī)容量目前僅開發(fā)了少部分，所以要積極發(fā)展水電。2)優(yōu)化發(fā)展火電，我國有豐富的煤炭、石油和天然氣，火電廠的廠址不受限制，建設(shè)周期短，能較快發(fā)揮效益。3)適當(dāng)發(fā)展核電。4)重點(diǎn)發(fā)展電網(wǎng)，促進(jìn)全國聯(lián)網(wǎng)。5)因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，做好農(nóng)村電氣化建設(shè)，在邊遠(yuǎn)農(nóng)村和沿海島嶼，因地制宜建設(shè)小水電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和太陽能發(fā)電等。1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基本思想本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是一個2*350MW火力發(fā)電廠的電氣部分設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中一共分以下幾個步驟來完成本次的設(shè)計(jì)任務(wù)。1.4.

6、1畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo)1）電廠規(guī)模：裝機(jī)容量: 裝機(jī)2臺，容量為：2350MW 超臨界供熱式汽輪發(fā)電機(jī)組。350MW發(fā)電機(jī)參數(shù)：額定電壓20KV，額定電流10812A，額定功率因數(shù)0.85。并計(jì)劃在二期裝2臺同樣機(jī)組。一期工程與系統(tǒng)用3回220KV線路聯(lián)系。2）主要技術(shù)指標(biāo)：（1） 保證供電安全、可靠、經(jīng)濟(jì)；（2）功率因數(shù)達(dá)到0.9及以上3）主要內(nèi)容：（1）確定主接線：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，選擇變壓器的容量、臺數(shù)、型號等，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的23個主接線方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案。（2）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，繪

7、制等值網(wǎng)絡(luò)圖，計(jì)算短路電流，并列表匯總。（3）電氣設(shè)備的選擇：選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、 電壓互感器、母線、電纜、避雷器等，選用設(shè)備的型號、數(shù)量匯總成設(shè)備一覽表；（4）主變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算及配置（5）高壓廠用電動機(jī)的自啟動校驗(yàn) 1.4.2畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本思想及設(shè)計(jì)工作步驟1）主接線的設(shè)計(jì)發(fā)電廠的主接線是保證電網(wǎng)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布置、選擇、自動化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重

8、要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。2）主變壓器的選擇發(fā)電廠200MW及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時的主變壓器應(yīng)滿足DL50002000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)容量扣除一臺廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過65的條件進(jìn)行選擇”。 2. 2. 電氣主接線電氣主接線2.12.1電氣主接線概述電氣主接線概述電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主

9、接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運(yùn)行的可靠要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大的影響。發(fā)電廠的電氣主接線是保證電力網(wǎng)安保護(hù)和控制方式的擬定有較大的影響。發(fā)電廠的電氣主接線是保證電力網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布置、選擇、自動化水平和二次回路全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布置、選擇、自動化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。2.1.12.1.1電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性電氣

10、主接線設(shè)計(jì)的重要性首先，電氣主接線圖示電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，首先，電氣主接線圖示電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠電氣主接線圖，了解電路中各種電器設(shè)備的因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠電氣主接線圖，了解電路中各種電器設(shè)備的用途、性能及維護(hù)、檢查項(xiàng)目和運(yùn)行的步驟。其次，電氣主接線表明了發(fā)電用途、性能及維護(hù)、檢查項(xiàng)目和運(yùn)行的步驟。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運(yùn)機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運(yùn)行方式。電氣主接線直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝

11、置的布置、繼行方式。電氣主接線直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。再次，電保護(hù)和自動裝置的確定。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。再次，由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、輸電和用電視在同一時刻完成的，所由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、輸電和用電視在同一時刻完成的，所以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活。直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活。 2.2對原始資料的分析從原始資料和文獻(xiàn)（4）可以知道，本

12、電廠屬于地區(qū)性供熱火力發(fā)電廠，一期建成后裝機(jī)容量為700MW，二期建成后總裝機(jī)容量為1400MW，建成后與周邊的幾個電廠形成區(qū)域電網(wǎng)。該電廠的發(fā)電量除了本廠廠用電剩余的電力向系統(tǒng)供電，因此，本電廠在系統(tǒng)中有重要作用。電廠是否安全、可靠運(yùn)行直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益，可見該電廠的重要性。2.3擬定可行的主接線方案2.3.1 變壓器的選擇計(jì)算1）臺數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設(shè)發(fā)動機(jī)母系，發(fā)動機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)動機(jī)電壓出線的供電可靠，本廠220KV等級主變壓器選用三相式變壓器2臺。2）容量：單元接線中的主變壓器容量SN應(yīng)按發(fā)動機(jī)容量扣除本機(jī)組的廠

13、用電負(fù)荷后，預(yù)留10%的裕度選擇。 2.4.1.3廠用工作電源引接方式 因?yàn)榘l(fā)電機(jī)和主變采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變低壓側(cè)引接。 2.4.1.4廠用備用電源引接方式 廠用備用電源采用一臺啟備變，獨(dú)立從220KV母線引至啟備變，啟備變采用低壓側(cè)雙繞組分裂變壓器。 2.4.1.5確定廠用電系統(tǒng) 廠用電系統(tǒng)采用如圖方案一和方案二，廠用電在兩個方案中都是一樣。 2.4.2廠用變壓器的選擇 2.4.2.1廠用變壓器的選擇原則 1）變壓器主、付邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)額定電壓相適應(yīng)。 2）連接組別的選擇，宜使同一電壓級的廠用工作、備用變壓器輸出的電壓相位一致。 3）阻抗電壓及調(diào)壓

14、形式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及廠用電負(fù)荷正常波動范圍內(nèi)，廠用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的5%。 4）變壓器的容量必須保證電動機(jī)及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。3. 短路電流的計(jì)算3. 1短路計(jì)算的目的因?yàn)槎搪饭收蠈﹄娏ο到y(tǒng)可能造成極其嚴(yán)重的后果，所以一方面應(yīng)采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置。計(jì)算短路的主要目的在于：1）為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)；2）為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)；3）為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。3. 2短路電流計(jì)算的條件3.2. 1基本假定條件1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。2）所有電源的電動勢相位角相同。3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。4）短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間；5）不考慮短路點(diǎn)的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻忽略不計(jì)。6）不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗