大型機(jī)組電廠電氣部分初步設(shè)計

1、xxxx學(xué)院課程設(shè)計(論文)任務(wù)書課程設(shè)計(論文)題目：大型機(jī)組電廠電氣局部初步設(shè)計系 別 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 畢業(yè)設(shè)計(論文)進(jìn)行地點： 任 務(wù) 下 達(dá) 時 間： 2021 年 7 月 4 日 起止日期：2011年7月4日起至 2011年7月15日止教研室主任 年 月 日批準(zhǔn)發(fā)電廠電氣局部課程設(shè)計評定表指導(dǎo)教師評審意見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評分加權(quán)分調(diào)研論證能獨立查閱文獻(xiàn)，收集資料能制定課程設(shè)計方案和日程安排0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨立完成設(shè)計工作0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜0.25

2、432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整標(biāo)準(zhǔn)。0.55432指導(dǎo)教師評審成績加權(quán)分合計乘以12分加權(quán)分合計指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 年 月 日評閱教師評審意見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分調(diào)研論證查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力。0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整標(biāo)準(zhǔn)。0.35432評閱教師評審成績加權(quán)分合計乘以8分加權(quán)分合計評 閱 教 師 簽 名:年 月 日課程

3、設(shè)計總評成績分系部： 班級： 學(xué)生姓名：前 言本次課程設(shè)計的題目是大型機(jī)組電廠電氣局部初步設(shè)計，該電廠為4X200MW的機(jī)組。本次設(shè)計通過對原始資料的分析、了解設(shè)計的具體情況及在系統(tǒng)中的重要地位、作用，依據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性，對電氣主接線進(jìn)行分析，從而選擇最適合本廠的情況的主接線。本次設(shè)計主要包括主變壓器的選擇、電氣主接線的選擇、短路電流的計算、高壓電氣設(shè)備的選擇、廠用電的設(shè)計和配電裝置的選擇等幾項。本次課程設(shè)計時學(xué)生在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，復(fù)習(xí)穩(wěn)固本課程及其他課程的有關(guān)知識，增強(qiáng)工程觀念，通過設(shè)計，加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的理解，掌握理論聯(lián)系實際的思路與方法。學(xué)會多種參考文獻(xiàn)資料

4、的查閱和使用，為學(xué)生今后到發(fā)電廠從事集控運行崗位工作奠定了扎實的根底。本次設(shè)計中，全面細(xì)致的考慮工程設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)運行的可靠性、靈活性等諸多因素，在老師的講解和幫助下，順利完本錢次設(shè)計。目錄0 課程設(shè)計任務(wù)書10.1設(shè)計的原始資料及依據(jù)10.2設(shè)計的主要內(nèi)容及要求10.3對設(shè)計說明書、論文撰寫內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)的要求20.4課題完成后應(yīng)提交成果的種類、數(shù)量、質(zhì)量等方面的要求20.5時間進(jìn)度安排21 緒 論31.1 課題背景31.2 原始資料41.3 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的任務(wù)和根本要求41.4 課程設(shè)計的目的和要求51.4.1 課程設(shè)計的目的51.4.2 課程設(shè)計的要求51.5 我國電力行業(yè)開展

5、方針52主變壓器的選擇62.1主變壓器選擇原那么6主變壓器容量、臺數(shù)的選擇6主變壓器形式的選擇72.2主變壓器容量、臺數(shù)和型號的計算7主變壓器容量的計算7主變壓器臺數(shù)的選擇7主變壓器型號的選擇83 電氣主接線設(shè)計93.1 電氣主接線的要求93.1.1 可靠性93.1.2 靈活性93.1.3 經(jīng)濟(jì)性103.2 對原始資料的分析103.3 擬定可行的主接線方案113.3.1 主接線方案113.3.2 比擬主接線方案114短路電流的計算124.1短路電流計算的目的124.2短路電流計算條件13根本假定13一般規(guī)定134.3 4200MW發(fā)電廠二期工程電氣局部初步設(shè)計135 電氣設(shè)備的選擇165.1

6、電氣設(shè)備選擇概述165.2 電氣設(shè)備選擇的一般要求165.3 電氣設(shè)備選擇的校驗內(nèi)容165.4 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件175.5 按正常工作條件選擇18按額定電壓選擇18按額定電流選擇18按短路情況校驗185.6 敝露母線及電纜的選擇195.6.1 敝露母線的選擇195.6.2 母線的選擇195.7本次設(shè)計母線的選擇205.8高壓斷路器的選擇20種類和形式的選擇20按額定電壓選擇20按額定電流選擇20額定開斷電流選擇21額定關(guān)合電流選擇21熱穩(wěn)定校驗21動穩(wěn)定校驗215.9 6.3KV側(cè)斷路器的選擇225.10隔離開關(guān)的選擇225.11 6kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇235.12電流互感器的選擇245

7、.13 6kv側(cè)電流互感器的選擇245.14電壓互感器的選擇25測電壓互感器的選擇25型式選擇25準(zhǔn)確級的選擇256 廠用電的設(shè)計266.1廠用電設(shè)計的原那么和要求26廠用負(fù)荷的分類2661.2 根本要求266.2 廠用電源選擇276.2.1 廠用電電壓等級確實定276.2.2 廠用電系統(tǒng)接地方式276.2.3 廠用工作電源引接方式276.2.4 廠用備用電源和啟動電源引接方式276.2.5 確定廠用電系統(tǒng)276.3 廠用變壓器選擇276.3.1 廠用電主變選擇原那么276.3.2 確定廠用電主變?nèi)萘?86.3.3 常用變壓器確實定287 配電裝置的設(shè)計297.1 配電裝置的選擇原那么297.

8、2 配電裝置的特點307.3 配電裝置的根本要求和設(shè)計的根本步驟30根本要求30設(shè)計的根本步驟307.4 配電裝置的設(shè)計要求31滿足平安凈距的要求31施工、運行和檢修的要求317.5屋內(nèi)配電裝置327.6本次設(shè)計中配電裝置方式的選擇32與原始資料分析及前面各設(shè)備間的計算32屋內(nèi)配電裝置的選圖33后記33參考文獻(xiàn)34致謝35附錄A 圖2-1 電氣主接線圖方案一雙母線接線附錄B 圖2-2電氣主接線圖方案二雙母線帶旁路接線附錄C 圖6-1廠用電接線圖0 課程設(shè)計任務(wù)書0.1設(shè)計的原始資料及依據(jù)4×200MW區(qū)域性發(fā)電廠電氣局部設(shè)計廠址概況：本廠在一大型煤礦區(qū)內(nèi)，為坑口電廠，所有燃料由煤礦直

9、接供給。電廠生產(chǎn)的電能除用于廠用外，全部以5回220kV線路送入系統(tǒng)。廠區(qū)地勢較不平坦，地質(zhì)條件好，有新的公路、鐵路通向礦區(qū)，交通方便。廠址附近有大河通過，水量豐富，屬于6級地震區(qū)，凍土層1.5米深，覆冰厚10mm；最大風(fēng)速20m/s；年平均溫度+6，最高氣溫+38，最低氣溫-36，土壤電阻率>500。機(jī)組參數(shù)：鍋爐：汽機(jī)：發(fā)電機(jī)：電力系統(tǒng)接線圖，如以下圖0.2設(shè)計的主要內(nèi)容及要求1） 選擇本廠主變壓器和廠用變壓器的容量和臺數(shù)，型號，參數(shù)。2） 設(shè)計本廠電氣主接線，選取幾個電氣主接線方案，確定個比擬合理的電氣主接線。3） 確定高壓廠用電系統(tǒng)接線形式。4） 計算所需要的短路電流。5） 選擇

10、本廠所需的電氣設(shè)備，包括：母線，高壓斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器等，互感器容量不校。6） 高壓配電裝置設(shè)計。通過設(shè)計，加深學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識的理解，掌握理論聯(lián)系實際的思路與方法，學(xué)會多種參考文獻(xiàn)資料的查閱和使用。為學(xué)生今后到發(fā)電廠從事集控運行崗位工作奠定扎實的根底。0.3對設(shè)計說明書、論文撰寫內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)的要求1) 說明書裝訂成冊；文字內(nèi)容盡量用計算機(jī)打印。2) 附電廠電氣主接線圖和廠用接線圖。0.4課題完成后應(yīng)提交成果的種類、數(shù)量、質(zhì)量等方面的要求設(shè)計成果應(yīng)滿足學(xué)院對同等層次學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的要求。0.5時間進(jìn)度安排時間安排表順序階段日期計 劃 完 成 內(nèi) 容備注1參考資料借閱，

11、擬定設(shè)計思路2對相關(guān)知識進(jìn)行研究、學(xué)習(xí)3編寫設(shè)計說明書47.13整理論文5設(shè)計辯論1 緒 論1.1 課題背景 由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供給到各負(fù)荷中心。由于電源點與負(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)供給與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(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

12、生產(chǎn)和輸運過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、 控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得平安、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。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)已成為我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的根底，得到迅猛開展。本設(shè)計的主要內(nèi)容包括：通過原始資料分析和方案比擬，確定發(fā)電廠的電氣主接線。計算短路電流，并根據(jù)計算結(jié)果來選擇和效驗主要電氣設(shè)備。1.2 原始資料1、課題名稱：800MW區(qū)域性發(fā)電廠電氣局部設(shè)計2、原始資料： (1) 廠址概況：本廠在一大型煤

13、礦區(qū)內(nèi)，為坑口電廠，所有燃料由煤礦直接供給。電廠生產(chǎn)的電能除用于廠用外，全部以5回220kV線路送入系統(tǒng)。廠區(qū)地勢較不平坦，地質(zhì)條件好，有新的公路、鐵路通向礦區(qū)，交通方便。廠址附近有大河通過，水量豐富，屬于6級地震區(qū)，凍土層1.5米深，覆冰厚10mm；最大風(fēng)速20m/s；年平均溫度+6，最高氣溫+38，最低氣溫-36，土壤電阻率>500 。 (2) 機(jī)組參數(shù)： 鍋爐： 汽機(jī)： 發(fā)電機(jī)：(3) 電力系統(tǒng)接線圖，如圖1-1； 圖1-11.3 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的任務(wù)和根本要求電力系統(tǒng)包括發(fā)電、送電、變電、配電、用電以及與之相適應(yīng)的通信，平安自動裝置、繼電保護(hù)、調(diào)度自動化等設(shè)施，電氣系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計

14、及運行的任務(wù)是：在國民經(jīng)濟(jì)開展方案的統(tǒng)籌安排下，合理開發(fā)、利用動力資源，用較少的投資和運行本錢，來滿足國民經(jīng)濟(jì)各部門及人民生活不斷增長的需要，提供充足可靠和質(zhì)量合格的電能。電力系統(tǒng)規(guī)劃是根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)開展方案和現(xiàn)有電力系統(tǒng)實際情況，結(jié)合能源和交通條件，分析負(fù)荷及其增長速度，預(yù)計電力電量的開展，提高電源建設(shè)和系統(tǒng)網(wǎng)架的設(shè)想擬定、勘測、設(shè)計以及新設(shè)備試制的任務(wù)。1.4 課程設(shè)計的目的和要求 課程設(shè)計的目的發(fā)電廠電氣局部課程設(shè)計是學(xué)生在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，復(fù)習(xí)穩(wěn)固本課程及其他課程的有關(guān)知識，增強(qiáng)工程觀念，通過設(shè)計，加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的理解，掌握理論聯(lián)系實際的思路與方法，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析

15、和解決問題的工作能力及實際工程設(shè)計的根本技能。 課程設(shè)計的要求 1熟悉國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導(dǎo)那么等，樹立供電必須平安、可靠、經(jīng)濟(jì)的觀念。 2掌握電氣局部設(shè)計的根本方法和主要內(nèi)容。 3熟悉電氣局部設(shè)計的根本計算。 4學(xué)習(xí)工程設(shè)計的說明書得撰寫。1.5 我國電力行業(yè)開展方針 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。為了提高效率和保護(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，以大帶小，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。主要的開展方針有：1、積極開展水電，水

16、能資源是可再生的、清潔的能源；在電力系統(tǒng)中，有一定比重的水電裝機(jī)容量對系統(tǒng)調(diào)峰和平安經(jīng)濟(jì)運行極為有利；水電站的發(fā)電本錢低，水庫可以綜合利用。我國水電裝機(jī)容量目前僅開發(fā)了少局部，所以要積極開展水電。2、優(yōu)化開展火電，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、重點開展電網(wǎng)，促進(jìn)全國聯(lián)網(wǎng)4、因地制宜開展新能源發(fā)電，做好農(nóng)村電氣化建設(shè)，在遙遠(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。2主變壓器的選擇2.1主變壓器選擇原那么主變壓器容量、臺數(shù)的選擇 主變壓器容量和臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的選擇除依據(jù)根底

17、資料外，主要取決于輸送功率的大小與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度、運行方式及負(fù)荷的增長等因素，并至少考慮5年內(nèi)負(fù)荷的開展需要。如果容量選的過大，臺數(shù)選得過多，那么會增加投資、占地面積和損耗，不能充分發(fā)揮設(shè)備的效益，并增加運行和檢修的工作量；如果容量選的過小，臺數(shù)選的過少，那么可能封鎖發(fā)電廠剩余功率的傳送，或限制變電所符合的需要，影響系統(tǒng)不同電壓等級之間的功率變換及運行的可靠性等。因此，應(yīng)合理選擇其容量和臺數(shù)。主變壓器形式的選擇1、相數(shù)確實定在330Kv及以下發(fā)電廠和變電所中，一般都選用三相變壓器，因為一臺三相式較同容量的三臺單項式投資少、占地小、損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)簡單，運行維護(hù)較方便。在500KV及

18、以上的發(fā)電廠中，應(yīng)按其容量、可靠性要求、制造水平、運輸條件、負(fù)荷和系統(tǒng)情況等，經(jīng)技術(shù)比擬后確定。2、繞組確實定 1只有一種升高電壓向用戶供電或系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及只有兩種電壓的變電所，采用雙繞組變壓器。 2有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及有三種電壓的變電所，可以采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器。2.2主變壓器容量、臺數(shù)和型號的計算 主變壓器容量的計算 單元接線中的主變壓器容量 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留10的裕度選擇，為 (2.1) 發(fā)電機(jī)容量； 通過主變的容量 廠用電： 發(fā)電機(jī)的額定功率，發(fā)電機(jī)的額定容量為200MW，扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為： (

19、2.2)主變壓器臺數(shù)的選擇 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)電機(jī)母系，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的供電可靠，本廠主變壓器選用三相式變壓器4臺。主變壓器型號的選擇 1、 主變壓器容量的選擇：根據(jù)設(shè)計手冊，發(fā)電機(jī)與變壓器為單元連接式，主變壓器的容量為238.12MVA。 2、型式的選擇：根據(jù)主接線的設(shè)計，主變壓器選用雙繞組變壓器； 3、相數(shù)：因為母線電壓等級為220KV，應(yīng)選用三相變壓器。應(yīng)選擇三相雙繞組變壓器，型號為SFPL-240000/220的主變壓器，參數(shù)如表2-1表2-1型 號額定電壓KV阻抗電壓空截電流X/R高壓側(cè)低壓側(cè)Ud%I

20、o%SFPL-240000/22024242.515.7514.00.817.53 電氣主接線設(shè)計3.1 電氣主接線的要求電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣局部的主體，它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路的相互關(guān)系。所以，由文獻(xiàn)1可知；它的設(shè)計直接關(guān)系到全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護(hù)、自動裝置和控制方式確實定，對電力系統(tǒng)的平安、經(jīng)濟(jì)運行起著決定的作用。概括地說包括以下三個方面： 可靠性在研究主接線可靠性時應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗和其可靠性的定性分析；主接線的可靠性要包括一次局部和相應(yīng)組成的二次局部在運行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設(shè)備的可靠程度?？煽啃缘木唧w要求在于斷路器

21、檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；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)和停運時間，并要保證對一級負(fù)荷及全部或大局部二級負(fù)荷的供電。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：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、類負(fù)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)是運行實際，故應(yīng)充分考慮長期積累的運行時間經(jīng)驗；6、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)、互感器等的故障率及其對供電的影響，還要考慮繼電器保

22、護(hù)等二次設(shè)備的故障率及其對供電的影響。當(dāng)然，可靠性并不是絕對的，分析和評估主接線的可靠性時，不能脫離發(fā)電廠和變電所在系統(tǒng)中的地位合作用，所以對大、中型發(fā)電廠主接線，除一般定性分析其可靠性外，尚需進(jìn)行可靠性定量計算。 靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時的靈活性。在調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行平安檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電；擴(kuò)建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。主要有以下幾方面：1、應(yīng)能靈活的投入或切除一些機(jī)組

23、或線路，調(diào)配電源和負(fù)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(hù)設(shè)備進(jìn)行平安檢修且不影響電力網(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(kuò)建時，一次和二次設(shè)備所需要改造很少。 經(jīng)濟(jì)性 要節(jié)省投資，主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；要節(jié)省繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器；主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少；經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量、要防止因兩次變壓而增加電能損失。1、投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單

24、清晰，以節(jié)約斷路器，隔離開關(guān)電壓和電流互感器，避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護(hù)，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、絕緣子幾安裝費用； 3、電能損失小，主接線要為配電裝置創(chuàng)造條件，經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式容量和數(shù)量，防止兩次變壓而增加電能損失。3.2 對原始資料的分析 從原始資料可以知道，本電廠屬于地區(qū)性火力發(fā)電廠，建成后總?cè)萘繛?00MW，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)電容量除了本廠廠用電后剩余的電力向系統(tǒng)供電。出線回路為5回，

25、電壓高，輸送距離遠(yuǎn)，因此，本電廠在系統(tǒng)有重要作用。電廠是否平安、可靠運行直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益，可見該電廠的重要性。3.3 擬定可行的主接線方案 主接線方案 根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對主接線的根本要求，從技術(shù)上進(jìn)行論證各方的優(yōu)、缺點，淘汰了一些較差的方案，保存了兩個技術(shù)上相對較好的方案，即雙母線接線和雙母線帶旁路接線，如圖2.1和圖2.2所示。 比擬主接線方案 比擬內(nèi)容如表3-1表3-1優(yōu)點缺點方案一1、 供電可靠，通過兩組母線開關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不使斷電；2、 調(diào)度靈活性，各個電流或各個回路可以任意分配到某一組上；3、 擴(kuò)建方便，向雙母線的左右任何

26、一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源負(fù)荷的分配。1、 增加一組母線和使每回路增加一組母線隔離開關(guān)；2、 當(dāng)母線故障檢修時，隔離開關(guān)作為倒閘操作電器容易誤操作，需要在隔離開關(guān)與斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。方案二1、 可以輪流檢修母線而不致供電中斷；2、 檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路；3、 母線故障后能迅速恢復(fù)供電；4、 調(diào)度靈活；5、 檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，無需中斷其余回路的供電；6、 擴(kuò)建方便，便于實現(xiàn)。當(dāng)進(jìn)出線斷路器檢修時，就要用母聯(lián)斷路器代替旁路斷路器，雙母線變成了單母線，破壞了雙母線固定的鏈接運行方式，增加了進(jìn)出線回路母線隔離開關(guān)的倒閘操作。經(jīng)分析比擬，本廠采用方案一。4短

27、路電流的計算4.1短路電流計算的目的 在發(fā)電廠電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的的主要有以下幾個方面：1、電氣主接線的比選。2、選擇導(dǎo)體和電器。3、確定中性點接地方式。4、計算軟導(dǎo)線的短路搖擺。5、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。7、選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算。4.2短路電流計算條件根本假定1、正常工作時，三項系統(tǒng)對稱運行。2、所有電流的電功勢相位角相同。3、電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行。4、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。5、不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻略去不計。6、不考慮短路點的電流阻抗和

28、變壓器的勵磁電流。7、元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。8、輸電線路的電容略去不計。一般規(guī)定 1、驗算導(dǎo)體的電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的開展方案。 2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反應(yīng)作用的異步電動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。 3、選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流最大地點。4、導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。4.3 4200MW發(fā)電廠二期工程電氣局部初步設(shè)計選擇母線處短路點d1、發(fā)電機(jī)回路

29、出口處短路點d2、d3、d4、d5、和廠用變低壓側(cè)短路點d6、d7、d8、d9，如以下圖4.1所示:圖4.1 短路點的選擇表4-1各短路點短路電流計算結(jié)果表短路點編號短路點位置短路點平均工作電壓短路電流周期分量起始值短路容量短路電流沖擊值短路全電流最大有效值U(kV)I"(kA)S" (MVA)ich(kA)Ich(kA)D1242kV母線24220.848735.2254.632.51D2D5發(fā)電機(jī)出口15.75118.483232.11310.41185.26D6D96.3kV母線6.311.0912129.0617.3 短路電流計算暫按4´300MW機(jī)組接入

30、220kV系統(tǒng)考慮。系統(tǒng)至電廠220kV母線的等值阻抗標(biāo)么值為0.0107，短路電流計算結(jié)果如下。a. 220kV母線系統(tǒng):三相短路電流周期分量起始有效值：36.79kA；三相短路沖擊電流峰值：96.24kA。b. 發(fā)電機(jī)出口主回路：三相短路電流周期分量起始有效值：67.94kA；三相短路沖擊電流峰值：182.52kA。c. 發(fā)電機(jī)出口廠用分支回路：三相短路電流周期分量起始有效值：117.13kA；三相短路沖擊電流峰值：314.68kA。d. 6kV廠用母線考慮6kV電機(jī)反應(yīng)電流11.74kA：三相短路電流周期分量起始有效值：31.26kA；三相短路沖擊電流峰值：80.7kA。5 電氣設(shè)備的選

31、擇5.1 電氣設(shè)備選擇概述由于各種電氣設(shè)備的具體工作條件并不完全相同，所以，它們的具體選擇方法也不完全相同，但根本要求是相同的。即，要保證電氣設(shè)備可靠的工作，必須按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。5.2 電氣設(shè)備選擇的一般要求 1、電氣設(shè)備選擇的一般原那么1 應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景開展。2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4 與正個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。6 用新的產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。5.3 電氣設(shè)備選擇的校驗內(nèi)容表 5-1 高壓設(shè)備校驗內(nèi)容序號電器名稱額定 電壓額

32、定 電流額定 容量機(jī)械 荷載額定開斷電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定絕緣水平單位kVAkVANA_1斷路器是是_是是是是是2隔離開關(guān)是是_是_是是是3組合電器是是_是_是是是4負(fù)荷開關(guān)是是_是_是是是5熔斷器是是_是是_是6PT是是_是_是7CT是是_是_是是是8電抗器是是_是_是是是9消弧線圈是是是是_是10避雷器是是_是_是11穿墻套管是是_是_是是是12絕緣子_是_ 注:“是表示需要校驗, “表示不用校驗5.4 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件表 5-2 選擇電器的一般技術(shù)條件序號電器名稱額定 電 壓額定 電 流額定 容 量機(jī)械 荷 載額定開斷電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定絕緣水平單位KVAKVANA_1斷路器是是_是是是是是

33、2隔離開關(guān)是是_是_是是是3組合電器是是_是_是是是4負(fù)荷開關(guān)是是_是_是是是5熔斷器是是_是是_是6PT是是_是_是7CT是是_是_是是是8電抗器是是_是_是是是9消弧線圈是是是是_是10避雷器是是_是_是11穿墻套管是是_是_是是是12絕緣子_是_ 注:“是表示需要選擇的技術(shù)條件, “表示不用選擇的技術(shù)條件5.5 按正常工作條件選擇按額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓就是其銘牌上標(biāo)的線電壓，另外還有規(guī)定允許最高工作電壓，所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所在電網(wǎng)的最高運行電壓，即 而對于電網(wǎng)，由于系統(tǒng)采取各種調(diào)壓措施，電網(wǎng)的最高運行電壓通常不超過電網(wǎng)額定電壓的10%，即 1.1按額定電流選

34、擇電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境條件下，電氣設(shè)備的長期允許電流。長期允許電流不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流，即 =K K-有關(guān)修正系數(shù)之積按短路情況校驗A.短路電流的計算條件：1容量與接線2短路和種類3短路計算點B短路時間的計算1檢驗熱穩(wěn)定的短路計算時間，即計算短路電流熱效應(yīng)時間。 =+ 式中:后備繼電保護(hù)動作時間 斷路器全斷開時間C熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的校核1熱穩(wěn)定校核：要求所選電氣設(shè)備能承受短路電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，在斷路電流通過時，電氣設(shè)備個局部溫度應(yīng)不超過允許值。1導(dǎo)體和電纜的熱穩(wěn)定校驗： S ()2電器滿足熱穩(wěn)定條件： t 2 動穩(wěn)定校驗：1硬導(dǎo)體滿足動穩(wěn)定的條件： 2

35、電器滿足動穩(wěn)定的條件 5.6 敝露母線及電纜的選擇 敝露母線的選擇1材料：一般情況下采用鋁線，在持續(xù)工作電流較大且位置狹長及變壓器出口有污穢對鋁有影響時采用銅母線。故本次設(shè)計用鋁線。2截面形狀:在35KV以下。持續(xù)工作電流在4000A及以下的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用矩形母線，在35KV以上的屋外配電裝置中，可采用鋼芯鋁母線，110KV以上，持續(xù)工作電流在8000A以上的屋內(nèi)外配電裝置，可再用管形母線。3布置方式：鋼芯鋁絞線母線、管形母線一般采用三相水平布置，矩形、槽形母線常用三相水平和三相垂直布置。 母線的選擇1母線截面的選擇:各種配電裝置中主母線在20m以下的母線，一般均按所在回路的最大持續(xù)

36、工作電流2熱穩(wěn)定校核: = = C熱穩(wěn)定系數(shù)5.7本次設(shè)計母線的選擇根據(jù)最大長期工作電流：=/U = =778.056A70時截留量840A查?導(dǎo)體和電器設(shè)計規(guī)定?選擇LGJ-400 : 鋼芯鋁絞線熱穩(wěn)定校驗查?發(fā)電廠電氣局部?C=87 滿足熱穩(wěn)定要求，應(yīng)選LGJ-400。5.8高壓斷路器的選擇種類和形式的選擇表5-3斷路器型式安裝使用場所主要形式參數(shù)型號發(fā)電機(jī)組回路中小型機(jī)組少油SN10-10 大型機(jī)組專用、空氣短路器配電裝置610KV少油、真空、SN10-10 ZN10 LN-1035KV多油、少油、真空、DW-35 SN10-35 SWZ-35110330KV少油、空空、SW110330

37、 KW110330500KVLW-500系列按額定電壓選擇 額定電壓應(yīng)滿足：按額定電流選擇 額定電流應(yīng)滿足： 額定開斷電流選擇 短路電流，一般情況由原那么上額定開斷電流應(yīng)不小于實際開斷瞬間的短路電流： 為保證額定斷路器能可靠地斷開 ：短路電流周期分量的起始值 ：開斷瞬間短路電流周期分量的有效值 開端時間額定關(guān)合電流選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時平安，不會引起觸頭熔接和遭受點動力的破壞應(yīng)滿足：熱穩(wěn)定校驗 應(yīng)滿足：動穩(wěn)定校驗 應(yīng)滿足： KA對220kv側(cè)斷路器的選擇：選用戶外斷路器根據(jù)最大長期工作電流的選擇： =/ = =744.228A初選斷路器型號為：220IV型少油斷路器 由短路電流的計

38、算得 故符合最初選擇型號220IV型少油斷路器5.9 6.3KV側(cè)斷路器的選擇根據(jù)最大長期工作電流選擇 初選斷路器的型號為SN6-10/2000型少油斷路器。 經(jīng)查短路電路電流運算 動、熱系統(tǒng)穩(wěn)定校驗： 因為 故不計 故所選型號符合。5.10隔離開關(guān)的選擇原那么：隔離開關(guān)的選擇原那么同斷路器220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 初步選擇隔離開關(guān) 表5-4隔離開關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù) 220KV 220KV 744.9 1000 421.328 1764 48.32 50KA由上表可見各項條件均滿足：故220KV側(cè)隔離開關(guān)選用合格。5.11 6kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇 10kv1.05=2051.35A =29.06

39、KA 初步選擇隔離開關(guān)表5-5隔離開關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù)：10kv：2000At：1300S:85KA通過對上表的比擬，初選隔離開關(guān)負(fù)荷的條件。5.12電流互感器的選擇最大長期工作電壓：=271.4A電網(wǎng)電壓： =220kv故初選 : LCWB2-220W型電流互感器其主要參數(shù)如下： 額定電壓： 220kv 最高工作電壓：252kv 額定變流比: 2x200-2x600A額定二次電流: 5A動穩(wěn)定電流： 80KA熱穩(wěn)定電流： 31.5KA其型號中：L-電流互感器 C-瓷絕緣 W-互感器外形t=動、熱穩(wěn)定校驗： 421.328通過對計算結(jié)果和已給出型號結(jié)果的比擬，初選型號符合要求。5.13 6kv側(cè)電

40、流互感器的選擇此側(cè)最大長期工作電流：=2051.35A電網(wǎng)電壓: =10kv故初選LAJ-10型所選電流互感器的技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 ：10kv 最高工作電壓：11kv 額定變流比: 2000-A動穩(wěn)定電流： 90KA熱穩(wěn)定電流： 50KA動、穩(wěn)定校驗: -額定電流的循環(huán)倍數(shù) -次電流5.14電壓互感器的選擇5.14.1220kv測電壓互感器的選擇表5-6電壓互感器級參數(shù)：工程參數(shù) 技術(shù)條件正常工作條件一次回路電壓、二次電壓、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級機(jī)械荷載承受的電壓能力絕緣水平、泄露、比距 環(huán)境條件環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、相對濕度型式選擇1620kv配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)；235110kv配

41、電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電壓互感器；3220kv及以上配電裝置當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級滿足要求是，一般采用電容式電壓互感器；4接在110kv及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上有裝脖通訊時，應(yīng)盡量與偶合電路結(jié)合同意選用電容式電壓互感器；5兼作為泄能用的電壓互感器，應(yīng)選用電磁互感器。準(zhǔn)確級的選擇表5-7電壓互感器的準(zhǔn)確級準(zhǔn)確級次誤差極限一次電壓變化范圍二次負(fù)荷變化范圍比差值相角差0.50.5200.85-1.150.25-1.0表5-8 220kv測電壓互感器級參數(shù)：型號額定變化額定容量最大容量一次繞組二次繞組剩余繞組0.5級1級3級TYD-2203-0.075220/0.1/20040106 廠用電的

42、設(shè)計6.1廠用電設(shè)計的原那么和要求廠用負(fù)荷的分類 1事故保安負(fù)荷 在事故停機(jī)過程中及停機(jī)后的一段時間內(nèi)，仍應(yīng)保證供電，否那么不能引起主要設(shè)備損壞，重要的自動控制失靈或危及人身平安的負(fù)荷稱事故保安負(fù)荷。又分為一下三種： A、直流保安負(fù)荷：由蓄電池供電； B、交流不停電保安負(fù)荷：一般由接于蓄電池的逆變裝置供電； C允許段時間停電的交流保安負(fù)荷：平時由交流廠用電供電。 2類負(fù)荷 短時的停電可能影響人身或設(shè)備平安，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降的負(fù)荷。 3類負(fù)荷 允許短時停電，但停電時間過長，有可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)的負(fù)荷。 4類負(fù)荷長時間停電不會影響生產(chǎn)的負(fù)荷。61.2 根本要求 廠用電接線除應(yīng)滿足

43、正常運行的平安生產(chǎn)負(fù)荷可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修、維護(hù)方便等一般要求外，還應(yīng)滿足以下要求：1、盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)盡量防止引起全場停電事故。2、充分考慮發(fā)電廠正常事故檢修、啟動等運行方式下的要求。3、便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，對公用負(fù)荷的供電要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模安排。6.2 廠用電源選擇 廠用電電壓等級確實定廠用電供電電壓等級是根據(jù)發(fā)電機(jī)的容量和額定電壓、廠用電動機(jī)的額定電壓及廠用網(wǎng)絡(luò)的可靠、經(jīng)濟(jì)運行等諸方面因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比擬后確定。因為發(fā)電機(jī)的額定容量為200MW，比擬后確定廠用電電壓等級采用6kV的等級。 廠用電系統(tǒng)接地方式 廠用變采用不接地方式，高壓和低壓都為三角電壓，當(dāng)容量較

44、小的電動機(jī)采用380V時，采用二次廠用變，將6kV變?yōu)?80V，中性點直接接地；啟備變采用中性點直接接地，高壓側(cè)為星型直接接地，低壓側(cè)為三角電壓。 廠用工作電源引接方式因為發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變壓器低壓側(cè)引接。 廠用備用電源和啟動電源引接方式 采用兩臺啟備變，獨立從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。 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。接線圖如附圖，圖6-1. 6.3 廠用變壓器選擇 廠用電主變選擇原那么 1、變壓器、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。 2、連接組別的選擇

45、，宜使同一電壓級的廠用工作、備用變壓器輸出電壓的相位一致。 3、阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及廠用電負(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常用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。 確定廠用電主變?nèi)萘堪磸S用電率確定廠用電主變的容量，廠用電率確定為 ， 常用變壓器確實定1、常用變壓器的額定容量的計算 式中：-對于同負(fù)荷頻率的允許過負(fù)荷系數(shù) -對于年平均氣溫的修正系數(shù)對于電器，年平均氣溫，當(dāng)0時，本廠廠用電變壓器的選擇條件有： 變壓器容量：=18.82 MVA 高壓側(cè)電壓：U=15.75 kv 中低壓側(cè)電壓：U=6.3 kv

46、選型號為：SFF7-31500/15.75的變壓器，該型號變壓器的主要參數(shù)為：額定容量：31500/2X20000鏈接組別：空載電流：0.5% 表6-1常用變臺數(shù)確實定單機(jī)容量廠用高壓變壓器100MW及以下幾組6臺及以下設(shè)一臺 6臺及以上設(shè)兩臺100125MW幾組采用單元制5臺及以下設(shè)一臺 5臺及以上設(shè)兩臺200300MW幾組每兩臺幾組設(shè)一臺600MW幾組每兩臺幾組設(shè)一臺或兩臺 通過上表可知，本機(jī)設(shè)兩臺備用變壓器。7 配電裝置的設(shè)計 7.1 配電裝置的選擇原那么高壓配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級頒的有關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運行可靠、維護(hù)方便。火力發(fā)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行、檢修和平安要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬予以確定。7.2 配電裝置的特點 1