4 200mw火力發電廠的電氣部分設計畢業設計論文-全文預覽

　　

【正文】 元控制室集中控制，不設網控室，使運行管理較靈活方便 通過對三種方案的比較，并且連同電氣主接線的設計原則即可靠性、經濟性和靈活性的綜合考慮，選擇出的最優方案是方案一。根據設計任務書中的要求，在 110KV 電壓等級上的出線 上為二類負荷，對這類用戶可以進行短暫的停電，并不會造成人身危險以及設備的破壞，也不會給國民經濟帶來巨大的損失或造成巨大的政治影響。當有多個方案在技術上相當時，則需進行經濟比較。因為在進行主接線的設計中，必須時時刻刻考慮到可靠性、靈活性和經濟行動要求。由于雙母線接線的可靠性和靈活性高，它可以輪流檢修母線，而不中斷對用戶的供電；當檢修任意回路的母線隔離開關時，只需斷開該回路；工作母線故障時，可將全部回路轉移到備用母線上，從而使用戶迅速恢復供電；可用母聯斷路器代替任意回路需要檢修的斷路器，在種情況下，只需短時停電；在個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分離出來，并單獨接至備用母線上。 由于 220KV 電壓等級的電壓饋線數目是 2 回，所以 220 KV 電壓等級的接線形式可以選擇單母線接線形式 。 由于 10KV 電壓等級的電壓饋線數目是 10 回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是單母線分段接線。 電壓等級的方案選擇。當取基準容量為 時，系統歸算到 220KV 母線上的 。 10KV 最大負荷20MW,最小負荷 16MW,cos =, Tmax=5300h，為Ⅰ類、Ⅱ類負荷。 適用范圍：適用于較小容量的發電廠、變電所，并且變壓器切換或線路較短時，故障率較少的情況下。 缺點： a 線路的投入和切除較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。為避免此缺點，可加裝正常段開運行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關，再 跨條上需加裝兩組隔離開關。 (1) 內橋型接線 優點：高壓斷路器數量少，四個回路只需三臺斷路器。如圖 24（ c）所示，這種接線不需在發電廠或變電所中建造高壓配電裝置，從而大大減小了占地面積與造價，并簡化了運行。這種接線由于發電機和變壓器都不能單獨運行，因此，二者的容量應當相等。 3 5 3 3 0 K V3 5 2 2 0 K V 1 1 0 3 3 0 K V1 1 0 3 3 0 k v 變 電 所（ a ）( b ) ( c ) 圖 2 4 單 元 接 線 變壓器 線路單元接線 電子發燒友 電子技術論壇 蘭州理工大學畢業設計說明書 9 發電機和變壓器直接連接成一個單元，組成發電機 變壓器組，稱為單元接線。當個別回路需要單獨進行實驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。 c 擴建方便。 雙母線接線的優點有： a 供電可靠。 電 源 1 電 源 2圖 2 3 雙 母 線 接 線 如檢修工作母線是其操作步驟是：先合上母線斷路器兩側的隔離開關，再合母線斷路器，向備用線充電，這是兩組母線等電位。即一些電源 與出線固定連接在一組母線上，母聯斷路器合上，相當于單母線分段運行。因此，還要改進。單母線分段接線適用范圍： （ 1） 6～ 10KV 配電裝置的出線回數為 6 回及以上時； （ 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回數為 4～ 8 回時； （ 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回數為 3～ 4回時。 單母線分段接線 單母線接線的缺點可以通過將母線分段的辦法來克服。 單母線接線的主要優點是：接線簡單、清晰、采用設備少，投資省，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。由于多數情況下引出線數目要比電源數目多好幾倍，故在二者之間采用母線連接既有利于電能交換，還可以使接線簡單明了和運行方便。合理的選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變等）容量、臺數，避免兩次變壓而增加電能的損失。在操作時間便、安全、不易發生誤操作的“方便性”。 （ 1） 可靠性：衡量可靠的標準，一般是根據主接線型式機主要設備操 作的可能方式，按一定的規律計算出“不允許”事件發生的規律，停運的持續時間 期望值等指標，對幾種主接線型式中擇優。 （ 3） 對于三級負荷一般只需一個電源供電。大型主力或電廠靠近煤礦或沿海、沿江，并接入 300500KV超高壓系統；地區電廠靠近城鎮，一般接入 110220KV 系統，也有接入 330KV 系統；企業自備電廠則以本企業供電供熱為主，并與地區 110220KV系統相連。是發電廠電氣部分投資大小的決定性因素。 發電廠的電氣主接線是保證電力網安全可靠、經濟運行的關鍵，是電氣設備布置、選擇、自動化水平和二次回路設計的原則和基礎。 電子發燒友 電子技術論壇 蘭州理工大學畢業設計說明書 4 2 4*200MW 火力發電廠電氣主接線的確定 概 述 電氣主接線是發電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的重要環節。 電氣設備的選擇 選擇并校驗 斷路器、隔離開關、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等，選用設備的型號 正確的選擇電氣設備的目的是為了事導體和電器無論在正常情況或故障情況下，均能安全、及經濟合理的運行、在進行設備選擇時，應根據工程實際情況、在保證安全、可靠的前提下，積極而穩妥的采取新技術，并注意節約投資，選擇合適的電氣設備。 短路電流計算是發電廠和變電所電氣設計的主要計算項目，它涉及接線方式及設備選擇。根據規劃容量、本期建設規模、輸送電壓等級、進出線回路數、供電負荷的重要性、保證供需平衡、電力系統線路容量、電氣設備性能和周圍環境及自動化規劃與要求等條件確定。 （ 2） 選擇主變壓器：選擇變壓器的容 量、臺數、型號等。 畢業設計的主要內容及基本思想 本次畢業設計的主要內容是一個 4*200MW 火力發電廠的電氣部分設計。 我國 的電力系統從 50 年代開始迅速發展。到 2020 年底，我國發電機裝機容量達38450 萬千瓦，發電量達 19080 億度，居世界第 2 位。 電能是一種清潔的二次能源。它的功能是將自然界的 一次能源 通 過發電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發電機及電廠輔助生產系統等）轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心。本文是對配有 4臺 200MW 汽輪發電機的大型火電廠一次部分的初步設計，主要完成了電氣主接線的設計。 電氣主接線是發電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的重要環節。它的功能是將自然界的 一次能源 通 過發電動力裝置轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心。 電能的使用已經滲透到社會、經濟、生活的各個領域，而在我國電源結構中火電設備容量占總裝機容量的 75%。 關鍵詞 ： 發電廠；變壓器；電力系統；繼電保護；電氣設備 電子發燒友 電子技術論壇 蘭州理工大學畢業設計說明書 2 目 錄 1 緒 論 .......................................................... 1 電力系統概述 ....................................................... 1 畢業設計的主要內容及基本思想 ....................................... 1 畢業設計的主要內容、功能及技術指標 ............................... 2 畢業設計的基本思想及設計工作步驟 ................................. 2 2 4*200MW 火力發電廠電氣主接線的確定 ................................ 4 概 述 .............................................................. 4 電氣主接線設計的重要性 ........................................... 4 電氣主接線的設計依據 ............................................. 4 電氣主接線的主要要求 ............................................. 5 電氣主接線的選擇 ................................................... 5 主接線的基本形式 ................................................. 6 主接線的設計 .................................................... 10 方案的選擇 ...................................................... 13 3 火電廠發電機、變壓器的選擇 ...................................... 15 主變壓器和發電機中性點接地方式 .................................... 15 電力網中性點接地方式 ............................................ 15 發電機中性點接地方式 .......................................... 16 發電機的選型 .................................................... 16 簡介 .......................................................... 16 選型 .......................................................... 16 變壓器的 選型 ...................................................... 17 具有發電機電壓母線的主變壓器 .................................... 17 單元接線的主變壓器 .............................................. 19 電氣設備的配置 .................................................... 19 4 火力發電廠短路電流計算 .......................................... 21 概 述 ............................................................ 21 短路的原因及后果 ................................................ 21 短路計算的目的和簡化假設 ........................................ 22 電子發燒友 電子技術論壇 蘭州理工大學畢業設計說明書 3 各系統短路電流的計算 .............................................. 22 短路計算的基本假定和計算方法 .................................... 22 電抗圖及電抗計算 ................................................ 23 短路點的選擇、短路電流以及沖擊電流的計算 ........................ 24 5 火電廠一次設備的選擇 ............................................. 32 選擇電氣一次設備遵循的條件 ......................................... 32 按正常工作條件選擇 .............................................. 32 按短路條件進行校驗 .............................................. 34 電氣設備的選擇 .................................................... 35 系統各個回路的最大工作電流 ...................................... 35 高壓斷路器的選擇 ................................................ 37 高壓隔離開關的選擇 .............................................. 43 互感器的選擇 .................................................... 49 電抗器的選擇