【正文】 熱式火力發(fā)電廠電氣部分及繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)是大型機(jī)組的電部分及全網(wǎng)的繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)，使發(fā)電廠達(dá)到最優(yōu)化運(yùn)行和安全運(yùn)行。 本論文在編寫上分為幾個(gè)部分，首先由原始資料分析開始，確定全廠與系統(tǒng)的電氣主接線，然后在主接線的基礎(chǔ)上進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇出最適合的全廠電器，使其最經(jīng)濟(jì)合理，最后，為了使電廠能安全可靠的運(yùn)行，對(duì)全廠配置最完善的繼電保護(hù)。 電器主接線是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到系統(tǒng)供電的可靠性，運(yùn)行調(diào)度的靈活性和經(jīng)濟(jì)性，首先根據(jù)規(guī)程規(guī)定及原始資料條件的合理方案，然后經(jīng)過各方面的比 較選擇出幾種方案中最好的一種作為設(shè)計(jì)方案。 短路電流計(jì)算是為了在選擇電氣設(shè)備時(shí)，保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠的工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，短路電流計(jì)算是把電抗歸算到同一基準(zhǔn)值下通過轉(zhuǎn)移電抗與計(jì)算電抗的轉(zhuǎn)換來計(jì)算。 繼電保護(hù)的配置是考慮到發(fā)電機(jī)變壓器、發(fā)電機(jī)變壓器組及母線出線出現(xiàn)各種短路故障或異常情況可能有幾種不同的保護(hù)方式，通過比較選出既接線簡(jiǎn)單又安全可靠的保護(hù)。 ［關(guān) 鍵 詞］： 目錄 緒論 —————————————————————— 4 設(shè)計(jì)題目 ——————————— ——————— 5 原始資料 —————————————————— 5 對(duì)原始資料的分析 —————————————— 6 草擬主接線的方案 —————————————— 7 方案可靠性及經(jīng)濟(jì)性分析 ——————————— 10 主變?nèi)萘考奥?lián)絡(luò)變?nèi)萘康拇_定 ————————— 12 短路電流的計(jì)算及主要電氣設(shè)備的選擇 ————— 13 發(fā)電機(jī) — 變壓器組保護(hù)方式的選擇及整定 ———— 24 全廠繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的配置 ———————— 40 結(jié)論 ———————————————————— 42 參考文獻(xiàn) ———————————————— 42 緒 論 一、設(shè)計(jì)的目的和要求： 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在校學(xué)習(xí)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)所學(xué)基本理論專業(yè)知識(shí)起著鞏固總結(jié)和發(fā)展提高的作用，擴(kuò)大了知識(shí)面，是一次綜合性的訓(xùn)練。 通過一個(gè)具體的課題，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決具體工程實(shí)際問題，學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)的基本技能，基本程序和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生具有初步的科學(xué)研究和設(shè)計(jì)計(jì)算方面的能力，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)于工業(yè)建設(shè)中的政策觀念和經(jīng)濟(jì)技術(shù)觀念，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐進(jìn)一步了解和熟悉與課題有關(guān)的技術(shù)成就和技術(shù)規(guī)范，擴(kuò)大知識(shí)領(lǐng)域，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 選擇，包括主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)選擇 設(shè)計(jì)題目 2100MW+2200MW 供熱式火力發(fā)電廠的電氣部分及繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 原始資料 廠址概況 廠址位于新建的大型煤礦區(qū)內(nèi)，為一坑口電站，所用燃煤由煤礦直接供給。 電廠生產(chǎn)的電力用 110KV 電壓等級(jí) 8 回線向 4 個(gè)較大的負(fù)荷供電，綜合最大負(fù)荷 200MW，另外 220KV 電壓等級(jí)有 4 回和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)。 廠址地區(qū)條件較好，地勢(shì)較為平坦，屬于 5 級(jí)地震區(qū)，凍土層深，復(fù)冰厚 10mm,最大風(fēng)速 18m/s,年平均氣溫 +5℃ ，最高氣溫+35℃ ，最低 25℃ 。 機(jī)組參數(shù) 鍋 爐： 2HG —— 410/100 2HG —— 670T/1401 汽輪機(jī)： 2N100 90 2N200 130/535 發(fā)電機(jī)： 2TQN 1002 2QFQS 2002 電力系統(tǒng)接線圖： ： 110KV 電壓等級(jí)負(fù)荷：綜合最大負(fù)荷 200MW 序號(hào) 用戶名稱 最大負(fù)荷 距離 線路數(shù) 利用小時(shí) KW Km 1 變電所 9000 50 2 6000 2 機(jī)械廠 5000 20 2 4000 3 化工廠 6000 15 2 5500 4 煤 礦 8000 30 2 6000 對(duì)原始資料的分析： 設(shè)計(jì)電廠為大、中型凝汽式火電廠，其容量為： 2100+2200=600MW 最大單機(jī)容量為 200MW，即具有中型容量的規(guī)模，大型機(jī)組的特點(diǎn)，當(dāng)本電廠投產(chǎn)后，在電力系統(tǒng)中將主要承擔(dān)基荷，其占電力系統(tǒng)總?cè)萘繛?600/（ 2200+2300+600 ） 100%=%（＞ 15%）超過了電力系統(tǒng)的檢修備用容量，說明該廠在未來電力系統(tǒng)中的 作用和地位是至關(guān)重要的，從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，它具有 、 、 110KV、 220KV 四級(jí)電壓， 110KV 容量較大，與其相連的負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)都在 5000h 以上，所以對(duì)其供電應(yīng)依可靠性為主，為保證檢修出線斷路器不致對(duì)該回路停電，擬采取雙母帶旁路的接線形式為宜，而 220KV 線路接受本廠送出的電力將其送入系統(tǒng)，最大可能接受本廠送出的電力為 600200 6006%=424MW ，可見，該廠 220KV 線的接線對(duì)可靠性要求應(yīng)當(dāng)較高，但又考慮到運(yùn)行中的靈活性，故對(duì)其擬采取雙母線接線形式為宜 ， 和 電壓為發(fā)電機(jī)出口電壓，既無直配負(fù)荷，又無特殊要求，擬采用單元接線形式，可節(jié)省價(jià)格昂貴的發(fā)電機(jī)出口短路器，又利于配電裝置的布局。 草擬主接線方案 在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)電氣主接線的可靠性，靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其為技術(shù)選供電安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。 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(jì)首先應(yīng)保證其滿發(fā)、滿供，不積壓發(fā)電能力，同時(shí)應(yīng)盡可能減少傳輸能量過程中的損失，以保證供電連續(xù)性，為此，對(duì)大中型 發(fā)電廠的主接線的可靠性，擬從以下幾方面考慮： 斷路器檢修時(shí)，是否影響連續(xù)供電。 線路斷路器或母線故障，以及在母線檢修時(shí)，造成饋線停運(yùn)的回路數(shù)多少和停電時(shí)間長(zhǎng)短，能否滿足重要的 Ⅰ 、 Ⅱ 類負(fù)荷對(duì)供電的要求。 本發(fā)電廠有無全廠停電的可能性。 大型機(jī)組突然停電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與生產(chǎn)的后果等因素。 主接線還應(yīng)其有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運(yùn)行方式的變化，且在檢修，事故等級(jí)特殊狀態(tài)下操作方便，調(diào)度靈活，檢修安全，擴(kuò)建發(fā)展方便。 主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，辨證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省，占地 面積少，電能損耗少，年費(fèi)用為最小。 根據(jù)以上分析，初步確定以下幾種方案： 方案可靠性及經(jīng)濟(jì)性分析 以上三種方案的共同點(diǎn)是向系統(tǒng)送電都采用雙母線，而向負(fù)荷供電則采取雙母線帶旁路，雙母供電有以下幾種優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。 調(diào)度靈活，各個(gè)電源可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 擴(kuò)建方便，向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響 兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電，當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以致連接不同的母線段時(shí)，不會(huì)如單母線分為那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。 雙母帶旁路除具有以上優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)，就是在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置的檢修和調(diào)試）不中斷對(duì)用戶的供電。 以下對(duì)三種方案中的不同部分進(jìn)行分析比較： 方案一中， 2臺(tái) 200MW的機(jī)組通過發(fā)電機(jī) — 變壓器單元接線接在 200KV線路上， 2 臺(tái) 100MW 的機(jī)組也通過單元接線接在 110KV 線路上，兩種電壓等級(jí)的線路通過聯(lián)絡(luò)變連接起來，這種接線方式可保證連續(xù)向負(fù)荷供電；同時(shí)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)的出口省去價(jià)格比較昂貴的斷路器，因此，比較可靠和經(jīng)濟(jì)。 方案二中， 2 臺(tái) 100MW 的發(fā)電機(jī)通過三繞變接在 110KV 線路和 220KV線路，這種接線雖可省去 — 聯(lián)絡(luò)變，但由于主變采用三繞變，故帶來以下主要問題： 發(fā)電機(jī)出口要求裝設(shè)斷路器，但由于很大的額定電流和短路電流，使得斷路器制造困難。 三繞變的中壓側(cè)往往只能制造死抽頭，這對(duì)高、中壓側(cè)調(diào)壓及負(fù)荷分配不利。 布置在主廠房前的主變壓器，廠用高壓變壓器和備用變壓器的 數(shù)量較多，若主變?yōu)槿@變時(shí)，增加中壓側(cè)引線的架