【正文】 熱式火力發(fā)電廠電氣部分及繼電保護設計 摘 要 本設計是大型機組的電部分及全網(wǎng)的繼電保護配置設計，使發(fā)電廠達到最優(yōu)化運行和安全運行。 本論文在編寫上分為幾個部分，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上進行短路電流計算，選擇出最適合的全廠電器，使其最經(jīng)濟合理，最后，為了使電廠能安全可靠的運行，對全廠配置最完善的繼電保護。 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，運行調(diào)度的靈活性和經(jīng)濟性，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計方案。 短路電流計算是為了在選擇電氣設備時，保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠的工作，同時又力求節(jié)約資金，短路電流計算是把電抗歸算到同一基準值下通過轉(zhuǎn)移電抗與計算電抗的轉(zhuǎn)換來計算。 繼電保護的配置是考慮到發(fā)電機變壓器、發(fā)電機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方式，通過比較選出既接線簡單又安全可靠的保護。 ［關(guān) 鍵 詞］： 目錄 緒論 —————————————————————— 4 設計題目 ——————————— ——————— 5 原始資料 —————————————————— 5 對原始資料的分析 —————————————— 6 草擬主接線的方案 —————————————— 7 方案可靠性及經(jīng)濟性分析 ——————————— 10 主變?nèi)萘考奥?lián)絡變?nèi)萘康拇_定 ————————— 12 短路電流的計算及主要電氣設備的選擇 ————— 13 發(fā)電機 — 變壓器組保護方式的選擇及整定 ———— 24 全廠繼電保護及自動裝置的配置 ———————— 40 結(jié)論 ———————————————————— 42 參考文獻 ———————————————— 42 緒 論 一、設計的目的和要求： 畢業(yè)設計是學生在校學習的最后一個環(huán)節(jié)，對所學基本理論專業(yè)知識起著鞏固總結(jié)和發(fā)展提高的作用，擴大了知識面，是一次綜合性的訓練。 通過一個具體的課題，綜合運用所學知識，解決具體工程實際問題，學習工程設計的基本技能，基本程序和基本方法，培養(yǎng)學生具有初步的科學研究和設計計算方面的能力，培養(yǎng)學生關(guān)于工業(yè)建設中的政策觀念和經(jīng)濟技術(shù)觀念，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐進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，擴大知識領域，提高學生分析問題和解決問題的能力。 二、設計內(nèi)容： 選擇，包括主變?nèi)萘考芭_數(shù)選擇 設計題目 2100MW+2200MW 供熱式火力發(fā)電廠的電氣部分及繼電保護設計 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 8 回線向 4 個較大的負荷供電，綜合最大負荷 200MW，另外 220KV 電壓等級有 4 回和系統(tǒng)聯(lián)絡。 廠址地區(qū)條件較好，地勢較為平坦，屬于 5 級地震區(qū)，凍土層深，復冰厚 10mm,最大風速 18m/s,年平均氣溫 +5℃ ，最高氣溫+35℃ ，最低 25℃ 。 機組參數(shù) 鍋 爐： 2HG —— 410/100 2HG —— 670T/1401 汽輪機： 2N100 90 2N200 130/535 發(fā)電機： 2TQN 1002 2QFQS 2002 電力系統(tǒng)接線圖： ： 110KV 電壓等級負荷：綜合最大負荷 200MW 序號 用戶名稱 最大負荷 距離 線路數(shù) 利用小時 KW Km 1 變電所 9000 50 2 6000 2 機械廠 5000 20 2 4000 3 化工廠 6000 15 2 5500 4 煤 礦 8000 30 2 6000 對原始資料的分析： 設計電廠為大、中型凝汽式火電廠，其容量為： 2100+2200=600MW 最大單機容量為 200MW，即具有中型容量的規(guī)模，大型機組的特點，當本電廠投產(chǎn)后，在電力系統(tǒng)中將主要承擔基荷，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，從負荷特點及電壓等級可知，它具有 、 、 110KV、 220KV 四級電壓， 110KV 容量較大，與其相連的負荷利用小時數(shù)都在 5000h 以上，所以對其供電應依可靠性為主，為保證檢修出線斷路器不致對該回路停電，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 線的接線對可靠性要求應當較高，但又考慮到運行中的靈活性，故對其擬采取雙母線接線形式為宜 ， 和 電壓為發(fā)電機出口電壓，既無直配負荷，又無特殊要求，擬采用單元接線形式，可節(jié)省價格昂貴的發(fā)電機出口短路器，又利于配電裝置的布局。 草擬主接線方案 在對原始資料分析的基礎上，結(jié)合對電氣主接線的可靠性，靈活性及經(jīng)濟性等基本要求，綜合考慮，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其為技術(shù)選供電安全可靠，經(jīng)濟合理的主接線方案。 發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問題，主接線的設計首先應保證其滿發(fā)、滿供，不積壓發(fā)電能力，同時應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，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，造成饋線停運的回路數(shù)多少和停電時間長短，能否滿足重要的 Ⅰ 、 Ⅱ 類負荷對供電的要求。 本發(fā)電廠有無全廠停電的可能性。 大型機組突然停電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與生產(chǎn)的后果等因素。 主接線還應其有足夠的靈活性，能適應多種運行方式的變化，且在檢修，事故等級特殊狀態(tài)下操作方便，調(diào)度靈活，檢修安全，擴建發(fā)展方便。 主接線的可靠性與經(jīng)濟性應綜合考慮，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)濟性分析 以上三種方案的共同點是向系統(tǒng)送電都采用雙母線，而向負荷供電則采取雙母線帶旁路，雙母供電有以下幾種優(yōu)點： 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，各個電源可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 擴建方便，向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響 兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電，當有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分為那樣導致出線交叉跨越。 便于試驗，當個別回路要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。 雙母帶旁路除具有以上優(yōu)點外，還具有以下特點，就是在進出線斷路器檢修時（包括其保護裝置的檢修和調(diào)試）不中斷對用戶的供電。 以下對三種方案中的不同部分進行分析比較： 方案一中， 2臺 200MW的機組通過發(fā)電機 — 變壓器單元接線接在 200KV線路上， 2 臺 100MW 的機組也通過單元接線接在 110KV 線路上，兩種電壓等級的線路通過聯(lián)絡變連接起來，這種接線方式可保證連續(xù)向負荷供電；同時，每臺發(fā)電機的出口省去價格比較昂貴的斷路器，因此，比較可靠和經(jīng)濟。 方案二中， 2 臺 100MW 的發(fā)電機通過三繞變接在 110KV 線路和 220KV線路，這種接線雖可省去 — 聯(lián)絡變，但由于主變采用三繞變，故帶來以下主要問題： 發(fā)電機出口要求裝設斷路器，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，這對高、中壓側(cè)調(diào)壓及負荷分配不利。 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，增加中壓側(cè)引線的架