【正文】 火電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘要 1前言 21 緒論 2 2 3 3 4 設(shè)計(jì)主接線的方案 4 4 4 4 42 電氣主接線的選擇 5 5 5 9 9 10 10 133 變壓器的選擇 14 14 14 變壓器中性點(diǎn)接地方式 15 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式 15 發(fā)電機(jī)的選型 15 選型 15 變壓器的選型 16 16 18 18 18 18 電氣設(shè)備的配置 19 19 19 20 20 20 204 短路電流計(jì)算 21 短路電流概述 21 21 22 各系統(tǒng)短路電流的計(jì)算 23 23 2短路電流以及沖擊電流的計(jì)算 255 電氣設(shè)備的選擇 33 33 34 36 電氣設(shè)備的選擇 37 37 39 47 53 62 63 69參考文獻(xiàn) 70致 謝 71 71 72大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 生：徐蓉指導(dǎo)教師：陳鐵（三峽大學(xué) 電氣與新能源學(xué)院）摘要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們不斷提高生活質(zhì)量，對(duì)電的需求也越來(lái)越大，從而促進(jìn)了多種事業(yè)的發(fā)展，熱電廠在這樣的形勢(shì)下逐漸發(fā)展起來(lái)。熱電廠通常都建在大城市及工業(yè)區(qū)的電、熱用戶附近。它不僅發(fā)電，還可向用戶供熱，這樣可以減少被循環(huán)水帶走的熱量損失，提高總效率。本設(shè)計(jì)是對(duì)熱電廠電氣一次部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，在理論上，通過(guò)對(duì)幾種電氣主接線的分析比較，考慮其經(jīng)濟(jì)性和靈活性確定最優(yōu)接線方案；以此為依據(jù)，選出發(fā)電機(jī)、變壓器的型號(hào)并作出等值電抗圖，進(jìn)行短路電流計(jì)算，通過(guò)所得的短路電流選擇各種電氣設(shè)備并進(jìn)行校驗(yàn)。結(jié)合新編電氣工程規(guī)范，采用CAD軟件繪制出電氣圖，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：熱電廠； 電氣主接線 ；短路電流；配電裝置；電氣設(shè)備選擇Design of main electric system in large scale thermal power plantStudent: XuRongSupervisor：ChenTie（College of Electrical Engineering and New Energy, China Three Gorges University）Abstract: With the development of economic and social people continue to improve the quality of life, the demand for electricity is also increasing, thus promoting the development of a variety of career, thermal power plant gradually developed in such a situation. Thermal power plants are usually built in large cities and the heat user near industrial areas of electricity. It is not only supply electricity, but also to the user39。s heating, so that can be taken away by circulating water heat loss, improve the total efficiency.This design is a part of the power plant electrical on the design, in theory, through analysis of several main electrical wiring and parison, consider the economy and flexibility to determine the optimal connection scheme. Taking this as the basis, choose the generator, transformer model and make equivalent reactance diagram, shortcircuit current calculation, short circuit current through ine choose all kinds of electrical equipment and check. Combined with the new electrical engineering specification, using CAD software to draw the electrical diagram, to further improve the design.Key words: thermal power plant。 electrical main wiring。 shortcircuit current。 power distribution equipment。 electrical equipment selection前言電能是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的一種能源，可以方便、高效地轉(zhuǎn)換成其他能源形式。提供電能的形式有水利發(fā)電，火力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，隨著人類社會(huì)跨進(jìn)高科技時(shí)代又出現(xiàn)了太陽(yáng)能發(fā)電，磁流體發(fā)電等。但對(duì)于大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，火力發(fā)電仍是今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)的必行之路?；鹆Πl(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中，我們?cè)谔岣呋痣娂夹g(shù)的方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在我國(guó)已有部分核電機(jī)組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場(chǎng)，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全國(guó)上了許多火電廠，但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)的要求。1緒論 本課題為大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)，課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，具有工程背景，課題類型為論文型。本課題涉及到發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)；主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；短路電流的計(jì)算；主要電氣設(shè)備的選型及校驗(yàn)以及繪制電氣接線圖。這要求我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用，結(jié)合實(shí)際，綜合分析，從而使該設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行。在熱電廠中，電氣主接線是將各種電氣設(shè)備之間相互連接起來(lái)的電路，它具有傳輸電能的作用，對(duì)整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備的正常運(yùn)行具有決定性作用，因此它們的連接方式顯得尤其重要。如果出現(xiàn)電氣主接線連接不當(dāng)?shù)那闆r，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備癱瘓，最終造成熱電廠停止運(yùn)行，供熱系統(tǒng)受到破壞，在寒冷的冬天，這種情況是災(zāi)難性的，因此，我們必須對(duì)整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備的主接線進(jìn)行分析研究，確保接線合理性，提高供熱安全。 本課題的設(shè)計(jì)需要對(duì)電氣工程專業(yè)所有課程有整體的理解和反思，掌握使電力系統(tǒng)安全運(yùn)行以及如何排除其不正常運(yùn)行故障的知識(shí)，能運(yùn)用電機(jī)，發(fā)電廠、變電所電氣部分，高電壓技術(shù)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)做了充分的知識(shí)原料準(zhǔn)備。 新中國(guó)成立以后，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展。在黨中央、國(guó)務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)下，廣大電力職工奮發(fā)圖強(qiáng)，辛勤耕耘，中國(guó)的電力工業(yè)取得了令人矚目的成就。1987年，全國(guó)電力裝機(jī)容量邁上1億千瓦臺(tái)階；1995年突破2億千瓦；到2000年底。從1949年到改革開(kāi)放前的1978年，我國(guó)電力裝機(jī)由185萬(wàn)千瓦增加到5712萬(wàn)千瓦，；年發(fā)電量由43億千瓦時(shí)增加到2566億千瓦時(shí)。而從1978年到二十世紀(jì)末。目前，我國(guó)的電力裝機(jī)容量和年發(fā)電量均居世界第2位；我國(guó)的電力工業(yè)也已從大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、高自動(dòng)化階段，進(jìn)入了優(yōu)化資源配置、實(shí)施全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的新階段[1]。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，工業(yè)的迅速發(fā)展推動(dòng)了用電的高速增加。由于技術(shù)和人才限制，我國(guó)電力行業(yè)的技術(shù)水平和裝備配置稍落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，因此，通過(guò)不斷地引進(jìn)新技術(shù)進(jìn)行吸收和創(chuàng)新，堅(jiān)持不懈的創(chuàng)建一流的工作條件，提高我國(guó)電力企業(yè)的管理水平，盡早達(dá)成與發(fā)達(dá)國(guó)家并肩的企業(yè)目標(biāo)。此外，我國(guó)人均用電水平較低，電力企業(yè)仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。我國(guó)發(fā)電技術(shù)突飛猛進(jìn)，不斷地發(fā)展創(chuàng)新。為實(shí)現(xiàn)全國(guó)節(jié)能減排的目標(biāo)，“十一五”期間，電力行業(yè)已累計(jì)關(guān)停小火電機(jī)組7077萬(wàn)KW，國(guó)產(chǎn)30萬(wàn)~60萬(wàn)KW火電機(jī)組已成為主力機(jī)組；60萬(wàn)KW及以上清潔機(jī)組占火電機(jī)組比重達(dá)到34%，其中在運(yùn)百萬(wàn)KW超超臨界 機(jī)組已經(jīng)達(dá)到30多臺(tái)，我國(guó)成為世界上擁有超超臨界機(jī)組最多的國(guó)家；寧夏靈武電廠二期工程百萬(wàn)千瓦機(jī)組建成投產(chǎn)，成為世界上首個(gè)百萬(wàn)KW超超臨界空氣冷卻發(fā)電機(jī)組。[2] 設(shè)計(jì)主接線的方案:分析原始資料、確定主接線。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較并確定最佳方案、合理的選擇 各側(cè)接線方式、確定廠用電接線方式。：包括主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)的選定。：合理選擇計(jì)算短路點(diǎn)、計(jì)算各點(diǎn)的短路電流、并列出計(jì)算結(jié)果表。 ： 對(duì)主要電氣設(shè)備進(jìn)行合理地選型及校驗(yàn)2 電氣主接線的選擇電氣運(yùn)行人員在進(jìn)行各項(xiàng)操作和事故處理的時(shí)候，電氣主接線圖顯得尤為重要，它為運(yùn)行人員的操作處理提供重要依據(jù)。因此，不僅要求電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠電氣主接線，而且要了解主接線電路中所有電器設(shè)備的用途和性能，檢修維護(hù)的步驟和項(xiàng)目。此外，電氣主接線圖很直觀表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式，發(fā)電廠電氣一次部分的投資大小基本可由主接線確定。電能生產(chǎn)過(guò)程中需要發(fā)電、變電、輸電、用電在同一時(shí)刻完成，所以主接線的形式與電力系統(tǒng)是否能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行密切相關(guān)。電氣主接線的擬定是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：（1） 運(yùn)行的可靠性：在電力企業(yè)始終秉承“安全第一”的生產(chǎn)觀念，供電的可靠性對(duì)城市用電，工業(yè)用電至關(guān)重要，一旦故障發(fā)生，將會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果，比如變壓器停運(yùn)，全部電源進(jìn)線停運(yùn)，甚至全廠停電事故等。因此，對(duì)電氣主接線的要求也會(huì)更嚴(yán)格，優(yōu)先選擇可靠性更高的接線形式，促進(jìn)電力安全生產(chǎn)。（2） 運(yùn)行的靈活性：在電力生產(chǎn)過(guò)程中由于供需、自然環(huán)境、檢修的影響，需要在多種運(yùn)行方式中自由切換，因此所設(shè)計(jì)的電氣主接線必須要符合靈活性的要求，能夠在不同情況下適應(yīng)多種運(yùn)行狀態(tài)。（3）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：在保證技術(shù)先進(jìn)，安全可靠后，盡量要滿足節(jié)約投資，控制占地面積，用料省，效用大的要求。我國(guó)國(guó)土面積有限，特別是工業(yè)的迅速發(fā)展，土地顯得尤為珍貴，并且電氣設(shè)備的價(jià)格昂貴，應(yīng)盡量節(jié)省一次設(shè)備的投資。因此使電氣主接線占地面積小，投建費(fèi)用低必須要在設(shè)計(jì)過(guò)程中著重考慮。根據(jù)是否有母線，主接線的基本形式可以分為有母線和無(wú)母線兩大類，有母線的連接方式又分為單母線接線、雙母線接線等不同形式。而橋型接線（內(nèi)橋，外橋）、單元接線和角型接線均屬于無(wú)母線類接線。單母線接線只有一組母線，如圖21所示是一個(gè)典型的單母線接線圖。特點(diǎn)是電源和供電線路都連在同一母線上，接線簡(jiǎn)單清晰。為了方便投入或切除，任何一條進(jìn)、出引線都裝有可以切除故障電流和負(fù)荷電流的斷路器。從圖中知該接線方式所用設(shè)備少，故投資成本小。在進(jìn)行操作或檢修時(shí)十分方便，擴(kuò)建容易。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器，電壓等級(jí)在6~220KV，并且出線回路少的小容量發(fā)電廠或變電站中。 它的缺陷是母線停運(yùn)（母線檢修、故障，線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運(yùn)）將使全部支路停運(yùn)，即停電范圍為該整段母線，并且停電時(shí)間很長(zhǎng)，一旦母線自身?yè)p壞，則需要待母線修復(fù)之后方能使各支路恢復(fù)運(yùn)行?？梢酝ㄟ^(guò)將母線分段的辦法來(lái)克服單母線接線的缺點(diǎn)。如圖22所示，通過(guò)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)和斷路器將母線分成兩段，可從兩段母線引出兩條回路由兩個(gè)電源供電，增加其穩(wěn)定性。這種接線方式可以滿足對(duì)重要用戶的供電。當(dāng)其中一段母線故障，分段斷路器能夠在保證正常段繼續(xù)供電的同時(shí)自動(dòng)切除故障段。與單母線分段相比，僅僅增加了一組斷路器，接線簡(jiǎn)單清晰，但供電可靠性大大提高，經(jīng)濟(jì)性好，故廣泛應(yīng)用于中小容量發(fā)電廠。表1 適用范圍接線方式配電裝置電壓等級(jí)出線回路數(shù)單母線分段6～10KV6回及以上單母線分段35～63KV4～8回單母線分段110～220KV3～4回 但是該接線方式也有其局限性，一旦其中一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障檢修時(shí)，需要全面檢修停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)會(huì)使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。由此，對(duì)于大容量發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，該接線方式仍需改進(jìn)。 該接線方式有兩組母線，由母聯(lián)斷路器相連，即工作母線和備用母線并列運(yùn)行。這種接線方式既可以作單母線運(yùn)行，也可以在合上母聯(lián)斷路器后作為單母線分段方式運(yùn)行，操作斷路器的原則是：在等電位下先斷后通。 雙母線在與單母線相比具有供電可靠性大的優(yōu)勢(shì)，為了避免供電中斷現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采用輪流對(duì)母線進(jìn)行檢修的方式進(jìn)行保障，當(dāng)其中一組母線出線故障時(shí)，應(yīng)在另一組母線與故障母線相倒換，促使供電得到迅速恢復(fù)；另一方面，雙母線還具有調(diào)度、擴(kuò)建及方便檢修的優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)是每一回路都增加了一組隔離開(kāi)關(guān)，使配電裝置的構(gòu)架及占地面積，投資費(fèi)用都相應(yīng)增加；同時(shí)由于配電裝置的復(fù)雜，在改變運(yùn)行方式倒閘操作時(shí)容易發(fā)生誤操作，且不宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；尤其是當(dāng)母線故障時(shí)，需短時(shí)切除較多的電源和線路，這對(duì)特別重要的大