【正文】 火電廠電氣一次部分畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要 …………………………………………………………… VI1 緒 論 ………………………………………………………… 1 課題背景 …………………………………………………………… 1 社會(huì)背景 ……………………………………………………… 1 專業(yè)學(xué)習(xí)背景 ………………………………………………… 2 課題研究的目的和意義 ………………………………………… 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ………………………………………………… 3 電力系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 …………………………………… 3 火電廠設(shè)計(jì)研究的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 …………………………… 3 課題的主要研究工作 ……………………………………………… 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ……………………………………………………… 4 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題 …………………………………………… 42 電氣主接線設(shè)計(jì) ……………………………………………… 5 明確任務(wù)和設(shè)計(jì)原理 …………………………………………… 5 原始資料 ……………………………………………………… 5 原始資料的分析 ……………………………………………… 6 方案的設(shè)計(jì)、論證和選擇 ……………………………………… 6 方案設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 6 方案的經(jīng)濟(jì)比較 ……………………………………………… 8 本章小結(jié) ……………………………………………………… 83 短路電流的計(jì)算 ……………………………………………… 9 短路的原因、后果及其形式 ……………………………………… 9 短路的物理過(guò)程及計(jì)算方法 …………………………………… 9 短路電流的計(jì)算數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果 ……………………………… 12 500KV三相短路電流電流計(jì)算及其正序阻抗圖 …………… 12 500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)范 …………………………… 13 短路電流的詳細(xì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附錄 …………………………… 134 電氣設(shè)備的選擇 …………………………………………… 14 主變壓器和發(fā)電機(jī)的選擇 ……………………………………… 14 發(fā)電機(jī)的選擇 ………………………………………………… 14 主變壓器的選擇 ……………………………………………… 14 高低壓電器設(shè)備的選擇 ………………………………………… 15 斷路器的選擇 ………………………………………………… 15 隔離開關(guān)的選擇 ……………………………………………… 16 互感器的選擇 ………………………………………………… 16 熔斷器的選擇 ………………………………………………… 18 限流電抗器的選擇 …………………………………………… 19 避雷器的選擇 ………………………………………………… 19 導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和選擇 ……………………………………………… 20 分相封閉母線 ………………………………………………… 205 配電裝置 ……………………………………………………… 23 屋外配電裝置 …………………………………………………… 23 220KV室外配電裝置 ………………………………………… 23 500KV裝置的布置方式 ……………………………………… 24 屋內(nèi)配電裝置 …………………………………………………… 276 繼電保護(hù) ……………………………………………………… 31 發(fā)電機(jī)的保護(hù) ………………………………………………… 32 發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù) …………………………………………… 32 發(fā)電機(jī)的橫差動(dòng)保護(hù) ………………………………………… 54 變壓器的保護(hù) …………………………………………………… 35 變壓器主保護(hù)設(shè)計(jì) …………………………………………… 35 縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則 ………………………………… 36 母線的保護(hù) ……………………………………………………… 36 裝設(shè)母線保護(hù)的幾種情況 …………………………………… 36 目前國(guó)內(nèi)110KV及其以上母線保護(hù)裝置的原理有以下幾種: 37 防直擊雷的保護(hù) ………………………………………………… 37 直擊雷的保護(hù)范圍 …………………………………………… 37 直擊雷的保護(hù)措施 ……………………………………………… 387 總結(jié)與展望 ………………………………………………… 40致 謝 …………………………………………………………… .41參考文獻(xiàn) …………………………………………………………. 42附 錄 ………………………………………………………… 44三河發(fā)電廠電氣一次部分設(shè)計(jì)摘 要電能是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的一種能源，可以方便、高效地轉(zhuǎn)換成其它能源形式。當(dāng)今，火力發(fā)電在我國(guó)乃至全世界范圍，其裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的70％左右，發(fā)電量占總發(fā)電量的80％左右。由此可見(jiàn)，電能在我國(guó)這個(gè)發(fā)展中國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中擔(dān)任著主力軍的作用。設(shè)計(jì)中將主要從理論上在電氣主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布局，防雷設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)、變壓器和母線的繼電保護(hù)等方面做詳盡的論述，并與三河火力發(fā)電廠現(xiàn)行運(yùn)行情況比較，同時(shí)，在保證設(shè)計(jì)可靠性的前提下，還要兼顧經(jīng)濟(jì)性和靈活性，通過(guò)計(jì)算論證該火電廠實(shí)際設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性。在計(jì)算和論證的過(guò)程中，結(jié)合新編電氣工程手冊(cè)規(guī)范，采用CAD軟件繪制了大量電氣圖，進(jìn)一步完善了設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：主接線設(shè)計(jì) 短路電流 配電裝置 電氣設(shè)備選擇 繼電保護(hù)IV 三河發(fā)電廠電氣一次部分設(shè)計(jì)1緒 論 課題背景 社會(huì)背景 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。“十五”期間我國(guó)火電建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展迅猛。2001年至2005年8月，經(jīng)國(guó)家環(huán)保總局審批的火電項(xiàng)目達(dá)472個(gè)，裝機(jī)容量達(dá)344382MW，其中2004年審批項(xiàng)目135個(gè)，裝機(jī)容量107590MW，比上年增長(zhǎng)207%；2005年1至8月份，審批項(xiàng)目213個(gè)，裝機(jī)容量168546MW，同比增長(zhǎng)420%。如果這些火電項(xiàng)目全部投產(chǎn)，比2000年增長(zhǎng)145%[1]。2006年12月，全國(guó)火電發(fā)電量繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)，但增速有所回落。當(dāng)月全國(guó)共完成火電發(fā)電量2266億千瓦時(shí)，%，增速同比回落1個(gè)百分點(diǎn)，；隨著冬季取暖用電的增長(zhǎng)，火電發(fā)電量環(huán)比增長(zhǎng)較快，12月份與上月相比火電發(fā)電量增加223億千瓦時(shí)，%。2006年全年，全國(guó)累計(jì)完成火電發(fā)電量23186億千瓦時(shí)，%，[2]。隨著中國(guó)電力供應(yīng)的逐步寬松以及國(guó)家對(duì)節(jié)能降耗的重視，中國(guó)開始加大力度調(diào)整火力發(fā)電行業(yè)的結(jié)構(gòu)。本課題設(shè)計(jì)者在大學(xué)期間認(rèn)真地修完了電氣工程專業(yè)的所有課程，掌握了使電力系統(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。 課題研究的目的和意義三河發(fā)電廠位于河北省三河市燕郊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，距規(guī)劃的北京通州新城僅十幾公里。2000年，該項(xiàng)目一期工程的兩臺(tái)35萬(wàn)千瓦燃煤發(fā)電機(jī)組正式投產(chǎn)，主要保障首都用電。2007年底竣工的二期工程規(guī)模為70萬(wàn)千瓦熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤機(jī)組，總投資約28億元。該項(xiàng)目建成后，將成為北京2008年奧運(yùn)會(huì)穩(wěn)定的電源支撐點(diǎn)之一，還能為通州新城提供清潔熱源，供熱面積達(dá)1680萬(wàn)平方米。該工程的特點(diǎn)如下：“熱電聯(lián)產(chǎn)”，溫暖京冀千家萬(wàn)戶?？蓾M足通州新城及燕郊開發(fā)區(qū)1680萬(wàn)平方米面積的冬季采暖供熱?！盁熕弦弧?，國(guó)內(nèi)首家自主創(chuàng)新。采用水塔排煙(煙塔合一)新工藝，為目前國(guó)內(nèi)首家自主設(shè)計(jì)、自主施工，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)工藝技術(shù)?！懊摿蛎撓酢保蚕硪环奖趟{(lán)天。二期工程建設(shè)將引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)和設(shè)施，實(shí)現(xiàn)一期已建成的兩臺(tái)機(jī)組與二期工程同步進(jìn)行100％煙氣脫硫；在采用低氮燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，二期兩臺(tái)鍋爐采用100％煙氣脫硝系統(tǒng)和采用高效除塵器，排放指標(biāo)低于北京市標(biāo)準(zhǔn)?！袄弥兴?，節(jié)約寶貴自然資源。引進(jìn)污水處理廠提供的中水，作為發(fā)電冷卻用補(bǔ)充水，每年可節(jié)約1500萬(wàn)立方米優(yōu)質(zhì)水資源，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展?！盎以闩拧?，綜合利用再生資源。鍋爐采用干除灰、干排渣技術(shù)?；?、渣及脫硫石膏100％綜合利用和深加工，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)零排放[3]。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 電力系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況新中國(guó)成立以后，特別是改革開放以來(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[3]。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)的電力工業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)依靠多家辦電的政策，吸引了投資，促進(jìn)了我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展；并通過(guò)引進(jìn)、消化和吸收和技術(shù)創(chuàng)新，極大地提高了電力的技術(shù)水平和裝備水平；通過(guò)十年的堅(jiān)持不懈的達(dá)標(biāo)、創(chuàng)一流工作，大大提高了電力企業(yè)的管理水平，很多電力企業(yè)，尤其是一些發(fā)電廠的管理水平可以與發(fā)達(dá)國(guó)家的電廠的管理一比高低。但是，我國(guó)人均用電水平還很低，面臨著繼續(xù)快速發(fā)展的巨大壓力。自從加入了ＷＴＯ以后，國(guó)家電力公司已經(jīng)確定了“建成控股型、經(jīng)營(yíng)型、集團(tuán)化、現(xiàn)代化、國(guó)際一流的電力公司”的戰(zhàn)略目標(biāo)，并已在2000年躋身世界500強(qiáng)，2001年在世界500強(qiáng)中位居77位。中國(guó)加入WTO對(duì)電力工業(yè)來(lái)說(shuō)，是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。 火電廠設(shè)計(jì)研究的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況在我國(guó)乃至全世界范圍，火電廠的裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的70％左右，發(fā)電量占總發(fā)電量的80％左右。截止目前為止，我國(guó)火力發(fā)電廠單機(jī)容量以30萬(wàn)千瓦和60萬(wàn)千瓦機(jī)組為主，浙江省溫州市玉環(huán)縣的華能玉環(huán)電廠正在投建4臺(tái)100萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組，首臺(tái)機(jī)組預(yù)計(jì)今年投產(chǎn)發(fā)電。其100萬(wàn)千瓦超超臨界火力發(fā)電機(jī)組主蒸汽壓力為25兆帕，主蒸汽和再熱蒸汽溫度均為600度，這不僅在我國(guó)是最高參數(shù)，在世界上也處于最前沿水平。此前，上海電氣與西門子合作制造的上海外高橋2臺(tái)90萬(wàn)千瓦火力機(jī)組是我國(guó)第一個(gè)超臨界百萬(wàn)級(jí)項(xiàng)目，首臺(tái)機(jī)組已于2006年開始發(fā)電[4]。 課題的主要研究工作 設(shè)計(jì)內(nèi)容擬訂主接線的方案：分析原始資料、確定主接線、主變形式、設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)比較并確定最佳方案、合理的選擇各側(cè)的接線方式、確定所用電接線方式。計(jì)算短路電流：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。合理地選擇主要的電氣設(shè)備：選擇220KV、500KV電氣的主接線、主變雙側(cè)的斷路器和刀閘、限流電抗器、避雷針、避雷器、避雷線和各個(gè)電壓等級(jí)主母線上的電壓互感器。配置主要的電氣設(shè)備：配置各級(jí)電壓互感器、配置避雷器和各個(gè)支路的電流互感器和屋內(nèi)屋外配電裝置。合理設(shè)計(jì)各種保護(hù)：防直擊雷保護(hù)、主變的繼電保護(hù)、發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)和發(fā)電廠出線的線路的保護(hù)。發(fā)電機(jī)、變壓器、線路的各種保護(hù)問(wèn)題；電氣主接線的一二次設(shè)計(jì)問(wèn)題。49 2電氣主接線設(shè)計(jì)發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是保證電網(wǎng)安全可靠﹑經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵,是電氣設(shè)備布置﹑選擇﹑自動(dòng)化水平和二次回路