【正文】 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 摘要火力發(fā)電廠電氣主接線電氣設備 摘要發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟。其中火力發(fā)電廠更是占據著非常重要的地位，是電力發(fā)展的主力軍。本次畢業(yè)設計嚴格遵循火力發(fā)電廠的設計規(guī)范，通過對電氣主接線的設計、廠用電的設計、短路電流的計算、電氣設備的選擇和校驗以及配電裝置、防雷裝置的設置，簡要完成了對所給4200MW火力發(fā)電廠電氣一次部分的設計。本次設計中將四臺發(fā)電機全部升壓接入220kV電網，簡化了電網結構及電氣主接線，省去了升高電壓級之間的聯(lián)絡變壓器，降低了變壓器損耗。在電氣設備選擇方面盡量選取占地面積小的電氣設備，節(jié)約土地資源。關鍵詞：火力發(fā)電廠，電氣主接線，電氣設備 II 1河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 摘要Abstract Power plants play an important role in power system for the directly influence on the security and economy of the whole power system. Including coalfired power plants occupies the key position, it is the main force in power development.The graduation design strictly followed the standard of the coalfired power plant design. Through the design of the main electrical connection, the calculation of shortcircuit current, the selection and calibration of electrical equipments and the design of distribution device, lightning protection equipment, pleting the electrical design of the 4 x 200MW coalfired power plant. This design send all electrical energy to 220kV power grids, simplified the structure of power grids, saving the contacting transformer between the rising level of voltage and reducing the loss of transformer. In electrical equipment selection，try to select area small electrical equipment as far as possible to save the source of land.Key words: coalfired power plants, the main electrical connection, electrical equipmentI 1河南城建學院畢業(yè)設計（論文） 緒論第一部分 設計說明書 1 緒論由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通 過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產系統(tǒng)等）轉化成電能，再經輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷 中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應與負荷的隨機變化，就制約 了電力系統(tǒng)的結構和運行。據此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設置相應的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產和輸運過程進行測量、調節(jié)、 控制、保護、通信和調度，確保用戶獲得安全、經濟、優(yōu)質的電能。電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉換為其它的能源，而且便于控制、管理和調度,易于實現(xiàn)自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經濟、社會生產和人民生活的各個方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎，得到迅猛發(fā)展。到2003年底，我國發(fā)電機裝機容量達38450萬千瓦，發(fā)電量達19080億度，居世界第2位。工業(yè)用電量已占全部用電量的50～70%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務就是企業(yè)所需電能的供應和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無污染、使用方便、易于調控的電能得到廣泛應用，推動了社會生產各個領域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術水準已成為一個國家經濟發(fā)展水平的標志之一?，F(xiàn)在，我國最大的火電機組容量為90萬千瓦（外高橋第二發(fā)電廠），最大的水電機組容量為70萬千瓦（三峽工程），最大的核電機組容量為100萬千瓦（嶺澳核電廠），最大的火力發(fā)電廠容量為300萬千瓦（北侖港電廠，5600兆瓦），最大的水電廠為330萬千瓦(二灘水電廠，6550兆瓦)，最大的核能發(fā)電廠為200萬千瓦(嶺澳核電廠，21000兆瓦)，最大抽水蓄能電廠為240萬千瓦（廣東抽水蓄能電廠，8300兆瓦），這也是目前世界上最大的抽水蓄能電廠。 華東、華北、東北和華中四大電力系統(tǒng)的容量均已超過400萬千瓦. 畢業(yè)設計的主要內容及基本思想 本次畢業(yè)設計的主要內容是一個4200MW火力發(fā)電廠的電氣部分設計。在這次設計中一共分通過以下幾個步驟來完成本次的設計任務。、功能及成果?電廠規(guī)模：裝機容量: 裝機4臺，單機容量為200MW，總裝機容量4200MW發(fā)電機額定電壓： UN= 機組年利用小時數(shù): Tmax=6200h 氣象條件：年最高溫度40度，平均氣溫25度，氣象條件一般，無特殊要求 廠用電率：8%。?主要技術指標： 1）保證供電安全、可靠、經濟； 2）?主要內容及成果： 1）電氣主接線方案選擇。 2）短路電流計算。 3）主要電氣設備選擇及校驗。 4）防雷保護。 5）用計算機繪制主接線圖。 6）設計說明書一份。 7）設計計算書一份。 8）系統(tǒng)主接線圖一張。74 河南城建學院畢業(yè)設計（論文） 4200MW火力發(fā)電廠電氣主接線的確定2 4200MW火電廠電氣主接線的確定 述 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關。并且對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。因此，必須正確處理好各方面的關系，全面分析有關影響因素，通過技術經濟比較，合理確定主接線的方案。 發(fā)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。首先，電氣主接線圖示電氣運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據，因此電氣運行人員必須熟悉本廠電氣主接線土，了解電路中各種電器設備的用途、性能及維護、檢察項目和運行的步驟。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機、變壓器、斷路器和線路等電氣設備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運行方式。電氣主接線直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。再次，由于電能生產的特點是：發(fā)電、變電、書電荷用電視在同一時刻完成的，所以主接線的好壞，直接關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經濟運行，也直接影響到工農業(yè)生產和人民生活。所以電氣主接線的擬定是一個綜合性的問題，必須在滿足國家有關技術經濟政策的前提下，力爭使其技術先進，經濟合理，安全可靠。 ?發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用 電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。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(tǒng)；地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)，一般接入110220KV系統(tǒng)，也有接入330KV系統(tǒng)；企業(yè)自備電廠則以本企業(yè)供電供熱為主，并與地區(qū)110220KV系統(tǒng)相連。中小型電廠常有發(fā)電機電壓饋線向附近供電。 ?負荷大小和重要性一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經濟損失者屬于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。二級負荷：中斷供電將造成設計局部破壞或生產流程紊亂，且較長時間才能修復或大量產品報廢，重要產品大量減產，屬于二級負荷。二級負荷應由兩回線供電。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。 電氣主接線的設計原則是：根據發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經濟調度的要求。根據規(guī)劃容量、本期建設規(guī)模、輸送電壓等級、進出線回路數(shù)、供電負荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應滿足可靠性、靈活性和經濟性的要求。 ?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(guī)律計算出“不允許”事件發(fā)生的規(guī)律，停運的持續(xù)時間期望值等指標，對幾種主接線型式中擇優(yōu)。所謂“不允許”事故，是指發(fā)生故障后果非常嚴重的事故，如全部電源接線停運、主變壓器停運，全場停電事故等。供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，主接線首先應滿足這個要求。 ?靈活性：是指在調度時，可以靈活的投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以極特殊運行方式下的系統(tǒng)電鍍要求；在檢修時，可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備，而不致影響電力網的運行和對用戶的供電；在擴建時，可以容易的從初期接線擴建到最終接線，在不影響連接供電或停電時間最短的情況下，投入新機組、變壓器或線路，并對一次和二次部分的改建工作量最少。在操作時間便、安全、不易發(fā)生誤操作的“方便性”。 ?主接線應在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經濟性。即：主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器等一次設備，要是控制、保護不過于復雜，要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器。做到投資省。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(shù)，避免兩次變壓而增加電能的損失。電器主接線選擇時要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 電氣主接線的選擇發(fā)電廠的主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機或變壓器）和引出線。母線（又稱匯流母線）是中間環(huán)節(jié)，它起著匯總和分配電能的作用。由于多數(shù)情況下引出線數(shù)目要比電源數(shù)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。 ?單母線接線 。 單母線接線的主要優(yōu)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. 單母線分段接線 單母線接線最嚴重的缺陷是母線停運（母線檢修、故障，線路故障后線路保護或斷路器拒運）將使全部支路停運，即停電范圍為該母線段的100%，且停電時間很長，若為母線自身損壞須待母線修復之后方能恢復各支路運行。 單母線接線 隔離開關作為操作電器，所以斷路器和隔離開關在正常運行操作時，必須嚴格遵守操作順序；隔離開關“先合后斷”或在等電位狀態(tài)下進行操作。 ?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。當母線的中間裝設一個斷路器后，即把母線分為兩段，這樣對重要的用戶可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電。由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡單、經濟、方便等基本優(yōu)點，又在一定程度上克服了它的缺點，所以這種接線目前仍被廣泛應用。單母線分段接線適用范圍： 1）6～10KV配電裝置的出線回數(shù)為6回及以上時； 2）35～63KV配電裝置的出線回數(shù)為4～8回時； 3）110～220KV配電裝置的出線回數(shù)為3～4回時。 單母線分段有其如下優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要的用戶可以從不同的段引出兩條回路，有兩個電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是單母線分段接線也有較顯著的缺點，就是當一段母線或母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電；當出線為雙回路時，需時架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時須向兩個方向均衡擴建。顯然對于大容量發(fā)電廠來說，這都是不允許的。因此，還要改進。 ?雙母線