【正文】 300MW機(jī)組火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目錄摘 要 I緒 論 1第1章 電力系統(tǒng)及其發(fā)電廠電氣部分總述 3 電力系統(tǒng)的構(gòu)成 3 對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求 3 發(fā)電廠電氣部分概述 4第2章 發(fā)電廠電氣主接線選擇 6 概述 6 電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) 6 主接線方案的擬定 8 主接線方案的比較與選定 9第3章 主變壓器的選擇 10 主變壓器的概述 10 主變壓器的選擇 10 主變壓器的計(jì)算 10第4章 短路電流的分析及計(jì)算 12 短路電流計(jì)算分析 12第5章 電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 14 電氣設(shè)備選擇的原則 14 電氣設(shè)備的分析 14 220KV母線側(cè)高壓斷路器的選擇及校驗(yàn) 14 220KV母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) 15 220KV母線側(cè)電流互感器的選擇 16 220KV母線側(cè)電壓互感器的選擇 16 110KV母線側(cè)高壓斷路器的選擇及校驗(yàn) 18 110KV母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) 18 110KV母線側(cè)電流互感器的選擇 19 19第6章 防雷保護(hù)規(guī)劃 21 雷電過(guò)電壓的形成與危害 21 防雷保護(hù) 21 22 22第7章 展望 26致 謝 28參考文獻(xiàn) 29附錄I短路電流計(jì)算 30II緒 論世界各國(guó)電力工業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，電力系統(tǒng)愈大，調(diào)度運(yùn)行就愈能合理和優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益就愈好，應(yīng)變事故的能力就愈強(qiáng)。所以很多發(fā)達(dá)國(guó)家的電力系統(tǒng)都已聯(lián)合成統(tǒng)一的國(guó)家電力系統(tǒng)，甚至聯(lián)合成跨國(guó)電力系統(tǒng)。這可以說(shuō)是現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。我國(guó)也必然要向這一方向發(fā)展由于負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)和電源建設(shè)的發(fā)展，負(fù)荷和能量分布不均衡，將一個(gè)電力系統(tǒng)與鄰近的電力系統(tǒng)互聯(lián)，是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)。不僅城市與城市之間，省與省之間，大區(qū)與大區(qū)之間的相鄰電力系統(tǒng)如此，國(guó)與國(guó)之間的電力系統(tǒng)也是這樣?；鹆Πl(fā)電廠簡(jiǎn)稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠，它的基本生產(chǎn)過(guò)程是：燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)的飛速發(fā)展，電廠的建設(shè)在電力系統(tǒng)重起著重要的作用，而地區(qū)火電廠電氣部分設(shè)計(jì)直接關(guān)系到電廠投資的大小、運(yùn)行的靈活性、經(jīng)濟(jì)性及供電的可靠性。因此對(duì)火電廠的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。電能的使用已經(jīng)滲透到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，而在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中火電設(shè)備容量占總裝機(jī)容量的75%。我國(guó)電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，現(xiàn)在電廠實(shí)現(xiàn)了集中控制和采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控．電力系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了分級(jí)集中調(diào)度，所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全遠(yuǎn)行。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進(jìn)水平的行列。火力發(fā)電廠是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴(yán)密、土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度較大的工業(yè)建筑?；鹆Πl(fā)電在我國(guó)電力工業(yè)上有極其重要的地位，學(xué)習(xí)火電廠的設(shè)計(jì)對(duì)于我國(guó)將來(lái)的電力發(fā)展事業(yè)有重要作用。變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能從新分配的重要任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。它起著電能的匯集和分配等重要作用，是全系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要一環(huán)。如果變電站的設(shè)備出現(xiàn)故障將危及整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，可能出現(xiàn)系統(tǒng)解列，致使用戶斷電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此要給變電站的設(shè)備裝設(shè)動(dòng)作可靠、迅速、性能完善的保護(hù)，把故障影響限制在最小范圍內(nèi)。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)獲得了前所未有的發(fā)展，為提高電力系統(tǒng)的可靠性，創(chuàng)造了一個(gè)極好的氛圍。變電站，改變電壓的場(chǎng)所。為了把發(fā)電廠發(fā)出來(lái)的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘?，到用戶附近再按需要把電壓降低，這種升降電壓的工作靠變電站來(lái)完成。變電站的主要設(shè)備是開(kāi)關(guān)和變壓器。按規(guī)模大小不同，小的稱為變電所。變電站大于變電所。變電所：一般是電壓等級(jí)在110KV以下的降壓變電站；變電站：包括各種電壓等級(jí)的“升壓、降壓”變電站。由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。而發(fā)電廠變電站作為電力系統(tǒng)的發(fā)電，變配電，在電力系統(tǒng)中擁有著至關(guān)重要的作用。第1章 電力系統(tǒng)及其發(fā)電廠電氣部分總述 電力系統(tǒng)的構(gòu)成電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路和電力用戶的電器裝置連接而成的整體，它完成了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電的任務(wù)。電力系統(tǒng)加上熱力發(fā)電廠中的熱能動(dòng)力裝置、熱能用戶和水電廠的水能動(dòng)力裝置，也就是加上鍋爐、汽輪機(jī)、水庫(kù)、水輪機(jī)以及原子能發(fā)電廠的反應(yīng)堆等，稱為動(dòng)力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中各種電壓的變電站及輸配電線路組成的統(tǒng)一體，稱為電力網(wǎng)。電力網(wǎng)的主要任務(wù)是輸送和分配電能，并根據(jù)需要改變電壓。 對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)及人民生活不斷增長(zhǎng)的用電需求，保障供給是電力部門(mén)的重要任務(wù)。電力工業(yè)的發(fā)展迅速，應(yīng)超前于其他部門(mén)的發(fā)展速度，起到先行作用，應(yīng)該竭力避免由于缺電而使工業(yè)企業(yè)不能充分發(fā)揮其生產(chǎn)能力的情況，應(yīng)盡量滿足用戶的用電需要。電力系統(tǒng)中發(fā)生的事故是導(dǎo)致供電中斷的主要原因，但是要杜絕事故的發(fā)生非常困難。由于各種用戶對(duì)供電的要求不同，我們可以按負(fù)荷的重要程度將其分為三類，以此決定保證供電的順序和接線方式。一類負(fù)荷：中斷供電將造成人身事故和重大設(shè)備損壞，且難以修復(fù)，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大損失。由于一類負(fù)荷重要，在正常運(yùn)行和故障情況之下，系統(tǒng)接線方式必須有足夠的可靠性和靈活性，保證對(duì) 用戶的連續(xù)供電。一類負(fù)荷要求有兩個(gè)以上的獨(dú)立電源供電，電源間應(yīng)能自動(dòng)切換，以便在任一電源發(fā)生故障時(shí)，對(duì)這類用戶的供電不至中斷。二類負(fù)荷：中斷供電將造成大量減產(chǎn)和廢品，以至損壞設(shè)備，在經(jīng)濟(jì)上造成重要損失。二類負(fù)荷需要雙回線路供電。但是當(dāng)雙回線路有困難時(shí)，允許有一回專用線路供電。三類負(fù)荷：不屬于一類、二類負(fù)荷的用戶均屬于三類負(fù)荷。三類負(fù)荷對(duì)供電沒(méi)有特殊要求，允許長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電，但是也不能隨意停電。電能的質(zhì)量指標(biāo)主要是電壓、頻率和波形等變化不得超出允許范圍。電壓容許變化的范圍是額定電壓的177。5%；頻率的允許偏差為50177。（—）Hz；波形應(yīng)該是正弦波形，波形的畸變率非常小。電能質(zhì)量合格，用電設(shè)備能正常并且具有最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；如果變動(dòng)范圍超過(guò)允許值，雖然還沒(méi)有中斷供電，但是已經(jīng)嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，甚至?xí)斐扇松砗驮O(shè)備故障，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)本身的運(yùn)行也有危險(xiǎn)。因此，必須通過(guò)調(diào)頻及調(diào)壓措施來(lái)保證頻率和電壓的穩(wěn)定。電能產(chǎn)生的規(guī)模很大。在其生產(chǎn)、輸送和分配過(guò)程中，本身消耗的能源占國(guó)民經(jīng)濟(jì)能源中的比例相當(dāng)大，因此，最大限度的降低每1KW/h電能所消耗的能源和降低輸送、分配電能過(guò)程中的損耗，是電力部門(mén)一項(xiàng)極其重要的任務(wù)。電能成本的降低不僅意味著能源的節(jié)省，還將降低各用電部門(mén)的成本，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大的好處?，F(xiàn)在最廣泛的做法是實(shí)行電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。按照最優(yōu)化原則分配發(fā)電廠、發(fā)電機(jī)組之間的發(fā)電出力及輸電和配電路徑，充分利用水力資源，盡可能采取節(jié)能降耗措施，力爭(zhēng)取得整個(gè)現(xiàn)在電力系統(tǒng)最大的、綜合的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)電廠電氣部分主要設(shè)備包括變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、避雷器以及各類母線。變壓器是發(fā)電廠以及變電站的重要的電氣設(shè)備，變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。主變的選擇是發(fā)電廠電氣設(shè)備的重要課題之一。斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正?；芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開(kāi)斷異?；芈窏l件下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。斷路器可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?。因此斷路器是發(fā)電廠電氣部分的重要設(shè)備。隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)電器中使用最多的一種電器，顧名思義，是在電路中起隔離作用的。它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，對(duì)變電所、電廠的設(shè)計(jì)、建立和安全運(yùn)行的影響均較大。刀閘的主要特點(diǎn)是無(wú)滅弧能力，只能在沒(méi)有負(fù)荷電流的情況下分、合電路。即在分位置時(shí)，觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開(kāi)標(biāo)志；在合位置時(shí)，能承載正?；芈窏l件下的電流及在規(guī)定時(shí)間內(nèi)異常條件（例如短路）下的電流的開(kāi)關(guān)設(shè)備?；ジ衅魇请娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鞯慕y(tǒng)稱。能將高電壓變成低電壓、大電流變成小電流，用于量測(cè)或保護(hù)系統(tǒng)。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A或1A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)互感器還可用來(lái)隔開(kāi)高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。避雷器的作用是用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受雷電過(guò)電壓、操作工頻暫態(tài)過(guò)電壓沖擊而損壞的一個(gè)電器。避雷器的類型主要有：保護(hù)間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護(hù)間隙主要用于限制大氣過(guò)電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進(jìn)線段保護(hù)。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護(hù)，在500KV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過(guò)電壓，在