【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）題 目：2600MW火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：葉斌學(xué) 號(hào)：0705130113專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)：電氣071班指導(dǎo)教師：李潔(教授)70摘要火力發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個(gè)項(xiàng)目。因此，發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)保證廠用負(fù)荷的連續(xù)供電乃至發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)結(jié)合國(guó)電霍州發(fā)電廠“上大壓小”2600MW超臨界空冷機(jī)組工程的實(shí)際情況，主要闡述火電廠廠用電設(shè)計(jì)原理。主接線采用了3/2斷路器交叉接線的形式。廠用電部分依據(jù)按爐分段原則，每臺(tái)機(jī)組設(shè)置A、B兩段母線供電，不設(shè)置公用段（公用負(fù)荷分?jǐn)偟綇S用工作母線上）。突出介紹了直接空冷系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)、濕法脫硫系統(tǒng)、廠用負(fù)荷的計(jì)算、廠用變壓器的選擇以及廠用電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)。為了計(jì)算方便，短路計(jì)算運(yùn)用運(yùn)算曲線法并采用標(biāo)幺值進(jìn)行。通過(guò)對(duì)電氣主接線的設(shè)計(jì)、廠用電的設(shè)計(jì)和計(jì)算、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)以及配電裝置的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)要完成了2600MW超臨界空冷機(jī)組的電氣一次部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；電氣一次部分；短路電流；電氣設(shè)備。ABSTRACTThermal power plant is an important part of the power system, and also affect the whole power system security and design of power plant auxiliary power system is an essential project in the electric power industry construction. Therefore,whether the design of power plant auxiliary power pystem is reasonable, is very important to ensure that load of plant supply electric power continuously, even the safe and economic operation of the Power Plant and the Power System. This paper mainly expounds the design principle of the power plant auxiliary power pystem, witch bine with the actual situation of project of GuoDian HuoZhou 2600MW supercritical aircooling units witch replaces small units. The main electric wiring witch is cross wiring adopted 3/2 circuit breaker form. According to the principle of boiler section the part of auxiliary power system, each unit set A, B the two parts of the bus supply power,has not set public bus(public load allocation to the main busbar) It introduces the direct aircooling system and wet desulphurization system electrical design, calculate to load of plant, selection for station transformator, selfstarting of plant motor prominently. Operation Curve Method and Per Unit have been used for the shortcircuit current calculation in order to make it convenient. Through design and putation of the main electrical wiring and the auxiliary power system, shortcircuit current putation, electrical equipment choice and verification as well as power distribution equipment, this article briefly pleted 2600MW supercritical aircooling units electrical partial designs．KEY WORDS: Thermal power plant。 The electrical part。 The shortcircuit current；Electrical equipment.摘要 1ABSTRACT 2第1章 工程簡(jiǎn)介及原始資料分析 6第2章 2600MW機(jī)組電氣主接線設(shè)計(jì) 7 電氣主接線概述 7 600MW機(jī)組電氣主接線基本接線形式 7 電氣主接線形式的確定 11 主變壓器的選擇 12 主變壓器形式選擇 12 主變壓器容量選擇 12第3章 2600MW機(jī)組廠用電設(shè)計(jì) 14 廠用電概述及設(shè)計(jì)原則 14 廠用電的電壓等級(jí)確定 15 廠用電源及其引接方式 16 廠用工作電源及其引接 16 啟動(dòng)/備用電源及其引接 16 事故保安電源及其引接 17 廠用電接線設(shè)計(jì) 17 10kV高壓廠用母線接線設(shè)計(jì) 17 直接空冷系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì) 18 濕法脫硫系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì) 18 380/220V低壓廠用電系統(tǒng)接線設(shè)計(jì) 19 廠用負(fù)荷計(jì)算 20 廠用電負(fù)荷及其分類(lèi) 20 廠用電負(fù)荷的計(jì)算原則 23 廠用負(fù)荷的計(jì)算方法 23 電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率確定 23 10kV集中濕法脫硫段負(fù)荷計(jì)算 24 10kV高壓廠用工作母線負(fù)荷統(tǒng)計(jì)算 25 廠用變壓器的選擇 26 變壓器選擇的基本原則和應(yīng)考慮的因素 26 高壓廠用變壓器的容量及形式選擇 27 啟動(dòng)/備用變壓器的容量及形式選擇 28 低壓廠用變壓器的容量及形式選擇 28 廠用電率的計(jì)算 31 廠用電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng) 32 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)條件 32 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)分類(lèi) 33 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)廠用母線電壓最低限值 33 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)內(nèi)容 34 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)方法 34 高壓廠用電動(dòng)機(jī)單獨(dú)自啟動(dòng)電壓校驗(yàn) 38 高、低壓廠用電動(dòng)機(jī)串聯(lián)自啟動(dòng)電壓校驗(yàn) 38第4章 短路計(jì)算 41 短路計(jì)算的目的、條件及方法 41 系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 42 短路計(jì)算 43第5章 電氣設(shè)備選擇 50 電氣設(shè)備選擇的要求和原則 50 廠用母線的選擇 52 10kV 高壓廠用母線選擇 53 55 封閉母線的選擇 58 斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇 58 互感器的選擇 59 電流互感器的選擇 59 電壓互感器的選擇 61 高、低壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 63 10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 63 低壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 64 設(shè)備清單表 65總結(jié) 66參考文獻(xiàn) 67附錄 68致謝 69第1章 工程簡(jiǎn)介及原始資料分析一、工程簡(jiǎn)介國(guó)電霍州發(fā)電廠2600MW以大代小工程是拆除老廠4100MW機(jī)組，在原場(chǎng)地上建設(shè)。本期工程建設(shè)規(guī)模為2600MW空冷凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組配超臨界燃煤鍋爐，以一回500kV線路接入霍州500kV變電站，起動(dòng)/備用電源由廠外霍州寺莊220kV變電站引接。本期新建的主要工藝設(shè)施有：2臺(tái)600MW容量空冷凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組、鍋爐及其輔助系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、電除塵器及除灰系統(tǒng)、運(yùn)煤系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、采暖通風(fēng)系統(tǒng)和水處理系統(tǒng)等。二、原始資料分析類(lèi)型：2600MW超臨界直接空冷凝汽式火電廠；年負(fù)荷最大利用小時(shí)數(shù)：Tmax=6300h；發(fā)電機(jī)采用東方QFSN6002型發(fā)電機(jī)，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表11 東方QFSN600222型發(fā)電機(jī)參數(shù)型號(hào)：QFSN6002額定功率：600MW額定容量：667kVA最大連續(xù)出力：額定電壓：20kV額定電流：19105A額定功率因素cosφ=Xd=電力負(fù)荷水平：500kV電壓等級(jí)以一回出線送至距離發(fā)電廠35km的霍州500kV變電所；平均海拔標(biāo)高：1000m；年平均氣溫：℃，氣象條件無(wú)其它特殊要求；三、設(shè)計(jì)過(guò)程中可能用到的數(shù)據(jù)假設(shè)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：tprl=；短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)：Ta=；各類(lèi)母線統(tǒng)一?。合嚅g距離a=，相鄰絕緣子的跨距L=，動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)β=1；短路切除時(shí)間（短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間）：tk=。第2章 2600MW機(jī)組電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線概述將高壓電氣設(shè)備（包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、線路等）的圖形用單線繪制成的接線圖，稱(chēng)為電氣主接線。電氣主接線方式的選擇，是為滿足功率傳輸要求，對(duì)安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性的輸送電能起著決定性作用。對(duì)一個(gè)裝有600MW機(jī)組的電廠而言，電氣主接線在電廠設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)根據(jù)機(jī)組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位、供電負(fù)荷的距離等，以及保證輸、供電可靠性、運(yùn)行靈活性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展和擴(kuò)建的可能性等方面，并經(jīng)綜合比較后確定。 600MW機(jī)組電氣主接線基本接線形式本節(jié)主要介紹裝有大容量（600MW及以上）汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電廠有關(guān)的基本主接線形式。一、 雙母線接線1．一般雙母線接線如圖21所示，它具有兩組母線：工作母線Ⅰ和備用母線Ⅱ。每回進(jìn)出線均經(jīng)一組斷路器和兩組母線隔離開(kāi)關(guān)分別接至兩組母線，兩組母線間通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器QFc相連。有兩組母線后，使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高，其特點(diǎn)如下：（1）檢修任意一組母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶的連續(xù)供電。例如，檢修母線Ⅰ時(shí)，可把全部電源和復(fù)合線路切換到母線Ⅱ上。圖21 一般雙母線接線（2）運(yùn)行調(diào)度靈活，通過(guò)倒換操作可以實(shí)現(xiàn)不同形式的運(yùn)行方式。當(dāng)母聯(lián)斷路器QFc閉合，進(jìn)出線適當(dāng)?shù)胤峙湓趦山M母線上，形成雙母線同時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)（相當(dāng)于單母線分段的運(yùn)行方式）。有時(shí)為了系統(tǒng)的需要，亦可將母聯(lián)斷路器斷開(kāi)（處于熱備用狀態(tài)），兩組母線同時(shí)運(yùn)行。這時(shí)該電廠相當(dāng)于分裂成兩個(gè)電廠各自向系統(tǒng)送電。顯然，兩組母線同時(shí)運(yùn)行的供電可靠性比只有一組母線運(yùn)行時(shí)高。2．雙母線帶旁路母線接線 圖22 雙母線帶旁母接線一般雙母線接線的主要缺點(diǎn)是，檢修線路斷路器會(huì)造成該回路停電。為了檢修線路斷路器時(shí)不致造成停電，可采用帶旁路母線的雙母線（應(yīng)該注意的是旁路母線只為檢修斷路器時(shí)不中斷供電而設(shè)，它不能代替匯流母線），如圖22所示。在每一回路的線路側(cè)裝設(shè)一組隔離開(kāi)關(guān)（旁路隔離開(kāi)關(guān)）QS，接到旁路母線Ⅲ上，而旁路母線再經(jīng)旁路斷路器和旁路隔離開(kāi)關(guān)接到兩組母線上。圖22中設(shè)有專(zhuān)用的旁路斷路器QF，要檢修某一線路的斷路器時(shí)，基本操作步驟：先合旁路斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)（母線側(cè)合上一個(gè)），再合上旁路斷路器QF對(duì)旁路母線進(jìn)行充電與檢查；若旁路母線正常，則待檢修的斷路器回路上的旁路隔離開(kāi)關(guān)兩側(cè)已經(jīng)等電位，可以合上該旁路隔離開(kāi)關(guān)；此后可斷開(kāi)帶檢修短路器及其兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，對(duì)斷路器進(jìn)行檢修。此時(shí)已通過(guò)旁路斷路器、旁路母線及有關(guān)旁路隔離開(kāi)關(guān)想起供電。3．雙母線分段接線雙母線接線難以滿足大型電廠和變電所對(duì)主接線可靠性的要求：不分段的雙母線接線在母聯(lián)斷路器故障或一組母線檢修，另一組運(yùn)行母線故障時(shí)，有可能造成嚴(yán)重的或全廠（所）停電事故。 圖23 雙母線分段接線如圖23為雙母線分段接線。用分段斷路器QF3把工作母線Ⅰ分段，每段分別用母聯(lián)斷路器QF1和QF2與備用母線Ⅱ相連。這種接線比一般的雙母線接線具有更高的供電可靠性與靈活性。但由于斷路器較多，投資較大，一般在進(jìn)出線路較多（如多于8回線路）時(shí)可能用這種接線。以上三種雙母線接線方式具有供電可靠、檢修方便、調(diào)度靈活及便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)大中型電廠和變電所廣泛采用。但是這種接線所用設(shè)備多，在運(yùn)行中隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，交易發(fā)生誤操作。特別是當(dāng)母線系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，需要短時(shí)間內(nèi)切除較多電源和線路，這對(duì)于特別重要的大型發(fā)電廠變電所是不容許的。二、3/2斷路器接線如圖24所示，在上Ⅰ和下Ⅱ兩組母線之間有3個(gè)斷路器構(gòu)成一串，給2個(gè)元件（出線或電源）使用，每個(gè)元件占用3/2斷路器。稱(chēng)為3/2斷路器接線，又稱(chēng)3/2接線。正常運(yùn)行時(shí)，兩組母線和同一串的三個(gè)斷路器都投入運(yùn)行，稱(chēng)為完整串運(yùn)行，形形成多環(huán)路狀供電，具有很高的可靠性。圖24 3/2接線其主要特點(diǎn)是，任一組母線故障或檢修時(shí)，只斷開(kāi)與此母線相連的所有斷路器，所有回路都不會(huì)停電。 任一斷路器檢修時(shí)，所有回路都不會(huì)停電(每個(gè)回路都經(jīng)過(guò)兩臺(tái)斷路器供電)。甚至在一組母線檢修另一組母線故障或兩組母線同時(shí)故障的極端情況下，也不中斷供電。一串中任何一臺(tái)斷路器退出或檢修時(shí)，