【正文】 1 四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 本科生 （業(yè)余） 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 2 350MW熱電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì) 辦學(xué)學(xué)院 四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 校外學(xué)習(xí)中心 遼寧大連奧鵬學(xué)習(xí)中心 專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 年 級(jí) 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) aDH1101e0004 2021年 1 月 16日 2 2 350MW 熱電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì) 學(xué) 生 ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 摘 要 發(fā)電廠(chǎng)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 。 在發(fā)電廠(chǎng)中 ， 一次接線(xiàn)和二次接線(xiàn)都是其電氣部分的重要組成部分 。 本文為 規(guī)劃 4 350MW熱 電廠(chǎng) 的 一期工程 2 350MW熱 電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)擬建火力發(fā)電廠(chǎng)的概括以及出線(xiàn)方向來(lái)考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析， 從 安全 性、 經(jīng)濟(jì) 性 及可靠性方面考慮，確定 了 220kV以及廠(chǎng)用電的主接線(xiàn)，然后通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器 臺(tái)數(shù) 、 容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了廠(chǎng)用變壓器的容量及型號(hào) 。 最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的結(jié)果，對(duì)高壓 斷路 器 、 隔離開(kāi)關(guān) 、 母線(xiàn) 、 絕緣子 、 穿墻套管 、 電壓互感器 、 電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了 2 350MW熱 電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì) 。 2 350MW 熱 電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì) 目 錄 3 電力系統(tǒng)概述 3 電力工業(yè)的發(fā)展概況 4 3 我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展方針 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基本思想 5 2. 電氣主接線(xiàn) 8 電氣主接線(xiàn)概述 8 對(duì)原始資料的分析 15 擬定可行的主接線(xiàn)方案 15 廠(chǎng)用電的設(shè)計(jì) 18 3. 短路電流的計(jì)算 20 3. 1 短路計(jì)算 的目的 20 3. 2 短路電流計(jì)算 的條件 21 短路電流 分析 22 一次 設(shè)備選擇 37 概述 37 高壓斷路器的選擇 43 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 46 母線(xiàn)的選擇 48 49 51 單元變、啟動(dòng)變?nèi)萘啃：?52 導(dǎo)言 52 變壓器容量應(yīng)滿(mǎn)足的要求 52 、計(jì)算依據(jù) 53 、計(jì)算變壓器負(fù)載 53 結(jié)束語(yǔ) 60 參考文獻(xiàn) 60 電力系統(tǒng)概述 由發(fā)電機(jī)、輸配電線(xiàn)路、變配電所以及各種用戶(hù)用電設(shè)備連接起 4 來(lái)所構(gòu)成的整體，被稱(chēng)為電力系統(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、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無(wú)法大量?jī)?chǔ)存，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開(kāi)發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。因此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶(hù)獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。 電力工業(yè)的發(fā)展概況 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(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度 ,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠(chǎng)提供，電力工業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。到 2021 年底，我國(guó)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá) 億千瓦，發(fā)電量達(dá) 36812 億度，居世界第 2 位。工業(yè)用電量已占全部用電量的 %，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶(hù)，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無(wú)污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化 ，電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展方針 5 目前我國(guó)人均擁有裝機(jī)容量和人均占有發(fā)電量較低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平均水平不高，火電廠(chǎng)的污染物排放量高，電網(wǎng)相對(duì)薄弱，供電可靠性偏低。未來(lái)提高效率和保護(hù)環(huán)境，及時(shí)關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴(yán)重的小火電機(jī)組，以大代小，裝設(shè)煙氣脫硫及降低氮氧化物設(shè)施，開(kāi)展?jié)崈裘喝紵夹g(shù)的研究及應(yīng)用。主要的發(fā)展方針有： 1) 積極發(fā)展水電，水能資源是可再生的、清潔的能源；在電力系統(tǒng)中，有一定比重的水電裝機(jī)容量對(duì)對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行極為有利；水電站的 發(fā)電成本低，水庫(kù)可以綜合利用。我國(guó)水電裝機(jī)容量目前僅開(kāi)發(fā)了少部分，所以要積極發(fā)展水電。 2) 優(yōu)化發(fā)展火電，我國(guó)有豐富的煤炭、石油和天然氣，火電廠(chǎng)的廠(chǎng)址不受限制，建設(shè)周期短，能較快發(fā)揮效益。 3) 適當(dāng)發(fā)展核電。 4) 重點(diǎn)發(fā)展電網(wǎng)，促進(jìn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)。 5) 因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，做好農(nóng)村電氣化建設(shè)，在邊遠(yuǎn)農(nóng)村和沿海島嶼，因地制宜建設(shè)小水電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基本思想 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是一個(gè) 2*350MW 火力發(fā)電廠(chǎng)的電氣部分設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中一共分以下幾個(gè)步驟來(lái)完成本次的設(shè) 計(jì)任務(wù)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo) 1）電廠(chǎng)規(guī)模： 裝機(jī)容量 : 裝機(jī) 2 臺(tái)，容量為： 2350MW 超臨界供熱式汽輪發(fā) 6 電機(jī)組 。 350MW 發(fā)電機(jī)參數(shù)：額定電壓 20KV，額定電流 10812A，額定功率因數(shù) 。并計(jì)劃在二期裝 2 臺(tái)同樣機(jī)組。 一期工程 與系統(tǒng)用 3 回 220KV 線(xiàn)路聯(lián)系 。 2）主要技術(shù)指標(biāo)： （ 1） 保證供電安全、可靠、經(jīng)濟(jì)； （ 2）功率因數(shù)達(dá)到 及以上 3）主要內(nèi)容： （ 1）確定主接線(xiàn)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，分析原始資料與數(shù)據(jù)，選擇變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)等，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的 2— 3 個(gè)主接線(xiàn)方案，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案。 （ 2）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，計(jì)算短路電流，并列表匯總。 （ 3）電氣設(shè)備的選擇：選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線(xiàn)、電纜、避雷器等，選用設(shè)備的型號(hào)、數(shù)量匯總成設(shè)備一覽表； （ 4）主變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算及配置 （ 5）高壓廠(chǎng)用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本思想及設(shè)計(jì)工作步驟 1）主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠(chǎng)的主接線(xiàn)是保證電網(wǎng)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備 布置、選擇、自動(dòng)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠(chǎng)在電力系統(tǒng)的地位和作 7 用，首先應(yīng)滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線(xiàn)回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線(xiàn)路容量、電氣設(shè)備性能和周?chē)h(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿(mǎn)足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 2）主變壓器的選擇 發(fā)電廠(chǎng) 200MW 及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線(xiàn)時(shí)的主變壓器應(yīng)滿(mǎn)足 DL5000— 2021《火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā) 電機(jī)的最大連續(xù)容量扣除一臺(tái)廠(chǎng)用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過(guò) 65℃的條件進(jìn)行選擇”。 3）短路電流的計(jì)算 短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。進(jìn)行短路計(jì)算的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。三相短路是危害最嚴(yán)重的短路形式，因此，三相短路電流是選擇和校驗(yàn)電器和導(dǎo)體的基本依據(jù)。 4）電氣設(shè)備的選擇 選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線(xiàn)、電纜、避雷器等，選用設(shè)備的型號(hào)。正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了事導(dǎo)體和電器無(wú)論在正常情 況或故障情況下，均能安全、及經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行、在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況、在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采取新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 8 5）主變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)是保證系統(tǒng)安全和設(shè)備可靠運(yùn)行的關(guān)鍵裝置之一。當(dāng)電力系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠快速的切出故障，保證系統(tǒng)和設(shè)備的安全發(fā)供電，并能保證其他設(shè)備的正常繼續(xù)運(yùn)行。 為防止變壓器發(fā)生各類(lèi)故障和不正常運(yùn)行造成的不應(yīng)有的損失以及保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，變壓器應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)。 2. 電氣主接線(xiàn) 電 氣主接線(xiàn)概述 電氣主接線(xiàn)是發(fā)電廠(chǎng)、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線(xiàn)的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠(chǎng)、變電所本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大的影響。發(fā)電廠(chǎng)的電氣主接線(xiàn)是保證電力網(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)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的重要性 首先，電氣主接線(xiàn)圖示電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠(chǎng)電氣主接線(xiàn)圖，了解電 路中各種電器設(shè)備的用途、性能及維護(hù)、檢查項(xiàng)目和運(yùn)行的步驟。其次，電氣主接線(xiàn)表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線(xiàn)路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運(yùn)行方式。電氣主接線(xiàn)直接關(guān)系著全廠(chǎng)電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定。是發(fā)電廠(chǎng)電氣部分投資大小的決定性因素。再次，由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是： 9 發(fā)電、變電、輸電和用電視在同一時(shí)刻完成的，所以主接線(xiàn)的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活。 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)依據(jù) 1）發(fā)電廠(chǎng)在電力系統(tǒng)中的地位和 作用 電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠(chǎng)有大型主力電廠(chǎng)、中小型地區(qū)電廠(chǎng)及企業(yè)自備電廠(chǎng)三種類(lèi)型。大型主力電廠(chǎng)靠近煤礦或沿