【正文】 200MW 發(fā)電機(jī)額定電壓： UN= 發(fā)電機(jī)電抗 線(xiàn)路阻抗 機(jī)組年利用小時(shí)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(wú)特殊要求 廠用電率： 8%。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。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(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。據(jù)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。 關(guān)鍵詞 ：火力發(fā)電廠，電氣主接線(xiàn)，電氣設(shè)備 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 1 II 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Abstract Ⅱ III 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 equipment 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 1 第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 緒論 電力系統(tǒng)概述 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(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。其中火力發(fā)電廠更是占據(jù)著非常重要的地位，是電力發(fā)展的主力軍。 本次畢業(yè) 設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循 火力發(fā)電廠的設(shè)計(jì)規(guī)范 ，通過(guò)對(duì)電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)、廠用電的設(shè)計(jì)、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 、防雷裝置的設(shè)置 ，簡(jiǎn)要完成了對(duì)所給 4 200MW 火力發(fā)電廠 電氣一次部分的設(shè)計(jì)。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（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）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。 電能是一種清潔的二次能源。到 2020年底，我國(guó)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá) 38450 萬(wàn)千瓦，發(fā)電量達(dá) 19080 億度，居世界第 2位。 現(xiàn)在，我國(guó)最大的火電機(jī)組容量為 90 萬(wàn)千瓦（外高橋第二發(fā)電廠），最大的水電機(jī)組容量為 70 萬(wàn)千瓦（三峽工程），最大的核電機(jī)組容量為 100萬(wàn)千瓦（嶺澳核電廠），最大的火力發(fā)電廠容量為 300 萬(wàn)千瓦（北侖港電廠， 5 600兆瓦），最大的水電廠為 330 萬(wàn)千瓦 (二灘水電廠， 6 550兆瓦 )，最大的核能發(fā)電廠為 200 萬(wàn)千瓦 (嶺澳核電廠， 2 1000 兆瓦 )，最大抽水蓄能電廠為 240萬(wàn)千瓦（廣東抽水蓄能電廠， 8 300 兆瓦），這也是目前世界上最大的抽水蓄能電廠。 ?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 ?主要內(nèi)容及成果： 1）電氣主接線(xiàn)方案選擇。 5） 用計(jì)算機(jī)繪制主接線(xiàn)圖。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線(xiàn)的確定 3 2 4 200MW 火電廠電氣主接線(xiàn)的確定 概 述 電氣主接線(xiàn)是發(fā)電廠、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)。 發(fā)電廠的電氣主接線(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)。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。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。 二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線(xiàn)路供電。 ?可靠性：衡量可靠的標(biāo)準(zhǔn)，一般是根據(jù)主接線(xiàn)型式機(jī)主要設(shè)備操作的可能方式，按一定的規(guī)律計(jì)算出“不允許”事件發(fā)生的規(guī)律，停運(yùn)的持續(xù)時(shí)間期望值等指標(biāo)，對(duì)幾種主接線(xiàn)型式中擇優(yōu)。在操作時(shí)間便、安全、不易發(fā)生誤操作的“方便性”。合理的選擇主變壓器的種類(lèi)（雙繞組、三繞組或自耦變等）容量、臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能的損失。由于多數(shù)情況下引出線(xiàn)數(shù)目要比電源數(shù)目多好幾倍，故在二者之間采用母線(xiàn)連接既有利于電能交換，還可以使接線(xiàn)簡(jiǎn)單明了和運(yùn)行方便。 ?單母線(xiàn)分段接線(xiàn) 單母線(xiàn)接線(xiàn)的缺點(diǎn)可以通過(guò)將母線(xiàn)分段的辦法來(lái)克服。單母線(xiàn)分段接線(xiàn)適用范圍： 1） 6～ 10KV 配電裝置的出線(xiàn)回?cái)?shù)為 6回及以上時(shí)； 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線(xiàn)回?cái)?shù)為 4～ 8回時(shí)； 3） 110～ 220KV配電裝置的出線(xiàn)回?cái)?shù)為 3～ 4 回時(shí)。因此，還要改進(jìn)。即一些電源與出線(xiàn)固定連接在一組母線(xiàn)上，母聯(lián)斷路器合上，相當(dāng)于單母線(xiàn)分段運(yùn)行。 如 檢修工作母線(xiàn)上其操作步驟是：先合上母線(xiàn)斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，再合母線(xiàn)斷路器，向備用線(xiàn)充電，這是兩組母線(xiàn)等電位。 雙母線(xiàn)接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)有： G 1主變G 2主變圖 雙母線(xiàn)接線(xiàn) 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線(xiàn)的確定 7 a供電可靠。 c 擴(kuò)建方便。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線(xiàn)上。 ④ 發(fā)電機(jī) 變壓器接線(xiàn) 1）發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器單元接線(xiàn) 該接線(xiàn)形式是大型機(jī)組廣為采用的接線(xiàn)形式，發(fā)電機(jī) 出口不裝斷路器，采用分相封閉母線(xiàn)，避免了由于額定電流或短路電流過(guò)大，使得選擇出口斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格甚高等原因造成的困難，而且開(kāi)關(guān)設(shè)備少，操作簡(jiǎn)單，以及因不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓級(jí)母線(xiàn)，使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路的幾率和短路電流相對(duì)于具有發(fā)電機(jī)電壓級(jí)母線(xiàn)時(shí)有所減小。 1)內(nèi)橋型接線(xiàn) 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。為避免此缺點(diǎn)，可加 裝正常段開(kāi)運(yùn)行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開(kāi)關(guān)，再跨條上需 加裝兩組隔離開(kāi)關(guān)。 缺點(diǎn)： a 線(xiàn)路的投入和切除較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路 器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器切換或線(xiàn)路較短時(shí)，故障率較少的情況下。 10KV最大負(fù)荷 20MW,最小負(fù)荷 16MW,cos =, Tmax=5300h，為Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷。當(dāng)取基準(zhǔn)容量為 ，系統(tǒng)歸算到 220KV母線(xiàn)上的 ?？煽啃?、靈活性差，旁路斷路器還可以代替出線(xiàn)斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線(xiàn)斷路器，保證重要用戶(hù)供電操作較復(fù)雜 供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便 便于試驗(yàn) 易誤 操作 經(jīng)濟(jì) 占地少 設(shè)備少 設(shè)備多、投資大用母線(xiàn)分段斷路器兼作旁路斷路器可節(jié)省投資 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面較小 經(jīng)方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較方案Ⅰ的可靠性不如方案Ⅱ、方案Ⅲ，但是方案Ⅱ的投資較大，操作復(fù)雜。對(duì)城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所中重要的一次設(shè)備之一，隨著 電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的提高和規(guī)模的擴(kuò)大，電壓升壓和降壓的層次增多，系統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳堰_(dá)發(fā)電機(jī)容量的 710 倍。例如，大型大電廠高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器臺(tái)數(shù)不足（一臺(tái)）或者容量不足將導(dǎo)致電站、電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性下降，來(lái)年絡(luò)變壓器經(jīng)常過(guò)載或被迫限制兩級(jí)電網(wǎng)的功率交換。 具有發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)的主變壓器 ① 容量的計(jì)算及確定 連接在發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)與系統(tǒng)間的主變壓器容量，應(yīng)按下列條件計(jì)算： 1）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓 母線(xiàn)上的剩余有功和無(wú)功容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負(fù)荷情況。 4）按上述條件計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷曲線(xiàn)的變化和逐年負(fù)荷的發(fā)展。 具體計(jì)算的過(guò)程如下： 電壓等級(jí)下的最大容量 S =（ SGSG 8%Smin） = (400400 ) = 352 = 電壓等級(jí)下的最大容量 S = Smax/ =70/= 電壓等級(jí)下的最大容量 S = (S10max+S110max) / = (20+70) / = 根據(jù)上面的計(jì)算可知道低壓側(cè)的容量為最大，所以，以此為基準(zhǔn)可以選擇一個(gè)三繞組的變壓器 . ② 繞組連接方式的確定 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。 我國(guó) 110KV 以上電壓，變壓器的繞組都采用 Y連接。5%以?xún)?nèi)；另一種是帶負(fù)載切換，稱(chēng)為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 20%30%。這種接線(xiàn)由于發(fā)電機(jī)和變壓器都不能單獨(dú)運(yùn)行，因此，二者的容量應(yīng)當(dāng)相等。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式有以下幾種： ① 中性點(diǎn)不接地 中性點(diǎn)不接地方式最簡(jiǎn)單，單相接地時(shí)允許帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線(xiàn)路及設(shè)備的電容電流。此接地方式降低弧光間隙接地過(guò)電壓，同時(shí)可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護(hù)可靠動(dòng)作，一般用于大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。 變壓器中性點(diǎn)接地方式 ① 電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)接地方式。 ⑥ 變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)的數(shù)量是電網(wǎng)所有短路點(diǎn)的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比小于三，以使單相接地時(shí)健全相上工頻過(guò)電壓不超過(guò)閥型 避雷器的滅弧電壓。雙母線(xiàn)接線(xiàn)有兩臺(tái)以上主變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。短路電流將引起電動(dòng)力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)以及電壓的降低等。為了保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行分析中，一定要考慮系統(tǒng)等不正常工作狀態(tài)。 4）運(yùn)行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運(yùn)行