【正文】 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 09 電氣 工程 2 班 學(xué) 號(hào) 12030902020 學(xué)生姓名 李淑君 指導(dǎo)教師 方炯權(quán) 2020 年 6 月 摘 要 本設(shè)計(jì)主要 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣部分 設(shè)計(jì)包括電氣主接線設(shè)計(jì)；發(fā)電機(jī)與變壓器的連接形式選擇；發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)；主變壓器、啟動(dòng) /備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇； 220kV 高壓配電裝置配置原則；短路電流計(jì)算和部分高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；發(fā)電機(jī)與變壓器保護(hù)配置，按照設(shè)計(jì)規(guī)范與規(guī)定完成上述設(shè)計(jì)工作。 關(guān)鍵詞 ： 發(fā)電廠；電氣一次部分；短路計(jì)算；電氣設(shè)備選擇 Abstract This design takes Electrical design of 4 200MW power plant, including the main electrical wiring design。 auxiliarypart design。 configuration rules of 220kV highvoltage power distribution device。 generator and transformer protection configuration, in accordance with design specifications and requirements to plete the design work. Keywords: power plant。 shortcircuit calculation。 electrical first part。 selection of electrical equipments 目 錄 1 緒論 ................................................................... 1 概述 .............................................................. 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 .................................................. 1 電力系統(tǒng)情況 ................................................ 1 待設(shè)計(jì)火力發(fā)電情況 .......................................... 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .................................................... 2 2 發(fā)電廠電氣主接線 ........................................................ 5 概述 .............................................................. 5 電氣主接線的確定與驗(yàn)證 ............................................ 5 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 ........................................ 5 電氣主接線的初步方案 ........................................ 6 有關(guān)設(shè)計(jì)原則 ................................................ 8 本廠發(fā)電機(jī)與變壓器之間的連接 ................................ 9 3 發(fā)電廠用電設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 12 廠用電設(shè)計(jì)的要求 ................................................. 12 廠用負(fù)荷分類 ............................................... 12 基本要求 ................................................... 12 本廠廠用電主接線設(shè)計(jì)說(shuō)明 ................................... 14 4 短路計(jì)算 .............................................................. 18 短路計(jì)算的目的 ................................................... 18 短路計(jì)算的一般規(guī)定 ............................................... 18 短路計(jì)算的一般規(guī)定 ......................................... 18 系統(tǒng)簡(jiǎn)化 ................................................... 19 本廠等值電路圖中短路點(diǎn)的選取 ............................... 22 5 部分電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) ............................................... 32 電氣設(shè)備選擇的一般原則 ........................................... 32 選擇電氣一次設(shè)備遵循的條件 ................................. 32 按正常工作條件選擇 ......................................... 32 按短路條件進(jìn)行校驗(yàn) ......................................... 34 220kv 電氣設(shè)備選擇與驗(yàn)算 ................................................................................... 36 設(shè)備及導(dǎo)體選擇所需數(shù)據(jù) ..................................... 36 設(shè)備選擇 ................................................... 37 9 號(hào)發(fā)電機(jī)出口設(shè)備選擇 ........................................ 41 避雷器的選擇 .................................................... 41 6 繼電保護(hù)裝置 .......................................................... 43 6 程序設(shè)計(jì) .............................................................. 43 發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置 ............................................... 43 電力變壓器的機(jī)電保護(hù)裝置 ......................................... 44 結(jié) 論 .................................................................. 47 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................. 48 致 謝 ................................................................... 49 1 1 緒論 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)。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。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 送 過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。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。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中的發(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。 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，開創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 電力系統(tǒng)情況 待設(shè)計(jì)火電廠所在電力系統(tǒng)詳細(xì)情況，見圖 11： 2 待 設(shè) 計(jì) 發(fā) 電 廠8 0 K M1 1 0 K M70KM90KM160KM140KM （ 1）火力發(fā)電廠 汽輪發(fā)電機(jī)： 3 QFS3002。其中： QFS3002:300MW， 2 極。該廠為大型煤礦區(qū)內(nèi)的坑口發(fā)電廠，所用燃料由煤礦直接供給。廠址附近有河流通過(guò)，并有水庫(kù)，水源充足。多年平均降水量400mm，年最大降水量 760mm，最小降水量 300mm，多年平均蒸發(fā)量為 1510mm，積雪深180mm。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1）發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì) （ 2）發(fā)電廠廠用電接線設(shè)計(jì) （ 3） 220kV 配電裝置的設(shè)計(jì) 3 （ 4）短路電流計(jì) 算和電氣設(shè)備選擇 （ 5） 200MW 機(jī)組繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì) 基本步驟： （ 1）主接線的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠的主接線是保證電網(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)。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)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。 （ 2）主變壓器、發(fā)電機(jī) 變壓器連接形式的選擇 發(fā)電廠 200MW 及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)的主變壓器應(yīng)滿足 DL5000—2020《火力發(fā)電廠設(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) 650C 的條件進(jìn)行選擇”。 短路電流計(jì)算是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要計(jì)算項(xiàng)目，它涉及接線方式及設(shè)備選擇。 進(jìn)行短路計(jì)算的目的是 為了減低短路的危害和縮小故障的影響范圍。 （ 4）電氣設(shè)備的選擇 選擇并校驗(yàn)斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等，選用設(shè)備的型號(hào)。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。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。 5 2 發(fā)電廠電氣主接線 概述 電氣主接線也稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線，它是由電氣一次設(shè)備按電力生產(chǎn)的順序和功能要求連接而成的接受和分配電 能的電路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)路的重要組成部分。 電氣主接線的確定與驗(yàn)證 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng) 濟(jì)調(diào)度的要求。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。衡量主接線運(yùn)行可靠性的標(biāo)志是： ① 斷路器檢修時(shí)，是否 影響供電。 ③ 發(fā)電廠全部停運(yùn)的可能性。 （ 2）靈活性 6 ① 調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便：應(yīng)能靈活地投入某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 （ 3）經(jīng)濟(jì)性 ① 投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，控制、保護(hù)方式不過(guò)于復(fù)雜，適當(dāng)限制斷路器電流。 ③ 電能損耗少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，避 免兩次變壓而增加電能損失。這是在進(jìn)、出線帶負(fù)荷情況下倒換操作，俗稱“熱倒”，對(duì)各回路的母線隔離開關(guān)是“先合后拉”。 任一母線故障時(shí)，可將所有連與該母線上的線路和電源倒換到正常母線上，使裝置迅速恢復(fù)工作。 運(yùn)行方式靈活，可以采用兩組母線并列運(yùn)行方式、兩組母線分裂運(yùn)行方式、一組母線工作，另一組母線備用的運(yùn)行方式等。 可以完成一些特殊功能。 7 缺點(diǎn)： ①變更運(yùn)行方式時(shí)，都 是用各回路母線側(cè)的隔離開關(guān)進(jìn)行