【正文】 級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。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。 所以電氣主接線的擬定是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決 定性因素。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運(yùn)行方式。 發(fā)電廠的電氣主接線是保 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)。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。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 3 2 4 200MW 火電廠電氣主接線的確定 概 述 電氣主接線是發(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)。 7）設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一份。 5）用計(jì)算機(jī)繪制主接線圖。 3）主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)。 ?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）電氣主接線方案選擇。在河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 緒論 2 這次設(shè)計(jì)中一共分通過(guò)以下幾個(gè)步驟來(lái)完成本次的設(shè)計(jì)任務(wù)。 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。 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(kāi)創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。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。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。 電能是一種清潔的二次能源。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。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。在電氣設(shè)備選擇方面盡量選取占地面積小的 電氣設(shè)備，節(jié)約土地資源。 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)。河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 摘要 Ⅰ I 摘要 發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)。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。 本次設(shè)計(jì)中將四臺(tái)發(fā)電機(jī)全部升壓接入 220kV 電網(wǎng)，簡(jiǎn)化了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及電氣主接線，省去了升高電壓級(jí)之間的聯(lián)絡(luò)變壓器，降低了變壓器損耗。 關(guān)鍵詞 ：火力發(fā)電廠，電氣主接線，電氣設(shè)備 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Abstract Ⅱ II 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)。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。工業(yè)用電量已占全部用電量的 50～ 70%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，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。 華東、華北、東北和華中四大電力系統(tǒng)的容量均已超過(guò) 400 萬(wàn)千瓦 . 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) 4 200MW 火力發(fā)電廠的電氣部分設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及成果 ?電廠規(guī)模： 裝機(jī)容量 : 裝機(jī) 4 臺(tái)，單機(jī)容量為 200MW，總裝機(jī)容量 4 200MW 發(fā)電機(jī)額定電壓： UN= 發(fā)電機(jī)電抗 線路阻抗 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%。 2）短路電流計(jì)算。 4）防雷保護(hù)。 6）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。 8）系統(tǒng)主接線圖一張。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、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)。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線的方案。 電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性 首先，電氣主接線圖示電氣運(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電氣主接線土，了解電路中各種電器設(shè)備的用途、性能及維護(hù)、檢察項(xiàng)目和運(yùn)行的步驟。電氣主接線直接關(guān)系著全廠電氣設(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。再次，由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、書(shū)電荷用電視在同一時(shí)刻完成的，所以主接線的好壞，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)和人民生活。 電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) ?發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用 電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類(lèi)型。中小型電廠常有發(fā)電機(jī)電壓饋線向附近供電。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 4 供電。 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。 電氣主接線的主要要求 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。所謂“不允許”事故，是指發(fā)生故障后果非常嚴(yán)重的事故，如全部電源接線停運(yùn)、主變壓器停運(yùn)，全場(chǎng)停電事故等。 ?靈活性：是指在調(diào)度時(shí)，可以靈活的投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以極特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電鍍要求；在檢修時(shí)，可以方便的 停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電；在擴(kuò)建時(shí)，可以容易的從初期接線擴(kuò)建到最終接線，在不影響連接供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新機(jī)組、變壓器或線路，并對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。 ?主接線應(yīng)在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)性。做到投資省。電器主接線選擇時(shí)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。母線（又稱(chēng)匯流母線）是中間環(huán)節(jié)，它起著匯總和分配電能的作用。 主接線的基本形式 ?單母線接線 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 5 只有一組母線的接線如圖 所示是一個(gè)典型的單母線 接線圖。 隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，所以斷路器和隔離開(kāi)關(guān)在正常運(yùn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作順序；隔離開(kāi)關(guān)“先合后斷”或在等電位狀態(tài)下進(jìn)行操作。如圖 所示。 由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)，所以這種接線目前仍被廣泛應(yīng)用。 單母線分段有其如下優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要的用戶可以從不同的段引出兩條回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會(huì)自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。顯然對(duì)于大容量發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，這都是不允許的。 ?雙母線接線 雙母線接線是根據(jù)單母 線接線的缺點(diǎn)提出來(lái)的，如圖 所示。它可以有兩種運(yùn)行方式，一種是固定連接分段運(yùn)行方式。另一種工作方式相當(dāng)于單母線運(yùn)行方式。然而它比單母線分段接線的投資更大。為保證不中斷供電，應(yīng)先接通備用母線上的隔離開(kāi)關(guān)，再斷開(kāi)工作母線上的隔離開(kāi)關(guān)。雙母線接線的適用范圍： 1） 6～ 10KV 配電裝置，當(dāng)短路電