【正文】 學(xué)生姓名 劉敏 學(xué) 號(hào) FH1091ZA088 2022 年 2 月 20 日2發(fā)電廠的電氣部分課程設(shè)計(jì)學(xué)生：劉敏 指導(dǎo)老師：青元玖摘 要由發(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)。它的功能是將自然界的一次能源通 過發(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。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)。電能的使用已經(jīng)滲透到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，而在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中火電設(shè)備容量占總裝機(jī)容量的 75%。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；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；短路電流計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。關(guān)鍵詞： 發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；電氣設(shè)備3目 錄1 緒 論 ................................................................1 電力系統(tǒng)概述 ........................................................1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基本思想 ........................................1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo) ...............................2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本思想及設(shè)計(jì)工作步驟 .................................22 4*200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 ....................................4 概 述 ..............................................................4 電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性 ...........................................4 電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) .............................................4 電氣主接線的主要要求 .............................................5 電氣主接線的選擇 ....................................................5 主接線的基本形式 .................................................6 主接線的設(shè)計(jì) ....................................................10 方案的選擇 ......................................................133 火電廠發(fā)電機(jī)、變壓器的選擇 ...........................................15 主變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式 ....................................15 電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式 ............................................15 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式...........................................16 發(fā)電機(jī)的選型 ....................................................16 簡(jiǎn)介...........................................................16 選型...........................................................16 變壓器的選型 ......................................................17 具有發(fā)電機(jī)電壓母線的主變壓器 ....................................17 單元接線的主變壓器 ..............................................19 電氣設(shè)備的配置 ....................................................194 火力發(fā)電廠短路電流計(jì)算 ...............................................21 概 述 ............................................................214 短路的原因及后果 ................................................21 短路計(jì)算的目的和簡(jiǎn)化假設(shè) ........................................22 各系統(tǒng)短路電流的計(jì)算 ...............................................22 短路計(jì)算的基本假定和計(jì)算方法 ....................................22 電抗圖及電抗計(jì)算 ................................................23 短路點(diǎn)的選擇、短路電流以及沖擊電流的計(jì)算 ........................245 火電廠一次設(shè)備的選擇 ..................................................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 電氣設(shè)備的選擇 .....................................................35 系統(tǒng)各個(gè)回路的最大工作電流 ......................................35 高壓斷路器的選擇 ................................................37 高壓隔離開關(guān)的選擇 ..............................................43 互感器的選擇 ....................................................49 電抗器的選擇 ....................................................56 導(dǎo)線及電纜的選擇及校驗(yàn) ..........................................58 避雷器的選擇 ....................................................646 變壓器的繼電保護(hù) ......................................................66 概述 ...............................................................66 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù) ......................................66 電力變壓器的繼電保護(hù) ............................................66 變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算 ...........................................68 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算........................................68 過電流保護(hù)的整定計(jì)算 ............................................727 結(jié) 論 ................................................................73參考文獻(xiàn) .................................................................75致 謝 .................................................................7611 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。到 1991 年底，電力系統(tǒng)裝機(jī)容量為14600 萬千瓦，年發(fā)電量為 6750 億千瓦時(shí)，均居世界第四位。此外，1989 年，臺(tái)灣省建立了裝機(jī)容量為 1659 萬千瓦的電力系統(tǒng)。在這次設(shè)計(jì)中一共分通過以下幾個(gè)步驟來五年成本次的設(shè)計(jì)任務(wù)。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：（1）確定主接線：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的 2—3 個(gè)方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案。（3）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。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)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。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。工程要求系統(tǒng)調(diào)度或系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門提供接入本電廠和變電所的各級(jí)電壓的的綜合阻抗值，由電氣專業(yè)負(fù)責(zé)計(jì)算。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)。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。 為防止變壓器發(fā)生各類故障和不正常運(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)。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)自備電廠三種類型。中小型電廠常有發(fā)電機(jī)電壓饋線向附近供電。 （2）對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 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，如全部電源津縣停運(yùn)、朱變壓器停運(yùn)，全場(chǎng)停電事故等。（2） 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。（3） 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 只有一組