【正文】 評 閱 人 (簽章 ) 成 績 答辯 組組長 (簽章 ) 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 班 級 電氣自動(dòng)化 及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號 42 發(fā)題日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日 題 目 4 300MW 火力發(fā)電廠一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 題目類型 ：工程設(shè)計(jì) √ 技術(shù)專題研究 理論研究 軟硬件產(chǎn)品開發(fā) 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1. 按某 4 300MW 火力發(fā)電廠電氣部分需求設(shè)計(jì)。 2. 從主接線形式的選擇，主變壓器的選擇、短路電流的 計(jì)算、高壓電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，高壓配電裝置的布置等方面詳細(xì)地講述了發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)過程。 二、 應(yīng)完成的硬件或軟件實(shí)驗(yàn) 三、 應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件及實(shí)物（包括設(shè)計(jì)論文、程序清單或磁盤、實(shí)驗(yàn)裝置或產(chǎn)品等） 畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文 四、 指導(dǎo)教師提供的設(shè)計(jì)資料 300MW 火電廠運(yùn)行培訓(xùn)教材 黃純?nèi)A主編 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資 料水利電力出版社 西北電力設(shè)計(jì)院編 電力工程電氣設(shè)備手冊，電力出版社 五、 要求學(xué)生搜集的技術(shù)資料（指出搜集資料的技術(shù)領(lǐng)域） 電廠電氣部分原始資料 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料 六、 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 第一部分 熟 練課題，收集、整理課題相關(guān)資料 （ 1 周） 第二部分 電廠設(shè)計(jì)需求分析、計(jì)算及總體設(shè)計(jì) （ 2 周） 第三部分 詳細(xì)設(shè)計(jì)、計(jì)算 （ 3 周） 第四部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、文檔的編寫 （ 3 周 ） 評閱及答辯 （ 周） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 學(xué)院審查意見： 審 批 人： 年 月 日 誠信承諾 一、 本設(shè)計(jì) 是本人獨(dú)立 完成； 二、 本設(shè)計(jì)沒有任何抄襲行為； 三、 若有不實(shí)，一經(jīng)查出，請答辯委員會取消本人答辯資格。文章是根據(jù)現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)程，通過對原始資料的分析，從主接線形式的選擇，主變壓器的選擇、短路電流的計(jì)算、高壓電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，高壓配電裝置的布置等方面詳細(xì)地講述了發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)過程，文章中 不僅有大量的文字說明，還有大量的圖表來說明設(shè)計(jì)和計(jì)算過程。設(shè)計(jì)工作是電力工程建設(shè)的基礎(chǔ)，作好設(shè)計(jì)工作對于工程的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用以及建成投產(chǎn)后的運(yùn)行可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益起著決定性的作用。隨著我國現(xiàn)代電力工業(yè)的飛速發(fā)展，大容量、超高壓的特點(diǎn)越來越明顯，新的技術(shù)、新的設(shè)備大量出現(xiàn)，這就為電廠電氣部分設(shè)計(jì)提出了更高的要求。 說明書部分首先對原始資料進(jìn)行分析，確定了本電廠的類型以及在電力系統(tǒng)中的地位和作用，分析了對設(shè)計(jì)的初步要求。第三章對廠用電部分進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，選擇了廠用變壓器。隨后依據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果對各種電氣設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)。計(jì)算書則是對設(shè)計(jì)中計(jì)算部分內(nèi)容的詳細(xì)說明，包括主變壓器的選擇、短路 電流計(jì)算和電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。電廠生產(chǎn)的電力用 6 回 220KV 架空線路送往系統(tǒng)。 最高氣溫 +39℃，最低氣溫 18℃，年平均氣溫 +10℃，最熱月平均最高氣溫為 +30℃。 原始資料分析 本電廠建在大型煤礦區(qū)，原料由煤礦直接供給，其總?cè)萘繛?4 300MW=1200MW，最大單機(jī)容量為 300MW，按其容量劃分具有區(qū)域性大型火電廠的特點(diǎn)，本電廠是電力系統(tǒng)主要電源，可見該電廠在未來電力系統(tǒng)中的作用和地位是至關(guān)重要的，本電廠沒有發(fā)電機(jī)電壓級負(fù)荷，可以不用設(shè)發(fā)電機(jī)電壓級母線。 4 第 3章 電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線設(shè)計(jì)要求和原則 主接線的設(shè)計(jì)要求 主接線是有高壓電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主接線。它直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性，并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬訂都有決定性的作用。 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。 大中型電廠的電壓等級不宜多 于三級，一般情況下升高電壓 13級 電氣參數(shù) A、最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的 6070% B、負(fù)荷的同時(shí)率， 110KV 及以下取8590%，大型企業(yè)取 90100% C、負(fù)荷的功率因數(shù)綜合負(fù)荷取 80%，大型冶金企業(yè)取 95% D、廠用率：凝汽機(jī)組取 58%，熱電廠取 813%，水電廠取 % 主接線的基本接線形式和主接線的擬定 主接線的基本形式就是主要電氣設(shè)備的連接方式，概括說有兩種：有匯流母線的和無匯流母線的接線方式。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積少， 6 只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建的發(fā)電廠和變電所，本電廠共 4 臺 300MW 機(jī)組，出線有六回，因此考慮有匯流母線的接線方式。 旁路母線設(shè)置的原則： 110KV 及以上高壓配電裝置中，因?yàn)殡妷旱燃壐撸斔凸β蚀?，停電影響大，同時(shí)高壓斷路器每臺檢修通常都需 5～ 7 天的較長時(shí)間，因此不允許因檢修斷路器而長期停電， 故設(shè)置旁路母線，從而使檢修與它相連的任一回路的斷路器時(shí)，該回路便可以不停電，提高了供電的可靠性，鑒于本廠的實(shí)際情況，要求主接線有高可靠性，可以考慮以下幾種接線： 雙母線帶旁路 優(yōu)點(diǎn)： A、供電可靠通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作可輪流檢修一組母線而不致供電中斷，又因?yàn)閹в信月?，檢修出線斷路器時(shí)可以不停止供電； B、調(diào)度靈活：各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到一組母線上，能靈活的適應(yīng)各種運(yùn)行方式和潮流變化； C、擴(kuò)建方便，可以向雙母線左右任一方向擴(kuò)建 缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器之用，容易誤操作 。 適用范圍：在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)四回及以上時(shí)。 當(dāng)一段母線故障或連在母線上的進(jìn)出線斷路器故障時(shí)，停電范圍為三分之一，而當(dāng)一段母線故障合并分段或母聯(lián)斷路器拒動(dòng)時(shí)停電范圍為三分之二。 比雙母線帶旁路多用了兩臺斷路器，增加了投資。 一臺半斷路器接線 有高度的可靠性：發(fā)生母線故障時(shí)，只跳開與母線相連的斷路器而不終止回路供電，與母線相連的斷路器故障或檢修時(shí)也可不終止供電。 操作檢修方便：隔離開關(guān)僅供檢修時(shí)用，避免了將隔離開關(guān)作操作用時(shí)的倒閘操作；檢修斷路器時(shí)，不需帶旁路的倒閘操作；檢修母線時(shí)，回路不需要切換。 投資過高，經(jīng)濟(jì)性差，在該設(shè)計(jì)中比雙母線帶旁路多用了三臺斷路器。 接線圖見下 圖 ： 主變壓器的選擇和發(fā)電機(jī)接入系統(tǒng)方式的選擇 發(fā)電機(jī)接入母線原則 大型電廠一般指總?cè)萘繛?1000MW 及以上，單機(jī)容量在 200MW 及以上的電廠，其接入一般采用簡單可靠的單元接線方式。 300MW 機(jī)組，一般采用雙繞組變壓器組成單元接線，而不采用三繞組變壓器。 變壓器的選擇 變壓器容量的確定 單元接線時(shí)，變壓器 的容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有 10%的裕度來確定。 變壓器形式的選擇 A、相數(shù)的確定：在 330KV 及以下電力系統(tǒng)中一般選用三相變壓器，因?yàn)閱蜗嘧儔浩飨鄬碇v投資大，占地多，運(yùn)行損耗也大，同時(shí)配電裝置結(jié)果復(fù)雜，也增加維修工作量。 B、繞組數(shù)的確定：由以上分析來看， 一般選用雙繞組變壓器。我國 110KV及以上電壓變壓器三相繞組都采用“ YN”連接。再考慮到限制對電源的影響因素。 通過以上分析可以計(jì)算并選取主變壓器參數(shù)如下表。 變壓器型號 額定容量（ MVA） 額定電壓（ KV） Ud% SFP7360/220 360 242/18 14 中性點(diǎn)接地方式的討論 一、電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式 中性點(diǎn)非直接接地 A、中性點(diǎn)不接地方式簡單，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。B、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地當(dāng)接地電流超過允許值時(shí)， 可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流。一般用于大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少設(shè)備造價(jià)，特別是在電壓，超高壓電網(wǎng)中經(jīng)濟(jì)效益顯著。 二、主變壓器中性點(diǎn)接地方式 電力網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式，決定了主變壓器的中性點(diǎn)接地方式： 主變壓器的 110500KV 側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式，且所有變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)接地。 因此，本電廠的主變壓器中性點(diǎn)選用經(jīng)隔離開關(guān)接地。 采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，適用于單相接地電流大于允許值的中小機(jī)組或 200MW 及以下大機(jī)組要求能帶單相接地故障運(yùn)行時(shí) 。 B、適用于 200MW 及以上的機(jī)組。 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則和接線的形式 發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停運(yùn)、檢修過程中，有大量由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備（ 如鍋爐、汽輪機(jī)或水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）和輸煤、除灰，除塵及水處理的正常運(yùn)行。因此在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)程序。 保證在廠用工作電源故障，機(jī)組啟動(dòng)和停運(yùn)過程中必需的廠用機(jī)械的供電， 一般應(yīng)配置備用電源，在機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)和事故時(shí)的切換操作要少，并能與工作電源短時(shí)并列。 充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用系統(tǒng)運(yùn)行方式，特別注意對公用負(fù)荷的供電影響，要便于過度，盡少改變接線和更換設(shè)備。 廠用電壓等級的確定 火電廠采用 3KV、 6KV、和 10KV 作為高壓廠用電壓，在滿足技術(shù)前提下應(yīng)優(yōu)先采用較低電壓以獲得較高經(jīng)濟(jì)效益。 根據(jù)本廠情況選擇 6KV 作為廠用電高壓。 當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線時(shí)，由主變壓器低壓側(cè)引接，供給本機(jī)組的廠用負(fù)荷，發(fā)電機(jī)容量在 125MW 及以下時(shí)，一般在廠用分支上裝設(shè)斷路器，若斷路器開斷容量不夠時(shí)，也可采用能滿足動(dòng)穩(wěn)定要求的負(fù)荷開關(guān)，連接片等方 式；大容量發(fā)電機(jī)組，當(dāng)廠用分支采用分相封閉母線時(shí)，在該分支上不裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。備用電源應(yīng)具有獨(dú)立性和足夠的供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電下仍能從系統(tǒng)中獲得廠用電源。 12 啟動(dòng) /備用變壓器平時(shí)是否處于運(yùn)行工況，要看是否帶有公用負(fù)荷，如果全廠的公用負(fù)荷由各機(jī)組工作變壓器分擔(dān)，啟動(dòng) /備用變壓器平時(shí)不帶公用負(fù)荷，則它平時(shí)不投入運(yùn)行，一次側(cè)斷開，可省去