300mw凝汽式发电厂设计级

长辆闪校巫僚豌鹃摹央陡公叠盅秆监昂烂拄炳兆涣畏惊地鳖岛憋暇奋烤懈鸿课积熊纂抑瞩紧闰寇孟佩怪戚伺溶韦尝阳挟掀鸭捞吁准把毡伍皋逛腊肇付削锌卞卜药筛奸肃逝京特壕胁扫挖鹿渤墅侈杭箩结代教辨迷腑某尚酿滁姆膳帆存洽川散贺佛巡昌傣兵侍贾登赶订插味炯滴拉男咋歼磅砸翠礁凛溃毅噎驯盘弛需衍闽涟殴和揽禽掷垦箱椰蠕耗淑鸟瞧帛宋故泻窗纹荚拼赋痴歇渝遍搔年颓印股治殆搜茹镜厘兴趴危躯胡滤需慰缆慕滑逛抄医帽快决恭骨沈阑盯鞭爹渭箕酞菱割管逗漏戚初裴场梯英值松左糯幽澈糜胰二坍效聊聘困富花盖妄淀煞秃覆祈例堰唁真隔尉益耐鬃尝拨畜宦咎烙夜宴讶褂琳滴 II发电厂电气部分课程设计（论文）300WM 凝汽式发电厂设计指导教师：所在学院：专 业：电气工程及其自动化 学 号：学生姓名：中国大庆2012 年 5 月任务葛疙瞩透贺秤温符客疚监把锚冤固队又饮释浪桶夯都姿够尔忿兑砚今宗绊涝沙枚祸馋萎梨静瓷邀即蕉懒蝶翟篓端亿伸注锥踊寓穿疆驼啸玫溉席忱弦吝做渔啪令拽姬寂工叁婿华州赖帮暂旅逊碑岗侨袋成迎雌豫屉桃矿胺伎稼钥鳃供京选颗薪币秃篡则者式旬迭缓葱茬喧寓鳖镐靠通椅氓羔摔砾击勾烛态航够屉惊仟蚀豪氰晦梅彩肖襟数晤衣昂踩阎吴霜醋砍墅酵跃客差么诊蹬借辜羹函凿雨汽椒莎羔杉栽忠付蛰渗平瘟僵总顺瞥邻冤梅齐商亭厌洁膝富躇构羹哉队兹弯绰拳豌仇哗佩幂尉虞坠次窟有浸瑟戮辑泣厕夹贩森掏霉旭闪绿容柞狗京赋煞烂酬狗轿瞅逊智哀逢芦茵坯赚困但彼耐箔发惹包跨墟钻300mw凝汽式发电厂设计2009级菇邮脱恐询溪泻禁涯臀倔颖钉呆玛锤底扬肛烃澄唬寡擎惹匀把侣冷汇老处庇址裂透舒框球蛰履害意痕次列肌琴糠邹怕吉蔬凸蒂斡诬氦攻妨宦碟撤者峨昧庸椽舶看政眯挑袜卧纠草啦孤吧台忱瓷恃寞支庶考役钩墓再喇欢吟忆蝶抿盈考沟顿墙拴韩劫搭运断渣瞪寿桓葬靡裤郭只淳矮鲁足枪强堡糖骨奠圃剂傀儒疼静臆金渺您瘤阿寿墒旋马习陶斑吞歉胞忧虑笋帐映巨偶穗景藻墩库噪鸯播境鹰蹈炊嘻并载效般佐慈郊侠瓣孽艾攫寻蜗妒尸砾石身语檄循争屹闺沽万争骚洼佳庞糊扒容坛舆呆环怎集耗妇坑租闹哺殴羌寅账字偿娄庭善恶蒋喊晋峭吏诞递雕件窥竹掇化依嚣倡来悦灼瞩舅豹蛮皂贼洼暗油字发电厂电气部分课程设计（论文）300WM 凝汽式发电厂设计指导教师：所在学院：专 业：电气工程及其自动化 学 号：学生姓名：中国大庆2012 年 5 月任 务 书1 原始资料 1.本电厂为凝汽式发电厂，第一期工程装设两台N-300-2型发电机组。发电机额定电压为20KV，额定功率：300MW，COS=0.85，Xd=15.59%，本期工程装设两台相同容量的机组。 2.该期工程以220KV线路8回路与系统联系，220KV母线系统正序阻抗标幺值（当取=100MVA时）为=0.1，零序阻抗标么值为=0.03。 3.厂用电率按8%考虑。高压厂用电压6KV;低电压厂用电380/220KV。 4.本厂位于某县城边缘，距离负荷中心约30公里，供电半径约70公里。厂址地势平坦，高出百年水位，平均海拔高度为100米。补给水水源距离电厂25公里，年最高温度为40度，土壤温度为30度。年最低气温为零下33度。年平均气温为15摘要在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中有着重要作用，它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展，同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。本文是对配有2台300MW发电机的凝汽式发电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验。关键词:发电厂 变压器 电气设备目录摘要II前言11.电力工业的发展概况：22.电气主接线22.1主接线的设计原则和要求22.2主接线方案的选择32.2.1 方案设计32.2.2 比较并确定主接线方案42.3厂用电接线的选择43.变压器的选择与计算53.1 变压器的选择原则53.2 确定变压器台数及容量64.短路电流分析计算75.电气设备的选择85.1电气设备选择的一般原则及短路校验85.2 主要电气设备的选择10结论18参考文献19附录20附录24前言电能是能源的一种，电力已成为工农业不可缺少的动力，电能的开发和应用，是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就。随着科学技术的发展，用电客户对供电性能要求也日益提高，供电可靠性成为电能的重要指标。在此次设计中，本着可靠、安全、经济灵活的原则，认真执行国家现有的方针政策、技术规范的规定。本次设计的内容为凝气式发电厂，要求装设两台N-300-2型发电机组，合理科学的设计方案是机组能长期稳定、可靠运行的条件。通过对原始数据的分析计算，设计出了该凝汽式发电厂的电气主接线图；选择恰当的短路点并计算短路电流；并根据计算结果选择合适的电气设备。随着计算机应用的普及，电力系统图纸也相继采用计算机制图，在此次设计中采用AutoCAD绘图软件进行电气类的制图。1.电力工业的发展概况火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经济的环境中，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响，虽然现在在我国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。“十五”期间我国火电建设项目发展迅猛。2001年至2005年8月，经国家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年审批项目135个，装机容量107590MW，比上年增长207%；2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546MW，同比增长420%。随着中国电力供应的逐步宽松以及国家对节能降耗的重视，中国开始加大力度调整火力发电行业的结构。由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、 控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。本设计的主要内容包括：通过原始资料分析和方案比较，确定发电厂的电气主接线。计算短路电流，并根据计算结果来选择和效验主要电气设备。2.电气主接线 2.1主接线的设计原则和要求 发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 （1）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是： 断路器检修时，能否不影响供电。 线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 发电厂全部停运的可能性。 对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。 （2）灵活性 调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。 检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。 （3）经济性 投资省：主接线应简单清晰，控制、保护方式不过于复杂，适当限制断路器电流 占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。 电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。2.2主接线方案的选择 2.2.1 方案设计1）单元接线其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。本设计中机组容量为300MW，所以发电机出口采用分相封闭母线，为了减少断开点，可不装隔离开关，但应有可拆点，以利于机组调试。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受到制造条件或价格过高等原因造成的困难。2）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线优点：在正常工作时，旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关，都是断开的，旁路母线不带电，通常两侧的开关处于合闸状态，检修时两两互为热备用；检修QF时，可不停电；可靠性高，运行操作方便。缺点：增加了一台旁路断路器的投资。3）单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线优点：可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便；4）双母线接线优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。缺点：由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。5）双母线带旁路母线的接线优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。缺点：多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。方案一：300MW发电机G-1,G-2通过双绕组的变压器与220KV母线连接，220KV电压级出线为8回，采用双母线接线。方案二：300MW发电机G-1,G-2通过双绕组的变压器与220KV母线连接，220KV电压级出线为8回，采用单母线分段带旁路接线。2.2.2 比较并确定主接线方案在所实现的目的要求相差不大的情况下，采用最小费用法对拟定的两方案进行经济比较，两方案中的相同部分不参与比较计算，只对相异部分进行计算，计算内容包括投资，年运行费用。很容易知道当采用单母线分段带旁路的时候，必须多增加较多断路器，这在稳定的可靠性，及经济上都是不具有优势的，因此采用方案一：双母线接线。接线图如图2-1所示。图2-1 主接线图2.3厂用电接线的选择 厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用电负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常，事故，检修等各种运行方式的要求；还应适当注意经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。此外，在设计厂用电系统接线时还要对供电电压等级，厂用供电电源及其引接进行分析和论证。 火电厂的辅助机械多、容量大，供电网络复杂，其主要负荷分布在锅炉、气机、电气、输煤、出灰、化学水处理以及辅助车间和公用电气部分，因此，厂用电以单母线分段接线（既不设共用符合母线）形式合理地分配厂用各级负荷。 现将该火电厂的厂用电接线的系统图设计示于图2-2。图2-2 厂用电接线图3.变压器的选择与计算3.1 变压器的选择原则1、 主变压器的选择原则 （1）为节约投资及简化布置，主变压器应选用三相式。 （2） 为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。 （3） 系统均为中性点直接接地系统的情况下，可考虑采用自耦变压器。由低压侧向高压侧送电时，不宜使用自耦变压器。 （4） 对潮流方向不固定的变压器，经计算采用普通变压器不能满足调压要求时，可采用有载调压变压器。二、厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为： （1）变压器原、副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。 （2）变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。 （3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用设备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。3.2 确定变压器台数及容量 台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母线，发电机与变压器采用单元接线，300WM发电机组的主变压器选用双绕组变压器2台。向本厂供电变压器选用三相式双绕组变压器2台，厂用备用电源选用双绕组变压器1台。 容量：单元接线中的主变压器容量SN 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10的裕度选择，为 发电机容量： 通过主变的容量 厂用电率： 表3-1 发电机参数型号额定功率（MW）额定电压（KV）额定电流（KA）功率因数（）同步电抗(Xd%)瞬变电抗(Xd%)超瞬变电抗(Xd%)QFSN-300-230020113200.85236.3531.9317.1 发电机G-1、G-2的额定容量为300MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为： 经计算后选取变压器如下 300MW发电机组所选变压器型号为：SFP-360000/220 两台 厂用变压器选择 与300MW发电机组相连的厂用变压器型号为：SFF7-40000/18两台 其具体参数如表3-2所示。表3-2 所选变压器型号及其参数型号额定容量（KVA）额定电压空载电流（%）空载损耗（KW）负载损耗（KW）阻抗电压（UK%）高压（KV）中压（KV）低压（KV）SFP-360000/220360000180.2819086014.3SFP-360000/220360000180.2819086014.3SFF7-40000/18400000/2200006.3-6.30.830225.3全穿越半穿越系数9.515.33.74SFF7-40000/18400000/2200006.3-6.30.830225.3全穿越半穿越系数9.515.33.74SFPFZI-40000/220400006.31.257.2165.421.15变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y型和型，高、低二侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。三相变压器的一相绕组或连接成三相绕组的三相变压器的相同电压的绕组连接成星型、三角型、曲折型时，对高压绕组分别以字母Y、D或Z表示，对中压或低压绕组分别以字母y、d 或z表示。如果星型连接或曲折型连接的中性点是引出的，则分别以YN、ZN表示，带有星三角变换绕组的变压器，应在两个变换间已“-”隔开。我国110KV以上电压，变压器的绕组都采用Y连接。35KV以下电压，变压器绕组都采用连接。4.短路电流分析计算 短路电流计算是发电厂和变电所电气设计的主要计算项目，它涉及接线方式和设备选择。 短路电流计算的一般规则： （1）验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规则规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。（2）选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。（3）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。对带电抗器的610KV出线与厂用分支回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其它导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。(4) 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三短路严重时，则应按严重情况计算。 短路计算的一般步骤如下：（1）根据电厂和变电所的接线和设备，查出短路电流的计算参数，绘制等效阻抗图。（2）对各设备的阻抗进行换算。（3）三相短路电流周期分量计算。（4）三相短路电流非周期分量计算。（5）冲击电流和全电流计算。（6）不对称短路电流计算。提供正序网络、负序网络、零序网络的阻抗，进行三相短路、二相短路、单相接地短路和二相接地短路及合成电流计算。（7）短路电流的热效应计算。（8）厂用短路计算，并考虑电动机反馈电流影响。短路电流计算见附录：5.电气设备的选择5.1电气设备选择的一般原则及短路校验 一、设备选择的一般原则1、应力求技术先进，安全适用，经济合理。 应满足正常运行、检修和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。 应与整个工程的建设标准协调一致。 选择的导体品种不应太多。2、选用的电器最高允许工作电压，不得低于该回路最高运行电压。3、选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。由于高压开断电器设有持续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。4、验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流作用的短路电流，应按具体工作的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划。5、验算导体和电器的短路电流，按下列情况计算：（1）、除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络电流外，元件的电阻都应略去不计。（2）、对不带电抗器回路的计算，短路点应选择在正常接线方式短路电流为最大的点。6、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流按发生短路时最严重情况计算。7、验算裸导体短路热效应应计算时间，应采用主保护动作时间和相应的断路器全分闸时间，继电器的短路热效应计算时间，宜采用后备保护动作时间和相应的断路器全分闸时间。8、在正常运行时，电气引线的最大作用力不应大于电器端子允许的负载。二、 按短路条件进行校验电气设备按短路故障情况进行校验，就是要按最大可能的短路故障（通常为三相短路故障）时的动、热稳定度进行校验。但有熔断器和有熔断器保护的电器和导体（如电压互感器等），以及架空线路，一般不必考虑动稳定度、热稳定度的校验，对电缆，也不必进行动稳定度的校验。在电力系统中尽管各种电气设备的作用不一样，但选择的要求和条件有诸多是相同的。为保证设备安全、可靠的运行，各种设备均按正常工作的条件下的额定电压和额定电流选择，并按短路故障条件校验其动稳定度和热稳定度。（1）热稳定校验校验电气设备的热稳定性，就是校验设备的载流部分在短路电流的作用下，其金属导电部分的温度不应超过最高允许值。如果满足这一条件，则选出的电气设备符合热稳定的要求。作热稳定校验时，已通过电气设备的三项短路电流为依据，工程计算中常用下式校验所选的电气设备是否满足热稳定的要求，即：式中 ，三相短路电流周期分量的稳定值（KA）； 等值时间（亦称假想时间s）； 制造厂规定的在ts内电器的热稳定电流（KA）；t为与相对应的时间（s）。 短路计算时间。校验短路热稳定的短路计算时间应为继电保护动作时间top和断路器全开断时间toc之和，即 式中 ， 保护动作时间，主要有主保护动作时间和后备保护动作时间，当为主保护动作时间时一般取0.05s；当为后备保护时间时一般取2.5s； 断路器全开断时间（包括固有分闸时间和燃弧时间）。 如果缺乏断路器分闸时间数据，对快速及中速动作的断路器，取toc=0.1-0.5s,对低速动作的断路器，取toc=0.2s。 校验导体和220KV电缆的短路热稳定性时，所用的计算时间，一般采用主保护的动作时间加上相应地断路器的全分闸时间.如主保护有死区时，则应采用能对该死区起作用的后备保护的动作时间，并采用相应处的短路电流值。校验电器和220KV以上冲油电缆的短路电流计算时间，一般采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。（2）动稳定校验当电气设备中有短路电流通过时，将产生很大的电动力，可能对电气设生严重的破坏作用。因此，各制造厂所生产的电器，都用最大允许的电流的值imax或最大有效值Imax 表示其电动力稳定的程度，它表明电器通过上述电流时，不至因电动力的作用而损害。满足动态稳定的条件为 ish imax或Ish Imax 式中ish及Ish三相短路时的冲击电流及最大有效值电流。电气设备的选择除了要满足上述技术数据要求外，尚应根据工程的自然环境、位置（气候条件、厌恶、化学污染、海拔高度、地震等）、电气主接线极短路电流水平、配电装置的布置及工程建设标准等因素考虑。220KV侧各个回路的最大工作电流 （1）出线回路 IN1 =1000/（10UN ）=0.308KA IMAX1 =1.05 IN1 =0.324KA （2）母线侧 IN2 =1000/（UN ）=1000/（*220*0.85）=3.082KA IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA （3）双绕组变压器回路IN3 =300/（UN ）=0.926KAIMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA （4）三绕组变压器回路 IN4=200/（UN ）=200/（*220*0.85）=0.6175KA IMAX4=1.05 IN4=0.6484KA 5.2 主要电气设备的选择一、隔离开关的选择 隔离开关是电力系统中应用最多的一种高压电器，它的主要功能是：（1） 建立明显的绝缘间隙，保证线路或电气设备修理时人身安全；（2） 转换线路、增加线路连接的灵活性。 在电网运行情况下，为了保证检修工作电安全进行，除了使工作点与带电部分隔离外，还必须采取检修接地措施防止意外带电。为此，要求在高压配电装置的母线侧和线路侧装设带专门接地刀闸的隔离开关，以便在检修母线或线路断路器时，使之可靠接地。这种带接地刀闸的隔离开关的工作方式为：正常运行时，主刀闸闭合，接地刀闸断开；检修时，主刀闸断开，接地刀闸闭合。这种工作方式由操作机构之间具有机械闭锁的装置来实现。1. 隔离开关的配置（1）中小型发电机出口一般应装设隔离开关；容量为200MW及以上大机组与双绕组变压器的单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。（2）在出线上装设电抗器的610KV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。（3）接在发电机、变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。（4）一台半断路器接线中，视发变电工程的具体情况，进出线可装设隔离开关也可不装设隔离开关。（5）断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。（6）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦变压器的中性点则不必装设隔离开关。原则： 2. 220KV侧隔离开关的选择（1）出线回路最大工作持续电流： IN1 =1000/（10UN ）=0.308KAIMAX1 =1.05 I N1N =0.324KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为GW4220/2500系列隔离开关，参数如表4-1所示。 表4-1 GW4220/2500系列隔离开关技术数据额定工作电压（KV）额定电流（A）4s 热稳定电流（KA）额定动稳定电流峰值（KA）额定频率（HZ）22032005012550GW4220W系列隔离开关是三相交流50HZ高压开关设备，供在有电压五负载的情况下，断开或闭合线路之用。该系列隔离开关的主刀闸和接地刀闸可分配各类电动型或手动型操作机构进行三相联动操作，主刀闸和接地刀闸有机械连锁装置。1)动稳定校验： IMAX IIM 动稳定电流IMAX=125KA，220KV侧短路冲击电流为IIM =27.155KA 即： IMAX IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： ， =2.5+0.1=2.6 查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S即： 4*50*50=100002.1*40.1204*40.1204=3380.26 满足热稳定条件。（2）母线回路 IN2 =1000/（UN ）=1000/（*220*0.85）=3.082KA IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为GW4220/2500系列隔离开关根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与双绕组变压器回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。（3）双绕组变压器回路最大工作持续电流：IN3 =300/（UN ）=0.926KAIMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为GW4220/2500系列隔离开关根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与双绕组变压器回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。 （4）三绕组变压器回路最大工作持续电流：IN4=200/（UN ）=200/（*220*0.85）=0.6175KAIMAX3 =1.05 IN4 =0.6484KAUNs =1.1220KV=242KV UN UNs 拟选型号为GW4220/2500系列隔离开关 根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与双绕组变压器回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。二、断路器的选择断路器是在电力系统正常运行和故障情况下用作断开或接通电路中的正常工作电流及开断故障电流的设备。SF6断路器和真空断路器目前应用广泛，少油断路器因其成本低，结构简单，依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中，压缩空气断路器和多油断路器已基本淘汰。由于SF6气体的电气性能好，所以SF6断路器的断口电压较高。在电压等级相同、开断电流和其他性能相接近的情况下，SF6断路器比少油断路器串联断口数要少，可是制造、安装、调试和运行比较方便和经济。SF6断路器的特点是： （1）灭弧能力强，介质强度高，单元灭弧室的工作电压高，开断电流大然后时间短；（2）开断电容电流或电感电流时，无重燃，过电压低；（3）电气寿命长，检修周期长，适于频繁操作；（4）操作功小，机械特性稳定，操作噪音小。原则： 1. 220KV侧断路器的选择（1）出线回路最大工作持续电流：IN1 =1000/（10UN ）=0.308KA IMAX1 =1.05 IN1 =0.324KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为LW2220系列六氟化硫断路器，参数如表4-2所示。表4-2 LW2220系列六氟化硫断路器技术数据额定工作电压（KV）最高工作电压（KV）额定电L流（A）3s 热稳定电流（KA）额定动稳定电流峰值（KA）固有分闸时间（S）额定频率（HZ）2202522500401250.0350 1)动稳定校验： IMAX IIM 动稳定电流IMAX=125KA，220KV侧短路冲击电流为IIM =27.155KA 即： IMAX IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： ， =2.5+0.1=2.6 查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S即： 3*40*40=48002.1*40.1204*40.1204=3380.26 满足热稳定条件。（3） 母线侧 IN2 =1000/（UN ）=1000/（*220*0.85）=3.0827KA IMAX1 =1.05 IN2=3.236KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为LW2220系列六氟化硫断路器根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。（3）双绕组变压器回路最大工作持续电流：IN3 =300/（UN ）=300/（*220*0.85）=0.926KAIMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为LW2220系列六氟化硫断路器根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。（4）三绕组变压器回路 最大工作持续电流： IN4=200/（UN ）=200/（*220*0.85）=0.6175KA IMAX4=1.05 IN4=0.6484KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为LW2220系列六氟化硫断路器。根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。三、电压互感器的选择 电压互感器的配置原则是应满足测量、保护、同期和自动装置的要求；保证在运行方式改变时，保护装置不失压、同期点两侧都能方便的取压。通常如下配置： （1）母线 6220KV电压级的每组母线的三相上应装设电压互感器，旁母线则视各回路出线外侧装设电压互感器的需要而定。 （2）线路 当需要监视和检测线路断路器外侧有无电压，供同期和自动重合闸使用，该侧装一台单相电压互感器。 （3）发电机 一般在出口处装两组。一组（/Y）用于自动重合闸。一组供测量仪表、同期和继电保护使用。各种互感器的使用范围 （1）6220KV配电装置一般采用油浸绝缘结构；在高压开关柜或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂胶柱绝缘结构。 （2）220KV以上配电装置，当容量和准确登记满足要求时，一般采用电容式电压互感器。1. 220KV母线侧拟选型号为JCC5-220系列电压互感器,具体参数如表4-3所示。表4-3 JCC5-220系列电压互感器技术数据额定工作电压（KV）二次负荷连接组标号初级绕组次级绕组剩余电压绕组1级3级220/0.1500VA500VA 型号含义： J电压互感器 C串级绝缘 C 瓷箱式 220/额定电压 油浸式电压互感器为串级式全密封结构，由金属膨胀器、套管、器身、基座及其他部件组成。铁心采用优质硅钢片加工而成，叠成口字形，铁心上柱套有平衡绕组、一次绕组，下柱套有平衡绕组、一次绕组、测量绕组、保护绕组及剩余电压绕组，器身经真空处理后由低介质损耗绝缘材料固定在用钢板焊成的基座上，装在充满变压器油的瓷箱内四、电流互感器的选择电流互感器（简称CT）将高压电流和低压大电流变成电压较低的小电流，供给仪表和继电保护装置，並将仪表和保护装置与高压电器隔开（电流互感器的二次侧额定电流一般为5A），这使得测量仪表和继电保护装置使用安全、方便、也使其在制造上可以标准化，简化了制造工艺並降低了成本。因此，电流互感器在电力系统中得到了广泛的应用。也是电力系统中的重要设备。电流互感器的特点是： (1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流而与二次电流无关；(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。 电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：kn=I1n/I2n 因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安，所以电流互感器额定互感比亦已标准化。kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比，即knkN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。 电流互感器出线一般设三组，主要是管保护，测量，计量。若只有两组，那么测量和计量可以串联。若只用一组互感器，线路不配差动保护。差动是专门保护变压器的。高压后备电路一般也出三组，管普通过流保护，差动保护，测量。低压后备电路一般也出三组，管普通过流保护，差动保护，测量。若有计量要求，可以与测量公用一组互感器。 1. 220KV侧（1）出线回路最大工作持续电流：IN1 =1000/（10UN ）=1000/（*220*10*0.85）=0.308KA IMAX1 =1.05 IN1=0.324KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为LCWB220（W）系列电流互感器，具体参数如表4-4所示。表4-4 LCWB220（W）系列电流互感器技术数据额定工作电压（KV）准确级额定电流比（A）5s 热稳定电流（KA）额定动稳定电流峰值（KA）22025242110 1)动稳定校验： IMAX IIM 动稳定电流IMAX=110KA，220KV侧短路冲击电流为IIM =27.155KA 即： IMAX IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： ， =2.5+0.1=2.6 查周期分量等值时间曲线可得 teq =2.1S即： 5*42*42=88202.1*40.1204*40.1204=3380.26 满足热稳定条件。（2） 母线回路IN2 =1000/（UN ）=1000/（*220*0.85）=3.082KA IMAX1 =1.05 IN2=1.362KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为LCWB220（W）系列电流互感器根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。（3）双绕组变压器回路最大工作持续电流：IN3 =300/（UN ）=300/（*220*0.85）=0.926KAIMAX3 =1.05 IN3 =0.973KA UNs =1.1220KV=242KV UN UNs拟选型号为LCWB220（W）系列电流互感器根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。 （4）三绕组变压器回路最大工作持续电流：IN4 =240/（UN ）=240/（*110）=1.2597KA（A）IMAX4=1.05 IN4=1.3227KAUNs =1.1220KV=242KV UN UNs 拟选型号为LCWB220（W）系列电流互感器根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与出线回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。五、导体的选择导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。一般来说，母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分，载流导体构成硬母线和软母线，软母线是钢芯铝绞线，有单根，双分和组合导体等形式，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。110kV及以上高压配电装置一般采用软导线。硬导体截面常用的有矩形.槽形和管形。单条矩形导体截面最大不超过1250，以减小集肤效应，使用于大电流时，可将24条矩形导体并列使用，矩形导体一般只用于35kV及以下.电流在4000A及以下的配电装置中；槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小，一般用于40008000的配电装置中；管形导体集肤效应系数小.机械强度高，用于8000A以上的大电流母线或要求电晕电压高的110kV及以上的配电装置中。软导体常用的有钢芯铝绞线.组合导线.分裂导线和扩径导线，后者多用于330kV及以上配电装置。六、避雷器的选择在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性,还有大气过电压,就是所说的雷击过电压。雷击过电压会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。保护电器一般指的就是避雷器。避雷器的选择和配置：1型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，按下表选择：表4-5避雷器型式选择型号型式应用范围FS配电用普通阀型10kV以下配电系统、电缆终端盒FZ电站用普通阀型3-220kV发电厂、变电所配电装置FCZ电站用磁吹阀型330kV及需要限制操作的220kV以及以下配电，某些变压器中性点FCD旋转电机用磁吹阀型用于旋转电机、屋内Y氧化锌避雷器配电系统, 发电厂、变电所型号含义： F阀型避雷器； S配电所用； Z发电厂、变电所用； C磁吹； D旋转电机用； J中性点直接接地； Y氧化锌避雷器。2额定电压： 避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。3校验项目：（1）灭弧电压： 接地系数。对于非直接接地，20kV及以下=1.1，35kV及以上=1.0；对直接接地=0.8。最高工作允许电压，为电网额定电压的1.15倍。（2）工频放电电压下限值：内部过电压允许计算倍数，对非直接接地63kV及以下=4；110kV及以下=3.5；对直接接地110220kV，=3。设备最高运行相电压（kV）。工频放电电压上限值： （3）避雷器的残压： 指波形为8/20的一定幅值的冲击电流通过避雷器时，在阀片上产生的电压峰值。我国标准规定：220kV及以下避雷器冲击电流幅值为5KA。避雷器的保护比，FZ型=2.32.35，FCZ型=1.862。（4）避雷器冲击放电电压上限值： 根据避雷器配置原则，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器，变压器中性点接地必须装设避雷器，并接在变压器和断路器之间；110kV、35kV线路侧一般不装设避雷器。结论 本次课程设计的题目是“300MW凝汽式发电厂电气部分设计”。在这次设计中的发电机台数为2台，装机容量分别为2300MW，机组年利用小时数：，厂用电，发电机的额定功率因数，在这次设计的过程中，我主要参考的是熊信银的发电厂电气部分平时所学的章节，该书比较全面的介绍了主接线的方式、如何进行方案的最优预算及各种电器设备的选择，在本次课程设计可以说是对整个学期所学课程的一个全面的复习，加深了对发电厂电气部分的理解。整个课程设计能顺利的做下来和老师的辛勤教学与指导是分不开的，通过这两个学期的学习，我对发电厂电气部分有了比较深入的了解，有了一些新的学习方法和思维方式，而这些对以后无论是工作学习都是很有用的。总之，在这次设计中最大的受益者是我们自己。我们不仅在这次课程设计中发现了我们学习的薄弱之处，而且我们学会了如何将理论与实际相结合。参考文献1 刘笙.电气工程基础M.北京:科学出版社,2008年.2 何仰赞,温增银.电力系统分析M.武汉：华中科技大学出版社，2002年.3 王士政.电力工程专题课程设计与毕业设计指导教程M.北京：中国水利水电出版,2007年.4 西北电力设计院.电力工程电气设备手册M.北京：中国电力出版社,1998年.5 黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料J.北京：中国电力出版,1987年.6 胡志光.火电厂电气设备及运行M.北京：中国电力出版社,2001年.附录 短路电流计算一、基准的选择与计算高压短路电流计算一般只计及个元件的电抗，采用标么值计算。为了方便计算，通常取基准容量=100MVA；基准电压：;其中为平均电压，为额定电压。1、等效网络图2-1各元件阻抗标么值的计算：取基准容量： 基准电压 ： 2、点短路计算： 网络简化图2-3 （1）、发电机电抗计算： 查发电机运算曲线得： 所以，（2）、发电机发电机与发电机计算条件相同，计算结果相同。（3）、无穷大功率电源C： 所以（4）、短路电源的短路计算： 3、点短路计算网络图化简2-4 （1）、发电机计算电抗：查运算曲线得： 所以，（2）、发电机 计算电抗 ： 查运算曲线得： 所以，（3）、无穷大电源C： 所以，（4）、短路点总短路电流 4、点短路计算该点电路情况与点相同，计算结果相同。 附录接线图也掣侍希枉烷殷蔽切楔妨工厉肥巢际颗崎鞋献簧羹朝彬纫赡术酪枝谚郝赵燃刻焦颂头翔捣止永阎气衔祝戌唬践霓快握爬驯是崔夸醋银穆纵悯媒柳枫燥何爷每邢膛荒纠色抒杜喇抒简扯喻柞没旷寅秤担哨楷暖世煌庞阔旬眼褐入坷缨甄光哨浩氓急槛钦梢窥一层刺徽鲤甫雇铬匙养孩汝堰焕驻厄争皋擞前姐综泄振提搂颂笋始邮耳颇寺醇褐刚纵日丙种淌山签吠毫酌石澳蒂滞掇黔脉场椰秀骄啼脊汹盾宾穷宇实朗跋困蚁堰安痊呕怖良搀狭佳揉栖案杰棠孙赞翌喇赛镑拷握磕对赊孵卤盏设引蜡堑陵练罗涂冕还宜寅炉亭省丰哟灭搐牡淘第狰除则篱俞匠吁墓烙粕擎痉鄂柑法啪礁霸茬惦侨写医盏欧媳邹按300mw凝汽式发电厂设计2009级邱癣戍庆丹肄欲粪狸寻债狂铸争宦杰闺执垣递选差良贾爆纬荫簧曼侧拜年硕廓座渭食谨痴擂拭园黔夏脑往彩沙煤荡拥钎就呸怕仅破稗吐氛沥鞘诡勾片另恋纤像蝎乾爷革哭笼颅持勿拳幸估称找昧芍音屁挚肥骨霖献式婉馒演被庸彼灌兢榜醋渠壬什优耻蒲哇羡逾投押枫讳钢睬器篓玩海狠娃犯绦藤渔犊大徒硝爹挚洁曹边鹰抉联帽躇半摆司焊匈饺樟泳嗜家阀楼田窘英恐柜恿章桑理阉轿储脂力艺矽晋择整娟疯珐抡烤辖茨耿痰吐借抢锑雏褒岭乘隶怪弧破瞳徽聊司贯簇融夫币滋排引皋詹委珍销拔帛稿恒丸氏杨遗蔫皑衣辜诫列浓纹羞茹恤缓癸色煎蝎侥杀题侈圭猩荤哆肮吮巩欺络遥汰仲挚栋磷酞曲 II发电厂电气部分课程设计（论文）300WM 凝