发电厂电气部分毕业论文

长春工程学院毕业设计（论文）目录1 引言 (1)2电气主接线的设计 (2)2.1 主接线的设计方案的选择 (2)2.3 发电机与主变压器选择 (4)3厂用电接线设计 (6)3.1 站用电压等级的确定 (6)3.2 厂用电接线设计方案论证及确定 (6)3.3 高压厂用变压器和高备变压器的选择 (8)4短路电流计算 (9)4.1 短路电流计算概述 (9)4.2 元件电抗计算 (10)4.3 各短路点短路电流计算 (11)5电气设备配置 (18)5.1 隔离开关的配置 (18)5.2 电压互感器的配置 (18)5.3 电流互感器的配置 (18)5.4 避雷器、避雷针的配置 (19)5.5 接地刀闸或接地器的配置 (19)5.6 自动装置的配置 (20)6电气设备的选择与校验 (20)6.1 电气设备选择与校验 (20)6.2 母线选择 (29)7 高压配电装置的设计 (30)7.1 高压配电装置的选型 (30)7.2 高压配电装置设计 (31)总结 (32)参考文献 (33)致谢 (34)1引言目前电力与我们生活息息相关，电力作为最重要的能源之一。

如何经济有效的开发和利用电力能源是关系国计民生的关键。

随着我国经济的飞速发展，电能的需求量也日益增加。

目前电力生产主要以火力发电和水力发电两种形式，相比之下，水力发电成本低廉且没有火力发电带来的环境污染。

很多优点决定水电能源在今后相当长的时间是解决能源危机的首选。

然而我国电力在技术水平上还很落后，这就需要我们在设计中，能够开拓创新，开发出新技术、新设备。

以提高电能在发送过程中的安全可靠系数，以保证电能高质量、高水平的输送。

此次设计是某水电厂的电气部分设计。

电气设计工作是工程建设的关键环节。

做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。

本次设计：本期工程规模为2×300MW燃煤机组，在布置上不堵死再扩建的可能。

电厂年利用小时数为5500小时，两台机组计划于2006年6月至12月陆续投产。

本期工程安装2×300MW国产引进型燃煤机组。

锅炉、汽轮机、发电机分别为上海锅炉厂有限公司、上海汽轮机有限公司、上海汽轮发电机有限公司产品。

主厂房为左扩建方向，采用汽机房、除氧框架、煤仓框架、锅炉四列式布置。

主厂房为钢筋混凝土结构，锅炉构架为钢结构。

汽轮发电机组的机头朝向扩建端，纵向顺列布置。

汽机房运转层采用大平台，两机之间设置检修场。

主厂房柱距9米，两台机组合用一个集中控制室。

设计是经多方面查阅有关资料的基础上，综合运用所学理论知识，根据设计任务书提供的资料结合《电力工程设计手册》《设计规程》《电力工程设备手册》等资料进行设计的。

主要内容包括有电气主接线方案的确定、短路电流的计算、电气设备的配置和选择、高压配电装置的设计、还有相关图纸的绘制。

毕业设计是大学几年整个教学环节的重要组成部分，是反应学生对所学知识的掌握程度；是在走向工作岗位前对所学知识进行的一次系统、全面的总结；同时将所学的专业理论应用于实践，用它解决实际问题，树立工程观念，结合工程特点，提高分析问题、解决问题的能力，并力争有所创新。

2电气主接线的设计电气主接线是指由发电机、变压器、断路器等一次设备按照一定顺序连接而成的。

用以表示生产、汇流和分配电能的电路。

其型式的不同对电力系统整体及发电厂自身运行的可靠性、灵活性、经济性等起着决定作用，并且对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。

设计时应根据机组容量、发电厂规模及发电厂在电力系统中的地位等，从供电可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后，合理确定主接线方案。

电气主接线的依据如下：发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用；发电厂、变电所的分期和最终建设规模；负荷大小和重要性；系统备用容量大小；系统专业对电气主接线提供的具体资料。

电气主接线的要求如下：可靠性：供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先要满足这个要求。

保证供电可靠是电气主接线的最基本要求，停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失将更加惨重，在经济发达地区，故障停电的经济损失是实时电价的数十倍，乃至上百倍，导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。

因此，电气主接线必须保证供电可靠。

通常分析和衡量主接线可靠性时，从以下几方面考虑：断路器检修时，能否不影响供电；线路、短路器或母线故障时以及母线或母线隔离开关检修时，停电出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷供电；发电厂或变电站全部停电的可能性；大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素。

灵活性：电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。

灵活性包括以下几个方面：操作的方便性；调度的方便性；扩建的方便性。

经济性：在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。

通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。

经济性主要从以下几方面考虑：节省一次投资；占地面积少；电能损耗少。

2.1主接线的设计方案的选择330kv主接线选择方案一：主接线采用双母线接线。

如图2-1所示图2-1 双母线接线接线特点：（1）通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；（2）一组母线故障后，能迅速恢复供电；（3）检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他电路均可通过另一组母线远和继续运行，但其操作步骤必须正确。

各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。

当母联断路器断开，一组母线运行，另一组母线备用，全部进出线均接在运行母线上，既相当于单母线运行。

两组母线同时工作，并且通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上，即称之为固定连接方式运行。

这是目前运行中最常用的运行方式，它的母线继电保护比较简单。

有时为了系统的需要，亦可将母联断路器断开，两组母线同时运行。

此时，这个电厂相当于分裂为两个电厂各向系统送电，这种运行方式常用于系统最大运行方式时，以限制短路电流。

扩建方便。

向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电方案二：主接线采用单母分段接线。

如下图所示。

图2-2 单母线分段接线其特点主要表现为：有一定的可靠性；具备很高的经济性。

并且基本适合330kV及的电压等级要求，供电比较灵活，用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。

缺点当一回母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电方案比较：通过对方案一与方案二之间的对比，方案二的经济性要比方案一的高一些，而且设备简单，但是显然在方案中，方案一双母线接线的可靠性更高，更符合该发电厂的需要。

2.2 发电机与主变压器选择主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。

它的确定，除依据传递容量基本数据外，还应根据电力系统输送功率大小、馈线回路数、电压等级等因素，进行综合分析和合理选择。

如果变压器容量选的太大、台数过多，不仅增大投资，而且还增大占地面积，也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满足不了变压器站负荷的需要，这在技术上是不合理的。

因此，在选择发电厂主变压器时，应遵循一定的基本原则。

1）发电机的选择本设计发电机有2台100MW，根据发电机容量大小选择型号为QFSN-300-2发电机参数如下表2-1发电机参数。

表2-1 QFSN-300-2型发电机参数2）主变压器的选择在发电厂中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。

（1）相数的确定主变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件等因素。

容量为300MW级以下机组单元连接的主变压器和300kV级以下电力系统中，一般都应采用三相变压器。

500kV及以上电力系统，应根据制造、运输条件和可靠性要求等因素，经技术经济比较后，确定采用三相还是单相变压器。

若选用单相变压器组，可以考虑系统和设备的情况，装设一台备用相变压器。

本设计采用三相变压器。

（2）绕组数的确定电力变压器的每相绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等形式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。

机组容量为200MW以上的发电厂，其升压变压器一般不采用三绕组变压器。

因为在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，供电可靠性很高，而大电流的隔离开关发热问题比较突出等等。

本设计采用双绕组变压器。

发电厂主变压器的容量和台数的确定某发电厂采用的是单元接线的形式。

单元接线时的变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。

其中，厂用电率按发电机额定容量的9%算，则主变压器的容量为：S=300／0.85×（1－9﹪）×（1+10﹪）=353.29MVA而为了确保发电机的供电可靠性，主变压器不应少于2台。

故选择变压器的型号与参数如下：表2-2 主变的参数3厂用电接线设计3.1 站用电压等级的确定厂用电的电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过经济技术综合比较后确定的。

为简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电压等级不应过多，低压厂用电压常采用400V，高压厂用电压有3kV、6kV、10kV。

水电站厂用负荷较小，本站采用400V电压等级作为常用低压电压，分别取自1#、2#主变低压侧10KvI、II段。

本站发电机容量为100MW，所以选用6kv作为常用高压电压。

高压厂用电系统中性点接地方式的选择，与接地电容电流的大小有关。

本设计系统采用中性点经高电阻接地方式。

3.2 厂用电接线设计方案论证及确定厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重的采用成熟的新技术和设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证机组安全、经济的运行。

方案一：不设公用负荷母线。

如图3-1所示。

其特点主要表现为：公用负荷分接与不同机组变压器上，供电可靠性高、投资省。

但也由于公用负荷分接与不同机组共组母线上，机组工作母线清扫时，将影响公用负荷的备用[1][7][8]。

方案二：设置公用负荷母线。

如图3-2所示。

图2-2厂用电接线形式图3-2厂用电接线形式图其特点主要表现为：公用负荷集中，勿过度问题，各单元机组独立性强，便于各机组厂用电母线清扫[1][7][8]。