2×350MW火力发电厂电气部分设计

辽宁工业大学发电厂电气部分课程设计（论文）题目：2×350MW火力发电厂电气部分设计（2）院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要电能是经济发展最重要的一种能源，可以方便、高效地转换成其它能源形式。

当今，火力发电在我国乃至全世界范围，其装机容量占总装机容量的70％左右，发电量占总发电量的80％左右。

由此可见，电能在我国这个发展中国家的国民经济中担任着主力军的作用。

设计中将主要从理论上在电气主接线设计，短路电流计算，电气设备的选择，配电装置的布局，防雷设计，发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与五彩湾发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计安全的前提下，还要兼顾可靠性、经济性和灵活性，通过计算论证该火电厂实际设计的合理性与经济性。

在计算和论证的过程中，结合电气工程手册规范，采用CAD软件绘制了大量电气图，进一步完善了设计。

在我国这个发展中国家的国民经济中担任着主力军的作用的是电能。

由此可见，电能是经济发展最重要的一种能源，可以方便、高效地转换成其它能源形式。

当今，有许多新兴的发电形式如：火力发电、潮汐能、风能、太阳能等的发电形式。

但火力发电是我国乃至全世界范围内最主要的发电形式。

设计中将主要从理论上在电气主接线设计，短路电流计算，电气设备的选择，变压器和电压互感器，电流互感器等方面做详尽的论述，在保证设计安全的前提下，还要兼顾可靠性、经济性和灵活性，通过计算论证该火电厂实际设计的合理性与经济性。

关键词：主接线设计、短路电流、电气设备选择目录第1章绪论 (1)第2章电气主接线的选择 (2)2.1可选方案的确定 (2)2.2可选方案的分析 (3)2.3最优方案的确定 (6)第3章主变压器选择 (7)3.1概述 (7)3.2主变压器的选择 (7)3.2.1 变压器相数的选择 (7)3.2.2 变压器绕组数于结构的选择 (7)3.2.3 变压器绕组联结组号的选择 (8)3.2.4 变压器调压方式的选择 (8)3.2.5 变压器冷却方式的选择 (8)第4章厂用电接线及设计 (9)4.1概述 (9)4.1.1 厂用效率 (9)4.2厂用电接线的设计原则和接线形式 (9)4.2.1 对厂用电接线的要求 (9)4.2.2 厂用电接线的设计原则 (10)4.2.3 厂用电的电压等级 (10)4.2.4 厂用电源及其引接 (10)4.2.5 厂用电接线形式 (12)4.3厂用变压器的选择 (12)4.3.1 额定电压 (12)4.3.2 工作变压器的台数和型号 (13)4.3.3 变压器的阻抗 (13)4.3.4 变压器的容量 (13)第5章短路电流的计算 (14)5.1概述 (14)5.1.1 短路电流计算的一般规定 (14)5.1.2 短路电流计算的目的 (14)5.1.3 短路电流计算的方法 (14)5.2短路电流计算 (14)5.3短路电流计算结果表 (19)第6章电气设备的选择 (19)6.1概述 (19)6.2断路器的选择 (19)6.2.1 断路器的功能 (19)6.2.2 断路器的选择 (20)6.2.3 断路器的校验 (20)6.3隔离开关的选择 (20)6.3.1 隔离开关的主要用途 (20)6.3.2 隔离开关的种类 (20)6.4电流互感器的选择 (21)6.4.1 电流互感器的配置原则 (21)6.4.2 电流互感器的选择 (21)6.5电压互感器的选择 (23)6.5.1 电压互感器的分类 (23)6.5.2 电压互感器的配置原则 (23)6.5.3 电压互感器的选择 (23)第7章课程设计内容总结 (24)参考文献 (25)第1章绪论随着科学技术的进步，越来越多的发电形式相继出现，如：风能、潮汐能、太阳能、核能等。

但是这诸多的发电形式都存在着相应的弊端，发电量小、利用率不高、对周围环境及人等产生巨大的危害。

都不是主流的发电形式。

最传统、利用率高的发电形式还是火力发电。

所以本设计工程是针对2×350MW火力发电厂电气部分进行设计，并考虑其他形式的扩建条件。

本设计充分地应用和巩固所学专业知识，如：发电厂电气部分﹑电力系统分析等课本知识，培养查阅资料，合理选择和分析数据的能力，加深对本专业课程中所学知识的理解和掌握，为今后的工作打下坚实的基础。

已知条件量为：2台350MW发电机组，发电机出口电压23kV，经升压至220kV 送入系统；220kV出线6回。

厂用电率8%；发电机参数420MV A、20kV、10190A、cosφ=0.85、Xd=22.7%；根据火力发电厂原始资料及有关技术要求进行电气部分的设计。

第2章电气主接线的选择主接线的基本接线形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，以电源和出线为主体。

主接线的确定对电力系统整体如发电厂﹑变电所本身运行的可靠性﹑灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择﹑配电装置配置﹑继电保护和控制方式的拟订有较大影响。

2.1可选方案的确定由原始资料分析，220kV出线为四回，主变进线两回。

根据该电厂的具体情况以及手册要求，对各种基本接线的具体分析如下：1单母线接线：接线简单，操作方便，设备少，经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。

但是可靠性差，调度不方便，因此，这种接线方式一般适用于220kV配电装置的出线回路数不超过2回。

而该电厂的出线数为4回，所以不可选2单母线分段接线：适用于小容量发电厂的发电机电压配电装置，出线回路数为3到4回，可靠性不高，所以该接线方式也不可选。

3双母线接线：供电可靠，调度灵活，扩建方便，适用于：220kV出线数为6回及以上时，因此此方案可选。

4双母线带旁路母线接线：保证断路器检修时不中断该回路供电，220kV输送功率较多，送电距离较远，停电影响较大，为保证系统的供电可靠性，此方案可选。

5双母线分段接线：双母线分段接线较多用于220kV配电装置，当进出线数为10~14回时，采用三分段；15回及以上采用四分段。

而此设计中进出线为6回，不需要采用此方案。

6一台半断路器接线：通常在330kV~500kV配电装置中，当进出线为6回及以上，配电装置在系统中具有重要地位，则宜采用一台半断路器接线。

在特殊情况下，个别大型电厂和枢纽变电所未接入500kV系统而接入220kV系统，致使其220kV配电装置在系统中的地位特别重要而采用了超高压配电装置应用的一台半断路器接线可选。

2.2可选方案的分析由以上分析可知，有四种方案可供选择：双母线接线﹑双母线分段接线﹑双母线带旁路接线﹑一台半断路器接线。

方案Ⅰ：双母线接线（如图2—1）图2—1 双母线接线（1）优点：1)供电可靠；2)调度灵活；3)扩建方便；4)便于试验。

（2）缺点：1)增加一组母线和一回线路就需要增加一组母线隔离开关；2)当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作；3)出现断路器检修时，该回路停止供电。

方案Ⅱ：双母线分段接线（如图2—2）图2—2 双母线分段接线（1）优点：1）任何时候都有备用母线，具有很高的可靠性和灵活性；2）当母线故障时，不需要短时切断较多电源和负荷。

（2）缺点：1）增加分段断路器和母联断路器的数量，配电装置投资较大；检修出线断路器时，仍然会使该回路停止供电。

方案Ⅲ：双母线带旁路接线（如图2—3）图2—3 双母线带旁路接线(1)优点：1）运行操作方便，不影响双母线正常运行；2）检修出线断路器时，该回路可以不停电。

(2)缺点：1）多一台旁路断路器，增加了投资和配电装置的占地面积；2）旁路断路器的继电保护为适应出线的要求，其整定较复杂。

方案Ⅳ：一台半断路器接线（如图2—4）图2—4 一台半短路器接线(1)优点：1)具有较高的供电可靠性；2)正常运行时两组母线和全部断路器都闭合，形成多环供电，运行调度灵活可靠；3)隔离开关不作为操作电器，只承担隔离电压的任务，减少误操作，对任何断路器检修不停电，操作检修方便。

(2)缺点：1)断路器台数增多，造价高；2)解决继电保护校验问题，保护必须双重化；3)投资大，建设标准高。

2.3最优方案的确定根据《火力发电厂设计技术规程》得技术经济合理时，容量为200MW及以上的机组可采用发电机－变压器－线路组的单元接线。

故本设计中发电机出口采用单元接线。

根据《火力发电厂设计技术规程》（DL5000－2000)得：35KV~220KV配电装置的接线方式应按发电厂在电力系统中的地位、负荷的重要性、出线回路数、设备特点、配电装置型式以及发电厂的单机和规划容量等条件确定。

当配电装置在电力系统中居重要地位、负荷大、潮流变化大、且出线回路数较多时，宜采用双母线接线或双母线分段的接线。

采用单母线或双母线的110KV~220KV配电装置，当配电装置采用六氟化硫全封闭组合电器时，不应设置旁路设施；当断路器为六氟化硫型时，不宜设旁路设施；当断路器为少油型时，除断路器有条件停电检修外，宜设置旁路设施，当220KV 出现在四回及以上和110KV出线在六回及以上时，可采用带专用旁路断路器的旁路母线。

若采用双母线分段接线不能满足电力系统稳定性和地区供电可靠性的要求，且技术经济合理时，容量在300MW及以上机组发电厂的220KV配电装置也可采用一台半断路器的接线方式。

在以上规程的基础上，根据原始资料的分析以及分析综合断路器台数以及供电和检修的方便可靠性分析，双母线接线和双母线带旁路接线要优于其他几种方案。

又因为现在电力系统中，多用六氟化硫断路器，大大缩短检修周期，十几年才检修一次，因此不需要设置旁路断路器。

故最终选择双母线接线。

第3章主变压器选择3.1概述在发电厂中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。

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原始资料外，还应根据电力系统5-10年发展规划，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。

查询《发电厂电气部分》可知:单元接线的主变压器容量应按下列条件中的较大者选择。

(1)电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10％的裕度。

(2)按发电机的最大连续输出容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组平均温升在标准环境温度或冷却水温度不超过65℃的条件选择。

根据原始资料可知：该电厂的单机为350MW，发电机与变压器系用单元接线。

设该电厂厂用电率为8％。

则：S=350×（1-5.6％）×（1+10％）／0.85=416.7MVA3.2主变压器的选择3.2.1变压器相数的选择容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。