4×200MW火力发电厂电气设计说明书

摘要: 随着大学生活的即将结束，我们在2004年4月7日开始的大学的最后一个环节——毕业设计，即将顺利完成。

我所设计的题目是：《4×200MW地区发电厂初步设计》，包括：4×200MW发电厂电气主接线设计；发电厂厂用电设计；主要电器设备选择、校验（包括母线，封闭母线，出线，SF6断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，避雷器）；主变压器的保护配置及整定；了解目前大型电厂的实际配置，架空出线上开关单接地和双接地的作用；200MW发变组的微机保护配置，特别是对新知识（封闭母线，200MW发变组的微机保护配置）的学习和了解，在设计中对以前所学知识的巩固和修正，并且进一步提高了自己的理论水平。

关键词：主接线设备校验保护配置前言随着高速发展的现代社会,电力工业在国民经济中的作用已为人所共知,它不仅全面的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水平的提高，影响整个社会的进步,其中发电厂在电力系统中起着重要的作用.本次设计的主要任务是设计总装机容量为800WM(4*200WM)的地区性火电厂,本次设计从2004年3月29日开始至2004年6月20日结束,历时两个多月,其中涉及到发电厂电气,暂态,继电保护等多门知识,现将设计容具体介绍如下:1.确定主接线方案并对保留方案做技术经济比较:主接线代表了火电厂或变电所电气部分主体结构,是电力系统网络结构的主要组成部分,它直接影响运行的可靠性,灵活性并对电器选择和配电装置布置以及继电保护的整定都有决定性关系.因此,主接线的正确,合理设计,必须综合处理各个方面的因素,经过技术经济论证比较后方可确定.确定了双母接线的方案。

2.电气主接线的设计电器主接线设计应遵循可靠性,灵活性和经济性三个方面.3.厂用电设计主要是对厂用变压器的选择和对厂用电主接线的设计.4.主要电气设备的选择和校验主要是对母线,出线,SF6断路器,隔离开关,电流互感器,电压互感器,避雷器的选择和校验.所选设备满足要求。

5.主变保护配置设计及整定计算6.防雷保护设计7.200MW发电机变压器组微机保护配置设计方案专题讨论现将本次设计的成果作如下介绍:1.毕业设计说明书(包括目录、摘要、前言、计算说明、设计容、结论、外文翻译、参考文献)2.毕业设计计算书(包括参数计算、短路计算、设备选择及校验、主变保护配置及整定)3.主接线图一（4×200MW发电厂电气主接线）4.外文翻译一篇（关于火力发电厂母线及其厂用接线原版资料一篇）在郭力萍老师的认真辅导下使我在此次的毕业设计中对发电厂等方面的知识有了更多的了解,真是受益匪浅.由于我的知识,经验不足，在毕业设计中存在一些错误和纰漏,希望各位老师予以斧正.第一章绪论本章首先阐述我国电力工业的现状和发展远景，介绍当前电力工业开发的方针，还简要介绍发电厂和变电所的各种类型和生产过程，以及主要电器作用。

同时，还指出本次设计的目的。

第1.1节电力系统发展1.1.1. 建设大型矿口电厂，搞好煤、电、运平衡目前，我国一次能源主要是煤炭，火电仍为主要电源。

煤炭产地主要在、、等省，为了变输煤为输电，把建设大型矿口电厂和港口电厂作为电厂建设的重点。

1.1.2. 政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电为了适应社会主义市场经济和社会化大生产的需要，我国在原有电力系统的基础上，已成立了华北、东北、华东、华中、西北等电力集团，遵循社会主义市场经济的准则，形成电力市场，互相调剂、共同发展。

1.1.3. 因地制宜，多能互补，综合利用，讲究效益在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、风力发电、地热发电和太阳能发电以解决无电、缺电地区的用电问题，重视和做好农村电气化建设。

1.1.4. 节约能源，降低消耗减少自身消耗，降低煤耗和水耗、厂用电和线损，发展热电联产。

新建电厂应采用高参数、高效率的大机组。

1.15. 重视环境保护，积极防止对环境的污染发展能源应与环境保护相协调。

积极贯彻“预防为主，综合治理”的方针，合理布局,合理利用资源。

新建和扩建电力项目，要达到国家或地方制定的污染物排放标准。

我国电力工业自动化水平正在逐年提高。

20万KW及以上大型机组已采用计算机监控系统，许多变电所已装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。

迄今，我国电力工业已进入了大机组、大电厂、大电力系统、高自动化的新阶段。

第1.2节发电厂类型发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能等转换成电能的工厂。

电能一般还要由变电所升压，经高压输电线路送出，再由变电所降压才能供给用户使用。

下面简要介绍发电厂类型。

1.2.1.发电厂类型(1) 火力发电厂这是指用煤（包括用油和天然气）为燃料的发电厂。

火力发电厂的原动机，大都为气轮机，也有个别地方采用柴油机和燃气轮机。

火力发电厂又可分为：①凝汽式火电厂锅炉产生蒸汽，送到汽轮机，带动发电机发出电能。

已作过功的蒸汽，排入凝汽器中冷却成水，又重新送回锅炉。

在凝汽器中，大量的热量被循环水带走，所以凝汽式火电厂的效率较低，只有30% ~ 40%。

凝汽式火电厂，通常简称火电厂。

②热电厂热电厂与凝汽式火电厂不同之处在于：汽轮机中一部分作过功的蒸汽，从中间段抽出供给热用户，或经热交换将水加热后，再把热水供给用户。

这样，可减少被循环水带走的热量损失，现代热电厂的效率高达60% ~ 70%。

(2) 水力发电厂水力发电厂把水的位能和动能转变成电能，通常简称水电厂或水电站。

根据水利枢纽布置的不同，水电厂又可分为堤坝式、引水式等。

(3) 核电厂核电厂是利用核裂变能转化为热能，再按火电厂的发电方式，将热能转换为电能，它的原子核反应堆相当于锅炉。

(4) 其它发电方式利用其它一次能源发电的，尚有风力发电、潮汐发电、地热发电、太阳能发电等。

此外，还有直接将热能转换成电能的磁、流体发电等。

1.2.2. 本厂类型本厂属于大型凝汽式火力发电厂，利用地区丰富的煤炭资源，采用空冷机组，并且装设最先进的除尘设备，做到保护环境的要求。

第1.3节厂用电气设备简述1.3.1. 厂用电设备概括为满足生产需要，发电厂中安装有各种电气设备。

通常把生产和分配电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。

它们包括：（1）生产和转换电能的设备如发电机将机械能转换成电能，电动机将电能转换成机械能，变压器将电压升高或降低，以满足输配电需要。

这些都是发电厂中最主要的设备。

（2）接通或断开电路的开关电器例如：断路器、隔离开关、熔断器、接触器之类，它们用语正常或事故时，将电路闭合或断开。

（3）限制故障电流和防御过电压的电器例如：限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。

（4）接地装置无论是电力系统中性点的工作接地或是保护人身安全的保护接地，均同埋入地中的接地装置相连。

（5）载流导体如裸导体、电缆等，它们按设计的要求，将有关电气设备连接起来。

另外，还有一些设备是对上述一次设备进行测量、控制、监视和保护用的，故称为二次设备。

它们包括：（1）仪用互感器如电压互感器和电流互感器，可将电路中的电压或电流降至较低值，供给仪表和保护装置使用。

（2）测量表计如电压表、电流表、功率因数表等，用于测量电路中的参量值。

（3）继电保护及自动装置这些装置能迅速反应不正常情况并进行监控和调节，例如：作用于断路器跳闸，将故障切除。

（4）直流电源设备包括直流发电机组、蓄电池等，供给保护和事故照明的直流用电。

本次设计的主要目的和任务是：通过设计树立工程观点，掌握发电厂设计的方法，并在分析、计算和解决实际工程等方面得到训练，为今后从事设计、运行和科研工作，奠定必需的理论基础。

1.3.2 本厂厂用电设备介绍本厂厂用电设备有：高压厂用工作变压器、高压厂用启动/备用变压器、厂用高压电动机（机、电、炉）、事故保安电源、低压厂用工作变压器。

第二章电气主接线设计第2.1节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。

设计主接线的基本要：（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：①断路器检修时，能否不影响供电。

②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。

③发电厂全部停运的可能性。

④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①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。

②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①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。

②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。

③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。

第2.2节基本接线的适应围及本厂的设计2.2.1 大、中型发电厂及配电装置的接线要求大型发电厂（总容量1000MW及以上，单机容量200MW以上），一般距负荷中心较远，电能需用较高压输送，故宜采用简单可靠的单元接线方式，直接接入高压或超高压系统。

中型发电厂（总容量200MW ~ 1000MW、单机容量50 ~ 200MW）和小型发电厂（总容量200MW以下、单机50MW以下），一般靠近负荷中心，常带有6 ~10KV电压级的近区负荷，同时升压送往较远用户或与系统连接。

发电机电压超过10KV时，一般不设机压母线而以升高电压直接供电。

对于6 ~ 220KV电压配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。

对于330 ~ 500KV超高压配电装置接线，首先要满足可靠性准则的要求。

常用的接线有：3 ~ 5角形接线、一台半断路器接线、双母线多分段接线、变压器—母线接线、环形母线多分段接线及断路器接线。

2.2.2 设计方案的介绍本厂为220KV与15.75KV两个电压等级，单机容量为200MW，故宜采用可靠的单元接线，直接接入220KV系统。