火力发电厂电气部分毕业设计论文

摘要

發電廠是電力系統的重要組成部分，也直接影響整個電力系統的安全與運行。在發電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。

在本次設計中，主要針對了一次接線的設計。從主接線方案的確定到廠用電的設計，從短路電流的計算到電氣設備的選擇以及配電裝置的佈置，都做了較為詳盡的闡述。二次接線則以發電機的繼電保護的設計為專題，對繼電保護的整定計算做了深入細緻的介紹。

設計過程中，綜合考慮了經濟性、可靠性和可發展性等多方面因素，在確保可靠性的前提下，力爭經濟性。設計說明書中所採用的術語、符號也都完全遵循了現行電力工業標準中所規定的術語和符號。

畢業設計任務書

1畢業設計題目

火力發電廠電氣部分設計

專題：發電機繼電保護設計

2畢業設計要求及原始資料

1、凝氣式發電機的規模

（1）裝機容量裝機4臺容量2×25MW+2×50MW，U N=10.5KV

（2）機組年利用小時 T MAX=6500h/a

（3）廠用電率按8%考慮

（4）氣象條件發電廠所在地最高溫度38℃，年平均溫度25℃。氣象條件一般無特殊要求（颱風、地震、海拔等）

2、電力負荷及電力系統連接情況

（1）10.5KV電壓級電纜出線六回，輸送距離最遠8km，每回平均輸送電量4.2MW，10KV最大負荷25MW，最小負荷

16.8MW，COSφ = 0.8，T max = 5200h/a。

（2）35KV電壓級架空線六回，輸送距離最遠20km,每回平均輸送容量為5.6MW。35KV電壓級最大負荷33.6MW，最小負荷為22.4MW。COSφ=0.8， T max =5200h/a。

（3）110KV電壓級架空線4回與電力系統連接，接受該廠的剩餘功率，電力系統容量為3500MW，當取基準容量為100MVA時，系統歸算到110KV母線上的電抗X*S = 0.083。

（4）發電機出口處主保護動作時間t pr1 = 0.1S，後備保護動作時間t pr2 = 4S。

3畢業設計主要任務：

3、發電廠電氣主接線設計

4、廠用電的設計

5、短路電流計算

6、導體、電纜、架空線的選擇

7、高壓電器設備8、的選擇

9、電氣設備10、的佈置設計

11、發電廠的控制與信號設計

12、（專題）發電機的繼電保護設計

目錄

第一章電廠電氣主接線設計

1-1 原始資料分析 (7)

1-2 主接線方案的擬定 (8)

1-3 主接線方案的評定…………………………………

10

1-4 發電機及變壓器的選擇……………………………

11

第二章廠用電設計

2-1 負荷的分類與統計…………………………………

13

2-2 廠用電接線的設計…………………………………

16

2-3 廠用變壓器的選擇…………………………………

18

第三章短路電流計算

3-1 概述……………………………………………

19

3-2 系統電氣設備標麼電抗計算………………………

20

3-3 短路電流計算………………………………………

23

第四章導體、電纜、架空導體的選擇

4-1 導體的選擇……………………………………………

4-2 電纜的選擇

4-3 架空導線的選擇

第五章高壓電器設備的選擇

5-1 斷路器與電抗器的選擇

5-2 隔離開關的選擇

5-3 互感器的配置

第六章電氣設備的佈置設計

6-1 概述

6-2 屋內配電裝置

6-3 屋外配電裝置

6-4 發電機與配電裝置的連接第七章發電廠的控制與信號設計

7-1 發電廠的控制方式

7-2 斷路器的控制與信號

7-3 中央信號裝置

7-4 發電廠的弱電控制

第八章發電機的繼電保護設計（專題）8-1 概述

8-2 縱聯差動保護

8-3 橫聯差動保護

8-4 低電壓起動的過電流保護

8-5 過負荷保護

8-6 定子繞組單相接地保護

8-7 發電機保護總接線圖說明結束語

參考文獻

第一章發電廠電氣主接線設計

第二章1-1 原始資料分析

設計電廠總容量2×25+2×50=150MW，在200MW以下，單機容量在50MW以下，為小型凝汽式火電廠。當本廠投產後，將占系統總容量為150/（3500+150）×100%=4.1%＜15%，未超過電力系統的檢修備用容量和事故備用容量，說明該電廠在未來供電系統中的地位和作用不是很重要，但T max=6500h/a>5000h/a，又為火電廠，在電力系統中將主要承擔基荷，從而該電廠主接線的設計務必著重考慮其可靠性。從負荷特點及電壓等級可知，它具有10.5KV，35KV，110KV三級電壓負荷。10.5KV容量不大，為地方負荷。110KV與系統有4回饋線，呈強聯繫形式，並接受本廠剩餘功率。最大可能接受本廠送出電力為150-16.8-22.4-150×8%=98.8MW，最小可能接受本

廠送出電力為150-25-33.6-150×8%=79.4MW，可見，該廠110KV 接線對可靠性要求很高。35KV架空線出線6回，為提高其供電的可靠性，採用單母線分段帶旁路母線的接線形式。10.5KV電壓級共有6回電纜出線其電壓恰與發電機端電壓相符，採用直饋線為宜。

2-2 主接線方案的擬訂

在對原始資料分析的基礎上，結合對電氣接線的可靠性、靈活性及經濟性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術，積極政策的前提下，力爭使其技術先進，供電安全可靠、經濟合理的主接線方案。

發電、供電可靠性是發電廠生產的首要問題，主接線的設計，首先應保證其滿發，滿供，不積壓發電能力。同時盡可能減少傳輸能量過程中的損失，以保證供電的連續性，因而根據對原始資料的分析，現將主接線方案擬訂如下：

（1）10KV電壓級鑒於出線回路多，且為直饋線，電壓較低，宜採用屋內配電。其負荷亦較小，因此採用單母線分段的接線形式。兩臺25MW機組分別接在兩段母線上，剩餘功率通過主變壓器送往高一級電壓35KV。由於25MW機組均接於10KV母線上，可選擇輕型設備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜饋出線上裝出線電抗器。

（2）35KV電壓級出線6回，採用單母線分段帶旁路接線形式。進線從10KV側送來剩餘容量2×25-[（150×8%）+25]=13MW，不能滿足35KV最大及最小負荷的要求。為此以一臺50MW機組按發電機一變壓器單元接線形式接至35KV母線上，其剩餘容量或機組檢修時不足容量由聯絡變壓器與110KV接線相連，相互交換功率。

（3）110KV電壓級出線4回，為使出線斷路器檢修期間不停電，採用雙母線帶旁路母線接線，並裝有專門的旁路斷路器，