发电厂电气部分毕业设计论文

1 引言

近年，我国电力工业发展迅速，电力供应能力显著增强。“十五”期间全国发电装机新增近2亿千瓦，创历史最高水平，2006年又新增装机容量1亿千瓦，总容量超过6亿千瓦，今年投产规模仍将保持在7000万千瓦以上，全国电力供应紧的局面已经得到全面缓解。但是，我国电力工业结构不合理的矛盾仍十分突出，特别是能耗高、污染重的小火电机组比重过高。因此，电力工业将“上大压小”、加快关停小火电机组放在了“十一五”期间工作的首位[9]。

据测算，火电机组容量的不同，反映在煤耗和污染物排放量上差别很大。大型高效发电机组每千瓦时供电煤耗为290克--340克，中小机组则达到380克--500克。5万千瓦机组其供电煤耗约440克/千瓦时，发同样的电量，比大机组多耗煤30--50%。与此同时，小火电机组排放二氧化硫和烟尘排放量分别占电力行业总排放量的35%和52%。国家发改委能源局局长小平算了一笔账，“现有的小机组若能够完全由大机组替代，一年可节能9000万吨标准煤，相应减少排放二氧化硫220万吨，少排放二氧化碳2.2亿吨。

目前全国10万千瓦及以下小火电机组占火电装机比重达到29.4％，这些小火电绝大部分是在我国电力供应较为紧的“八五”、“九五”期间建设的，主要分布于经济发达地区和煤炭资源丰富的省份。加速关停小火电机组，一方面是保证节能降耗指标的完成，另一方面有助于保障大机组的开工率，促进电力产业结构改造升级。

关停小火电机组是从国家大局出发，优化电力工业结构的重要举措，对提高电力工业的整体质量和效益，促进电力工业可持续发展具有十分重要的意义。

发电厂二期工程电气部分设计

①装机容量：装机两台，总容量600MW；

②机组年利用小时数：Tmax=6000小时

③气象条件：发电厂所在地最高气温32℃，年平均气温5．65℃，最大风速25m/s

④厂用电率：按6%考虑

⑤220kV电压等级，架空线路2回与系统相连，系统电抗以100MVA为基准折算到220kV母线为0.028

设计基本要求：

①确定发电厂电气主接线的最佳方案（包括主变压器型式、容量的选择）；

②确定发电厂厂用电接线的最佳方案；

③计算短路电流；

④事故保安负荷计算、电气设备的配置方案；

⑤电气设备的选择与校验；

⑥绘制有关图纸（电气主接线图、配电装置平面图与断面图等）；

2 电气主接线

2.1 概述

主接线设计必须结合电力系统和发电厂的具体情况，全面分析有关因素，正确处理它们之间的关系，最后合理确定主接线的方案[5]。

2.1.1 电气主接线设计的重要性

(1)电气主接线图是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据。

(2)电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。

2.2 电气主接线的基本形式

结合本次设计的实际情况，初步拟定三种接线方案：

①单母线接线，其接线形式为图1

图1单母线接线

②双母线接线，其接线形式为图2

图2 双母线接线

③带旁路母线的双母线接线，其接线形式为图3

图3 双母线带旁路

针对以上主接线形式，进行技术经济比较，从而确定本次设计所采用的主接线形式为双母线接线。

2.3 主变压器形式、容量、发电机型号的选择

2.3.1 主变的选择

100MW及300MW机组的主变选择

根据《电力工程电气设计手册》电气一次部分规定“发电机与主变压器为单元接线时，主变压器的容量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。”

#1～#2发电机主变压器的容量：

原有一期为2*100MW机组，发电机具体参数见表2-1

表2-1 #1～#2发电机主变压器参数表

二期为扩建工程，装机2*300MW ，具体型号与参数见表2-2 #3～#4发电机主变压器的容量：

(1%)(110%)

N P P K S COS ϕ

-+=

%P K ——厂用电率，取6%

36585

.0%)

101%)(61(300=+-⨯=

S （MVA ）

表2-2 #3～#4发电机主变压器参数

2.3.2 发电机组的选择 一期：两台100MW 机组, 具体型号与参数见表2-3

表2-3 #1～#2发电机参数

冷却方式

二期：两台300MW机组，具体型号与参数见表2-4

表2-4 #3～#4发电机参数

3 高压厂用电接线

3.1 概述

厂用机械的重要性决定了厂用电的重要程度，应高度保证供电的可靠性和连续性[6]。

①设计厂用电接线方式时，对厂用电的电压等级、厂用电源及其引接等问题进行分析和论证；

②当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障围，接线简单。

3.2厂用电压等级及接线形式

3.2.1 厂用电压等级

按发电机容量确定高压厂用电压等级

①火力发电厂为300MW燃煤机组，采用6kV作为厂用高压电压；

3.2.2 厂用电接线型式

本次设计发电厂厂用电系统接线采用单母线分段接线形式，为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂用电母线采用按锅炉分段的原则。

3.3 厂用电源及备用电源引接方式

3.3.1 厂用电源引接方式

厂用电源的取得方式主要决定于电气主接线的方式。本次设计采用发电机、变压器单元接线，厂用工作电源从主变压器的低压侧引接。火力发电厂，投入系统并联运行，发电机电压回路通过厂用高压变压器取得厂用高压工作电源，即使发电机组全部停止运行，仍可从电力系统倒送电能供给厂用电源。

3.3.2 备用电源引接方式

本次设计为300MW大型发电机组，为了确保机组安全和厂用电的可靠，设置备用电源，本次设计的备用电源是从220kV母线引接。

3.4 高压厂用变、备用变压器的选择

3.4.1 容量、型式的选择

根据《火力发电厂设计技术规程》规定：高压厂用备用变压器或启动/备用变压器的容量不应小于最大一台高压厂用工作变压器的容量；

①火力发电厂为两台300MW机组，所以设一台高压厂用/备用变压器

②根据300MW发电机组厂用负荷表选择厂用变压器和启动备用变压器如下：

厂用变压器：

型号：SFF10-50000/24kV 额定容量：50000/30000-30000kVA 额定电压：24±2×2.5％/6.3-6.3kV 阻抗电压：18.5%

备用变压器：