新建凝汽式火力发电厂电气部分设计.docx
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1、毕业设计(论文)新建凝汽式火力发电厂电气部分设计学生姓名: 学生学号: 院(系): 电气信息工程学院 年级专业:04级电气工程与自动化 指导教师: 二七年五月摘 要发电厂是电力系统中的重要组成环节,它将直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是电力系统存在的基础。 本毕业设计为175MW凝汽式火电厂电气部分设计。该厂的厂用电率为9%,由于只有一个升压等级,各机组均采用发电机-变压器单元组接线。本厂在系统中起着很重要的作用,所以与两个变电所的连接均为双回路架空电线。根据火力发电厂设计技术规程SDJ1-84的规定,结合本厂的实际情况,本厂110千伏配电装置主接线采用双母线形式。在对系统三相短路故障进
2、行分析计算的基础上,进行母线和电器的选择设计。在户外配电装置上采用半高型形式,且对电厂的自动装置作了初步的介绍,对同期接线作了初步的设计。最后对本厂的防雷保护作了简单的设计。关键词 电力系统,短路电流,配电装置,同期,防雷保护ABSTRACTThe power plant is the important composition links in the power system, it will influence security of the whole power system and economical operation directly, it is the foundatio
3、n that the power system exists. This design for graduate concentrates on the electrical system of the steamy-coagulating power plant by firepower with the dimension of 175 MW. The percentage of the electricity power for the mainframe of the plant is 9%, because only one rises to press the rank,vario
4、us units use the generator - transformer unit group wiring.This factory is playing the very vital role in the system,therefore and two transformer substations connections for double return route overhead line.According to the Technical Regulation of Design for Power plant with firepower SDJ1-84,unif
5、ies this power plant the actual situation,this power plant 110 kilovolts power distribution install the buyer wiring to use the double generatrix form.In three-phase short-circuits the breakdown to the system to carry on the analysis computation in the foundation,carries on the generatrix and the el
6、ectric appliance choice design.Uses half high form in the outdoors power distribution equipment,also has made the preliminary introduction to the power plant automatic device,has made the preliminary design to the same time wiringFinally has made the simple design to this factory anti-radar protecti
7、on.Key words electrical power system,short-circuit current,power distribution equipment,same time,anti-radar protection.目 录摘 要.ABSTRACT.绪 论.1 1 发电厂接入电力系统的方式.2 1.1发电厂容量和初期运行方案.21.1.1安排停机检修计划.2 1.2 系统及负荷无功的计算.2 1.3电厂接入系统方案3 1.4发电机型号及参数的选择102 电气主接线及设计.11 2.1电气主接线11 2.1.1 对电气主接线的基本要求.11 2.1.2 电气主接线的设计原则
8、.12 2.2 电气主接线的设计选择12 2.3 厂用变压器的选择.153 开关电器、母线及互感器的选择设计.17 3.1 短路电流的计算17 3.2 开关电器、熔断器的选择.26 3.3 裸导体的选择.273.3.1发电机出口引线的选择293.3.2 厂用分支引出线的选择.293.3.3 110kV双绕组变压器高压侧引出线选择303.3.4 110kV汇流母线的选择303.3.5 绝缘子的选择.31 3.4 互感器的选择31 3.4.1 本厂继电保护配置31 3.4.2 电流互感器的选择.31 3.4.3 电压互感器的选择.334 配置继电保护、自动装置.34 4.1 继电保护的配置.34
9、4.1.1 同步发电机保护的意义及分类344.1.2 发电机保护的整定计算.354.1.3 发电机差动保护整定37 4.2 自动装置的配置.39 4.2.1 发电机的自动准同期并列装置394.2.2 发电机的自动调节励磁装置394.2.3 输电线路三相自动重合闸装置415 高压配电装置的布置.42 5.1 设计原则与要求.42 5.1.1高压配电装置的分类及设计原则.425.1.2 屋内配电装置的安全净距.42 5.2 屋外配电装置.436 防雷方案设计.44 6.1 防雷保护的基本措施44 6.1.1 避雷针.446.1.2 避雷器.44 6.2 避雷器的设置.45结论.46参考文献 47附
10、录A48附录B49致 谢50绪 论我国的动力资源非常丰富,水能资源居世界第一,而煤、石油和天然气等资源也十分丰富。1882年7月26日,在中国上海,成立了上海电气公司,安装了1台以蒸汽机带动的直流发电机,正式发电,从电厂到外滩,沿街架线,供给照明用电,引起了极大的轰动。它比世界上最早的公用电厂仅晚6个月。我过的水力发电始于1912年农历4月12 日,在云南昆明附近的螳螂川上建成了石龙坝水电厂,装有2台240kW的水轮发电机组。这些是公认的中国电力工业的起点。但是,从1882年7月上海第一台发电机组发电开始,到1949年新中国成立,在60多年中,电力发展迟缓,全国发电设备的总装机容量仅184.8
11、6kW,年发电量仅43.1kW.h,人均年占有发电量不足10 kW.h。当时中国的电力系统大多是大城市发、供电系统,跨地区的有东北中部和南部的154、220kV电力系统、东北东部的110kV电力系统以及翼北电力系统。新中国成立后,电力工业有了很大的发展,尤其是1978年以来,改革开放、发展国民经济的正确决策和综合国力的提高,使电力工业取得了突飞猛进、举世瞩目的辉煌成就。到1995年末,全国年发电量已达到10 000 kW.h,仅次于美国而跃居世界第二位;全国发电设备装机容量达2.1kW,当时居世界第三位。其中,装机容量从1987年末的1kW到1995年3月突破2kW,前后只用了7年多的时间,这
12、在世界电力发展史上是罕见的。到2003年末全国发电装机容量超过3.8kW,年发电量超过19 000kW.h,人均占有发电量超过1 000 kW.h。从1996年起,我国发电装机容量和年发电量均跃居世界第二位,超过俄罗斯和日本,仅次于美国,进入世界电力生产和消耗大国的行列。我国电力工业虽然发展较快,但是还远远不能满足经济发展的要求。20世纪80年代我国国民生产总值的憎长率约为9%,而我国在这一时期的年发电量的增长率约为7.5%,这说明电力供应不足,影响了工业产值的发展。此外,输变电容量的增长率又低于发电设备容量的增长率。使有限的发电设备不能充分的发挥效益。自1980年以来,电力工业已有显著发展,
13、但仍然不能满足国家经济发展和全社会进步的需要。社会人均用电量是衡量现代化的粗略判据。近20年已有显著进步,1996年平均每个中国人拥有0.2KW的装机容量以及具有918 kW.h的电能消耗,其中94 kW.h是城乡住宅的份额。它约为世界平均消耗定额的1/3 。等值于工业国家消耗定额的1/71/10 。这些数据充分说明电力工业发展的重要性与紧迫性。1 发电厂接入电力系统的方式1.1 发电厂容量和初期运行方案在不考虑负荷增加及备用的情况下:新建电厂自带负荷100MW,厂用电占9%,可以选2台额定功率为50MW的汽轮发电机和1台25MW的汽轮发电机。在考虑负荷增长及备用后,变电所A的负荷从150MW
14、增长到180MW ,变电所a的负荷从30MW增长到45MW,变电所b 的负荷从35MW增长到40MW,一共增加了50MW,负荷增加后,发电厂的装机容量也增加到175MW 。此时,厂用电为15.75MW,再除去所有负荷150MW,还剩9.25MW,占总容量的5.3%,刚好符合发电厂备用在2%5%,所以确定在电厂建设初期,装机容量为125MW,在以后的5年内,逐渐增加到175MW。现在选择电厂建设初期的装机方案:1) 2 50 + 125 =125MW 2) 1 50 + 325 =125MW首先,如果选择方案2),则是先投入1台50MW,3台25MW的发电机,一共4台。此方案的好处在于1台机组停
15、电检修的情况下,停25MW的机组的机率占3/4,这样发电厂除了厂用电外,还能向负荷提供88.75MW,剩余11.25MW的功率差额可以从系统取得。50MW的机组停机检修的机率占1/4,其停机检修时,负荷的功率缺额就更大了,增加到36.75MW,此时,也可以考虑由系统的其他发电机增发一些电,来满足负荷的需求。如果选择方案1),则是先投入2台50MW,1台25MW的发电机,一共3台。此方案的好处在于,发电机的台数少了一台,这一台发电机的相关保护,维护,检修等费用可以省下来,而且,发电厂有扩建的可能,在负荷增长的情况下,有要有新的发电机投入运行。但是,负荷是逐渐增长的选择1台25MW的机组就可以满足
16、要求,而方案2)则是要投入1台50MW的机组,在经济性方面也是不利的。所以选择方案1)作为发电厂初期的运行方案。1.1.1 安排停机检修计划因为该发电厂的=6 000h,应属于带基荷的发电厂,在系统中是比较重要的。但发电厂也有可能发生机组突然故障,为了使系统负荷与发电量保持平衡。可以选择在负荷低谷的时候,定期的给50MW的机组作检修。1.2 系统及负荷无功的计算 系统:=200MW,=0.85,所以=0.53。=0.62 =2000.62=124Mvar系统: =100MW,=0.85,所以=0.53 =0.62 ,=1000.62=62Mvar =80MW,=0.8,所以=0.6,=0.75
17、=800.75=60Mvar=150MW,=0.8,所以=0.6,=0.75=1500.75=112.5Mvar变电所a: =30MW,=0.8,所以=0.6,=0.75 =300.75=22.5Mvar变电所b: =35MW,=0.8,所以=0.6,=0.75 =350.75=26.25Mvar负荷: =100MW,=0.8,所以=0.6,=0.75 =1000.75=75Mvar发电厂(初期):=125MW, =1250.75=93.8Mvar厂用电为11.25MW,=11.250.75=8.4Mvar1.3 电厂接入系统的方案1)连接F和A,F和a,线路共长48km。2)连接F和A,F和
18、b,线路共长58km。以上两种方案通过潮流计算,选择一种较优方案作为电厂接入系统的方案。下面进行潮流分析:图1.1中的箭头表示选取的参考方向。方案1):(电厂建成初期) =30+j22.5(40.4+j26.8)=10.4j4.3 MVA=+=35+j26.2510.4j4.3=24.6+j21.95 MVA方案1):(电厂扩建后) = = = 4.8+j19.1 MVA = (40+j11)(4.8+j19.1)=44.8j30.1 MVA =45+j33.75(44.8+j30.1)=0.2+j3.65 MVA =40+j30+(0.2+j3.65)=40.2+j33.65 MVA同理可得
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