發(fā)電廠電氣一次部分設計正文_圖文

1、摘要本設計的內(nèi)容是禹州電廠的電氣設計一次部分設計, 按照畢業(yè)設計任務書要 求完成。首先根據(jù)任務書上所給的原始資料,對原始資料進行分析,先選擇了 主變壓器型號,然后綜合安全、經(jīng)濟及可靠性各方面考慮,確定了系統(tǒng)主接線 方式及其廠用電主接線方式。其次進行了短路電流的計算,根據(jù)短路電流的情 況對主要的電氣設備進行了選擇,主要包括母線、斷路器、隔離開關、電壓互 感器、電流互感器以及避雷器的選擇,并對其進行了校驗。接著又對電廠的配 電裝置進行了規(guī)劃設計。最后進行了電廠的主變保護和防雷保護的設計,從而 完成了禹州電廠的電氣一次部分設計。關鍵詞 :主接線,短路電流,電氣設備,防雷保護,一次設計Abstract

2、The contents of this design is the Yuzhou Power Plant electrical design is a part of the design required to complete the mission statement in accordance with the graduation project. First, the raw data given in the task book, the original data analysis, first select a main transformer model, and the

3、n the security, economic and reliability considerations to determine the system main wiring and the auxiliary power wiring . Were followed by the calculation of short circuit current, short-circuit current of the main electrical equipment choice, including choice of bus, circuit breakers, isolating

4、switches, voltage transformers, current transformers, and surge arrester, and the school inspection. Then the power distribution unit of the power plant planning and design. Finally, the main transformer protection and lightning protection design of power plants, thus completing the Yuzhou Power Pla

5、nt electrical part of the design.Keywords : wiring, short-circuit current, electrical equipment, lightning protection, a design目錄第一部分設計說明書1 引言 . 1 1.1課題背景 . . 11.2課題研究的目的和意義 . . 22 原始資料分析 . . 3 2.1 原始資料 . . 3 2.2 設計任務 . . 4 2.2.1設計基本內(nèi)容 . . 4 2.2.2設計成果 . . 4 2.3 負荷分析 . . 4 2.4發(fā)電機與變壓器 . . 5 2.4.1發(fā)電機 .

6、 . 52.4.2主變壓器的選擇 . . 53 電氣主接線的設計 . . 7 3.1 電氣主接線的相關知識 . . 7 3.1.1電氣主接線基礎知識 . . 7 3.1.2對電氣主接線的基本要求 . . 7 3.1.3電氣主接線設計的原則 . . 8 3.1.4、電氣主接線設計的程序 . . 8 3.2 系統(tǒng)電氣主接線的設計 . . 9 3.2.1幾種接線方案的優(yōu)缺點及適用范圍 . 9 3.2.2 主接線方案的選擇 . . 14 3.3 主接線中的設備配置原則 . . 17 3.3.1隔離開關的配置 . . 17 3.3.2電壓互感器的配置 . . 17 3.3.3電流互感器的配置 . . 1

7、73.3.4避雷器的配置 . . 174 廠用電接線的設計 . . 19 4.1廠用電接線的設計原則 . . 19 4.2廠用電的電壓等級 . . 19 4.2.1高壓廠用電壓等級 . . 194.2.2低壓廠用電壓等級 . . 205中性點接地方式 . . 21 5.1電力網(wǎng)中性點接地方式 . . 21 5.1.1中性點非直接接地 . . 21 5.1.2中性點直接接地 . . 21 5.2變壓器中性點接地方式 . . 21 5.3發(fā)電機中性點接地方式 . . 22 5.3.1采用發(fā)電機中性點不接地方式 . . 22 5.3.2采用發(fā)電機中性點經(jīng)消弧線圈接地方式 . 225.3.3采用發(fā)電機

8、中性點經(jīng)高電阻接地方式 . 226短路電流的計算 . . 23 6.1 短路的危害和種類 . . 23 6.1.1短路的危害 . . 23 6.1.2短路的種類 . . 23 6.2 短路電流計算的目的和條件 . . 23 6.2.1計算短路電流的目的 . . 23 6.2.2計算短路電流的條件 . . 24 6.3短路電流的計算 . . 24 6.3.1短路電流的計算方法 . . 24 6.3.2短路電流計算公式 . . 246.3.3短路電流計算結果 . . 257 主要電氣設備的選擇及校驗 . . 26 7.1 電氣設備的選擇及檢驗的原則 . . 26 7.1.1電氣設備選擇的一般要求

9、. . 26 7.1.2電氣設備的選擇原則 . . 26 7.1.3電氣設備的校驗 . . 27 7.2母線的選擇 . . 28 7.2.1型號和截面的選擇 . . 28 7.2.2母線的校驗 . . 29 7.3 高壓斷路器的選擇 . . 29 7.3.1種類和形式的選擇 . . 30 7.3.2校驗 . . 30 7.4隔離開關的選擇 . . 30 7.5互感器的選擇 . . 31 7.5.1電壓互感器的選擇 . . 31 7.5.2. 電流互感器的選擇 . . 32 7.6 電抗器的選擇 . . 33 7.6.1種類和型式的選擇 . . 33 7.6.2電抗器的校驗 . . 337.7高

10、壓熔斷器的選擇 . . 348 配電裝置的規(guī)劃 . . 35 8.1 配電裝置基本介紹 . . 35 8.1.1配電裝置的分類 . . 35 8.1.2對配電裝置的基本要求 . . 35 8.1.3屋內(nèi)配電裝置類型 . . 35 8.1.4屋外配電裝置類型 . . 36 8.2 配電裝置方案比較 . . 37 8.2.1中型配電裝置 . . 37 8.2.2高型配電裝置 . . 378.2.3半高型配電裝置 . . 379 主變和防雷保護的設計 . . 39 9.1 主變保護設計 . . 39 9.1.1電力變壓器的主要故障形式 . . 399.1.2主變壓器的繼電保護配置 . . 39 9.

11、2 防雷保護的設計 . . 43 9.2.1避雷針(線保護原理 . . 43 9.2.2避雷針(線的保護范圍計算方法 . 43 9.2.3避雷器的配置 . . 48第二部分設計計算書10 短路電流的計算 . . 50 10.1 阻抗(電抗的計算 . . 50 10.2 各短路點短路電流的計算 . . 52 10.2.1三相短路計算 . . 52 10.2.2單相短路計算 . . 54 11 主要電氣設備的選擇及校驗 . . 57 11.1 母線的選擇及校驗 . . 57 11.1.1 110KV側母線 . 57 11.2 6KV側母線 . 58 11.2高壓斷路器的選擇及校驗 . 59 11.

12、2.1 110KV側斷路器 . 59 11.2.2 6KV母線側斷路器 . 60 11.2.3廠用變壓器 6KV 側斷路器 . 61 11.3隔離開關的選擇及校驗 . . 62 11.3.1 110KV側隔離開關: . 62 11.3.2 6KV側隔離開關 . 63 11.4 電流互感器的選擇及校驗 . 64 11.4.110KV 側電流互感器 . 64 11.4. 6KV側電流互感器 . 65 11.5 電壓互感器的選擇 . . 66 11.5.1 110KV側 . 66 11.5.2 6kV側 . 67 11.6 限流電抗器的選擇與校驗 . 68 11.6.1選擇 . . 68 11.6.

13、2校驗 . . 69 11.7熔斷器的選擇 . . 70 11.7.1 110kV側熔斷器的選擇 . 70 11.7.2 6kV側熔斷器的選擇 . 70 結論 . 71 參考文獻 . 72 致 謝 . 73 附錄 A 廠用電接線圖 . . 74 附錄 B 屋外配電裝置圖 . 75 附錄 C 短路電流運算曲線 . 76 附錄 D 主要電氣設備一覽表 . . 77附錄 E 電氣主接線圖 . 77第一部分 設計說明書1 引言電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要部門之一,是一種將煤,石油,天然氣,水能, 核能, 風能等一次能源轉換成電能這個二次能源的工業(yè), 作為國民經(jīng)濟的其他各 部門的快速, 穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動

14、力, 其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟發(fā)達程度的 重要標志,又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關系。電力是工業(yè)的先行, 電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門,整個國民經(jīng)濟才能不斷前進。 近幾年隨著我國工業(yè)的高速發(fā)現(xiàn), 我國電力工業(yè)超常規(guī)發(fā)展, 每年裝機容量 超過 6000萬千瓦, 30萬千瓦、 60萬千瓦亞臨界火電機組成為我國電網(wǎng)的主力機 組。目前,我國 30萬千瓦、 60萬千瓦的火力發(fā)電機組, 70萬千瓦的水力發(fā)電機 組, 在國際招標中中標成功率大于 90%以上。 這幾年電力工業(yè)之所以能飛速發(fā)展, 其重要原因是, 為中國電力市場提供的火力發(fā)電設備主要立足于國內(nèi)生產(chǎn)。 這一 觀點得到國內(nèi)各發(fā)電公司

15、以及電廠老總們的認同。 今天電氣制造企業(yè)的國內(nèi)用戶 率已達到 75%以上?；鹆Πl(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍, 在現(xiàn)在提出和諧社會, 循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境 中, 我們在提高火電技術的方向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響, 對不可再生能 源的影響, 雖然現(xiàn)在在我國已有部分核電機組, 但火電仍占領電力的大部分市場, 近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟發(fā)展, 全國上了許多火電廠, 但火電技術必須不斷提高發(fā) 展,才能適應和諧社會的要求。目前,我國的電力工業(yè)已經(jīng)進入“大電網(wǎng)” , “大機組” , “超高壓,交直流輸 電” , “電網(wǎng)調(diào)度自動化” , “狀態(tài)檢修”等新技術發(fā)展新階段,一些世界水平的先 進技術,已在我國電力系統(tǒng)得到了廣

16、泛的應用。隨著近年來我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長, 電力工業(yè) 的發(fā)展仍不能瞞足整個社會發(fā)展的需要。 另外, 由于我國人口眾多, 因此在按人 口平均用電方面,仍只處于中等水平,尚不能及全世界平均人口用電量的一半。 2008年人均用電量 2596kW ·h ,人均占用發(fā)電裝機容量僅為 0.6kW ;我國第二 產(chǎn)業(yè)用電比重為 76.49%,第三產(chǎn)業(yè)為 9.78%,生活用電比重為 11%。由此可見, 我國人均用電水平遠低于發(fā)達國家,與完成其工業(yè)化進程國家的電力指標相比, 我國經(jīng)濟發(fā)展正處于工業(yè)化進程的中后期,我國用電遠低于國際水平。因此我國電力工業(yè)必須持續(xù), 穩(wěn)步地大力發(fā)展

17、, 一方面要加強電源建設, 搞 好 “西電東送” , 確保電力現(xiàn)行, 另一方面要深化電力體制改革, 實施廠網(wǎng)分家。我國是發(fā)展中國家, 我國的電力工業(yè)長期以來依靠多家辦電的政策。 其中對 熱電廠的研究有著重大意義, 熱電廠一般都是實行的是熱電聯(lián)產(chǎn)。 像我國某些二 期發(fā)電工程, 發(fā)電能夠滿足廣大寒冷地區(qū)冬季的采暖供熱。 我國為什么堅定不移 的一再提倡發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱, 一是節(jié)約能源的需要, 熱電聯(lián)產(chǎn)能夠有效的 節(jié)約能源,從國內(nèi)外工程實踐來看,已是不爭事實。據(jù) 2000年電力工 業(yè)統(tǒng)計 資料匯編 數(shù)據(jù):2000年我國單機 6000千瓦及以上電廠熱效率僅為 33.84%, 電 廠供熱 效率 85.

18、96%,能源轉換總效率 39.43%,我國的熱電廠熱效率均能超過 常規(guī)火電廠的熱效率一 倍以上。實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)的小型供熱機組,其熱效率超過 大型高參數(shù)常規(guī)火電機組。二是熱電廠的鍋爐容量大、熱效率高、煙囪高、除塵 效率高, 如選用循環(huán)流化床鍋爐還可爐內(nèi)脫硫,由于集中實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)還更有 利于灰渣綜合利用和節(jié) 省寶貴的城市建設占地。2 原始資料分析2.1 原始資料禹州電廠位于河南省禹州市方崗鄉(xiāng), 東距禹州市區(qū) 9公里, 東南距平禹鐵路 禹州站 8公里, 緊鄰禹登鐵路。 廠區(qū)地形南高北低, 自然地面高程在 97.00-93.30m 地形平坦、 地勢開闊。 廠址地震基本烈度為 7度, 電廠所在地的土質(zhì)為砂

19、質(zhì)粘土, 其凍土厚度 0.30m 。常年主導風向為西北風,最大風力級數(shù)為西北風 8級。氣候 情況四季分明,其最熱月室外最高氣溫月平均:MW=42。 C ,最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均:MN=30。 C 。最熱月土壤最高氣溫月平均:T =25。 C 。河南禹州電廠為熱電聯(lián)產(chǎn)項目, 工程的建設主要任務之一是為禹州市提供用 汽,剩余電量并入電網(wǎng)。系統(tǒng)提供短路容量為 11750KVA 。河南禹州電廠老廠為 1×12MW 機組, 本期工程新建兩臺 2×50MW 濕冷雙抽供 熱機組?？傃b機容量為 112MW ,年利用小時數(shù)為 5300小時。河南禹州電廠引出線只有一種電壓等級輸出:110KV

20、 。并且產(chǎn)出電能全部送 入電力系統(tǒng),沒有發(fā)電機出口電壓負荷。發(fā)電機出線電壓 6.3 kV ,主變壓器為 63000 kVA 雙卷變壓器, 分別接入距本廠約 4公里的 110kV 原村變電站和距本廠 約 8公里的 110kV 徐崗變電站。根據(jù)該電廠的負荷情況, 在保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟性的前提 下,對該廠的一次部分做出一個技術上合理、經(jīng)濟上可行的設計方案 。 2.2 設計任務電氣主接線方案選擇。 短路電流計算。主要電氣設備選擇及校驗。 主變保護及防雷保護。 用計算機繪制主接線圖。設計說明書一份。 設計計算書一份。 系統(tǒng)主接線圖一張。2.3 負荷分析根據(jù)原始資料所給廠用電負荷,可知高壓

21、廠用電總的計算負荷為:7036H S KW =低壓廠用電總計算負荷為 4880L S KW = 計算負荷 11916H L S S S KW =+= 計算電流 1146.6I A =根據(jù)原始資料, 河南禹州電廠為熱電聯(lián)產(chǎn)項目, 工程建設主要任務之一是為 禹州市提供用汽供熱,剩余電量并入電網(wǎng)。本期工程新建兩臺 2×50MW 濕冷雙 抽供熱機組,發(fā)電機出線電壓 6.3 kV。所以選擇 QFJ-60發(fā)電機。具體參數(shù)如表 2.2所示:表 2.2 QFJ-60型發(fā)電機參數(shù)主變壓器選擇的原則1主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?510年的規(guī)劃負荷來進行選擇,并適當考 慮遠期 1020年的負荷發(fā)展。2 根

22、據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結構來確定主變的容量。 對于有重要 負 荷的變電所, 應考慮一臺主變停運時, 其余變壓器容量在計及過負荷能力后的 允許時間內(nèi), 保證用戶的級和級負荷, 對于一般變電所, 當一臺主變運時, 其他變壓器容量應能保證全部負荷的 70%80%。3為了保證供電可靠性,變電所一般裝設兩臺主變,有條件的應考慮設三臺 主變的可能性。主變繞組數(shù)量的選擇因為本次設計只有一中升高壓向系統(tǒng)供電,所以選擇經(jīng)濟可靠的雙繞組變 壓器更為合適。主變繞組接線組別的確定在發(fā)電廠和變電站中一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列要求以及限制 3次諧 波對電源的影響等因素, 根據(jù)以上變壓器繞組接線方式的原則, 接線組別一般 都選用 YN , d