1、BM5火力發電廠電氣一次局部設計任務書一、畢業設計的目的畢業設計和畢業論文是本科生培養方案中的重要環節。學生通過畢業設計，旨在培養學生綜合運用所學的根本理論和方法解決實際問題的能力，提高學員實際操作的技能以及分析思維能力，使學員能夠掌握文獻檢索、研究分析問題的根本方法，提高學員閱讀外文書刊和進行科學研究的能力。在作畢業論文的過程中，所學知識得到疏理和運用。它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。二、主要設計內容 1、發電廠電氣主接線方案設計。 2、短路電流計算。 3、主要電氣設備選擇。4、發電機電壓母線選擇。三、重點研究問題 1、電氣主接線方案的設計，要求方案應合理，主接線方案論證與比擬不能少于兩個方案

2、。 2、短路電流及電氣設備選擇計算方法。四、主要技術指標或主要設計參數該火力發電廠海拔高度200m，地震烈度6度，廠區無嚴重污染，最大復水厚度b=10cm，最大風速25m/s，屬于我國第六標準氣象區。主要效勞對象是一個以工業為主的新興城市，位于主要電能用戶附近，交通方便，水源豐富，燃煤充足。1、凝汽式發電廠參數1凝汽式發電機組2臺：2*145 MW；出口電壓：15.75 kV；發電機次暫態電抗：0.119；額定功率因數：0.85。2機組年利用小時數：Tmax=6300小時。3廠用電率：6.8%。4發電機出口處主保護動作時間取0.1秒。5環境溫度：最高溫度40，年平均氣溫。2、電力負荷送入220

3、kV系統容量190MW，剩余容量送入110kV系統。3、發電廠出線220kV出線2回，110kV出線2回，無近區負荷。4、電力系統情況220kV系統容量為無窮大，選基準容量100MVA歸算到發電廠，220kV母線短路容量為2800MVA，110kV系統容量為500MVA。 五、設計成果要求 1、設計要求 1電氣主接線方案設計應合理，主接線方案論證與比擬不能少于兩個方案。 2短路電流及電氣設備選擇計算方法應正確。 3主接線圖形符號、線條及圖簽符號標準，接線正確，圖面布局合理，參數標注正確，圖形清晰美觀。 4論文格式應符合要求，結構嚴謹，邏輯性強，層次清楚，文理通順，無錯別字，要求打印，統一用A4

4、紙。 5獨立完成，嚴禁抄襲或請人代做。 6按分配時間階段完成相應的任務。 2、畢業設計論文說明書及計算書裝訂次序：1畢業設計論文開題報告；2畢業設計論文任務書抄錄原件有關內容；3目錄；4畢業設計論文正文；5計算書。 3、設計圖紙1電氣主接線圖手工繪制1號圖紙1張，CAD出A3圖1張；2高壓廠用電接線圖A3圖紙1張，CAD出圖。 4、專業相關文獻翻譯原件及譯文，漢字要求3000字以上。 六、其他 1、參考文獻 1范錫普主編 發電廠電氣局部第二版 水利電力出版社 1995 2西北電力設計院 電力工程電氣一次設計手冊 水利電力出版社 1989 3西北電力設計院 電力工程電氣二次設計手冊 水利電力出版

5、社 1989 4陳絎主編 電力系統穩態分析 中國電力出版社 1998 5李光琦主編 電力系統暫態分析 中國電力出版社 2002 6賀家李 宋從矩合編 電力系統繼電保護 水利電力出版社 2003 2、時間安排 本次設計的時間共13周，各局部設計內容的時間安排大致如下：1收集資料，熟悉任務 1周 2方案論證比擬 1周 5計算機繪圖 2周 6完善設計成果、編制設計說明書 1周 7審核、校對 1周 8翻譯資料 1周 9辯論 1周 總計 12周華北水利水電學院本科生畢業設計開題報告 2021 年 3 月 26日學生姓名李吉龍學號200607216專業電氣工程及其自動化題目名稱BM5火力發電廠電氣一次局部

6、設計課題來源模 擬主要內容一待設計電火廠電氣一次局部設計的相關原始資料該火電廠近距離效勞對象是一個以輕工業為主的新城市。廠址交通方便，水源豐富，燃煤充足。該地區的最高溫度40，年平均氣溫，該火力發電廠海拔高度200m，地震烈度6度，廠區無嚴重污染，最大復水厚度b=10cm，最大風速25m/s，屬于我國第六標準氣象區。主要效勞對象是一個以工業為主的新興城市，位于主要電能用戶附近，交通方便，水源豐富，燃煤充足。由原始資料獲知，本設計中的火電廠的近距離效勞對象是一個以輕工業為主的新城市，所以該火電廠電氣主接線的選擇，由以下幾方面決定：1可靠性 火電廠是電力系統的重要組成局部，其可靠性應與系統相適應。

7、2靈活性 電氣主接線應能適應各種運行狀態，并能靈活地進行運行方式的轉換。應保證操作的方便性、調度的靈活性、擴建的方便性等。3經濟性 設計應在滿足可靠性、靈活性的前提下做到經濟合理。主要從節省一次投資、占地面積少、電能損耗少等方面考慮。在設計時由以上的要求首先列出4-5種初選方案，再比擬各方案的可靠性、靈活性、經濟性，定出兩種精選方案，最后按經濟性的要求確定最終主接線的形式。三短路電流的算為了保證電力系統平安運行，在設計選擇電氣設備時，都要用可能流經該設備的最大短路電流進行熱穩定校驗和動穩定校驗，以保證該設備在運行中能夠經受住突發短路引起的發熱和電動力的巨大沖擊。同時二次設備的選擇、整定，也需要

8、準確的短路電流數據。根據參考文獻，設計中選擇短路地點分別在220kV側、110kV側及發電機出口側進行短路電流的計算。三相短路電流的計算步驟如下：1根據以選擇的電氣主接線方案畫出電氣主接線圖；2根據規定的電氣設備選擇任務，確定所用的短路計算點；3計算各個電氣元件的電抗標么值，畫出以標么值表示的等值電路圖；4對各短路計算點進行網絡化簡，求出；5求出各個電源對短路點的轉移阻抗；6求出各個電源的計算電抗Xjs，由運算曲線查出各時刻的短路電流標么值，最后求出各短路計算點的三相短路電流。四選擇所需的電氣設備按原始資料要求，查閱資料和電氣設備手冊，確定發電機的型號，再由主接線方式等查閱資料，確定變壓器的容

9、量、型號等。1 母線的選擇：母線是各級電壓配電裝置的中間環節，它的作用是聚集分配和傳遞電能。從母線材料，母線截面形狀等方面進行對母線的選擇。選擇內容： = 1 * GB3 材料、 = 2 * GB3 截面形狀、 = 3 * GB3 布置方式、 = 4 * GB3 截面積、 = 5 * GB3 校驗熱穩定、 = 6 * GB3 校驗動穩定。對110KV以上的母線還應校驗是否發生電暈。2斷路器的選擇：選擇內容： = 1 * GB3 型式、 = 2 * GB3 額定電壓、 = 3 * GB3 額定電流、 = 4 * GB3 校驗熱穩定、 = 5 * GB3 校驗動穩定、 = 6 * GB3 校驗切斷

10、能力。3隔離開關的選擇。4接地開關和接地器的配置為保障電器設備、母線、線路停電檢修時對人身和設備的平安，在主接線設計中要配置足夠的接地開關或接地器。5避雷器的配置：避雷器的配置是過電壓保護設計的內容，在此簡要描述它的配置：1110220kV戶外配電裝置的每段母線裝設避雷器，架空線路不裝避雷器；SF6全封閉組合電器的架空線路側應裝設避雷器。110kV及以上電纜進線段在電纜和架空線路的連接處裝設避雷器。2分級絕緣的變壓器中性點，可接地或不接地運行，應裝設避雷器；非直接接地系統的變壓器中性點應裝設避雷器。3電力電容器的線端和不接地中性點應裝設避雷器。6互感器的配置：互感器是電力系統中測量儀表、繼電保

11、護等二次設備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器將一次系統的高電壓、大電流按比例轉變為低電壓100、100/3V和小電流5、1A，供測量、監視、控制及繼電保護使用。 采取的主要技術路線或方法一、電氣主接線設計1、電廠總體分析與負荷分析電氣主接線設計應滿足可靠性、靈活性和積極性三項根本要求。主接線的設計應考慮變電站在電力系統中的地位和作用、分期和最終建設規模、負荷的大小和重要性、系統備用容量的大小、系統專業對應電氣主接線提供的具體資料等。保證必要的供電可靠性，要充分考慮一次設備的故障率及其對供電的影響。具有調度靈活，操作方便，能滿足系統在事故、檢修及特殊方式下的調整要求。主接線應力求簡單清晰，盡

12、量節約一次設備的投資，節約占地面積，減少能損失，即具有經濟性。應能容易地從初期過渡到最終接線，并在擴建過度時，一次設備所需要的改造最小，即具有開展和擴建的可能性2、主變壓器配置方案確實定主變壓器的選擇包括主變壓器的容量、臺數確實定和型式結構的選擇。1變壓器容量和臺數確實定原那么: 主變壓器的容量和臺數直接影響主接線的形式和配電裝置的結構，它確實定除依據傳遞容量根本原始數據資料外，還應依據電力系統510年開展規劃、輸送功率大小、饋線回路數、電壓等級以及接入系統的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。2變壓器型式結構的選擇: 選擇主變壓器型式結構時，應考慮相數、繞組數與結構、繞組接線組別、調壓方

13、式、冷卻方法等幾個問題。3根據本電廠對負荷的供電情況及與電力系統交換功率的情況，擬定幾種可行的主變壓器配置方案，通過必要的技術經濟比擬論證，選出一個最正確方案。這樣主變壓器的臺數、容量就確定下來了，電廠主接線的框架也就確定了。二、短路電流計算為了保證電力系統的平安運行，在設計選擇電氣設備時，都要用可能流經該設備的最大短路電流校驗設備的動穩定和熱穩定，以保證該設備在運行中能夠經受住突發短路引起的發熱和電動力的巨大沖擊。一般情況下，三相短路電流產生的熱效應和電動力較大，所以這里只對三相短路電流進行計算。短路電流可以手算也可以機算。手算三相短路電流的步驟如下：根據發電廠主接線圖畫出電力系統電氣接線圖

14、；根據規定的電氣設備選擇任務，確定所用的短路計算點；計算各個電氣元件的電抗標幺值，畫出等值電路圖注意，要根據短路計算點的具體情況，恰當地選用同一計算法和個別計算法，計算短路電流；對各計算點進行網絡簡化；求出計算電抗，求出各短路計算點的三相短路電流。三、電氣設備選擇一電氣設備選擇的一般原那么和根本要求1、根本要求設備選擇包括選型和確定技術參數。設備的選型和技術參數應能保證發電廠的平安運行和供電的可靠性，并留有適當的開展裕度，應盡量選用輕型設備和常用產品。在同一發電廠中，應盡量減少設備和材料的種類2、 最大長期工作電流確實定變壓器： 主母線及母聯回路：取母線上最大一臺發電機Igmax；母線分段回路

15、：Igmax=0.50.8Iemax母線上最大一臺發電機或變壓器的Ie 2-10系統聯絡線： 用戶線：單回 雙回線 3、 周圍空氣溫度確實定室外局部取當地月平均最高溫度：室內配電裝置取通風設計時采用的最高室溫，假設缺少設計數據時，按當地月平均最高溫度+5考慮。4、計算時間確實定1開斷計算時間tk為主保護動作時間tb1和斷路器固有分閘時間tgf之和，即tk=tb1+tgf。2熱穩定校驗時間tr為保護時間tb和斷路器的開斷時間tkd之和，即tr= tb+tkd。四、配電裝置設計根據本廠條件及所選各型電氣設備裝置的特點，對本火力發電廠進行合理的高壓配電裝置規劃設計以及防雷保護規劃設計，并簡要論述選型

16、理由。五、電氣主接線圖繪制在電氣主接線圖上要求畫出電氣一次局部接線和高壓局部接線。圖紙要求完整，即這次設計中未選擇的設備也須參照參考圖在圖上畫出。使用計算機繪圖，要求圖面清晰，線條粗細及設備圖形符號大小合理，設備參數標準使用宋體、力求工整。圖面布局合理，力求美觀。預期的成果及形式通過本次畢業設計，對所學專業知識有了較為全面系統的總結，使我的關于電力工業建設的政策觀念和經濟技術觀點得到提高，能夠對工程技術中的技術與經濟問題進行綜合分析，并培養了自己的獨立思考、分析和設計能力，為以后走向工作崗位打下良好根底。設計成果如下：一設計說明書一份:1、畢業設計開題報告2、畢業設計任務書3、目錄4、畢業設計

17、正文5、參考文獻6、專業相關文獻翻譯二計算書三圖紙3張: = 1 * GB3 電氣主接線圖手工繪制1號圖紙張，CAD出A3圖一張 = 2 * GB3 高壓廠用電接線圖A3號圖紙1張，CAD出圖4、專業相關文獻翻譯原件及譯文，漢字要求3000字以上。時間安排本次設計的時間共13周，各局部設計內容的時間安排大致如下：1收集資料，熟悉任務 1周 2方案論證比擬 1周 5計算機繪圖 2周 6完善設計成果、編制設計說明書 1周 7審核、校對 1周 8翻譯資料 1周 9辯論 1周 總計 12周指導教師意 見簽 名：年 月 日備注BM5火力發電廠電氣一次局部設計摘 要【內容摘要】：本次畢業設計的題目是?BM

18、5火力發電廠電氣一次局部設計?，其主要任務是根據原始資料，利用煤炭資源發電，從而設計一個火力發電廠，并主要對其一次設備進行設計。設計主要內容包括：電氣主接線設計、廠用電接線設計、短路電流計算、主要電氣設備選擇和校驗及配電裝置初步設計等。其中短路電流計算只求三相短路時的短路電流；主要的電氣設備選擇有：主變壓器、高壓廠用變壓器、高壓斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器及母線等的選擇。首先根據原始資料，確定主變壓器型號，然后確定發電機變壓器之間的連接方式；進而根據可靠性、靈活性的要求初設23種主接線形式，比擬確定出兩種最正確方案，最后根據經濟性的要求確定主接線的最終形式；接著確定出短路點

19、，通過網絡化簡得計算電抗后查運算曲線求得短路電流，計算出短路穩態電流和沖擊電流；根據短路電流計算結果對母線和電氣設備進行選擇和校驗；最后對配電裝置進行初步設計。【關鍵詞】火電廠 主接線 短路電流 電氣設備 配電裝置【Abstract】: This graduation project topic is BM5-Hydroelectric power plant Electricity Partial Designs, its primary mission is according to the first hand information, the use hydro energy elec

20、tricity generation,thus designs a hydro-electric power station, and mainly carries on the design to its equipment. Designs the main content to include: The electrical host wiring design, the factory use electricity，the wiring design, the short-circuit current computation, the main electrical equipme

21、nt choice and the verification and the power distribution equipment preliminary design and so on. Short-circuit current computation only strives for three-phase to short-circuit the time short-circuitcurrent; The main choice electrical equipment includes: The main transformer, the high-pressured fac

22、tory use the transformer, the high-pressured circuit breaker, the isolator, the current transformer,the voltage transformer, the arrester and the generatrix and so on.First acts according to the first hand information, the definite main transformer model, then determined between the generator - tran

23、sformerthe connection way (in this design uses generator - transformer unit wiring); Then according to the reliability, the flexible at the beginning of request supposes 4 5 kind of main wiring forms,compared with is definite two kind of preferred plans, finally determines the host wiring according

24、to the efficient request thefinal form; Then determined short-circuits the spot, results in the computation after the network simplification to look up the operation curveto obtain the short-circuit current, calculates short-circuits the steady current and the surge current; Finally carries on the p

25、reliminary design to the power distribution equipment【Key words】: hydroelectric power plant,electrical main wiring ,short-circuit current , electrical equipment, the power distribution equipment前言隨著我國經濟的不斷開展，對能源的需求量也越來越大，然而能源的缺乏與需求之間的矛盾在近幾年不斷惡化，國家急需電力事業的開展，為我國經濟的開展提供保障。就我國目前的電力能源結構來看，我國主要是以火電為主的。 一、

26、設計在工程建設中的作用 設計工作是工程建設的關鍵環節。做好設計工作對工程建設的工期、質量、投資費用和建成投產后的運行平安可靠性和生產的綜合經濟效益，起著決定性作用。設計是工程建設的靈魂。二、設計工作應遵循的主要原那么1遵守國家的法律、法規，貫徹執行國家的經濟建設方針、政策和根本建設程序，特別應貫徹執行提高綜合經濟效益和促進技術進步的方針。2要運用系統工程的方法從全局出發，正確處理中央與地方、工業與農業、城市與鄉鎮、近期與遠期、技改與新建、生產與生活、平安與經濟等方面的關系。3要根據國家標準、標準與有關規定，結合工程的不同性質、要求，從實際情況出發，合理確定設計標準。4要實行資源的綜合利用，節約

27、能源、水源，保護環境，節約用地等。三、設計的根本程序設計要執行國家規定的根本建設程序。工程進入施工階段后，設計工作還要配合施工、參加工程管理、試運行和驗收，最后進行總結，從而完成設計工作的全過程。目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc262846601BM5火力發電廠電氣一次局部設計 PAGEREF _Toc262846601 h 10HYPERLINK l _Toc262846602摘 要 PAGEREF _Toc262846602 h 10HYPERLINK l _Toc262846604前言 PAGEREF _Toc262846604 h 12HYPERL

28、INK l _Toc262846605第一局部 BM5火電廠電氣一次局部設計說明書 PAGEREF _Toc262846605 h 15HYPERLINK l _Toc262846606第1章電氣主接線的設計 PAGEREF _Toc262846606 h 15HYPERLINK l _Toc2628466071.1 電氣主接線的設計 PAGEREF _Toc262846607 h 15HYPERLINK l _Toc262846608 PAGEREF _Toc262846608 h 15HYPERLINK l _Toc2628466091.1.2 電氣主接線的表達 PAGEREF _Toc2

29、62846609 h 16HYPERLINK l _Toc262846610 PAGEREF _Toc262846610 h 18HYPERLINK l _Toc2628466111.2 廠用電的設計 PAGEREF _Toc262846611 h 20HYPERLINK l _Toc262846612第2章 主變壓器的選擇 PAGEREF _Toc262846612 h 22HYPERLINK l _Toc262846613 主變壓器臺數確實定 PAGEREF _Toc262846613 h 22HYPERLINK l _Toc262846614 主變壓器的容量確定 PAGEREF _Toc

30、262846614 h 22HYPERLINK l _Toc262846615 主變壓器型式的選擇 PAGEREF _Toc262846615 h 22HYPERLINK l _Toc2628466152.4 廠用變壓器型式的選擇 PAGEREF _Toc262846615 h 22HYPERLINK l _Toc262846616第3章 短路電流的計算說明 PAGEREF _Toc262846616 h 24HYPERLINK l _Toc26284661731 短路電流計算的根本假設 PAGEREF _Toc262846617 h 24HYPERLINK l _Toc26284661832

31、短路電流的計算方法和步驟 PAGEREF _Toc262846618 h 25HYPERLINK l _Toc262846619321 短路點的選擇 PAGEREF _Toc262846619 h 25HYPERLINK l _Toc262846620322 計算步驟 PAGEREF _Toc262846620 h 25HYPERLINK l _Toc262846621323 計算結果 PAGEREF _Toc262846621 h 26HYPERLINK l _Toc262846622第4章電氣設備的選擇和校驗 PAGEREF _Toc262846622 h 26HYPERLINK l _T

32、oc26284662341 電氣設備的選擇條件 PAGEREF _Toc262846623 h 27HYPERLINK l _Toc262846624411 一般原那么 PAGEREF _Toc262846624 h 27HYPERLINK l _Toc262846625412 技術條件 PAGEREF _Toc262846625 h 27HYPERLINK l _Toc26284662642 電氣設備的短路穩定條件 PAGEREF _Toc262846626 h 28HYPERLINK l _Toc262846627421 校驗的一般原那么 PAGEREF _Toc262846627 h 2

33、8HYPERLINK l _Toc262846628422環境條件 PAGEREF _Toc262846628 h 28HYPERLINK l _Toc26284662943 具體設備的選擇 PAGEREF _Toc262846629 h 28HYPERLINK l _Toc262846630431 高壓斷路器和隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc262846630 h 29HYPERLINK l _Toc262846631432 互感器的選擇 PAGEREF _Toc262846631 h 29HYPERLINK l _Toc2628466324322 電壓互感器 PAGEREF _To

34、c262846632 h 30HYPERLINK l _Toc262846633433 熔斷器 PAGEREF _Toc262846633 h 31HYPERLINK l _Toc262846634434 避雷器的選擇 PAGEREF _Toc262846634 h 31HYPERLINK l _Toc262846635435 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇 PAGEREF _Toc262846635 h 31HYPERLINK l _Toc26284663644 母線的選擇 PAGEREF _Toc262846636 h 32HYPERLINK l _Toc262846637第五章 高壓配電裝置

35、的電氣布置(初步設計) PAGEREF _Toc262846637 h 34HYPERLINK l _Toc26284663851 配電裝置的定義 PAGEREF _Toc262846638 h 34HYPERLINK l _Toc26284663952 配電裝置根本要求 PAGEREF _Toc262846639 h 34HYPERLINK l _Toc26284664053 配電裝置分類： PAGEREF _Toc262846640 h 34HYPERLINK l _Toc26284664154 屋內配電裝置設備的布置特點 PAGEREF _Toc262846641 h 34HYPERLI

36、NK l _Toc26284664255 屋外配電裝置的布置特點 PAGEREF _Toc262846642 h 34HYPERLINK l _Toc262846643第二局部 計算書 PAGEREF _Toc262846643 h 35HYPERLINK l _Toc262846644第六章 短路電流計算 PAGEREF _Toc262846644 h 35HYPERLINK l _Toc26284664561 參數的計算和說明 PAGEREF _Toc262846645 h 35HYPERLINK l _Toc262846646611 計算根本參數 PAGEREF _Toc26284664

37、6 h 35HYPERLINK l _Toc26284664762 短路點的選定和計算 PAGEREF _Toc262846647 h 37HYPERLINK l _Toc262846648第七章 電氣設備的選擇與校驗 PAGEREF _Toc262846648 h 51HYPERLINK l _Toc262846649斷路器的選擇 PAGEREF _Toc262846649 h 51HYPERLINK l _Toc2628466507.1.1 220kV側高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc262846650 h 51HYPERLINK l _Toc2628466517.1.2 110

38、KV側高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc262846651 h 53HYPERLINK l _Toc262846652側高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc262846652 h 55HYPERLINK l _Toc2628466537.2 隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc262846653 h 57HYPERLINK l _Toc2628466547.2.1 220kV側隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc262846654 h 57HYPERLINK l _Toc2628466557.2.2 110KV側隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc262846655

39、h 59HYPERLINK l _Toc262846656側隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc262846656 h 61HYPERLINK l _Toc2628466577.3 電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc262846657 h 63HYPERLINK l _Toc2628466587.3.1 220KV側電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc262846658 h 63HYPERLINK l _Toc2628466597.3.2 110KV側的CT的選擇 PAGEREF _Toc262846659 h 64HYPERLINK l _Toc2628466607.4 電

40、壓感器的選擇 PAGEREF _Toc262846660 h 66HYPERLINK l _Toc262846661導體的選擇與校驗 PAGEREF _Toc262846661 h 69HYPERLINK l _Toc2628466627.5 熔斷器的選擇 PAGEREF _Toc262846662 h 78HYPERLINK l _Toc2628466637.6 支柱絕緣子的選擇 PAGEREF _Toc262846663 h 78HYPERLINK l _Toc2628466647.7 穿墻套管的選擇 PAGEREF _Toc262846664 h 78HYPERLINK l _Toc26

41、28466657.8 消弧線圈的選擇 PAGEREF _Toc262846665 h 79HYPERLINK l _Toc262846666第八章 避雷器的選擇與校驗 PAGEREF _Toc262846666 h 79HYPERLINK l _Toc2628466678.1 220KV側避雷器的選擇和校驗 PAGEREF _Toc262846667 h 79HYPERLINK l _Toc2628466688.2 110KV側避雷器的選擇和校驗 PAGEREF _Toc262846668 h 80HYPERLINK l _Toc262846669KV側避雷器的選擇和校驗 PAGEREF _T

42、oc262846669 h 81HYPERLINK l _Toc262846670第9章 結束語 PAGEREF _Toc262846670 h 83HYPERLINK l _Toc262846671致 謝 PAGEREF _Toc262846671 h 84附錄.86第一局部 BM5火電廠電氣一次局部設計說明書第1章電氣主接線的設計1.1 電氣主接線的設計電氣主接線是發電廠電氣設計的首要局部,也是構成電力系統的主要環節。電氣主接線設計的根本要求1 運行的可靠性通常定性分析和衡量主接線可靠性時，從以下幾個方面考慮： = 1 * GB3 斷路器檢修時，能否不影響供電 = 2 * GB3 線路斷路

43、器或母線故障時以及母線或母線隔離開關檢修時，停運出線回路 = 3 * GB3 變電站全部停電的可能性。2 具有一定的靈活性電氣主接線應能適用各種運行狀態，并能靈活地進行運行方式的轉換，包括以下幾個方面： = 1 * GB3 操作的方便性。電氣主接線應在滿足可靠性的條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟減少，以便運行人員掌握，不致在操作過程中出過失。 = 2 * GB3 調度的方便性。電氣主接線在正常運行時，要能根據調度的要求，方便地改變運行方式，并且在發生事故時，要能盡快地切除故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統的穩定運行。 = 3 * GB3 擴建

44、的方便性。對將來要建的發電廠和變電站，其主接線必須具有擴建的方便性。尤其是火電廠和變電站，在設計主接線時應留有開展擴建的余地。3 經濟性在設計主接線時，主要矛盾往往發生在可靠性與經濟性之間。通常設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經濟合理。經濟性主要從以下幾個方面考慮： = 1 * GB3 節省一次投資。主接線應簡單清晰，并要適當采用限制短路電流的措施，以節省開關電器數量，選用廉價的電器或輕型電器，以便降低投資。 = 2 * GB3 占地面積少。主接線設計要為配電裝置布置創造節約土地的條件，盡可能使占地面積少，同時應節約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量發電廠和變電站，在可能和允許條件下

45、，應采用一次設計，分期投資、建設，盡快發揮經濟效益。 = 3 * GB3 電能損耗少。在發電廠或變電站中，電能損耗主要來自變壓器，應經濟合理地選擇變壓器的型式、容量和臺數，盡量防止兩次降壓而增加電能損耗。1.1.2 電氣主接線的表達1單母分段接線優點：供電的可靠性和靈活性都比擬高。缺點：由于這種接線對重要負荷必須采用兩條出線供電，大大增加出線數目，是整個母線系統的可靠性受到限制。2雙母線接線優點：供電可靠，調度方式比擬靈活，擴建方便，便于試驗。缺點：由于220kV電壓等級容量大，停電影響范圍廣，雙母線接線方式有一定局限性，而且操作較復雜，對運行人員要求高。3單元接線其是無母線接線中最簡單的形式

46、，也是所有主接線根本形式中最簡單的一種，此種接線方法設備更多。在設計中機組容量為200MW及以上時，發電機出口采用封閉母線，為了減少斷開點，可不裝斷路器。這種單元接線，防止了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成的困難。4內橋接線特點：內橋接線在線路故障或切除、投入時，不影響其余回路的工作，并且操作簡單；而在變壓器故障或切除、投入時，要使相應線路短時停電，并且操作復雜。因此該線路一般適用于兩進兩出的火電廠。在本設計中由于該火電廠對110kV系統的供電容量接近占110kV系統總容量的20%，說明該廠在未來電力系統的作用和地位至關重要；并且年利用小時數為63

47、00h5000h，遠遠大于電力系統發電機組的平均最大負荷利用小時數，所以該廠主接線設計務必著重考慮其可靠性，尤其是110kV系統的供電可靠性要求更高，但是由于出線回路數較少，綜合考慮110kV直接選取雙母線，以便提高其供電可靠性。 第一種方案是： 110KV側采用雙母線，220KV側采用橋型接線設計。其主接線如圖3-1所示。圖3-1 第一種方案主接線圖第二種方案是：110KV側采用雙母線，220KV側采用單母線分段接線。其主接線如圖3-2所示。圖3-2 第二種方案主接線圖方案工程方案一方案二可靠性1220KV接線簡單，設備本身故障率少，供電可靠性也大大增加。2220KV內橋接線操作簡單，多適用

48、于兩進兩出的火電廠。1220KV操作簡單，但是多工作人員的要求相對較高。2 220KV雖然本身故障率少，但是220KV在檢修時發生故障，對其供電有很大的影響。靈活性1220KV運行方式相對簡單，靈活較好。2220KV電壓級接線易于擴建和實現自動化。1220KV等級接線方式比擬的繁瑣，對工作人員要求更加的。2220KV接線不便于未來擴建和開展。經濟性1220kV設備相對少，投資小；1220kV設備相對多，投資較大；通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經濟性的綜合考慮，辨證統一，現確定第一方案為設計最終方案。1.2 廠用電的設計目前生產的廠用變壓器有油浸式和干式兩種，由于干式有較多優點，因而在水電站得

49、到廣泛應用。廠用變壓器容量的選擇，應當在保證正常情況下，滿足全廠廠用負荷的供電，并且不會由于短時過負荷過熱而縮短其使用年限。在一般事故或檢修條件下，應有足夠的備用用量。 高壓廠用變壓器容量選擇與由二臺或三臺廠用變壓器聯合供電時的容量選擇雷同，僅計算負荷有所不同，應包括連接在高壓母線上的所有負荷，除低壓廠用變壓器的計算負荷外，還包括高壓電動機和以高壓送電的廠區負荷、近區負荷以及生活負荷等。廠用電接線圖如圖3-3所示：第2章 主變壓器的選擇 主變壓器臺數確實定確定主變壓器臺數的因素很多，主要取決于該電廠在系統中的重要性并結合電廠本身的裝機臺數。 為減少主變壓器臺數，可考慮采用擴大單元接線。 一般裝

50、機一至三臺的小型非骨干電廠以確定一臺主變壓器為宜，裝機四臺及以上的小型電廠可考慮確定兩臺主變壓器以滿足運行的可靠性和靈活性。 主變壓器的容量確定1發電機變壓器單元接線中的主變容量應按發電機額定容量扣除本機組廠用電后，留有10%的裕度來確定。主變容量一般按變電所建成后510年的規劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷開展。 2高、中壓電網的聯絡變壓器應按兩級電網正常與檢修狀態下可能出現的最大功率交換確定容量，其容量一般不應低于接在兩種電壓母線上最大一臺機組的容量。3小型電廠機端電壓母線上的升壓變壓器的容量選擇條件為：1接于該母線上的發電機處于全開滿載狀態而母線負荷包括廠用電又最小時能將

51、全部剩余功率送出。2發電機開機容量最小、母線負荷最大時，經主變壓器倒送的功率。3兩臺變壓器并列運行互為備用時，其原那么與前述聯絡變壓器同。由于變壓器的檢修周期長，而且它可與該母線上的發電機檢修相配合，因此不需因檢修增加容量。 主變壓器型式的選擇1單相變壓器的使用條件 一般用三相變壓器，單相變壓器應用于500kV及以上的發電廠、變電站中。 2三繞組普通變壓器和三繞組自耦變壓器的使用條件 使用三繞組變壓器比使用兩臺雙繞組變壓器經濟。使用自耦變壓器不經濟，且自耦變壓器只能用于高、中壓中性點都有效接地的電網，故其只能用于220kV及以上的發電廠和變電站。且自耦變阻抗較小可能使短路電流增加，故應經計算確

52、定。 3有載調壓變壓器的使用條件 在電壓變化范圍大且變化頻繁的情況下需使用有載調壓變壓器。 有載調壓變壓器的價格較貴，質量不行大大降低其可靠性，所以應慎用。 根據本設計具體情況，應該選擇兩臺三繞組變壓器為主變。本設計中的主變選擇如下：容量確定公式：SN=110%PNcos(1-6.8%)=110%145cos0.85（1-6.8%)=180.89MVA查?發電廠電氣局部課程設計資料?，選定變壓器的容量為240MVA。由于升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇兩臺三繞組變壓器，查?電力系統課程設計及畢業設計參考資料?選定主變型號為：1三繞組為SFPS-240000/220型。主要技術參數如表2-

53、1：額定容量連接組標號額定電壓kV空載損耗阻抗電壓 24000KVAYN,yn0d11高壓：24222.5%中：121低壓：10.5KV257KW所以一次性選擇兩臺SFPS7-150000/220型變壓器為主變。 廠用變壓器型式的選擇容量確定公式：SN=110%PNcos6.8%=110%145cos0.856.8%=MVA查?發電廠電氣局部課程設計資料?，選定變壓器的容量為MVA。由于升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇兩臺三繞組變壓器，查?電力系統課程設計及畢業設計參考資料?選定主變型號為：1雙繞組為SC8-12500/20型。主要技術參數如表2-2：額定容量連接組標號額定電壓kV空載損

54、耗阻抗電壓%12500KVAYN,d11高壓：低壓：16600W9第3章 短路電流的計算說明短路是電力系統中最常見的且很嚴重的事故和故障。發生短路時，網絡的總阻抗突然減小，回路中的電流可能超過正常運行電流很多倍。短路電流使導線和設備過熱，絕緣被破壞，持續的時間越長，其危害就越嚴重。 短路故障將使系統電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響回路的正常供電，而且會破壞電力系統的穩定性，并損壞電氣設備。導體流過短路電流時，還會產生強大 的機械力，使導體變形或支架損壞。對擬訂的電氣主接線，為了選擇合理的電氣設備，需進行短路電流計算一般情況下，三相短路電流產生的熱效應和電動力較大，所以這里只對三相短路電

55、流進行比擬。因此，在發電廠變電站以及整個電力系統的設計和運行中，都必須對短路電流進行計算。31 短路電流計算的根本假設短路電流是在有一定的假設前提下來進行計算的，主要有以下幾個假設：1 正常工作時,三相系統對稱運行；2 所有電源的電動勢相位相角相同；3 電力系統中的所有電源都在額定負荷下運行；4 短路發生在短路電流為最大時刻瞬間；5 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；6 除去短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外,元件的電阻都略去不計；7 元件的計算參數均可取其額定值,不考慮參數的誤差和調整范圍。32短路電流的計算方法和步驟 321 短路點的選擇為了保證電力系統平安允許，在設計選

56、擇電氣設備時都要用可能流經該設備的最大短路電流進行熱穩定校驗和動穩定校驗，以保證設備在運行中能夠受住突然短路引起的發熱和電動力的巨大沖擊。同時二次設備的選擇、整定也需要準確的短路電流數據。根據參考文獻，設計中選擇短路地點分別在220KV側、110KV側及發電機出口側進行短路電流的計算。322 計算步驟在工程計算中，短路電流的計算常采用實用曲線法。其計算步驟如下：根據已經選定的電氣主接線方案畫出電氣主接線圖；根據規定的電氣設備選擇任務，確定所用的短路計算點；計算各個電氣元件的電抗標幺值，畫出以標幺值表示的等值電路圖；對各短路計算點進行網絡劃簡，求出X；求出各個電源對短路點的轉移阻抗；求出各個電源

57、的計算電抗Xjs，由運算曲線查出個時刻的短路電流標幺值；最后求出各短路計算點的三相短路電流。這里所設計的發電廠基準容量取100MVA。323 計算結果表2-2 短路計算結果短路點基準電壓短路電流0時刻沖擊電流短路容量短路電流時刻短路電流時刻(kV)(kA)(kA)(MVA)(kA)(kA)K1115K2230K3K4第4章電氣設備的選擇和校驗電力系統中的電氣設備主要包括以下幾個方面：軟導體、主母線、斷路器、隔離開關、互感器等。在高壓電路中，只能起到隔離電源構成明顯斷開點作用的設備稱為隔離開關，選擇要求與斷路器相同，但不需要校驗其開斷電流。高壓斷路器是電力系統中輸配電、接通分斷電路和保護電路的主

58、要設備。無論電氣設備空載負荷或短路故障它都應能可靠地工作。高壓斷路器是根據其主要技術參數來選擇，即額定電壓、額定電流、裝置種類、構造形式、開斷電流、熱穩定和動穩定。發電廠屋內和屋外配電裝置的主母線、變壓器等電氣設備與配電裝置母線之間的連接導體，各種電器之間的連接導體，統稱為母線。選擇配電裝置中的母線主要考慮因素：母線截面形狀矩形、管形、槽形；母線的材料銅、鋁、鋼；母線截面的大小按長期發熱允許電流選擇截面和按經濟電流密度選擇截面；校驗母線的熱穩定和動穩定；對110kV及其以上的母線還應考慮校驗是否會發生電暈。互感器是一次系統和二次系統間的聯絡元件。電流互感器與電壓互感器將一次回路的大電流或大電壓

59、轉化為標準的二次側的低電流和底電壓，供電給測量儀表和保護裝置的電壓線圈，使測量裝置標準化和小型化。41 電氣設備的選擇條件平安、經濟運行是選擇設備的重要條件。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證平安、可靠的前提下，積極而穩妥的采用新技術，并注意節約投資，選擇適宜的電氣設備。411 一般原那么1 應該滿足運行、檢修、短路和過壓情況下的要求，并考慮遠景開展的需要；2 應該按照當地環境條件進行校核；3 選擇導體時應盡量減少品種；4 應力求技術先進和經濟合理；5 擴建工程應盡可能使新老電器型號一致；6 選用的新產品，均應具有可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格412 技術條件選擇的高壓電器，應能在

60、長期工作條件下和發生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。各種高壓電器的一般技術條件如下：1 電壓選用設備允許額定電壓UN不得低于該回路電網電壓UNS，即UNUNS2 電流選用的設備額定電流IN不得低于所在回路在各種可能運行方式下的最大持續工作電流Igmax，即INIgmax由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也很大，故其計算工作電流應根據實際需要確定。高壓設備沒有明確的過載能力，所以選擇額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續工作電流的要求。42 電氣設備的短路穩定條件421 校驗的一般原那么1電器在選定后按最大可能通過的短路電流進行動、 熱穩定校驗，校驗的短路電流一般