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1、引言电力行业是国民经济的重要行业之一，电力自从应用于生产以来，已成为现代化生产、生活的主要能源，它为现代工农业、交通运输业、国防、科技和人民生活等方面都得到了广泛的应用。如今，电力行业紧跟着经济发展的脚步，随着发电设备容量的不断加大，电力行业的自动化程度越来越高，相应的对电力系统的平安性、稳定性的要求也越来越高。本次的设计题目是：4*300MW发电厂电气部分初步设计（励磁系统），主要是进行电气主接线设计，通过方案比较确定主接线方案，选择发电机和主变压器；厂用电设计，选择厂用变压器；通过短路电流计算，进行主要电气设备选择及校验，然后是励磁系统设计，发电机主爱护设计以及配电装置设计；通过此次设计,
2、使学生对自己所学专业学问在接近毕业前进行一次检验和巩固，同时利用自己所驾驭的学问初步的设计出一个符合实际的能够平安运行的电厂。通过本次设计，对大中型发电厂有一个全方位的了解和相识，将所学的理论学问与实际相结合，在巩固自己的所学的专业学问的同时，也使自己更能胜任今后的工作。第一章电气主接线设计1.1设计原则和基本要求1发电厂电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。它表明白发电机、变压器、线路、断路器等其它电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输电和配电的任务。电气主接线的设计干脆关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电爱护和自动装置安装，关系到电力系统的平安、稳定和
3、经济运行。2电气主接线设计的原则依据(1)发电厂电气主接线方案的选择，主要确定发电厂的类型、工作特性、发电厂的容量、发电机和主变压器的台数和容量。(2)发电厂建设规模应依据电力系统5-10年发展规划进行设计。(3)供电和负荷关系对于一级负荷必需有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。对于三级负荷一般只需一个电源供电。3设计主接线的基本要求(1)牢靠性断路器检修时，不影响供电。线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数越少和停电时间越短越好,保证对重要用户的供电。(2
4、)敏捷性调度敏捷，操作简便：应能敏捷地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满意系统在事故、检修及特别运行方式下的调度要求。检修平安：应能便利地停运断路器、母线及其继电爱护设备，进行平安检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。(3)经济性投资省：主接线应简洁清楚，限制、爱护方式不过于困难，适当限制断路器电流。占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创建条件。电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避开两次变压而增加电能损失。1.2原始资料介绍1凝汽式发电厂建设的规模(1)装机容量:装机4台，总容量为12000MVAo(2)机组年利用小时数取7=6000h(3)环境
5、条件：当地年最高温度36,年最低温度-29,最热月平均最高温度29,最热月平均地下温度15C,当地海拔高度100O米，当地雷暴日14日/年。(4)厂用电率6%2电厂与电力系统的连接状况(1)电厂联入系统的电压等级为500KV。(2)500KV架空线4回，COSe=09。(3)归算到500KV系统等值电抗0.232。(4)500KV主爱护动作时间为0.Ols,后备爱护动作时间为IS两种主接线方案方案一：图1-1方案一接线图1-2方案二接线方案的评定由原始资料可知，设计为大型火电厂，其机组容量为4*300MW,最大单机容量300MW,年利用小时数为6000h,在电力系统中担当主要负荷，从而该厂主接
6、线设计务必着重考虑其牢靠性.发电机出口电压为2OKV,采纳单元接线。500KV电压等级，由于负荷容量大，电压高,输电距离远，为保证其牢靠性,应选牢靠性较高的接线，一台半断路器接线不会发生三元件及以上同时停运,故500KV应采纳一台半接线形式.表1-1方案比较表方案一方案二牢靠性双母三分段接线，母线检修或故障时，只有1/3的电源和负荷短时停电，检修任一回路的短路器时，只有该回路停电，牢靠性较高。一台半断路器接线，任一母线故障或检修，（全部接于该母线上的断路器断开），均不停电。可同时检修，而且可同时检修多台断路器。牢靠性特别高。续表1-1方案比较表敏捷性能敏捷地投入或切除机组、变压器或线路，敏捷地
7、调配电源和负荷，满意运行调度敏捷，操作、检修便利，隔离开关仅作为检修时的隔离电器。系统在正常、事故检修及特别运行方式下的要求扩建便利。经济性占地面积大，断路器和配电装置的投资很大。多用于进出线回数较多的配电装置。断路器，电流互感器多，投资大结论：两个方案的敏捷性、经济性相差不大，但考虑到500KV超高压电气主接线首先应满意牢靠性的要求依据上述比较，方案二明显比方案一的牢靠性好，所以选择方案二。1.3发电机的选择对于300MW及以上发电机组:一般与双绕组变压器组成单元接线,主变压器的容量和台数与发电机容量配套选用.故查得4台发电机型号为QFSN-300-2表1-2发电机参数表型号额定容量(MVA
8、)额定电压(KV)功率因数COS9.同步电抗次暂态电抗X；暂态电抗XdQFSN-300-23002()0.92.1500.1670.26914主变压器的选择依据方案2的接线图，由主接线形式可知,本厂1#、2#、3#、4#变压器容量型号相同.主变压器的容量选择如下：按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的欲度.已知：犬=300MW,COSe=O.91#、2#、3#,4#双绕组变压器(500KV):SN=1.IPNG(1-Kp)/CoSe=O.9=1.IX300(1-6%)/0.9=344.6(MVA)查得其主变压器型号为：SFP-360000/500表1-3变压器参数表型号额定容量
9、KVA额定电压(KV)高压/低压阻抗电压()SFP-360000/500360000525/2016.75其次章厂用电设计发电厂装有很多设备，如照明、充电机、鼓风机等等，这些称为自用电负荷。在电力系统中，发电厂的自用电负荷是最重要的负荷。如不能保证对自用电负荷的正常供电，则发电厂便不能正常工作，这就要影响系统的正常运行和经济运行。因此，自用电的设计和平安经济地运行，是特别重要的任务。2.1厂用电设计原则厂用电设计的一般原则(1)对厂用电设计的要求厂用电设计应依据运行、检修和施工的须要，考虑全厂发展规划，主动慎重的采纳经过试验鉴定的新技术和新设备，使设计达到技术先进、经济合理。(2)厂用电电压对
10、于火电厂当容量在100MW到300MW时,高压厂用电一般采纳6KV,低压厂用电采纳380/220V的三相四线制系统。(3)厂用母线接线方式高压厂用电系统应采纳单母线。锅炉容量为130至220T/H时，一般每炉由一段母线供电；容量为400T/H及以上时，每炉由两段母线供电，并将两套辅机电动机分接在两段母线上，两段母线可由同一台厂用变压器供电；容量为65T/H时，两台锅炉可合用一段母线。低压厂用电系统应采纳单母线接线。当锅炉容量在220T/H及以下，且接有机炉的I类负荷时，一般按机炉对应分段，并用刀开关将母线分为两个半段；锅炉容量在400T/H及以上时，每台机炉一般由两段母线供电。当公用负荷较多、
11、容量较大、采纳集中供电方式合理时，可设立公用母线，但应保证重要公用负荷的供电牢靠性。(4)厂用工作电源高压厂用工作电源一般采纳下列引接方式：当有发电机电压母线时，由各段母线引接，供应接在该段母线上的机组的厂用负荷。当发电机与主变压器采纳单元接线时，由主变压器低压侧引接，供应本机组的厂用负荷。大容量300MW发电机组，厂用分支采纳分相封闭母线，在该分支上不应装设断路器，但应有可拆连接点。通过分裂绕组厂用高压变压器供6KV厂用的A段和B段(5)厂用备用或启动电源高压厂用备用或起动电源一般采纳下列引接方式：当无发电机电压母线时，一般由高压母线中电源牢靠的最低一级电压引接，或由联络变压器的低压绕组引接
12、，并应保证在发电厂全停的状况下，能从电力系统取得足够的电源。当有发电机电压母线时，一般由该母线引接1个备用电源。当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路作为高压厂用备用或启动电源。(6)沟通事故保安电源200MW及以上发电机组应设置沟通事故保安电源，当厂用工作和备用电源消逝时，应自动投入，保证沟通保安负荷的起动，并对其持续供电。对于300MW机组,各机组的厂用电系统应是独立的,一台故障的停运或辅机的电气故障,不应影响到另一台机组的正常运行，并能在短路时间内复原本机组的运行.2.2厂用电设计的要求厂用电接线除应满意正常运行的平安、牢靠、敏捷、经济和检修、维护便利等一般要求外，尚应满意下列特别要
13、求：尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避开引起全厂停电事故。充分考虑发电厂正常、事故、检修、起动等运行方式下的供电要求。切换操作简洁。便于分期扩建或连续施工。对公用负荷的供电，要结合远景规模统筹支配。2.3厂用负荷分类按其负荷的重要性一般分为以下四类：(1)事故保安负荷。可分为直流保安负荷、直流不停电保安负荷、允许短时停电的沟通保安负荷。(2) I类负荷短时(手动切换复原供电所需时间)的停电可能影响人身或设备平安，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。(3) 11类负荷允许短时停电，但停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产的负荷。(4) In类负荷长时间停电不会干脆影响生产的负荷。如中
14、心修配厂、试验室等的用电设备。对川类负荷，一般由1个电源供电。2.4厂用变压器的选择厂用变压器的选择原则(1)高压厂用备用变压器(或电抗器)或启动/备用变压器，带有公用负荷时,其容量还应满意最大一方高压厂用工作变压器的要求，并考虑该启动/备用变压器检修的条件。高压厂用备用变压器或起动/备用变压器自投负荷最大的一段厂用母线时，如不满意所带的一类电动机自启动的要求；亦采纳分批自启动的方式，而不宜增大备用变压器或启动/备用变压器的容量。(2)低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。厂用变压器的选择由于每台发电机的型号都相同，故两台厂用变的型号也完全相同。SBflX=PgKp/
15、COS=3006%0.9=20(MVA)(2-1)故查得其型号为SFF9-CY-40000/20表2T变压器参数表型号额定容量(MVA)额定电压(KV)负载损耗(KW)阻抗电压(%)分裂系数高压低压半穿越SFF9-CY-40000/2040/25/252022.5%18316.53.3厂用高压启动/备用变的选择因为此变压器作用为启动/备用，当厂用变压器故障或检修时，能保证厂用电不停电，故应选其最大一台的容量。故查得型号为SFF9-40000/525。表2-2变压器参数表型号额定容量(MVA)额定电压(KV)空载电流(%)空载损耗(KW)负载损耗(KW)阻抗电压(%)分裂系数压低压SFF9-40000/52540525土2x25%8.646192233.32. 5本厂厂用电设计厂用电设计说明本厂为300
