4×200MV发电厂电气部分设计.docx

本科毕业论文（设计）论文题目：4X200MW发电厂电气部分设计摘要随着国家经济的迅速发展，火力发电厂在技术上也有了长足的进步。过去几年随着我国工业的高速发展，我国的电力工业正处于一个快速发展的时期。电力系统是火力发电厂最重要的子系统之一，它是火力发电厂最主要的功能，也就是能量的转换与传输，它与火力发电厂的生产经营及经济效益有着直接的联系。在电力系统中，电力系统的设计是否能够达到安全、高效、节约的要求，对于改善电厂的生产状况具有重要意义。按照各地区的煤种分布及供暖需求,200州发电机组技术发展迅速。该发电机组经济性高，但电厂投资高。因此，有必要对200MW发电机组的设计进行研究分析。通过大量阅读相关文献，本文通过以下几方面,完成4X200MW发电厂电气部分设计和方案比较等工作：（1）选择电气主接线：制定一套切实可行的主接线方案，选定电气主接线。（2）主变装置的选择：决定变电所的地理位置，决定主变装置的容量，单元的数量，参数，型号，形式。（3）短路电流的计算：以电力主要连接线的设计为依据，以选用的电力设备为依据，选取短路计算点，画出等值网络图，进行短路电流的计算。（4）电气设备的选择：根据系统资料，通过对短路电流的计算，可以确定断路器、隔离开关和变压器等电气设备的型式、规格及相关技术参数。（5）继电保护配置：配置发电机继电保护装置和变压器继电保护装置。关键词：电气主接线；短路电流；主变压器；电力装置选择；继电保护论文类型：工程设计ABSTRACTAlongwiththerapideconomicdevelopmentinChina,therelevantequipmentandtechnologylevelofthepowerplanthavealsomadesomeprogress.Overthelastcoupleofyears,withChina'sfastindustrialgrowth,theelectricitysectorinChinaisalsoinarapiddevelopmentphase.Asoneofthemostimportantsubsystemsofthepowerplant,theelectricalsystemrealizesthemostimportantfunctionofthepowerplant,thatis,energytransformationandtransferfunction,whichhasadirectbearingontheoperationofpowerplantandeconomicbenefit.Theproductionandtransportationprocessofelectricenergyinthepowersystemismeasured,regulated,controlled,protected,communicatedanddispatchedtoensurethatusersobtainsafe,economicalandhigh-qualityelectricenergy.BasedonCoalResourceAllocationRequirementsandheatsupplyinvariousplaces,200MWgeneratorsettechnologyhasdevelopedrapidly.Thegeneratorsetishighlyeconomical,butthepowerplantinvestmentishigh.Therefore,itisnecessarytoconductresearchandanalysisonthedesignofthe200MWgeneratorset.Throughreadingalotofrelevantliterature,Inthispaper,thedesignoftheelectricalcomponentandtheschemecomparisonofthe4×200MWpowerplantthroughthefollowingaspects:(1)Electricalmainwiring:selecttheelectricalmainwiringbyformulatingafeasiblemainwiringscheme.(2)Selectthemaintransformer:Thegeographicpositionofthesubstationisdetermined,thecapacityofthemaintransformer,thenumberofunits,theparameters,themodelsandtheforms.(3)Calculationofshortcircuitcurrent:Basedonthedesignofthemaincircuitandthechoiceoftheelectricequipment,selecttheshort-circuitcalculationpoint,drawthecalculatednetworkdiagram,andcalculatetheshort-circuitcurrent.(4)Choiceofelectricalequipment:Basedonsystemdata,basedonshortcircuitcurrentcomputationresult,selectthetype,specificationandrelevanttechnicalparametersofelectricalequipmentsuchastransformers,circuitbreakers,disconnectors,transformers,conductors,etc.(5)Relayprotectionconfiguration:equippedwithgeneratordifferentialprotectionandmagneticlossprotection.Keywords:Electricalmainwiring;shortcircuitcurrent;mastertransformer;Electricalequipmentselection;Relayprotection目录摘要IIABSTRACTIII目录IV第1章绪论11. 1研究目标与意义11.2 国内外发展现状21.3 待设计发电情况31.4 研究内容3第2章电气主接线的设计42. 1概述42.2.1 电气主接线基本要求42.2.2 电气主接线基本接线形式42.2.3 电气主接线的设计内容42.2拟定可行的主接线方案5第3章变压器的选型73. 1选定变压器的地理位置73.2选定变压器台数、容量、型号73. 2.1变压器台数的选择74. 2.2变压器容量的选择75. 2.3变压器型号的选择8第4章短路电流的计算104. 1概述104.2 限制短路电流的方法104.3 短路点的选择104.4 短路电流的计算10第5章电气设备的选择与校验145. 1电气设备选择的概述145.2 电气设备选择原则145. 2.1在正常工作条件选择146. 2.2在短路工作条件选择155.3 电气设备的选择155 .3.1高压断路器的选择156 .3.2隔离开关的选择175. 3.3避雷器19第6章厂用电设计206. 1概述206. 1.1方案的比较与选定207. 1.2厂用电电压等级208. 1.3厂用电系统中性点接地方式206.2厂用电系统的设计与确定21第7章继电保护配置227. 1概述227.2.2 发电机继电保护装置227.2.3 变压器继电保护装置22结论24参考文献25致谢26附录电气主接线图与厂用电接线图27第1章绪论1.1 研究目标与意义电力作为一种能源，在当今社会中被认为是最便捷、最清洁的一种能源。电力在工农业生产、交通运输以及城乡居民的日常生活中得到了广泛的应用。电能具有很多优势:第一，电力易于转化，其它形式的能量可轻易转变成电力生产部门的电力，在电力使用部门中，也可以很容易地将电能转换为其他形式的能量。比如，用电动机将电能转换成机械能，拖动各种机械设备；通过各种灯具转换成光能，满足使用者照明需求。第二,电力能够以较低的成本由输电线进行长距离的传输，为远处的客户提供电力。第三，电气操作简单，制造单位使用电气操作，易于实现自动操作。第四，它是一种清洁的、无污染的能源。由于大部分的源点和负荷中心分布在不同的区域，因此不能进行大规模的存储，故在任何时候都要保证发电和用电之间的平衡。所以，集中开采与分散利用、持续供电与随机性负载，对电网的构造与运行产生了限制。电能的生产具有发电、输电、变电、配电和用电在同一时间内完成的特点，也就是电厂的生产与用户的用电同步进行。大多数的大型发电厂都离用户很远，要通过变压器升压，高压输电线路进行长距离的传输，然后在降压变电站中进行几次降压，才能供用户使用。发电厂、输电线路、变电所、配电线路和用户构成了一个整体一一电力系统。为了让电力系统发挥它的作用，需要在每一个环节和每一个层级都建立起与之相对应的信息和控制系统，从而对电能的生产和传输过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，从而保证用户能够得到安全、经济、高质量的电能。电力系统的诞生，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，促进了社会生产的各个领域的变化，开创了电力时代，实现了第二次技术革命。电网的规模与技术水平已经成为衡量一国经济实力的重要指标。从1882年有电力开始到1949年，经过了67年的发展，我国的装机总容量达到了185万kW,年发电量43亿kWh,分别排在21名，25名。新中国成立以后，电力行业的发展速度在世界上是少有的，截止到2003年末，我国发电机装机容量达38450万千瓦。目前，我国已初步形成较为完整和先进的电力工业体系，技术和设备的层次不断提升。其中工业用电已占全部用电的5070%,是最大的用电客户，而供、配电网则承担着为企业提供、分布用电的重任。本次设计的本次设计的目标与任务如下：在设计中，建立起工程观，掌握了电站设计的方法，并获得了分析、计算和解决实际工程问题的能力，为今后从事设计、运行和科研工作，打下了必要的理论基础。1.2 国内外发展现状自1996年以来，发电机的装机容量及年发电量已位居美国之后，成为全球第二。2005年我国全年发电量24975亿kWh,全国发电装机容量51718万kW,水电11739万kW02010年我国全年发电量42278亿kWh,全国总发电量为96641万千瓦，水力发电装机为21689万千瓦。2014年，我国的总发电量达到了55459亿kWh0(含抽水蓄能2183万kW)o我国在2021年的发电量大幅提升至8.534万亿千瓦时，同比上涨9.7%,在全球占比达到了30%o在火力、风力、水力、太阳能发电和新兴的储能领域，我国都是全球第一，且增长力度也处于世界领先水平。美国2021年的发电量约为4.406万亿千瓦时，同比上涨2.8%,全球占比约为15.5%o虽然在风力、火力、太阳能发电量上低于我国，但美国的核能发电量却仍在全球领跑，2021年为0.819万亿千瓦时。我国核能发电量接近0.408万亿千瓦时，大约是美国核电的一半。印度在2021年达到了1.715万亿千瓦时，全球占比约为6%。俄罗斯发电量约为1.157万亿千瓦时，占比4.1%。经过几十年的建设，在节能减排、绿色环保，大力发展水电，有计划地建设大型火电基地