发电厂电气部分设计
59页 28000字数+论文说明书+2张电路图【详情如下】
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摘要：发电厂电气部分设计内容主要包括发电厂电气主接线的设计，发电厂厂用电系统的设计，发电厂电气二次系统的一般设计，发电厂电气系统主要电气设备的选择及其短路电流计算，其中主要内容是对电气一次系统的设计。
本课题设计从电力工业在国民经济中的重要作用以及电力系统的组成，发电厂的类型谈起，论述了发电厂电气部分设计在电力系统设计中的重要地位。针对发电厂电气部分设计中的重中之重——发电厂电气主接线设计做了重点阐述，其中包括电气主接线的基本要求、基本设计原则，电气主接线形式的分类，发电厂主变压器的选择设计以及发电厂电气主接线图的设计、绘制等。然后谈到了发电厂厂用电系统的设计，发电厂主要电气设备的选择以及为其选择设计做准备的短路电流计算，最后还简要提到了发电厂电气二次系统的设计。还要说明的是本课题所做的设计主要针对的是中、小型火力发电厂电气部分的设计。
关键字：一次系统 二次系统 电气主接线 热稳定性 动稳定性
Summary: The power plant electricity part design contents includes primarily the power plant electricity lord connects the linear design, the power plant factory uses the design that give or get an electric shock the system, power plant electricity two the general design of subsystems, choice and its short-circuit electric currents of the main electricity in system in electricity in power plant equipments compute, among them main contents is to electricity the design of the subsystem.
This lesson a design is from the electric power industry in national economy of important function and electric power systems constitute, the type of the power plant talks to rise, discussing the power plant electricity part important position designing in electric power system design. The heavy —— power plant electricity lord that aim at the heavy inside of power plant electricity parts of designs inside connects the line design did the point expatiates, among them include the electricity lord connect the linear and basic request, basic design principle, the electricity lord connects the classification of the line form, the choice of the main transformer in power plant designs and the design that power plant electricity lord connect the line diagram, draw etc.. Then spoke of the power plant factory use the design that give or get an electric shock the system, the choice of the main electricity in power plant equipments and do for its choice design the short-circuit electric current of the preparation compute, returning finally the synopsis mentioned the power plant electricity two the design of subsystems. Still want to explain of is this lesson a design for doing to aim at primarily of is inside, small scaled thermal power plant electricity part of designs.
Key words: a subsystem two subsystem electricity lords connectthe hot stabilitymoves the stability
目录
前言…………………………………………………………………….1
1 电气主接线设计…………………………………………………...5
1.1 概述……………………………………………………………..5
1.2 对电气主接线的基本要求……………………………………..5
1.3 电气主接线的设计原则…………………….………………….7
1.4 电气主接线形式的分类…………………….………………….9
1.5 典型电气主接线的设计…………………….………………...14
2 厂用电设计……………………………………………………….17
2.1 厂用负荷的分类…………………………….………………...17
2.2 厂用电设计的基本要求…………………….………………...18
2.3 厂用电设计的一般原则…………………….………………...19
2.4 热电厂自用电接线设计…………………….………………...20
2.5 厂用电设计计算…………………………….………………...22
3 短路电流计算…………………………………………………….25
3.1 限制短路电流的措施……………………….………………...25
3.2 短路电流计算的一般规定………………….………………...27
3.3 短路电流计算的计算步骤………………….………………...28
3.4 短路电流计算方法………………………….………………...29
4 电气设备的选择计算…………………………………………….36
4.1 电气设备选择的一般条件………………….………………...36
4.2 电气设备选择的一般规定………………….………………...40
4.3 电气设备选择的技术条件和设计计算…….………………...41
4.4 电气设备选择举例……………………………………………49
5 二次接线及其它设计…………………………………………….52
5.1 原理图…………………………………………………………53
5.2 安装图…………………………………………………………53
结论…………………………………………………………………...56
谢辞…………………………………………………………………...57
参考文献……………………………………………………………...58
前言
国民经济要增长，社会要发展离不开机器、动力和能源，而电是一种最重要的能源。电力已成为工农业生产中不可或缺的一种动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活的各个方面。电是一种二次能源，各种天然能源如煤炭、水能、核能、石油等一次能源要转换成电能必须在发电厂中来完成。按输入能源形式及转换过程的不同，可将发电厂分为下列四类：
（1）火力发电厂
火力发电厂又可分为凝气式火电厂和热电厂，二者的主要差别在于后者除发电外，更兼供热。
（2）水力发电站；
（3）核能电站；
（4）其它形式电站。
目前，虽然我国各种形式电厂都有较大发展，且出于环境保护和经济社会可持续发展的考虑，更加大了后三种电厂建设的力度，但是火力发电在我国电力工业中仍是主力。那么，火电厂究竟如何进行生产的呢？（工作流程见图1）
原煤从产地运进电厂后，先储入原煤仓，然后经输煤皮带送入原煤斗并落入磨煤机中，煤被磨成煤粉后，由排粉机抽出，随同热空气经喷燃器送入锅炉的燃烧室内燃烧。燃烧时放出的热量一部分被燃烧室四周的水冷壁所吸收，一部分加热燃烧室顶部和烟道入口处的过热器中的蒸汽，其余的热量则被烟气携带穿过省煤器、空气预热器，继续把热量传给蒸汽、水和空气。烟气经除尘器净化处理后，由引风机从烟囱排入大气，燃烧时生成的灰渣和由除尘器收集下来的细灰，用水冲进冲灰沟，排出厂外。
1—锅炉；2—蒸汽过热器；3—汽轮机高压段；4—中间蒸汽过热器；5—汽轮机低压段；6—凝汽器；7—凝汽水泵；8—给水泵；9—发电机；10—主变压器；11—断路器；12—主母线；13—站用变压器；14—厂用电高压母线
燃烧用的助燃空气，由送风机送入空气预热器加热，加热后的热空气一部分进入磨煤机，用于干燥和输送煤粉，大部分热空气则进入燃烧室助燃。
水和蒸汽是将热能转换成机械能的主要工质。经净化后的给水，先送入省煤器内预热，然后进入锅炉顶部的汽包内再降入水冷壁管中，待吸收了燃烧室的热能后蒸发成蒸汽，此蒸汽流经过热器时，进一步吸收烟气的热量而变为高温高压的过热蒸汽，然后经过主蒸汽管道进入汽轮机，进入汽轮机的蒸汽在喷管里膨胀而高速冲动汽轮机的转子转动，将热能转换成机械能。汽轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。汽轮机内做功后的蒸汽在冷凝气中被冷却凝结成水。凝结水经除氧器除氧，再经加热器加热后，用给水泵重新送入省煤器预热。上述过程循环往复，周而复始，发电厂便连续不断地生产着电能。
火力发电厂的主要系统包括锅炉的熔烧系统，汽轮机的汽水系统，发电机及其电气系统。从能量转换的观点来看，在锅炉内燃料的化学能转变成了蒸汽的热能；在汽轮机内蒸汽的热能转变为轴的旋转运动的机械能；在发电机内机械能转变成了电能。发电厂的电气系统包括电气一次回路部分与电气二次回路部分。发电厂电气一次接线指的是对用户供电的电路部分。其中，对外供电（或由外部受电）的部分称为电气主接线。为了保证发电厂、变电站的生产和工作人员的生活，对内供电的部分称为厂用电接线。为了保证一次接线安全、可靠、优质、经济地运行，对一次接线中的设备实施测量、信号、控制、调节的电路部分称为二次接线。
二次系统中，测量功能包括显示、打印、记录电压、电流、功率及电度等运行量。信号功能指的是用文字、声音和灯光等显示接线及设备的状态：正常、异常或事故。控制指的是对断路器实施跳闸和合闸操作，可以由运行人员手动也可以自动。检查一次接线是否发生事故，当其发生事故时，自动实施切除事故相关部分的控制系统称为继电保护系统。自动重合闸、备用电源自动投入、发电机自动同期并列装置属于自动合闸的控制装置。电力系统的调节主要包括发电机组的有功——功率调节、无功——电压调节、有载调压变压器分接头的自动调节以及无功补偿、谐波补偿等补偿设备的自动调节。在一次接线中，将通过同一电流的电路部分称为一条支路，每条支路以其主要元件命名，例如：发电机支路、变压器支路、出线支路等。
1.4.2 无横向联络的接线形式
当不用发电机电压对周围供电时，发电机不在机端并联运行（即在低压无横向联络），这时将发电机和变压器之间直接串联并不设断路器，组成发电机—变压器组，再经高压断路器接至高压母线，称为发电机—变压器单元接线，此种接线普遍用于大、中型发电厂不带近区负荷的机组。当高压（或低压）无横向联络时形成变压器—线路单元接线，当出现低压或高压均无横向联络，线路很短时，则形成发电机—变压器—线路单元接线。在系统备用能力足够的情况下，可采用两台发电机组共用一台变压器的扩大单元接线形式，使用扩大单元接线可以减少变压器台数和高压断路器数目，因此可以节约投资和减少占地面积。
1.5 典型电气主接线设计
火力发电厂可分为两大类：地方性电厂和区域性电厂。地方性电厂的特点是厂址位于负荷中心，容量较小，生产的电能大部分都用6 ~ 35kV电压馈送给近区负荷，将剩余的电能经升压送入110kV电网。当厂内机组检修时，还可通过主变压器由系统倒送功率供给地方负荷。根据这些特点，地方性电厂均设有发电机电压母线，母线接线形式由机组容量大小和负荷性质来选择。一般采用单母线分段或双母线单断路器接线。当发电机母线短路电流较大时，还要考虑限制短路电流的措施。在母线分段之间电缆馈线上加装电抗器，以便出线回路能选用轻型断路器。在升高电压侧，则根据电厂与系统交换功率的大小、用户重要性、电压等级、回路数多少等因素来确定接线形式，可采用单母线分段、双母线、桥形、角形接线等。下图2为一地方性发电厂的主接线图，该电厂有4台25MW机组和1台50MW的机组，110kV出线有四回，35kV出线四回，10kV机端负荷有20回。
该电厂近区负荷比较大，因此生产的电能大部分通过10kV馈线供给发电厂附近用户。规程规定，当容量为25MW及以上时，应采用双母线接线，考虑到10kV出线回路很多，因此发电机母线增设分段断路器，即实际形成三段结构，可以保证对重要负荷供电可靠性和运行灵活性的要求。接在发电机电压母线上的发电机台数和容量，应保证满足其全部机端负荷的供电需要（并考虑远期发展），根据机端负荷情况，发电机G1，G2和G3，G4分别接入一、二段工作母线上，以满足地区负荷和重要用户供电的可靠性要求。为使出线能选用轻型断路器，在母线分段处和出线上，加装电抗器以限制短路电流。升高电
部分的设计理论很多，可采用的计算方法也因发电厂的型式不同而各异，本设计只能针对其中典型中的典型，相应地阐述了基本设计理论和基本计算方法。主要内容包括了电气
主接线和厂用电系统构成及设计，电气设备的选择设计及短路电流计算，以及主设备的控制与信号等二次系统的简述。在发电厂中，电气一次系统是主干系统，处于关键的地位，本设计对于一次系统及其设备的原理设计，选择等方面的内容作了较为详尽的描述。
致谢
本课题设计——发电厂电气部分设计之所以得以顺利完成，离不开电气系各位老师的辛勤工作与指导，特别是我的导师老师在引导我开题，拟定任务书，收集资料等方面给我帮助很大，在此，特向他们表示深深的谢意。由于，我没有选修发电厂电气部分这门课，刚接到这个课题时我几乎放弃，是张老师鼓励我永不言败，才给了我勇于挑战新事物的信心。这样一来，才让我既更巩固了以前学过的课程，又学到了不少新的知识，衷心地感谢各位老师的指导！
参 考 文 献
[1]《发电厂电气部分》 范锡普 水利电力出版社 1987年11月第一版
[2]《发电厂 变电所电气部分》 牟道槐 重庆大学出版社 1996年4月第一版
[3]《发电厂电气部分课程设计参考资料》 黄纯华 水利电力出版社 1987年6月第一版
[4]《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》 曹绳敏 水利电力出版社 1995年5月
[5]《电气设备及其系统》 中国电力出版社 2000年3月
[6]《电力工程设计手册第一册》 上海人民出版社 1972年3月
[7]《超临界压力 火力发电技术》 杨立洲 上海交通大学出版社 1990年
[8]《小型火力发电厂 汽轮机设备及运行》 1987年 水利电力出版社
[9]《电力工程》 吴希再 熊信银 张国强 华中科技大学出版社 1996年10月
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