2x350MW火电厂电气部分设计开题报告.doc

西安交通大学网络教育学院毕 业 论 文 开 题 报 告 论文题目2x350MW火电厂电气部分设计班 级 电力系统及其自动化1109批次 学 号 11116124010031 姓 名 韩铭旺 联系方式指导教师 熊连松 提交日期 2013年6月18日一、选题的理论意义与实际意义电力工业是国民经济的重要部门之一，是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，作为国民经济的其他各部门的快速，稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力是工业的先行，电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。我国是发展中国家，我国的电力工业长期以来依靠多家办电的政策，吸引了投资，促进了我国电力工业的发展；并通过引进、消化和吸收和技术创新，极大地提高了电力的技术水平和装备水平；通过十年的坚持不懈的达标、创一流工作，大大提高了电力企业的管理水平，很多电力企业，尤其是一些发电厂的管理水平可以与发达国家的电厂的管理一比高低。但是，我国人均用电水平还很低，面临着继续快速发展的巨大压力。近几年随着我国工业的高速发展，我国电力工业超常规发展，600MW、1000MW超超临界火电机组成为我国电网的主力机组。近年，根据各地煤炭资源分布和供热等要求， 350NW超临界火力发电机组技术发展迅速，在中国大陆地区已有约20多台机组投运或正在建设中。与同容量等级的亚临界火力发电机组相比，超临界火力发电机组热经济性较高，但电厂初投资高。因此，有必要对350MW超临界参数的火力发电机组的设计进行研究分析。二、论文综述本设计充分应用和巩固所学专业知识，如发电厂电气部分、电力系统分析等，进行实际运算，加深我们对在校期间所学知识的理解和掌握，提高我们分析计算的能力，训练我们的综合运用能力和创造能力，使我们得到电气设计工程师的初步训练，为今后的工作打下坚实的基础。发电厂时电力系统的重要组成环节，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本设计主要讲2X350MW电厂电气设计，主要完成电气主接线设计、短路电流的计算、电气设备的选择和配电装置的选择的等内容。1、毕业设计所用的主要的研究方法和手段：拟订主接线的方案：分析原始资料、确定主接线、主变形式、设计经济比较并确定最佳方案、合理的选择各侧的接线方式、确定所用电接线方式。计算短路电流：选择计算短路点、计算各点的短路电流、并列出计算结果表。合理地选择主要的电气设备：选择220KV电气的主接线、主变双侧的断路器和刀闸、限流电抗器、避雷针、避雷器、避雷线和各个电压等级主母线上的电压互感器。配置主要的电气设备：配置各级电压互感器、配置避雷器和各个支路的电流互感器和屋内屋外配电装置。合理设计各种保护：防直击雷保护、主变的继电保护、发电机的继电保护和发电厂出线的线路的保护。2、毕业设计重点研究的关键的问题及解决的思路在进行热电厂电气主接线设计时，需要重点考虑以下一些问题：1. 需要考虑发电厂在电力系统中的位置，发电厂在电力系统中的地位和作用是决定电气主接线的主要因素。根据发电厂的规模和大小进行主接线的可靠性、灵活性和经济性的考虑也不同。 2. 要考虑近期和远期的发展规模，发电厂的电气主接线设计，应该根据5-10年的电力发展规划进行。根据负荷的的大小、分布、增长速度，分析各种可能运行的方式，来确定电气主接线的形式及连接发电机数和出线回路。3. 考虑备用容量的有无和大小对电气主接线的影响，发、送、变的备用容量是为了可靠的供电，适应负荷的突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求等等。 4、考虑主变台数对主接线的影响 变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性要求也高。二容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。5、考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响 对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电；对三级负荷，一般只需一个电源供电三、论文提纲设计大体相当于实际工程设计电气一次部分初步设计的内容，其中一部分可达技术设计的要求深度。具体内容如下：一、电气主接线方案的选择与确定1、电气主接线时发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的要环节。以电气主接线的设计为中心，从工程的观点出发，介绍对主接线的基本要求、典型接线形式以及主要设备的作用、配置原则等。综合阐述了发电厂电气接线的特点和主接线的原则、步骤等。（1）接线的设计原则（2）主接线的要求（3） 电气主接线的设计程序2、主接线的基本接线形式：可选方案的确定；可选方案的分析；单元接线（发电机与母线间的接线）3、最优方案的确定（1） 方案的比较（2） 两种方案的确定二、 主变压器选择1、 在发电厂中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。主变压器的容量，台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5-10年发展规划，输送功率大小，馈线回路数，电压等级等因素，进行综合分析和合理选择。依据电力工程电气设计手册可知：发电机与变压器单元接线时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择：(1)电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10的裕度。(2)按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的常用负荷。根据原始资料可知：该电厂的单机 为415MW，发电机与变压器系用单元接线。设该电厂厂用电率为4.6。则：S=420（1-4.6）（1+10）=434MVA2、主变压器的选择（1）变压器相数的选择（2）变压器绕组数与结构的选择（3）变压器绕组接线组别的选择（4）变压器调压方式的选择（5）变压器冷却方式的选择三、厂用电接线及设计1、发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰、及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明用设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。厂用电的可靠性，对电力系统得安全运行非常重要。提高厂用电可靠性的目的，是使电厂长期无故障运行，不致因厂用电局部故障而被迫停机。（1） 厂用电概述（2） 厂用电率（3） 厂用电负荷分类2、 厂用电接线的设计原则和接线形式（1） 对厂用电接线的要求（2） 厂用电接线的设计原则（3） 厂用电的电压等级（4） 厂用电源及其引接（5）厂用电接线形式3、 厂用变压器的选择4、 厂用电动机选择和自启动校验：厂用电动机的选择；自启动校验四、 短路电流的计算1、短路电流计算的目的1)电气主接线比较，2)选择导体和电器，3)确定中性点接地方式，4)计算软导体的短路摇摆，5)确定分裂导线间隔棒的间距，6)验算接地装置的接地电压和跨步电压，7)选择继电保护装置和进行整定计算。短路电流计算的方法：1)有名制计算采用有名制进行电力系统计算时，系统中所有元件参数和运行参数都要用量纲（单位）。它是一种采用有量纲参数进行计算的制式。但它需要在电力系统中选取一个电压级作为归算得基本级，再将不同电压级的元件参数和运行参数规算到基本级。基本级的选择原则上是任意的，但通常选用最高电压级或问题所需研究的电压级。2) 标幺值计算采用标么值进行电力系统计算时，要选取基准值，所有元件参数和运行参数都要转化为标么值才能计算，依据转化的方法不同，分为两种：基本级基准法和各电压级基准法五、 电气设备的选择1、电气设备选择的一般原则：，在满足正常运行，检修，短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。，在按当地环境条件校核。，应力求技术先进和经济合理。，与整个工程的建设标准应协调一致。，选用的新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。正确地选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全，经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全，可靠的前提下，积极向稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。尽管各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。2、母线的选择（1） 机端封闭母线的选择（2） 汇流母线的选择3、断路器的选择（1）断路器的功能（2）断路器的种类（3）断路器的选择4、隔离开关的选择5、电流互感器的选择6、电压互感器的选择六、 配电装置的选择1、配电装置是发电厂的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，由开关电器，保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成，用来接收和分配电能的装置。发电厂的配电装置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行，检修黄河安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时必须满足下列四点要求：1，节约用地；2，运行安全和操作巡视方便；3，便于检修和安装；4，节约三材，降低造价。配电装置按电器装设点不同科可分为屋内式和屋外式配电装置。2、 屋内配电装置3、屋外配电装置4、两种配电装置的比较5、配电装置的选择七、保护装置的配置1、电力系统是电能生产、变换、输送、分配和使用的各种电力设备按照一定的技术与经济要求有机组成的一个联合系统。其中，一次设备要通过二次设备对其进行监视、测量、控制、和保护。 继电保护装置：当电力系统中的电力元件(如发电机、变压器、电压互感器、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护装置。2、发电机的保护及整定计算（1） 发电机的纵差动保护（2）发电机的纵差动保护的整定原则与计算3、母线的保护（1）装设母线保护的几种情况（2）目前国内110KV及其以上母线保护装置的原理有以下几种八、 防雷与接地的设计1 、防雷简介（1）雷害来源（2） 避雷针作用。防止雷电对设备的造成过电压，从被保护物体上方引导雷电通过，并安全埋入大地，防止雷电直击，减小在其保护范围内的电器设备（架空输电线路及通电设备）和建筑物遭受直击雷的概率（3）避雷针的保护范围2、 避雷器的选择原则3、 避雷器的选择结论本设计课题从实际出发，严格遵从现场设计要求，从最基本的电气主接线，到选择设备和故障分析必需的短路电流计算，再到电气设备和配电装置的选择，对发电厂的电气一次部分的大部分内容进行了分析与研究。设计中对主接线的选择、短路电流的计算、电气设备及配电装置的选择等所学知识进行了复习和回顾，加深了对上述内容的掌握；并且对一些过去没有学习掌握的知识进行了系统学习，如：设备故障率的计算、设备经济性分析等；而且由于作图的需要，还在设计过程中初步练习了AUTO CAD等绘图工具。同时，由于所学知识和所能查到的参考资料的限制，本设计虽然大体设计完成，但其中仍有部分内容没有完全设计完成，设计还有许多不足之处，但它也同时提醒我们，在处理实际问题时，书本知识与实践的现实差距，在以后的学习中，应该做到理论与实际相联系，避免知识与实践脱节，为以后的深入研究打好基础。四、与选题相关的主要参考文献1熊信银，朱永利，范锡普著. 发电厂电气部分（第三版）. 北京：中国电力出版社，2004.2卓乐友著. 电力工程电气设计200例. 北京：中国电力出版社，2004.3电力工业部西北电力设计院著.电力工程电气设备手册(上册). 北京：中国电力出版社，1998.4电力工业部西北电力设计院著.电力工程电气设备手册(下册). 北