毕业设计-110kv变电站电气一次设计

毕业设计论文论文题目110KV变电站电气一次设计年级专业层次11级电气工程及其自动化专升本学生姓名学号11201280函授站河南郑州电力高等专科学校指导教师姓名刘宝志2013年8月摘要本次设计是针对首阳山电厂二期2300MW机组火电厂电气部分的设计。第一章是前言，第二、三章主要介绍了电压等、电气设备的选择，第四、五章主要介绍了电气主接线、厂用电的设计，第六、七章主要介绍了短路电流计算，发电机、变压器保护的配置第八、九章主要介绍了防雷保护的规划配置和配电装置规划。并附了一张该次设计的主接线图，根据主接线方案，进行了高压设备选择，先后对高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、220KV母线和支撑绝缘子进行选择和校验，使之符合国家规程的规定，运行可靠，经济合理。关键词电气设备发电机变压器SUMMARYTHISDESIGNISSHOUYANGSHANPOWERPLANTINPHASE2X300MWPOWERELECTRICALPARTSDESIGNTHEFIRSTCHAPTERISTHEDESIGNSPECIFICATIONS,SECOND,THREEMAINLYINTRODUCEDTHEVOLTAGE,ELECTRICEQUIPMENTSELECTION,FOURTHANDFIFTHCHAPTERINTRODUCESTHEMAINELECTRICALWIRING,THEDESIGN,THEPOWEROFTHESIXTHANDSEVENTHCHAPTERINTRODUCESTHESHORTCIRCUITCURRENTCALCULATION,GENERATORTRANSFORMERPROTECTIONCONFIGURATIONINCHAPTER8,9LIGHTNINGPROTECTIONMAINLYINTRODUCESTHEPLANNINGALLOCATIONANDDISTRIBUTIONDEVICEPROGRAMMINGANDADESIGNOFTHETIMES,ACCORDINGTOTHEWIRINGDIAGRAM,THEWIRINGSCHEMESEQUIPMENTSELECTION,SUCCESSIVELYINHIGHVOLTAGECIRCUITBREAKER,ISOLATINGSWITCH,CURRENTTRANSFORMER,VOLTAGETRANSFORMER,BUSANDSUPPORTINSULATOR220KVCHOICEANDCALIBRATION,TOCOMPLYWITHTHEPROVISIONSOFTHESTATEREGULATIONS,RELIABLEOPERATION,ANDREASONABLEINECONOMYKEYWORDSELECTRICALEQUIPMENTGENERATORTRANSFORMER第一部分目录摘要1第一章前言4第二章电压等级的选择5第三章电气设备的选择6第一节同步发电机的选择6第二节导体和电气设备的选择7第三节变压器的选择14第四章电气主接线18第一节主接线的设计原则18第二节主接线的形式选择19第五章厂用电设计22第一节厂用电设计要求和符合分类22第二节厂用变压器选择25第六章短路电流计算27第一节短路电流计算结果27第二节短路电流计算28第七章发电机、变压器组继电保护43第八章防雷保护的规划配置46第九章配电装置规划47第十章小结50参考文献52附图电气主接线图53前言电力工业在社会主义现代化建设中占有十分重要的地位，在现代化生产和人民生活中，电能得到广泛的应用。近年来，许多工作200MW及以上的大型机组的相继投产，330KV及以上超高压输电厂工程的陆续建成和各地电力网的不断扩大，标志着我国的电力工业已进入一个发展的新时期。发电厂是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。本次设计是在毕业设计任务书的基础上进行的，依靠大专三年所学的专业理论知识，旨在提高自身的综合应用，以达到理论联系实际，学以致用的目的。我这次设计的题目为2X300MW火力发电厂电气部分设计,针对一次系统为主、二次设计为辅的原则，主要针对发电机、变压器的型号及其机组接线形式的选择、220KV主接线形式的选择、高压断路器、隔离开关的选择、电压互感器和电流互感器的选择，以及进行了厂用电设计、短路计算，并对发电机和变压器的主保护进行了简单的配置,还对配电装置进行了规划。由于本人水平有限，设计中难免有不足之处，希望各位老师批评指正，在设计的过程中，王雪老师给予了大量的指导，在此表示感谢第1章电压等级的选择11电力网电压等级的选择电网电压选择，主要根据线路送电容量和送电距离。本次设计主要参考下列所述的包含参选电压等级的网络结方案和技术统计来选择的。我国各级电压输送能力统计输送电压（KV）输送容量（MW）传输距离（KM）352102050110105050150220100500100300由上表可得，输送容量在100MW以上的火电厂与系统进行并网的电压等级为220KV，所以本次设计2300MW火力发电厂与系统进行并网的电压等级可选为220KV。12厂用电电压等级的选择火力发电厂采用3KV，6KV和10KV作为高压厂用电压，在满足技术要求的前提下，优先采用较低的电压，以获得较高的经济效益，但应考虑国内高压电动机的系列配套情况，即在考虑采用哪种电压等级时，不仅要进行技术上研究同时也应顾及到国内的电工产品结构。国内现今适用于300MW及以上容量机组的火电厂的高压电气设备基本都为6KV，经过数十年的生产，品种系列都比较齐全。因此，设计电厂的厂用高压用电系统采用6KV的电压等级。第2章电气设备的选择21同步发电机的选择由火电厂设计技术规程DL500094第1112中可知1发电机的额定容量应与汽轮机的额定出力相匹配；发电机的最大连续输出容量应与汽轮机的最大进汽量工况下的出力相匹配，且其功率因数和氢压均应与额定值相同。汽轮发电机的轴系自然扭振频率应避开工频及2倍工频。2汽轮发电机组应有承受高压输电线路出口单相重合闸能力。3根据电力系统的要求，发电机应具备一定的吸收无功功率，调峰及失磁后短时异步运行的能力。4励磁系统的特性、参数应满足电力系统各种运行方式的要求。本次设计采用的是东方电机厂生产的300MW水氢氢冷却发电机型号为QFSN300220。其本体主要参数及有关说明发电机额电容量为353MVA；额定功率因数为085；额定定子电流为10190A；额定频率为50HZ；额定转速为3000R/MIN；XD”1618；定子绕线方式为双Y（并联）；额定励磁电压为463V；额定励磁电流为2203V；冷却方式为水氢氢；额定氢压为03MPA。22导体和电气设备选择221断路器及隔离开关断路器型式的选择，除须满足各项技术条件和环境条件外。还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。隔离开关型式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术经济比较然后确定。其选择条件与断路器选择的技术条件相同。222220KV母线侧高压断路器和隔离开关的选择高压断路器的选择方法额定电压选择UNUNS额定电流选择INIMAX开断电流选择高压断路器的额定开断电流INBR，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量有效值IZK,即INBRIZK当断路器的INBR教系统短路电流大很多时，也可用次暂态电流I”INBRI”短路关合电流的选择断路器的额定关合电流INCL不应小于短路电流最大冲击值ISH,即INCLISH热稳定校验IT2TQK动稳定校验IESISH高压断路器的选择10KV及以下一般选用真空断路器，35KV及以上多选用六氟化硫断路器，该回路为220KV电压等级，故选用六氟化硫断路器。断路器安装在户外，故选户外式断路器。回路额定电压UE220KV的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流IMAX1053001000/085/1732/2319262A初选为LW220I型六氟化硫断路器，其主要技术参数如下对所选的断路器进行校验短路关合电流的校验所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为100KA，流过断路器的冲击电流为51108KA，则短路关合电流满足要求，因为其动稳定的校验参数与关合电流参数一样，因而动稳定也满足要求。热稳定校验设后备保护动作时间4S，所选断路器的固有分闸时间004S。则短路持续时间T4004404S。因为电源为无限大容量，非周期分量因短路持续时间大于1S而忽略不计，则短路热效应QKI”2T2180424041541572KA2S允许热效应IT2T40246400KA2SIT2TQK热稳定满足要求。以上各参数经校验均满足要求，故选用LW220I型断路器。223隔离开关的选择根据配电装置的要求，35KV及以上断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地开关。该隔离开关安装在户外，故选择户外式。该回路额定电压为220KV，因此所选的隔离开关额定电压UE220KV，且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流型号额定电流A额定开断电流KA动稳定电流KA热稳定电流有效KA固有分闸时间SLW220I16004010040004IMAX1053001000/085/1732/2319262AGW11220（D）型高压隔离开关其主要技术参数如下额定电压KV额定电流A动稳定电流KA热稳定电流KA220160012550（4S）校验所选的隔离开关动稳定校验动稳定电流等于极限通过电流峰值即IES125KA流过该断路器的短路冲击电流ISH51108KAS即IESISH动稳定要求满足。热稳定校验断路器允许热效应IT2T502410000KA2S短路热效应QK1541572KA2SIT2TQK热稳定满足要求。经以上校验可知，所选隔离开关满足要求，故确定选用GW11220（D）型高压隔离开关。2246KV母线侧断路器选择断路器选择型号为6KV/BA1型开关柜配置3AF型真空断路器225220KV侧电流互感器的选择电流互感器应为屋外LB11220W2型（1）根据安装地点（户内和户外）和安装使用条件（穿墙式支持式母线式）等选择电流互感器的类型。35KV以上配电装置，一般选用油浸式绝缘结构的电流互感器，有条件时应选用套管式电流互感器。（2）按一次电路的电压和电流选择电流互感器的一次额定电压和额定电流时，必须满足1NSU1MAXANIKI电流互感器所在电网的额定电压；S电流互感器的一次额定电压和一次额定电流1NIK温度修正系数装设所选电流互感器的一次回路的最大持续工作电流。MAXI（3）根据二次负荷的要求，选择电流互感器的准确度级。电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级，以保证测量的准确度。根据以上可选择电流互感器应为屋外LB11220W2型根据所选择的电流互感器，校验电流互感器的二次负荷，并选择二次连接导线截面。并对电流互感器进行热稳定和动稳定校验。226220KV母线侧电压互感器的选择型号为TYD220/001H/01320311按安装地点和使用条件等选择电压互感器类型220KV及以上配电装置中，如果容量和准确级满足要求，宜选用电容式电压互感器根据电压互感器的用途，确定电压互感器的接线单相或三相的，一个二次绕组或两个二次绕组，故选单相式。（2）按一次回路的电压选择，电压互感器一次侧额定电压应大于或等于所接电网NU的额定电压。但电网电压的变动范围，应满足NSUSU109N（3）按二次回路电压选择。查表选择。（4）按容量和准确级选择。电压互感器准确级的选择的原则，可参照电流互感器的准确级选择。选定准确级之后，在此准确级下的额定二次容量,即2NS2S最好选用与相近的，因为超过或比小的过多时，都会是准确级降低。2NS2S2N2互感器二次负荷的计算式为22222COSSINPQ根据上面电压互感器可选择为型号为TYD220/001H/013031227220KV母线和6KV母线的选择（1）220KV母线选择应选用管型母线进行三相水平布置。（2）6KV母线的选择已知参数母线继电器的动作时间短路器全分闸时间1PRTS01ABTS室内最高温度相间距离为025M绝缘子跨距为12M40C11按长期允许电流选择截面。主接线分析可知，母线最大持续工作电流不超过一台主变压器的最大持续工作电流，故最大持续工作电流为3MAX10548916IA由产品母录中选用三条截面为，基准环境温度2，母线平放时3903,查表得室温为时校正系数25CNI40CK081故长期允许电流为0813903316143A384911A1AI故不符合要求应选择铜导体三条平放4780A截面为NI2150M081478038718A384911A1AI故选择母线矩形截面铜导线。2150M1）热稳定校验，计算热稳定最小允许截面。MINKQSC短路持续时间。10PRABTTS因可不考虑非周期分量热效应。1TS2262673510KTQIAS计算母线短路前通过最大持续工作电流时得工作温度40（7040）2MAX00IIALL238497165C按热稳定系数C87，热稳定最小允许截面7C62271305931508SM故满足热稳定要求。2）动稳定校验。母线三相短路时冲击电流26795SHIKA中间母线的最大电动力223373711103697500386955SHLFINA最大弯矩为3869512460310FLMNM母线抗弯矩为225251606BHW母线的计算应力65403172JSMN硬铜的最大应力为，故符合要求。60PAA23变压器的选择231发电厂主变压器的容量的确定根据火力发电厂设计技术规程DL500094中第1115条中容量为200MW及以上的发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择1按发电机的额定容量扣除本机组厂用负荷，且变压器绕组的温升在标准环境温度或冷却水温下不超过55。2按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷，且变压器绕组的温升不超过65。为保证发电机电压出线供电可靠，主变压器容量应根据510年的规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力，每台变压器的额定容量一般按下式选择SN06PNPN为发电厂的最大负荷。232主变压器型号的选择1相数根据火力发电厂设计技术规程DL500094中第1113条发电厂与电力系统连接的主变压器，若不受运输和制造条件的限制，应采用三相变压器。2发电厂主变压器绕组的数量根据火力发电厂设计技术规程DL500094中第1117条对于容量为200MW及以上的机组，其升压变压器一般不宜采用三绕组变压器。故采用双绕组变压器。3绕组连接方式由电力工程设计手册电气一次部分知我国110KV及以上电压等级为中性点直接接地系统，变压器绕组都要采用“Y”连接；35KV及以下高压电压，为消去二次谐波影响，变压器绕组都采用“D”连接，所以主变接线方式采用YN,D11。4冷却方式由电力工程设计手册电气一次部分知随着变压器的制造技术的发展，在大容量变压器中为了达到预期的冷却效果，提高散热效率，节省材料，减小变压器的本体尺寸，采用强油循环风冷的冷却方式。单元接线的主变压器单元接线时变压器容量SN应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10的裕度来选择。SN11PN1KPCOSPN发电机容量COS发电机额定容量KP厂用电率SN11300（110）0853494MVA根据以上原则进行选择主变压器型号为SFP7360000/220型三相强油风冷电力变压器冷却方式强油导向循环风冷式空载额定电压高压侧242KV，低压侧20KV高压绕组分接头425，无励磁调节接线组别YN,D11Y/11中性点运行方式可直接接地或不接地运行阻抗电压140短路损耗860KW空载损耗195KW空载电流07233联络变压器的选用因为设计电厂中原有一期工程，其主变压器高压侧电压为220KV和110KV所以需要设置联络变压器将其与二期工程相连。根据火力发电厂设计技术规程DL500094中第1117条中，连接的两种升高电压均系中性点直接接地系统，且技术经济合理时可选用自耦变压器。联络变压器型号的选择为SSPSOL300000220额定容量比（高/中/低）300/300/150额定电压（高/中/低）2422225/121/138KV空载损耗2247KW短路损耗高中1043KW；高低5082KW中低6125KW阻抗电压（各线圈值）高中1343；高低1174中低1866；空载电流0582。连接组别YNYN0D11第4章电气主接线发电厂和变电所中的一次设备按一定的要求和顺序连接成的电路成为主接线。它把各电源送来的电能汇集起来并分配给各用户，是电力系统接线的主要组成部分。41主接线的设计原则411电气主接线的设计依据1地区电厂靠近城镇一般接入110220KV系统。2发电厂的机组容量应根据系统规划容量，负荷增长速度和电网结构等因素来考虑，最大机组容量不超过系统容量10为宜；3对于一类负荷，当失去一个电源时应保证不停电；对于二类负荷，当失去一个电源时保证不全部停电；对于三类负荷可以只有一个电源；4设计主接线时，还应考虑检修母线或断路器是否允许线路故障、变压器或发电机停运、故障时允许切除的电路、变压器和机组的数量等；5当配电装置在电力系统中居重要地位、负荷大、潮流变化大且出线回路较多时，宜采用双母线或双母线分段接线方式；412电气主接线的基本要求1满足系统和用户对供电可靠性和电能质量的要求2具有一定的灵活性3操作力求简单方便4经济上应合理5有发展和扩建的可能42主接线的形式选择目前，我国装有300MW及以上容量发电机组的发电厂中，与电网联接的母线都采用220KV及以上电压等级。这些母线的接线方式，根据电厂在系统中的地位，升压站电压等级，负荷情况，出线回路数，设备特点，周围环境以及规划容量等因素，一般采用如下几种方式。1双母线接线2双母线带旁母接线其具体特点如下421双母线接线其主要优点如下1运行方式灵活。2检修任意母线时，可以把全部电源和线路倒换到另一条线路上，不会停止对用户的供电。3检修任意回路母线隔离开关时，只中断该回路。4在特殊需要时，可将个别回路备用母线上单独工作或试验。5线路断路器停电检修时，可临时用母联断路器代替，但必须将该回路短时停电，用“跨条”将断路器遗留缺口接通，然后投入母线断路器向该回路的供电，对可以短时停电的负荷比较合适。其主要缺点如下1变更运行方式时，需要利用母线隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作，从而导致设备或人身事故。2检修任一回路断路器时，该回路仍需停电或短时停电。3增加了大量的母线隔离开关及母线的长度，配电装置结构较为复杂，占地面积与投资较多。422双母线带旁母接线在双母线接线方式的基础上增加一条旁路母线的接线方式不仅具有双母线的所有优点，而且可以避免双母线检修断路器是必须进行短时停电的缺点，充分保证供电的可靠性。对于出线较多的变电站由于断路器检修故障较多，母联断路器长期被占，对变电站的安全不利。可以增加一条旁路断路器替代检修或故障的断路器，由于现在的220KV线路保护都采用微机保护，更改值十分方便，使旁路断路器可以发挥很大的作用，可见双母线带旁母接线方式具有供电可靠，检修方便，调度灵活等优点。但该接线方式隔离开关较多，在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，必须配备防误闭锁装置，当母线故障时必须切除较多的电源和线路，对于特别重要的大型发电厂和枢纽变电站是不允许的。以上几种接线方式各具不同特点。采用的断路器越多，运行的灵活性越高，供电的可靠性也相应增加，但提高了投资造价，而且因断路器本身故障而影响正常运行的几率因此增多。对于大型发电厂电气主接线，除一般定性分析其可靠，还应具有足够的灵活，能适应多种运行方式的变化，且在检修，事故等特殊状态下操作方便，调度灵活，检修安全，扩建发展方便；在满足技术要求前提下，尽可能投资省，占地面积少，电能损耗少，投资与运行费用最小等方面进行比较，以选择比较合适的接线方案。通过以上几种接线方式的比较，再加上可考虑到当地的环境条件及原有机组与系统的连接方案，确定双母线接线形式为佳，满足设计要求，故采纳此方案，主接线选择为双母线接线注附图为电气主接线图第5章厂用电设计51厂用电设计要求和负荷分类511基本要求厂用电设计应按照运行，检修和施工的需要，考虑全厂发展规划积极慎重地采用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。厂用电接线除应满足正常运行的安全，可靠，灵活，经济和检修，维护方便等一般要求外，尚应满足下列特殊要求1尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。2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。切换操作简便。3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安排。512厂用负荷分类厂用电负荷根据其用电设备在生产中的作用，以及中断供电时对设备和人身造成的危害程度，按其重要性一般分为四类1一类负荷凡短时（包括手动切换恢复供电所需的时间）停电，可能影响人身和设备安全，使主设备生产停顿或发电量大量下降的负荷。2二类负荷允许短时停电（几秒钟至几分钟），停电时间过长可能损坏设备或引起生产混乱的负荷。3三类负荷长时间停电不影响生产的负荷。4事故保安负荷在事故停机过程中及停机后的一段时间内，仍应保证供电，否则可能引起主要设备损坏，重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷。513厂用电电压我国有关规程规定，火电厂可采用3KV,6KV,10KV作为高压厂用电的电压。发电厂单机容量为60MW及以下且发电机电压为105KV时，可采用3KV；容量为100300MW的机组，宜采用6KV；容量为300MW以上的机组，当技术经济合理时，也可采用两种高压厂用电电压。根据容量选择6KV电压作为厂用电电压。514厂用电接线的基本形式选择发电厂的厂用电系统，通常采用单母分段接线。在火电厂中，因为锅炉的辅助设备多，容量大，所以高压厂用母线都按锅炉台数分段。凡属同一台锅炉的厂用电动机，都接在同一段母线上。与锅炉同组的汽轮机的厂用电动机，一般也接在该段母线上。火电厂的厂用负荷较大，分布面广，尤其是以锅炉的辅助机械设备耗电量大，其用电量约占厂用电量的60以上，为了保证厂用电系统的供电可靠性与经济性，且便于灵活调度，一般都采用“按炉分段”的接线原则，设计为单母线接线。低压厂用母线一般也按炉分段，高压厂用电源则有相应的高压厂用母线提供。515厂用工作电源5151高压厂用工作电源一般采用下列引接方式当发电机与主变压器采用单元接线时，厂用工作电源可由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。厂用工作电源分支上一般应装设断路器，但机组容量较大时，由于断路器的开断能力不足，往往选不到合适的断路器。此时，可用负荷开关或用断路器只断开负荷电流不断开短路电流来代替，也可用隔离开关或可拆连接片代替，但此时工作电源回路故障时需停机。对于容量为200MW及以上的发电机组，当厂用分支采用分相封闭母线时，因故障机会较少，可不装断路器，但应有可拆接点，以便检修或试验。5152高压厂用备用或起动电源一般采用下列引接方式（1）当无发电机母线时，一般由高压母线中电源可靠的最低一级电压引接，或由联络变压器的低压绕组引接，并应保证在全厂全停的情况下，能从电力系统取得足够的电源。（2）当技术经济合理时，可有外部电网引接专用线路作为高压厂用备用或起动电源。5153事故保安电源200MW及以上发电机组应设置事故保安电源，当厂用工作电源和备用电源消失时，应自动投入，保证事故保安电源负荷的起动，并对其持续供电。52厂用变压器选择521选择原则高压厂用工作变压器容量应按高压电动机计算负荷的110与低压厂用电计算负荷之和选择。低压厂用变压器的容量留有10的裕度。低压厂用备用变压器的容量与最大一台的低压厂用变压器的容量相同。高压厂用工作变压器可选择为其型号为SFF940000/20冷却方式为自然油循环风冷调压方式为无励磁调节接线组别为DD0D0全容量下的半穿越阻抗电压为（高压低压）165分裂系数为KF35高压起动/备用变压器型号为SFPFL31500/1575分裂系数为KF35全容量下的半穿越阻抗电压为（高压低压）185低压厂用工作变压器我国的有关规程要求300MW及以上机组的主厂房内低压厂用变压器宜采用干式变压器。所以选择上海ABB变压器有限公司SCR系列的干式变压器。型号为SCR/低压三相干式电力变压器额定电压为63225/04KV额定容量为1600MVA以下连接组别DYN11阻抗电压1600KVA81250KVA6第6章短路电流计算61短路电流计算结果本次设计中选择四个短路点，分别为D1点位于一期110KV母线上；D2点位于发电机出口；D3点位于厂用6KV母线上；D4点位于220KV母线上。计算结果见下表（具体计算详见计算书（一），分为对称短路和不对称短路两部分第一部分计算结果如下对称短路单位为KA0S01S02S4SICHD1322062847825585248398426D21118519917889176582330050D32670326056257322670367975D41953416828150591388651108第二部分计算结果如下不对称短路（单位为KA）D1D2D3D4单相短路319761352147156120829两相短路25573379054124115857两相接地短路3116678048357422011762短路电流计算621计算电路图和各元件电抗标么值的计算取；BAVU发电机和变压器1F、2F115210GNBS0188253F、4F7043变压器1、2XT0867BKU1短路点类型短路时间短路点3、4XT0378BNKSU1037014联络自耦变压器1234K13K2386KU1KU1241725K21223134107KKU3328638KK15019013NLBSX27KLBU3845106103KNLBSX高压厂用分裂变压器X12X12/（1KF/4）0066XT1（1）X121000/400107374XT2KFX121000/40308621厂高备用变压器X12X12/（1KF）0099XT1（1）X121000/3150392453XT2KFX121000/3154421622正序网络变换及三相短路电流计算1短路点D1Y/变换（由X8、X102、X5、X6转化为X130、X131）X130027（03390109）0273901954X1040437（03390109）6X11016810395三相短路计算电抗XJS101101XJS131161125083630285136XJS1300995XJS190391图1各设备正序阻抗图图2查汽轮发电机运算曲线得1F、2FI341I（01）298I（02）264I（4）243F、4FI092I（01）088I（02）088I（4）096系统C1I362I（01）31I（02）268I（4）232系统C2I108I（01）102I（02）097I（4）12总短路电流周期分量有效值0秒时I2152301010088536283492655101秒时I（01）21530101008853292475353102秒时I（02）215301010088526897642353314秒时I（4）252310100808522496439353311冲击电流ICH185322068426KA2短路点D2三相短路电流计算（按图1所示）1011011030959104322810591103890484508735X1061106950532807831071061001610389055电流分布系数106859627XC106316895XC10625084106404932其转移阻抗为107892356XC107925984XC1073527468XC10745129XC图3换算成计算阻抗1250836JSX123085417JSX327409231052915JS10JS108JSX查汽轮发电机运算曲线对于1F、2F来说，因为XJS3,可将电源视为无限大容量电源即其三相短路电流周期分量不随时间的改变而衰减。所以XX”1/350602854FI622I（01）5I（02）42I（4）2473FI096I（01）093I（02）09I（4）103C1II（01）I（02）I（4）132740305C2I11I（01）108I（02）104I（4）118各短路电流周期分量有效值1F、2FI”0285125083493KA3FI”096KAI（01）093KA91623590241I（02）09KA3587I（4）103KA359214FI”622KAI（01）29KA6073354812I（02）42KAI（4）118KA5421503系统C1、C2IC10305083621IC2114“201082963CI“244CI合计I111851KAI（01）9917KAI（02）88917KAI（4）65823KA冲击电流ICH1911185130050KA23D3点短路计算接着短路点D2之图三，因为有五个电源向短路点供给短路电流，用分布系数法可得将E，S，S，E，E置0，并设I1,（其中IIIII分别为其供得电流I为14122431123465供得电流总和；I为流进短路点得电流总和O为III得交点）则总总5I1I33651296081I10981I3392329650747则IIIII13365109813392187385124则E到O之间U29650389187381025433EO1I2114260485III18738211423988总6又因为总阻抗为Z（296508810270874）038904853193“2012793CI得Z345则由公式各电源对短路点的转移电抗为Z转移Z转移分布系数各分布系数为0025008441KI总3982KI总36598同理得027500850533I总4KI总6I总则各电源点对短路点的转移阻抗为Z3138Z440877450235084同理得Z512545；Z640588；Z76509由转移电抗求各电源对短路点的计算电抗为发电机12XX1384312512EJS3Z12EBS508系统S1XX408774087771SJS4Z1SB0同理得各电源及系统的计算电抗X12545；X14325；X22972SJS4EJS3EJS查汽轮发电机运算曲线对于以上计算阻抗来说，因为XJS3,可将电源视为无限大容量电源即其三相短路电流周期分量不随时间的改变而衰减。所以1F、2FXX”1/43125002324FI1/1432500698C1II（01）I（02）I（4）00245C2II（01）I（02）I（4）00797各短路电流周期分量有效值1F、2FI”002320664KA2508634FI”006982258KA系统C1、C2IC100245KA09136IC200726591KA3610合计I964KA冲击电流ICH1859642522KA24短路点D4133508671X71494322Y/变换（由X11、X13、X15、转化为X16、X17）X1603044803811X17101004484296图2X1101340829607三相短路计算电抗XS1JS408810881X2JS04370308102851X1JS29660927XSC2JS02725087查汽轮发电机运算曲线得1F、2FI112I（01）0109I（02）102I（4）1363F、4FI356I（01）305I（02）27I（4）27系统C1IC113IC1（01）123IC1（02）115IC1（4）0146系统C2IC241IC2（01）34IC2（02）30IC2（4）237求短路点各个时刻短路电流I1121356134119534250316032103210321109305123341682801I210227115301505902I50316032160321603211362311462371302604I冲击电流ICH1851953451108KA2623负序网络变换1D1点如图5所示用Y/变换法进行阻抗变换得出图7X1320239010273919644X1334757图5各设备负序阻抗图图7将各组抗并联，得负序综合阻抗X210172103609452D4点如图5所示4点3201208721图69212038945037X用Y/变换法1286133046042X将各组抗并联，得负序综合阻抗X20139110274908632624零序网络变换零序网络阻抗图如图8所示1D1短路点零序阻抗变换X1240434X1250195X134X125X80113X135X134X602222329X136X135X70159X137X136X50498将各组抗并联，得零序综合阻抗，如图8（2）所示X0101303492D4短路点零序阻抗变换X12404335X1250189X126X124X30177X127X126X507072329X128X127X70225X129X128X60585将各组抗并联，得零序综合阻抗，如图8（1）所示X0009350271890625不对称短路电流计算1D1点短路由上面网络变换求得正序综合阻抗X10168；负序综合阻抗X20172零序综合阻抗X00131；（1）单相短路电压11、正序电抗标么值I4”1KA121306870正序电流的有名值I4”1KA23659单相短路电流I”1MI4”131065931976KA12、两相短路电流正序电流的标幺值I4”2KA129410687正序电流的有名值I4”2KA29653两相短路电流I“（2）MI4”2KA172313、两相接地短路正序电流的标幺值I4”11KA021X41260172368正序电流的有名值I4”11KA531两相接地短路电流I“（11）MI4”1131166KA1“2203IX2D4点不对称短路电流计算由上面网络变换求得正序综合阻抗X10134；负序综合阻抗X20139零序综合阻抗X00087；IE2503BNSU（1）单相短路电压11、正序电抗标么值I1”1KA12780490正序电流的有名值I1”1KA2785643单相短路电流I”1MI1A12、两相短路电流正序电流的标幺值I1”2KA039正序电流的有名值I1”2KA6251两相短路电流I“（2）MI1”2KA8713、两相接地短路正序电流的标幺值I1”11KA021X1532039874正序电流的有名值I1”11KA52两相接地短路电流I“（11）MI1”1120117KA1“2203IX第7章发电机变压器组继电保护71继电保护的基本要求参照继电保护和安全自动装置技术规程SDJ683中第212条规定继电保护应满足可靠性，选择性，灵敏性和速动性的要求。在设计大机组继电保护的总体配置时，应该比较强调最大限度的保证机组安全；强调最大限度的缩小故障破坏范围；强调避免不必要的突然停机；强调某些异常工况的自动处理。即要有完善的总体配置。72选择保护构成方案的基本原则参照继电保护和安全自动装置技术规程SDJ683中第103条规定当确定继电保护机构成方案时应考虑以下几个方面1电力设备和电力网的结构和运行特点；2故障出现的概率和可能出现的后果；3电力系统近期发展的情况；4经济上的合理性；5国内外的成熟经验。第104条继电保护和安全自动装置的配置方式要满足电力网的结构和厂站主接线的要求，并考虑电力网和厂站的灵活性。因此发电机双绕组变压器组的保护配置如下721短路保护1升压变压器瓦斯保护；2高压厂用变压器瓦斯保护；3发电机差动保护；4发电机变压器差动保护；5高压厂用变压器差动保护；6升压变压器差动保护；7阻抗保护；8发电机匝间保护；9升压变压器高压侧零序保护10高压厂用变压器过电流保护；722发电机接地保护（1）定子一点接地保护；（2）励磁回路一点接地保护；（3）励磁回路两点接地保护；723异常运行保护（1）对称过负荷保护；（2）不对称过负荷保护；（3）励磁回路过负荷保护；（4）失磁保护；（5）过电压保护；（6）逆功率保护；（7）过激磁保护；（8）非全相运行保护；（9）断路器失灵保护；（10）电流回路断线保护；（11）电压回路断线保护；（12）升压变压器温度保护；（13）升压变压器冷却系统故障保护；（14）升压变压器油面降低保护；（15）高压厂用变压器温度保护；（16）高压厂用变压器冷却系统故障保护；（17）高压厂用变压器油面降低保护；（18）发电机断水保护。第8章防雷保护的技术措施防雷保护的措施主要有安装避雷针和避雷器。81安装避雷针避雷针的保护原理是，当雷云放电接近地面时它使地面电厂发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，在通过接地引下线和接地装置将雷电引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。按它的保护范围不同可采用的避雷针种类有单支避雷针、两只等高避雷针、两只不等高避雷针，应根据实际情况进行选择。82安装避雷器一般安装氧化锌避雷器，它是一种全新的避雷器。其阀片以氧化锌为主并掺以微量的氧化铋、氧化钴、氧化锰等添加剂制成,具有极其优异的非线性特性,在正常工作电压下,其阻值很大,通过漏电流很小,而在过电压的作用下,阻值会急剧变小。它有以下优点1保护性能优越。2无续流、动作负载轻、乃重复动作能力强。3通流容量大。4适于大批量生产,造价低廉。第9章配电装置规划发电厂和变电站电气主接线中，所装开关电器、载流导体以及保护和测量电器等设备，按一定要求建造而成的电工建筑物，称为配电装置。91配电装置基本要求1配电装置的设计必须贯彻按照国家基本建设方针和技术经济政策。2保证运行可靠，按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐，清晰，保证具有足够的安全距离。3便于检修，巡视和操作。4、要保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。5、安装和扩建方便。92依据依据高压配电装置设计技术规程SDJ585中第101条规定高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，并根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修的要求，合理的制定布置方案和选用设备，并积极慎重的采用新布置，新设备和新材料，使设计技术先进，经济合理，可靠运行，巡视方便，同时注意节约三材。93安全净距高压配电装置设计技术规程SDJ585中第41条规定1屋外配电装置电气设备外绝缘体最低部位距地小于25M时，应装设固定遮拦。2屋外配电装置使用软导体时，带电部分至接地部分之间的电气距离应按规程选择，校验。3电气设备外绝缘最低部位，距地小于23M时，应装设固定遮拦。4配电装置的相邻带电部分的额定电压。5屋外配电装置的上面或下面，不应有照明，通信和信号线路架空跨越穿过屋内配电装置。带电部分的上面不应敷设照明和动力线路。94屋外配电装置选择中型配电装置又分为普通中型和分相中型。普通中型特点布置比较清晰，不宜误操纵，运行可靠，施工和检修等都比较方便，构架高度较低，抗震性能好，所用钢材少，造价较低，并有多年的运行经验，但占地面积较大。分相中型特点布置清晰、美观，省去了大量的构架，占地面积仅为普通中型的7080，尤其采用管型母线优点更为突出，但防污和抗震能力较差。在本次设计中，220KV配电装置设计采用支持管母分相中型布置，断路器单列布置。母线隔离开关选用GW16220W型单柱垂直伸缩式隔离开关，分相垂直布置在母线下。母线相间距离为3米，设备相间距离为35米，跨线相间距离为4米，间隔宽度为13米。95发电机电压配电装置发电机电压配电装置应靠近发电机房，发电机配电装置连同主控室布置，在汽轮机外侧，与厂房相隔一段距离。升压变电站应尽可能的靠近发电机电压配电装置，发电机与变压器均采用单元接线，厂用配电装置布置在靠近负荷中心的位置，主控室位置设在发电机电压配电装置的固定端，通过栈桥与机房相连。设一网络控制室，该室可布置在屋外配电装置附近。小结本次设计到此就画上了句号。在此次设计中，在老师的悉心指导下，我既对三年来所学的知识有了更深刻地了解，又学到不少新的东西，受益匪浅。在设计过程中，通过对电力系统的分析可以得知随着经济发展水平和工业化增长的迅速，人民的生活水平提高，对电力的需求猛增，而现在电力事业的发展速度滞后于经济发展，这将出现很大的电力缺额；加上电厂为华中电网和河南电网的主力火电厂。由此可见，对电厂的扩建具有十分重要的意义。结合发电厂设计规程和电厂的实际情况，确定了本次设计的主接线方案，220KV母线，采用了双母线接线的接线方式；对于厂用高压母线按照“按炉分段”的原则，采用单母线接线，并设置事故保安电源，保证事故保安电源负荷的启动和对其持续供电。在主接线方案确定以后，进行了高压设备选择，根据力求可靠、经济、以及符合电力设备发展现状的要求，结合电厂的现状，先后对高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、220KV母线和支撑绝缘子进行选择和校验，使之符合国家规程的规定，运行可靠，经济合理。同时，结合上面的计算和分析，对电厂又进行了配电装置和防雷保护设计。为了使发变机组安全、合理、经济运行，还对其进行继电保护配置设计。致谢本毕业设计论文是在王雪老师的悉心指导下完成的，论文全过程倾注了老师大量的心血和汗水。毕业设计是校验和锻炼学生实际工程设计能力的一项综合教学环节；在毕业设计中，我综合运用所学知识，实际贯彻执行我国电力工业有关方针、政策，理论联系实际，在王老师的指导下完成了2300MW火力发电厂电气部分的初步设计，培养锻炼了独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为工作奠定了基础。毕业设计期间，王雪老师对我的精心指导，使我能够不断的克服困难，顺利完成设计。王老师的严谨求实的治学态度和对事业忘我工作的敬业精神使我感到无比的钦佩，并将受益终生。在此谨向王老师和各位任课老师表示崇高的敬意和衷心的感谢参考文献1水利电力部西北电力设计院电力工程电气设计手册（电气一次部分、电气二次部分）水利电力出版社2中华人民共和国电力工业部火力发电厂设计技术规程中国电力出版社3发电厂电气设备水利电力出版社4刘爱忠电气设备及其运行中国电力出版社5黄纯华发电厂电气部分课程设计参考资料中国电力出版社6涂光瑜汽轮发电机及电气设备中国电力出版社7李俊年电力系统继电保护中国电力出版社8电力装置的电测量仪表装置设计规范GB50062929电力装置的继电保