发电厂电气部分课程设计100MW凝气式发电厂设计

1、 发电厂电气部分课程设计设计任务书一、题目：100mw凝汽式发电厂设计二、设计原始资料1、设计原始资料：（1）本电厂为凝气式发电厂，第一期工程装设两台100mw发电机组。发电机额定电压为27kv，额定功率: 100mw, cos=0.85，xd=13.25%，本期工程装设两台相同容量的机组。（2）该期工程以220kv线路8回与系统联系，220kv母线正序标么值（当取sj=100mw时）为x1=0.1，零序阻抗标么值x0=0.03。（3）厂用电率按8%考虑，高压厂用电压6kv；低压厂用电压380/220kv。（4）本厂区地域属高原地区，海拔1200m，位于某县城边缘，距负荷中心约45公里，供电半

2、径约100公里。补给水水源距离电厂15公里，年最高温度为+42，土壤最高温度为30摄氏度。年最低温度为零下35。年平均温度为20。最大风速35m/s，覆冰厚度2mm，地震烈度6级，土壤电阻率 具体校验见附录。器件电压级(kv)型号额定电压（kv）最高电压(kv)额定电流(a)额定开断电流(ka)短路关合电流(ka)断路器220sw6-220220252125015.841隔离开关220gw4-220d2201250表4-3 电气设备选择的结果g-隔离开关 s-三相 w-户外 d-接地刀闸三、电流互感器的选择1、主变220kv侧ct的选择（1）一次回路电压：（2）一次回路电流：由此可得，初选lb

3、-220（600/5）户外独立式电流互感器，其参数如表4-6：额定电流比准确级次二次负荷1s热稳定倍数动稳定倍数600/50.52表4-6 电流互感器技术参数经校验（参见附录），所选lb-220（600/5）满足要求。2、220kv出线回路ct的选择（1）一次回路电压：（2）一次回路电流：根据以上俩类要求，选择lcwd-220型户外独立式电流互感器，其参数如下表4-7：额定电流比准确级次二级负荷1s热稳定倍数动稳定倍数1200/5b0.52表4-7 电流互感器技术参数经校验（校验见附录），所选lcwl-220（1200/5）满足要求。 3、220kv母联ct 由于220kv母联与变高220kv

4、侧运行条件相应，故同样选用lcw-220（1200/5）型ct。三、电压互感器的选择 1、220kv母线pt的选择 （）型式：采用串联绝缘油侵式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。（因为u110kv） （2）额定一次电压: （3）准备等级：用于保护、测量、计量用，其准备等级为0.5级，查相关设计手册，选择pt的型号：jcc-220，其参数如表4-8：型号额定电压（kv）最大容量(v.a)一次绕组二次绕组辅助绕组jcc2-220220/0.1/0.12000表4-8 电压互感器技术参数 2、220kv出线回路pt的选择 （1）型式：采用串联绝缘油侵式电压互感器，作电压、电能测量及继电保护用

5、，并兼作电力线载耦合电容器用。 （2）额定一次电压： （3）准备等级：用于估计电压数值和周期，其准备等级为3级。 （4）查发电厂电气部分，选定pt的型号为：ydr-220，其参数如表4-9：型号额定电压（kv）最大容量(v.a)一次绕组二次绕组辅助绕组ydr-220220/0.1/0.11200表4-9 电压互感器技术参数j-电压互感器（油浸式） l-电流互感器 c-瓷绝缘（串级式） w-户外 b-保护四、导体的选择导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。一般来说，母线系统包

6、括截面导体和支撑绝缘两部分，载流导体构成硬母线和软母线，软母线是钢芯铝绞线，有单根，双分和组合导体等形式，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。110kv及以上高压配电装置一般采用软导线。硬导体截面常用的有矩形.槽形和管形。单条矩形导体截面最大不超过1250，以减小集肤效应，使用于大电流时，可将24条矩形导体并列使用，矩形导体一般只用于35kv及以下.电流在4000a及以下的配电装置中；槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小，一般用于40008000的配电装置中；管形导体集肤效应系数小.机械强度高，用于8000a以上的大电流母线或要求电晕电压高的110kv及以上的配

7、电装置中。软导体常用的有钢芯铝绞线.组合导线.分裂导线和扩径导线，后者多用于330kv及以上配电装置。五、 避雷器的选择在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性,还有大气过电压,就是所说的雷击过电压。雷击过电压会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。保护电器一般指的就是避雷器。避雷器的选择和配置：1型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，按下表选择：表4-10避雷器型式选择型号型式应用范围fs配电用普通阀型10kv以下配电系统、电缆终端盒fz电站用普通阀型3-220kv发电厂、变电所配电装置fcz电站用

8、磁吹阀型330kv及需要限制操作的220kv以及以下配电，某些变压器中性点fcd旋转电机用磁吹阀型用于旋转电机、屋内y氧化锌避雷器配电系统, 发电厂、变电所型号含义： f阀型避雷器； s配电所用； z发电厂、变电所用； c磁吹； d旋转电机用； j中性点直接接地； y氧化锌避雷器。2额定电压： 避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。3校验项目：（1）灭弧电压： 接地系数。对于非直接接地，20kv及以下=1.1，35kv及以上=1.0；对直接接地=0.8。最高工作允许电压，为电网额定电压的1.15倍。（2）工频放电电压下限值：内部过电压允许计算倍数，对非直接接地63kv及以下=4；110kv及以

9、下=3.5；对直接接地110220kv，=3。设备最高运行相电压（kv）。工频放电电压上限值： （3）避雷器的残压： 指波形为8/20的一定幅值的冲击电流通过避雷器时，在阀片上产生的电压峰值。我国标准规定：220kv及以下避雷器冲击电流幅值为5ka。避雷器的保护比，fz型=2.32.35，fcz型=1.862。（4）避雷器冲击放电电压上限值： 根据避雷器配置原则，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器，变压器中性点接地必须装设避雷器，并接在变压器和断路器之间；110kv、35kv线路侧一般不装设避雷器。第五章配电装置5.1 配电装置选择的一般原则高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策

10、，遵循上级发的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用备用，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断更新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。火力发电厂及变电所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、检修和安装要求。（1）节约用地：我国人口众多，但耕地不多，因此用地是我国现代化建设的一项带战略性的方针；（2）进行安全和操作巡逻方便：配电装置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身设备和要求。使配电装置一旦发生事故时，也能将事故限制在最小范围和最低程度，

11、并使运行人员在正常的操作和处理事故中不致发生意外，以及再次维护中不致损害设备；（3）便于检修和安装：对各种形式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装的条件；（4）节约三材，降低造价：配电装置的设计还应采取有效措施，减少三材消耗，努力降低造价。一、 总的原则高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规定、规范及技术要求，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检查、施工方面的要求，合理制定布置方案和选择设备，积极慎重地采用新布置、行设备、新材料、新结构，使配电装置不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。火力发电厂及变电所的配电装置形式的选择，应考虑 地区的地理

12、情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行，检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。二、 基本要求1、配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和经济技术政策，如节约土地。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、便于巡视、检修和操作。4、在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。5、安全和扩建方便。三、 基本步骤1、根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线的多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等因素选择配电装置的型式；2、拟定配电装置的配置图；3、按照所选的外形尺寸、运行方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵循配

13、电装置设计技术规程的有关规定，并参考各种配电的典型设计手册，设计绘制配电装置的平、断面图。配电装置的整个结构尺寸、检修和运输的安全距离等因素而决定的。屋内、外配电装置中各有关部分之间的最小安全净距，参照有关手册。5.2 配电装置选择及依据配电装置的型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，并结合运行及检修要求通过技术经济比较确定。一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35kv及以下的配电装置宜采用屋内式；100kv及以上多为屋外式。普通中型配电装置国内采用比较多，广泛用于110500kv电压级，在这方面我国已经有丰富的经验。配电装置的整个结构尺寸、检修和运输的安全距离等因素决定的。屋内

14、、外配电装置中各有关部分之间的最小安全净距，详见手册。设计配电装置中带电导体之间和导体之间对地的构架距离时还要考虑：软绞线在短路点动力、风摆、温度等作用下使相间及对地距离的减小，隔离开关开断允许电流时不致发生相间和接地故障，降低大电流导体附近铁磁物质的发热，减小110kv及以上带电导体的电晕损失和带电检修等因素。本设计的发电厂属高原地区，年最高温度+42，海拔1200m，一般当海拔在10003500m范围内，若海拔比厂家规定值每升高100m，则电气设备允许最高工作电压要下降1%。当最高工作电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备，或采用外绝缘高一电压等级的产品。国目前生产的电器使用的额定环境温

15、度，如果周围温度高于40但不大于60时，其允许电流一般可按每增高1，额定电流减少1.8%进行修正；当环境温度低于+40时，环境温度每降低1，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。裸导体屋外安装最热月平均最高温度（取多年平均值）屋内安装该处通风设计温度。电气设备屋外安装年最高温度（所测得的年最高温度的多年平均值）屋内电抗器该处通风设计最高排风温度屋内其他该处通风设计温度。表5-1 选择导体和电气设备的环境最高温度此外，还应按电气设备的装置地点、使用条件、检修、运行和环境保护（电磁干扰、噪声）等要求，对电气设备进行种类（屋内或屋外）和型式（防污、防爆、湿热等）的选择。5.3

16、 主接线中设备配置的一般原则一、隔离开关的配置 1、中小型发电机出口一般应装设隔离开关；容量为200mw及以上大机组与双绕组变压器的单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。 2、在出线上装设电抗器的610kv配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。 3、接在发电机、变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。 4、一台半断路器接线中，视发电工程的具体情况，进出线可装设隔离开关也可不装设隔离开关。 5、断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。 6、中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦变

17、压器的中性点则不必装设隔离开关。二、电压互感器的配置 1、电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。 2、6220kv电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定（本设计不设）。 3、当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器（本设计不设）。 4、当需要在330kv及以下主变压器回来中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。 5、发电机出口一般装设两

18、组电压互感器，供测量、保护和自动电压调节装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。三、电流互感器的配置 1、凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。 2、在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器；发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。 3、对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。 4、一台半短路器接线中，线路线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。四、变压器继电保

19、护配置电力变压器是电力系统的重要电气设备之一，它的安全运行直接关系到电力系统的连续稳定运行，特别是大型电力变压器，由于其造价昂贵，结构复杂，一旦因故障而遭到损坏，其修复难度大，时间也很长，必然造成很大的经济损失。所以，本设计中主变保护配置如下：（1）纵联差动保护。（2）非电量保护。（3）过电流保护。（4）过负荷保护和零序过流保护。五、220kv线路保护220kv线路的安全运行，对整个电力系统有着相当重要的影响，所以，本工程为220kv。线路配置的保护如下：（1）光纤纵联差动保护。（2）距离保护。（3）零序过流保护。（4）过电流保护。总结通过本次设计，巩固及加深了我们对发电厂电气部分的理解，学到

20、了很多东西在此要感谢我们的指导老师对我们细心的指导，感谢老师给我们的帮助。在设计过程中，我们通过查阅有关资料，和其他组交流，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，收获了很多知识。在整个设计中我们懂得了许多东西，也培养了我们独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我们充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。由于专业知识的匮乏，在选择主变压器的时候，费了很大的功夫。本组的设计虽然不是很完美，还有几处需实践验证，但这是，但是在设计中我们所了解到得专业知识受益一生。通过本次设计，不仅收获了专业知识，还加强了团队工作能力，收获了不少东西，由于专业知识的浅薄，对电气专业了解肤浅，设计中难免出现错误，还望谅解。参考文献1 熊信银.发电厂电气部分（第四版）.中国电力出版社，2009.2 牟道槐、林莉.电力系统工程基础.机械工业出版社，2007.3 牟道槐、李玉盛、马良玉.发电厂变电站电气部分.重庆大学出版社，2006.4 傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算.中国电力出版社，2004.5 卓乐友.电气工程设计手册电气第一部分.中国电力出版社，1989