电气施工分析

1、题目：题目：2350MW热电厂电气部分热电厂电气部分设计姓名：杨切均设计姓名：杨切均专业：电气工程及自动化专业：电气工程及自动化 发电厂是电力系统的重要组成部分, 也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部阿分的重要组成部分。本文为规划4350MW热电厂的一期工程2350MW热电厂电气部分设计，通过对拟建火力发电厂的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，从安全性、经济性及可靠性方面考虑，确定了220kV以及厂用电的主接线，然后通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量及型号，同时也确定了厂用变压器的容量及型号。最后，根据最大持续工作电流及短路计

2、算的结果，对高压断路器、隔离开关、母线、绝缘子、穿墙套管、电压互感器、电流互感器进行了选型，从而完成了2350MW热电厂电气部分设计。课题的任务、目的与意义课题的任务、目的与意义 第一章 继电保护的基本概念 1.前言1.1电力系统概述由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的整体，被称为电力系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的

3、结构和运行。因此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。1.2电力工业的发展概况电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。到2011年底，我国发电机装机容量达10.6亿千瓦，居世界第2位，发电量达4.8万亿度，居世界第1位。是电力系统的最

4、大电能用户，供配电系统的任务就是企业所需电能的供应和分配。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。 1.3我国电力行业发展方针目前我国人均拥有装机容量和人均占有发电量较低，技术经济指标平均水平不高，火电厂的污染物排放量高，电网相对薄弱，供电可靠性偏低。未来提高效率和保护环境，及时关闭低效率、煤耗高、污染严重的小火电机组，以大代小，装设烟气脱硫及降低氮氧化物设施，开展洁净煤燃烧技术的研究及应用。主要的发展方针有：1)积极发展水电，水能资源是可再生的、清洁的能源；在电力系统中，

5、有一定比重的水电装机容量对对系统调峰和安全经济运行极为有利；水电站的发电成本低，水库可以综合利用。我国水电装机容量目前仅开发了少部分，所以要积极发展水电。2)优化发展火电，我国有丰富的煤炭、石油和天然气，火电厂的厂址不受限制，建设周期短，能较快发挥效益。3)适当发展核电。4)重点发展电网，促进全国联网。5)因地制宜发展新能源发电，做好农村电气化建设，在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、风力发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。1.4毕业设计的主要内容及基本思想本次毕业设计的主要内容是一个2*350MW火力发电厂的电气部分设计。在这次设计中一共分以下几个步骤来完成本次的设计任务。1.4.

6、1毕业设计的主要内容、功能及技术指标1）电厂规模：装机容量: 装机2台，容量为：2350MW 超临界供热式汽轮发电机组。350MW发电机参数：额定电压20KV，额定电流10812A，额定功率因数0.85。并计划在二期装2台同样机组。一期工程与系统用3回220KV线路联系。2）主要技术指标：（1） 保证供电安全、可靠、经济；（2）功率因数达到0.9及以上3）主要内容：（1）确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料与数据，选择变压器的容量、台数、型号等，列出技术上可能实现的23个主接线方案，经过技术经济比较，确定最优方案。（2）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘

7、制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总。（3）电气设备的选择：选择并校验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、 电压互感器、母线、电缆、避雷器等，选用设备的型号、数量汇总成设备一览表；（4）主变压器继电保护的整定计算及配置（5）高压厂用电动机的自启动校验 1.4.2毕业设计的基本思想及设计工作步骤1）主接线的设计发电厂的主接线是保证电网的安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。电气主接线的设计原则是：应根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重

8、要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。2）主变压器的选择发电厂200MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL50002000火力发电厂设计技术规程的规定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过65的条件进行选择”。 2. 2. 电气主接线电气主接线2.12.1电气主接线概述电气主接线概述电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主

9、接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。发电厂的电气主接线是保证电力网安保护和控制方式的拟定有较大的影响。发电厂的电气主接线是保证电力网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。设计的原则和基础。2.1.12.1.1电气主接线设计的重要性电气

10、主接线设计的重要性首先，电气主接线图示电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，首先，电气主接线图示电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，因此电气运行人员必须熟悉本厂电气主接线图，了解电路中各种电器设备的因此电气运行人员必须熟悉本厂电气主接线图，了解电路中各种电器设备的用途、性能及维护、检查项目和运行的步骤。其次，电气主接线表明了发电用途、性能及维护、检查项目和运行的步骤。其次，电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。电气主接线直接关系着全厂电气设备的选择、配电装

11、置的布置、继行方式。电气主接线直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定。是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。再次，电保护和自动装置的确定。是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。再次，由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电视在同一时刻完成的，所由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电视在同一时刻完成的，所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人们生活。直接影响到工农业生产和人们生活。 2.2对原始资料的分析从原始资料和文献（4）可以知道，本

12、电厂属于地区性供热火力发电厂，一期建成后装机容量为700MW，二期建成后总装机容量为1400MW，建成后与周边的几个电厂形成区域电网。该电厂的发电量除了本厂厂用电剩余的电力向系统供电，因此，本电厂在系统中有重要作用。电厂是否安全、可靠运行直接影响该地区的经济效益，可见该电厂的重要性。2.3拟定可行的主接线方案2.3.1 变压器的选择计算1）台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发动机母系，发动机与变压器采用单元接线，保证了发动机电压出线的供电可靠，本厂220KV等级主变压器选用三相式变压器2台。2）容量：单元接线中的主变压器容量SN应按发动机容量扣除本机组的厂

13、用电负荷后，预留10%的裕度选择。 2.4.1.3厂用工作电源引接方式 因为发电机和主变采用单元接线，高压厂用工作电源由该单元主变低压侧引接。 2.4.1.4厂用备用电源引接方式 厂用备用电源采用一台启备变，独立从220KV母线引至启备变，启备变采用低压侧双绕组分裂变压器。 2.4.1.5确定厂用电系统 厂用电系统采用如图方案一和方案二，厂用电在两个方案中都是一样。 2.4.2厂用变压器的选择 2.4.2.1厂用变压器的选择原则 1）变压器主、付边额定电压应分别与引接点和厂用电系统额定电压相适应。 2）连接组别的选择，宜使同一电压级的厂用工作、备用变压器输出的电压相位一致。 3）阻抗电压及调压

14、形式的选择，宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内，厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的5%。 4）变压器的容量必须保证电动机及设备能从电源获得足够的功率。3. 短路电流的计算3. 1短路计算的目的因为短路故障对电力系统可能造成极其严重的后果，所以一方面应采取措施以限制短路电流，另一方面要正确选择电气设备、载流导体和继电保护装置。计算短路的主要目的在于：1）为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据；2）为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据；3）为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。3. 2短路电流计算的条件3.2. 1基本假定条件1）正常工作时，三相系统对称运行。2）所有电源的电动势相位角相同。3）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。4）短路发生在短路电流为最大的瞬间；5）不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻忽略不计。6）不考虑短路点的电流阻抗