2×600MW发电厂电气部分初步设计毕业设计论文.doc

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1、2600MW发电厂电气部分初步设计摘 要本毕业设计论文是2600MW发电厂电气部分初步设计。全论文除了摘要、毕业设计书之外，还详细的说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据。 变压器的选择包括：发电厂主变压器、高压备用变压器及高压厂用变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合本厂要求的主接线； 厂用电接线包括：厂用电接线的总要求以及厂用母线接线设计。短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、网络变换、以及各短路点的计

2、算等知识； 高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压开关柜的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍 。而根据本论文所介绍的高压配电装置的设计原则、要求和500KV的配电装置，决定此次设计对本厂采用分相中型布置。继电保护和自动装置的规划，包括总则、自动装置、一般规定和发电机、变压器、母线等设备的保护， 而发电厂和变电所的防雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计。此外，在论文适当的位置还附加了图纸（主接线、平面图、防雷保护等）及表格以方便阅读、理解和应用。关键词 电力系统，短路计算，设备选择，母线，高压断路器 目 录摘 要IAabstractII第一

3、部分 说明书1第1章 主变压器的选择11.1 容量和台数的确定11.2 型式和结构的选择11.2.1 相数11.2.2 绕组数与结构11.2.3 绕组接线组别21.2.4 调压方式21.2.5 冷却方法2第2章 电气主接线的设计32.1 主接线设计的要求和原则32.1.1 主接线设计的基本要求32.1.2 大机组超高压主接线可靠性的特殊要求32.1.3 主接线设计的原则32.2 原始资料分析42.3 主接线方案的拟定42.3.1 发电机-变压器单元接线42.3.2 500KV电压母线接线42.4 主接线方案的比较72.5 主接线方案的确定7第3章 厂用电系统设计83.1 厂用电接线的设计原则8

4、3.2 厂用电压等级的确定83.3厂用电源的引接方式83.3.1 厂用工作电源的引接83.3.2 备用/启动电源的引接83.4 厂用电接线形式93.5厂用高压变压器的选择93.5.1 额定电压的确定93.5.2 台数和型式的选择93.5.3 容量得选择.103.5.4 电抗的选择103.6 厂用电系统接线113.6.1 高压厂用电接线113.6.2 低压厂用电接线11第4章 短路电流计算124.1 短路电流计算的主要目的124.2 一般规定124.2.1 计算的假定条件124.2.2 接线方式124.2.3 短路类型124.2.4 短路计算点134.2.5 短路电流计算方法134.3 短路电流

5、计算步骤134.4 计算公式144.4.1 元件参数计算144.4.2 网络变换144.4.3 计算电抗164.4.4 短路点短路电流周期分量有效值的计算164.4.5 短路的冲击电流164.4.6 电流分布系数及转移电抗16第5章 电气设备和导体的选择185.1 电气设备选择的一般原则185.1.1按正常工作条件选择185.1.2 按短路状态校验195.2 500kV高压设备的选择195.2.1 高压断路器的选择195.2.2 隔离开关的选择205.2.3 电流互感器的选择215.2.4 电压互感器的选择215.2.5 并联电抗器的选择225.3 6KV高压开关柜的选择225.3.1 种类和

6、型式的选择225.3.2 主开关的选择235.3.3 额定电压和额定电流的选择235.3.4 防护等级的选择235.3.5 开断和关合短路电流的选择235.3.6 短路热稳定和动稳定校验245.4 裸导体的选择245.4.1 500KV母线的选择245.4.2 封闭母线的选择245.4.3 电晕电压校验255.4.4 热稳定校验25第6章 500KV高压配电装置设计266.1 配电装置的基本要求266.2 配电装置设计的基本步骤266.3 配电装置的型式选择266.4 配电装置的安全净距266.5 屋外配电装置的布置原则27第7章 继电保护和自动装置配置287.1 继电保护配置287.1.1

7、发电机保护287.1.2 变压器保护297.1.3 并联电抗器保护307.1.4 500kV线路保护317.1.5 母线和断路器失灵保护317.2 自动装置配置32第8章 防雷保护设计338.2 直击雷的防护338.2.1 直击雷防护措施338.2.2 避雷针装设的基本原则338.2.3 避雷针的保护范围338.3 入浸雷的防护348.3.1 入浸雷防护措施348.3.2 避雷器的配置要求348.3.3 避雷器的配置原则348.3.4 避雷器参数选择358.4 防雷接地35第二部分 计算书36第9章 变压器的选择计算369.1 主变压器的选择369.2 厂用高压变压器的选择36第10章 短路电

8、流计算3810.1 短路电流计算接线图3810.2 参数计算3810.3 500kV母线短路(k1).3910.4 发电机出口短路(k2)4010.5 厂用高压工作变压器6kV一段短路(k3)4210.6 备用/启动变压器6kV一段短路(k4)4410.7 计算结果列表46第11章 电气设备和导体的选择计算4711.1 500kV高压设备的选择4711.1.1 高压断路器的选择4711.1.2 高压隔离开关的选择4711.1.3 电流互感器的选择4811.1.4 电压互感器的选择4811.1.5 并联电抗器的选择4911.2 6kV高压开关柜的选择4911.3 裸导体的选择5011.3.1 5

9、00kV主母线的选择5011.3.2 发电机出口主封闭母线选择5211.3.3 共箱封闭母线选择52第12章 防雷保护设计5412.1 避雷针的布置图5412.2 避雷针高度的确定54总 结56致 谢57参考文献58附 录59- 57 - 第一部分 说明书第1章 主变压器的选择1.1 容量和台数的确定主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦的变电设备投资。为此

10、，必须合理地选择变压器。对单元接线的变压器,其容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有的裕度来确定，即 (1.1)式中 变压器的计算容量，kVA； 发电机的额定功率，kW；发电厂的厂用电率，%； 发电机的功率因数。 1.2 型式和结构的选择1.2.1 相数 主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。由于大型变压器随着容量的增大，尺寸和重量也增大。所以当发电厂与系统连接的电压等级为500kV时， 600MW机组单元连接的主变压器综合考虑运输和制造条件，经技术经济比较，可采用单相组成的三相变压器。采用单相变压器时,由于备用单相变压器一次性投资大,利

11、用率不高,故应综合考虑系统要求、设备质量以及按变压器故障率引起的停电损失费用等因素，确定是否装设备用单相变压器。若确需装设，可按地区（运输条件允许）或同一电厂34组的单相变压器（容量、变比与阻抗均相同），合设一台备用单相变压器考虑。 1.2.2 绕组数与结构 电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。容量为200MW以上大机组都采用与双绕组变压器成单元接线，而不于三绕组变压器组成单元接线。这是由于机组容量大，其额定电流及短路电流都很大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高，所以，一般在发电机

12、回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，而封闭母线回路中一般不装高断路器和隔离开关。 1.2.3 绕组接线组别 变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。而在发电厂中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，主变压器接线组别一般都选用YN，d11常规接线。全星形接线变压器用于中性点不接地系统时，3次谐波无通路，将引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。在我国，全星形接线变压器均为自耦变压器，电压变比多为220/110/35、330/220/

13、35、330/110/35、500/220/110kV，由于500、330、220、110kV均系中性点直接接地系统，系统的零序阻抗较小，所以自耦变压器设置三角形绕组用以对线路3次谐波的分流作用已显得不十分必要。1.2.4 调压方式 调压是通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压的调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达，但结构复杂、价格昂贵，只有在两种情况下才予以选用：接于出力变化大的发电厂的主变压器,特别是潮流方向不固定,且要求变压器二次电压维持在一定水平时；接于时而为送端

14、，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要求母线电压恒定时。通常发电厂主变压器中很少采用有载调压，因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，一般均采用无激磁调压。 1.2.5 冷却方法 电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却，在发电厂水源充足的情况下，为压缩占地面积，也可采用强迫油循环水冷却。强迫油循环水冷却的散热效率高，节省材料，减小变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件，在冷却器中，油与水不是直接接触，在设计时和运行中，以防止万一产生泄漏时，水不至于进入变压器内，严重地影响油的绝缘性能，故对冷却器的密封性能要求较高。第2章 电气主接线的设计2.1 主接线设计的要求和原则电气主接线是发电厂电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、