2x12000kw火电厂电气部分设计前言 毕业设计是高职高专院校发电厂及电力系统专业的主干专业课部分之一,是理论和实践并重的专业课程,具有实践性强应用性广的特点,本次设计的题目是2x12000kw火电厂电气部分设计,设计任务是:设计发电厂主接线,并论证设计的主接线是最佳方案,选择主变压器的台数及容量,设计发电厂厂用电接线,并选择厂用变压器的台数及容量,计算短路电流,选择导体和主要电气设备,电站防雷装置设计和继电保护配置.此次设计的发电厂一方面供电给县办企业和农业用电,另一方面还向电力系统送电且拥有I,II类重要负荷, 所以发电厂是电力系统的重要组成部分,也直接影响着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分的重要组成部分,本次设计中主要针对了一次接线的设计,从主接线方案的确定到厂用电的设计,从短路电流的计算到电气设备的选择以及配电装置的布置,都做了较为详尽的阐述,二次接线则以继电保护配置的选择为专题做了深入细致的介绍.且在设计过程中,综合考虑了经济性.可靠性和可发展性等多方面因素,在确保可靠性的前提下力争经济性。本次设计所要求的基本理论,基本知识和基本技能是本专业学生毕业后从事电力行业运行,维护,检修,管理工作所必备的专业基础. 编者目录前言第1章 发电厂电气主接线设计及主变压器的选择1.1 原始资料分析61.2 主变压器的选择61.2.1 主变压器容量的选择6 1.2.2 主变压器台数的选择6 1.2.3 主变压器型号的选择及校验61.2.4 主变压器相数、绕组、连接方式的选择71.3 主接线的设计71.3.1 设计步骤71.3.2 初步设计方案71.3.3 最优方案确定9第2章 发电厂厂用电接线设计及厂用变压器选择 2.1 厂用变压器容量及台数的选择10 2.2 负荷的分类与统计112.3 厂用电接线设计11第3章 计算短路电流3.1 短路电流计算的目的与步骤123.1.1 短路电流计算的目的123.1.2 计算步骤123.2 主变压器的参数计算及短路点的确定12 3.2.1 变压器、发电机、线路参数确定12 3.2.2 短路点的确定14 3.2.3 各短路点的短路计算153.3 厂用电短路电流计算及等值电路图203.4 绘制短路电流计算结果表25第4章 选择导体4.1母线的选择254.1.1 6KV母线选择及校验254.1.2 10KV母线选择及校验264.1.3 110KV母线选择及校验274.2 架空线选择及校验28 4.2.1 6KV架空线选择及校验28 4.2.2 10KV架空线选择及校验28 4.2.3 35KV架空线选择及校验29 4.2.4 110KV架空线选择及校验294.3 10KV电缆选择及校验29第5章 高压电气设备的选择及校验5.1 变压器侧高压开关和电气设备选择及校验305.1.1 高压隔离开关和断路器的选择及校验305.1.2 高电压互感器选择及校验335.1.3 高压电流互感器选择及校验365.2 出线回路高压开关和电气设备选择及校验39 5.2.1 高压隔离开关和断路器的选择及校验39 5.2.2 高压电流互感器选择及校验40第6章 电站防雷装置设计 6.1 发电厂防雷设备的选择41 6.1.1 水塔的防雷41 6.1.2 烟囱的防雷41 6.1.3 厂房内电气设备的防雷41 6.1.4 变压器的防雷41 6.2 出线端的防雷措施41 6.3 变压台的防雷措施42第7章继电保护配置 7.1变压器的继电保护42 7.1.1 瓦斯保护42 7.1.2 过电流保护42 7.1.3 纵联差动保护43 7.1.4 过负荷保护43 7.1.5 零序（接地）保护43 7.2 发电机的继电保护43 7.2.1 纵联差动保护44 7.2.2 过电流保护44 7.2.3 定子绕组单相接地保护44 7.2.4 匝间短路保护44 7.2.5 转子一点接地保护44 7.2.6 失磁保护44 7.2.7 定子过电压保护44 7.2.8 定子过负荷保护45 7.3 线路的继电保护45 7.3.1 线路相间短路的电流电压保护45 7.3.2 线路的接地保护45 7.3.3 线路的距离保护46 附图1 发电厂电气主接线图47 附图2 发电厂厂用电接线图47 附图3 高压出线断面图48 附表 主要电气设备表49参考文献50第1章 发电厂电气主接线设计及主变压器的选择1.1 原始资料分析资料分析：查电力工程电气设计手册（上册），知小型容量电厂一般指总容量在200MW以下，安装的单机容量一般不超过30MW，而本设计电厂总容量2x12MW,在200MW以下，单机容量小于30MW，为小型凝汽式火电厂。从负荷特点及电压等级可知，它有三个电压等级，110KV与系统有四回馈线，是电厂向系统送电的主干线路是一级负荷；35KV架空线有2回馈线，是电厂与地方电力网的连接线是二级负荷；10KV侧共六回出线，其电压等级与发电机端相符，采用直馈线为宜是是二级负荷。1.2 主变压器的选择 1.2.1 主变压器容量的选择据电力电气一次部分的公式P供=P发(1Xehy)=12(10.1)=10.8MVP负=P供(1Xwt)=10.8(10.1)=9.72MVST=P负/cos=9.72/0.8=12.15MV=12150KVA注：Xehy凝汽式火电厂用电率8%10% Xwt网损率5%10%1.2.2 主变压器台数的选择发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台，对装设两台变压器的发电厂，当其中一台主变压器退出运行时，另一台变压器应能承担70%的容量。本设计电站为小型凝汽式火电厂，为了满足运行的可靠性和灵活性，其主变压器共用2台，为保证发电机电压出线供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器满足用电负荷的可靠性要求。1.2.3 主变压器型号的选择及校验本设计有3个电压等级，两种升高电压。最高电压为110KV，且最大机组容量为2X12=24MW，满足要求故选择两台三相三绕组主变压器，查课本电气设备实用手册（注：周文俊主编、中国水利水电出版社、上册）P209。选其型号为：SFSL712500/110 额定容量SNT=12500KVA 额定电压：高压110KV、中压35KV、低压10.5KV。短路损耗PK=87KW ,空载损耗：P0=23KW，阻抗电压UK% 高低：10.5、高中：17.5、中低：6.5 空载电流I%：1.2连接组标号：YN,yn0,d11。检验计算负荷：S总=2X4+1X2+1.5X3+1X3=17500KVA 任一台变压器单独工作时应满足全部总计算负荷70%的需要。本设计中SNT=12500KVAS总=17500X0.7=12250KVA，满足全部总计算负荷70%的需要。 任一台变压器单独工作满足一、二类负荷的需要。本设计SNT=12500KVAS(I+II)=2000X4+1000X2=10000KVA满足重要负一、二级的需要。以上主变压器容量的选择，同时能满足两个条件的需要，选择校验结果合格。1.2.4 主变压器绕组、连接方式的选择依据电力工程电气设计手册P216,当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂均选用三相变压器，依据电力电气一次部分P97，当电厂有三个电压等级时，一般可考虑采用三绕组变压器或自藕变压器。但中压侧电压为110KV及以下时，多采用自藕变压器。依据电力工程电气设计手册P216，最大机组容量为125MW及以下的发电厂，当有两种升高电压向用户供电或与系统连接时，为满足电网在不同功率运行状况下的潮流分布要求提高供电的可靠性和灵活性，减少电能损耗，宜采用三绕组变压器，（每个绕组的通过容量应达到变压器额定容量的15%及以上）。两种升高电压的三绕组变压器一般不超过两台。（因为三绕组变压器比同容量双绕组变压器价格高40%50%）。运行检修比较困难，台数过多时会造成中压侧短路容量过大，且屋外配电装置布置复杂，故对其使用给予限制绕组连接方式。我国110KV系统及以上电压，变压器绕组采用Y连接，35KV采用Y，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV及以下电压采用连接。1.3 主接线的设计1.3.1 设计步骤 电气主接线设计，一般分以下几步：（1） 拟定可行的主接线方案：根据