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发电厂电气部分课程设计
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摘要
随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。而火力发电是电力工业发展中的主力军，截止2006年底，火电发电量达到48405万千瓦，越占总容量77.82%。由此可见，火力电能在我国这个发展中国家的国民经济中的重要性。
该设计主要从理论上在电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择、配电装置的布局、防雷设计、发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与火力发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证火电厂实际设计的合理性与经济性。采用软件绘制了大量电气图和查阅相关书籍，进一步完善了设计。
关键词:发电机 变压器 断路器 主接线
发电厂电气部分课程设计
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目录
第1章 绪论 ............................................................................................ 错误！未定义书签。
1.1 发电厂电气部分国内外现状及发展趋势 .............................. 错误！未定义书签。 1.2 原始资料及分析 ...................................................................... 错误！未定义书签。 1.3.1原始资料 ......................................................................... 错误！未定义书签。 1.3.2对原始资料的分析 ................................................................. 错误！未定义书签。
第2章 发电机和主变压器的选择 ..........................................................................................
2.1 发电机型号、容量、台数、参数的选择 .............................. 错误！未定义书签。 2.2 主变压器，厂用变压器，启动变压器的选择 ...................... 错误！未定义书签。 2.2.1 主变压器选择 .................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.2 厂用变压器选择 ................................................................ 错误！未定义书签。 2.2.3 启动变压器选择 ................................................................ 错误！未定义书签。 第3章 电气主接线设计 ...................................................................... 错误！未定义书签。
3.1 电气主接线方案比较 .............................................................. 错误！未定义书签。 3.2 电气主接线方案确定 .............................................................. 错误！未定义书签。 第4章 主要电器设备选择 .............................................................. 错误！未定义书签。 4.1 断路器的选择 ........................................................................... 错误！未定义书签。 4.1 隔离开关的选择 ..................................................................... 错误！未定义书签。 第5章 互感器的配置 ........................................................................ 错误！未定义书签。 5.1 电流互感器的配置 ................................................................... 错误！未定义书签。 5.2 电压互感器的配置 ................................................................... 错误！未定义书签。 第6章 厂用电主接线设计 ................................................................ 错误！未定义书签。 6.1 高压6千伏主接线设计 ....................................................... 错误！未定义书签。 6.2 低压380/220伏主接线设计 结论
参考文献 .................................................................................................. 错误！未定义书签。 附录 ............................................................................................................................................ 9
发电厂电气部分课程设计
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第1章 绪论
1.1 发电厂电气部分国内外现状及发展趋势
我国电力工业与国外发达国家的发展水平仍有一定的差距，目前我国的发电
厂容量小，自动化水平较低；部分发电厂的经济效益比较低，不能够充分利用能源，污染严重。
我国电力发展的基本方针是：提高能源效率，保护生态环境，加强电网建设，大力开发水电，优化发展煤电，积极推进核电建设，适度发展天然气发电，鼓励新能源和可再生能源发电，带动装备工业发展，深化体制改革。在此方针的指导下，结合近期电力工业建设重点及目标，我国电力发展将呈现以下四个鲜明特点：
（1）自动化水平逐步提高、安全性和可靠性受到充分重视。先进的继电保护装置、变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统以及电网安全稳定控制系统得到广泛应用。
（2）经济、高效和环保。随着大容量机组的应用、电网的发展以及先进技术的广泛采用，煤耗与网损逐年下降。新建火电厂将广泛采用大容量、高效、节水机组，。在电网建设方面，将采用先进技术提高单位走廊输电能力、降低网损，加强环境和景观保护，城市电网将逐步提高电缆化率、推广变电站紧凑化设计。
（3）结构调整力度将会继续加大。将重点推进水电流域梯级综合开发，加快建设大型水电基地，因地制宜开发中小型水电站和发展抽水蓄能电站，使水电开发率有较大幅度提高。合理布局发展煤电,加快技术升级，节约资源，保护环境，节约用水，提高煤电技术水平和经济性。
（4）技术进步和产业升级步伐将会加快。电力工业要着眼于走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小的新型工业化道路，促进电力设备的本土化。发展循环经济，创建节约型社会。加强发电、输变电、用电等环节的科学管理，提高能源使用效率。加强全国联网，逐步降低单位产值能耗等节能、节电的综合措施；通过节能、节电，加强全国联网，调整产业结构，逐步降低单位产值能耗等综合措施。
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1.2 原始资料及分析 1.2.1 原始资料
装机的容量为2 x 300MW，发电机额定电压是20KV，cosφ=0.85，机组每年利用的小时数6000h，厂用电率是6%，发电机的主保护时间为0.05s，后备保护时间3.9s，环境条件可不考虑。
接入电力系统情况
发电厂除厂用电外，全部送入220KV电力系统，，架空线路4回，系统容量
3500MW，
1.2.2 对原始资料的分析
根据发电厂的情况可知，装机容量为2?300MW。该火电厂年利用小时数6000h，因此，在电力系统中将主要担任基荷。装机容量是系统容量的16.3%，所以在电力系统中是重要发电厂。从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。拟采用单元接线形式，不设发电机出口断路器，采用封闭母线，有利于节省投资及简化配电装置布置，提高可靠性。220KV电压回路数为4回，为提高供电可靠性、调度灵活、扩建方便，拟采用双母线或双母线分段接线形式。
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第2章 发电机与主变压器的选择
2.1 发电机型号、容量、台数、参数的选择
设计电厂共安装2台300MW汽轮发电机组，总容量为600MW 根据原始资料可选发电机型号如表2.1所示
表2.1 发电机型号参数 型号 额定功率 额定电压 额定电流 功率因数 瞬变电抗 同步电抗 超瞬变电抗 （MW） (KV) 20 (A) 11320 (cos?) （X’d%） （Xd%） (X’’d%) 0.85 31.93 236.35 17.1 QFSN-300-2 300 2.2 主变压器，厂用变压器，启动变压器的选择
变压器是发电厂和变电所重要的电器设备之一。它不仅能够实现电压的转换，以利于远距离输电和方便用户使用；而且能实现系统联络并改善系统运行方式和网络结构，以利于电力系统的稳定性、可靠性和经济性。变压器是构成电力网的主要变配电设备，起着传递、接受和分配电能的作用。在发电厂中，将发电机发出的电能经过变压器升压后并入电力网，称这种升压变压器为主变压器；另一种是分别接于发电机出口或电力网中将高电压降为用户电压，向发电厂厂用母线供电的变压器，称这种变压器为厂总变压器(简称厂高变)和启动备用变压器(简称启备变)。所用的变压器均为电力变压器。
按单台变压器的相数来区分，电力变压器可分为三相变压器、单相变压器。在三相电力系统中，一般使用三相变压器。当容量过大受到制造条件或运输条件限制时，在三相电力系统中也可由三台单相变压器连接成三相组使用。随着单机容量的增大，人们在机组的接线方式选择时，一般都采用发电机变压器组的单元接线。即将每台汽轮发电机和一台变压器直接连接作为一个单元，这样接线非常简单。当任一台机组发生异常和故障时对其他机组没有影响，同时也使机、电、炉的集中单元控制成为可能，便于运行人员的调节、监视和事故处理。其中变压器常称为主变的容量通常超过700MVA，因此多采用三相变压器，也有采用由三台单相交压器接成三相组的，如平纡电厂中的主变就是由三台240MVA的单相