某地區(qū)4x300mw發(fā)電廠課程設計

1、<p>　　某地區(qū)4×300MW火力發(fā)電廠電氣部分設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心。</p><p>　　電氣主接線是發(fā)

2、電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關。并且對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。電能的使用已經(jīng)滲透到社會、經(jīng)濟、生活的各個領域，而在我國電源結構中火電設備容量占總裝機容量的75%。本文是對配有4臺300MW汽輪發(fā)電機的大型火電廠一次部分的初步設計，主要完成了電氣主接線的設計。包括電氣主接線的形式的比較

3、、選擇；主變壓器、啟動/備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計算、臺數(shù)和型號的選擇；短路電流計算和高壓電氣設備的選擇與校驗; 并作了變壓器保護。</p><p>　　關鍵詞： 發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護；電氣設備。Electrical design of 800MW regional power plant</p><p><b>　　Author: </b><

4、;/p><p><b>　　Tutor: </b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　By the power generation, transformation, transmission and distribution of electricity and energy comp

5、onents, and other aspects of production and consumption systems. It is the function of the natural world through the power of primary energy into electrical energy power plant, then lost, transforming the system and dist

6、ribution </p><p>　　system will supply power to the load centers.</p><p>　　Electrical wiring is the main power plant, electric substation designed first and foremost part of the power system is a

7、lso constitute an important part. Determination of the main cable on the power system as a whole and power plants, substations to run its reliability, flexibility and economy are closely related. And choice of electrical

8、 equipment, power distribution equipment configuration, relay protection and control of the means to develop a greater impact. The use of power has infiltrated </p><p>　　capacity of calculation, the number o

9、f models and options; short-circuit current calculation and high-voltage electrical equipment selection and validation; and made the protection of transformer .</p><p>　　Key words: power plant; transformer;

10、power system; relay; electrical equipment</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 緒 論……………………………………………….……………………..……1</p><p>　　1.1 前言………………………………………………….…..…………………..1&

11、lt;/p><p>　　1.2 原始資料……….…………………………….…..………………………….1</p><p>　　1.3 電力工業(yè)的發(fā)展概況…………………. ….…………………………….2</p><p>　　2 電氣主接線設計………………………………...………………………………...4</p><p>　　2.1 主接線概

12、述………………………….…..…………………………………..4</p><p>　　2.1.1 可靠性……………………..….…………………………………….4</p><p>　　2.1.2 靈活性………………. .…………………………………………….4</p><p>　　2.1.3 經(jīng)濟性…………………….…..…………………………………….4</p

13、><p>　　2.2 對原始資料的分析……………….…….…….……………………………..4</p><p>　　2.3 擬定可行的主接線方案…………….….….………………………………..4</p><p>　　2.3.1 確定變壓器的臺數(shù)及容量……. …….…………………………….4</p><p>　　2.3.2 主接線方案…………

14、……..…….………………………………….5</p><p>　　2.3.3 比較主接線方案….….….………………………………………….6</p><p>　　3 廠用電的設計………………….…..……………………………………………...7</p><p>　　3.1 廠用電源選擇…………….…….……….…………………………………..7</p>

15、<p>　　3.1.1 廠用電電壓等級…….….….……………………………………….7</p><p>　　3.1.2 廠用電系統(tǒng)接地方式…….…….…….…………………………….7</p><p>　　3.1.3 廠用工作電源引接方式….….….………………………………….7</p><p>　　3.1.4 廠用備用電源引接方式…. .………

16、……………………………….7</p><p>　　3.1.5 確定廠用電系統(tǒng)……..….………………………………………….7</p><p>　　3.2 廠用主變選擇…………………….….….…………………………………..7</p><p>　　3.2.1 廠用電主變選擇原則….…….……….…………………………….7</p><p>

17、　　3.2.2 確定廠用電主變容量…….…….……….………………………….7</p><p>　　4 短路電流計算……………….…….…….………………………………………...9</p><p>　　4.1 短路計算目的….….…….…………………………………………………..9</p><p>　　4.2 短路電流計算條件……………..………….……………

18、…………………..9</p><p>　　4.2.1 基本假定……..…….……………………………………………….9</p><p>　　4.2.2 一般規(guī)定….…………..…………………………………………….9</p><p>　　4.3  短路電流分析………….……….…………………………………………..10</p><p>

19、;　　4.3.1 選取短路點……………….………….………………………..…...10</p><p>　　4.3.2　畫等值網(wǎng)絡圖……….……………………………………….…....11</p><p>　　4.3.3　化簡等值網(wǎng)絡圖………………….………………………….…....12</p><p>　　4.3.4 各短路點短路電流計算…….………………………

20、……. ..... .....18</p><p>　　5 導體和電氣設備的選擇………………….……………………………….….….24</p><p>　　5.1 電氣設備選擇概述……………….……………………………….….……24</p><p>　　5.2 電氣設備選擇的一般原則………….………………………………..……24</p><

21、p>　　5.3 電氣設備選擇的校驗內容……….…………………………………. .. ….24</p><p>　　5.4 電氣設備選擇的技術條件…….………………………………………..…25</p><p>　　5.5 電氣設備選擇匯總……….……………………………………….….……25</p><p>　　5.6 電氣主接線…………….……………………

22、…………………………..…25</p><p>　　6 配電裝置的設計…………….………………………………………………..….27</p><p>　　6.1 配電裝置的選擇原則………….……………………………………..……27</p><p>　　6.2 配電裝置的基本要求…………….……………………………………..…27</p><p&

23、gt;　　6.3 配電裝置的設計……….…………………………………………….. ...…27</p><p>　　6.3.1 500kV配電裝置…….…………………………………………… 27</p><p>　　6.3.2 6kV配電裝置…….…………………………………………..…...27</p><p>　　6.4 配電裝置平面布置圖…….…………………

24、………………………..…... 27</p><p>　　結論……………………………….….….…………………………………………...33</p><p>　　參考文獻………………………………….……….……….………………………...34</p><p>　　致 謝…………………………….….……….……………………………………...35</p>

25、<p>　　附錄A 電氣主接線圖………………….……….…….…………………................36</p><p>　　附錄B 500KV配電裝置布置圖(a) …………….….….…………………….….... 37</p><p>　　附錄B 500KV配電裝置布置圖(b) ………………………….………………….. 38</p><p>

26、;　　附錄C 配電裝置平面布置圖………………….…….………………………........39</p><p>　　附錄D 繼電保護配置圖……………….……………………………………..…...40</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p&g

27、t;<p>　　由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結構和運行。據(jù)此，

28、電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設置相應的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行測量、調節(jié)、 控制、保護、通信和調度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟、優(yōu)質的電能。</p><p>　　電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉換為其它的能源，而且便于控制、管理和調度,易于實現(xiàn)自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經(jīng)濟、社會生產(chǎn)和人民生活的各個方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，

29、電力工業(yè)已成為我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎，得到迅猛發(fā)展。本設計的主要內容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。計算短路電流，并根據(jù)計算結果來選擇和效驗主要電氣設備。</p><p><b>　　1.2 原始資料</b></p><p>　　1、課題名稱：某地區(qū)4×300MW火力發(fā)電廠電氣部分設計</p><p><

30、;b>　　2、原始資料：</b></p><p><b>　　1）發(fā)電廠概況：</b></p><p>　?。?）裝機容量：4臺300MW汽輪發(fā)電機</p><p>　?。?）發(fā)電機組參數(shù)：</p><p>　　型號：QFSN－300－2－20B1（東方電機廠）</p><p>

31、<b>　　額定電壓：20KV</b></p><p>　　功率因數(shù)：0.85（滯后）</p><p>　　直軸瞬變電抗：（標么值）</p><p>　　直軸超瞬變電抗：（標么值）</p><p>　?。?）廠用電率：7.31％（計及脫硫），5.57％（不計脫硫）</p><p>　?。?）自然環(huán)

32、境：平均氣溫11.7 ，最高氣溫32.7 ，最低氣溫－9.3 </p><p>　?。?）機組年利用小時數(shù)： </p><p>　　1.3 電力工業(yè)的發(fā)展概況</p><p>　　到2003年底，我國發(fā)電機裝機容量達38450萬千瓦，發(fā)電量達19080億度，居世界第2位。工業(yè)用電量已占全部用電量的50～70%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務就是企業(yè)所需

33、電能的供應和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無污染、使用方便、易于調控的電能得到廣泛應用，推動了社會生產(chǎn)各個領域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術水準已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標志之一。</p><p>　　我國的電力系統(tǒng)從20世紀50年代開始迅速發(fā)展。到1991年底，電力系統(tǒng)裝機容量為14600萬千瓦，年發(fā)電量為6750億千瓦時，均居世界第四位。輸電線路以500 千伏、330千伏

34、和500千伏為網(wǎng)絡骨干，形成4個裝機容量超過1500萬千瓦的大區(qū)電力系統(tǒng)和9個超過百萬千瓦的省電力系統(tǒng)，大區(qū)之間的聯(lián)網(wǎng)工作也已開始。此外，1989年，臺灣省建立了裝機容量為1659萬千瓦的電力系統(tǒng)。</p><p>　　2 電氣主接線設計</p><p>　　2.1 主接線概述</p><p>　　電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設備的作用、連

35、接方式和回路的相互關系。所以，由文獻[1]可知；它的設計直接關系到全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行起著決定的作用。概括地說包括以下三個方面：</p><p>　　2.1.1 可靠性：在研究主接線可靠性時應重視國內外長期運行的實踐經(jīng)驗和其可靠性的定性分析；主接線的可靠性要包括一次部分和相應組成的二次部分在運行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設備的

36、可靠程度?？煽啃缘木唧w要求在于斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。</p><p>　　2.1.2 靈活性：主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。在調度時，應可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式的系統(tǒng)調度要求；在檢修時，可以方

37、便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電；擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。</p><p>　　2.1.3 經(jīng)濟性：要節(jié)省投資，主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備；要節(jié)省繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備和控制電纜；要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器；主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，

38、盡量使占地面積減少；經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量、要避免因兩次變壓而增加電能損失。</p><p>　　2.2 對原始資料的分析</p><p>　　從原始資料和文獻[4]可以知道，本電廠屬于地區(qū)性火力發(fā)電廠，建成后總容量為800MW，建成后與周邊的幾個電廠形成區(qū)域電網(wǎng)。該電廠的發(fā)電容量除了本廠廠用電后剩余的電力向系統(tǒng)供電。因此，本電廠在系統(tǒng)有重要作用。電廠是否安全、可靠運行

39、直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟效益，可見該電廠的重要性。</p><p>　　2.3 擬定可行的主接線方案</p><p>　　2.3.1 確定變壓器臺數(shù)及容量：</p><p>　　1、臺數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設發(fā)電機母系，發(fā)電機與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機電壓出線的供電可靠，本廠主變壓器選用三相式變壓器4臺。</

40、p><p>　　2、容量：單元接線中的主變壓器容量SN 應按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，預留10％的裕度選擇，為 (2.1)</p><p>　　—發(fā)電機容量； —通過主變的容量</p><p>　　—廠用電：Kp=7.31%　 —發(fā)電機的額定功率，</p><p>　　發(fā)電機的額定容量為300MW，扣除廠用電后經(jīng)過變

41、壓器的容量為：</p><p><b>　　(2.2)</b></p><p>　　采用三相風冷自然循環(huán)雙繞組無勵磁調壓變壓器，由文獻[2]可知；</p><p>　　型號為：SFP9-370000/500，參數(shù)為 Ud=14%</p><p>　　2.3.2 主接線方案：根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)

42、對主接線的基本要求，從技術上進行論證各方的優(yōu)、缺點，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個技術上相對較好的方案，由文獻[3]可知，如圖2.1和圖2.2所示:</p><p>　　圖2.1 一臺半接線(方案一)</p><p>　　圖2.2 雙母帶旁路接線(方案二)</p><p>　　2.3.3 比較主接線方案：</p><p>　　1、技術上的比

43、較：方案一供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至使供電中斷；調度靈活，各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要；擴建方便，向雙母的左右任何一個方向擴建均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電；便于試驗。方案一比方案二供電更可靠。</p><p>　　2、經(jīng)濟上的比較：雖然方案二比方案一供電更可靠，但是從經(jīng)濟

44、的角度看，方案二的投資比方案一要大很多，增加了旁路間隔和旁路母線，每回間隔增加一把隔離開關，大大的增加了投資，同時方案二方案一多占用了土地，當今我國的土地資源比較缺乏。</p><p>　　從技術和經(jīng)濟的角度論證了兩個方案，雖然方案一比方案二供電可靠，但是由于目前斷路器采用的是六氟化硫斷路器，它的檢修周期長，不需要經(jīng)常檢修，所以采用旁路也就沒有多大意義了，這樣一來不僅僅節(jié)省了投資，也節(jié)約了用地，所以比較論證后確定

45、采用了方案一。</p><p>　　3 廠用電的設計</p><p>　　3.1 廠用電源選擇</p><p>　　3.1.1 廠用電電壓等級的確定：廠用電供電電壓等級是根據(jù)發(fā)電機的容量和額定電壓、廠用電動機的額定電壓及廠用網(wǎng)絡的可靠、經(jīng)濟運行等諸方面因素，經(jīng)技術、經(jīng)濟比較后確定。因為發(fā)電機的額定容量為300MW，由文獻[5]可知；比較后確定廠用電電壓等級采

46、用6kV的等級。</p><p>　　3.1.2 廠用電系統(tǒng)接地方式：廠用變采用不接地方式，高壓和低壓都為三角電壓，</p><p>　　當容量較小的電動機采用380V時，采用二次廠用變，將6kV變?yōu)?80V，中性點直接接地；啟備變采用中性點直接接地，高壓側為星型直接接地，低壓側為三角電壓。</p><p>　　3.1.3 廠用工作電源引接方式：因為發(fā)電機與主變壓器

47、采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變壓器低壓側引接。</p><p>　　3.1.4 廠用備用電源和啟動電源引接方式：采用兩臺啟備變，獨立從500kV母線引至啟備變，啟備變采用低壓側雙繞組分裂變壓器。</p><p>　　3.1.5 確定廠用電系統(tǒng)：廠用電系統(tǒng)采用如圖方案一和方案二，廠用電在兩個方案中都是一樣。</p><p>　　3.2 廠用主變選擇<

48、;/p><p>　　3.2.1 廠用電主變選擇原則：</p><p>　　1、變壓器、副邊額定電壓應分別與引接點和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應。</p><p>　　2、連接組別的選擇，宜使同一電壓級的廠用工作、備用變壓器輸出電壓的相位一致。</p><p>　　3、阻抗電壓及調壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及廠用電負荷正常波動</p>

49、<p>　　范圍內，廠用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的±5％。</p><p>　　4、變壓器的容量必須保證常用機械及設備能從電源獲得足夠的功率。</p><p>　　3.2.2 確定廠用電主變容量：按廠用電率確定廠用電主變的容量，廠用電率確定為，；選型號為： ，額定容量為：；電壓比為：；啟備變的容量為廠用變的總和，為80MVA，選用兩臺40MVA的變壓器，型

50、號為：，額定容量為：，電壓比為：。</p><p>　　4  短路電流計算</p><p>　　4.1  短路電流計算的目的</p><p>　　在發(fā)電廠電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。由文獻[6]可知；其計算的目的的主要有以下幾個方面：</p><p>　　1、電氣主接線的比選。</p>

51、<p>　　2、選擇導體和電器。</p><p>　　3、確定中性點接地方式。</p><p>　　4、計算軟導線的短路搖擺。</p><p>　　5、確定分裂導線間隔棒的間距。</p><p>　　6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。</p><p>　　7、選擇繼電保護裝置和進行整定計算。</p&

52、gt;<p>　　4.2  短路電流計算條件</p><p>　　4.2.1 基本假定</p><p>　　1、正常工作時，三項系統(tǒng)對稱運行。</p><p>　　2、所有電流的電功勢相位角相同。</p><p>　　3、電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。</p><p>　　4、短路發(fā)生

53、在短路電流為最大值的瞬間。</p><p>　　5、不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻略去不計。</p><p>　　6、不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流。</p><p>　　7、元件的技術參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍。</p><p>　　8、輸電線路的電容略去不計。</p>

54、<p>　　4.2.2 一般規(guī)定</p><p>　　1、驗算導體的電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景的發(fā)展計劃。</p><p>　　2、選擇導體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流影響。</p><p>　　3、選擇導體和電器時，

55、對不帶電抗回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大地點。</p><p>　　4、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。</p><p>　　4.3  短路電流分析</p><p>　　4.3.1 選取短路點</p><p>　　由原始資料，選擇母線處短路點d1、發(fā)電機回路出口處短路點d2

56、、d3、d4、d5、和廠用變低壓側短路點d6、d7、d8、d9，如下圖4.1所示:</p><p>　　圖4.1 短路點的選擇</p><p>　　具體元件用等值電抗表示,如圖4.2</p><p>　　圖4.2 等值電抗表示的短路點</p><p>　　4.3.2 畫等值網(wǎng)絡圖</p><p>　　1、去掉系

57、統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容和各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫太電抗Xd’’。</p><p>　　2、計算網(wǎng)絡中各元件參數(shù)見表4.1：</p><p>　　表4.1 發(fā)電機參數(shù)(a)</p><p>　　表4.2 變壓器參數(shù)(b)</p><p>　　3、將各元件電抗換算為同一基準的標么電抗：</p><p>　　取基

58、準容量Sj=100MVA，基準電壓Up1=242kV，Up2=15.75kV，Up3=6.3kV</p><p>　　(1) 新建發(fā)電廠發(fā)電機、變壓器、廠用變的標么值：</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p><b>　　(4.2)</b></p><p><b>

59、　　(4.3)</b></p><p><b>　　(4.4)</b></p><p>　　(2) 系統(tǒng)600MW火電廠QFS發(fā)電機、變壓器的標么值：</p><p><b>　　(4.5)</b></p><p><b>　　(4.6)</b></p>

60、<p>　　(3) 系統(tǒng)600MW水電廠TS1264發(fā)電機、變壓器的標么值：</p><p><b>　　(4.7)</b></p><p><b>　　(4.8)</b></p><p>　　(4) 系統(tǒng)300MW火電廠TQN發(fā)電機、變壓器的標么值：</p><p><b>

61、;　　(4.9)</b></p><p><b>　　(4.10)</b></p><p>　　畫出如圖4.2的等值電抗圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號</p><p>　　4.3.2 化簡等值網(wǎng)絡圖</p><p>　　為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡分別化簡為以短路點為中心的輻射網(wǎng)絡，并求出各電源與短

62、路點之間的電抗，即轉移電抗：</p><p>　　1、化簡d1短路點的等值網(wǎng)絡：</p><p>　　由圖4.2化簡得圖4.3</p><p><b>　　(4.11)</b></p><p><b>　　(4.12)</b></p><p><b>　　(4.13

63、)</b></p><p><b>　　(4.14)</b></p><p><b>　　(4.15)</b></p><p><b>　　(4.16)</b></p><p><b>　　(4.17)</b></p><p

64、>　　圖4.3 d1短路點等值網(wǎng)絡圖(a)</p><p>　　由圖4.3化簡得圖4.4</p><p><b>　　(4.18)</b></p><p>　　圖4.4 d1短路點等值網(wǎng)絡圖(b)</p><p>　　2、化簡d2短路點的等值網(wǎng)絡：</p><p>　　由圖4.2化簡得圖

65、4.5</p><p>　　圖4.5 d2短路點等值網(wǎng)絡圖(a)</p><p>　　由圖4.5化簡得圖4.6</p><p><b>　　(4.19)</b></p><p>　　圖4.6 d2短路點等值網(wǎng)絡圖(b)</p><p>　　由圖4.6化簡得圖4.7</p><

66、;p><b>　　(4.20)</b></p><p>　　圖4.7 d2短路點等值網(wǎng)絡圖(c)</p><p>　　由圖4.7化簡得圖4.8</p><p><b>　　(4.21)</b></p><p>　　圖4.8 d2短路點等值網(wǎng)絡圖(d)</p><p>

67、;　　由圖4.8化簡得圖4.9</p><p><b>　　(4.22)</b></p><p><b>　　(4.23)</b></p><p><b>　　(4.24)</b></p><p><b>　　(4.25)</b></p>&

68、lt;p><b>　　(4.26)</b></p><p><b>　　(4.27)</b></p><p><b>　　(4.28)</b></p><p><b>　　(4.29)</b></p><p>　　圖4.9 d2短路點等值網(wǎng)絡圖(e

69、)</p><p>　　d2、d3、d4、d5各點的短路電流都相同，所以只化簡一點</p><p>　　3、化簡d6短路點的等值網(wǎng)絡：</p><p>　　由圖4.9得到短路點d6的等值阻抗圖4.10</p><p>　　圖4.10 d6短路點等值阻抗圖(a)</p><p>　　由圖4.10化簡得圖4.11<

70、/p><p><b>　　(4.30)</b></p><p><b>　　(4.31)</b></p><p>　　圖4.11 d6短路點等值阻抗圖(b)</p><p>　　由圖4.11化簡得圖4.12</p><p><b>　　(4.32)</b>

71、</p><p><b>　　(4.33)</b></p><p><b>　　(4.34)</b></p><p><b>　　(4.35)</b></p><p><b>　　(4.36)</b></p><p><b&g

72、t;　　(4.37)</b></p><p><b>　　(4.38)</b></p><p><b>　　(4.39)</b></p><p><b>　　(4.40)</b></p><p><b>　　(4.41)</b></p&g

73、t;<p><b>　　(4.42)</b></p><p>　　圖4.12 d6短路點等值阻抗圖(c)</p><p>　　d6、d7、d8、d9各點的短路電流都相同，所以只化簡一點</p><p>　　4.3.3 各短路點短路電流計算</p><p><b>　　1、d1短路點：</b

74、></p><p>　　(1) 計算電抗： ，將圖4.4的等值阻抗化為計算阻抗</p><p><b>　　(4.43)</b></p><p><b>　　(4.44)</b></p><p><b>　　(4.45)</b></p><p>&

75、lt;b>　　(4.46)</b></p><p>　　查曲線的出各電源供給的短路電流標么值：</p><p>　　600MW火電廠： </p><p>　　600MW水電廠： </p><p>　　300MW火電廠： </p><p>

76、　　發(fā)電機F1～F4： </p><p>　　(2) 各電源點供給的基準電流：</p><p><b>　　600MW火電廠：</b></p><p><b>　　(4.47)</b></p><p><b>　　600MW水電廠：</b></p&

77、gt;<p><b>　　(4.48)</b></p><p><b>　　300MW火電廠：</b></p><p><b>　　(4.49)</b></p><p><b>　　發(fā)電機F1～F4：</b></p><p><b>

78、;　　(4.50)</b></p><p>　　(3) 各電源點供給的短路周期分量有效值：</p><p>　　600MW火電廠：　　　　　　　</p><p>　　600MW水電廠：　　　　　　　</p><p>　　300MW火電廠：　　　　　　</p><p>　　發(fā)電機F1～F4：　 　　　　 &l

79、t;/p><p><b>　　總的短路電流：</b></p><p><b>　　(4.51)</b></p><p><b>　　(4.52)</b></p><p><b>　　(4.53)</b></p><p>　　(4) 短路

80、容量和短路電流最大值：</p><p><b>　　短路容量：</b></p><p><b>　　(4.54)</b></p><p><b>　　(4.55)</b></p><p><b>　　(4.56)</b></p><p&

81、gt;<b>　　沖擊電流：</b></p><p><b>　　(4.57)</b></p><p><b>　　全電流：</b></p><p><b>　　(4.58)</b></p><p><b>　　2、d2短路點：</b>

82、;</p><p>　　(1) 計算電抗：，將圖4.9的等值阻抗化為計算阻抗</p><p><b>　　(4.59)</b></p><p><b>　　(4.60)</b></p><p><b>　　(4.61)</b></p><p><b

83、>　　(4.62)</b></p><p><b>　　(4.63)</b></p><p>　　查曲線的出各電源供給的短路電流標么值：</p><p>　　600MW火電廠： 　 </p><p>　　600MW水電廠： </p><p>　

84、　300MW火電廠： 　</p><p>　　發(fā)電機F2～F4： </p><p>　　發(fā)　電　機F1： 　</p><p>　　(2) 各電源點供給的基準電流：</p><p><b>　　600MW火電廠：</b></p><p>&l

85、t;b>　　(4.64)</b></p><p><b>　　600MW水電廠：</b></p><p><b>　　(4.65)</b></p><p><b>　　300MW火電廠：</b></p><p><b>　　(4.66)</b&

86、gt;</p><p><b>　　發(fā)電機F2～F4：</b></p><p><b>　　(4.67)</b></p><p><b>　　發(fā)　電　機F1：</b></p><p><b>　　(4.68)</b></p><p>

87、;　　(3) 各電源點供給的短路周期分量有效值：</p><p>　　600MW火電廠：　 　 </p><p>　　600MW水電廠：　 　 </p><p>　　300MW火電廠：　　 　 　　 </p><p>　　發(fā)電機F2～F4：　 　 </p><p

88、>　　發(fā)　電　機F1：　 　 </p><p><b>　　總的短路電流：</b></p><p><b>　　(4.69)</b></p><p><b>　　(4.70)</b></p><p><b>　　(4.71)</b>&

89、lt;/p><p>　　(4) 短路容量和短路電流最大值：</p><p><b>　　短路容量：</b></p><p><b>　　(4.72)</b></p><p><b>　　(4.73)</b></p><p><b>　　(4.74)

90、</b></p><p><b>　　沖擊電流：</b></p><p><b>　　(4.75)</b></p><p><b>　　全電流：</b></p><p><b>　　(4.76)</b></p><p>

91、<b>　　3、d6短路點：</b></p><p>　　(1) 計算電抗：，將圖4.12的等值阻抗化為計算阻抗</p><p><b>　　(4.77)</b></p><p><b>　　(4.78)</b></p><p><b>　　(4.79)</b&

92、gt;</p><p><b>　　(4.80)</b></p><p><b>　　(4.81)</b></p><p>　　由于計算電抗大于3，所以采用</p><p><b>　　(4.82)</b></p><p><b>　　(4.8

93、3)</b></p><p><b>　　(2) 基準電流：</b></p><p><b>　　(4.84)</b></p><p>　　(3) 短路周期分量有效值：</p><p><b>　　廠用變周期分量：</b></p><p>&

94、lt;b>　　(4.85)</b></p><p>　　電動機反饋電流：KDd取6，為6倍啟動電流；功率因素取0.8，電動機的容量取8000kW，</p><p><b>　　(4.86)</b></p><p><b>　　總的短路電流：</b></p><p><b>

95、;　　(4.87)</b></p><p>　　(4) 短路容量和短路電流最大值：</p><p><b>　　短路容量： </b></p><p><b>　　(4.88)</b></p><p><b>　　沖擊電流：</b></p><p&

96、gt;<b>　　(4.89)</b></p><p><b>　　全電流：</b></p><p><b>　　(4.90)</b></p><p>　　表4.3 各短路點短路電流計算結果表</p><p>　　5  電氣設備的選擇</p><

97、p>　　5.1   電氣設備選擇概述</p><p>　　由于各種電氣設備的具體工作條件并不完全相同，所以，它們的具體選擇方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即，要保證電氣設備可靠的工作，必須按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定;由文獻[7]可知：</p><p>　　5.2  電氣設備選擇的一般原則</p><p

98、>　　5.2.1 應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。</p><p>　　5.2.2 應按當?shù)丨h(huán)境條件校核。</p><p>　　5.2.3 應力求技術先進和經(jīng)濟合理。</p><p>　　5.2.4 與正個工程的建設標準應協(xié)調一致。</p><p>　　5.2.5 同類設備應盡量減少品種。</p&g

99、t;<p>　　5.2.6 用新的產(chǎn)品均應有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。</p><p>　　5.3  電氣設備選擇的校驗內容</p><p>　　表 5.1 高壓設備校驗內容</p><p>　　注:“是”表示需要校驗, “－”表示不用校驗</p><p>　　5.4 電氣設備選擇的技術條件</p&g

100、t;<p>　　表 5.2 選擇電器的一般技術條件</p><p>　　注:“是”表示需要選擇的技術條件, “－”表示不用選擇的技術條件</p><p>　　5.5  電氣設備選擇 由文獻[9]可知：</p><p>　　5.5.1 導體：500kV線路、500kV母線、發(fā)電機出口母線、主變間隔以及其他間隔</p><p

101、>　　1、500kV線路考慮都是從發(fā)電廠輸送容量到系統(tǒng)，即800MW的容量都是通過線路輸送到負荷，當有一回故障或者檢修停電時，其他線路能夠多輸送容量到系統(tǒng)，所以每回線路的輸送容量設定為300MW，每回線路的額定電流為620A，采用鋼芯鋁絞線LGJ-300型的導線。</p><p>　　2、500kV母線采用穿越功率是800MW，流過母線的額定電流為2470A，采用LDRE-130/116鋁錳合金管形母線。&

102、lt;/p><p>　　主變間隔采用單元接線，所以流過該間隔的額定電流為620A，采用鋼</p><p>　　芯鋁絞線LGJ-300型的導線。</p><p>　　4、發(fā)電機出口額定電流為8625A，采用額定電流為9000A的封閉母線。</p><p>　　5、其他間隔也采用鋼芯鋁絞線LGJ-300型的導線。</p><p&g

103、t;　　5.5.2斷路器：采用SF6斷路器，斷路器的額定電壓取242kV，最高工作電壓選用252kV，額定電流選用3150A，開斷電流選用50 kA。</p><p>　　5.5.3 隔離開關：采用GW16-245、GW16-245D和GW4-245IID，額定電流為1600A，動穩(wěn)定為31.5kA。</p><p>　　5.5.4 電壓互感器：采用電容式互感器，線路帶一組保護級和一個0.

104、5級的測量繞組，母線電壓互感器帶一組保護級、一組0.5級測量級和0.2S計量級。</p><p>　　5.5.5 電流互感器：采用SF6電流互感器，額定電流為800/1A。</p><p>　　5.5.6 開關柜：6.3kV采用10kV等級的KYN型開關柜，額定電流為1250A，斷路器開斷電流為31.5kA。</p><p>　　表5.3 電氣設備選擇匯總表<

105、/p><p>　　5.6 電氣主接線 詳見附圖A所示</p><p>　　6 配電裝置的設計</p><p>　　6.1 配電裝置的選擇原則</p><p>　　高壓配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經(jīng)濟政策，遵循上級頒的有關規(guī)程、規(guī)范及技術規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設

106、備，積極慎重地采用新布置、新設備、新材料、新結構，使配電裝置設計不斷創(chuàng)新，做到技術先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便?；鹆Πl(fā)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結合運行、檢修和安全要求，通過技術經(jīng)濟比較予以確定，由文獻[10]可知。</p><p>　　6.2 配電裝置的基本要求</p><p>　　1、滿足安全凈距離的要求<

107、/p><p>　　2、滿足施工、運行和檢修的要求</p><p>　　3、噪聲的允許標準及限制措施要求</p><p>　　4、靜電感應的場強水平和限制措施要求</p><p>　　5、電暈無線電干擾的特性和控制</p><p>　　6.3 配電裝置的設計</p><p>　　6.3.1 500

108、kV配電裝置：500kV配電裝置采用分相中型管母線布置，這樣可以節(jié)約用地，簡化構架，施工工作量最小，工期最短，布置清晰，運行方便和節(jié)省三材，具體見附圖B所示。</p><p>　　6.3.2 6kV配電裝置：6kV采用屋內成套開關柜布置，開關柜采用KYN型式。 </p><p>　　6.4 配電裝置平面布置圖

109、 詳見附圖D所示:</p><p><b>　　結　論</b></p><p>　　本次課程設計的題目是“某地區(qū)4×300MW火力發(fā)電廠電氣部分設計”。在這次設計中的發(fā)電機臺數(shù)為四臺，裝機容量分別為，；機組年利用小時數(shù)：，廠用電，發(fā)電機的額定功率因數(shù)，在這次設計得過程中，我們翻閱了許多的相關資料，最重要的是通過本次設計，我們能夠鞏固所學的基本理論、專業(yè)知識，

110、并綜合運用所學知識來解決實際的工程問題，學習工程設計的基本技能，基本程序和基本方法。</p><p>　　所設計的火電廠電氣部分具有可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，并能滿足工程建設規(guī)模要求。采用的電氣主接線具有供電可靠、調度靈活、運行檢修方便且具有經(jīng)濟性和可擴建發(fā)展的可能性等特點。所選主變經(jīng)濟、合理。在設計過程中，短路電流是按最嚴重情況考慮計算的，并結合實際環(huán)境，選擇的電氣設備提高了運行的可靠性，節(jié)約運行成本。</

111、p><p>　　在設計的初期我們利用了三周的時間熟悉了這次課程設計的題目及要求，并在圖書館、電子圖書室查閱了有關的技術資料。在查閱資料和分析的過程中，大大拓寬我們的專業(yè)知識領域，使我們慢慢生成了這次設計的主要思路，并且將自己的思路以及想法向指導老師進行了匯報，指導老師針對我們提出的問題對思路進行了修改，這培養(yǎng)我們具有初步的科研和設計的能力。由于時間關系以及個人水平的限制，這次的設計也有很多不完善的東西，相信這些會在我

112、們的工作過程中慢慢的理解。 總之，在這次設計中最大的受益者是我們自己。我們不僅在這次課程設計中發(fā)現(xiàn)了我們學習的薄弱之處，而且我們學會了如何理論與實際相結合，明白了這次課程設計的目的。這次課程設計是我們自己能夠獨立的分析問題、解決問題，使理論知識與工程實際相聯(lián)系，并達到對知識的融匯貫通及合理應用。 </p><p>　　通過這次設計，我們進一步領會電力工業(yè)建設中的政策觀念和經(jīng)濟技術觀念，以及對工程技術

113、中的技術和經(jīng)濟問題，能夠進行比較全面的綜合分析。使我們對電力系統(tǒng)有了一個整體和具體的了解，這對我們今后工作中有積極的意義。</p><p>　　參 考 文 獻</p><p>　　[1] 戈東方. 電力工程電氣設計手冊（一次部分）[M]. 北京：中國電力出版社，3004</p><p>　　[2] 黃純華. 發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料[M]. 北京：中

114、國電力出版社，1987.</p><p>　　[3] 姚春球. 發(fā)電廠電氣部分[M]. 北京：中國電力出版社，3004.</p><p>　　[4] DL5000—1994 火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程[S].北京: 中國標準出版社 3004</p><p>　　[5] SDJ161—85 電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程[S].北京：中華人民共和國水利部 1985</p

115、><p>　　[6] 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M].武漢：華中科技大學出版社，3002.</p><p>　　[7] 傅知蘭. 電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算[M]. 北京：中國電力出版社，3004.</p><p>　　[8] Gold R.H.雷電保護(上卷)[M].北京：水利電力出版社，1982. </p><p>　　[9]

116、 周澤存，沈其工.高電壓技術[M]. 北京：中國電力出版社，3004.</p><p>　　[10] DL/T5352-3006 高壓配電裝置設計技術規(guī)程[S]. 北京：中國電力出版社 3006</p><p>　　[11] 賀家李,宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理[M].北京：中國電力出版社，3004.</p><p>　　[12] GB14285-1993

117、繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程[S].北京：國家技術監(jiān)督局，1993</p><p>　　[13] 楊冠程.電力系統(tǒng)自動裝置原理[M].北京：中國電力出版社，3004.</p><p><b>　　致　謝</b></p><p>　　雖然半年的實習及論文寫作是忙碌的，但很充實。學到了以前沒有學到的新知識。不積跬步何以至千里，論文寫作能夠順利地

118、進行，歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，把各門專業(yè)課程系統(tǒng)的結合</p><p>　　起來，并在實踐中得以體現(xiàn)。在此要感謝畢業(yè)論文專業(yè)導師的諄諄教導和細心指導；并向學院的全體老師表示由衷的謝意，感謝他們三年來的辛勤栽培；還有我的全班所有同學，也正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文能夠順利完成,</p><p>　　題目：某地區(qū)4×300MW

119、火力發(fā)電廠電氣部分設計</p><p><b>　　一、設計的原始資料</b></p><p><b>　　1.發(fā)電廠概況：</b></p><p>　?。?）裝機容量：4臺300MW汽輪發(fā)電機</p><p>　　（2）發(fā)電機組參數(shù)：</p><p>　　型號：QFSN－

120、300－2－20B1（東方電機廠）</p><p><b>　　額定電壓：20KV</b></p><p>　　功率因數(shù)：0.85（滯后）</p><p>　　直軸瞬變電抗：（標么值）</p><p>　　直軸超瞬變電抗：（標么值）</p><p>　　（3）廠用電率：7.31％（計及脫硫），5.

121、57％（不計脫硫）</p><p>　?。?）自然環(huán)境：平均氣溫11.7 ，最高氣溫32.7 ，最低氣溫－9.3 </p><p>　　（5）機組年利用小時數(shù)： </p><p>　　2.電力系統(tǒng)與本廠連接情況</p><p>　　電力系統(tǒng)目前總裝機容量為11000MW，近期（5年）規(guī)劃裝機容量為50000MW。該電廠無地方負荷，經(jīng)兩回50

122、0KV線路接入系統(tǒng)。系統(tǒng)等值阻抗（正序）為：0.0045（標么值），計算基準容量為100MVA。另外，該電廠附近有一500KV變電站，可提供廠用備用電源。 </p><p><b>　　二、設計任務</b></p><p>　　（1）電氣主接線設計；</p><p><b>　　（2）廠用電設計；</b></p>

123、;<p>　?。?）短路電流計算；</p><p>　?。?）主要電氣設備選擇；</p><p>　?。?）配電裝置設計；</p><p>　?。?）繪制有關圖紙，并撰寫課程設計文本（計算書、說明書）。</p><p><b>　　三、設計成品要求</b></p><p>　　（1）

124、電氣主接線圖一份（1＃圖）；</p><p>　?。?）設計說明書、計算書一份（不少于1萬字）。</p><p><b>　　四、主要參考資料</b></p><p>　?。?）《發(fā)電廠電氣部分》</p><p>　　（2）《發(fā)電廠電氣部分課程設計》</p><p>　?。?）《電力工程電力設計手

125、冊》（第一冊）</p><p>　?。?） DL 5000-3000 火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程</p><p>　　（5）DL/T 5153-3002 火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定</p><p><b>　　五、設計進程安排</b></p><p><b>　　六、成績評定</b></p>

126、;<p>　　成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級。</p><p><b>　　廠用電設計內容要求</b></p><p><b>　　廠用電的電壓等級</b></p><p><b>　　高壓</b></p><p><b>　　低壓<