1、蘭州理工大學技術工程學院畢業設計任務書題目 6300MW火力發電廠電氣部分設計 學生姓名 班級 電力系統3班 學號 08230414 題目類型 工程設計 指導教師 系主任 一、畢業設計的技術背景和設計依據： 1、電廠規模（1）裝機容量：6300MW（2）機組年利用小時：Tmax=5600h（3）氣象條件：年最高溫度40度，平均溫度25度，氣象條件一般，無特殊要求（4）廠用電率：8%2、出線回數（1）220kV電壓級：150km架空線出線8回，最大負荷500MW，最小負荷400MW，cos =0.85，Tmax=5200h，為、類負荷。 （2）500kV電壓級：200km架空出線4回，備用線1回

2、，500kV電壓級與電力系統連接，接受該發電廠剩余功率。系統歸算到本電廠500kV母線上的標幺值電抗 =0.021（基準容量為100MVA）。二、畢業設計的任務1、熟悉題目要求，查閱相關科技文獻2、主接線方案設計（包括方案論證與確定、技術經濟分析等內容）3、短路電流計算4、主變壓器繼電保護方案配置5、主變壓器繼電保護的整定計算6、撰寫設計說明書，繪制圖紙7、指定內容的外文資料翻譯三、畢業設計的主要內容、功能及技術指標主要內容：1.確定主接線：根據設計任務書，分析原始資料與數據，列出技術上可能實現的2-3個方案，經過技術經濟比較，確定最優方案。2選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺數、型號等。3.

3、短路電流計算：根據電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網絡圖，計算短路電流，并列表匯總。4.主變壓器繼電保護裝置配置。主要技術指標：1.保證供電安全、可靠、經濟；2.功率因數達到0.9及以上。四、畢業設計提交的成果設計說明書（不少于80頁，約3萬字左右）圖紙1）電氣主接線圖一張（1#圖紙）；2）主變壓器保護系統配置圖一張（1#圖紙）；3、中文摘要（中文摘要約200字，35個關鍵詞） 4、論文簡介（按12年春教務處要求）5、查閱文獻不少于10篇五、畢業設計的主要參考文獻和技術資料1、傅知蘭. 電力系統電氣設備選擇與實用計算M.中國電力出版社 20042、電力工業部，電力規劃

4、設計院.電力系統設計手冊M.中國電力出版社3、西北電力設計院. 電力工程設計手冊M. 中國電力出版社4、王錫凡. 電力工程基礎M. 西安交通大學出版社 19986、吳希再. 電力工程 M. 華中科技大學出版社 20047、牟道槐. 發電廠變電站電氣部分M. 重慶大學出版社 20038、陳生貴. 電力系統繼電保護M. 重慶大學出版社20039、西北電力設計院. 電力工程電氣設備手冊M. 中國電力出版社10、陸安定.發電廠變電所及電力系統的無功功率M.中國電力出版社11、AKIRA ONUKI，Phase Transition DynamicsM.CAMBRIDGE UNIVERSITY PRES

5、S 200512、G.Orelind , “Optimal PID gain schedule for hydrogenerators design and application” J IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol.4, No.3, Sept, 1989 六、畢業設計各階段安排設 計 內 容周次日期完成情況導師簽字熟悉設計題目及要求1查閱相關技術資料2查閱相關技術資料3電氣主接線的初步設計，選擇變壓器4主接線多種方案技術經濟比較，確定最終接線5畫出等值網絡圖，選擇短路點6計算短路電流，結果匯總7主要電氣設備選擇8主變繼電保護整定計算和配置9主變繼

6、電保護整定計算和配置10繪圖11寫論文，準備答辯12 蘭州理工大學技術工程學院畢業設計開題報告姓 名蔣卓蕓專業電氣工程及其自動化 班級電力系統3班 學 號08230414指導教師張宏亮題目類型工程設計題 目6*300MW火力發電廠電氣部分設計一、選題背景及依據（簡述題目的技術背景和設計依據，說明選題目的、意義，列出主要參考文獻） 1、電廠規模（1）裝機容量：6300MW（2）機組年利用小時：Tmax=5600h（3）氣象條件：年最高溫度40度，平均溫度25度，氣象條件一般，無特殊要求（4）廠用電率：8%2、出線回數（1）220kV電壓級：150km架空線出線8回，最大負荷500MW，最小負荷4

7、00MW，cos=0.85，Tmax=5200h，為、類負荷。（2）500kV電壓級：200km架空出線4回，備用線1回，500kV電壓級與電力系統連接，接受該發電廠剩余功率。系統歸算到本電廠500kV母線上的標幺值電抗 =0.021（基準容量為100MVA）。3.課題來源及研究的背景,目的和意義電氣主接線的設計是發電廠或變電站電氣設計的主體。電氣主接線設計的基本原則是以設計任務書問為依據，以國家經濟建設的方針、政策、技術規定、標準為準繩，結合工程實際情況，以保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便、盡可能的節省投資，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅

8、持可靠、先進、適用、經濟、美觀的原則。 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b7%a2%b5%e7%b3%a7 o 發電廠 t _blank 發電廠 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b5%e7%c6%f8 o 電氣 t _blank 電氣主 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keyw

9、ords=%bd%d3%cf%df o 接線 t _blank 接線系統的安全性、可靠性是電力系統運行及維護的重要內容，其可靠性將直接關系到系統供電任務的完成情況。隨著國內 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b7%a2%b5%e7%b3%a7 o 發電廠 t _blank 發電廠機組容量的不斷升級，主 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%bd%d3%cf%df o 接線 t

10、_blank 接線的連接形式也在不斷變化，系統運行的可靠性問題已經成為 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b7%a2%b5%e7%b3%a7 o 發電廠 t _blank 發電廠遠行與維護中至關重要的環節。 安全性、可靠性以及經濟型是電力系統運行及維護的基本要求，作為 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b7%a2%b5%e7%b3%a7 o 發電廠 t _blank 發電廠

11、以及配電設備中系統中最為重要的電能樞紐單元， HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b7%a2%b5%e7%b3%a7 o 發電廠 t _blank 發電廠 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b5%e7%c6%f8 o 電氣 t _blank 電氣主 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&k

12、eywords=%bd%d3%cf%df o 接線 t _blank 接線的可靠性評估是電力系統研究的重要課題。作為系統電源， HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b7%a2%b5%e7%b3%a7 o 發電廠 t _blank 發電廠的主要任務是持續穩定地向系統中輸送電能。在這一任務中， HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b7%a2%b5%e7%b3%a7 o 發電廠 t

13、_blank 發電廠的 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b5%e7%c6%f8 o 電氣 t _blank 電氣主 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%bd%d3%cf%df o 接線 t _blank 接線單元主要負責集中將發電機組發出的電能傳輸或分配到輸電系統中，其可靠性將直接關系到系統供電任務的完成情況。 現階段，隨著國內經濟的新一輪增長，居民以及工業用電急劇膨脹，對

14、電力系統的規模以及可靠性要求也越來越高。 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b7%a2%b5%e7%b3%a7 o 發電廠 t _blank 發電廠機組容量的不斷升級，使得其主 HYPERLINK :/ qikan /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%bd%d3%cf%df o 接線 t _blank 接線的連接形式也在不斷變化，其結構日趨復雜，所聯接 HYPERLINK :/ qikan /SearchResu

15、lt.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b5%e7%c6%f8 o 電氣 t _blank 電氣設備不斷增多，其可靠性問題也日益成為制約現階段系統發展的重要因素。 （1）傅知蘭. 電力系統電氣設備選擇與實用計算M.中國電力出版社 2004（2）電力工業部，電力規劃設計院.電力系統設計手冊M.中國電力出版社（3）西北電力設計院. 電力工程設計手冊M. 中國電力出版社（4）王錫凡. 電力工程基礎M. 西安交通大學出版社 1998（5）吳希再. 電力工程 M. 華中科技大學出版社 2004（6）牟道槐. 發電廠變電站電氣部分M. 重慶大學出版社 2003

16、（7）陳生貴. 電力系統繼電保護M. 重慶大學出版社2003（8）西北電力設計院. 電力工程電氣設備手冊M. 中國電力出版社（9）陸安定.發電廠變電所及電力系統的無功功率M.中國電力出版社（10）AKIRA ONUKI，Phase Transition DynamicsM.CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS 2005（11）G.Orelind , “Optimal PID gain schedule for hydrogenerators design and application” J IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol.4, No

17、.3, Sept, 1989 二、主要設計（研究）內容、設計（研究）思想、解決的關鍵問題、擬采用的技術方案及工作流程 主要內容：1.確定主接線：根據設計任務書，分析原始資料與數據，列出技術上可能實現的2-3個方案，經過技術經濟比較，確定最優方案。2選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺數、型號等。3.短路電流計算：根據電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網絡圖，計算短路電流，并列表匯總。4.主變壓器繼電保護裝置配置。主要技術指標：1.保證供電安全、可靠、經濟；2.功率因數達到0.9及以上。解決的關鍵問題 1.設計電氣主接線時，應考慮電站的分期建設和分期安裝機組的情況。特別是對

18、單機容量比較大或機組臺數較多的電站，從第一臺機組投產到全部機組投入電力系統運行，可能要經過比較長的時間。因此，要認真研究主接線適合分期過渡安裝的方式，以減少電站投產后停電次數。 2.變壓器的選擇 選擇變壓器時,如果把變壓器容量選擇過大,就會形成“大馬拉小車”的現象。這不僅增加了設備投資,而且還會使變壓器長期處于空載狀態,使無功損失增加。如果變壓器容量選擇過小,將會使變壓器長期處與過負荷狀態,易燒毀變壓器。因此,正確選擇變壓器容量是電網降損節能的重要措施之一,在實際應用中,我們可以根據以下的簡便方法來選擇變壓器容量。 變壓器容量本著“小容量，密布點”的原則，配電變壓器應盡量位于負荷中心，供電半徑

19、不超過0.5千米。配電變壓器的負載率在0.50.6之間效率最高，此時變壓器的容量稱為經濟容量。如果負載比較穩定，連續生產的情況可按經濟容量選擇變壓器容量。變壓器的選擇主要是依據變壓器的額定值。根據設備的需要，變壓器有標準和非標準兩類。以下是這兩類變壓器的選擇方法。(1)標準變壓器 (a)根據實際情況選擇初級(原邊)額定電壓(380V，220V)，再選擇次級額定電壓，(次級額定值是指初級加額定電壓時，次級的空載輸出，次級帶有額定負載時輸出電壓下降5%，因此選擇輸出額定電壓時應略高于負載額定電壓)。 (b)根據實際負載情況，確定各次級繞組額定電流，一般繞組的額定輸出電流應大于或等于額定負載電流。

20、(c)次級額定容量由總容量確定?？側萘克惴ㄈ缦?根據次級電壓、電流(或總容量)來選擇變壓器，三相變壓器也是按以上方法進行選擇的。(2)非標準變壓器 設計時常常需要設計者根據要求制訂變壓器的規格，這種非標準變壓器的選擇方法如下。 (a)選擇初級額定電壓（380V或220V)，電源頻率(如50Hz)，次級繞組電壓、電流及總容量，其方法與標準變壓器相同。初級、次級之間的屏蔽層根據要求選用，對有特殊絕緣要求的次級繞組，應提出耐壓要求。對引出線端及排列有特殊要求的次級繞組，應該用圖示加以說明。對有防護等級要求及外形尺寸限制等其他條件的次級繞組，應與制造商協商解決。 (b)變壓器的選用除了要滿足變壓比之外

21、，還要考慮變壓器的性價比，優先選用變壓擋輸出齊全的變壓器，這樣只用一個變壓器就可以輸出多電壓擋，能夠同時滿足控制電路、照明電路、標準電器等對電壓的不同要求，這樣一方面節約成本，另一方面節省了安裝空間。擬采用的技術方案方案一：500KV采用二分之三接線法，220KV采用雙母線接線；方案二：500KV采用二分之三接線法，220KV采用雙母線帶旁路母線接線。工作流程遵循設計工作進度安排。三、畢業設計（論文）工作進度安排第1周熟悉設計題目及要求第2周查閱相關技術資料第3周查閱相關技術資料第4周電氣主接線的初步設計，選擇變壓器第5周主接線多種方案技術經濟比較，確定最終接線第6周畫出等值網絡圖，選擇短路點

22、第7周計算短路電流，結果匯總第8周主要電氣設備選擇第9周主變繼電保護整定計算和配置第10周主變繼電保護整定計算和配置第11周繪圖第12周寫論文，準備答辯指 導教 師意 見指導教師簽字_ 年 月 日摘 要隨著我國經濟發展，對電的需求也越來越大。電作為我國經濟發展最重要的一種能源，主要是可以方便、高效地轉換成其它能源形式。電力工業作為一種先進的生產力，是國民經濟發展中最重要的基礎能源產業。而火力發電是電力工業發展中的主力軍，截止2006年底，火電發電量達到48405萬千瓦，越占總容量77.82%。由此可見，火力電能在我國這個發展中國家的國民經濟中的重要性。電氣主接線是發電廠、變電所電氣設計的首要部

23、分，也是構成電力系統的重要環節。主接線的確定對電力系統整體及發電廠、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關。電能的使用已經滲透到社會、經濟、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6臺300MW汽輪發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。該設計主要從理論上在電氣主接線設計、短路電流計算、電氣設備的選擇、配電裝置的布局、防雷設計、發電機、變壓器和母線的繼電保護等方面做詳盡的論述，并與火力發電廠現行運行情況比較，同時，在保證設計可靠性的前提下，還要兼顧經濟性和靈活性，通過計算論證火電廠實際設計的合理性與經濟性。采用軟件繪制

24、了大量電氣圖和查閱相關書籍，進一步完善了設計。關鍵詞：發電廠；主接線設計；短路電流；電氣設備選擇；繼電保護目 錄 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc326764198 第一章 緒 論 PAGEREF _Toc326764198 h 1 HYPERLINK l _Toc326764199 1.1 課題背景 PAGEREF _Toc326764199 h 1 HYPERLINK l _Toc326764200 第二章 變壓器和發電機的選擇及電氣設備的配置 PAGEREF _Toc326764200 h 3 HYPERLINK l _Toc326764201 主變壓器的

25、選擇原則 PAGEREF _Toc326764201 h 3 HYPERLINK l _Toc326764202 2.2 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應考慮的因素 PAGEREF _Toc326764202 h 4 HYPERLINK l _Toc326764203 主變壓器和發電機中性點接地方式 PAGEREF _Toc326764203 h 5 HYPERLINK l _Toc326764204 電力網中性點接地方式 PAGEREF _Toc326764204 h 5 HYPERLINK l _Toc326764205 中性點非直接接地 PAGEREF _Toc326764205 h 5

26、 HYPERLINK l _Toc326764206 2.3.2 變壓器中性點接地方式 PAGEREF _Toc326764206 h 5 HYPERLINK l _Toc326764207 2.3.3 發電機中性點接地方式 PAGEREF _Toc326764207 h 6 HYPERLINK l _Toc326764208 2.4 發電機的選型 PAGEREF _Toc326764208 h 6 HYPERLINK l _Toc326764209 2.4.1 簡介 PAGEREF _Toc326764209 h 6 HYPERLINK l _Toc326764210 2.4.2 選型 PA

27、GEREF _Toc326764210 h 6 HYPERLINK l _Toc326764214 電氣設備的配置 PAGEREF _Toc326764214 h 7 HYPERLINK l _Toc326764215 隔離開關的配置 PAGEREF _Toc326764215 h 7 HYPERLINK l _Toc326764216 接地刀閘的配置 PAGEREF _Toc326764216 h 7 HYPERLINK l _Toc326764217 電壓互感器的配置 PAGEREF _Toc326764217 h 7 HYPERLINK l _Toc326764218 2.5.4 電流互

28、感器的配置 PAGEREF _Toc326764218 h 8 HYPERLINK l _Toc326764221 避雷器的配置 PAGEREF _Toc326764221 h 8 HYPERLINK l _Toc326764222 第三章 電氣主接線設計 PAGEREF _Toc326764222 h 9 HYPERLINK l _Toc326764223 電氣主接線的基本要求 PAGEREF _Toc326764223 h 9 HYPERLINK l _Toc326764224 保證必要的供電可靠 PAGEREF _Toc326764224 h 9 HYPERLINK l _Toc3267

29、64225 具有一定的靈活性和方便性 PAGEREF _Toc326764225 h 9 HYPERLINK l _Toc326764226 具有經濟性 PAGEREF _Toc326764226 h 9 HYPERLINK l _Toc326764227 具有發展和擴建的可能性 PAGEREF _Toc326764227 h 9 HYPERLINK l _Toc326764228 設計步驟 PAGEREF _Toc326764228 h 9 HYPERLINK l _Toc326764229 電氣主接線分析 PAGEREF _Toc326764229 h 10 HYPERLINK l _To

30、c326764230 3.3.1 比較主接線方案： PAGEREF _Toc326764230 h 12 HYPERLINK l _Toc326764231 第四章 短路電流計算 PAGEREF _Toc326764231 h 13 HYPERLINK l _Toc326764232 短路電流計算目的及規則 PAGEREF _Toc326764232 h 13 HYPERLINK l _Toc326764233 短路的原因及后果 PAGEREF _Toc326764233 h 13 HYPERLINK l _Toc326764235 短路電流計算條件： PAGEREF _Toc32676423

31、5 h 14 HYPERLINK l _Toc326764236 短路計算的一般規定： PAGEREF _Toc326764236 h 14 HYPERLINK l _Toc326764237 4.2 短路等值電抗電路及其參數計算 PAGEREF _Toc326764237 h 14 HYPERLINK l _Toc326764238 第五章 電氣設備的選擇 PAGEREF _Toc326764238 h 19 HYPERLINK l _Toc326764239 5.1 電氣設備選擇的一般原則及短路校驗 PAGEREF _Toc326764239 h 19 HYPERLINK l _Toc32

32、6764240 5.1.1 按短路條件進行校驗 PAGEREF _Toc326764240 h 22 HYPERLINK l _Toc326764241 熱穩定校驗 PAGEREF _Toc326764241 h 22 HYPERLINK l _Toc326764242 動穩定校驗 PAGEREF _Toc326764242 h 22 HYPERLINK l _Toc326764243 斷路器的選擇 PAGEREF _Toc326764243 h 23 HYPERLINK l _Toc326764244 隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc326764244 h 30 HYPERLINK

33、l _Toc326764245 5.3.1 220KV側隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc326764245 h 30 HYPERLINK l _Toc326764246 5.3.2 500KV側隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc326764246 h 33 HYPERLINK l _Toc326764247 5.4 電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc326764247 h 36 HYPERLINK l _Toc326764248 5.4.1 220KV側電流互感器選擇 PAGEREF _Toc326764248 h 36 HYPERLINK l _Toc326764249

34、 5.4.2 500KV側電流互感器選擇 PAGEREF _Toc326764249 h 38 HYPERLINK l _Toc326764250 電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc326764250 h 39 HYPERLINK l _Toc326764251 各種互感器的使用范圍 PAGEREF _Toc326764251 h 40 HYPERLINK l _Toc326764252 220KV母線側電壓互感器選擇 PAGEREF _Toc326764252 h 40 HYPERLINK l _Toc326764253 500KV母線側電壓互感器選擇 PAGEREF _Toc326

35、764253 h 40 HYPERLINK l _Toc326764254 5.6 母線的選擇 PAGEREF _Toc326764254 h 41 HYPERLINK l _Toc326764255 5.6.1 220KV母線的選擇 PAGEREF _Toc326764255 h 41 HYPERLINK l _Toc326764256 5.6.2 500KV母線的選擇 PAGEREF _Toc326764256 h 42 HYPERLINK l _Toc326764257 架空線的選擇 PAGEREF _Toc326764257 h 43 HYPERLINK l _Toc326764258

36、 架空線的優點 PAGEREF _Toc326764258 h 43 HYPERLINK l _Toc326764259 架空線路接地故障分析 PAGEREF _Toc326764259 h 44 HYPERLINK l _Toc326764260 架空線型號 PAGEREF _Toc326764260 h 45 HYPERLINK l _Toc326764261 第六章 變壓器繼電保護原理及整定計算 PAGEREF _Toc326764261 h 46 HYPERLINK l _Toc326764262 6.1 主變壓器保護原理及整定計算 PAGEREF _Toc326764262 h 46

37、 HYPERLINK l _Toc326764263 第七章 避雷器的選擇 PAGEREF _Toc326764263 h 50 HYPERLINK l _Toc326764264 避雷方式 PAGEREF _Toc326764264 h 50 HYPERLINK l _Toc326764265 直擊雷防護 PAGEREF _Toc326764265 h 50 HYPERLINK l _Toc326764266 感應雷的防御 PAGEREF _Toc326764266 h 50 HYPERLINK l _Toc326764267 閥式避雷器的選擇 PAGEREF _Toc326764267 h

38、 50 HYPERLINK l _Toc326764268 避雷器的確定 PAGEREF _Toc326764268 h 51 HYPERLINK l _Toc326764269 第八章 接地開關的選擇 PAGEREF _Toc326764269 h 52 HYPERLINK l _Toc326764270 總 結 PAGEREF _Toc326764270 h 53 HYPERLINK l _Toc326764271 參考文獻 PAGEREF _Toc326764271 h 54 HYPERLINK l _Toc326764272 致 謝 PAGEREF _Toc326764272 h 55

39、 HYPERLINK l _Toc326764273 附錄 PAGEREF _Toc326764273 h 56 HYPERLINK l _Toc326764274 變壓器繼電保護原理圖 PAGEREF _Toc326764274 h 56 HYPERLINK l _Toc326764275 外文翻譯 PAGEREF _Toc326764275 h 57 HYPERLINK l _Toc326764276 外文原文 PAGEREF _Toc326764276 h 57 HYPERLINK l _Toc326764282 外文譯文 PAGEREF _Toc326764282 h 66第一章 緒

40、論1.1 課題背景由 HYPERLINK :/baike.baidu /view/66230.htm t _blank 發電、/view/38014.htm t _blank 變電、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/66235.htm t _blank 輸電、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/66240.htm t _blank 配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/41372.htm t _blank 一次能源通過發電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發

41、電機及電廠輔助生產系統等）轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷中心多數處于不同地區，也無法大量儲存，電能生產必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發與分散使用，以及電能的連續供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統的結構和運行。據此，電力系統要實現其功能，就需在各個環節和不同層次設置相應的信息與控制系統，以便對電能的生產和輸運過程進行測量、調節、 控制、保護、通信和調度，確保用戶獲得安全、經濟、優質的電能。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,易于實現自動化。因此，電能已廣泛應用于國民經

42、濟、社會生產和人民生活的各個方面。絕大多數電能都由電力系統中發電廠提供，電力工業已成為我國實現現代化的基礎，得到迅猛發展。本設計的主要內容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發電廠的電氣主接線。計算短路電流，并根據計算結果來選擇和效驗主要電氣設備。 火力發電廠每年耗煤量巨大,是一次能源的使用大戶。對于火電廠來說,提高一次能源利用率,降低發電成本,已經成為其發展的必然趨勢。然而,對于自動化程度快速發展的今天,單單依靠對運行中的主機、輔機以及管路系統等基礎出力設備進行技術改造已經遠遠不能達到使整個系統最優化的目的,越來越多的電力企業都展開了以節能降耗為中心的技術投入,來降低生產成本,提高運營效益

43、。特別是近年來隨著DCS(集散控制系統)、MIS(管理信息系統)和SIS(廠級監控信息系統)等自動化程度較高的運行系統投運到發電企業后,加大節能管理力度,優化機組運行方式,提高運行經濟性,進一步降低機組的發電成本,提高企業的市場競爭力。對火力發電廠具有非?，F實的意義,在這樣的背景下,就要求市場上能夠更多地涌現出一些性能優良的可以指導電廠機組運行優化的軟件及生產系統1,這已經成為了全國各大發電企業及科研院所主要的研究方向。本文比較了國內外幾種運行優化軟件系統的功能及特點,并針對實際應用中的問題,提出了一種綜合性的運行優化軟件包的構想,能夠更好地協調各優化模塊,指導電力生產?；鹆Πl電是現在電力發展

44、的主力軍，在現在提出和諧社會，循環經濟的環境中，我們在提高火電技術的方向上要著重考慮電力對環境的影響，對不可再生能源的影響，雖然現在在我國已有部分核電機組，但火電仍占領電力的大部分市場，近年電力發展滯后經濟發展，全國上了許多火電廠，但火電技術必須不斷提高發展，才能適應和諧社會的要求。目前，我國的電力工業已經進入“大電網”、“大機組”、“超高壓，交直流輸電”、“電網調度自動化”、“狀態檢修”等新技術發展新階段，一些世界水平的先進技術，已在我國電力系統得到了廣泛的應用。隨著近年來我國國民經濟的高速發展與人民生活用電的急劇增長，電力工業的發展仍不能瞞足整個社會發展的需要。另外，由于我國人口眾多，因此

45、在按人口平均用電方面，仍只處于中等水平，尚不能及全世界平均人口用電量的一半。2008年人均用電量2596kWh，人均占用發電裝機容量僅為0.6kW；我國第二產業用電比重為76.49%，第三產業為9.78%，生活用電比重為11%。由此可見，我國人均用電水平遠低于發達國家，與完成其工業化進程國家的電力指標相比，我國經濟發展正處于工業化進程的中后期，我國用電遠低于國際水平。因此我國電力工業必須持續，穩步地大力發展，一方面要加強電源建設，搞好“西電東送”，確保電力先行，另一方面要深化電力體制改革，實施廠網分家。 第二章 變壓器和發電機的選擇及電氣設備的配置1.為保證發電機電壓出線供電可靠，接在發電機電

46、壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。計算時，在發電機電壓母線上的負荷為最小時，能將剩余功率送入電力系統；發電機電壓母線上最大一臺發電機停運時，能滿足發電機電壓的最大負荷用電需要；因系統經濟運行而需限制本廠出力時，亦應滿足發電機電壓的最大負荷用電。2.對潮流方向不固定的變壓器，經計算采用普通變壓器不能滿足調壓要求是，可采用有載調壓變壓器。3.選擇變壓器時,如果把變壓器容量選擇過大,就會形成“大馬拉小車”的現象。這不僅增加了設備投資,而且還會使變壓器長期處于空載狀態,使無功損失增加。如果變壓器容量選擇過小,將會使變壓器長期處與過負荷狀態,易燒毀變壓器。因此,正確選擇變壓器容量是電網降損節能的重要措施

47、之一,在實際應用中,我們可以根據以下的簡便方法來選擇變壓器容量。 變壓器容量本著“小容量，密布點”的原則，配電變壓器應盡量位于負荷中心，供電半徑不超過0.5千米。配電變壓器的負載率在0.50.6之間效率最高，此時變壓器的容量稱為經濟容量。如果負載比較穩定，連續生產的情況可按經濟容量選擇變壓器容量。變壓器的選擇主要是依據變壓器的額定值。根據設備的需要，變壓器有標準和非標準兩類。以下是這兩類變壓器的選擇方法。(1)標準變壓器 (a)根據實際情況選擇初級(原邊)額定電壓(380V，220V)，再選擇次級額定電壓，(次級額定值是指初級加額定電壓時，次級的空載輸出，次級帶有額定負載時輸出電壓下降5%，因

48、此選擇輸出額定電壓時應略高于負載額定電壓)。 (b)根據實際負載情況，確定各次級繞組額定電流，一般繞組的額定輸出電流應大于或等于額定負載電流。 (c)次級額定容量由總容量確定?？側萘克惴ㄈ缦?根據次級電壓、電流(或總容量)來選擇變壓器，三相變壓器也是按以上方法進行選擇的。(2)非標準變壓器 設計時常常需要設計者根據要求制訂變壓器的規格，這種非標準變壓器的選擇方法如下。 (a)選擇初級額定電壓（380V或220V)，電源頻率(如50Hz)，次級繞組電壓、電流及總容量，其方法與標準變壓器相同。初級、次級之間的屏蔽層根據要求選用，對有特殊絕緣要求的次級繞組，應提出耐壓要求。對引出線端及排列有特殊要求

49、的次級繞組，應該用圖示加以說明。對有防護等級要求及外形尺寸限制等其他條件的次級繞組，應與制造商協商解決。 (b)變壓器的選用除了要滿足變壓比之外，還要考慮變壓器的性價比，優先選用變壓擋輸出齊全的變壓器，這樣只用一個變壓器就可以輸出多電壓擋，能夠同時滿足控制電路、照明電路、標準電器等對電壓的不同要求，這樣一方面節約成本，另一方面節省了安裝空間。2.2 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應考慮的因素1.變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網絡電壓一致。2.變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率。3.廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用備用變壓器

50、的容量應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。經計算，所選變壓器如下：表2.1 變壓器參數型號額定電壓連接組標號空載損耗KW負載損耗KW阻抗電壓%冷卻方式高低SFP9-370000/220242+2*2.5%20YN,d11174788ODAFDFP-240000/500500/20YN,d1116260014聯絡變壓器：OSFPSZ-360000/500 額定容量360000/360000/40000KVA 額定電壓 550/246+10%/35KV 空載損耗190KW 負載損耗800KW 阻抗電壓（%）高-中10；高-低26；中-低41 選擇電力網中性點接地方式是一個綜合性問題。它與電壓等

51、級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關，直接影響電網的絕緣水平、系統供電的可靠性和連續性、主變壓器和發電機的運行安全以及對通信線路的干擾等。電力網中性點接地方式有以下幾種：a.中性點不接地中性點不接地方式最簡單，單相接地時允許帶故障運行兩小時，供電連續性好，接地電流僅為線路及設備的電容電流。但由于過電壓水平較高，要求有較高的絕緣水平，不宜用于110KV及以上電網。中性點消弧線圈接地當接地電容電流超過允許值時，可采用消弧線圈補償電容電流，保證接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過電壓。中性點經高電阻接地 當接地電容電流超過允許值時，也開采用中性點經高電阻接地。此接地方式降低弧光間隙接地

52、過電壓，同時可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護可靠動作，一般用于大型發電機中性點。b.中性點直接接地 直接接地方式的單相短路電流很大，線路或設備需立即切除，增接了斷路器的負擔，降低了供電的連續性。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設備的造價，特別是在高壓和超高壓電網，經濟效益顯著。故適用于110KV及以上電網中。2.3.2 變壓器中性點接地方式 電力網中性點接地方式，決定了主變壓器中性點接地方式。 主變壓器的110-500KV側采用中性點直接接地方式 （1）凡是自耦變壓器，其中性點需要直接接地或經小阻抗接地。 （2）凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應有一臺變壓器直接接地。

53、（3）終端變電所的變壓器中性點一般不接地。 （4）變壓器中性點接地點的數量是電網所有短路點的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比小于三，以使單相接地時健全相上工頻過電壓不超過閥型避雷器的滅弧電壓。 （5）所有普通變壓器的中性點都應經隔離開關接地，以便于運行調度靈活選擇接地點。當變壓器中性點可能斷開運行時，若該變壓器中性點絕緣不是按線電壓設計，應在中性點裝設避雷器保護。 （6）選擇接地時應保證任何故障形式都不應使電網節烈成為中性點不接地的系統。雙母線接線有兩臺以上主變壓器時，可考慮兩臺主變壓器中性點接地。2.3.3 發電機中性點接地方式 發電機中性點采用非直接接地方式 發電機釘子繞組發生單相接地故障時

54、，接地點流過的電流后是發電機本身及其引出回路所連接元件的對地電容電流。 本次設計采用發電機中性點經消弧線圈接地方式。由于它適應于單相接地電流大于允許值的中小機組或200MW及以上大機組。消弧線圈可接在直配線發電機的中性點上。當發電機為單元接線時，則應接在發電機的中性點上。2.4 發電機的選型2.4.1 簡介汽輪發電機由汽輪機直接耦合傳動。勵磁機是向汽輪發電機提供勵磁的設備。1. 冷卻方式采用的冷卻方式，定子繞組和轉子有空冷、水內冷和氫冷等。在轉子氫內冷系統中，又有軸向通風等多種方式。 2. 勵磁方式發電機容量在100MW以上的普遍采用同軸交流勵磁機經靜止半導體整流勵磁方式。2.4.2 選型1.

55、選擇型號 QFSN200-2型號含義； 22極 200額定容量 N氫內冷 F發電機 Q汽輪機 S水內冷2.QFSN3002型汽輪發電機主要參數額定功率（MW）同步電抗（%）電壓（V）電流（A）功率因數3002000010190本次設計題目為6300MW的火力發電廠電氣部分的設計。由于裝機容量: 裝機6臺，容量分別為300MW,所以可以選取的發電機臺數有六臺?？紤]到汽輪機的最大連續進汽量工況出力系制造廠為補償制造偏差和汽輪機等老化所留的余度，也即汽輪機不宜在此工況下長期連續運行，所以，發電機的最大連續出力在功率因數和氫壓為額定值時與汽輪機的最大連續出力配合即可。1再出線上專設電抗器的10KV配電

56、裝置中，黨向不同用戶供電德良輝縣共用同一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上裝設出線隔離開關。2接在變壓器因出現或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關。3接在母線上的避雷器和電壓互感器以合用一組隔離開關。4斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修是隔離電源。5中性點接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地。為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上沒斷母線根據長度宜安裝12組接地刀閘，兩組接地刀閘間的距離應盡量保持適中。母線的接地刀閘宜安裝在母線電壓互感器的隔離開關上，也可裝于其它回路母線隔離開關的基座上。1電壓互感器的數量和配置與主界限方式有關，并應滿足測量，保護，同期和自動裝置的要求。電壓互感

57、器的配置應能保正在運行方式改變時，保護裝置不得失壓。26220KV電壓等級的每組主母線上的三項上裝設電壓互感器。3當需要監視和檢測線路側有無典雅時，出線側的一相上應安裝電壓互感器。 4當需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。2.5.4 電流互感器的配置1凡裝有斷路器的回路均應安裝電流互感器，其數量應滿足測量儀表，保護和自動裝置。2再在未裝設斷路器的變壓器的中性點變壓器出口橋形接線的跨條上也裝設電流互感器。3對直接接地系統 ，一般按三相配置。對非直接接地系統，以具體要求按兩項或三相配置。1配電裝置的每相母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷

58、器是除外。2220KV及一線變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時 ，應在變壓器附近增設避雷器。3三繞組變壓器低壓側的一相上宜安裝一臺避雷器。4直接接地系統中，變壓器中性點為分級絕緣且安裝有隔離開關時，變壓器中性點應裝設避雷器。第三章 電氣主接線設計發電廠和變電所的電氣主接線，是由高壓電器設備通過連接線組成接受和分配電能的電路，也稱為一次接線。它反映各設備的作用、連接方式和各回路間相互關系，從而構成發電廠或變電所電氣部分的主體。電氣主接線是保證出力、連續供電和電能質量的關鍵環節，它直接影響著配電裝置的布置、繼電保護的配置、自動裝置和控制方式的選擇，它必須滿足工作可靠、調度靈活、運行檢修方便且具有

59、經濟性和發展的可能性等基本要求。安全可靠是電力生產的首要任務，停電不僅使發電廠造成損失，而且對國民經濟各部門帶來的損失將更嚴重，往往比少發電能的損失大幾十倍，至于導致人身傷亡、設備損壞、產品報廢、城市生活混亂等經濟損失和政治影響，更是難以估量。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。主接線不僅正常運行時能安全可靠地供電，而且在系統故障或設備檢修及故障時，也能適應調度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。在主接線設計時，在滿足供電可靠的基礎上，盡量使設備投資費和運行費為最少，注意節約占地面積和搬遷費用，在可能和允許條件下應采取一次設計，分期投資、投產，盡快發揮

60、經濟效益。在設計主接線時應留有余地，不僅要考慮最終接線的實現，同時還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工的方便。電氣主接線的一般設計步驟如下:(1)對設計依據和基礎資料進行綜合分析；(2)選擇發電機臺數和容量，擬定可能采用的主接線形式；(3)確定主變壓器的臺數和容量；(4)廠用電源的引接；(5)論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施；(6)對選出來的方案進行技術和經濟綜合比較，確定最佳主接線方案。單母線接線 優點：接線簡單，清晰；設備少，操作方便；隔離開關僅在檢修設備時做隔離電壓用，不擔任其他任何操作用，使誤操作的可能性減少；此外，投資少，便于擴建。 缺點：6220KV系統中只有一臺發電機或一臺