毕业设计论文火力发电厂电气主接线电气设备(编辑修改稿)

毕业设计论文火力发电厂电气主接线电气设备(编辑修改稿)内容摘要：

双母线接线 双母线接线方案见图 河南城建学院毕业设计（ 论文 ） 4 200MW 火力发电厂电气主接线的确定 13 图 单母线分段接线 图 双母线接线 主接线方案技术经济比较见表 表 主接线技术经济对比表 方案 项目 单母线接线 （方案Ⅰ） 单母线分段接线 （方案Ⅱ） 双母线接线 （方案Ⅲ） 技术 简单清晰、操作方便、易于发展、可靠性差、灵活性差 当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电灵 活性好，各电压级便于扩建和发展。 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作 经济 占地少 设备少 设备少、投资小节约配电装置间隔占地面积小 设备多、配电装置复杂投资和占地面大 经方案 技术和经济比较方案Ⅰ虽然投资少但是可靠性较差，而方案Ⅲ虽然可靠性较高但是投资较大，鉴于电压等级要求不高，因此可选用方案Ⅱ：单母线分段接线。 河南城建学院毕业设计（ 论文 ） 变压器的选择 14 3 变压器的选择 主变压器的选择 在各级电压等级的变电站中，变压器是变电站中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统 5～ 10年发展规划综合分析，合理选择，并适当考虑到远期 1020 年负荷发展。 对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。 根据变电所所带负荷的性质和电网结 构来确定主变压器的容量。 对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70％ 80％。 变压器的选型 电力变压器（文字符号为 T 或 TM），根据国际电工委员会的界定，凡是三相变压器的额定容量在 5KVA 及以上，单相的在 1KVA 及以上的输变电用变压器，均成为电力变压器。 电力变压器是发电厂和变电所中重要的一次设备之一，随着电力系统电压等级的提高和规模的扩 大，电压升压和降压的层次增多，系统中变压器的总容量已达发电机容量的 710 倍。 可见，电力变压器的运行是电力生产中非常重要的环节。 主变压器 在电气设备投资中所占比例较大，同时与之相适应的配电装置，特别是大容量、高电压的配电装置的投资也很大。 因此，主变压器的选择对发电厂、变电所的技术性影响很大。 例如，大型大电厂高、中压联络变压器台数不足（一台）或者容量不足将导致电站、电网的运行可靠性下降，来年络变压器经常过载或被迫限制两级电网的功率交换。 反之。 台数过多、容量过大将增加投资并使配电装置复杂化。 发电厂 200MW 及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL5000— 2020《火力发电厂设计技术规程》的规定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过 650C 的条件进行选择”。 具有发电机电压母线的主变压器 ① 容量的计算及确定 连接在发电机电压母线与系统间的主变压器容量，应按下列条件计算： 1）当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系 统，但不考虑稀有的最小负荷情况。 2）当发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统供给发电机电河南城建学院毕业设计（ 论文 ） 变压器的选择 15 压的最大负荷。 在电厂分期建设过程中，在事故断开最大一台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可以考虑变压器的允许过负荷能力和限制非重要负荷。 3）根据系统经济运行的要求，而限制本厂的输出功率时能供给发电机电压的最大负荷。 4）按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。 特别注意发电厂初期运行时当发电机电压母线负荷不大时，能将发电机电压母线上的剩余容量送入系统。 5）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，当其中一台主变推出运行时，另一台变压器应承担 70%的容量。 具体计算的过程如下： 电压等级下的最大容量 S =（ SGSG 8%Smin） = (400400 ) = 352 = 电压等级下的最大容量 S = Smax/ =70/= 电压等级下的最大容量 S = (S10max+S110max) / = (20+70) / = 根据上面的计算可知道低压侧的容量为最大，所以，以此为基准可以选择一个三绕组的变压器 . ② 绕组连接方式的确定 变压器的连接方式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 Y 型和△型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。 三相变压 器的一组相绕组或连接成三相组的三相变压器的相同电压的绕组连接成星型、三角型、曲折型时，对高压绕组分别以字母 Y、 D或 Z表示，对中压或低压绕组分别以字母 y、 d 或 z 表示。 如果星型连接或曲折型连接的中性点是引出的，则分别以 YN、 ZN表示，带有星三角变换绕组的变压器，应在两个变换间已“ ”隔开。 我国 110KV 以上电压，变压器的绕组都采用 Y连接。 35KV 以下电压，变压河南城建学院毕业设计（ 论文 ） 变压器的选择 16 器绕组都采用△连接。 ③ 变压器调整方式的选择 变压器的电压调整使用分接开关切换变 压器的分接头，从而改变变压器的变比。 切换方式有两种：不带负荷切换，称为无励磁调压，调整范围通常在177。 5%以内；另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达 20%30%。 对于110KV 以下的变压器，设计时才考虑到变压器采用有载调压的方式。 综合考虑发电厂的发电机运行出力变化不大，所以在本次的设计中采用的变压器调整方式是无励磁调压。 ④ 变压器的选型 SFPZ300000/220 型号的含义： S—— 三相 F—— 风 冷 P—— 强迫 Z—— 有载调压 300000—— 变压器容量 220—— 高压侧电压值 单元接线的主变压器 发电机与主变压器为单元接线时，发电机和变压器成为一个单元组，电能经升压后直接进入高压电网。 这种接线由于发电机和变压器都不能单独运行，因此，二者的容量应当相等。 所以这个双绕组变压器的容量等于所选发电机的额定容量，即所选型号为： SFP3— 260000 型，两台。 主变压器中性点接地方式 电力网中性点接地方式 选择电力网中性点接地方式是一个综合性问题。 它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。 电力网中性点接地方式有以下几种： ① 中性点不接地 中性点不接地方式最简单，单相接地时允许带故障运行两小时，供电连续性好，接地电流仅为线路及设备的电容电流。 但由于过电压水平较高，要求有较高的绝缘水平，不宜用于 110KV及以上电网。 当接地电容电流超过允许值时，可采用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧瞬间熄灭，以消除弧光间歇接地过电压。 河南城建学院毕业设计（ 论文 ） 变压器的选择 17 当接地电容电流超过允许值时，也开采用中性点经高电阻接地。 此接地方式降低弧光间隙接地过电压，同时可以提供足够的电流和零序电压，使接地保护可靠动作，一般用于大型发电机中性点。 ② 中性点直接接地 直接接地方式的单相短路电流很大，线路或设备需立即切除，增接了断路器的 负担，降低了供电的连续性。 但由于过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备的造价，特别是在高压和超高压电网，经济效益显著。 故适用于110KV 及以上电网中。 变压器中性点接地方式 ① 电力网中性点接地方式，决定了主变压器中性点接地方式。 ② 主变压器的 110500KV 侧采用中性点直接接地方式 ③ 凡是自耦变 压器，其中性点需要直接接地或经小阻抗接地。 ④ 凡中、低压有电源的升压站和降压变电所至少应有一台变压器直接接地。 ⑤ 终端变电所的变压器中性点一般不接地。 ⑥ 变压器中性点接地点的数量是电网所有短路点的综合零序电抗与综合正序电抗之比小于三，以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压。 所有 普通变压器的中性点都应经隔离开关接地，以便于运行调度灵活选择接地点。 当变压器中性点可能断开运行时，若该变压器中性点绝缘不是按线电压设计，应在中性点装设避雷器保护。 选择接地时应保证任何故障形式都不应使电网节烈成为中性点不接地的系统。 双母线接线有两台以上主变压器时，可考虑两台主变压器中性点接地。 河南城建学院毕业设计（ 论文 ） 火力发电厂短路电流计算 18 4 火力发电厂短路电流计算 概述 电力系统运行有三种状态：正常运行状态、非正常运行状态和短路故障。 在供电系统的设计和运行中，还要考虑到可能发生的故障以及不正常运行情况。 对供电系统危害最大 的是短路故障。 短路电流将引起电动力效应和发热效应以及电压的降低等。 因此，短路电流计算是电气主接线的方案比较、电气设备及载流导体的选择、节地计算以及继电保护选择和整定的基础。 短路就是指不同电位导电部分之间的不正常短接。 如电力系统中，相与相之间的火中性点直接节地系统中的相与地之间的短接都是短路。 为了保证电力系统的安全、可靠运行，在电力系统设计和运行分析中，一定要考虑系统等不正常工作状态。 短路的原因及后果 ① 短路原因 造成短路的原 因通常有以下几种： 1）电气设备及载流导体因绝缘老化、或遭受机械损伤，或因雷击、过电压引起的绝缘损坏。 2）架空线路因大风或导线覆冰引起的电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等都可能导致短路。 3）电气设备因设计、安装、维护不良和运行不当或设备本身不合格引发的短路。 4）运行人员违反安全操作规程而误操作，如运行人员带负荷拉隔离开关，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等都回造成短路。 根据国外资料显示，每个人都有违反规程操作的潜意识。 5）其他原因。 如输电线断线、倒杆、碰线、或人为盗窃、破坏等原因都可 能导致短路。 ② 短路后果 短路故障发生后，由于网络总阻抗大为减小，将在系统中产生几倍甚至几十倍于正常工作电流的短路电流。 强大的短路电流将造成严重的后果，主要有以下几方面： 1）强大的短路电流通过电气设备是发热急剧增加，断路持续时间较长时，足以使设备因过热而损坏甚至烧毁； 2）巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏； 河南城建学院毕业设计（ 论文 ） 火力发电厂短路电流计算 19 3）短路将引起系统电压的突然大幅度下降，系统中主要负荷异步电动机将因转矩下降而减速或停 转，造成产品报废甚至设备损坏； 4）短路将引系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，造成大面积停电。 这是短路所导致的最严重后果； 5）巨大的短路电流将在周围空气产生很强大电磁厂，尤其是不对称短路时，不平衡电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管。