2215300mw火力发电厂设计本科毕业设计论文

2215300mw火力发电厂设计本科毕业设计论文内容摘要：

母线故障时， 须短时切除较多的电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。 断路器检修时，仍有继续供电 ，提高可靠性； 220KV出线在 4回以上，宜采用带专门旁路断路器的旁路母线 灵活性 运行方式相对简单，灵活性差 调度、检修、扩建方 便 倒闸操作复杂，容易产生误操作 倒换操作复杂、增加误操作机会 自动化系统复杂化 经济性 设备相对少，投资小 设备相对多，占地面积大，投资较大 9 通过对两种主接线可靠性、灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第二方案为设计的最终方案。 10 3 厂用电的设计 发电厂在启动、运转、停机、检修的过程中，有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理等辅助设备的正常运行。 这些电动机及全厂的运行操作、 试验、检修、照明等用电设备都属于厂用负荷。 总的耗电量，统称为厂用电。 300MW 汽轮发电机组厂用电接线的要求： 每台机组的厂用电系统应是独立的； 全厂性公用负荷应分散接入不同机组的采用母线或公用负荷母线； 厂用电的工作电源及备用电源接线应能保证各单元机组和全厂的安全运行； 充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设备； 设置足够的交流事故保安电源，当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。 厂用负荷分类 发电厂厂用负荷根据其重要性、合理提供电源和供电方式，负荷可分以下几类： Ⅰ类负荷：在瞬时短时停电，可能对人身和设备造成安全，使生产停顿或发电量大幅度下降，如送、引风机、给水泵等负荷，要求这类负荷的供电系统可靠，工作电源故障后，应有备用电源自动投入。 对设备配置上要有备用设备，双电源供电，自动切换。 Ⅱ类负荷：这类负荷允许短时停电，但如停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产，如磨煤机、碎煤机等负荷。 这类负荷供电与Ⅰ类负荷相似，电源也应可靠，但是备用电源可不自投，而用手动投入即可。 Ⅱ类负荷一 般也有备用设备，如不配备用设备，也要双电源供电。 Ⅲ类负荷：一般与生产工艺过程无直接联系，即使较长时间停电，也不会直接影响到电厂正常运行，如油处理设施及中央修配厂等负荷。 这类负荷的供电的可靠性可以略低些，允许只有一个电源。 厂用电的电压等级 对 300MW 机组的厂用电，根据国内若干电厂的设置情况，厂用电采用 6KV和 380V 11 两个电压等级。 配电原则是： 200KW 及以上的电动机采用 6KV 电压供电， 200KW 以下的电动机采用 380V电压供电。 可使厂用电系统简化、设备减少，但许多 2020KW 以上的大容量电动 机接在 母线上，也会带来设备选择和运行方面的问题。 设计时都是经过诸多因素的综合比较后确定。 发电厂厂用高压电压 综合考虑厂用系统的短路电流水平及断路器的开断电流，以及高压厂用系统中最大一台电动机正常工作启动时，厂用母线电压不低于 80%额定电压的要求。 厂用高压选用6KV电压等级，通过合理选择变压器容量及阻抗值，电动机启动电压均可满足要求。 发电厂厂用低压电压 主厂房的低压厂用电系统采用动力与照明分开供电方式，动力与照明网络电压为380V，低压厂用电压为 380V，辅助厂房 的低压电压均为 380V。 电动机的引接 200KW 及以上的电动机接 6KV， 200KW 电动机接 380V。 厂用电源及其引接方式 发电厂的厂用工作电源，必须供电可靠，且能满足电厂各种工作状态的要求，除应具有正常的工作电源外，还应设置备用、启动电源和事故保安电源。 一般电厂中都以启动电源兼作备用电源。 厂用工作电源及其引接 对于大容量的机组，各台机组的厂用工作电源必须是独立的，是保证机组正常运行最基本的电源，要求供电可靠，而且要满足整套机炉的全部厂用负荷要求，并可能还要承担部分公用负荷。 300MW 机组都采用发电机 — 变压器组单元接线，并采用分相封闭母线。 机组厂用T1 T2 G T 图 厂用电源引接方式 12 电源都从发电机 G 至主变压器 T 之间的，即从发电机出口经高压厂用变压器 T T2 将发电机出口电压降至所要求的厂用高压，如 图 所示。 在这种接线方式下，发电机、主变压器、厂用高压变压器以及相互连接的导体，任何一个元件故障都要断开主变压器高压侧的断路器并停机。 因此，仅当发电机处于正常运行时，才对厂用负荷供电；在发电机处于停机状态、启动时发电机电压建立之前或停机过程电压下降时，都不能对厂用负荷供电。 这就需要另外设置独立可靠的启动和停机用的电源。 停机电源是指保证发电机安全停机的某些厂用负荷继续运行一段时间所需的电源。 厂用备用电源与启动电源 备用电源用于因工作电源事故或检修而失电时替代工件电源，起后备作用。 备用电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电下仍能从系统获得厂用电源。 启动电源一般是指机组在启动或停机过程中，工作电源不可能供电的工况下为该机组的厂用负荷提供电源。 300MW 机组的启动、备用厂用电源和其它机组一样，采用启动电源兼备用电源的方式设置，而且一般都经启动 /备用变压器从 220KV系统引接，具有很高 的可靠性。 这种除起备用电源和启动电源的作用外，也承担了发电机停机电源的作用。 对于 300MW 机组，一般每两台设一套公用的启动 /备用变压器。 对于低压 380V 的备用电源，与低压工作电源的引接相似，也从中压厂用母线经低压变压器引接，但低压工作电源与备用电源取自中压厂用母线的不同分段上。 事故保安电源 对 300MW 机组，启动 /备用变压器通常接于110KV 系统，供电的可靠性已相当高，但仍需设置后备的备用电源，即事故保安电源。 当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保能安全停机，应设置事故保安电源，以满足事故保安负荷 和连续供电。 300MW 机组每台机一般设一台柴油发电机，采用每机组一台柴油机分时间段的接图 21 ～ 0s投入 PC 柴油发电机 备用工作 PC 正常工作 PC 正常工作 PC 保安 PC 10min 投入 PC 5s投入 PC 图 事故保安电源引接方式 13 线，图 所示。 保安负荷时间，分为以下几种： （ 1）瞬时启动负荷，即全厂停电时须在数秒内投入的负荷，如润滑油泵等。 （ 2）延时投入负荷，可按主机停运程序分期延时投入的负荷。 如顶轴油泵、盘车电动机等。 因而一般把保安负荷分为 0s、 50s 后和 10min 后投入三类，分别设三个 MCC。 （ 3）厂用电基本接线形式 厂用电接线方式合理与否，对机、炉、电的辅机以及整个发电厂的工作可靠性有很大影响。 厂用电的接线应保证采用供电的连续性 ，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可靠、灵活方便等要求。 300MW 机组通常都为一机一炉单元式设置，采用机、炉、电为一单元的控制方式，因此，采用系统也必须按单元设置，各台机组单元（包括机、炉、电）的厂用系统必须是独立的，而且采用多段（两段或四段）单母线供电。 14 4 变压器的选择 主变压器的选择原则 为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台 ； 在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑 5— 10 年内负荷的发展需要，并要求 ， 在发电机电 压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统 ； 发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有 10%的裕度； 发电机电压母线上最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；。 容量为 300MW 及以下机组单元单元接线的主要变压器和 330KV 及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器； 变压器按其每相的绕组分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；发电厂以两种升高电压级向用户供电或与系统连接时，可以采用 2台双绕组变压器或三绕组变压器。 厂用变压器的选择原则 厂用变压器的选择主要考虑 高压厂用工作变压器和启动设备变压器的选择，其选择包括变压器的台数、型式、额定电压、容量和阻抗。 厂用变压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源引接处的电压确定，变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。 变压器 的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。 厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。 确定变压器台数及容量 台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向 系统输送功率，所以不设发电机母线，发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，300MW 发电机组的主变压器选用双绕组变压器 2 台。 向本厂供电变压器选用三相式双绕组变压器 2台，厂用备用电源选用双绕组变压器 1 台，三个电压等级的母线之间的母 15 连变压器选用三相三绕组变压器。 容量：单元接线中的主变压器容量 NS 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留 10％的裕度选择。 GPNGN ΦC O S )Κ1(=S （ ） 式中NGΡ为发电机容量；NS为通过主变压器的容量； GΦCOS 为发电机的额定功率， =ΦCOS G ；  为厂用电率， PK =% 发电机 G G2 的额定容量为 300MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为： GPNGN CO SS   )1( = MV )(  （ ） 经计算后选取变压器如下： （ 1） 300MW 发电机组所选变压器型号为： SFP360000/220 两台； （ 2） 三个等级母线间的变压器型号为： SFPS240000/220 一台； （ 3） 与 300MW 发电机组相连的厂用变压器型号为： SFF740000/18 两 台； （ 4） 厂用备用电源变压器型号为： SF2740000/110 一台 ； （ 5） 连接 6KV与三绕组变压器的变压器型号为： SFF31500/15 一台。 其具体参数如表 所示： 16 表 所选变压器型号及其参数 型号 额定容量（ KVA） 额定电压（ KV） 阻抗电压（ UK%） 空载电流（ %） 空载损耗 高压 中压 低压 SFP360000/220 360000 242177。 2 % — 18 190 SFPS240000三绕组 240000 242177。 2 % 121 高中 高低 中低 — 175 25 14 9 SFF740000/18 400000/220000 18177。 2 % 全穿越 半穿越 系数 30 SFF31500/15 31500/220200 177。 2% — 全穿越 半穿越 27 SF2740000/110 40000 110177。 8 % — 17 5 短路电流计算 短路电流计算目的及规则 在发电厂电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节 ， 其计算的目的主要有以下几个方面： 电气主接线的比选； 选择导体和电器； 确定中性点接地方式； 计算软导线的短路摇摆； 确定分裂导线间隔棒的间距； 验算接地装置的接触电压和跨步电压； 选择继电保护装置和进行整定计算。 一、 短路电流计算条件 ： （ 1） 正常工作时，三项系统对称运行 ； （ 2） 所有电流的电动势相位角相同； （ 3） 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行 ； （ 4） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间 ； （ 5） 不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流 时 ，元件的电阻略去不计 ； （ 6） 不考虑短路点的阻抗和变压器的励磁电流 ； （ 7） 元件的技术参数均取额定值，不考虑。