4200mw火力发电厂的电气部分设计毕业设计论文-范本

4200mw火力发电厂的电气部分设计毕业设计论文-范本内容摘要：

路器和一组 电抗器时，每回线上装设出线隔离开关。 2．接在变压器因出现或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。 3．接在母线上的避雷器和电压互感器以合用一组隔离开关。 4．断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修是隔离电源。 5．中性点接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地。 接地刀闸的配置 为保证电器和母线的检修安全， 35KV 及以上没断母线根据长度宜安装 1~2组接地刀闸，两组接地刀闸间的距离应尽量保持适中。 母线的接地刀闸宜安装在母线电压互感器的隔离开关上，也可装于其它回路母线隔离开关的基座上。 电压互感器的配置 1．电压互感器的数量和配置与主界限方式有关，并应满足测量，保护，同期和自动装置的要求。 电压互感器的配置应能保正在运行方式改变时，保护装置不得失压。 2． 6~220KV 电压等级的每组主母线上的三项上装设电压互感器。 3．当需要监视和检测线路侧有无典雅时，出线侧的一相上应安装电压互感器。 4．当需要在 330KV 及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。 电流互感器的配置 1．凡装有断路器的回路均应安装电流互感器，其数量应满足测量仪表，保护 和自动装置。 2．再在未装设断路器的变压器的中性点变压器出口桥形接线的跨条上也装设电流互感器。 3．对直接接地系统 ，一般按三相配置。 对非直接接地系统，以具体要求按两项或三相配置。 避雷器的配置 1．配电装置的每相母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器是除外。 2． 220KV 及一线变压器到避雷器的电气距离超过允许值时 ，应在变压器附近增设避雷器。 3．三绕组变压器低压侧的一相上宜安装一台避雷器。 4．直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且安装有隔离开关时，变压器中性点应装设避雷器。 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 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 ； （ 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、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。 短路计算的目的和简化假设 因为短路故障对电力系统可能造成极其严重的后 果，所以一方面应采取措施以限制短路电流，另一方面要正确选择电气设备、载流导体和继电保护装置。 这一切都离不开对短路电流故障的分析和短路电流的计算。 概括起来，计算短路的主要目的在于： （ 1）为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据，为此，计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性； （ 2）为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据； （ 3）为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。 在实际短路计算中，为了简化计算工作 ，通常采用一些简化假设，其中主要包括： （ 1）符合用恒定电抗标识或忽略不计； （ 2）认为系统中个元件参数恒定，在高压网络中不计元件的电阻和导纳，即个元件军用春电抗表示，并认为系统中各发电机的电势通相位，从而避免了复数的运算； （ 3）系统出不对称故障出现局部不对称，其余部分是三相对称的。 各系统短路电流的计算 短路计算的基本假定和计算方法 1．基本假定 （ 1）正常工作时，三相系统对称运行。 （ 2）所有电源的电动势相位角相同。 （ 3）系统中的电机均为理想电机，不考虑电磁饱和、 磁滞、涡流及导体肌肤效应等影响；转子结构完全对称； （ 4）短路发生在短路电流为最大的瞬间； （ 5）不考虑短路电的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 2．短路电流计算的方法 对应系统最大运行方式下，按无限大容量系统，进行相关的短路点的三项短路电流计算，求得 I//、 ish 值。 I// ―― 三相短路电流； ish ―― 三相短路冲击电流。 电抗图及电抗计算 由 4 200MW 火电厂电气主接线图，和设计任务书中给出的相关参数，可画出系统的等值电抗图如图 31 所示。 选取基 准容量为 Sj 100MVA Uj Uav Sj ―― 基准容量； Uav―― 所在线路的品平均电压 以上均采用标幺值计算方法，省去“ *”。 1． 对于 QFSN― 200― 2 型发电机的电抗 2．对于 SSPL― 260000 型的双绕组变压器的电抗 式中 Uk%――变压器短路电压的百分数（ %）； Se――最大容量绕组的额定容量（ MVA）； Sj――基准容量（ MVA）。 图 31 3．对于 OSSPSL― 3000/220 型三绕组变压器的电抗 4．线路阻抗（设计任务书中已给出）： X13 短路点的选择、短路电流以及冲击电流的计算 无限大容量电力系统是指容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压基本不变，可将该电力系统视为无限大容量 电力系统。 但是，在实际电力系统中，他的容量和阻抗都有一定的数值，一次，当用户供电系统发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压相应的有所变动。 但一般的供电系统，由于它是在小容量线路上发生短路，电力系统母线电压基本不变，因此，电力系统可视为无限大容量电力系统。 由于无限大容量电力系统的三相短路电流是对称的，所以他的变化规律只需考虑一相的。 短路点的选择应选择通过导体和电器的短路电流为最大的那些点作为短路计算点。 首先，应在三条电压等级的母线上选择三个短路计算点 d d d3。 由于 10KV 电压等级有 15km 电缆馈线 10 回，所以在 10KV 的出线上需加设电抗器。 当 d4 点短路时，因受电抗器的限制，流过出线上的断路器的电流较小，所以在工程计算中选取 d4 点为短路计算点，以便使出线断路器选择轻型的。 无线大功率系统的德主要特征是：内阻抗 X 0，端电压 U C，它所提供的短路电流周期分量的幅值恒定且不随时间改变。 虽然非周期分量依指数率而衰减，但一般情况下只需计及他对冲击电流的影响。 因此，在电力系统短路电流计算中，其主要任务是计算短路电流的周期分量。 而在无限大功率系统的条件下，周期分量的计算就变得简单。 如取平均额定电压进行计算，则系统的短电压 U Uav，若选取 Ud Uav，则无限大功率系统的短电压的标幺值 ， 短路电流周期分量的标幺值为 式中 ――无限大系统功率系统对短路点的组合电抗（即总电抗）的标幺值 短路电流的有名值为 则冲击电流为 式中 ――冲击系数，表示冲击电流对周期分量幅值的倍数。 当时间常数 Ta 的值由零编制无限大时，冲击系数值的变化范围为： 在以下的计算中，取 Ksh ； 220KV 母线上短路（ d1 点）的计算 图 32 图 33 短路点短路电流的计算： 110KV 母线上发生短路（ d2）时的计算 图 34 图 35 图 36 图 37 10KV 母线上发生短路电流（ d3）时的计算 限流电抗器的初选 选型为 XKK― 10― 4000― 12 所以，限流电抗器的电抗值应为 图 38 图 39 图 310 图 311 图 312 10KV 出线上发生短路（ d4）时的短路计算 出线上限流电抗器的初选 选型为 XKK― 10― 200― 8 所以，限流电抗器的电抗值应为 图 313 图 314 图 315 图 316 图 317 图 318 系统短路电流小结 短路点 220KV 母线发生短路（ d1 点） 110KV 母线发生短路（ d2 点） 10KV 母线发生短路（ d3 点） 10KV 出线电抗器回路发生短路（ d4 点） 电流周期分量标幺值 电流周期分量有铭值 116KA 46KA 短路冲击电流 296． 69KA 118KA 5 火电厂一次设备的选择 选择电气一次设备遵循的条件 电气设备的选择是变电所电气设 计的主要内容之一，正确的选择电气设备的目的是为了使导体和电器无论在正常情况或故障情况下，均能安全、经济合理的运行。 在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。 在发电厂和变电所中，采用的电气设备种类很多，其作用和工作条件并不一样，具体选择的方法也不同，但对他们的基本要求都是相同的。 电气设备的选择的一般要求是： 满足工作要求。 应满足正常运行、检修以及短路过电压情况下的工作要求。 适应环境条件。 阴干当地的环境条件进行 校验。 先进合理。 应力求技术先进和经济合理。 整体协调。 应与整个工程的建设标准协调一致。 适应发展。 应适当考虑发展，留有一定的裕量。 电气设备能安全、可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，斌干短路条件来校验其动稳定和热稳定。 按正常工作条件选择 1．额定电压 电气设备的额定电压是标示在其铭牌上的线电压。 电器可以长期在其额定电压的 110%115%下安全运行，这一电压成为最高允许工作电压。 当 Ue 在220KV 及以下时其 UNs 为 ，当 UNe 为 330500KV 是，其 UNs 为 UNe。 另外，电气设备还有一个最高工作电压，即允许长期运行的最高电压，一般不得超过其额定电压的。