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1、1 / 35 4200MW 火力发电厂电气一次部分设计Design of 4x200MWThermal Power Plant Primary System 学生学号：学生姓名：专业班级：指导教师：职称：起止日期：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 35 页II / 35 摘要由发电、配电、输电、变电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。火力本文主要完成了电气主接线的方案设计及其经济型分析，主要电气设备的选择，包括主变压
2、器的容量计算。在发电厂短路电流计算的基础上，进行配电装置的选型方案的设计。回路。在火力发电厂电气部分设计中，一次回路的设计是主体，它是保证供电可靠性、经济性和电能质量的关键，并直接影响着电气部分的投资。本文主要完成了电气主接线的方案设计及其经济型分析，主要电气设备的选择，包括主变压器的容量计算。在发电厂短路电流计算的基础上，进行配电装置的选型方案的设计。关键词：发电厂；电气主接线；电气设备精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 35 页III / 35 目录摘要 II第 1 章绪论 01.1 电力工业的发展简况 01.2 发电厂
3、预设规模 01.3 发电厂接入系统的原则 1第 2 章电气主接线设计 22.1 概述 22.1.1 电气主接线设计的基本要求22.1.2 220kV电压等级常用接线方式 22.2 拟定可行的主接线方案 32.2.1 方案一 32.2.2 方案二 32.2.3 方案的比较与选定 42.3 变压器的选型 4第 3 章火电厂厂用电接线的选择 53.1 概述 53.1.1 方案的比较与选定 53.1.2 厂用电的电压等级 53.1.3 厂用电系统中性点接地方式53.1.4 厂用电源及其引接 73.2 厂用电系统的设计及确定 7第 4 章短路电流的计算 94.1 概述 94.2 短路电流计算条件 94.
4、2.1 短路计算的基本假定 94.2.2 短路计算的一般规定 104.3 短路计算 104.3.1 画等值网络图 104.3.2 化简等值网络图，求短路电流124.3.3 短路计算结果 19第 5 章电气设备的选择与校验 20精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 35 页IV / 35 5.1 电气设备选择的概述 205.1.1 一般原则 205.1.2 有关的几项规定 205.1.3 按额定电压选择的要求 215.1.4 按额定电流选择的要求 215.1.5 短路热稳定校验的要求 215.1.6 校验动稳定校验的要求 215
5、.2 电气设备的选择与校验 215.2.1 回路最大持续工作电流的确定215.2.2 高压断路器的选择与校验225.2.3 隔离开关的选择与校验 245.2.4 导体的选择与校验 25结论 29参考文献 29致谢 30精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 35 页0 / 35 第 1章 绪 论由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置500m。2机组参数：锅炉：4 HG-670/140-1 汽机：2 N200-130/535/535 精选学习资料 - - - -
6、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 35 页1 / 35 发电机：4 QFQS-200-2 3电力系统接线图，如图1-1。图 1-1 电力系统接线图1.3 发电厂接入系统的原则在拟定发电厂接入系统的方案时，应明确该厂规划装机容量、单机容量、送电方向、功率、供电距离及在电力系统中的地位和作用，对于不同规模的发电厂及发电机组，应根据在系统中的地位，接入相应电压等级的电力网。在负荷中心的中小发电厂，在发电机端设立母线，发电机经母线及升压变压器接入系统；对远离负荷中心的火力发电厂，应直接接入高压主网。单机容量为100125MW 的机组，当系统有稳定性要求时，应直
7、接升压接入220kV电力网；单机容量为500MW 及以上的机组，一般直接升压接入 500kV电力网1。本次设计中要求将电厂生产的电能除厂用电外，全部送入系统，根据发电厂接入系统的原则，预设 4 台发电机组全部升压接入 220kV电力网。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 35 页2 / 35 第 2章 电气主接线设计2.1 概述2.1.1 电气主接线设计的基本要求电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路的相互关系。所以，它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置，继电保护、自动装
8、置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。概括地说包括以下五个方面：21可靠性；2灵活性；3经济性；4操作应尽可能简单、方便；5应具有扩建的可能性；2.1.2 220kV 电压等级常用接线方式220kV电压级常用接线方式及适用范围总结见表2-1。表 2-1 220kV 电压级常用接线方式及适用范围电压接线方式适用范围220 双母线或单母线采用 SF6 全封闭组合电器时，不设旁路措施；采用SF6断路器时，不宜设旁路措施；采用少油断路器出线在4回及以上时，采用带专用旁母断路器的旁路母线双母线分段安装200MW 及以下机组，电厂容量在800MW 及以上，进出线1014 回；采用双
9、母线双分段配置困难的配电装置双母线双分段安装200MW 及以下机组，电厂容量在1000MW 及以上，进出线15 回及以上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 35 页3 / 35 2.2 拟定可行的主接线方案2.2.1 方案一采用双母线分段接线方式，将双回路分别接于不同的母线段上，可缩小母线故障的影响范围，主接线形式见图2-1。图 2-1 方案一接线图2.2.2 方案二采用双母线接线，断路器采用高可靠性的6SF断路器。主接线形式见图2-2。图 2-2 方案二接线图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
10、- - - - - - -第 8 页，共 35 页4 / 35 2.2.3 方案的比较与选定1可靠性方案一将双回路分别接于不同的母线段上，保证了系统的供电可靠性，减小了停电的几率，缩小了母线的故障范围。方案二可以通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至使供电中断。在检修任意线路断路器时，该回路需短时停电。断路器采用6SF断路器，检修周期长，不需要经常检修减小了断路器检修停电的几率。通过对比可见，可靠性方面方案一的可行性稍高于方案二。2经济性方案一多装了价高的断路器及隔离开关，投资增大，占地面积增加。方案二设备相对少，投资小，年费用小，占地面积相对较小。通过对比可见，经济性方面
11、方案二的可行性明显优于方案一。通过对实际情况的分析，方案二在可靠性上略低于方案一，但断路器采用SF6断路器，它的检修周期长，不需要经常检修。这样就可以减小了断路器检修停电的几率。在经济性上，方案二明显高于方案一，因而综合考虑选择方案二。2.3 变压器的选型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。本次设计中变压器均为单元接线形式，单元接线时变压器容量应按发电机的额度容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10% 的裕度来确定。GNGNcos)-1(1.1PKPS2-1）式中NGP发电
12、机容量，为 200MW；NS通过主变的容量；K厂用电，为 8% ；Gcos发电机的额定功率，为 0.85。发电机的额定容量为 200MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为：MVA12.23885. 0)08.0-1 (2001 .1cos)-1 (1.1GPNGNKPS选定三相风冷自然循环双绕组无励磁调压变压器，型号为：SF10- 240，参数为24000024222.5% /15.75。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 35 页5 / 35 第 3 章 火电厂厂用电接线的选择3.1 概述发电厂在启动、运转、停役、检修过程中
13、，有大量由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运行。这些电动机及全场的运行、操作、实验、检修、照明等用电设备等都属于厂用负荷。总的耗电量，统称为厂用电。厂用电的可靠性，对电力系统的安全运行非常重要。提高厂用电可靠性的目的，是使发电厂长期无故障运行，不致因厂用电局部故障而被迫停机，为此必须认真考虑合理厂用供电电源的取得方式、工作电源和接线方式。3.1.1 方案的比较与选定发电厂厂用电系统接线通常采用单母线分段接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。火电厂的厂用负荷容量较大，分布面较广。其用电量约占厂用电量的60% 以上。为了保证厂用电系统的
14、供电可靠性与经济性，且便于灵活调度，一般都采用“安炉分段”的接线原则，厂用负荷在各段上应尽量分配平均，且符合生产程序要求。全厂公用性负荷应适当集中，可设立公用厂用母线段低压380/220V 厂用电的接线，对于大型火电厂，一般宜采用单母线分段接线，即按炉分段，对于中小型电厂，则根据工程具体情况，厂用低压负荷的大小和重要程度，全厂可只分23 段，仍采用低压成套配电装置供电3。本次设计中装机容量为4200MW，属于大中型发电厂，依据上述原则，确定厂用电接线形式采用单母线分段接线，按炉分段。3.1.2 厂用电的电压等级发电厂中一般采用的低压供电网络电压为380/220V；高压供电网路电压有3、6、10
15、kV。为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，电压等级不宜过多。对于火电厂当发电机容量在 60MW 及以下，发电机电压为10.5kV 时，可采用 3kV 作为厂用高电压；当发电机容量在100300MW 时，宜选用 6kV 作为厂用高电压；当发电机容量在300MW 以上时可采用 3kV、10kV两种电压5。本次设计单机容量为200MW，因此采用 6kV 作为厂用高压供电网路， 380/220V 作为厂用低压供电网络。3.1.3 厂用电系统中性点接地方式高压厂用电系统及低压厂用电系统的中性点接地方式及其特点、适用范围详见表3-1。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
16、 - - - - -第 10 页，共 35 页6 / 35 表 3-1 厂用电系统中性点接地方式类别中性点接地方式特点适用范围高压中性点不接地单向接地电容电流 选择适当电阻值，可抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数2.6 倍相电压，避免扩大故障接地电容电流 短路阻抗 (% SF10-240000 242/15.75 13 SF10-31500 15.75/6.3 9.8 SFP7-360000 242/18 14 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 35 页11 / 35 本设计的系统的等值网络图如图4-1 所示。图 4-
17、1 等值网络图3将各元件电抗换算为同一基准的标么电抗取基准容量BS =100MVA ，电压基准值为各段的平均额定电压，1pU=242kV，2pU=15.75kV，3pU=6.3kV。(14200MW 火力发电厂发电机的电抗标幺值为12141618N%14.44100()()()()0.0722100100200dBXSXXXXS主变压器的电抗标幺值为11131517s%13100()()()()0.0541100100240BNSUXXXXS厂用高压变压器的电抗标幺值为192225281N100(1)()(1)0.0980.04631.5BKSXXXXXSf-4-23.4-4202123242
18、6272930XXXXXXXX精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 35 页12 / 35 f1-2N11100()3.40.0980.5292231.5BSKXS(2系统11S 、12S ，即 600MW 火电厂发电机的电抗标么值为13N%16.71000.0557100100300dBXSXXS变压器的电抗标幺值为s24N%141000.0389100100360BUSXXS(3系统21S 、22S ，即 600MW 水电厂发电机的电抗标么值为57%30.561000.1019100100300dBNXSXXS变压器的电
19、抗标幺值为68%141000.0389100100360sBNUSXXS4.3.2 化简等值网络图，求短路电流为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗。1d1点短路(1网络化简，求转移阻抗如图 4-2 所示，将系统11S 、12S 合并为1S ，21S 、22S 合并为2S ，合并后的阻抗值为311211()(0.02780.0389)0.033322XXX325611()(0.10190.0389)0.070422XXX3334353611120.07220.05410.1263XXXXXX精选学习资料 - -
20、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 35 页13 / 35 图 4-2 d1 点短路时网络化简图2 将31X、9X 合并为38X，32X、10X合并为39X，如图 4-3 所示。383190.0473 0.03410.0814XXX3932100.07040.05120.1216XXX图 4-3 d1 点短路时网络化简图3 33X，34X，35X，36X即为1G 、2G 、3G 、4G 对 d1 点的转移阻抗，38X，39X即为1S、2S 对 d1 点的转移阻抗。(2求各电源的计算电抗4884.01006000814.0jsS1X精选学习资料
21、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 35 页14 / 35 2Sjs6000.12160.7296100X2526.01002001263.0jsGjsGjsGjsG4321XXXX(3查运算曲线查得各电源 0s 短路电流标幺值为25. 44321GGGGIIII19.21SI；41. 12SI；4s短路电流标幺值为39.24321GGGGIIII02.21SI；69.12SI；(4计算短路点短路电流短路点总电流为2006006004.2542.191.41324232423242I8.1123.1342.01813.264(kVA)冲
22、击电流为 shsh2IKi 求转移阻抗将1G 、2G 、3G 合并，得403334351/ / /0.12630.04213XXXX系统1S 、2S 离短路点较远，可将它们合并为一个电源计算，电源合并后的网络简化图如 4-5 所示。413839/ /0.0814/ /0.12160.049XXX图 4-5 d2 点短路时网络化简图2 如图 4-6 所示，将星形41X、40X、17X化成网形42X、43X、44X，即消去了网络精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 35 页16 / 35 中的中间节点，43X即为G对 d2 点的
23、转移阻抗，44X即为系统S对 d2 点的转移阻抗。4140434140170.0490.04210.0490.04210.1290.0541XXXXXX4117444117400.0490.05410.0490.05410.1660.0421XXXXXX4G 对 d2 点的转移阻抗为180.0722X(2求各电源的计算电抗G js6000.1290.774100X1444.01002000722.0jsG4XS js6006002000.1662.324100X图 4-6 d2 点短路时网络化简图3 (3由计算电抗查运算曲线得各电源0s短路电流标幺值为53.1GI；523. 0SI；54. 7
24、G4I精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 35 页17 / 35 4s短路电流标幺值为598. 1GI；497.0SI；493. 24GI(4短路点总短路电流75.15320054.775.1531400523.075.15360053.1 I)kVA(77.11528.5584.2665.33冲击电流为)kVA( 1.31177.1159 .122 shshIKi全电流为)kVA(4.187619.177.1159 .02177.115)1-(2122sh ctKII稳态短路电流为75.153200493.275.153
25、1400497.075.153600598.1I)kVA(94.7828.1851.2515.353d3点短路网络化简图如 4-7 所示。452928110.5290.0460.310522XXX图 4-7 d3 点短路时网络化简图1 (1求转移电抗如图 4-8 所示，将星形44X、43X、18X 、45X化成网形，只计算有关的转移阻抗精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 35 页18 / 35 46X 、47X、48X。图 4-8 d3 点短路时网络化简图2 464445434445181111()XXXXXXX11110
26、.1660.3105()1.590.1290.1660.31050.0722474345434445181111()XX XXXXX11110.1290.3105()1.2360.1290.1660.31050.0722481845434445181111()XXXXXXX11110.07220.3105()0.6920.1290.1660.31050.0722(2求各电源的计算电抗Gjs6001.2367.416100XG4js2000.6921.384100XSjs6006002001.5922.26100X(3由计算电抗查运算曲线得各电源0s 和 4s 短路电流标幺值精选学习资料 - -
27、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 35 页19 / 35 当45. 3jsX，各时刻短路电流相等，相当于无限大电源短路电流，可以用js/1 X求得。0s短路电流标幺值4G0.712I；G1/ 7.4160.135I；S1/ 22.260.045I4s短路电流标幺值4G1.39I；G1/ 7.4160.135I；S1/ 22.260.045I(4短路点总短路电流为60014002000.1350.0450.71226.247(kVA)36.336.336.3I冲击电流为shsh22 1.3 26.24748.254(kVA)iK I全电流为2
28、ctsh12(-1)26.2471.08628.5(kVA)IIK稳态短路电流为60014002000.1350.0451.3935.751(kVA)36.336.336.3I4.3.3 短路计算结果短路计算结果汇总于表 4-3。表 4-3 短路计算结果汇总表短路点基准电压(kV 短路电流 I(kVA 冲击电流shi(kVA 稳态短路电流i(kVA 短路全电流ctI(kVA d1 220 14.719 38.51 11.218 19.31 d2 15.75 115.77 311.7 78.94 187.4 d3 6.3 26.247 48.254 35.751 28.5 精选学习资料 - -
29、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 35 页20 / 35 第 5章 电气设备的选择与校验5.1 电气设备选择的概述导体和电器的选择设计，同样必须执行国家的有关技术政策，并应做到技术先进，经济合理，安全可靠，运行方便和适当的留有余地，以满足电力系统安全运行的需要，对导体和电器选择设计规定简述如下：5.1.1 一般原则1应满足正常运行，检修，短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。2应按当地环境条件检验。3应与整个工程的建设标准协调一致，尽量使新老电器型号一致。4选择导线时应尽量减少品种。5选用新产品应积极慎重，新产品应有可靠实验数据，并经主管
30、部门鉴定合格。5.1.2 有关的几项规定导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动稳定和热稳定，并按环境条件校核电器的基本使用条件：1在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按有关规定进行计算。2验算导体和电器用的短路电流，按下列情况进行计算：1）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。2）在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3）在变电所中，应考虑如果安有同步调相机时，应将其视作附加电源，短路电流的计算方法与发电机相同。4）对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点，对带
31、电抗器的 610KV出线的计算点，除其母线隔离开关前的引线和套管应选择在电抗器前外，其余导线和电器宜选择在电抗器之后。3验算导体和 110KV 以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般用主保护的动作时间加相应在的断路器全分闸时间，如主保护有死区时，则采用能对该处死区起作用的后备保护动作时间，并采用相应处的短路电流值。电器和110KV及以上充油电缆和短路电流计算时是，一般须用后备保护动作时间加相应的短路器全分闸时间。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 35 页21 / 35 4导体和电器的动稳定，热稳定以及电器开断电流，可
32、按三相短路验算，若发电机出口两相短路或中性点直接接地系统，自耦变压器等回路中的单相，两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况验算。5环境条件：选择导体和电路时，应按当地环境条件校核，当气温、风速、湿度、污秽、海拔、覆冰等环境条件超出一般电器的基本使用条件时，应通过经济技术比较分别采取下列措施：1）向制造部门提出补充要求，订制符合该环境条件的产品。来说，其中通过三相短路冲击电流时产生的应力不小大于材料的允许应力，对于电器来说，是通过它的三相短路冲击电流不大于它的最大允许动稳定电流。5.2 电气设备的选择与校验5.2.1 回路最大持续工作电流的确定1变压器回路精选学习资料 - - - - -
33、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 35 页22 / 35 maxI取 1.05倍变压器的额定电流。3NNN240 10629.833220SIUmaxN1.051.05629.8661.29II2发电机回路maxI取 1.05倍的发电机额定电流。3NN200 1086253cos3 15.75 0.85NPIUmaxN1.051.05 86259056.25II3母线联络回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的额定电流，本次计算中取变压器的额定电流max629.8I。5.2.2 高压断路器的选择与校验1变压器回路(1断路器种类和型式的选择拟选定高压六氟
34、化硫断路器，不检修间隔期长，运行稳定，安全可靠，寿命长。(2额定电压和电流选择按下列原则选取NSNUU 5-1）NmaxII 开断电流选择高压断路器的额定开断电流NbrI不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量ptI，简化计算可用 NbrII进行选择。 NbrII 短路关合电流的选择断路器的额定关合电流NclI不应小于短路电流最大冲击值shi。shNcliIsh38.51 kVAi精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 35 页23 / 35 根据以上所列条件，拟选LW-220型高压六氟化硫断路器， LW-220型高压六氟化硫断
35、路器能进行快速自动重合闸，并带有LRB-220型电流互感器，供测量保护之用断路器在最高工作电压下，能开断120360MVA 变压器的电感电流。在最高工作电压下，能开断 200400km空载架空线路的电容电流。断路器在不检修情况下，能承受满容量开断不大于 10次或开断累计电流 500kA以上。其技术数据见表 5-1。表 5-1 LW-220 型高压六氟化硫断路器技术数据额定工作电压 kV）额定电流A）3s热稳定电流 kA）额定动稳定电流峰值 kA）固有分闸时间 额定开断电流 (kA 220 1600 40 100 0.04 100 40 (5动稳定校验动稳定校验式为shesii热稳定校验设保护装
36、置后备保护时间为3.5s ，则短路计算时间) s(58.304. 004.05.3ainprktttt短路电流衰减特性3. 1218.11/719.14/II，由周期分量等值曲线查得)s (8.3pt短路电流热效应) skA(2 .4788.3218.1122p2ktIQ) skA(4800340222ttI动稳定检验式为k2tQtI 断路器种类和型式的选择拟选定高压六氟化硫断路器。(2额定电压和电流选择精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 35 页24 / 35 NSNUU5-6）NmaxII 开断电流与短路关合电流的选择
37、同上。根据以上条件，拟选 LW-220型高压六氟化硫断路器，技术数据见表5-5。表 5-5 LW-220 型高压六氟化硫断路器技术数据额定工作电压 kV）额定电流A）3s热稳定电流 kA）额定动稳定电流峰值 kA）固有分闸时间 额定开断电流(kA 220 1600 40 100 0.04 100 40 (4动稳定与热稳定校验过程与变压器回路相似，此处不再做详细叙述。5.2.3 隔离开关的选择与校验1变压器回路(1隔离开关种类和型式的选择拟选定 GW6 系列高压隔离开关， GW6 系列隔离开关是单柱式三相交流50Hz的户外输电设备，俗称剪刀式隔离开关，分闸后形成垂直方向的绝缘断口，具有清晰可见，
38、便于监视及有效缩小变电所的占地面积等优点10。(2额定电压和电流选择NSNUU，NS220 kVUNmaxII，max661.29 AI根据以上所列条件，拟选 GW6-220D 型隔离开关，技术数据见表5-6。表 5-6 GW6-220D型隔离开关技术数据额定工作电压 kV）额定电流 A）3s热稳定电流 kA）动稳定电流峰值 动稳定校验es100 kVAi；sh38.51 kVAi满足动稳定校验式，校验合格。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页，共 35 页25 / 35 (4热稳定校验) skA(2 .4782kQ) skA(
39、4800340222ttI满足热稳定校验式，校验合格。2母线联络回路(1种类和型式的选择拟选定 GW6 系列高压隔离开关。(2额定电压和电流选择NSNUU，NS220 kVUNmaxII，max629.8 AI根据以上所列条件，拟选 GW6-220D 型隔离开关，技术数据见表5-10。表 5-10 GW6-220D型隔离开关技术数据额定工作电压 kV）额定电流 A）3s 热稳定电流 kA）动稳定电流峰值 动稳定与热稳定校验过程同变压器回路相似，此处不再做详细说明。5.2.4 导体的选择与校验1220kV母线(1导体截面选择按导体长期发热允许电流选择almaxKII)A(8 .62905.129
40、.661maxalKII按照导体最大持续工作电流ma xI,依照电力工程电气设计手册选取截面为539mm2圆管形铝锰合金导体 ,其技术数据如表 5-18所示。表 5-18 圆管形铝锰合金导体参数表导体尺寸导体截面导体最高允许温度为下值时的截流量截面系数W(cm3 惯性半径惯性矩J(cm4 质量 mm2） 708060/54539 1240 1072 7.29 2.02 21.9 1.471 (2综合校正系数校修正：当导体允许温度为 +70和不计日照时，K值可以用下试计算温度修正系数为0alalK式中al导体长期发热允许最高温度，为70导体装地点实际环境温度，取最热日平均温度22。70221.0
41、37025K则导体长期发热允许电流)A(0.64203.129.6611.03maxalII(3热稳定校验fkwhfkmin1KQCAAKQS)mm(3.25187.24782所选导体截面积为 539)mm(2，满足要求。(4动稳定校验由手册差得均布荷载最大弯矩系数为0.125，则母线自重产生的垂直弯矩czM为cz0.125Mlq2js9.80.125 0.802 1029.898.25 N / ml由手册查得集中荷载最大弯矩系数为0.188，则集中荷载产生的垂直弯矩cjM为cjMjs0.1889.80.18815109.8276.36 N / ml短路电动力产生的水平弯矩sdM为2sddjs
42、0.1259.8Mfl20.1251.12109.8137(N/m 短路电动力df 为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 31 页，共 35 页27 / 35 df2ck1.76ia218.151.760.583001.12(kg/m 在内过电压情况下的风速产生的风压yf为yf2yy116vdkD2151 1.20.1161.69(kg/m 水平弯矩sjM2sjyjs0.1259.8Mfl20.1251.69109.8207.03(N/m 短路状态时母线所受的最大弯矩dM2cjcz2sjsdd)()(MMMMM22(98.25276.0
43、3)(137.2207.03)508.75(N/m 应力d为)cm/N(4 .697829.775.5081001002ddWM铝锰合金的最大允许应力 88202N / cm，因而满足要求。2变压器引出线(1导体选型拟选用钢芯铝绞线。(2导体截面选择按经济电流密度来选择)mm(1.71193.029.661J2maxJIS还需满足条件almaxKII)A(8 .62905.129.661maxalKII选择 LGJ-800 型钢芯铝合金绞线，标称面积为铝8002mm，允许载流量为1330A ，外径为 36.9mm 。校验过程与出线相似，此处不再做详细说明。3发电机引出线200MW 及以上容量发
44、电机的引出线以及至高压厂用工作变压器、电压互感器和避雷器柜、中性点接地设备柜等的分支线均采用全连式分相封闭母线，有效地防止了相间短路和消除周围钢构件的涡流发热，也减少了母线短路时导体和外壳所受的电动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 32 页，共 35 页28 / 35 力。本次设计中采用自冷式封闭母线，可安装微正压充气装置，向壳内提供干燥清洁的空气，其技术数据见表5-19。表 5-19 自冷式封闭母线技术数据额 定 电流/A 绝缘子电压/kV 导 体 直径/mm 导 体 厚度/mm 外 壳直径/mm 外壳厚度/mm 相间中心距离/mm
45、 主回路10000 20 400 12 850 7 1200 厂用分支1200 20 150 10 600 5 850 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 33 页，共 35 页29 / 35 结论本次毕业设计的题目是“ 4200MW 火力发电厂电气一次部分设计”。在这次设计 中 的 发 电 机 台 数 为 四 台 ， 装 机 容 量 为4200MW； 机 组 年 利 用 小 时 数max6000h ，厂用电%8p，发电机的额定功率因数85.0COSG。所设计的火电厂电气部分具有可靠性、灵活性、经济性，并能满足工程建设规模要求。采用的电
46、气主接线具有供电可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和扩建的可能性等特点。所选主变压器经济、合理。进短路电流计算，一般需要计算短路电流基频交流分量的初始值，本设计中采用的是计算曲线法，其反映短路电流周期分量同计算电抗和时间的函数关系的一组曲线，可以利用计算曲线查出短路瞬间和短路后任意时刻该电源向短路点提供的短路电流周期分量的数值。电气设备的选择条件包括两大部分：一是电气设备所必须满足的基本条件，即按正常工作条件选择，并按短路状态校验动、热稳定；二是根据不同电气设备的特点而提出的选择和校验工程。防雷保护中采用双避雷线对输电线路进行保护，选用金属氧化物避雷器对变压器中性点、母线及发电机进行保护
47、。参考文献1 GB50660-2018大中型火力发电厂设计规范S.北京：中国计划出版社，2018. 2 熊信银 . 发电厂电气部分M. 北京：中国电力出版社，2009， 102-112. 3 胡志光 . 火电厂电气设备及运行M. 北京：中国电力出版社，2001，40-56. 4 Venison V A. Transient Processes in Electrical Power SystemsM.Mir Publishers,1980. 5 钱亢木 . 大型火力发电厂厂用电系统M. 北京：中国电力出版社，2001，26-53 6 A.G.Phadke,J.S.Therp.Computer
48、Relaying for Power SystemsM.NewYork Research Study Press,1998. 7 李梅兰，李丽娇. 发电厂变电所毕业设计指导书M. 北京：中国电力出版社，2008， 15-208 姜胜利 . 浅谈火力发电厂电气一次的部分设计J.黑龙江科技信息,2018(28:58-60. 9 房俊龙 . 电力系统分析M. 北京：中国水利水电出版社，2007，167-168 10 电力工程电气设计手册：电气一次部分. 北京：中国电力出版社，2004. 11 邹颖博，郑伟 . 戈兰滩水电站工程电气一次设计J.水利水电工程设计，2009S1）. 12 DL/T5352
49、-2006高压配电装置设计技术规程S. 北京：中国电力出版社，200613 王兆云 . 基于平坡电站电气一次设计的技术研究J.云南水力发电，2018: 49-53. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 34 页，共 35 页30 / 35 15 沈方丽 , 王卓 .火力发电厂直流电源系统J.火电厂机电技术.2004,12(2 ：63-66. 16 杨冠程 . 电力系统自动装置原理M. 北京：中国电力出版社，2004， 23-7717 赵智大 . 高电压技术 M. 北京：中国电力出版社，2006，80-84. 致谢本次设计即将画上一个句号
50、，在老师的指导下，我完成了此次课程设计。经过两周的努力，我终于将成果的终稿呈现在大家面前，通过本次设计，让我对所学的知识有了更深刻的理解。本次设计从选题、材料收集到论文的编写，都倾注了老师大量的心血。老师时常关注课题的进展，及时地帮助我解决在编写论文过程中遇到的难点与问题。老师渊博的知识、严谨的态度以及认真的工作作风，不仅让我在这两周来受益匪浅，更让我在以后的工作岗位上时时不忘老师的这种态度和精神。在此，我要再次衷心的感谢老师的悉心指导和热心帮助。虽然本次设计并不是十分的完善，它也存在一些缺陷和偏差，但它确实我这辛苦的成果。这次设计让我学会了让自己独立完成一件事，这对我今后的工作和生活有着重大