4×300MW火力发电厂电气部分初步设计
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2016年度本科生毕业论文(设计)4X300MW火电厂继电保护及防雷设计院-系:工学院自动化系专业:电气工程及其自动化年级: 2012级学生姓名:陶林学号: 2导师及职称:雷竞业(副教授)2016年6月2016 Annual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate4X300MW Relay protection and lightning protection design of thermal power plantDepartment:Colleg of EngineeringMajor: Electrical Engineering and AutomationGrade: 2012Student’s Name:Tao LinStudent No:2Tutor: Lei Jing Ye (associate proessor)June, 2016毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名:陶林日期: 2016/5/4毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。
有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论文(设计)进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。
保密的论文(设计)在解密后适用本规定。
作者签名:陶林指导教师签名:雷竞业日期: 2016/5/4 日期: 2016/5/4陶林毕业论文(设计)答辩委员会(答辩小组)成员名单摘要此次的毕业论文是对4X300MW火力发电厂的继电保护及防雷的保护进行的设计。
兰州理工大学技术工程学院毕业设计任务书题目6×300MW火力发电厂电气部分设计一、毕业设计的技术背景和设计依据:1、电厂规模(1)装机容量:6×300MW(2)机组年利用小时:Tmax=5600h(3)气象条件:年最高温度40度,平均温度25度,气象条件一般,无特殊要求(4)厂用电率:8%2、出线回数(1)220kV电压级:150km架空线出线8回,最大负荷500MW,最小负荷400MW,cosφ=0.85,Tmax=5200h,为Ⅰ、Ⅱ类负荷。
(2)500kV电压级:200km架空出线4回,备用线1回,500kV电压级与电力系统连接,=0.021(基接受该发电厂剩余功率。
系统归算到本电厂500kV母线上的标幺值电抗*s准容量为100MV•A)。
二、毕业设计的任务1、熟悉题目要求,查阅相关科技文献2、主接线方案设计(包括方案论证与确定、技术经济分析等内容)3、短路电流计算4、主变压器继电保护方案配置5、主变压器继电保护的整定计算6、撰写设计说明书,绘制图纸7、指定内容的外文资料翻译三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标主要内容:1.确定主接线:根据设计任务书,分析原始资料与数据,列出技术上可能实现的2-3个方案,经过技术经济比较,确定最优方案。
2.选择主变压器:选择变压器的容量、台数、型号等。
3.短路电流计算:根据电气设备选择和继电保护整定的需要,选择短路计算点,绘制等值网络图,计算短路电流,并列表汇总。
4.主变压器继电保护装置配置。
主要技术指标:1.保证供电安全、可靠、经济;2.功率因数达到0.9及以上。
四、毕业设计提交的成果1、设计说明书(不少于80页,约3万字左右)2、图纸1)电气主接线图一张(1#图纸);2)主变压器保护系统配置图一张(1#图纸);3、中文摘要(中文摘要约200字,3—5个关键词)4、论文简介(按12年春教务处要求)5、查阅文献不少于10篇五、毕业设计的主要参考文献和技术资料1、傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算[M].中国电力出版社 20042、电力工业部,电力规划设计院.电力系统设计手册[M].中国电力出版社3、西北电力设计院. 电力工程设计手册[M]. 中国电力出版社4、王锡凡. 电力工程基础[M]. 西安交通大学出版社 19986、吴希再. 电力工程 [M]. 华中科技大学出版社 20047、牟道槐. 发电厂变电站电气部分[M]. 重庆大学出版社 20038、陈生贵. 电力系统继电保护[M]. 重庆大学出版社20039、西北电力设计院. 电力工程电气设备手册[M]. 中国电力出版社10、陆安定.发电厂变电所及电力系统的无功功率[M].中国电力出版社11、AKIRA ONUKI,Phase Transition Dynamics[M].CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS 200512、G.Orelind , “Optimal PID gain schedule for hydrogenerators design andapplication” [J] IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol.4, No.3, Sept, 198913、六、毕业设计各阶段安排兰州理工大学技术工程学院毕业设计开题报告……(次级额定值是指初级加额定电压时,次级的空载输出,次级带有,,……一般绕组的额定(摘要随着我国经济发展,对电的需求也越来越大。
目录第一章基本资料及设计任务 (4)1.1 基本资料 (4)1.2 设计任务与要求 (4)第二章电气主接线 (5)2.1 概述 (5)2.1.1 电气主接线设计的重要性 (5)2.1.2 电气主接线设计依据 (5)2.1.3 电气主接线的设计原则 (5)2.2 电气主接线的设计 (6)2.2.1 系统与负荷资料分析 (6)2.2.2 主接线方案的拟定 (7)2.3 变压器的选择与计算 (7)2.3.1 主变压器型式、容量和台数的确定原则 (7)2.3.2 联络变压器的确定原则 (8)2.3.3 变压器的选择与计算 (8)第三章短路电流的计算 (11)3.1 短路计算的条件 (11)3.1.1 基本假设 (11)3.1.2 一般规定 (11)3.2 短路电流的计算方法 (11)3.2.1 等值阻抗图及其化简 (12)3.2.2短路电流计算表 (16)第四章电气设备的选择 (17)4.1 电气设备选择的一般要求 (17)4.2 电气设备选择的一般原则 (17)4.2.1 按正常工作条件选择电器 (17)4.2.2 按短路状态校验 (18)4.2.3 按当地环境条件校核 (18)4.3 电气设备的选择 (19)4.3.1 断路器 (19)4.3.2 隔离开关 (20)4.3.3 电流互感器 (21)4.3.4 电压互感器 (23)第五章课程设计总结 (25)【参考文献】 (26)【附录】 (27)火力发电厂电气部分课程设计【摘要】电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产和消费系统。
本设计主要是针对于中、小型凝汽式的火力发电厂的一次部分而进行的。
它主要包括了四大部分,分别为发电机和变压器的选择、电气主接线的选择、短路电流的计算、主要电气设备的选择。
本设计从理论上证实了该发电厂的实际可行性,其效果达到了设计所预期的要求。
火力发电厂是电力系统的重要组成环节,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。
四、设计题目及选题要求1. 发电厂情况装机四台,容量2 x 100MW ,2x50MW, 发电机额定电压10.5KV ,功率因数分别为cos φ=0.85,cos φ=0.8,机组年利用小时数4800h ,厂用电率7%,发电机主保护时间0.05s ,后备保护时间3.9s ,环境条件可不考虑。
2. 接入电力系统情况(1)、 10.5KV 电压等级最大负荷10MW ,最小负荷8MW ,cos φ=0.8,架空线路6回,二级负荷。
通过发电机出口断路器的最大短路电流:''40.2I KA = 238.6S I KA = 438.1S I KA =(2)、 剩余功率送入220KV 电力系统,,架空线路4回,系统容量1800MW ,通过并网断路器的最大短路电流:''17.6I KA = 216.5S I KA = 416.1S I KA = ,3、厂用电采用6kv 及380/220三级电压。
摘要本次设计最重要的任务是一次系统中的接线形式、变压器形式的选择、母线的选择和校验及电气设备的选择;主变压器的继电保护,母线继电保护防雷规划,配电装置设计等主要内容。
设计本着使电力供应和传输安全可靠灵活经济的原则。
发电厂是电力系统的重要组成部分。
它直接影响整个电力系统的安全与经济。
发电厂的作用是将其他形式的能量转化成电能。
按能量转化形式大体分为火力发电厂,水力发电厂,核能发电厂,风力发电场。
考虑发电厂中的地位和作用,电力系统中的发电厂有大型主力发电厂,中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。
无论是那种形式的电厂它们的电气部分设计的主要内容及基本思想都是相通的。
关键词:电力系统变电所变压器电气设备目录第1章绪论 (4)1.1 设计意义 (4)1.2 设计原则 (4)1.3 发电厂生产过程 (4)1.4 火力发电厂的电气一次设计 (5)第2章电气主接线设计 (7)2.1 电气主接线的基本要求和设计步骤 (7)2.2 电气主接线的基本要求 (7)第3章主接线方案的选择 (9)3.1 方案一:采用双母线接线 (9)3.2 方案二:采用双母线带旁路母线接线 (10)3.3 方案三:采用多角形接线 (10)3.4 方案比较及结论 (11)第4章电气设备的选择 (12)4.1 发电机组选择 (12)4.2 变压器选择 (12)4.3 断路器选择 (12)4.4 隔离开关选择 (13)4.5 电流互感器的选择 (14)第5章厂用变压器主接线设计 (16)5.1 厂用电接线要求 (16)5.2 厂用电接线的设计原则 (16)5.3 采用不设公用负荷母线接线 (17)结论 (18)参考文献 (19)附录 (20)第1章绪论在高速发展的现代社会中,电力工业在国民经济中有着重要作用,它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展,同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。
4×200MW火力发电厂电气一次部分设计Design of 4x200MWThermal Power Plant Primary System学生姓名:专业班级:指导教师:职称:起止日期: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94.2.1 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205.1 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215.2 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。
2×300MW发电厂电气部分初步设计(断路器控制信号回路)引言现代化发电厂的设计是一门综合性的科学,它是在多种专业有机结合、密切协作下完成的一个统一整体,应根据设计任务书以及国家的有关政策和各专业的设计技术规程、规定进行。
电力工业的迅速发展对发电厂的设计提出了更高的要求。
本次设计的题目是2300MW发电厂电气部分初步设计断路器控制信号回路,它是发电厂设计的一个重要环节。
主要任务是设计总装机容量为600MW2300MW的地区性火电厂,历时两个多月,其中涉及到发电厂电气,电力系统分析等多门专业课程。
本次设计的主要目的是:通过设计树立工程观点,掌握发电厂设计的方法,并在分析、计算和解决实际工程等方面得到训练,为今后从事设计、运行和科研工作,奠定必要的理论基础。
现将设计内容具体介绍如下:1、电气主接线设计主接线代表了火电厂或变电所电气部分主体结构,主接线设计,必须综合处理各个方面的因素。
2、厂用电设计主要是对厂用变压器的选择和对厂用电主接线的设计。
3、主要电气设备的选择和校验主要是对母线、SF6断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、熔断器的选择和校验。
4、断路器控制信号回路设计(发电机变压器组出口断路器)。
现将本次设计的预期成果作如下介绍:(1)毕业设计论文包括目录、摘要、引言、正文、结论、附录、参考文献;(2)主接线图一张(2300MW发电厂电气主接线);(3)断路器控制信号回路图一张。
第一章绪论近年我国电力工业迅猛发展,已经进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。
其主要特点如下:①建设大型矿口电厂,搞好煤、电、运平衡。
把建设大型矿口电厂和路口电厂作为电厂建设的重点。
②政企分开,联合电网,统一调度,集资办电。
为了适应社会主义市场经济和社会化大生产的需要,我国在原有电力系统的基础上,已成立了五大发电集团,遵循社会主义市场经济的准则,形成电力市场,互相调剂、共同发展。
目录第一章电气主接线及设计 (1)第一节电气主接线设计原则和程序 (1)第二节主接线的基本接线形式 (4)第三节发电厂厂用电系统 (9)第二章发电机的运行 (10)第一节发电机基本结构 (10)第二节发电机的运行 (16)第三节发电机的典型操作 (19)第四节发电机常见的异常及故障处理 (22)第五节汽轮发电机运行中的检查和维护 (23)第三章变压器及其运行 (24)第一节变压器的结构、类型及特点 (24)第二节变压器的运行 (30)第三节变压器的监视和操作 (31)第四节变压器的异常及故障处理 (32)第四章高低压开关设备及互感器 (35)第一节高压断路器 (35)第二节隔离开关 (41)第三节互感器 (44)第五章励磁系统 (47)第一节发电机励磁系统 (47)第二节节励磁系统的结构 (49)第三节励磁系统的运行及操作 (49)第四节发电机一变压器组继电保护装置 (50)第六章继电保护及二次控制 (51)第一章电气主接线及设计电气主接线是发电厂,变电站电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节。
本章以电气主接线的设计为中心,从工程观点出发,介绍对主接线的基本要求、典型接线形式以及主要设备的作用、配置原则,并对变压器选择、限制短路电流的方法等进行了详尽的分析;综合阐述了各种类型发电厂或变电站电气主接线的特点和主接线设计的一般原则、步骤,并举例说明。
电厂电气系统分为一次系统、二次系统:一次系统——生产、分配、变换、消费(例如厂用电)、输送(个别电厂)电能二次系统——对一次系统进行测量、控制、保护调节第一节电气主接线设计原则和程序电气主接线是由电气设备通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流、高电压的网络,故又称为一次接线或电气主系统。
用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列,详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图,称为主接线电路图。
4×300MW火力发电厂电气部分初步设计 4×300MW火力发电厂电气部分初步设计 摘 要 随着我国经济发展,对电的需求也越来越大。电作为我国经济发展最重要的一种能源,主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。电力工业作为一种先进的生产力,是国民经济发展中最重要的基础能源产业。而火力发电是电力工业发展中的主力军,截止2006年底,火电发电量达到48405万千瓦,越占总容量77.82%。由此可见,火力电能在我国这个发展中国家的国民经济中的重要性。 该设计主要从理论上在电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择、配电装置的布局、防雷设计、发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述,并与火力发电厂现行运行情况比较,同时,在保证设计可靠性的前提下,还要兼顾经济性和灵活性,通过计算论证火电厂实际设计的合理性与经济性。采用软件绘制了大量电气图和查阅相关书籍,进一步完善了设计。 关键词: 主接线设计; 短路电流; 配电装置; 电气设备选择; 继电保护 Abstract: With the developing of economy in our country, we need more and more Electricity energy. The Electricity is the most important energy of economic development which can be conveniently and efficiently converted into other forms of energy. The Electricity industry as a advanced produced energy. It is the most important basic energy industry. And the thermoelectricity is the main energy in the Electricity industry .Until the end of 2006,power Electricity produce is 48405 kilowatt, occupied 77.82 percent in the entire capacity. So thermoelectricity energy plays an important role in our country which is a developing country. In this design, I will mainly discuss main electric connection design, short circuit account, electric equipment choice, electric equipment layout, lightning strike defending design, electrical machine, transformer and protective relaying detailed in theory and comparing with the power plant, while ensuring the reliability of the design, under the premise we should also take into account economic and flexibility demonstrated by calculating the effective thermal power plant design and reasonable economy. During my counting and demonstrating, in order to consummate my design, I will protract a great lot of electric engineering-pictures following the new criterion of electric engineering-enchiridion. Key words:main electric connection design ; short current; electric equipment choice electric equipment layout; protective relaying 目 录 1.前言 4 1.1课题背景 4 1.2 原始资料介绍 5 1.3 设计原则和基本要求 6 2.电气主接线设计 7 2.1 电气主接线分析 7 2.2 两种主接线方案 8 2.3 方案的评定 9 2.4发电机的选择 10 2.5主变压器的选择 10 3.短路电流计算 12 3.1短路电流计算的目的 12 3.2短路计算原则 13 3.3短路电流计算的一般规定 13 3.4短路点选取 14 3.5短路电流计算 14 4.电气设备的选择及校验 18 4.1电气设备选择的原则 18 4.2 断路器的选择与校验 19 4.3 隔离开关的选择与校验 21 4.4 电压互感器的选择与校验 22 4.5 电流互感器的选择与校验 23 4.6 避雷器的选择 25 5.继电保护的配置方案 27 5.1 300MW发电机双绕组变压器组的保护配置 27 5.2 发电机的保护 29 5.3 短路保护 29 5.4 发电机接地保护 29 5.5 异常运行保护 30 5.6 母线保护 30 5.7 线路保护 31 5.8 220KV线路必需装设的保护 31 5.9 220KV线路接地保护 32 5.10 220KV线路相间距离保护 32 6. 部分保护整定计算 32 6.1 发电机的整定计算 32 总 结 35 参考资料 36 致 谢 37 1.前言 1.1课题背景 电 力工业是国民经济的重要部门之一,是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业,作为国民经济的其他各部门的快速,稳定发展提供足够的动力,其发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志,又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力是工业的先行,电力工业的发展必须优先于其他的工业部门,整个国民经济才能不断前进。 近几年随着我国工业的高速发展,我国电力工业超常规发展,每年装机容量超过6000万千瓦,30万千瓦、60万千瓦亚临界火电机组成为我国电网的主力机组,百万千瓦的超超临界火电机组已经在建。目前,我国30万千瓦、60万千瓦的火力发电机组,70万千瓦的水力发电机组,在国际招标中标成功率大于90%以上。这几年电力工业之所以能飞速发展,其重要原因是,为中国电力市场提供的火力发电设备主要立足于国内生产。这一观点得到国内各发电公司以及电厂老总们的认同。今天电气制造企业的国内用户率已达到75%以上。 火力发电是现在电力发展的主力军,在现在提出和谐社会,循环经济的环境中,我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响,对不可再生能源的影响,虽然现在在我国已有部分核电机组,但火电仍占领电力的大部分市场,近年电力发展滞后经济发展,全国上了许多火电厂,但火电 技术必须不断提高发展,才能适应和谐社会的要求。 目前,我国的电力工业已经进入“大电网”、“大机组”、“超高压,交直流输电”、“电网调度自动化”、“状态检修”等新技术发展新阶段,一些世界水平的先进技术,已在我国电力系统得到了广泛的应用。 随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长,电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要。另外,由于我国人口众多,因此在按人口平均用电方面,仍只处于中等水平,尚不能及全世界平均人口用电量的一半。2008年人均用电量2596kW·h,人均占用发电装机容量仅为0.6kW; 我国第二产业用电比重为76.49%,第三产业为9.78%,生活用电比重为11%。由此可见,我国人均用电水平远低于发达国家,与完成其工业化进程国家的电力指标相比,我国经济发展正处于工业化进程的中后期,我国用电远低于国际水平。 我国近些年电力需求持续上升,2003年增速达到15%左右,大大超过GDP的增长幅度。由于需求的高速增长,全国2002年有12个省、市、区,2003年有21个省、市、区先后出现缺电局面,对经济发展和人民生活带来了一定影响,电力供应不足已成为国民经济发展的制约瓶颈。 时至今日电力供应仍然十分紧张,据最新统计,1月到4月 份全国社会用电量同比增长了16.1%,其中4个省增长30%以上,发电厂、变电站和输电线路几乎都在满负荷极限运行,发生大面积停电事故的概率加大。由于电力系统的备用容量不足,一些发电机组处于满负荷运行,给电网运行的安全带来一定的隐患。 正是基于以上所有的考虑,在能源中心建设一批骨干发电厂,改“输煤为输电”是非常必要的,它将缓解该地区乃至整个电网的供需不平衡。而且借着“振兴东北老工业基地”的东风,我国的国民经济水平一定会达到一个新的高度。 本次的设计题目是:4*300MW发电厂电气部分初步设计,主要是进行电气主接线设计,通过方案比较确定主接线方案,选择发电机和主变压器; 厂用电设计,选择厂用变压器; 通过短路电流计算,进行主要电气设备选择及校验,然后是励磁系统设计,发电机主保护设计以及配电装置设计; 通过此次设计,使学生对自己所学专业知识在临近毕业前进行一次检验和巩固,同时利用自己所掌握的知识初步的设计出一个符合实际的能够安全运行的电厂。 通过本次设计,对大中型发电厂有一个全方位的了解和认识,将所学的理论知识与实际相结合,在巩固自己的所学的专业知识的同时,也使自己更能胜任今后的工作。 1.2 原始资料介绍 1 凝汽式发电厂建设的规模 装机容