2×100_4×300MW发电厂电气部分初步设计 励磁系统

引言电力行业是国民经济的重要行业之一，电力自从应用于生产以来，已成为现代化生产、生活的主要能源，它为现代工农业、交通运输业、国防、科技和人民生活等方面都得到了广泛的应用。

如今，电力行业紧跟着经济发展的脚步，随着发电设备容量的不断加大，电力行业的自动化程度越来越高，相应的对电力系统的安全性、稳定性的要求也越来越高。

本次的设计题目是：4*300MW发电厂电气部分初步设计（励磁系统），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。

第一章电气主接线设计1.1设计原则和基本要求1 发电厂电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。

它表明了发电机、变压器、线路、断路器等其它电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输电和配电的任务。

电气主接线的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置安装，关系到电力系统的安全、稳定和经济运行。

2 电气主接线设计的原则依据（1）发电厂电气主接线方案的选择，主要决定发电厂的类型、工作特性、发电厂的容量、发电机和主变压器的台数和容量。

（2）发电厂建设规模应根据电力系统5-10年发展规划进行设计。

（3）供电和负荷关系①对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。

②对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。

中文摘要本毕业设计论文是4×300MW发电厂电气部分设计。

为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求，按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证发电厂能够长期可靠供电。

根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及《发电厂电气设计手册》等书籍的有关内容，设计过程中完成了主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、电气设备选择、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划和防雷保护的规划等主要工作。

在此期间，遇到的种种问题均通过反复比较、验算，并请教老师得以解决。

毕业设计论文由设计说明书、设计计算书、一套图纸（电气主接线图、总平面布置图、配电装置断面图）组成。

内容较为详细，对今后扩建有一定的参考价值。

本次设计是通过本人的精心设计论证完成的。

整个设计过程中，全面细致的考虑工程设计的可靠性、经济性、灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。

通过完成此毕业设计论文，进一步领会我国电力工业建设的政策观念和经济观点，培养对工程技术、经济进行较全面的综合分析能力。

由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给予指点和更正。

关键词：火力发电厂电气设计短路计算设备选择配电装置AbstractThis graduate design is a 4×300MW power plant electricity part design. For the sake of dependable that guarantee the power supply with a request that contented long-term burthen, carries according to the forward the programming proceeding design developments, from but guarantee to change to give or get an electric shock can long-term dependable power supply.Design the request of the mission book according to the graduate, synthesize a programming for learning profession knowledge and 《Thermal power plant electricity design handbook 》designed waiting dog's- ear relevantly contents, designing in the process completing lord changing choice, electricity lord connecting linear draw- up, short circuit computing, electricity equipments choosing, going together with electricity equipping, after give or get an electric shock the protection with the programming of the automatic device with defend protective programming in thunder etc. Main work. Here period, all kinds problems that meet all passes to compare, check to calculate again and again, and ask the can solution in teacher. Graduate to design the thesis from design the manual, design calculation book, a set of diagrams paper( the electricity lord connects the line diagram, total flat surface arranges the diagram and go together with electricity equip cross section diagram) constitute. The contents is more detailed, to from now on extend to consults certainly value.This design is at guiding teacher descend, passing oneself of design what argument complete with meticulous care. Whole design process inside, completely dependable, economic, vivid...etc. many factors that meticulous consideration engineering design, end complete this design project.Pass to complete this graduate design the thesis, further appreciating our country the policy idea of electric power industry developments with the economic standpoint, educates to proceed to the engineering technique, economy more completely to synthesize the analytical skill.Because time strain with ability limited, this thesis inside difficult do not need to will appear the lapse with mistake, hope the teacher give to point out with make correction.Key word:Thermal power plant Electricity design short circuit calculation The equipments choice electricity equip第一章引言电力工业是国民经济的重要部门之一，它既为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供必不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系，它能够创造巨大的物质财富和现代文明。

第3期(总第98期) 2001年6月山　西　电　力SHAN X I　EL EC T RIC　POW ERN o.3(Ser.98)June.2001300M W汽轮发电机自并励励磁系统的组成与运行范　辉1),周根栓2)(1.河北省电力试验研究所,河北石家庄　050021; 2.华能上安电厂,河北石家庄　050042)摘要:通过对华能上安电厂国产300MW汽轮发电机配置的进口自并励励磁系统的介绍,阐述了自并励励磁系统的原理接线和性能特点,重点对采用自并励励磁方式发电机的运行性能及其继电保护配置的特殊要求进行了讨论,为该技术在大型汽轮发电机上的应用提供了有益的经验和建议。

关键词:自并励励磁系统;运行性能;保护配置中图分类号:TM331 文献标识码:B 文章编号:1671-0320(2001)03-0043-04 现代大型汽轮发电机单机容量大,要求励磁系统既简单经济又要安全可靠。

自并励励磁系统具有高起始、快响应、调节性能好、结构简单、维护方便和故障率低等一系列的优点。

随着电子技术的发展、新型继电保护装置的研制和高压开关技术的进步,自并励励磁方式正逐渐为人们所接受。

在我国, 80年代中期以后投产的大中型水轮发电机大都是使用自并励方式的,今后在国产大型汽轮发电机上采用自并励励磁系统越来越多。

河北华能上安电厂3号、4号机组,国产300MW发电机采用了英国Ro lls—Ro yce公司引进的自并励静态励磁系统,该励磁方式克服了“三机励磁”的不足,代表着发电机励磁技术的发展趋势。

1　发电机自并励励磁系统的原理与组成 所谓“自并励励磁系统”,即在发电机的出线端图1　华能上安电厂Ro lls-Ro yce公司TM R自并励励磁系统的组成接1台降压变压器作为励磁电源,通过可控硅元件进行整流直接给发电机励磁的方式。

现代大型汽轮发电机的自并励励磁系统,包括励磁变压器、功率收稿日期:2000-05-28,修回日期:2001-02-19作者简介:范　辉(1969-),男,河北石家庄人,1997年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业研究生,硕士,工程师;周根栓(1963-),男,河北石家庄人,1985年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业,高级工程师。

300MW机组励磁控制系统分析摘要：应用同步电机理论，从系统的观点出发，分析励磁系统对电力系统稳定的作用，并结合大唐鸡西第二热电厂300ＭＷ发电机组运行试验，阐述了试验的条件、要求等，并根据现场试验数据及结果分析，确定了机组的运行能力，为发电机安全稳定运行提供了依据，并为系统的稳定运行提供保障。

关键词：励磁系统；电压控制；1发电机励磁系统1.1发电机励磁系统的组成励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。

另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。

1.2发电机励磁系统的要求在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求：（1）常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。

（2）应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。

（3）励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。

2发电机获得励磁电流的几种方式（1）直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。

（2）交流励磁机供电的励磁方式：现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。

交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。

300MW汽轮发电机组自并励励磁系统设计计算书二00八年十二月目录一、励磁变压器选择计算 (3)1、二次侧线电流计算 (3)2、二次侧额定线电压计算 (3)3、额定输出容量计算 (4)4、各工况触发角计算 (4)5、短路电流试验的核算 (5)6、空载升压130%试验核算 (5)7、网侧电压分接头确定 (5)二、励磁系统短路电流计算 (6)1、励磁变低压侧短路 (6)2、整流柜出口短路 (6)3、灭磁开关出口短路 (7)4、滑环处短路 (7)三、硅元件及整流桥技术参数计算 (7)1、硅元件额定电压的选择 (7)2、硅元件额定电流的选择 (7)四、硅元件快熔计算 (9)1、快熔额定电压的选择 (9)2、快熔额定电流的选择 (9)3、快熔熔断特性的校核 (10)五、冷却系统技术参数计算 (10)1、硅元件发热量 (10)2、铜母排发热 (11)3、整流柜快速熔断器发热 (11)六、灭磁开关的计算及选择 (11)1、磁场断路器电压的选择 (11)2、磁场断路器电流的选择 (12)3、磁场断路器分断电流及弧电压的选择 (12)4、磁场断路器短时耐受电流的计算及选择 (13)5、正常灭磁原理及动作顺序 (13)6、滑环处短路故障时灭磁原理及动作顺序 (13)七、灭磁电阻的计算及选择 (13)1、灭磁电阻的计算 (13)2、灭磁能量的计算 (14)八、过电压保护装置的计算及选择 (16)1、过电压保护装置原理接线图 (16)2、氧化锌非线性的性能及过电压保护原理 (16)3、发电机转子绝缘对过压保护装置的要求 (17)600MW 汽轮发电机组自并励 励磁系统技术参数设计计算书一、励磁变压器选择计算励磁变压器为励磁系统提供电源，专门应用励磁整流系统的变压器，其输入容量包括输出容量、附加损耗容量和谐波损耗容量，励磁变压器设计时根据输出容量考虑到整流系统的谐波损耗及变压器附加损耗（详见励磁变压器资料）。

本计算书仅对励磁变压器的输出特征参数进行设计，包括二次侧额定输出电压、二次侧额定输出电流、额定输出容量和短路阻抗核算，关于变压器谐波发热、温升及散热等参数参考变压器厂家具体技术资料。

课程设计课程名称：学院：专业：姓名：学号：年级：任课教师：年月日某地区4X300MW发电厂电气部分设计摘要由发电、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。

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。

主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。

并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。

电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。

本文是对配有4台300MW汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。

包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验; 并作了变压器保护。

关键词：发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备。

一. 绪论1.1 课题背景由发电、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（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）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。

由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。

因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。

据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。

电能是一种清洁的二次能源。

由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。

4×300MW发电厂电气部分初步设计引言电力工业的迅速发展，对发电厂的设计提出了更高的要求，为促进社会主义经济的发展，我国正大力发展电力工业。

高参数、大容量、高效率的大机组标志一个国家的技术装备水平。

自改革开放以来，我国电力工业的技术装备水平得到了较大的提高，大型发电机组有了较快的增长。

据统计，1978年全国200MW及以上的发电机组只有18台，共4.32GW，占全部装机容量的7.6%，到1997年则上升到424台，共113.2GW，占全部装机容量的44.5%。

尤以300MW火力机组居多，300MW机组已成为我国各大电网的主力机组。

本论文是针对4×300MW火力发电厂的设计。

发电厂的容量越大，在系统中的地位越重要，其影响也越大。

本次设计主要有：电气主接线设计、厂用电设计、设备的选择与校验和厂用电动机控制信号回路设计四部分内容。

在发电厂电气主接线的设计中，应综合考虑电厂的性质、规模和在系统中的地位等因素。

在厂用电动机控制信号回路设计中，本论文应用flash软件实现其多媒体演示。

第一章电气主接线设计发电厂电气主接线的确定与机组容量、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式等的拟定有着密切的关系。

主接线设计是否合理，不仅关系到电厂的安全经济运行，也关系到整个电力系统的安全。

因此，发电厂的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。

1.1300MW机组电气主接线形式发电厂的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明该厂的发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线和输电线路等之间是如何连接及如何接入系统的。

电厂容量越大，在系统中的地位越重要，则影响也越大。

因此，发电厂电气主接线的设计应综合考虑电厂所在电力系统的特点：电厂的性质、规模和在系统中的地位；电厂所供负荷的范围、性质和出线回路数等因素，并满足安全可靠、运行灵活，检修方便、运行经济和远景发展等要求。

300MW汽轮发电机组的典型接线为双母带旁路母线。