1、华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）1成人教育毕业设计(论文)论文题目：110kV 变电站电气一次设计年级.专业.层次： 11 级电气工程及其自动化专升本 函授站： 河南郑州电力高等专科学校 2013 年 8 月华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）2摘要本次设计是针对首阳山电厂二期 2300MW 机组火电厂电气部分的设计。第一章是前言，第二、三章主要介绍了电压等、电气设备的选择，第四、五章主要介绍了电气主接线、厂用电的设计，第六、七章主要介绍了短路电流计算，发电机、变压器保护的配置第八、九章主要介绍了防雷保护的规划配置和配电装
2、置规划。并附了一张该次设计的主接线图，根据主接线方案，进行了高压设备选择，先后对高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、220KV 母线和支撑绝缘子进行选择和校验，使之符合国家规程的规定，运行可靠，经济合理。关键词：电气设备 发电机 变压器华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）3Summary This design is shouyangshan power plant in phase 2 x 300MW power electrical parts design. The first chapter is the design specificati
3、ons, second, three mainly introduced the voltage, electric equipment selection, fourth and fifth chapter introduces the main electrical wiring, the design, the power of the sixth and seventh chapter introduces the short-circuit current calculation, generator transformer protection configuration in c
4、hapter 8, 9 lightning protection mainly introduces the planning allocation and distribution device programming. And a design of The Times, according to the wiring diagram, the wiring schemes equipment selection, successively in high voltage circuit breaker, isolating switch, current transformer, vol
5、tage transformer, bus and support insulator 220KV choice and calibration, to comply with the provisions of the state regulations, reliable operation, and reasonable in economy.Keywords: electrical equipment generator transformer华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）4第一部分 目 录摘要 1第一章 前言 4第二章 电压等级的选择 5第三章
6、 电气设备的选择 6第一节 同步发电机的选择 6第二节 导体和电气设备的选择 7第三节 变压器的选择 14第四章 电气主接线 18第一节 主接线的设计原则 18第二节 主接线的形式选择 19第五章 厂用电设计 22第一节 厂用电设计要求和符合分类 22第二节 厂用变压器选择 25第六章 短路电流计算 27第一节 短路电流计算结果 27第二节 短路电流计算 28第七章 发电机、变压器组继电保护 43第八章 防雷保护的规划配置 46第九章 配电装置规划 47第十章 小结 50参考文献 52附图：电气主接线图 53华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）5前言电力工业在
7、社会主义现代化建设中占有十分重要的地位，在现代化生产和人民生活中，电能得到广泛的应用。近年来，许多工作 200MW 及以上的大型机组的相继投产，330 KV 及以上超高压输电厂工程的陆续建成和各地电力网的不断扩大，标志着我国的电力工业已进入一个发展的新时期。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。本次设计是在毕业设计任务书的基础上进行的，依靠大专三年所学的专业理论知识，旨在提高自身的综合应用，以达到理论联系实际，学以致用的目的。我这次设计的题目为2x300MW 火力发电厂电气部分设计,针对一次系统为主、二次设计为辅的原则，主要针对发电机、变压器的型号及其机组接线
8、形式的选择、220KV 主接线形式的选择、高压断路器、隔离开关的选择、电压互感器和电流互感器的选择，以及进行了厂用电设计、短路计算，并对发电机和变压器的主保护进行了简单的配置, 还对配电装置进行了规划。 由于本人水平有限，设计中难免有不足之处，希望各位老师批评指正，在设计的过程中，王雪老师给予了大量的指导，在此表示感谢！华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）6第 1 章 电压等级的选择1.1 电力网电压等级的选择：电网电压选择，主要根据线路送电容量和送电距离。本次设计主要参考下列所述的包含参选电压等级的网络结方案和技术统计来选择的。我国各级电压输送能力统计： 输
9、送电压（KV） 输送容量（MW） 传输距离（km）35 210 2050110 1050 50150220 100500 100300由上表可得，输送容量在 100MW 以上的火电厂与系统进行并网的电压等级为 220KV ，所以本次设计 2*300MW 火力发电厂与系统进行并网的电压等级可选为 220KV。1.2 厂用电电压等级的选择火力发电厂采用 3KV，6KV 和 10KV 作为高压厂用电压，在满足技术要求的前提下，优先采用较低的电压，以获得较高的经济效益，但应考虑国内高压电动机的系列配套情况，即在考虑采用哪种电压等级时，不仅要进行技术上研究同时也应顾及到国内的电工产品结构。国内现今适用于
10、 300MW 及以上容量机组的火电厂的高压电气设备基本都为 6KV，经过数十年的生产，品种系列都比较齐全。因此，设计电厂的厂用高压用电系统采用 6KV 的电压等级。华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）7第 2 章 电气设备的选择2.1 同步发电机的选择由火电厂设计技术规程DL5000-94 第 11.1.2 中可知：1.发电机的额定容量应与汽轮机的额定出力相匹配；发电机的最大连续输出容量应与汽轮机的最大进汽量工况下的出力相匹配，且其功率因数和氢压均应与额定值相同。汽轮发电机的轴系自然扭振频率应避开工频及 2 倍工频。2.汽轮发电机组应有承受高压输电线路出口单相
11、重合闸能力。3.根据电力系统的要求，发电机应具备一定的吸收无功功率，调峰及失磁后短时异步运行的能力。4.励磁系统的特性、参数应满足电力系统各种运行方式的要求。本次设计采用的是东方电机厂生产的 300MW 水氢氢冷却发电机：型号为 QFSN-300-2-20。其本体主要参数及有关说明：发电机额电容量为 353MVA；额定功率因数为 0.85；额定定子电流为 10190A；额定频率为 50HZ ；额定转速为 3000r/min；X d”=16.18%；定子绕线方式为双 Y（并联） ；额定励磁电压为 463V；额定励磁电流为 2203V；冷却方式为水氢氢；额定氢压为 0.3MPa。 2.2 导体和电
12、气设备选择221 断路器及隔离开关断路器型式的选择，除须满足各项技术条件和环境条件外。还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。隔离开关型式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术经济比较然后确定。其选择条件与断路器选择的技术条件相同。222 220KV 母线侧高压断路器和隔离开关的选择高压断路器的选择方法：额定电压选择：UNUNS额定电流选择：INImax开断电流选择：高 压 断 路 器 的 额 定 开 断 电 流 Inbr， 不 应 小 于 实 际 开 断 瞬 间 的 短路电流周期分量有效值 Izk,即 INbrIzk当 断 路 器 的 Inbr
13、教 系 统 短 路 电 流 大 很 多 时 ， 也 可 用 次 暂 态 电 流 I” INbrI ”短路关合电流的选择：断路器的额定关合电流 incl 不应小于短路电流最大冲击值 ish,即 inclish华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）8热稳定校验：I t2tQk动稳定校验：iesish高压断路器的选择：10KV 及以下一般选用真空断路器，35KV 及以上多选用六氟化硫断路器，该回路为 220 kV 电压等级，故选用六氟化硫断路器。断路器安装在户外，故选户外式断路器。回路额定电压 Ue220kV 的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电
14、流 I maX=1.053001000/0.85/1.732/231926.2(A)初选为 LW-220I 型六氟化硫断路器，其主要技术参数如下：对所选的断路器进行校验：短路关合电流的校验:所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为 100kA，流过断路器的冲击电流为51.108kA，则短路关合电流满足要求，因为其 动 稳 定 的 校 验 参 数 与 关 合 电 流 参 数 一 样 ，因 而 动 稳 定 也 满 足 要 求 。 热稳定校验：设后备保护动作时间 4s，所选断路器的固有分闸时间 0.04s 。则短路持续时间 t =4+0.04=4.04s。因为电源为无限大容量，非周期分量因短路持续时
15、间大于 1s 而忽略不计，则短路热效应 : Qk = I”2t =21.80424.04=1541.572kA2.s允许热效应 I t2t = 402 4 = 6400kA2.sIt2tQ k 热稳定满足要求。以上各参数经校验均满足要求，故选用 LW-220I 型断路器。223 隔离开关的选择:根据配电装置的要求，35KV 及以上断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地开关。该隔离开关安装在户外，故选择户外式。该 回 路 额 定 电 压 为 220kV， 因 此 所 选 的 隔 离 开 关 额 定 电 压 Ue 220kV， 且 隔 离 开 关 的 额 定 电型号 额定电流 A 额
16、定开断电流 kA 动稳定电流 kA热稳定电流(有效)kA固有分闸时间SLW-220I 1600 40 100 40 0.04华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）9流 大 于 流 过 断 路 器 的 最 大 持 续 电 流ImaX=1.053001000/0.85/1.732/231926.2(A)GW11-220（D）型高压隔离开关其主要技术参数如下：额定电压 KV 额定电流 A 动稳定电流 KA 热稳定电流 KA220 1600 125 50（4s）校验所选的隔离开关：动稳定校验动稳定电流等于极限通过电流峰值即 ies = 125kA流过该断路器的短路冲击电
17、流 ish = 51.108 kA.s 即 i es i sh 动稳定要求满足。热稳定校验断路器允许热效应 It2t = 5024 =10000kA2.s 短路热效应 Q K =1541.572kA2.s It2tQ K热稳定满足要求。经以上校验可知，所选隔离开关满足要求，故确定选用 GW11 220（D）型高压隔离开关。2.2.4 6KV 母线侧断路器选择: 断路器选择型号为 6KV/BA1 型开关柜配置 3AF 型真空断路器2.2.5 220KV 侧电流互感器的选择: 电流互感器应为屋外 LB11-220W2 型（1）根据安装地点（户内和户外）和安装使用条件（穿墙式 支持式 母线式）等选择
18、电流互感器的类型。35KV 以上配电装置，一般选用油浸式绝缘结构的电流互感器，有条件时应选用套管式电流互感器。（2）按一次电路的电压和电流选择电流互感器的一次额定电压和额定电流时，必须满足 1NSU1maxaNIKI电流互感器所在电网的额定电压；S电流互感器的一次额定电压和一次额定电流1NIK 温度修正系数装设所选电流互感器的一次回路的最大持续工作电流。maxI（3）根据二次负荷的要求，选择电流互感器的准确度级。电流互感器的准确级不得华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）10低于所供测量仪表的准确级，以保证测量的准确度。根据以上可选择电流互感器应为屋外 LB11
19、-220W2 型根据所选择的电流互感器，校验电流互感器的二次负荷，并选择二次连接导线截面。并对电流互感器进行热稳定和动稳定校验。2.2.6 220KV 母线侧电压互感器的选择：型号为 TYD220/ -0.01H( / /0.1).32031.(1)按安装地点和使用条件等选择电压互感器类型220KV 及以上配电装置中，如果容量和准确级满足要求，宜选用电容式电压互感器根据电压互感器的用途，确定电压互感器的接线单相或三相的，一个二次绕组或两个二次绕组，故选单相式。（2）按一次回路的电压选择，电压互感器一次侧额定电压 应大于或等于所接电网NU的额定电压 。但电网电压 的变动范围，应满足NSUSU1.
20、0.9N（3）按二次回路电压选择。查表选择。（4）按容量和准确级选择。电压互感器准确级的选择的原则，可参照电流互感器的准确级选择。选定准确级之后，在此准确级下的额定二次容量 ,即 2NS2S最好选用 与 相近的，因为 超过 或比 小的过多时，都会是准确级降低。2NS2S2N2互感器二次负荷的计算式为22222(cos)(sin)()PQ根据上面电压互感器可选择为型号为TYD220/ -0.01H( / /0.1)3031.2.2.7 220KV 母线和 6KV 母线的选择（1）220KV 母线选择 应选用管型母线进行三相水平布置。（2）6KV 母线的选择已知参数：母线继电器的动作时间 短路器全分闸时间 1prts0.1abts室内最高温度 相间距离为 0.25m 绝缘子跨距为 1.2m 40C
