1、 山西大学（大东关校区）毕业设计（论文）题 目：2660MW 火力发电厂电气设计系 别：电力工程系 专 业：电气工程及其自动化 班 级：S 电本 1321 姓 名：王雷雷 指导教师：阎晓霞 下达日期 2015 年 3 月 9 日设计时间自 2015 年 3 月 9 日至 5 月 27 日山西大学大东关校区毕业设计（论文）任务书一、设计题目：1、题目名称 2660MW 发电厂电气系统设计2、题目来源 新疆恒联发电厂二、目的和意义本课题的目的是“火力发电厂电气部分”。通过本次设计，我们能够巩固所学的基本理论、专业知识、并结合运用所学知识来解决实际的工程问题，学习工程设计的基本技能，基本程序和基本方
2、法 。在设计中，我们要对所给的原始资料进行详细的分析、研究、并确定研究方法及工程设计程序，这培养我们具有初步的科研和设计的能力。在查阅资料和分析的过程中，也将大大拓展我们的专业知识领域，独立的分析问题、解决问题，使理论知识与工程实际相联系，并达到对知识的融会贯通及合理运用。通过这次设计，我们进一步领会电力工业建设中的政策观念和经济技术观念，以及对工程技术中的技术和经济问题，能够进行比较全面的综合分析。使我们对电力系统有了一个整体和具体的了解，这对我们今后工作中有积极的意义。3、原始资料1.1 电厂位置位于新疆恒联五彩湾 2660MW 电厂工程位于新疆自治区昌吉回族自治州吉木萨尔县境内，厂址地处
3、吉木萨尔县国家级准东经济开发区内，距吉木萨尔县城直线距离约 88.5km，公路距离约 152km，西距五彩湾镇 35km。厂址南北长约2km，东西宽约 2km，可利用场地面积 200hm2。五彩湾事故备用水池 7km，五彩湾 220kv 变电所位于厂址南侧 1.35km，乌（乌鲁木齐）准（准东）铁路工业园站在厂址西侧 3.5km 处通过。主厂房零米标高 569.50m，锅炉房运转层标高 14.70m（相对于主厂房零米）。山西大学大东关校区1.2 厂址的环境条件吉木萨尔县属于北半球中纬度地区，气候受温带天气系统和北冰洋冷空气的影响。由于地处大陆腹地，远离海洋，故气候属于温带大陆干旱气候，其特征是
4、冬季寒冷，夏季炎热，降水量少，日照充足，空气干燥，昼夜温差大，春夏季多风。由于地势的不同，境内的博格达高山带、中山带、山间盆地、山前平原、北部沙漠在气候上存在一定的差异，海拔 1700m 以上的山区为寒温带，海拔 1700m 以下的山间盆地、平原、沙漠为中温带。项目 单位 数值 发生日期平均气压 hpa 934.3平均气温 7.4最热月平均气温 25.1 7 月最冷月平均气温 -14.5 1 月极端最高气温 41.6 2006.7.31极端最低气温 -36.6 1969.1.30最大日温差 27.3 1996.8.30平均水气压（日较差） hpa 6.4最大水气压 hpa 23.4 1999.
5、8.2最小水气压 hpa 0.3 1984 年 12 月出现了5 次平均相对湿度 % 58最小相对湿度 % 0年平均降水量 mm 191.0最大一日降水量 mm 58.2 2007.7.14年平均蒸发量 mm 2046.7平均风速 m/s 1.8最大风速 m/s 24(定时 2min)最大积雪深度 cm 35 2 次平均大风日数 d 15.1山西大学大东关校区最多大风日速 d 35 1979 年平均雾日数 d 19.8最多雾日数 d 39 1987 年平均雷暴日数 d 8.7最多雷暴日数 d 16.0 1988 年平均降水日数 d 74.4最多降水日数 d 102 1987 年平均积雪日数 d
6、 114.8最多积雪日数 d 150 19791980 年平均冰雹日数 d 0.2最多冰雹日数 d 1 有六年出现平均沙尘暴日数 d 4.1最多沙尘暴日数 d 14.0 1982 年年最多冻融循环次数 times 501.3 按中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001）电厂厂址的地震动峰值加速度位 0.1g，相应地震基本烈度为 7 度，电气设备按 8 度设防。1.4 电厂现状本工程为新建工程，厂址位于新疆自治区吉木萨尔县，规划容量为4660MW，一期容量为 2660 国产超临界直接空冷机组，同步建设湿法脱硫及SCR 脱硫设施，考虑再扩建条件。本工程计划于 2013 年 8 月开工，
7、第一台机组计划于 2015 年 10 月投产，第二台机组计划于 2015 年 12 月投产。本工程一期工程新建独立的 750KV 站，出线两回，新投 2660MW 机组接于该 750KV 站。二期 2660MW 机组接于该 750KV 站，出线两回。1.5 系统参数系统侧三相短路时等值电抗 0.028，单相短路时等值电抗X1=0.028，X2=0.028，X0=0.04。（功率基准均为 1000MVA）1.6 主机概述冷却方式：水氢氢励磁方式：自并励静止励磁山西大学大东关校区额定功率：660MW额定电压：20KV功率因数：0.9（滞后）次暂态电抗（%）：23.1四、设计说明书应包括的内容1 、
8、电厂主系统设计2、发电厂厂用电系统设计3、短路电流计算4、电气设备选择5、高压配电装置6、防雷设计7、继电保护配置五、设计应完成的图纸1、电气一次主接线图，1 张2、500kv 屋外配电装置平面布置图，1 张3、继电保护配置图，1 张六、主要参考资料1、火力发电厂设计技术规则2、火力发电厂厂用电设计技术规定3、导体和电气选择设计技术规定4、高压配电装置设计技术规程5、电力工程电气设计手册（电气一次部分）6、电力工程电气设计手册（上、下册）7、电力系统暂态分析8、发电厂电气部分七、进度要求1、设计阶段 第 1 周（3 月 9 日）至第 12 周（5 月 31 日）共十二周2、答辩日期 第 12
9、周（2015 年 5 月 27 日）山西大学大东关校区山西大学大东关校区摘要电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。节能减排，“一特四大”，实现高度自动化，西电东送，南北互供，发展联合电力系统，是我国电力工业的发展方向，也是一项全局性的庞大系统工程。了解现代发电厂的电能生产过程及特点，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并分析计算电力系统的电力分配是本次设计的主要要求。发电厂电气部分包括发电厂、变电站及电力系统的电气一次系统和一部分二次系统。其具体内容包括发电、变电和输电的电气部分，常用计算的基本理论和方法，电气主接线及设计，厂用电接
10、线及设计，导体和电气设备的原理与选择，配电装置，发电厂和变电站的控制与信号，发电机的运行及电力变压器的运行等。本次电气设计为 2 台 660MW 汽轮机组，并将其接入750KV 用线，750KV 配电装置出线四回，主变进线四回。关键词：主接线设计、配电装置、避雷器、电气设备、互感器、继电保护、山西大学大东关校区ABSTRACTThe power industry is the basic industry, energy industry, plays an important role in the national construction and development of the n
11、ational economy, is the strategic focus of the modernization of the country.Energy saving and emission reduction, “a special four“, to achieve a high degree of automation, power transmission from west to East, North South mutual supply, the development of power system, is the development direction o
12、f Chinas power industry, but also a global giant system engineering.To understand the modern power plant electricity production process and characteristics, grasp the design method of main electrical system of power plant, and analysis of power distribution calculation of power system is the main re
13、quirement of this design.Some electric power plants including an electrical system of power plant, substation and power system and the two part of the system. The specific contents include electrical power generation, substation and transmission, the basic theory and method of calculation, the main
14、electrical wiring and electrical wiring and design, plant design, principle and selection of conductor and electrical equipment, power distribution equipment, control and signal in power plant and substation, operation of power transformer and generator operation etc.The electrical design for 2 unit
15、s of 660 MW steam turbine unit, and access to the 750000 volt line, 750000 volt power distribution unit outlet eight back, four back into the line of the main transformer factory.Key words：main electric;connection design;Lightning arrester,；electrical equipment,；transformer； relay protection.山西大学大东关
16、校区目录前言 .1第一章 电气一次主系统设计 .21.1 电气一次主接线方案拟定 .21.2 电气一次主接线方案的可靠性计算 .61.3 电气一次主接线方案的经济性计算 .121.4 电气一次主接线方案的确定 .15第二章 发电厂厂用电系统设计 .162.1 厂用电系统电压等级的确定 .162.2 厂用电接线方案的确定 .172.3 厂用变压器的选择 .182.4 电动机自起动的校验 .192.5 母线电压偏移的计算 .29第三章 短路电流计算 .363.1 短路电流的计算条件和方法 .363.2 短路电流计算 .37第四章 电气设备的选择 .464.1 750KV 级电气设备选择及校验 .464.2 20KV 电气设备的选择 .504.3 10KV 电气设备的选择 .52第五章 高压配电装置 .605.1 屋内配电装置 .60山西大学大东关校区5.2 屋外配电装置 .60第六章 发电厂防雷设计 .636.1 避雷针的配置及其保护范围计算 .636.2 避雷器的选择与校验 .65第七章 继电保护配置 .677.1 大容量机组保护配置的特点及其对继电保护的要求 .677.2 660MW 发电机-双绕组变压器的保护配置 .68参考文献 .75附录：外文文献及翻译 .76
