1、1摘 要随着我国经济发展，对电的需求野越来越大，电作为我国经济发展的最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其他能源形式。电力工业作为一种先进的生产力，是我国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的主力军，占每年发电总量的百分之七十以上，由此可见火力电能再我国这个发展中国家的国民经济中的重要性。火力发电厂简称火电厂，是利用煤，天然气，石油或其他燃料的化学能生产电能的工厂。火 力 发 电 在 我 国 的 起 步 较 早 ， 经 过 近 几 十 年 的 迅 速 发 展 ， 各 项 措 施已 得 到 了 不 断 的 完 善 ， 本 文 将 针 对 某 火 力 发 电 厂 的
2、主 接 线 设 计 进 行 探 讨 ， 主 要 是 对 短 路电 流 ， 电 气 设 备 的 选 择 进 行 研 究 ， 期 望 提 出 更 加 合 理 的 方 案 。首 先 会 对 火 力 发 电 的 有 关 内 容 做 一 阐 述 ， 并 具 体 介 绍 主 接 线 的 连 接 方 式 ， 随 后 对 火力 发 电 厂 的 保 护 措 施 与 照 明 原 理 进 行 介 绍 ， 最 后 将 给 出 该 火 力 发 电 厂 的 主 接 线 的具 体 设计关键词：火电厂 主接线 电气设备2AbstractThe coal-burning generating plant is called h
3、eat-engine plant simply. It is a factory using chemical energy such as natural gas, fossil or other fuel to produce electric energy. Heat- engine began early in our country, the kinds of measures were developed better in recent years. This essay will focus on the design of the chief-wiring of a coal
4、- burning generating plant. The main purpose of the essay is studying the choice of the electric and the electrical equipment, expecting to put forward a more reasonable project.At first, this essay will state the related content about the heat-engine, and introduce the connective way in detail. The
5、n, this essay will introduce the protective messures and lighting principle. At last, the concreted design of the chief- wiring will be gave out. 3目 录摘 要 .1第一章 绪论 .51.1 课题提出的背景 .51.2 课题研究的目的和意义 .51.3 课题研究的主要内容 .51.4 本章小结 .6第二章 电气主接线 .72.1 火力发电厂的电气一次设计 .72.2 电气主接线的基本要求和设计步骤 .82.2.1 电气主接线的基本要求 .82.2.2
6、 设计步骤 .82. 3 电气主接线分析 .82.3.1 系统连接 .82.3.2 本期 750kV 电气主接线方案 .92.4 主变压器选型 .122.5 各级电压中性点接地方式 .122.5 本章小结 .12第三章 短路电流计算 .133.1 短路电流计算依据 .133. 2 短路电流计算过程 .133. 2. 1 设备参数 .133. 2. 2 阻抗计算 .133. 2. 3 网络变换 .143.2.4 短路电流计算 .183. 3 短路电流计算结果 .263. 4 本章小结 .27第四章 电气设备的选择 .284.1 导体及设备选择的依据和原则 .284. 2 导体及设备选型及规范 .
7、284.2.1 导体及设备选择依据及原则 .284.2.2 导体的选型 .284.2.3 设备的选型 .314.2.4 750kV 设备的选型 .324. 3 本章小结 .37第五章 厂用电接线与布置 .385.1 主厂房厂用电接线及布置 .385. 2 辅助厂房厂用电接线及布置 .405. 3 本章小结 .41第六章 安全措施 .426.1 事故保安的接线方式及设备选择 .4246. 2 不停电电源系统 .426.3 电厂主、辅建(构)筑物的防雷保护 .426.3.1 直击雷保护 .426.3.2 感应雷保护 .436.4 防雷电侵入波过电压保护 .436. 5 环境污秽情况及电气外绝缘防污
8、秽措施 .436.6 照明供电电压及照明和检修网络供电方式 .436.6.1 照明网络供电电压 .436.6.2 事故照明供电方式 .436.7 本章小结 .43第七章 总结与展望 .445第 1 章 绪论本文论述的某电厂(2x660MW 燃煤发电机组)为凝汽式电厂，燃料为宁夏就地所产的优质无烟煤，煤料直接从附近煤矿用皮带传输，该电厂为典型的坑口电厂。1.1 课题提出的背景能源是我国国民经济的基础。煤、石油、天然气、核能均可作为发电燃料，其中应用最广泛的是煤。我国发电以燃煤为基础，以火电为主的基本格局，在短期内不会改变。 我国煤炭资源丰富，而石油资源相对短缺，目前的一些燃油电厂已有不少改为燃煤
9、，因此现在火力发电燃料主要是指煤。电力燃料质量，直接关系到火力发电厂的成本及锅炉机组的安全经济运行。电力工业在国民经济起着重要的作用，是关系着国计民生的基础产业。 1.2 课题研究的目的和意义火力发电由于起步较早，到目前为止各项措施已取得了不断的完善和发展，其电气部分也得到很大的进展，但仍然存在一些不足期待改进。 火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能的工厂。按其功用可分为两类，即凝汽式电厂和热电厂。前者仅向用户供应电能，而热电厂除供给用户电能外，还向热用户供应蒸汽和热水，即所谓的“热电联合生产”。 目前采用最广泛的发电形式是利用煤的燃烧来获得电能，而我国煤的储量
10、也是相当 丰富的，因此本课题的提出具有很大的现实意义，如何设计好火电厂的电气主接线，就显得尤为重要。 1.3 课题研究的主要内容1.火力发电厂的发电原理和电气方面的研究 通过对火力发电有关文献的参考，明白我国火力发电的现状及未来的发展趋势。研究火力发电的工作过程，了解火力发电系统的组成、工作过程及工作原理。通过阅读有关火力发电厂的主接线图及相关介绍，明确主接线的设计规则的具体实现。 2.某火力发电厂电气主接线的设计 6通过分析某地区火力发电厂的相关资料，设计出一种实用性、经济性和可靠性相结合的电气主接线；在此基础上，正确地选择所用的电气设备，并对主接线的基本构造及特点做一介绍。 1.4 本章小
11、结 本章概要介绍了课题研究的背景和设计的思路，还介绍了课题研究的目的和意义，提出课题研究的必要性，最后介绍了本课题研究的主要内容。7第 2 章 电气主接线2.1 火力发电厂的电气一次设计火力发电厂是一座发、变电设施。它通过磨煤机、锅炉、汽轮机等设备将化学能转变为机械能，再通过发电机将机械能转变为电能，并由升压变压器将发电机出口电压升高后，经输电线路将电能输送到用户或电网中。火力发电厂的电气一次设备包括：(1)生产和转换电能的设备：如发电机将机械能转变成电能，电动机将电能转变成机械能，变压器使电压升高或降低，以满足输配电需要。这些都是发电厂中最主要的设备；(2)接通或断开电路的开关电器：如断路器
12、、隔离开关、熔断器、接触器之类，它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开；(3)限制故障电流和防御过电压的电器：如避雷器；(4)接地装置：无论是电力系统中性点的工作接地还是保护人身安全的保护接地，均采用金属接地体埋入地中(或连成接地网)。(5)载流导体：如母线、电缆等，它们按设计的要求，将有关电气设备连接起来。一次回路设计需根据该地区的社会经济、动力资源、电网现状、电网远期规划、近区负荷和邻近电源情况进行；在设计中，必须严格遵守国家有关法律法规、 方针政策，按照现行规程规范的要求进行；应积极慎重地推广国内外先进技术，因地制宜地采用新设备、新材料和新布置；必须从实际出发，按照需要与可能，近期与远期
13、相结合的原则，合理布局。电气一次部分设计，通常包括以下几方面的内容：(1)发电厂与电网的连接：根据地方的电力系统规划设计及发电厂接入系统设计，确定本发电厂的送电地区、输电电压等级、出线回路数目、输电容量，以及电网对本发电厂的运行方式、稳定措施等方面的要求;(2)电气主接线：论证、选定电气主接线;(3)厂用电系统：确定厂用电源的取得方式与厂用电电压等级，统计厂用电高低压负荷，选择高压、低压厂用变压器容量、台数，确定厂用电接线;.(4)电气设备选择：计算短路电流，按照短路电流计算结果选择变压器、断路器、隔离开关和互感器等电气设备的型式、规格及有关技术参数;8(5)设备布置：包括主厂房内、外的电气设
14、备平面布置和升压站布置;(6)过电压保护和接地：选定主厂房及电气设备的过电压保护方式、保护设备型式、规格及其布置位置；计算接地电阻及敷设接地装置等。2.2 电气主接线的基本要求和设计步骤发电厂和变电所电气主接线，是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，也称为一次接线；它反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。电气主接线是保证出力，连续供电和电能质量的关键环节，它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，它必须满足工作可靠、调度灵活、运行检修方便、且具有经济性和发展的可能性等基本要求。2.2.1 电气主接线的基本
15、要求(1)保证必要的供电可靠性和电能质量(2)具有一定的灵活性和方便性(3)具有经济性(4)具有发展和扩建的可能性2.2.2 设计步骤电气主接线的一般设计步骤如下：(1)对设计依据和基础资料进行综合分析；(2)选择发电机台数和容量，拟定可能采用的主接线形式；(3)确定主变压器的台数和容量；(4)厂用电源的引接；(5)对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。2. 3 电气主接线分析2.3.1 系统连接火力发电厂接入系统设计的基本目的是使电厂建成后，能将电能安全、经济、合理地送往电网，充分发挥电厂效益，并为发电厂电气设计提供依据。基本设计原则该煤电工程为新建大型燃煤火力发电厂。厂
16、区规划容量 2660+21000MW燃煤空冷机组，本期建设规模为 2X660MW 燃煤空冷机组。在主接线设计中遵循以下原则：（一）任何断路器检修，不影响对系统的连续供电。9（二）任一进出线断路器故障或拒动以及母线故障，不应切除一台以上机组和相应的线路。（三）任一断路器检修和另一断路器故障或拒动相重合，不应切除两台以上机组和相应的线路。2.3.2 本期 750kV 电气主接线方案本期 750kV 电气主接线方案一：采用一台半断路器接线(如图 2.1)本期 750kV 进出线回路数共 4 回，其中#1#2 发电机一变压器组进线 2 回，750kV 出线 2 回。一台半断路器接线（两个元件引线用三台
17、断路器接往两组母线组成一个半断路器接线，每一回路经一台断路器接至母线，两回路间设一联络断路器，形成一串，又称二分之三接线)。一台半断路器接线是现代国内外大型电厂和变电所超高压配电装置广泛应用的一种接线。运行时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电，具有较高的供电可靠性和运行灵活性。任一母线故障或检修，均不致停电；除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外，其他任何断路器故障或检修都不会中断供电；甚至两组母线同时故障(或一组检修时另一组故障)的极端情况下，功率仍然继续输送。此种接线运行方便，操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离电器。一台半断路器接线的特点：(1)有高度可靠性：每一回
18、路由两台断路器供电，发生母线故障时，只跳开与此母线相连的所有断路器，任何回路不停电。(2)运行调度灵活：正常时两组母线和全部断路器都投入工作，从而形成多环形供电，运行调度灵活。(3)操作检修方便：隔离开关仅作检修时用，避免了将隔离开关作操作用时的倒闸操作。检修断路器时，不需带旁路的倒闸操作。检修母线时，回路不需要切换。一台半断路器接线的缺点：使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资较大，二次控制接线和继电保护都比较复杂。本期 2 台机组采用一台半断路器接线，安装六台断路器，配成两个完整串，进出线装设隔离开关。本期 750kV 电气主接线方案二:采用双母四分段带旁路母线接线双母线四分段带旁路母线接线优点是：10轮流检修母线时，不必中断对用户的供电；检修任何一条母线的隔离开关时，只需将隔离开关所属的线路停电，其余线路可以不停电；当一条母线发生故障时，可以用另一条母线迅速恢复供电，缩小线路停电范围；任何一条线路的断路器因故不能操作时，可以用倒母线的方式，用母联断路器代替线路断路器进行操作；运行方式灵活。缺点：接线比较复杂，倒闸操作时容易发生误操作；母线隔离开关较多，配电装置的结构复杂，故经济性较差。图 2.1 双母线四分段带旁路母线
