1、邵阳学院毕业设计（论文）I内容提要众所周知，电力行业是国民经济的基础工业，它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，因此有“经济要发展，电力应先行”的口号。随着经济建设的发展，电力行业也必然要更好的发展，所以发电设备的容量越来越大，而电力行业的自动化程度也越来越高，相应的对系统的安全性，稳定性的要求也越来越高。本次设计是我们在校期间进行的一次比较系统、具体、完整的颇为重要的设计，是一次比较综合的训练。本设计的主要内容是设计主接线并进行方案的技术经济比较，可靠性指标的定量分析计算，主变的选择，短路电流计算，电气设备的选择与校验，配电装置、厂用电、防雷保护及发电机和主变保护设计。本设计完成设计说明
2、书和设计计算书各一份，英文原版翻译一份，绘制电气主接线图、平面布置图、断面图。在完成此设计过程中，我们可以学习电力工程设计、技术问题研究的程序和方法，获得搜集资料、查阅文献、调查研究、方案比较、设计制图等多方面训练，并进一步补充新知识和技能。通过毕业设计，结合发电厂电气部分设计，进一步巩固所学的专业知识，提高理论联系实际的能力，为将来走向社会打下坚实基础。关键词：电力系统、火力发电厂、主接线、电气设备邵阳学院毕业设计（论文）IISmmaryAs everyone knows, the power industry is the fundamental industry of national
3、economy, its development is directly related to the economic development of the countrys success, it is “economic development, power should be the first“ slogan. With the development of economic construction, the development of the electric power industry is also bound to be better, so more and more
4、 generation capacity of equipment, and the degree of automation of power industry is getting higher and higher, to the corresponding security system, stability requirements are also getting higher and higher.This design is for us during the period of school a more systematic, specific, complete impo
5、rtant design, is a more comprehensive training. The main content of this design is the design of the main wiring and technical and economic comparison, quantitative analysis and calculation of reliability index, the selection of the main transformer, short-circuit current calculation, electrical equ
6、ipment choice and verification, power distribution equipment, electricity, lightning protection and generator and main transformer protection design. This design completes the design specification and design calculations on each one, the original English translation a, draw the main electrical wirin
7、g diagram, layout, section map.Upon completion of the design process, procedure and method we can study on technical problems of electric power engineering design, study, be collected information, consulting literature, investigation, comparison, design drawings and other aspects of training, and fu
8、rther add new knowledge and skills. Through the graduation design, combined with the design of electrical power 邵阳学院毕业设计（论文）IIIplant, further consolidate professional knowledge, improve the ability of integrating theory with practice, for the future to lay a solid foundation for social.Keywords: ele
9、ctric power systems, thermal power plant, the main wiring and electrical equipment 目 录内容提要 .ISmmary.II第一部分 设计说明书 .11 电气主接线设计 .11.1 主接线的设计原则和要求 .11.2 电气主接线的设计 .21.3 发电机的选择 .51.4 主变压器的选择 .52 厂用电设计 .72.1 厂用电设计的要求 .82.2 厂用电设计的原则 .82.3 厂用电接线的最终确定 .93 短路电流计算 .113.1 短路电流计算的目的和规定 .113.2 短路计算步骤 .124 电气设备选择与校
10、验 .154.1 电气设备选择的一般原则 .154.2 断路器的选择及校验 .174.3 隔离开关选择与校验 .194.4 电压互感器选择 .204.5 电流互感器的选择与校验 .224.6 高压熔断器的选择与校验 .234.7 母线的选择与校验 .244.8 500kV 进出线的选择与校验 .264.9 接地开关的选择与校验 .275 配电装置设计 .295.1 配电装置的分类及其要求 .295.2 配电装置的设计原则及步骤 .306 防雷保护设计 .336.1 避雷器的类型及作用 .336.2 避雷器的选择 .337 发电机、主变保护设计 .357.1 发电机保护 .357.2 变压器保护
11、 .41第二部分 设计计算书 .428 短路电流计算 .428.1 点短路电流计算 .428.2 点短路电流计算 .468.3 点短路电流计算 .479 电气设备的选择与校验计算 .519.1 断路器校验计算 .519.2 隔离开关校验计算 .529.3 互感器校验计算 .539.4 母线及接地开关校验计算 .53总 结 .56参考文献 .57致谢 .58附录 .59邵阳学院毕业设计（论文）1第一部分 设计说明书1 电气主接线设计1.1 主接线的设计原则和要求发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数据和连接方式及可能的运行方式，从而完成发
12、电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着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的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。电气主接线设计的基本要求：主接线应满足可靠性、灵活性、经济性和发展性等四方面的要求。（1）可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是：断路器检修时，能否不影响供电。线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供
13、电。发电厂全部停运的可能性。大型机组突然停运时，是否会危及电力系统稳定运行。（2）灵活性调度灵活，操作简便。应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，邵阳学院毕业设计（论文）2能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。检修安全。应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。扩建方便。在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过渡到最终接线，使在扩建时，一次和二次设备所需的改造最少。（3）经济性在满足技术要求的前提下，做到经济合理。节省一次投资：主接线应简单清晰，控制、保护方式不过于复杂，适当限制断路器电流。占地面积少：电气
14、主接线设计要为配电装置的布置创造条件。电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。（4）发展性主接线可以容易地从初期接线方式过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，完成过渡期的改扩建，且对一次和二次部分的改动工作量最少 2。1.2 电气主接线的设计1.2.1 主接线的设计步骤首先分析原始资料，拟定可行的主接线方案。根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟定出若干可行方案，内容包括主变压器型号、台数和容量，以及各级电压配电装置的接线方式等。并根据对主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优缺点，淘汰较差的方案，保留较好方案。其邵阳学院毕
15、业设计（论文）3次对技术上较好的方案进行经济计算，选出最佳方案。各主接线方案都应该满足系统和用户对供电可靠性的要求。最后绘制电气主接线图。按工程要求，绘制工程图，途中采用全国通用的图形符号和文字代号，并将所有设备的型号、发电机的主要参数、母线及电缆截面等标注在图上。图上还应示出电压互感器、电流互感器、避雷器等设备的配置及其一次接线方式，以及主变压器接线组别和中性点接地方式等 2。1.2.2 原始资料给定工程情况（1）类型：区域性凝气式火电厂，远离负荷中心；（2）工程装机容量和台数：2600MW；（3）发电厂在电力系统中的地位和作用：承担基荷电厂；（4）发电厂联入系统的电压等级为 500kV，出
16、现回路数 2 回；（5）电力系统装机容量为 10000MVA，系统短路容量或归算后的标幺值电抗为0.212（100MVA 为基准） ；（6）厂用电率：6%，COS=0.9，最大负荷利用小时数 7000 小时/年；（7）环境条件：当地年最高温度 38，年最低温度-2，最热月平均最高温度 2，最热月平均地下温度 1，当地海拔高度 100 米，当地雷暴日 14 日/年。1.2.3 分析原始资料确定接线方式（1）为使生产管理 及运行检修方便，一个发电厂内单机容量以不超过两种为宜，台数以不超过 6 台为宜，且同容量的机组应尽量选用同一型式。（2）年最大负荷利用小时数在 7000 小时以上，其主接线应以保
17、证供电可靠性为主进邵阳学院毕业设计（论文）4行选择。（3）发电厂远离负荷中心，绝大部分电能向系统输送，与系统之间则采用双回强联系方式。（4）500kV 电网中性点采用直接接地，从而决定了主变压器中性点也采用直接接地。发电机中性点采用经接地变压器接地。（5）对 500kV 电压等级的主接线可以采用双母线四分段带旁路接线或二分之三断路器接线 3。1.2.4 电气主接线方案方案一：500kV 侧采用双母线四分段带旁路接线。方案一采用双母线四分段带旁路母线接线。在每一回路的线路侧装一组隔离开关接到旁路母线上，而旁路母线再经旁路断路器及隔离开关接至两组母线上。要检修某一线路断路器时，基本步骤是：先合旁路
18、断路器两侧的隔离开关，再合旁路断路器对旁路母线进行充电与检查；若旁路母线正常，则待修断路器回路上的旁路隔离开关两侧已为等电位，可合上该旁路隔离开关；此后可断开待检修及其两侧隔离开关，对断路器进行检修。此时该回路已通过旁路断路器、旁路母线及有关旁路隔离开关向其送电。该接线型式的特点是：供电可靠。运行灵活，扩建方便。所用设备多，配电装置复杂。占地面积增加，且旁路断路器继电保护较复杂。方案二：500kV 侧采用二分之三断路器接线。方案二采用二分之三断路器接线形式，即 3/2 接线。再接线中每 2 条回路共用 3 台断路器，每串中间的一台断路器为联络断路器。正常运行时，每组母线和全部断路器都投入工作，
19、形成多环供电，因此，具有很高的可靠性和灵活性。其主要特点是，任一母线故障或检修，均不致停电，任一断路器检修也不引起停电，甚至两组母线同时故障的极端情况下，功率仍能继续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，此时仍不影响其他元件的运行。这种接线运行方便、操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离电器用 2。邵阳学院毕业设计（论文）51.2.5 比较两个方案双母线四分段带旁路母线接线在正常时母线和分段断路器均合上，四个分段同时运行，每段母线上均接有 1/4 左右的机组和负荷。这样，当任意一段母线故障时只影响1/4 电源和负荷停电；当任一母线或分段断路器故障时，只影响一半左右的电源和负荷停电。但是当母联断
20、路器故障（短路）或一组母线检修而另一组母线故障（或出线故障，断路器拒动）时。这一缺点对于大容量电厂和 500kV 系统的影响尤为严重。在断路器的使用方面，如果采用专用旁路断路器或进出线数少于 8 回采用四分段接线方式时，每回线占用断路器数多于一个半。因此，在机组及出线数数较少时，不宜采用双母线四分段接线方式。此外，研究结果指出，四台机组和四回出线的电厂采用双母线四分段带旁路与二分之三断路器接线相比，无论是 500kV 送点线路还是发电机变压器回路，二分之三断路器接线的可靠性指标（包括故障和停运时间）都比双母线四分段带旁路母线要好。其次，就故障后果而言，二分之三断路器接线方式没有切除三个及以上回
21、路的可能，而双母线四分段存在这种可能。二分之三断路器接线在国内 330kV500kV 系统中的应用日益增多，已显示出这种接线方式的优越性，并逐渐积累了不少运行经验。它既是一种双母线接线，又是一种多环接线。二分之三断路器接线与双母线带旁路母线比较，隔离开关少，配电装置结构简单，占地面积小，土建投资少，隔离开关不当作操作电器使用，不易因误操作造成事故。对于这两种电气主接线的技术经济比较，建设投资费 Z 与年运行费 最小的方案优先选用。若投资 Z 大的方案而年运行费 小，则应进一步计算比较。具体方法采用静态比较法。所谓静态比较法，其基本思想是：不考虑设备，材料，人工等费用随时间的变化，认为费用与时间是无关的，因而只是对各种费用按固定价值分析比较，包括抵偿年限法，年计算费用两种。此处采用抵偿年限法。目前我国的标准抵偿年限为 5-8 年。当 N 小于 5-8，选用投资大的方案一；反之则选用年运行费低的方案二。抵偿年限法：即两方案比较时，若投资 ,而年运行费 ，则可用抵偿年限
