300MW火力发电厂电气部分课程设计

四、设计题目及选题要求

1. 发电厂情况

装机四台，容量2 x 100MW ，2x50MW, 发电机额定电压10.5KV ，功率因数分别为cos φ=0.85，cos φ=0.8，机组年利用小时数4800h ，厂用电率7%，发电机主保护时间0.05s ，后备保护时间3.9s ，环境条件可不考虑。

2. 接入电力系统情况

（1）、 10.5KV 电压等级最大负荷10MW ，最小负荷8MW ，cos φ=0.8，架空线路6回，二级负荷。通过发电机出口断路器的最大短路电流：''40.2I KA = 238.6S I KA = 438.1S I KA =

（2）、 剩余功率送入220KV 电力系统，，架空线路4回，系统容量1800MW ，通过并网断路器的最大短路电流：''17.6I KA = 216.5S I KA = 416.1S I KA = ，

3、厂用电采用6kv 及380/220三级电压。

摘要

本次设计最重要的任务是一次系统中的接线形式、变压器形式的选择、母线的选择和校验及电气设备的选择；主变压器的继电保护，母线继电保护防雷规划，配电装置设计等主要内容。设计本着使电力供应和传输安全可靠灵活经济的原则。发电厂是电力系统的重要组成部分。它直接影响整个电力系统的安全与经济。发电厂的作用是将其他形式的能量转化成电能。按能量转化形式大体分为火力发电厂，水力发电厂，核能发电厂，风力发电场。考虑发电厂中的地位和作用，电力系统中的发电厂有大型主力发电厂，中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。无论是那种形式的电厂它们的电气部分设计的主要内容及基本思想都是相通的。

关键词：电力系统变电所变压器电气设备

目录

第1章绪论 (4)

1.1 设计意义 (4)

1.2 设计原则 (4)

1.3 发电厂生产过程 (4)

1.4 火力发电厂的电气一次设计 (5)

第2章电气主接线设计 (7)

2.1 电气主接线的基本要求和设计步骤 (7)

2.2 电气主接线的基本要求 (7)

第3章主接线方案的选择 (9)

3.1 方案一：采用双母线接线 (9)

3.2 方案二：采用双母线带旁路母线接线 (10)

3.3 方案三：采用多角形接线 (10)

3.4 方案比较及结论 (11)

第4章电气设备的选择 (12)

4.1 发电机组选择 (12)

4.2 变压器选择 (12)

4.3 断路器选择 (12)

4.4 隔离开关选择 (13)

4.5 电流互感器的选择 (14)

第5章厂用变压器主接线设计 (16)

5.1 厂用电接线要求 (16)

5.2 厂用电接线的设计原则 (16)

5.3 采用不设公用负荷母线接线 (17)

结论 (18)

参考文献 (19)

附录 (20)

第1章绪论

在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中有着重要作用，它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展，同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。

1.1 设计意义

设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性作用。设计是工程建设的灵魂。

设计的基本任务是，在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做出切合实际、安全实用、技术先进、综合效益好的设计，有效的为电力建设服务。

1.2 设计原则

（1）遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家的经济建设方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。

（2）要运用系统工程的方法从全局出发，正确处理中央与地方、工业与农业、城市与乡镇、近期与远期、技改与新建、生产与生活、安全与经济等方面的关系。

（3）要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质、要求，从实际情况出发，合理确定设计标准。

（4）要实行资源的综合利用，节约能源、水源，保护环境，节约用地等。

1.3 发电厂生产过程

原煤从产地运进电厂后，先储入原煤仓，然后经输煤皮带送进原煤斗并落入磨煤机中，煤被磨成煤粉后，由煤粉机抽出，随同热空气经喷燃器送入锅炉的燃烧室内燃烧。燃烧时产生的热量，一部分被燃烧室四周的水冷壁所吸收，一部分加热燃烧室顶部和烟道入口处的过热器中的蒸汽，其余的热量则被烟气携带穿过省煤器、空气预热器,继续把热量传给蒸汽、水和空气。烟气经除尘器净化处理后，由引风机从烟囱排入大气。燃烧时生成的灰渣和由除尘器收集下来的细灰，

用水冲进冲灰沟排出厂外。

燃烧用的助燃空气，由送风机送入空气预热器加热，加热后的热空气一部分进入磨煤机用于干燥和输送煤粉，大部分热空气则进入燃烧室助燃。

水和蒸汽是将热能转换成机械能的主要物质。经净化后的给水，先送入省煤器内预热，然后进入锅顶部的汽包内再降入水冷壁管中，待吸收了燃烧室的热能后蒸发成蒸汽，此蒸汽流经过热器时，进一步吸收烟气的热量而变为高温高压的过热蒸汽，然后经过主蒸汽管道进入汽轮机，进入汽轮机的热蒸汽在喷管里膨胀而高速冲动汽轮机的转子转动，将热能转换成机械能。汽轮机带动转子旋转，将机械能转换成电能。

汽轮机内做功后的蒸汽，在冷凝器中被冷却凝结成水。凝结水经除氧器除氧，再经加热器加热后，用给水泵重新送进省煤器预热。上述过程循环往复，周而复始，发电厂便连续不断地生产出电能。

1.4 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。

火力发电厂的电气设备可分为电气一次设备和电气二次设备。通常把生产和输送、分配电能的设备称为一次设备。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、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。

还有一些电气设备,是对上述设备进行测量、控制、监视和保护用的，称为