机械5

本课题的研究任务 1．发电厂110kV一次系统设计方案的比较与确定：包括发电机、主变压器的选择、接线方式的设计等。 2．短路电流计算：包括确定主接线的运行方式、绘制等值网、计算各短路点的三相短路电流。 3．选择主要电气设备：包括主变压器、厂用变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器、绝缘子、导线等的选择及其校验。 4．绘制焦作电厂110kV一次系统图 本设计主要是针对焦作电厂的110kV一次系统，概述了焦作电厂设计的基本过程和基本方法。第一章概括介绍了国内外电力工业的研究及发展现状和焦作电厂的基本情况，为后几章提供所需的基本资料。第二章是电气主接线和电气设备的选择，根据焦作电厂的原始资料拟定了主接线方 案，确定发电机、主变压器、高压厂用变压器和高备变压器的容量和型号。发电厂电气主接线是发电厂电气设计的主体，与电厂运行的可靠性、经济性要求等密切相关，对电器选择和布置，继电保护和控制方式等都有较大的影响。第三章对焦作电厂一次系统做了短路电流计算，为后面设备的选型提供了依据。第四章是一次系统电器设备的选择，并在正常工作条件下和短路条件下对其进行校验。第五章是针对配电装置的设计，同时也是对前几章内容的综合概括。 目录 前言1 1.绪论2 1.1国内外研究及发展现状2 1.2焦作地理情况3 1.3焦作电厂基本情况3 1.4本课题的研究任务4 2.电气主接线设计及变压器选择6 2.1电气主接线设计原则6 2.2电气主接线设计的基本要求6 2.3电气主接线方案的确定7 2.3.1对原始资料的分析8 2.3.2 110kV电气主接线8 2.3.3发电机变压器组电气主接线10 2.4变压器的选择11 2.4.1主变压器的选择11 2.4.2厂用变压器的选择14 3.短路电流计算15 3.1短路电流计算的目的及短路电流计算条件15 3.2电抗标幺值的计算15 3.3短路电流计算17 3.3.1发电机端短路（K1点） 18 3.3.2 110kV母线短路（K2点） 19 4.电气设备的选择21 4.1电气设备选择的一般条件21 4.2电气设备选择24 4.2.1断路器的选择24 4.2.2隔离开关的选择26 4.2.3发电机侧负荷开关和隔离开关的选择28 4.2.4电流互感器的选择30 4.2.5电压互感器的选择31 4.2.6发电机电压互感器和电流互感器的选择32 4.2.7避雷器的选择33 4.2.8 110kV架空输电线的选择34 4.2.9 110kV母线的选择37 4.2.10发电机出口母线的选择39 4.2.11 110 kV母线支柱绝缘子41 4.2.12发电机侧母线支柱绝缘子42 5.配电装置43 5.1配电装置的设计原则与设计要求43 5.1.1配电装置的设计原则43 5.1.2配电装置的设计要求43 5.2配电装置的设计44 结束语46 致谢47 参考文献48 现代电力工业在国际上已经迅速发展,其发展的特点是采用大容量的发电机组(单机容量200～1300MW),超高压输电线路(最高已达1000MW)和巨大的水电、火电、核电联合电力系统的形成。 我国目前的电力工业情况是：单机容量已达600MW、1000MW；500KV高压输电线路已投入运行。现在我国最大的火电机组容量为1000MW。同时，电力系统建设也取得显著成就，已形成东北、华北、华中、西北、西南、华南等七个跨省区域性电力系统，前四个电力系统装机容量均超过2000万KW。 电力行业十五规划目标是：2005年发电量达到16140亿KWh，发电机装机容量达到3.55亿KW，2005年火电占72.4％、水电占24.5％、核电占2.4％、新能源占0.7％。 焦作电厂隶属于河南省电力公司，始建于1905年，现总装机容量132万kW，职工3581人，是华中电网的主力发电厂之一，国家特大型企业。1992年以来，该厂连年完成各项经营指标，6台机组累计完成发电量915亿千瓦时，超计划发电22.75亿千瓦时，创产值97.5327亿元，为焦作地区乃至河南省及整个华中地区的经济发展做出了卓越的贡献。1#到6#发电机均采用东方电机厂制造的汽轮发电机，同轴交流励磁机和稀土钴永磁发电机组，1998年后经增容改造，发电机额定功率由200 MW，增为220MW，同时也更换了幅励磁机。 焦作电厂原始资料： （1）装机容量：6台，6X220MW，UN =15.75kV，cosφ=0.85。 发电机额定运行参数如表1-1所示。 （2）机组每年利用小时为：Tmax=7200h。 （3）气象条件为年最高温度37℃，平均气温25℃，条件一般， 无特殊要求。 （4）厂用电率占6。 （5）共有6回进线，14回出线，主要为一类、二类负荷供电。 （6）有110kV和220kV两种电压等级，以承担基荷为主。 （7）110kV电压等级系统的短路容量为4780.32kVA，220kV电压等级系统的短路容量为16651.45kVA。 根据焦作电厂的原始资料和系统容量，焦作电厂采用6台单机容量为220MW的发电机组。 表1-1 1#，2#，3#，4#，5#，6#发电机额定运行参数 参数单位型号QFSN2202 额定功率kVA 220000 视在功率kVA 258800 额定电压V 15750 额定电流A 9487 转子电压V 443 转子电流A 1845 空载励磁电流A 640 空载励磁电压V 151 满载励磁电流A 1844.8 满载励磁电压V 442.4 同步电抗220.96 暂态电抗27.29 次暂态电抗15.63 转速转/分3000 频率Hz 50 定子接法2Y 相数相3 功率因数0.85 焦作电厂是以煤炭作为燃料的凝汽式火力发电厂，电厂装机容量大，设备年利用率高，主要用于发电，是大型电厂。在电力系统中主要承担基荷，因此，在电力系统中的地位和作用都较为重要，所生产的电能除直接供地方企业使用外，以升高电压送往电力系统。 六台发电机均采用三绕组变压器分别接成单元接线，单元接线省去了发电机出口断路器，为了检修调试方便，在发电机与变压器之间装设了隔离开关和负荷开关。 110kV电压由于较为重要，出线较多，采用了双母带旁路母线接线。220kV电压等级高，为了保证供电的可靠性，采用双母四分段带旁母接线。所有三绕组主变压器低压侧作为厂用电备用电源和启动电源。