凝汽式火电厂一次部分课程设计【参考】.doc

引　言 电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本设计是对配有2台600MW的汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计，它主要包括了四大部分，分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择。其中详细描述了主接线的选择、短路电流的计算和电气设备的选择，从不同的短路情况进行分析和计算，对不同的短路参数来进行不同种类设备的选择，并对设计进行了理论分析。 1电气主接线 1.1系统与负荷资料分析 （1）工程情况 由原始资料可知，本设计根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为1200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台600MW机组，总容量占相联电力系统总容量的＝,没有超过电力系统检修备用容量—和事故备用容量的要求，这说明了该火电厂在未来电力系统中的不占主导作用和地位，主要是负责地区供电，而且年利用小时数又为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，因此该电厂的电气主接线要求有较高的可靠性。该发电机端额定电压为20KV，电厂建成后以6KV电压供+给本厂负荷，厂用电为6%。以500KV电压等级供给系统，架空线3回，属于I级负荷，最大输送710MW，Tmax＝6000h/a并以220KV电压等级供给负荷，架空线5回，也属于I级负荷，最大输送330MW，Tmax＝6000h/a。并且本设计需要做到的技术指标要求保证供电安全、可靠、经济，且功率因数达到0.9。 （2）电力系统情况 该发电厂在电力系统中的作用与地位为地区电厂，地区电厂靠近城镇，电力系统总装机容量为16000 MW，短路容量为12000MVA，该发电厂联入系统的电压等级为500KV。 (3)负荷分析 该发电厂有两个电压等级，其负荷分析分别如下 ： 220KV电压等级：有架空线5回，备用一回，即六回出线，负荷类型为一级负荷，最大输送330 MW，最大负荷小时数为6000 h/a，功率因数为0.9；500KV电压等级：有架空线3回，即四回出线，负荷类型为一级负荷，最大输送710 MW，最大负荷小时数为6000 h/a，功率因数为0.9。由于两个电压等级所联负荷均为一级负荷，且最大负荷小时数为6000 h/a，故对主接线的可靠性要求很高。 （4）环境情况 由原始资料可知，当地海拔高600m，故可采用非高原型的电气设备。当地年最高温度为40度，年最低温度为-32度，最热月平均最高温度为32度，最热月平均最低温度为25度，气象条件无其他特殊要求。 （5）设备情况 原始资料中给出了两台发电机的容量，这里对单台600 MW发电机设备的型号进行选择。根据原始资料中给出了发电机的容量，课选择出发电机的型号，选择结果如表1.1 表1.1 发电机参数 发电机 型 号 额 定 电 压(KV) 额定 功率(MW) 功率 因数 次暂态电抗 暂态电抗 负序电抗 G-1 G-2 QFSN-600-2 20 600 0.9 0.203 0.2671 0.20112 型号含义； 2——2极 200/300——额定容量 N——氢内冷 F——发电机 Q——汽轮机 S——水内冷 1.2主接线方案的拟定 1.2.1 发电机-变压器单元接线 600MW发电机组大都采用发电机-双绕组变压器单元接线，如图1.2所示。这种接线开关设备少，操作简便，有利于实现机、炉、电的集中控制。由于省去了高压配电装置，明显地减少了设备检修工作量，以及因不设发电机电压级母线，在发电机出口可不装断路器，而在发电机和变压器之间采用分相封闭母线，使得在发电机和变压器低压侧短路的几率和短路电流相对减小，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受制造条件或价格甚高等原因造成的困难。 表1.3上海汽轮发电机有限公司600MW发电机组主要技术规范 型号 QFSN-600-2 相数 3相 型式 水氢压 额定氢压（MPa） 0.4 额定容量MVA 667 效率 99% 额定功率MW 600 短路比 0.54 最大连续出力MW 660 负序电抗 20.3% 功率因素（滞后） 0.9 零序电抗 9.59% 额定电压kV 20 直