2x100MW火电厂电气一次部分设计及发变组保护设计

2x100MW火电厂电气一次部分设计及发变组保护设计说明书

设计说明书

2x100MW火电厂电气一次部分设计及发变组

保护设计

专 业 ： 电气工程及其自动化 姓 名 ： 郎啟群 日 期 ： 2014年6月13日

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摘 要

本设计内容为23100MW火力发电厂电气部分初步设计，包括设计说明书和设计图纸两大部分。设计说明书部分主要编写了火电厂电气主接线方案确定和厂用电设计；发电机、主变压器的选择以及电气设备配置；短路电流的计算；高压电气设备的选择与校验；微机保护的配置与整定计算；防雷保护的规划设计。设计图纸分别是：（1）23100MW火力发电厂电气主接线（2）发电机变压器保护配置图（3）发电机变压器差动保护控制回路图。

关键词：发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备

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Abstract

The content of article is the first steps of 2×100 MW power plant engineering electrical part design. Including design specifications and design drawings of two parts. Prepared some of the major design specifications of electrical power plants and the main connection scheme for the power plant design; Generators, main transformers and electrical equipment configuration choices; Short-circuit current calculation; High-voltage electrical equipment selection and validation; Configuration and microprocessor-based protection setting calculation; Planning and design of lightning protection. Design drawings are: (1) 2x100MW power plant electrical main connection; (2) generator and transformer protection configuration diagram; (3) The generator and transformer differential protection control circuit diagram.

Keywords: Power plant;Transformer; Protection; Electrical equipment.

目 录

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第一章 绪论 ...................................................... 1

1.1 电力工业的发展概况 ........................................ 1 1.2 原始资料 .................................................. 1 1.3 本次设计的目的和意义 ...................................... 2 1.4 本次设计的内容 ............................................ 2 第二章电气主接线设计 ............................................. 3

2.1 主接线概述 ................................................ 3 2.2 对原始资料的分析 .......................................... 3 2.3 拟定可行的主接线方案 ...................................... 4

2.3.1 主接线的几种基本形式 ................................ 4 2.3.2 主接线设计方案的拟定 ................................ 6 2.4 变压器选择 ................................................ 9

2.4.1 变压器的型号 ........................................ 9 2.4.2 主变压器的选择 ..................................... 10 2.4.3 高压厂用变压器的选择 ............................... 12 2.4.4 启动/备用变压器的选择 .............................. 12 2.5 电气主接线具体接线设计 ................................... 14

2.5.1 发电机变压器接线 ................................... 14 2.5.2 厂用电源的引出接线 ................................. 14 2.5.3 220KV配电装置的连接 ................................ 15 2.5.4 启动/备用变压器和厂用电母线的连接 .................. 16 2.5.6 发电机组主接线中的设备配置 ......................... 18

第三章 短路计算 ................................................ 21

3.1 短路电流计算的目的和假定条件 ............................. 21

3.1.1 短路计算的目的 ..................................... 21 3.1.2 短路计算的假定条件 ................................. 21 3.1.3 短路计算方法 ....................................... 21 3.2 系统等效电路 ............................................. 22

3.2.1 基准值计算 ......................................... 22 3.2.2 各元件标幺值的计算 ................................. 22 3.2.3 基准电流的计算 ..................................... 23 3.3 短路点短路电流计算 ....................................... 24

3.3.1 220KV母线（K1点）短路 ............................. 24 3.3.2 发电机端（K2点）短路 ............................... 26 3.3.3 6KV母线（K3点）短路 ............................... 29

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3.3.4 启动/备用变压器高压侧（k4点）短路 .................. 32 3.3.5 短路计算结果 ....................................... 34

第四章 电气设备的选择 ........................................... 35

4.1 电气设备选择概述 ...................................... 35 4.2 电气设备选择的一般原则 ................................. 35 4.3 高压电气设备一般配置 ..................................... 35

4.3.1 断路器的配置 ....................................... 35 4.3.2 隔离开关的配置 ..................................... 35 4.3.3 接地刀闸或接地器的配置 ............................. 35 4.3.4 电压互感器的配置 ................................... 36 4.3.5 电流互感器的配置 ................................... 36 4.3.6 避雷器的配置 ....................................... 36 4.3.7 母线的配置 ......................................... 37 4.4 电气设备选择 ........................................... 39

4.4.1 断路器和隔离开关的选择 ............................. 39 4.4.2 电流互感器的选择 ................................... 44 4.4.3 电压感器的选择 ..................................... 47 4.6.4 接地开关的选择 ..................................... 49 4.4.5 高压开关柜的选择 ................................... 49 4.4.6 导体的选择与校验 ................................... 50

第五章 防雷设计 ................................................. 53

5.1 雷电过电压的形成与危害 ................................... 53 5.2 电气设备的防雷保护 ....................................... 53

5.2.1 发电厂和变电所的防雷保护 ........................... 53 5.2.2 架空输电线路的防雷保护 ............................. 53 5.2.3 直配旋转电机的防雷保护 ............................. 54 5.2.4 配电网的防雷保护 ................................... 54 5.3 避雷针的配置原则 ......................................... 54 5.4 避雷针位置的确定 ......................................... 54 5.5 避雷器的选择和配置 ....................................... 55 第六章 主发变组保护配置 ......................................... 59

6.1 差动保护 ................................................. 59

6.1.1 变压器纵差保护 ..................................... 60 6.1.2 发电机纵差保护配置整定 ............................ 62 6.2 发变组的其他保护 ......................................... 63

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