2×100MW 2×200MW发电厂电气部分初步设计（适合浦电气B方向）文献综述

文 献 综 述

摘要：课题目的是学习和掌握发电厂(变电所)电气部分设计的基本方法,进行负荷计算、电气主接线设计、主变压器选择、短路电流计算、设备选择、厂用电选择、无功补偿、防雷规划、继电保护配置等。主要完成的内容包括：主接线设计，主变压器选择，短路电流计算，电气设备选择，所用电设计，保护配置。

关键字：发电厂 主接线 变压器 短路计算 电气设备 保护配置

正文：

1.课题内容的背景意义

电是能量的一种表现形式，电能是一种清洁的二次能源。电能的转换、运输和分配使用都十分方便。因此，电能已广泛应用于人民生活和社会生产的各个方面。我国人均用电方面仍处于中等水平，仍不能达到全世界平均人口用电量的一半。2008年人均用电量2596kW.h，人均占用发电装机用量仅为0.6kW；我国第二产业用电比重为76.49%，第三产业为9.78%，生活用电比重为11%。由此可见我国人均用电水平低于发达国家，与完成其工业化进程国家的电力指标相比，我国经济发展正处于工业化进程的中后期。因此，我国电力工业必须持续稳步地大力发展，一方面要加强电源建设，搞好西电东送；另一方面要深化电力体制改革，实施厂网分家。

绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，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，核能发电厂和风力发电厂。而火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会、循环经济的环境中，提高火电技术要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响。虽然现在中国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在许多电厂将集中控制和采用计算机监控作为控制电厂稳步运行的基本方法。电力系统同时实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力降低成本，环保节约，从而确保安全远行。设计工作是工程建设的关键环节和灵魂，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。

2.国内（外）发展现状

在电力行业快速发展的今天，国家根据自己的国情和响应世界的号召发展清洁、高效的电力能源。在国家的高度重视下，我国大型、高效的火电机组的应用逐步提高，许多现代化、高参数、大容量的火电机组在不断地投运和筹建。因此，提高发电效率、节约能源、减少污染对新建火电机组是十分重要的。

世界最早进行火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着输变电技术的改进和发电机、汽轮机等制造技术的完善，特别是电力工业的快速发展对电能的大量需求，20世纪30年代以后，火力发电进入迅速发展和改造时期，火力发电机组的容量由200MW提高到300～600MW；到1973年，最大的火电机组容量达到1300MW，大容量的电厂使火力发电的热效率大大提高，每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低；到80年代后期，容量为4400MW日本的鹿儿岛火电厂成为世界最大的火电厂，但机组过大又带来可靠性、可用率的降低；因而到90年代初，火力发电单机容量稳定在300～700MW。到目前为止，火力发电主要采用的是燃煤发电，其所占中国总装机容量约在70％以上。火力发电按所用燃料主要分为燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂；按原动机主要分为凝汽式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂、蒸汽-燃气轮机发电厂；按输出能源主要分为凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发电兼供热）。提高综合经济效益，火力发电应尽量靠近燃料基地进行，在大城市和工业区则应实施热电联供。

3.主要研究内容

(1)主接线设计

电气主接线的设计是发电厂电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。电气主接线的设计原则：应根据发电厂在电力系统的地位和作用，必须结合电力系统和发电厂的具体情况，全面分析有关影响因素，根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境来正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。

(2)主变压器选择

在有一二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中低压测电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。当发电机组的容量在200MW及以上时，主变压器应满足DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》的规定：变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度来选择。选择双绕组变压器与它连接在一起变成单元线,将联络变压器连接在有两种升压的发电机组间，它的容量是由这两种电压的交换功率决定的。

(3)短路电流计算

电力系统中所有电源均在额定负荷下运行，短路发生在短路电流为最大值的瞬间，所有电源的电动势相位角相同等。短路电流接线方式按照最大运行方式接线，而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行校验。在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点称为短路计算点。

(4)电气设备选择

电力系统中的各种电气设备由于用途和工作条件各异，它们的具体选择方法也就不尽相同，但从基本要求来说是相同的。电气设备要能可靠地工作，必须按按正常工作条件进行选择，按短路条件校验其动、热稳定性。选择主要的电气设备：主变压器、厂用变压器、断路器、互感器、消弧线圈、避雷器、隔离开关、电抗器、绝缘子、导线和电缆等。配电装置选择：根据发电厂的类型和实际情况来选择变压器、开关站及其它电器设备。

(5)厂用电设计

厂用电各类负荷性质不同，其重要程度也不同。因此，厂用电接线的设计中应区别对待，采用不同的接线方式来满足各方面的要求。现代发电厂的厂用电都有主发电机通过厂用变压器或电抗器由电缆线路供电。厂用电往往用几种不同的电压等级，在确定厂用电系统的电压等级时，不仅要考虑电动机方面的问题，还要考虑厂用电网络的问题。厂用电设计要做到安全可靠，要求准确、快速地检修可能出现的故障问题。还要长远考虑到它的供电，要合理地安排它后期的扩建和施工。

(6)防雷规划

发电厂是电力系统中的重要设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生活，必须采取有效的过电压防护器具，实现防雷保护。发电厂遭受雷击主要有两种情况：一是雷直击发电厂的设备上；二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入发电厂。避雷针、避雷线是保护电气设备免遭直接雷击的有效措施。避雷针一般用于保护发电厂和变电所；避雷线主要用于保护输电线路，也可以用于保护发电厂和变电所。

(7)继电保护装置

根据发电厂的实际情况选择恰当的继电保护装置，例如：电流继电器、阻抗继电器、输电线纵联差动保护、变压器的纵差动保护等等。继电保护装置能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择地动作于断路器，将故障设备从系统中切除，保证不故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全、连续供电。

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