4×600MW 大型發(fā)電機組的電氣主接線


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設 計 摘 要
本次設計為4×600MW 大型發(fā)電機組的電氣主接線，內容包括：電氣主接線方案的擬定、比較和選擇；短路電流的計算；主要電氣設備和導體的選擇；電氣設備保護配置；設備匯總和繪制主接線圖。所設計的內容力求概念清楚、層次分明、圖文對照、表格齊備明了。
發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，起著電能的生產和一次分配、穩(wěn)定系統(tǒng)的重要作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要部分，電氣主接線的方式直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。本次設計擬定兩套接線方案，經分析比較后選定330KV母線采用3/2斷路器接線方式。短路計算按三相短路考慮，分別計算了330KV出線和發(fā)電機出口20KV的短路情況，根據(jù)已知參數(shù)和計算結果進行主要電氣設備和導體的選擇，并進行了開關設備的校驗，簡要的為主要設備配置了保護，最后進行了設備匯總和主接線圖的繪制。







Design Summary
This design is for main wiring connection of 4×600MW power plant. It includes: design, comparison and selection of main wiring connection; calculation of short-circuit current; selection of main electrical equipment and conductors; configuration of electrical protection device; summary list for equipment and making of main wiring diagrams. The design content has clear concepts, concise structure, combination of graph and text and complete tables.
Power plant is important part of Electric Power Plant and plays a critical role in power generation and system stability. Main electrical wiring is an important part of substation. The connection way of main wiring has direct impact on reliability and flexibility of operation. It determines the selection of electrical equipment, arrangement of power distribution device, relay protection, automation device and control system. It is a decisive factor that determines the investment scale. This design has two kinds of wiring connection. Three phases short-circuit calculation is adopted for short-circuit calculation. Calculation of lead-out wire of 330KV substation and generator is made individually. Selection of main electrical equipment and conductors is made according to known parameters. Switches are verified. Main equipment is equipped with protection device in a simple way. Finally, summary list for equipment and main wiring diagrams are made.


前 言
電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要部分，電氣主接線的方式直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。本次設計的韓城第二發(fā)電廠系新建工程，規(guī)劃容量2400MW，為凝汽式火電廠，燃煤機組，為四機四爐。主要是為了緩解我省及周邊地區(qū)電力供應不足,在西電東送的基礎上，大力發(fā)展我省煤炭資源優(yōu)勢。機組年利用小時為6000小時，是西北電網的主力電廠之一。
設計擬定兩套結線方案：方案I：330KV母線采用雙母線帶旁路接線。方案Ⅱ：330KV母線采用3/2斷路器接線。鑒于此電廠為系統(tǒng)的主力發(fā)電廠，機組大，可靠性和靈活性顯得更為重要，經比較選定第Ⅱ方案為設計最終方案。短路計算按三相短路考慮，分別計算了330KV出線和發(fā)電機出口20KV的短路情況。經過計算，330出線的三相短路沖擊電流為82.2KA，起始短路容量為18775MVA；發(fā)電機出口三相短路沖擊電流為485.34KA，起始短路容量為6886.5MVA。
由于單機容量大，電壓等級高，比較國內外發(fā)電機制造廠家的技術和制造實力，發(fā)電機選擇日本東芝公司的TAKS型，為全封閉、臥式軸、三相、隱極式同步發(fā)電機，接線為星形連接，定子繞組用水冷卻，定子鐵心和轉子線圈采用氫氣內部、表面冷卻。并同時選擇發(fā)電機配套的勵磁系統(tǒng)設備。主變采用單相雙繞組升壓變壓器，每臺3×240MVA。為了可靠，每臺機組設2臺高壓廠用變壓器, 其中一臺備用。高壓廠用變?yōu)?0MVA分裂式無載調壓變壓器，從發(fā)電機出口取20KV電壓，降壓至6.3KV供給本機組高壓廠用負荷。發(fā)電機出口電壓為20KV，經主變升壓至330kV后與電網連接。電廠有四回330KV出線，分別送西高明變、韓城變和渭南變(2回)。發(fā)電機—主變壓器采用單元接線，發(fā)電機出口不設斷路器。由于韓城二電廠周圍缺乏足夠的系統(tǒng)電源容量，設置兩臺起動/備用變壓器，其高壓側電源由電廠升壓站330KV母線引接。每臺機組設置一臺應急柴油發(fā)電機組，作為交流事故保安電源。根據(jù)計算結果和330 KV配電裝置的特點，參考斷路器的UNS 、Imax等計算數(shù)據(jù),選擇LW-363/2500型SF6瓷柱式斷路器；隔離開關選擇GW7-363型，是戶外、三相、分相電動和手動操作、三柱水平轉動式、單側或雙側配接地刀兩種形式的雙斷口隔離開關；330KV主母線和主變架空線采用采用雙分裂型鋼芯鋁絞線2×LGJ-630/45，升壓站出線采用雙分裂型鋼芯鋁絞線2×LGJ-400/35；發(fā)電機出口母線選用全連式分相封閉母線。根據(jù)所選設備情況，為每個重要設備都配備了相應的保護，最后進行了設備匯總和主接線圖的繪制。
本次設計是在西安交通大學XXX老師的指導下完成的，在撰寫的過程中，得到了東北電力設計院侯劍蕓老師和同事岳雙進同志的大力協(xié)助和建議，在此致以衷心的感謝。由于未能搜集到齊全的330KV電壓等級資料和對大型發(fā)電機組的認識所限，設計書難免存在不足之處，敬請各位老師批評指正并提出寶貴意見。

目 錄
一.草擬主接線
1. 原始資料
2. 對原始資料的分析
3. 主接線方案的擬定和比較
二. 短路電流計算[K(3)]
1. 計算元件參數(shù)
2. 各短路點電流計算
3. 起始短路容量和熱容量的計算
4. 短路計算結果匯總
三. 電氣設備選擇及校驗
1. 主電氣設備選擇
2. 開關設備選擇
3. 連接母線選擇
四. 電氣設備保護配置
五. 參考資料