毕业设计论文火力发电厂电气主接线电气设备.doc

河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要 摘要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。其中火力发电厂更是占据着非常重要的地位，是电力发展的主力军。本次毕业设计严格遵循火力发电厂的设计规范，通过对电气主接线的设计、厂用电的设计、短路电流的计算、电气设备的选择和校验以及配电装置、防雷装置的设置，简要完成了对所给4200MW火力发电厂电气一次部分的设计。本次设计中将四台发电机全部升压接入220kV电网，简化了电网结构及电气主接线，省去了升高电压级之间的联络变压器，降低了变压器损耗。在电气设备选择方面尽量选取占地面积小的电气设备，节约土地资源。关键词：火力发电厂，电气主接线，电气设备 I 1河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要Abstract Power plants play an important role in power system for the directly influence on the security and economy of the whole power system. Including coal-fired power plants occupies the key position, it is the main force in power development.The graduation design strictly followed the standard of the coal-fired power plant design. Through the design of the main electrical connection, the calculation of short-circuit current, the selection and calibration of electrical equipments and the design of distribution device, lightning protection equipment, completing the electrical design of the 4 x 200MW coal-fired power plant. This design send all electrical energy to 220kV power grids, simplified the structure of power grids, saving the contacting transformer between the rising level of voltage and reducing the loss of transformer. In electrical equipment selection，try to select area small electrical equipment as far as possible to save the source of land.Key words: coal-fired power plants, the main electrical connection, electrical equipmentI 1河南城建学院毕业设计（论文） 绪论第一部分 设计说明书 1 绪论1.1电力系统概述由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通 过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷 中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约 了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、 控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。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。到2003年底，我国发电机装机容量达38450万千瓦，发电量达19080亿度，居世界第2位。工业用电量已占全部用电量的5070%，是电力系统的最大电能用户，供配电系统的任务就是企业所需电能的供应和分配。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。现在，我国最大的火电机组容量为90万千瓦（外高桥第二发电厂），最大的水电机组容量为70万千瓦（三峡工程），最大的核电机组容量为100万千瓦（岭澳核电厂），最大的火力发电厂容量为300万千瓦（北仑港电厂，5600兆瓦），最大的水电厂为330万千瓦(二滩水电厂，6550兆瓦)，最大的核能发电厂为200万千瓦(岭澳核电厂，21000兆瓦)，最大抽水蓄能电厂为240万千瓦（广东抽水蓄能电厂，8300兆瓦），这也是目前世界上最大的抽水蓄能电厂。 华东、华北、东北和华中四大电力系统的容量均已超过400万千瓦.1.2 毕业设计的主要内容及基本思想 本次毕业设计的主要内容是一个4200MW火力发电厂的电气部分设计。在这次设计中一共分通过以下几个步骤来完成本次的设计任务。1.2.1毕业设计的主要内容、功能及成果电厂规模：装机容量: 装机4台，单机容量为200MW，总装机容量4200MW发电机额定电压： UN=10.5KV发电机电抗0.062 线路阻抗0.025机组年利用小时数: Tmax=6200h 气象条件：年最高温度40度，平均气温25度，气象条件一般，无特殊要求 厂用电率：8%。主要技术指标： 1）保证供电安全、可靠、经济； 2）功率因数达到0.9及以上主要内容及成果： 1）电气主接线方案选择。 2）短路电流计算。 3）主要电气设备选择及校验。 4）防雷保护。 5）用计算机绘制主接线图。 6）设计说明书一份。 7）设计计算书一份。 8）系统主接线图一张。70 河南城建学院毕业设计（论文） 4200MW火力发电厂电气主接线的确定2 4200MW火电厂电气主接线的确定2.1概 述 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。 发电厂的电气主接线是保证电力网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。2.1.1电气主接线设计的重要性首先，电气主接线图示电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，因此电气运行人员必须熟悉本厂电气主接线土，了解电路中各种电器设备的用途、性能及维护、检察项目和运行的步骤。其次，电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。电气主接线直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定。是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。再次，由于电能生产的特点是：发电、变电、书电荷用电视在同一时刻完成的，所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人民生活。所以电气主接线的拟定是一个综合性的问题，必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进，经济合理，安全可靠。2.1.2电气主接线的设计依据 发电厂在电力系统中的地位和作用 电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。大型主力或电厂靠近煤矿或沿海、沿江，并接入300-500KV超高压系统；地区电厂靠近城镇，一般接入110-220KV系统，也有接入330KV系统；企业自备电厂则以本企业供电供热为主，并与地区110-220KV系统相连。中小型电厂常有发电机电压馈线向附近供电。 负荷大小和重要性一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。 三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。2.1.3电气主接线的主要要求 电气主接线的设计原则是：根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。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及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。 可靠性：衡量可靠的标准，一般是根据主接线型式机主要设备操作的可能方式，按一定的规律计算出“不允许”事件发生的规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种主接线型式中择优。所谓“不允许”事故，是指发生故障后果非常严重的事故，如全部电源接线停运、主变压器停运，全场停电事故等。供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。 灵活性：是指在调度时，可以灵活的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以极特殊运行方式下的系统电镀要求；在检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，而不致影响电力网的运行和对用户的供电；在扩建时，可以容易的从初期接线扩建到最终接线，在不影响连接供电或停电时间最短的情况下，投入新机组、变压器或线路，并对一次和二次部分的改建工作量最少。在操作时间便、安全、不易发生误操作的“方便性”。 主接线应在满足供电可靠性、灵活性要求的前提下做到经济性。即：主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器等一次设备，要是控制、保护不过于复杂，要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。做到投资省。合理的选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变等）容量、台数，避免两次变压而增加电能的损失。电器主接线选择时要为配电装置的布置创造条件，尽量使占地面积减少。2.2 电气主接线的选择发电厂的主接线的基本环节是电源（发电机或变压器）和引出线。母线（又称汇流母线）是中间环节，它起着汇总和分配电能的作用。由于多数情况下引出线数目要比电源数目多好几倍，故在二者之间采用母线连接既有利于电能交换，还可以使接线简单明了和运行方便。2.2.1主接线的基本形式 单母线接线 只有一组母线的接线如图2.1所示是一个典型的单母线接线图。 单母线接线的主要优点是：接线简单、清晰、采用设备少，投资省，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置.图2.2 单母线分段接线 单母线接线最严重的缺陷是母线停运（母线检修、故障，线路故障后线路保护或断路器拒运）将使全部支路停运，即停电范围为该母线段的100%，且停电时间很长，若为母线自身损坏须待母线修复之后方能恢复各支路运行。图2.1 单母线接线 隔离开关作为操作电器，所以断路器和隔离开关在正常运行操作时，必须严格遵守操作顺序；隔离开关“先合后断”或在等电位状态下进行操作。 单母线分段接线 单母线接线的缺点可以通过将母线分段的办法来克服。如图2.2所示。当母线的中间装设一个断路器后，即把母线分为两段，这样对重要的用户可以由分别接于两段母线上的两条线路供电。由于单母线分段接线既保留了单母线接线本身的简单、经济、方便等基本优点，又在一定程度上克服了它的缺点，所以这种接线目前仍被广泛应用。单母线分段接线适用范围： 1）610KV配电装置的出线回数为6回及以上时； 2）3563KV配电装置的出线回数为48回时； 3）110220KV配电装置的出线回数为34回时。 单母线分段有其如下优点：用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同的段引出两条回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器会自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是单母线分段接线也有较显著的缺点，就是当一段母线或母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上所连接的全部引线都要在检修期间停电；当出线为双回路时，需时架空线路出现交叉跨越；扩建时须向两个方向均衡扩建。显然对于大容量发电厂来说，这都是不允许的。因此，还要改进。 双母线接线图2.3 双母线接线双母线接线是根据单母线接线的缺点提出来的，如图2.3所示。双母线接线，其中一组为工作母线，以组为备用母线，并通过母联断路器并联运行，在进行道砟操作时应注意，隔离开关的操作原则是：在等电位下操作或先通后断。它可以有两种运行方式，一种是固定连接分段运行方式。即一些电源与出线固定连接在一组母线上，母联断路器合上，相当于单母线分段运行。另一种工作方式相当于单母线运行方式。很显然双母线分段的可靠性高于前两种接线方式，只是母线保护较复杂。然而它比单母线分段接线的投资更大。如检修工作母线上其操作步骤是：先合上母线断路器两侧的隔离开关，再合母线断路器，向备用线充电，这是两组母线等电位。为保证不中断供电，应先接通备用母线上的隔离开关，再断开工作母线上的隔离开关。完成母线转换后，在断开母联断路器及其两侧的隔离开关，即可对原工作母线进行检修。双母线接线的适用范围： 1）610KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时； 2）3563KV配电装置的出线回数超过8回火连接电源较多、负荷较大时； 3）110220KV配电装置的出线回数为5回以上时，或110220KV配电装置，在系统中居重要地位，出线回数在4回以上时。双母线接线的优点有：a供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。b调度灵活。各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。c 扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线单位电源和符合均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以至界限不同的母线断路时不回如单母线分段那样导致出线交叉跨越。d 便于实验。当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。双母线接线也有其缺点：a 增加一组母线和使每回路就须加一组母线隔离开关。b 当母线故障或检修时隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需要隔离开关和断路器之间装设连锁装置。 发电机-变压器接线 1）发电机-双绕组变压器单元接线图2.5 发电机-变压器双绕组扩大单元接线该接线形式是大型机组广为采用的接线形式，发电机出口不装断路器，采用分相封闭母线，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，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难，而且开关设备少，操作简单，以及因不设发电机电压级母线，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于具有发电机电压级母线时有所减小。图2.4 发电机-变压器单元接线 2）发电机-双绕组变压器扩大单元接线 两台发电机与一台变压器相连接时，可采用该接线形式，这样可减少变压器台数和高压侧断路器数目，并节省配电装置占地面积，用于如50MW机组接入220KV系统、100MW机组接入333KV系统、200MW机组接入500KV系统。以上两种接线形式如图2.4和图2.5：桥型接线图2.7外桥接线图2.6 内桥接线两个“变压器-线路”连接，便构成桥型接线。桥型接线分为内桥接线和外 桥接线两种，如图2.6和图2.7所示。 1)内桥型接线 优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。 缺点：a 变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运。 b 桥联断路器检修时，两个回路需解裂运行。 c 出线断路器检修时，线路需较长时期停运。为避免此缺点，可加装正常段开运行的跨条，为了轮流停电检修任何一组隔离开关，再跨条上需加装两组隔离开关。桥联断路器检修时，也可利用此跨条。 适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况下。 2)外桥型接线 优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。 缺点：a 线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。 b 牵连断路器检修时，两个回路需解裂运行。 c 变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运。为避免此缺点，可加装正常段开运行的跨条，桥联断路器检修时也可利用此跨条。适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器切换或线路较短时，故障率较少的情况下。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥型接线。2.2.2主接线的设计 毕业设计的技术背景和设计依据 1）电厂规模：装机容量: 装机4台，容量分别为4X200MW发电机额定电压UN=10.5KV 发电机电抗0.062 系统阻抗0.025机组年利用小时数: Tmax=6200h气象条件：年最高温度40度，平均气温25度，气象条件一般，无特殊要求厂用电率：8%。 2）出线回数： a.10KV电压等级：15km电缆馈线10回，每回平均输送容量1.8MW。10KV最大负荷20MW,最小负荷16MW,cos =0.85, Tmax=5300h，为类、类负荷。b. 110KV电压等级：60km架空出线6回，每回平均输送容量11MW。110KV最大负荷70MW,最小负荷60MW,cos =0.8, Tmax=5000h，为类负荷。c.220KV电压等级：150km架空线2回，220KV与无穷大系统连接，接受该发电厂的剩余功率。当取基准容量为100MV.A时，系统归算到220KV母线上的 。 主接线的方案 1）220kv电气主接线设计a.方案选择方案：双母线接线双母线接线方案见图2.8图2.8 双母线接线方案：双母线分段接线双母线分段接线方案见图2.9图2.9 双母线分段接线方案：双母线带旁路母线接线双母线带旁路母线接线方案见图2.10图2.10 双母线带旁路母线接线 b.主接线方案比较主接线方案技术经济比较见表2.1表2.1 主接线技术经济对比表方案项目双母线接线（方案）双母线分段接线（方案）双母线带旁路母线（方案）技术供电可靠、调度灵活、扩建方便、易误操作供电可靠较高，调度灵活，扩建方便配电装置检修断路器时，不中断该回路供电经济占地少 设备少设备多、配电装置复杂，投资较高投资较大经比较三种方案：方案虽然具有良好的经济性，但是可靠性、灵活性不如方案、方案。鉴于此电压等级较高，故可选用方案：双母线接线 2）110kv电气主接线设计 a.方案选择方案：单母线分段接线单母线分段接线方案见图2.11 方案：单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线方案见图2.12图2.11 单母线分段接线图2.12 单母线分段带旁路母线接线方案： 双母线接线双母线接线方案见图2.13图2.13 双母线接线b.主接线方案比较主接线方案技术经济比较见表2.2表2.2 主接线技术经济对比表方案项目单母线分段接线（方案）单母线分段带旁路线（方案）双母线接线（方案）技术不会造成全所停电，调度灵活，保证对重要用户的供电。任一断路器检修，该回路必须停止工作，扩建时需向两个方向均衡发展简单清晰、操作方便易于发展。可靠性、灵活性差，旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电操作较复杂供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济占地少 设备少设备多、投资大用母线分段断路器兼作旁路断路器可节省投资设备多、配电装置复杂投资和占地面较小经方案技术和经济比较方案的可靠性不如方案、方案，但是方案的投资较大，操作复杂。因此选用方案：双母线接线3）10kv电气主接线设计a.方案选择方案：单母线接线单母线接线方案见图2.14图2.14 单母线接线方案：单母线分段接线单母线分段接线方案见图2.15方案： 双母线接线双母线接线方案见图2.16图2.15 单母线分段接线 图2.16 双母线接线b.主接线方案比较主接线方案技术经济比较见表2.3表2.3 主接线技术经济对比表方案项目单母线接线（方案）单母线分段接线（方案）双母线接线（方案）技术简单清晰、操作方便、易于发展、可靠性差、灵活性差当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电灵活性好，各电压级便于扩建和发展。供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济占地少 设备少设备少、投资小节约配电装置间隔占地面积小设备多、配电装置复杂投资和占地面大经方案技术和经济比较方案虽然投资少但是可靠性较差，而方案虽然可靠性较高但是投资较大，鉴于电压等级要求不高，因此可选用方案：单母线分段接线。河南城建学院毕业设计（论文） 变压器的选择 3 变压器的选择 3.1主变压器的选择在各级电压等级的变电站中，变压器是变电站中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统510年发展规划综合分析，合理选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70-80。3.2变压器的选型 电力变压器（文字符号为T或TM），根据国际电工委员会的界定，凡是三相变压器的额定容量在5KVA及以上，单相的在1KVA及以上的输变电用变压器，均成为电力变压器。电力变压器是发电厂和变电所中重要的一次设备之一，随着电力系统电压等级的提高和规模的扩大，电压升压和降压的层次增多，系统中变压器的总容量已达发电机容量的7-10倍。可见，电力变压器的运行是电力生产中非常重要的环节。 主变压器 在电气设备投资中所占比例较大，同时与之相适应的配电装置，特别是大容量、高电压的配电装置的投资也很大。因此，主变压器的选择对发电厂、变电所的技术性影响很大。例如，大型大电厂高、中压联络变压器台数不足（一台）或者容量不足将导致电站、电网的运行可靠性下降，来年络变压器经常过载或被迫限制两级电网的功率交换。反之。台数过多、容量过大将增加投资并使配电装置复杂化。发电厂200MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL50002000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或冷却水温度不超过650C的条件进行选择”。3.2.1具有发电机电压母线的主变压器 容量的计算及确定连接在发电机电压母线与系统间的主变压器容量，应按下列条件计算： 1）当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统，但不考虑稀有的最小负荷情况。 2）当发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统供给发电机电压的最大负荷。在电厂分期建设过程中，在事故断开最大一台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可以考虑变压器的允许过负荷能力和限制非重要负荷。 3）根据系统经济运行的要求，而限制本厂的输出功率时能供给发电机电压的最大负荷。 4）按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。特别注意发电厂初期运行时当发电机电压母线负荷不大时，能将发电机电压母线上的剩余容量送入系统。 5）发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台。对装设两台变压器的发电厂，当其中一台主变推出运行时，另一台变压器应承担70%的容量。 具体计算的过程如下： a.10KV电压等级下的最大容量 S =（SG-SG8%-Smin）0.7/0.85= (400-4000.08-16) 0.7/0.85= 3520.7/0.85 =289.88MVA b.110KV 电压等级下的最大容量 S = Smax/0.8 =70/0.8=87.5MVA c.220KV电压等级下的最大容量 S = (S10max+S110max) /0.85 = (20+70) /0.85 =105.88MVA根据上面的计算可知道低压侧的容量为最大，所以，以此为基准可以选择一个三绕组的变压器. 绕组连接方式的确定变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y型和型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。三相变压器的一组相绕组或连接成三相组的三相变压器的相同电压的绕组连接成星型、三角型、曲折型时，对高压绕组分别以字母Y、D或Z表示，对中压或低压绕组分别以字母y、d 或z表示。如果星型连接或曲折型连接的中性点是引出的，则分别以YN、ZN表示，带有星三角变换绕组的变压器，应在两个变换间已“-”隔开。我国110KV以上电压，变压器的绕组都采用Y连接。35KV以下电压，变压器绕组都采用连接。 变压器调整方式的选择 变压器的电压调整使用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器的变比。切换方式有两种：不带负荷切换，称为无励磁调压，调整范围通常在5%以内；另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达20%-30%。对于110KV以下的变压器，设计时才考虑到变压器采用有载调压的方式。综合考虑发电厂的发电机运行出力变化不大，所以在本次的设计中采用的变压器调整方式是无励磁调压。 变压器的选型 SFPZ-300000/220 型号的含义： S三相 F风冷 P强迫 Z有载调压 300000变压器容量 220高压侧电压值3.2.2单元接线的主变压器发电机与主变压器为单元接线时，发电机和变压器成为一个单元组，电能经升压后直接进入高压电网。这种接线由于发电机和变压器都不能单独运行，因此，二者的容量应当相等。所以这个双绕组变压器的容量等于所选发电机的额定容量，即所选型号为：SFP3260000型，两台。3.3主变压器中性点接地方式3.3.1电力网中性点接地方式 选择电力网中性点接地方式是一个综合性问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。电力网中性点接地方式有以下几种：中性点不接地中性点不接地方式最简单，单相接地时允许带故障运行两小时，供电连续性好，接地电流仅为线路及设备的电容电流。但由于过电压水平较高，要求有较高的绝缘水平，不宜用于110KV及以上电网。 a.中性点消弧线圈接地当接地电容电流超过允许值时，可采用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧瞬间熄灭，以消除弧光间歇接地过电压。 b.中性点经高电阻接地 当接地电容电流超过允许值时，也开采用中性点经高电阻接地。此接地方式降低弧光间隙接地过电压，同时可以提供足够的电流和零序电压，使接地保护可靠动作，一般用于大型发电机中性点。中性点直接接地 直接接地方式的单相短路电流很大，线路或设备需立即切除，增接了断路器的负担，降低了供电的连续性。但由于过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备的造价，特别是在高压和超高压电网，经济效益显著。故适用于110KV及以上电网中。3.3.2变压器中性点接地方式 电力网中性点接地方式，决定了主变压器中性点接地方式。 主变压器的110-500KV侧采用中性点直接接地方式 凡是自耦变压器，其中性点需要直接接地或经小阻抗接地。 凡中、低压有电源的升压站和降压变电所至少应有一台变压器直接接地。 终端变电所的变压器中性点一般不接地。 变压器中性点接地点的数量是电网所有短路点的综合零序电抗与综合正序电抗之比小于三，以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压。 所有普通变压器的中性点都应经隔离开关接地，以便于运行调度灵活选择接地点。当变压器中性点可能断开运行时，若该变压器中性点绝缘不是按线电压设计，应在中性点装设避雷器保护。 选择接地时应保证任何故障形式都不应使电网节烈成为中性点不接地的系统。双母线接线有两台以上主变压器时，可考虑两台主变压器中性点接地。河南城建学院毕业设计（论文） 火力发电厂短路电流计算4 火力发电厂短路电流计算4.1概述 电力系统运行有三种状态：正常运行状态、非正常运行状态和短路故障。在供电系统的设计和运行中，还要考虑到可能发生的故障以及不正常运行情况。对供电系统危害最大的是短路故障。短路电流将引起电动力效应和发热效应以及电压的降低等。因此，短路电流计算是电气主接线的方案比较、电气设备及载流导体的选择、节地计算以及继电保护选择和整定的基础。 短路就是指不同电位导电部分之间的不正常短接。如电力系统中，相与相之间的火中性点直接节地系统中的相与地之间的短接都是短路。为了保证电力系统的安全、可靠运行，在电力系统设计和运行分析中，一定要考虑系统等不正常工作状态。4.1.1短路的原因及后果 短路原因造成短路的原因通常有以下几种： 1）电气设备及载流导体因绝缘老化、或遭受机械损伤，或因雷击、过电压引起的绝缘损坏。 2）架空线路因大风或导线覆冰引起的电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等都可能导致短路。 3）电气设备因设计、安装、维护不良和运行不当或设备本身不合格引发的短路。 4）运行人员违反安全操作规程而误操作，如运行人员带负荷拉隔离开关，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等都回造成短路。根据国外资料显示，每个人都有违反规程操作的潜意识。 5）其他原因。如输电线断线、倒杆、碰线、或人为盗窃、破坏等原因都可能导致短路。 短路后果短路故障发生后，由于网络总阻抗大为减小，将在系统中产生几倍甚至几十倍于正常工作电流的短路电流。强大的短路电流将造成严重的后果，主要有以下几方面：1）强大的短路电流通过电气设备是发热急剧增加，断路持续时间较长时，足以使设备因过热而损坏甚至烧毁；2）巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏；3）短路将引起系统电压的突然大幅度下降，系统中主要负荷异步电动机将因转矩下降而减速或停转，造成产品报废甚至设备损坏；4）短路将引系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，造成大面积停电。这是短路所导致的最严重后果；5）巨大的短路电流将在周围空气产生很强大电磁厂，尤其是不对称短路时，不平衡电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。4.1.2短路计算的目的和简化假设因为短路故障对电力系统可能造成极其严重的后果，所以一方面应采取措施以限制短路电流，另一方面要正确选择电气设备、载流导体和继电保护装置。这一切都离不开对短路电流故障的分析和短路电流的计算。概括起来，计算短路的主要目的在于：为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据，为此，计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性；为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据；为合理配