凝汽式电厂一次部分课程设计设
指导教师：刘顺新
姓名：彭怀东
学号：110607127
专业：电气工程及其自动化
凝汽式电厂一次部分课程设计设 一、 原始资料分析
根据原始资料，由资料我们可知，本电厂是地区电厂，以500KV 的电压等级向电力系统送电。这里有两电压等级，分别是
500KV ，有10回出线，备用2回，为I 级负荷；220KV ，有8回出线，为Ⅰ级负荷。
500KV 侧架空线10回，220KV 侧架空线8回，出线回数均大于4回且都为Ⅰ级负荷，为使其出线断路器检修时不停电，应采用双母分段或双母带旁路，以保证其供电的可靠性和灵活性。此次设计500KV 侧和220KV 侧均选用双母线带旁路母线接线方式。
电力系统总装机容量为16000MW ，短路容量为10000MW ，本厂发电机容量2×600MW ，根据容量选择其型号为QFSN-600-2，其具体参数如下：
100%=7.5%，未超过电力系统的检修备用容量8%~15%和事故备用容量10%的限额，但年利用小时数为6000h>5000h，远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数, 说明该厂在未来电力系统中的作用和地位重要. 该厂为火力发电厂，在电力系统中主要承担基荷，且电力负荷均为Ⅰ级负荷，从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。
环境情况如下：当地年最高温40℃，最低温－6℃，最热月平均最高温度28℃，最热月平均最低温度24℃，当地海拔高度为50m ，气象条件无其它特殊要求。
二、主接线的拟定
500KV 侧和220KV 侧均选
用双母线带旁路母线接线方式，以满足供电的可靠性和灵活性。对于200MW 以上发电机组（本文机组容量为600MW ），发电机出口要采用分相封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器，发电机与变
上文对原始资料分析一拟定此次设计
压器组成单元接线形式。500KV 侧和220KV 侧接线由联络变压器连接，以提高其供电的可靠性。
三、主变压器的选择
主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦的变电设备投资。为此，必须合理地选择变压器。对单元接线的变压器, 其容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有%10的裕度来确定，即
S N =
1.1(N -P )cos θ
=
1.1(600-600⨯6%)
=689.3MW
0.9
500KV 侧的主变压器可选型号为SFP10-720000/500的三相双绕组变压器，其参数如下：
360000/220的三相双绕组变压器并联运行，其参数如下： 耦变压器组成（其型号暂时查不到），其参数如下：
四、厂用电
厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。
对于容量在600MW 以上的火电厂，经技术经济比较可采用6KV 电压等级作为高压厂用电压。厂用电接线图如下图。厂用变压器可选型号为SFF9-50000/20的三相三绕组变压器，其参数：
五、主接线图
电气主接线图如附图。
六、短路电流计算
取S B =100MVA , U B =U av ，则 （1） （2） （3）
1、500KV 侧母线或出线处发生三相短路
2、220KV 侧母线或出线处发生三相短路
3、220KV 侧发电机停机且220KV 侧母线或出线处发生三相短路
4、500KV 侧发电机停机且500KV 侧母线或出线处发生三相短路
短路电流计算表如下
七、电气设备的选择
电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，
并注意节省投资，选择合适的电器。电器要能可靠的工作，必须按正常条件下进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 （1）、额定电压和最高电压
所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。一般情况下，当额定电压在220KV 及以下时电器允许最高工作电压是1.15U N ；额定电压是330KV —500KV 时为1.1U N 。而实际电网的最高运行电压不会超过电网额定电压的1.1倍，因此在选择电器时一般可按电器额定电压U N 不低于装置地点电网额定电压U
U
N s
的条件选择, 即U N ≥U N s 。
500KV 侧，U N =1.1U N s =1.1×500KV=550KV 220KV 侧，U N =1.15U N s =1.15×220KV=253KV
（2）、额定电流
电器的额定电流I N 是指额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。I N 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流I max ，即I N ≥I max 。
由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的I max 为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行可能时，I max 应按过负荷确定（1.3-2倍变压器额定电流）；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的I max ；出线回路的I max 除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷；110KV 及以上电压等级母线
最大持续工作电流I max 2+。
500KV 侧，发电机出口I max =1.05I N =1.05×19245A=20207.25A
母线及出线I max 2+（）=1443.4A 220KV侧，发电机出口I max =1.05I N =1.05×19245A=20207.25A
母线及出线I max 2+（）=3280.4A
（3）断路器的开断电流
高压断路器的额定开断电流I Nbr 不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量I pt , 为了简化计算可应用此暂态电流I ''(3)I" 进行选择, 即I Nbr ≥I ''(3)。所以
500KV 侧， 220KV 侧，
联络变压器高压侧， 联络变压器中压侧， （4）断路器的短路关合电流
为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流I N cl 不应小于短路电流最大冲击值I sh ，即I N cl ≥I sh
500KV 侧， 220KV 侧，
联络变压器高压侧， 联络变压器中压侧， （5）热稳定性
500KV 侧，
220KV 侧，
联络变压器高压侧，
联络变压器中压侧，
综上，可选定断路器和隔离开关，其参数如下
500KV 侧断路器
500KV 侧隔离开关
（6）互感器的选择
电压互感器：6～20KV 屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV ～110KV 配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV 级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互器。
电流互感器：电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对于 6～20KV 屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV 及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。
电压互感器的选择
（7）、线型的选择
500KV 母线：根据上文的计算，回路中最大持续工作电流I max = ，选择 具体参数如下：
220KV 母线：根据上文的计算，回路中最大持续工作电流选择
I max = 具体参数如下： ，
总 结
电气工程及其自动化专业的毕业设计是培养学生综合运用大学
四年所学理论知识，独立分析和解决工程实际问题的初步能力的一个重要环节。本次设计是根据“电力系统及自动化专业”毕业任务书的要求，综合大学四年所学的专业知识及《电力工程电气设计手册》、《电力工程电气设备手册》等书籍的有关内容，在指导教师的帮助下，通过本人的精心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致的考虑工程设计的经济性、系统运行的可靠性、灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。在设计开始之前，我曾去过清河电厂现场实习，了解了许多关于发电厂中发电机、变压器、主接线等知识， 为毕业设计打下了一个很好的基础。 在整个设计中，我本着“提出问题——分析问题——解决问题” 的程序来完成。此设计主要是围绕着“短路电流的计算—设备的选择及校验—继电保护及自动装置的规划—图纸的绘制”几个步骤来完成。在设计期间，是我对大学四年的所学的专业知识的概括与总结，并很好的结合起来综合应用。；学习了关于电力工程设计、技术问题研究的程序和方法等，在搜索资料、查阅文献、方案比较、设计图纸等方面都取的了更大的进步，得到了更进一步的锻炼，对我国的电力工业建设的政策观念及发展前景都有了初步的了解。
在指导教师的严格要求下，我的全部毕业设计都独立完成，遇到问题向老师请教，全面地、系统地、完整地把我大学四年来所学的知识联系起来，把自己的理论专业知识系统化，更重要的是锻炼了自己综合理论知识的能力，较自己设计之前的水平有了更进一步的提高。通过本次毕业设计，使我知道自己还有许许多多要去学习，对与即将毕业的我来说，这次设计给了我最好的启示：无论什么时候都不应该丢掉学习，应该去不断的深造自己，这样才会适应社会，跟的上社会发展的脚步。 由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给予指点和更正。
凝汽式电厂一次部分课程设计设
指导教师：刘顺新
姓名：彭怀东
学号：110607127
专业：电气工程及其自动化
凝汽式电厂一次部分课程设计设 一、 原始资料分析
根据原始资料，由资料我们可知，本电厂是地区电厂，以500KV 的电压等级向电力系统送电。这里有两电压等级，分别是
500KV ，有10回出线，备用2回，为I 级负荷；220KV ，有8回出线，为Ⅰ级负荷。
500KV 侧架空线10回，220KV 侧架空线8回，出线回数均大于4回且都为Ⅰ级负荷，为使其出线断路器检修时不停电，应采用双母分段或双母带旁路，以保证其供电的可靠性和灵活性。此次设计500KV 侧和220KV 侧均选用双母线带旁路母线接线方式。
电力系统总装机容量为16000MW ，短路容量为10000MW ，本厂发电机容量2×600MW ，根据容量选择其型号为QFSN-600-2，其具体参数如下：
100%=7.5%，未超过电力系统的检修备用容量8%~15%和事故备用容量10%的限额，但年利用小时数为6000h>5000h，远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数, 说明该厂在未来电力系统中的作用和地位重要. 该厂为火力发电厂，在电力系统中主要承担基荷，且电力负荷均为Ⅰ级负荷，从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。
环境情况如下：当地年最高温40℃，最低温－6℃，最热月平均最高温度28℃，最热月平均最低温度24℃，当地海拔高度为50m ，气象条件无其它特殊要求。
二、主接线的拟定
500KV 侧和220KV 侧均选
用双母线带旁路母线接线方式，以满足供电的可靠性和灵活性。对于200MW 以上发电机组（本文机组容量为600MW ），发电机出口要采用分相封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器，发电机与变
上文对原始资料分析一拟定此次设计
压器组成单元接线形式。500KV 侧和220KV 侧接线由联络变压器连接，以提高其供电的可靠性。
三、主变压器的选择
主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦的变电设备投资。为此，必须合理地选择变压器。对单元接线的变压器, 其容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有%10的裕度来确定，即
S N =
1.1(N -P )cos θ
=
1.1(600-600⨯6%)
=689.3MW
0.9
500KV 侧的主变压器可选型号为SFP10-720000/500的三相双绕组变压器，其参数如下：
360000/220的三相双绕组变压器并联运行，其参数如下： 耦变压器组成（其型号暂时查不到），其参数如下：
四、厂用电
厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。
对于容量在600MW 以上的火电厂，经技术经济比较可采用6KV 电压等级作为高压厂用电压。厂用电接线图如下图。厂用变压器可选型号为SFF9-50000/20的三相三绕组变压器，其参数：
五、主接线图
电气主接线图如附图。
六、短路电流计算
取S B =100MVA , U B =U av ，则 （1） （2） （3）
1、500KV 侧母线或出线处发生三相短路
2、220KV 侧母线或出线处发生三相短路
3、220KV 侧发电机停机且220KV 侧母线或出线处发生三相短路
4、500KV 侧发电机停机且500KV 侧母线或出线处发生三相短路
短路电流计算表如下
七、电气设备的选择
电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，
并注意节省投资，选择合适的电器。电器要能可靠的工作，必须按正常条件下进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 （1）、额定电压和最高电压
所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。一般情况下，当额定电压在220KV 及以下时电器允许最高工作电压是1.15U N ；额定电压是330KV —500KV 时为1.1U N 。而实际电网的最高运行电压不会超过电网额定电压的1.1倍，因此在选择电器时一般可按电器额定电压U N 不低于装置地点电网额定电压U
U
N s
的条件选择, 即U N ≥U N s 。
500KV 侧，U N =1.1U N s =1.1×500KV=550KV 220KV 侧，U N =1.15U N s =1.15×220KV=253KV
（2）、额定电流
电器的额定电流I N 是指额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。I N 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流I max ，即I N ≥I max 。
由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的I max 为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行可能时，I max 应按过负荷确定（1.3-2倍变压器额定电流）；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的I max ；出线回路的I max 除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷；110KV 及以上电压等级母线
最大持续工作电流I max 2+。
500KV 侧，发电机出口I max =1.05I N =1.05×19245A=20207.25A
母线及出线I max 2+（）=1443.4A 220KV侧，发电机出口I max =1.05I N =1.05×19245A=20207.25A
母线及出线I max 2+（）=3280.4A
（3）断路器的开断电流
高压断路器的额定开断电流I Nbr 不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量I pt , 为了简化计算可应用此暂态电流I ''(3)I" 进行选择, 即I Nbr ≥I ''(3)。所以
500KV 侧， 220KV 侧，
联络变压器高压侧， 联络变压器中压侧， （4）断路器的短路关合电流
为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流I N cl 不应小于短路电流最大冲击值I sh ，即I N cl ≥I sh
500KV 侧， 220KV 侧，
联络变压器高压侧， 联络变压器中压侧， （5）热稳定性
500KV 侧，
220KV 侧，
联络变压器高压侧，
联络变压器中压侧，
综上，可选定断路器和隔离开关，其参数如下
500KV 侧断路器
500KV 侧隔离开关
（6）互感器的选择
电压互感器：6～20KV 屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV ～110KV 配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV 级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互器。
电流互感器：电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对于 6～20KV 屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV 及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。
电压互感器的选择
（7）、线型的选择
500KV 母线：根据上文的计算，回路中最大持续工作电流I max = ，选择 具体参数如下：
220KV 母线：根据上文的计算，回路中最大持续工作电流选择
I max = 具体参数如下： ，
总 结
电气工程及其自动化专业的毕业设计是培养学生综合运用大学
四年所学理论知识，独立分析和解决工程实际问题的初步能力的一个重要环节。本次设计是根据“电力系统及自动化专业”毕业任务书的要求，综合大学四年所学的专业知识及《电力工程电气设计手册》、《电力工程电气设备手册》等书籍的有关内容，在指导教师的帮助下，通过本人的精心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致的考虑工程设计的经济性、系统运行的可靠性、灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。在设计开始之前，我曾去过清河电厂现场实习，了解了许多关于发电厂中发电机、变压器、主接线等知识， 为毕业设计打下了一个很好的基础。 在整个设计中，我本着“提出问题——分析问题——解决问题” 的程序来完成。此设计主要是围绕着“短路电流的计算—设备的选择及校验—继电保护及自动装置的规划—图纸的绘制”几个步骤来完成。在设计期间，是我对大学四年的所学的专业知识的概括与总结，并很好的结合起来综合应用。；学习了关于电力工程设计、技术问题研究的程序和方法等，在搜索资料、查阅文献、方案比较、设计图纸等方面都取的了更大的进步，得到了更进一步的锻炼，对我国的电力工业建设的政策观念及发展前景都有了初步的了解。
在指导教师的严格要求下，我的全部毕业设计都独立完成，遇到问题向老师请教，全面地、系统地、完整地把我大学四年来所学的知识联系起来，把自己的理论专业知识系统化，更重要的是锻炼了自己综合理论知识的能力，较自己设计之前的水平有了更进一步的提高。通过本次毕业设计，使我知道自己还有许许多多要去学习，对与即将毕业的我来说，这次设计给了我最好的启示：无论什么时候都不应该丢掉学习，应该去不断的深造自己，这样才会适应社会，跟的上社会发展的脚步。 由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给予指点和更正。