开题报告火电厂电气一次部分.doc

1、一、 火电厂的组成 火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成，他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。水在锅炉中被加热成蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。为了进一步提高其热效率，一般都从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的部分蒸汽，用以加热给水。在现代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环。此外，在超高压机组中还采用再热循环，既把作过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将作过功的蒸汽全部抽出，送到锅炉的再热汽中加热后再引入气轮机的中压缸继续膨胀作功，从中压缸

2、送出的蒸汽，再送入低压缸继续作功。在蒸汽不断作功的过程中，蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热再经过除氧气除氧，给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器，经过加热后的热水打入锅炉，再过热器中把水已经加热到过热的蒸汽，送至汽轮机作功，这样周而复始不断的作功。在汽水系统中的蒸汽和凝结水，由于疏通管道很多并且还要经过许多的阀门设备，这样就难免产生跑、冒、滴、漏等现象，这些现象都会或多或少地造成水的损失，因此我们必须不断的向系统中补充经过化学处理过的软化水，这些补给水一般都补入除氧器中。 （二）燃烧系统 燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细

3、分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱流等组成。是由皮带输送机从煤场,通过电磁铁、碎煤机然后送到煤仓间的煤斗内,再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉，磨好的煤粉通过空气预热器来的热风，将煤粉打至粗细分离器，粗细分离器将合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤机），经过排粉机送至粉仓，给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧。而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置，通过石浆喷淋脱出流的气体经过吸风机送到烟筒排人天空。 （三）发电系统 发电系统是由副励磁机、励磁盘、主励磁机（备用励磁机）、发电机、变压器、高压断路器、升压站、配电装置等组成。发电是由副励磁机（永磁机）发出高频电流，副励磁机发出的电流经过励磁盘整流，

4、再送到主励磁机，主励磁机发出电后经过调压器以及灭磁开关经过碳刷送到发电机转子，当发电机转子通过旋转其定子线圈便感应出电流，强大的电流通过发电机出线分两路，一路送至厂用电变压器，另一路则送到SF6高压断路器，由SF6高压断路器送至电网。二、本课题的来源及研究的目的和意义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。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。

5、本文是对配有2台汽轮发电机的大型火电厂二期设计主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验。 电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位。电能是一种无形的，不能大量存住的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，需随时保持有功功率和无功功率的平衡。电力系统愈大，调度运行就愈合理，经济效益越好，应变事故的能力就愈强。然而联合电网也是由地方电力网相互连接而成的。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，因此，做好电力

6、规划，加强电网的建设十分重要。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，

7、优质的电能。 为了在小型火力发电厂(以下简称发电厂)设计中，贯彻国家的基本建设方针、政策，优先实行热电联产，讲求经济效益、社会效益，节约能源，节省工程投资，节约原材料，缩短建设周期；因地制宜地利用煤炭资源，实行综合利用，节约用地、用水，保护环境，执行劳动安全和工业卫生等现行的国家标准的规定，做到符合国情、技术先进、经济合理、运行安全可靠。三、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求，20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的

8、容量由200兆瓦级提高到300600兆瓦级（50年代中期），到1973年，最大的火电机组达1300兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高，每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期，世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂，容量为4400兆瓦。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300700兆瓦。在我国乃至全世界范围，火电厂的装机容量占总装机容量的70左右，发电量占总发电量的80左右。截止目前为止，我国火力发电厂单机容量以30万千瓦和60万千瓦机组为主，浙江省温州市玉环县的华能玉环电厂正在投建4台100万千瓦发电机组，首台机组预计今年投产发

9、电。其100万千瓦超超临界火力发电机组主蒸汽压力为25兆帕，主蒸汽和再热蒸汽温度均为600度，这不仅在我国是最高参数，在世界上也处于最前沿水平。此前，上海电气与西门子合作制造的上海外高桥2台90万千瓦火力机组是我国第一个超临界百万级项目，首台机组已于2006年开始发电。三、 对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析（一）课题所涉及的主要任务要求：1、翻译3000字左右的专业外文资料。2、确定发电厂电气主接线的最佳方案（包括主变压器型式、容量的选择）；3、确定发电厂厂用电接线的最佳方案；4、计算短路电流；5、确定发电厂电流互感器、电压互感器、避雷器的配置方案；6、电气设备的选择与校验；7

10、、高压配电装置的设计；8、绘制有关图纸(电气主接线图、配电装置平面图与断面图)； 9、编写设计文件（计算书、说明书及设备清单）；（二） 预期目标：通过一段时间的设计，设计出的该电厂一次部分的比较合理的接线图，主发电机，厂用电，保护监测回路，进线系统，出线系统以及其他电气设备的设计和选择基本能满足实际的工作要求。（三）可行性分析： （1）参考了相关的文献和记录，并在老师的指导下制定了可行的计划。（2）指导老师从事高电压和电力系统方面的教学和科研工作，具有丰富的经验，在设计过程中遇到的问题可以随时得到老师详尽的简答。（3）学校图书馆收藏了许多有关专业方面的知识书籍和期刊等，还提供了网络化的机房，可

11、以在中国知网网、维普网、超星数字图书馆等查询有关资料及电子图书等； （4）通过三年的大学学习，本人已经积累了一定的相关方面的经验，对本课题所涉及的相关知识有一定的了解，（5）多次参加实习，包括电厂见习，生产实习等，已经有了一定的实践基础。四、本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路在进行热电厂电气主接线设计时，需要重点考虑以下一些问题：1. 需要考虑发电厂在电力系统中的位置，发电厂在电力系统中的地位和作用是决定电气主接线的主要因素。根据发电厂的规模和大小进行主接线的可靠性、灵活性和经济性的考虑也不同。2. 要考虑近期和远期的发展规模，发电厂的电气主接线设计，应该根据5-10年的电力发展规划进

12、行。根据负荷的的大小、分布、增长速度，分析各种可能运行的方式，来确定电气主接线的形式及连接发电机数和出线回路。3. 考虑备用容量的有无和大小对电气主接线的影响，发、送、变的备用容量是为了可靠的供电，适应负荷的突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求等等。4、考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性要求也高。二容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。5、考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当

13、一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电；对三级负荷，一般只需一个电源供电。五、完成本课题所必须的工作条件及解决办法1. 拟订主接线的方案：分析原始资料、确定主接线、主变形式、设计经济比较并确定最佳方案、合理的选择各侧的接线方式、确定所用电接线方式。2.计算短路电流：选择计算短路点、计算各点的短路电流、并列出计算结果表。3.合理地选择主要的电气设备：选择220KV、500KV电气的主接线、主变双侧的断路器和刀闸、限流电抗器、避雷针、避雷器、避雷线和各个电压等级主母线上的电压互感器。4.配置主要的电气设备：配置各

14、级电压互感器、配置避雷器和各个支路的电流互感器和屋内屋外配电装置。5.合理设计各种保护：防直击雷保护、主变的继电保护、发电机的继电保护和发电厂出线的线路的保护。六、完成本课题的工作方案及进度计划第14周：查阅文献资料、记录所需的必要材料；第56周：明确设计的任务和原理；第78周：短路电流的计算；第9周：电气设备的选择和配电装置第1011周：继电保护的选择；第12周：撰写论文；第13周：论文修改；第14周：让老师审核。 七、主要参考文献1熊信银主编。 发电厂电气部分，中国电力出版社，20032杨有启 钮英建编著。 电气安全工程，首都经济贸易大学出版社，20083李先彬编。 电力系统自动化，中国电力出版社，20054邱关源。电路，高等教育出版社，20055西安交通大学等六院校。电力系统计算，水利电力出版社，20056周泽存,沈其工,方瑜 编著。高电压技术，中国电力出版社，20047何仰赞 温增银 编著。电力系统分析，华中科技大学出版社，20028卓乐友，电力工程电气设计，中国电力出版社， 20049水利水电部西北电力设计院。电力工程电气设计手册，水利电力出版社 2006 学生签名： 年 月 日四、 指导教师审批意见： 指导教师： 年 月 日