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2×300MW 凝汽式机组火电厂电气部分设计
一、本课题的来源及研究的目的和意义：
我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多电厂实现了集中控制和采用计算机监控．电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。火力发电厂是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑。电力工业的发展,单机容量的增大、总容量在百万千瓦以上火电厂的建立促使火电厂建筑结构和设计不断地改进和发展。电厂结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。
1949年全国仅有发电设备容量为185万KW，其中火电169万KW，年发电且仅43．1亿度。发电厂大部分集中在东北和沿海几个大城市，设备陈旧、效率低，而且类型庞杂，电能的规格也不统一。新中国诞生后，国家大力发展电力工业，到1978年底装机容量为解放时的40余倍平均每年增长14％。年发电量为解放时的59．5倍，平均每年增长15．7％，由世界第二十三位跃居到第七位。各省、区都建立了一定规模的电网，容量在一百万千瓦以上的电网有16个。110千伏及以上的输电线已达七万余公里，到1988年全国发电设备容量已达11000万KW，其中火电占75％，与1949年相比增长了58倍。
设设计本课题，是对已学知识的整理和进一步的理解、认识，学习和掌握发电厂(变电所)电气部分计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。电力工业的迅速发展，对发电厂（变电所）的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。
二、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析
在电力行业快速发展的今天，积极发展清洁、高效的发电技术是国内外共同关注的问题，对于能源紧缺的我国更显得必要和紧迫。在国家有关部、委的积极支持和推动下，我国大型火电机组的国产化及高效大型火电机组的应用逐步提高。我国现代化、高参数、大容量火电机组在不断投运和筹建，其气发电技术对我国社会经济发展具有非常重要的意义。因此，提高发电效率、节约能源、减少污染，是新建火电机组、改造在运发电机组的头等大事。
我国凝汽式汽轮机制造业从20世纪50年代试制第一台6MW凝汽式汽轮机起步，经历了一个不断奋斗发展的历程，先后自行设计制造了12、25、100、125、200MW和300MW容量凝汽式汽轮机。到目前为止我国电厂大容量凝汽式汽轮机已经形成了300、600、1000MW凝汽式汽轮机系列；参数有亚临界、超临界、超超临界；汽轮机冷却方式有湿冷和空冷（包括间接空冷和直接空冷）；供热形式有单抽、双抽。这样，容量、参数、冷却和供热方式的不同组合，形成了形成了种类繁多的汽轮机产品。凝汽式汽轮机产品制造基地主要集中在哈尔滨、上海和四川。
哈尔滨凝汽式汽轮机厂有限责任公司300MW等级汽轮机的品种众多，其中包括不同的功率（300、315、320、330、350MW）,不同的参数（亚临界、超临界），不同的用途（纯发电凝汽式、一次或两次抽气热电联供式），不同的结构形式（高压调节阀6个或4个、再热调节阀2个），不同的末级动叶片长度（620、680、858、900、1000、1029mm），不同的转速（3000、3600r/min）及不同的冷却方式（湿冷、空冷），品种多、覆盖面广，品种全、市场适应性强，品种光、派生能力高，形成了一个产品的系列。
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
根据设计的要求,在设计的过程中,根据发电厂的地理环境,容量和各回路数确定发电厂电气主接线和厂用电接线,并选择各变压器的型号;进行参数计算,画等值网络图,并计算各电压等
级侧的短路电流,列出短路电流结果表;计算回路持续工作电流,选择各种高压电气设备,并根据相关技术条件和短路电流计算结果表校验各高压设备. 对于本次设计，查阅资料和计算机辅助，实地考察和掌握相关要求，将会合理的完成各种工作。
四、本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路
发电厂电气部分设计的一个重点就是电气主接线设计，短路电流计算，电气设备的选择，配电装置的布局，防雷设计，发电机、变压器和母线的继电保护等。同时，在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证该火电厂实际设计的合理性与经济性。
（1）进行经济、技术比较，选择电气主结线方案。发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的远行方式，从而完成发电、变电、核配电的任务。它的没计，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，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。
（2）选择主变压器的容量、机组的形式和台数、型号、参数。对于300MW及以上发电机组，一般与双绕组变压器组成单元接线，主变压器的容量和台数与发电机容量配套选用。当有两种升高电压时，宜在两种升高电压之间装联络变压器，其容量按两种电压网络的交换功率选择。
（3）厂用电设计。厂用电接线除应满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等—般要求外，尚应满足下列特殊要求： 尽量缩小厂用电系统的故障影响范围、并应尽量避免引起全厂停电事故；充分考虑发电厂正常、事故、检修、起动等运行方式下的供电要求，切换操作简便；便于分期扩建或连续施工。对公用负荷的供电要结合远景规模统筹安排。
（4）计算短路电流，选择电气设备。 确定主接线的运行方式； 绘制等值网络图； 计算各短路计算点的三相短路电流； 选择主要电气设备：主变压器、厂用变压器、断路器、隔离开关、电抗器、互感器、消弧线圈、避雷器、绝缘子、导线和电缆等，并汇总电器设备表。
（5）配电装置选择：根据发电厂类型和地理位置，初步拟定变压器、开关站及厂内电器设备的布置方案。
五、完成本课题所必须的工作条件及解决办法
（1）根据发电厂电气部分设计的总体要求，建立一个合理的概括和布局流程。 （2）对相关地域要有一个深入的研究和实地考察，作出可行性分析。
（3）针对影响发电厂电气部分设计的各种因素以及注意事项，分析整理，优化方案。 （4）确定发电厂与相邻变电站的联系，资源优化。
（5）应用相关技术软件进行各方面的计算及网上模拟，更好的做到设计的目的。 （6）做好初步设计程序方框图和施工图设计程序的方框图，更加清晰明了的概括需要的各种条件及解决方法。
（7）确定发电厂电气部分所用的各种元器件在不同条件下的影响，认真查阅资料，做出选择。
在做本课题的过程中要充分借助图书馆的图书资源，使用计算机并会利用计算软件进行计算和搜集所需资料，然后对所需资料进行整理和利用，当遇到问题时，及时向指导教师请教，一步一步解决问题。
六、完成本课题的工作方案及进度计划
第1~2周：查阅相关资料与书籍，做好设计前的准备工作，确定设计的初步方案。 第3~4周：设计电气主接线和厂用电 第5~6周：短路电流计算
第7周：周导体和电气设备的选 第8周：配电设备的设计 第9周：完成所有图纸的绘制
第10~11周：整理设计，对设计成果进行分析，包括设计说明书，计算说明书。
第12周：自行对设计进行整体可行性的分析、验证，查漏补缺，最终定稿，完成毕业设计论文并制作答辩课件。
七、主要参考文献
[1]黄纯华主编.发电厂电气部分课程设计.天津: 水利电力出版社，2001,7 [2]发电厂变电所电气接线和布置》.西北电力设计院 编
[3]翟东群主编.发电厂变电所电气部分的计算和接线. 北京：水利电力出版社，2003.6 [4]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算.中国电力出版社,2004 [5]王锡凡.电力工程基础.西安：西安交通大学出版社,1998 [6]牟道槐.发电厂变电站电气部分.重庆:重庆大学出版社,2003
[7]陆定安.发电厂变电所及电力系统的无功功率.中国电力出版社,2006 [8]张芙蓉.电气工程专业毕业设计指南.北京:中国水利水电出版社,2003.
[9]任晓颖, 杜怡薇. 浅谈火力发电厂电气部分初步设计. 内蒙古电力设计院2008,12