文献综述

摘要：电力系统以发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费的一个完整的系统。它主要是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。 电气主接线也称为电气主系统一次接线，它是发电厂、变电所电气设计的主体，也是电力系统网络的重要组成部分。电气主接线反映了发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量、各回路中电气设备的连接关系及发电机、变压器与输电线路、负荷间以怎样的方式连接，直接关系到电力系统的可靠性、灵活性和安全性，直接影响发电厂、变电所电气设备的选择，配电装置的布置，保护与控制方式选择和检修的安全与方便性。 而且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%。本文是对配有2台200MW汽轮发电机的大型火电厂电气主接线的初步设计，主要完成了整个电气一次部分主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、高压厂用变压器台数、容量和型号的选择；短路电流计算和高压电气设的选择与校验; 以及相关的配电装置设计及选择。

关键词:发电厂，主接线，变压器，短路计算，电气设备，配电装置

一、课题背景和意义

新中国成立以后，特别是改革开放以来，我国电力工业得到了迅速发展。在党中央、国务院的正确领导下，广大电力职工奋发图强，辛勤耕耘，中国的电力工业取得了令人瞩目的成就。1987年，全国电力装机容量迈上1亿千瓦台阶；1995年突破2亿千瓦；到2000年底，全国电力装机容量已达3.19亿千瓦。从1949年到改革开放前，我国电力装机由185万千瓦增加到5712万千瓦，增长了29.9倍；年发电量由43亿千瓦时增加到2566亿千瓦时，增长了58.7倍。而从1978年到二十世纪末，我国电力装机和年发电量又分别增长了4.58和4.33倍。目前，我国的电力装机容量和年发电量均居世界第2位；我国的电力工业也已从大电网、大机组、高自动化阶段，进入了优化资源配置、实施全国联网的新阶段。

火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产出电能的工厂，按其功用可分为两类，即凝汽式电厂和热电厂，前者仅向用户供应电能，而热电厂能供给用户电能外，还向热用户供应蒸汽和热水，即所谓的”热电联合生产”。火力发电由于起步较早，到目前为止各项措施已取得了不断的完善和发展，其电气部分也得到很大进展，但仍然存在一些不足期待改进，这就要求我们改善这些不良方面，最大限度的发挥经济效益，并减少事故的发生。电气设计最主要的部分就是设计电气主接线。电气主接线不仅仅关系到电力系统、电厂功能参数、基本原始资料以及电厂的运行可靠性,而且也和电厂经济性的要求等与电气主接线设计有着密切的联系。电气主接线设计同时也对电器选择和布置,继电保护和控制方式等都有较大的影响。目前采用最广泛的发电形式是利用煤的燃烧来获得电能，而我国煤的储量也是相当丰富的，因此本课题的提出具有很大的现实意义，如何设计好火电厂的电气主接线及各项保护性措施，就显得尤为重要。

二、国内外火电厂发展现状

1.火电厂的发展历史

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。火力发电机组的容量由200兆瓦级提高到300～600兆瓦级（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300～700兆瓦。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。

2.国内外发电厂电气设计的差异：