发电厂课程设计1
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发电厂课设 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握发电厂的分类、工作原理及能源转换的基本过程。
2. 学生能够描述不同类型的发电厂在能源、环境及社会经济方面的影响。
3. 学生能够掌握发电厂相关的关键术语及概念,并能够运用它们分析实际案例。
技能目标:1. 学生能够运用所学的知识,分析不同发电厂的优势与局限,并提出改进建议。
2. 学生能够设计一个简单的发电厂模型,通过模型演示能量转换过程,提高动手操作能力。
3. 学生能够通过小组合作,进行发电厂相关资料搜集、整理和分析,提升团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到能源对于社会发展的重要性,培养节约能源、保护环境的意识。
2. 学生能够关注新能源发电技术的发展,树立创新意识,激发对科学技术的兴趣。
3. 学生能够通过学习发电厂的相关知识,理解科技与社会生活的紧密联系,增强社会责任感。
课程性质:本课程为应用科学课程,结合理论知识和实践操作,旨在帮助学生了解发电厂的基本原理和实际应用。
学生特点:考虑到学生的年级特点,课程内容将采用生动形象的方式,结合实际案例,提高学生的学习兴趣。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生的主动参与和合作学习,培养具备创新精神和实践能力的学生。
通过分解课程目标为具体的学习成果,使学生在学习过程中获得全面的提升。
二、教学内容1. 发电厂概述:介绍发电厂的分类、发展历程及在我国能源结构中的地位。
- 教材章节:第一章 发电厂及其能源概述2. 发电厂工作原理及能源转换:- 火力发电厂:燃料的燃烧、蒸汽循环、发电机的工作原理。
- 水力发电厂:水能转换为电能的过程、水轮机的工作原理。
- 核电厂:核能转换为电能的过程、核反应堆的原理。
- 新能源发电:太阳能、风能、生物质能等发电原理。
- 教材章节:第二章 发电厂工作原理及能源转换3. 发电厂对环境、社会和经济的影响:- 分析不同发电厂在环境保护、资源利用、社会经济等方面的优缺点。
发电厂设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解发电厂的种类、工作原理及能源转换过程。
2. 学生能够掌握发电厂设计的基本原则,包括环保、安全、经济性等方面。
3. 学生能够了解我国电力工业的发展现状和趋势。
技能目标:1. 学生能够运用所学的理论知识,分析并解决发电厂设计中的实际问题。
2. 学生能够运用相关软件或工具,进行发电厂的设计与优化。
3. 学生能够通过小组合作,完成发电厂设计方案的撰写和展示。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到发电厂在国民经济发展中的重要作用,增强社会责任感和使命感。
2. 学生能够关注发电厂设计中的环保问题,培养绿色能源意识。
3. 学生能够通过课程学习,培养团队合作精神和创新意识。
课程性质:本课程为应用性较强的课程,旨在让学生将所学理论知识运用到实际工程设计中。
学生特点:学生具备一定的物理学、化学、数学等基础知识,具有一定的分析和解决问题的能力。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生关注实际工程问题,培养学生的创新能力和实践能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生积极参与,提高学生的自主学习能力。
通过课程目标的实现,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面发展。
二、教学内容1. 发电厂基本概念:包括发电厂的分类、工作原理、能源转换过程等,对应教材第一章内容。
2. 发电厂设计原则:涉及环保、安全、经济性等方面的基本原则,对应教材第二章内容。
3. 发电厂主要设备与参数:学习发电厂主要设备的结构、性能及参数,对应教材第三章内容。
4. 发电厂设计与优化:介绍发电厂设计流程、方法及优化策略,对应教材第四章内容。
5. 我国电力工业现状与趋势:分析我国电力工业的发展现状、趋势及政策,对应教材第五章内容。
6. 发电厂设计实例分析:通过实际案例分析,让学生了解发电厂设计过程中的关键问题,对应教材第六章内容。
教学大纲安排:第一周:发电厂基本概念第二周:发电厂设计原则第三周:发电厂主要设备与参数第四周:发电厂设计与优化第五周:我国电力工业现状与趋势第六周:发电厂设计实例分析及小组讨论第七周:设计方案撰写与展示教学内容确保科学性和系统性,结合教材章节进行组织,使学生在掌握基本理论知识的基础上,通过实例分析和实际操作,提高发电厂设计能力。
发电厂电气 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解发电厂电气系统的基础知识,掌握发电机、变压器、配电装置等主要设备的结构和工作原理。
2. 学生能够掌握发电厂电气设备的运行维护原则,了解电力系统的高压电气设备安全操作规程。
3. 学生能够解释发电厂电气系统的基本电路原理,并运用相关知识分析简单电路。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,进行发电厂电气设备的常规检查和简单故障排除。
2. 学生通过实验和实践操作,掌握发电厂电气设备的基本操作技能,能够安全地完成模拟操作任务。
3. 学生能够运用电气绘图软件,绘制基本的电气原理图和安装图。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力工程领域的兴趣,激发他们探索电力科学奥秘的热情。
2. 增强学生的安全意识,培养他们在操作电气设备时的责任感,形成良好的职业操守。
3. 通过团队合作完成任务,培养学生的协作精神和集体荣誉感,提高他们解决问题的能力。
课程性质:本课程属于专业技术课程,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点:学生应为具备一定物理基础知识和电工基础的年级学生,具有一定的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求:课程应结合实际案例,以实物和模型展示电气设备结构,注重培养学生的实际操作技能和问题解决能力。
同时,注重理论与实践相结合,确保学生能够达到课程目标所设定的具体学习成果。
二、教学内容1. 发电厂电气系统概述:包括发电厂电气系统的组成、发展历程以及在我国的应用现状。
教材章节:第一章 发电厂电气系统概述2. 发电机与变压器:讲解发电机的结构、工作原理及类型;变压器的工作原理、分类和主要参数。
教材章节:第二章 发电机与变压器3. 配电装置与保护:介绍配电装置的组成、类型及功能;电力系统保护的基础知识。
教材章节:第三章 配电装置与保护4. 高压电气设备:阐述高压断路器、隔离开关、负荷开关等设备的工作原理、结构及应用。
教材章节:第四章 高压电气设备5. 发电厂电气设备运行维护:讲解发电厂电气设备的运行维护原则、方法以及故障处理。
发电厂系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解发电厂的分类、工作原理及能量转化过程;2. 学生能够掌握火力发电、水力发电、核能发电等不同类型发电厂的特点及其在我国能源结构中的地位;3. 学生能够了解新能源发电(如太阳能、风能、生物质能等)的发展现状及趋势。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析发电厂系统的优缺点,并提出改进措施;2. 学生能够运用图表、数据等资料进行发电厂能效评估;3. 学生能够结合实际案例,设计简单的发电厂系统。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到能源、环保与可持续发展的重要性,培养节能减排意识;2. 学生能够关注我国能源事业的发展,增强国家能源安全观念;3. 学生能够通过本课程的学习,激发对能源科学研究的兴趣和热情。
课程性质:本课程为应用型课程,以理论知识为基础,注重实践操作与案例分析。
学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的物理、化学基础,具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求:教师应结合课本知识,运用多种教学手段,引导学生主动探究,提高学生的实践操作能力和创新能力。
在教学过程中,注重分解课程目标,确保学生能够达到预期学习成果。
二、教学内容1. 发电厂概述- 发电厂的分类及在我国能源体系中的应用;- 发电厂的工作原理及能量转化过程。
2. 火力发电厂- 火力发电厂的基本构成、工作原理及燃料类型;- 火力发电厂的环境影响及节能减排措施;- 火力发电厂在我国能源结构中的地位及发展趋势。
3. 水力发电厂- 水力发电厂的基本构成、工作原理及关键技术;- 水力发电厂的环境影响及可持续发展策略;- 我国水力发电资源的分布及开发情况。
4. 核能发电厂- 核能发电厂的基本构成、工作原理及核反应堆类型;- 核能发电厂的安全问题及防护措施;- 我国核能发电的现状及发展规划。
5. 新能源发电- 新能源发电的种类、工作原理及在我国的应用;- 新能源发电的优势、局限及发展前景;- 新能源发电的技术创新及政策支持。
大学发电厂课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解发电厂的原理、分类及其在我国能源结构中的作用。
2. 学生能掌握火力发电、水力发电、核能发电等不同发电方式的基本工作流程及能量转化过程。
3. 学生能了解新能源发电(如太阳能、风能等)的技术特点及其在发电厂中的应用。
技能目标:1. 学生能运用所学知识分析发电厂的实际问题,并提出合理的解决方案。
2. 学生能通过实验、参观等实践活动,提高动手操作能力和观察能力。
3. 学生能运用现代技术手段,对发电厂进行模拟设计和优化。
情感态度价值观目标:1. 学生能认识到能源、环保等问题的重要性,树立节能减排、绿色发展的观念。
2. 学生能关注发电厂领域的技术发展,培养对科技创新的热情。
3. 学生能通过团队合作,培养沟通协调能力和团队精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在让学生掌握发电厂的基本知识,提高实践操作能力,同时注重培养学生的环保意识和科技创新精神。
课程目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 发电厂概述:介绍发电厂的原理、分类及其在我国能源结构中的地位,对应教材第一章。
2. 火力发电:详细讲解火力发电的基本工作流程、能量转化过程及环境影响,对应教材第二章。
3. 水力发电:介绍水力发电的原理、工程结构、发电效率及水库调度,对应教材第三章。
4. 核能发电:阐述核能发电的原理、核反应堆类型、核电站运行及安全防护措施,对应教材第四章。
5. 新能源发电:分析太阳能、风能、生物质能等新能源发电的技术特点、发展趋势及应用前景,对应教材第五章。
6. 发电厂实践:组织学生进行实验、参观等活动,提高动手操作能力和观察能力,对应教材实践环节。
教学内容安排和进度如下:第一周:发电厂概述第二周:火力发电第三周:水力发电第四周:核能发电第五周:新能源发电第六周:发电厂实践教学内容科学系统,与教材紧密关联,注重理论与实践相结合,旨在帮助学生全面掌握发电厂相关知识。
发电厂类课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生了解和掌握发电厂的基本原理、类型、结构和运行方式,培养学生对发电厂的认知能力和实际操作能力。
具体来说,知识目标包括:掌握火力发电厂、水力发电厂、核电站等的基本原理和特点;了解各种发电厂的运行方式和优缺点。
技能目标包括:能够分析发电厂的运行参数和效率;能够进行发电厂的模拟操作和故障处理。
情感态度价值观目标包括:培养学生对能源和环境保护的意识,使学生了解发电厂在现代社会中的重要作用,提高学生对发电厂行业的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括火力发电厂、水力发电厂、核电站等的基本原理、类型、结构和运行方式。
具体包括以下几个方面:火力发电厂的燃烧原理、锅炉结构、汽轮机原理、发电机运行等;水力发电厂的水轮机原理、水库调度、水电站运行等;核电站的核反应堆原理、核电机组运行、核电站安全等。
三、教学方法为了实现教学目标,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、案例分析法、实验法等。
讲授法用于讲解发电厂的基本原理和运行方式;案例分析法用于分析发电厂的实际运行案例,使学生能够将理论知识应用到实际问题中;实验法用于让学生亲身体验发电厂的运行过程,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面,将选择权威、实用的教材,如《发电厂原理与应用》等;参考书方面,将推荐学生阅读《火力发电厂运行与管理》、《水力发电厂设计与运行》等书籍;多媒体资料方面,将收集发电厂的图片、视频等资料,以丰富学生的学习体验;实验设备方面,将准备发电厂的模拟设备和实验器材,让学生能够进行实际操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与、提问回答、小组讨论等,占总评的30%;作业主要评估学生的理解能力和应用能力,占总评的30%;考试主要评估学生的知识掌握和运用能力,占总评的40%。
评估方式将客观、公正地全面反映学生的学习成果。
发电厂主系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握发电厂主系统的基础知识,包括系统构成、工作原理及其主要设备的功能。
2. 使学生了解不同类型的发电厂(如火力、水力、核能)的主系统特点及运行机制。
3. 引导学生掌握发电厂主系统相关的技术参数和性能指标。
技能目标:1. 培养学生运用图表、数据等方式分析发电厂主系统运行状态的能力。
2. 提高学生解决发电厂主系统实际问题的能力,如故障诊断、运行优化等。
3. 培养学生运用所学知识对发电厂主系统进行创新设计的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对发电厂主系统及相关工程技术的兴趣和热情。
2. 增强学生的环保意识,认识到清洁、高效能源的重要性。
3. 培养学生的团队合作精神,使其在学习过程中学会互相帮助、共同进步。
本课程针对高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,通过案例分析和实践操作,使学生更好地掌握发电厂主系统的知识,提高解决实际问题的能力。
同时,注重培养学生的环保意识和团队合作精神,为我国电力工程领域培养具备创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容1. 发电厂概述:介绍发电厂的分类、发展历程及在我国能源体系中的地位。
- 教材章节:第一章 发电厂及其电力系统概述2. 发电厂主系统构成及工作原理:详细讲解火力、水力、核能发电厂的主系统构成、工作原理及主要设备功能。
- 教材章节:第二章 发电厂主系统及设备3. 发电厂主系统技术参数及性能指标:分析发电厂主系统相关的技术参数、性能指标及其影响。
- 教材章节:第三章 发电厂主系统技术参数及性能4. 发电厂主系统运行与控制:探讨发电厂主系统运行状态分析、故障诊断、运行优化等方面的内容。
- 教材章节:第四章 发电厂主系统运行与控制5. 发电厂主系统设计:介绍发电厂主系统设计原则、流程及创新设计方法。
- 教材章节:第五章 发电厂主系统设计6. 清洁能源发电技术:分析清洁能源发电(如太阳能、风能)的技术特点、发展趋势及其在发电厂中的应用。
发电厂设备课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握发电厂设备的基本原理和结构,了解不同类型的发电厂设备及其工作原理,培养学生对发电厂设备的认知能力和实际操作能力。
具体来说,知识目标包括:1.了解发电厂设备的基本原理和结构;2.掌握不同类型的发电厂设备及其工作原理;3.知道发电厂设备在电力系统中的作用和重要性。
技能目标包括:1.能够分析发电厂设备的运行状态和性能指标;2.能够对发电厂设备进行维护和故障排除;3.能够运用所学知识对发电厂设备进行设计和优化。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生对发电厂设备的兴趣和好奇心;2.培养学生对电力系统的责任感和使命感;3.培养学生团队合作精神和创新精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括发电厂设备的基本原理和结构,不同类型的发电厂设备及其工作原理。
具体来说,教学大纲如下:1.发电厂设备的基本原理和结构:介绍发电厂设备的工作原理和组成部分,包括发电机、变压器、线路等。
2.不同类型的发电厂设备及其工作原理:介绍火力发电厂、水力发电厂、核电站等不同类型的发电厂设备及其工作原理。
3.发电厂设备在电力系统中的作用和重要性:讲解发电厂设备在电力系统中的作用和重要性,以及其在电力供应中的地位。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体来说:1.讲授法:通过教师的讲解,让学生掌握发电厂设备的基本原理和结构,不同类型的发电厂设备及其工作原理。
2.讨论法:通过小组讨论,让学生深入理解发电厂设备的工作原理和作用,培养学生的团队合作精神。
3.案例分析法:通过分析实际案例,让学生了解发电厂设备在电力系统中的应用和重要性。
4.实验法:通过实验操作,让学生亲手体验发电厂设备的运行原理,提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的发电厂设备教材,为学生提供系统的理论知识。
发电厂的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解发电厂的原理和基本构成,掌握不同类型的发电方式及其特点。
2. 学生能描述火力发电、水力发电、核能发电等主要发电方式的优缺点,并了解新能源发电的发展趋势。
3. 学生能解释电能的产生、传输和分配过程,理解电力系统的重要性。
技能目标:1. 学生通过实验和观察,培养观察、分析、解决问题的能力。
2. 学生能够运用所学知识,设计简单的发电厂模型,提高创新实践能力。
3. 学生能够运用数学和科学方法,对发电厂相关数据进行分析,提升数据处理能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对能源利用和环保的重视,树立可持续发展观念。
2. 学生通过学习发电厂相关知识,激发对科学技术的兴趣,培养探究精神。
3. 学生了解我国电力事业的发展历程,增强国家自豪感,培养团队合作意识。
课程性质:本课程为科普性质的科学课程,旨在让学生了解发电厂的基本知识,提高科学素养。
学生特点:四年级学生具备一定的科学知识和探究能力,对新鲜事物充满好奇,喜欢动手实践。
教学要求:结合学生特点,采用启发式教学,注重实践与理论相结合,提高学生的参与度和积极性。
通过课程目标的实现,使学生具备发电厂相关知识,为后续学习打下基础。
同时,关注学生的情感态度价值观培养,提高综合素质。
后续教学设计和评估将围绕具体学习成果展开,确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 发电厂原理及类型- 火力发电:燃料的燃烧过程、蒸汽发电机组工作原理。
- 水力发电:水轮机工作原理、水电站的构成。
- 核能发电:核反应堆原理、核电站安全措施。
- 新能源发电:太阳能、风能、生物质能等发电方式及其优缺点。
2. 电能的产生、传输与分配- 发电、输电、变电、配电过程及其设备功能。
- 电力系统的稳定性与安全性。
- 智能电网的概念及其发展。
3. 发电厂实地考察与实验- 组织学生参观当地发电厂,了解发电厂的实际运行情况。
- 设计简单发电实验,如制作小型水力发电模型,观察发电过程。
生物质发电厂课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握生物质发电厂的基本概念、工作原理和应用现状。
通过本课程的学习,学生将能够:1.描述生物质发电厂的基本构成和工作原理。
2.分析生物质发电厂的优势和挑战。
3.解释生物质发电对环境和可持续发展的影响。
4.评估不同生物质发电技术的适用性和效率。
二、教学内容本课程的教学内容将包括以下几个部分:1.生物质发电厂的基本概念:介绍生物质发电厂的定义、分类和应用领域。
2.生物质发电厂的工作原理:讲解生物质发电厂的运行机制,包括生物质燃料的转化、能量释放和电能产生过程。
3.生物质发电厂的优势和挑战:分析生物质发电相对于传统能源的优势,探讨其面临的技术和经济挑战。
4.生物质发电对环境的影响:探讨生物质发电对大气、水和土壤环境的影响,以及其在减少温室气体排放和促进可持续发展方面的作用。
5.不同生物质发电技术的比较和评估:比较常见的生物质发电技术,如生物质燃烧、生物质气化和生物质燃料电池,并评估它们的经济性、效率和环境影响。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:教师通过讲解和演示,向学生传授生物质发电厂的基本概念和工作原理。
2.讨论法:引导学生参与课堂讨论,探讨生物质发电的优势、挑战和环境影响,培养学生的批判性思维能力。
3.案例分析法:分析具体的生物质发电厂案例,让学生了解不同技术的应用和效果。
4.实验法:学生进行生物质发电相关实验,让学生亲身体验和理解生物质发电的原理和过程。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威的生物质发电相关教材,提供全面的知识框架和理论基础。
2.参考书:推荐相关的参考书籍,供学生深入学习和研究。
3.多媒体资料:利用视频、演示文稿和网络资源,以图文并茂的方式呈现生物质发电的相关内容。
4.实验设备:准备生物质发电实验所需的设备和材料,让学生能够亲身体验和操作。
引言设计工作是工程建设的关键环节,是工程建设的灵魂。
做好设计工作,对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益,起着决定性的作用。
它是一门涉及科学、技术、经济和方针政策等各方面的综合性的应用技术科学。
设计工作的基本任务是,在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策,做出切合实际、安全适用、技术先进、综合经济效益好的设计,有效地为电力建设服务。
因此做好设计工作对工程的建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益,起着决定性的作用。
本次设计是在课程设计任务书的基础上,依靠本学期所学的<<发电厂电气部分>>专业理论知识进行的,翻阅及参考了多种资料,通过本设计树立工程观点,加强基本理论的理解和工程设计基本技能的训练,了解现代大型发电厂的电能生产过程及其特点,掌握发电厂电气主系统的设计方法,并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练,为今后从事电气设计、运行管理和科研工作,奠定必要的理论基础。
本设计为2×200MW+2×600MW凝汽式火电厂电气部分一次设计,它主要包括了四大部分,分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择。
其中详细描述了主接线的选择、短路电流的计算和电气设备的选择,从不同的短路情况进行分析和计算,对不同的短路参数来进行不同种类设备的选择,并对设计进行了理论分析。
1、系统与负荷资料分析设计电厂为大型凝气式火电厂,其容量为2×300+2×600=1800MW,最大单机容量为600MW,即具有大型容量的规模、大型机组的特点。
当电厂全部机组投入运行后,厂用电率6%,而电力系统的检修备用容量为8%~15%和事故备用容量为10%,说明该电厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要的。
从年利用小时数看,该电厂年利用小时数为6500h/a>5000h/a,又为火电厂,在电力系统中将主要承担基荷,因此,该厂主接线要求有较高的可靠性;从负荷特点及电压等级可知,该电厂具有220KV和500KV两级电压负荷。
200KV电压等级有4回架空线路,承担一级负荷,最大输送功率为40MW,最大年利用小时数为5000h/a,说明对其可靠性有一定要求,拟采用带旁路双母线接线形式;500KV电压等级有3回架空线路,承担一级负荷,最大输送功率为1200MW,最大年利用小时数为5000h/a, 送出本厂最大可能的电力为1200-1200×6%=1128MW,其可靠性要求较高,为保证检修出线断路器不致对该回路断电,所以也拟采用带旁路双母线接线形式。
2、电气主接线电气主接线是发电厂电气设计的首要部分,也是电力系统的重要环节。
其主接线的形式与其本身的经济性、可靠性、灵活性密切相关,而且对电气设备的选择、配电装置的布置、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尤其三大性质的矛盾关系,并且考虑未来5-10年的发展可扩性合理地确定主接线的方案。
2.1 主接线方案的选择2.1.1 方案拟定的依据对电气主接线的基本要求,概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
安全可靠是电力生产的首要任务,保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
通常定性分析和衡量主接线可靠性时,从以下几个方面考虑:断路器检修时,是否影响连续供电;线路、断路器或母线故障,以及在母线检修时,造成馈线停运的回路数多少和停电时间长短,能否满足重要的一、二类负荷对供电的要求;本电厂有无全厂停电的可能性;大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。
所以对大、中型发电厂电气主接线,除一般定性分析其可靠性外,还需进行可靠性定量计算。
主接线还应具有足够的灵活性,能适应多种运行方式的变化,且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全,扩建、发展方便。
主接线的可靠性与经济性应综合考虑,在满足技术要求前提下,尽可能投资省、占地面积少、电能损耗少、年费用(投资与运行)为最小。
110KV电压级:出线回路数大于4回且为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。
220KV电压级:出线回路数大于4回且为I级负荷,应采用双母带旁路或一台半。
2.1.2 各电压等级接线形式的拟定根据对原始资料的分析,现将各电压等级可能采用的较佳方案列出。
进而,以优化组合方式,组成最佳可比方案。
(1) 110KV电压等级:出线为8回架空线路,I级负荷,最大输送220MW,为实现不停电检修出线断路器,可采用单母线分段带旁路或双母线带旁路接线形式。
由于四台发电机组单机容量均为300MW,而110KV侧的最大负荷为220MW,其全年平均负荷为220×4300÷8760=107.991MW。
若接一台300MW机组,其容量远大于最大负荷220MW以及年平均负荷107.991MW,若当联络变压器出现故障时,会造成发电机大量积压容量,可能引起发电机出现甩负荷现象,并且在选择主变压器时有一定困难,所以在110KV侧不接发电机,而通过两台联络变压器从220KV 侧引接来给110KV侧负荷供电。
而且,最大输送220MW,同型号的发电机一般接在同一电压等级,因此为使联络变容量竟可能小,对于110KV电压等级,拟采用不接发电机组的方式。
(2) 220KV电压等级:出线为12回架空线路,承担一级负荷,为使其检修出线断路器时不停电,可采用双母线带旁路或双母线分段带旁路接线形式,以保证供电的可靠性和灵活性。
四台发电机的出口电压均为220KV、单机容量均为300MW,其额定电流和短路电流都很大,发电机出口断路器制造困难,价格昂贵,并且300MW及以上机组对供电可靠性要求级高,拟采用分相封闭母线直接与主变压器连接,并构成单元接线接至220KV母线上,可减少出口断路器和隔离开关,大大限制短路电流,提高可靠性与经济性,也减少事故的发生。
2.1.3 主接线方案的拟定在进行主接线前需要对发电机的型号进行选定。
发电机容量要求为300MW 的气轮机,本次设计所采用的发电机机型号为QFSN-300-2B其参数如表 2.1所示。
表2.1 发电机型号及参数发电机型号额定电压(KV)额定功率(MW)额定电流(A)功率因数次暂态电抗(%)效率(%)G-1~~G-4 QFSN-300-2B 20 300 10190 0.85 16.25 98.75通过2.1.2的分析以及综合可靠性、灵活性、经济性的要求和发电机的型号可以初步确定出以下两种方案,再通过方案比较从其中选择最优方案。
方案一发电机出口采用分相封闭母线;110KV电压等级采用单母分段带旁路接线形式,分段断路器兼作旁路断路器;220KV电压等级采用双母带旁路接线形式,4台发电机与分别与4台变压器接成发电机-变压器单元接线形式接至220KV电压母线上;220KV电压母线和110KV电压母线之间设有两台联络变压器;通过这两台联络变压器由220KV电压母线给110KV侧负荷供电,如图2.1所示。
图2.1 凝气式火电厂一次部分主接线方案一方案二发电机出口采用分相封闭母线;110KV电压等级采用双母线带旁路接线形式,采用专用旁路断路器。
220KV电压等级采用双母线带旁路接线形式,也采用专用旁路断路器的接线方式。
4台发电机与分别与4台变压器接成发电机-变压器单元接线形式接至220KV电压母线上;220KV电压母线和110KV电压母线之间设有两台联络变压器;通过这两台联络变压器由220KV电压母线给110KV侧负荷供电,如图2.2所示。
图2.2 凝气式火电厂一次部分主接线方案二2.1.4 主接线方案的比较与选择方案一110KV侧采用单母分段带旁路接线形式,220KV侧采用双母带旁路接线形式;方案二110KV侧采用双母带旁路接线形式,220KV侧也采用双母带旁路接线形式,其对比如表2.2所示。
表2.2 方案接线方式对比电压等级方案一方案二110KV 单母分段带旁路双母带旁路220KV 双母分段双母带旁路两个方案发电机出口端都采用分相封闭母线,厂用电均从发电机出口端引接,所以不需要比较。
对于110KV电压等级接线形式,方案一采用的是单母线分段带旁路接线形式,方案二采用的是双母线带旁路接线形式,并用母联断路器兼旁路断路器。
从经济性方面看,两个方案中,方案二占地面积较大,但所用断路器数量和方案一一样,因此,在投资上,两个方案基本相当;从可靠性方面看,方案一可靠性相对较差;从灵活性方面看,方案一运行方式单一,灵活性最差。
因此,110KV侧应选用双母线带旁路接线形式,并用母联断路器兼旁路断路器。
对于220KV电压等级接线形式,方案一和方案二接线形式一样,因为双母线带旁路接线形式并设置专用旁路断路器能满足其可靠性要求。
因此,220KV侧选用双母线带旁路接线形式,并设置专用旁路断路器。
通过比较可知,两种方案中方案二是最优方案,所以选择方案二作为该凝汽式火电厂的主接线方案。
2.2 主变压器的选择与计算2.2.1 变压器容量、台数和型式的确定原则(1) 单元接线的主变压器容量的确定原则单元接线时主变压器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。
采用扩大单元接线时,应尽可能采用分裂绕组变压器,其容量亦应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。
(2) 连接两种升高电压母线的联络变压器的确定原则联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种运行方式下,网络间的有功功率和无功功率交换,一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量,以保证最大一台机组故障或检修时,通过联络变压器来满足本侧负荷的要求;同时,也可在线路检修或故障时,通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。
此外,为了布置和引线方便,通常只设一台,在中性点接地方式准许条件下,以选自耦变压器为宜。
其低压绕组兼作厂用备用电源或无功功率补偿装置。
(3) 变压器台数的确定原则发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。
通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和重要变电所,在一种电压等级下,主变压器应不少于2台;而对弱联系的中、小型发电厂和低压侧电压为6-10KV的变电所或与系统只是备用性质时,可只装一台主变压器;对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所,可设3台主变压器。
(4) 主变压器型式的确定原则选择主变压器型式时,应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑,通常只考虑相数和绕组数以及绕组接线组别。
在330KV及以下电力系统,一般都应选用三相变压器。
因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大,同时配电装置结构复杂,增加了维修工作量。