发电厂电气主接线设计

宁德师范学院
发电厂电气部分课程设计
实习项目：凝汽式火电厂一次部分设计 系 专 学 姓 别： 业： 号： 名： 物理与电气工程系 电气工程及其自动化 B2011052222 高文土 黄丽霞 2014 年 6 月 20 日
指导老师： 日 期：
发电厂电气部分课程设计任务书
原始资料：
200MW 地区凝汽式火电厂； 机组容量与台数： 2*50MW ， 1*100MW， U N 10.5kV ； 发电机电压负荷： 最大 48MW， 最小 24MW， 110KV 负荷： 最大 58MW， Tmax 4200 小时； 最小 32MW， Tmax 4500 小时；剩余功率全部送入 220KV 系统，全部负荷中Ⅰ类负荷 比例为 30%，Ⅱ类负荷为 40%，Ⅲ类负荷为 30%。
基本要求：
1. 2. 3. 4. 5. 电厂分析及发电机、主变选择。 电气主接线设计。 短路电流计算。 选择短路点计算三相短路电流并汇总成表。 选择各电压等级的电气设备。
主要参考资料：
[1] 熊信银.发电厂电气部分[M]. 北京：中国电力出版社,2009:55～106 [2] 楼樟达,李扬.发电厂电气设备[M]. 北京：中国电力出版社,1998：55～129，321～ 452 [3] 何仰赞,温增银.电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社,2002：152～195 [4] 西安交通大学等六院校.电力系统计算[M].北京：水利电力出版社，1999：25～65 [5] Ata werk Communications Technology(英文影印版) [M].北京：中国水 利水电出版社，1997：10～69 [6] 周 强,易先举,汪祖禄.火力发电厂发电机—变压器组保护技术方案[J].电力系统自动 化,1999,6:22~25 [7] 卓乐友.电力工程电气设计 200 例[M]. 北京： 中国电力出版社,2004： 65～125， 158～ 362
设计一座装机容量为 200MW 的凝汽式火力发电厂。计划安装两台 50MW 的汽轮发电 机组，型号为 QFQ-50-2,功率因数为 0.8，安装顺序为#1、#2 机；安装一台 100MW 的汽 轮发电机组，型号为 TQN-100,功率因数为 0.85，安装顺序为#3 机。发电机电压负荷最 大为 48MW，最小为 24MW，最大负荷利用小时数 Tmax 5200 小时；110KV 负荷：最大 58MW， 最小 32MW， 最大负荷利用小时数 Tmax 4500 小时； 剩余最大功率 220-24-32-200*6%=152MW 送入 220KV 系统。 50MW 发电机电压端电缆出线 8 回， 100MW 发电机端电压电缆出线 2 回。 每回负荷不等， 平均在 4MW 左右， 送电距离为 3 ~ 6km ； 110KV 端架空线出线 3 回； 220KV 端架空线出线 2 回。 从负荷特点及电压等级可知，10KV 电压等级上的地方负荷容量不大，共有 10 回电 缆馈线，与 50MW 发电机的机端电压相等，采用直馈线为宜。20KV 电压为 300MW 发电机 出口电压，既无直配负荷，又无特殊的要求，拟采用单元接线的形式，可以节省价格昂 贵的发电机出口断路器，又利于配电装置的布置；220KV 电压级出现回路数为 4 回，为 了保证检修出线断路器不致对该回路停电，拟采用带旁路母线接线形式为宜；500KV 与 系统有 4 回馈线，呈强联系形式并送出本厂最大可能的电力为 700-15-200-700*6%=443 （MV） 。可见，该厂 500KV 级的接线对可靠性要求应当很高。
3 主变压器确定
3.1 主变压器台数：
根据方案Ⅰ，该发电厂装设一台三绕组变压器和一台双绕组变压器，以充分保证供 电可靠性。
3.2 主变压器的容量：
发电厂具体情况：10KV 侧，三绕组变压器的确定： cos 0.85 ， K p 8% ，则
2.2 主接线方案确定
根据以上的分析，筛选组合，可保留两种可能的接线方式如下图：
1
发电厂电气部分课程设计（报告）
图 1 方案一
图 2 方案二
2
发电厂电气部分课程设计（报告）
主接线方案比较如表一： 表 1 主接线方案比较 方 案 项 目 可靠性 灵活性 方案一 方案二
220kV 侧采用单母线 接线方式可靠性较差 220kV 侧接两个变压 器，操作简单
发电厂电气部分课程设计（报告）
目
1
录
任务和要求........................................................................................................................... 1
2 明确任务和设计原理............................................................................................................. 1 2.1 原始资料的分析.......................................................................................................... 1 2.2 主接线方案确定.......................................................................................................... 1 3 主变压器确定......................................................................................................................... 3 3.1 主变压器台数：........................................................................................................... 3 3.2 主变压器的容量：....................................................................................................... 3 3.3 主变压器的形式：....................................................................................................... 3 4 短路电流的计算................................................................................................................... 4 4.1 短路电流的计算方法.................................................................................................. 4 4.2 短路电流计算过程....................................................................................................... 5 4.3 短路电流计算结果....................................................................................................... 5 5 电气设备的选择................................................................................................................... 5 5.1 10kV 侧设备选择及校验过程..................................................................................... 5 5.2 校验过程....................................................................................................................... 6 5.3 选择设备过程与计算................................................................................................... 7 5.4 选择设备明细表........................................................................................................... 7 6 设计总结............................................................................................................................... 8
采用两台变压器，花 费低
经济性
220kV 侧采用单母分 段接线，可靠性较高 220kV 侧接三个变压 器，调度方便，但接线 稍显复杂， 采用三台变压器及更 多的其他辅助设备， 花 费高
通过比较，由于此设计属于中小型火电厂，所以着重考虑经济性，因方案Ⅰ只用一 台双绕组变压器及其两侧的断路器和隔离开关，220kV 侧采用单母线接线方式，均减少 了断路器的数量，配电装置投资大大减小，且误操作的可能性要相对较小，占地面积也 相对减小。相对于方案Ⅱ，其操作简单。 综上考虑该电厂为地区电厂，且负荷为腰荷，所以主接线方式采用方案Ⅰ。