发电厂电气部分课程设计

发电厂电气部分课程设计 题 目 凝汽式火电厂一次部分课程设计

学院名称 电气与信息工程学院 指导教师 李梅 班 级 电气08—3 组 别 第四组 目 录 1 设计任务书····················································3 1.1原始资料··································· ···············3 1.2设计任务·····················································3 1.3.设计要求···················································4 2电气主接线·····················································

2.1 系统与负荷资料分析············································5 2.2主接线方案的选择··············································6 2.3主变压器的选择与计算·········································9 3短路电流的计算················································11 3.1短路计算的一般规则············································11 3.2短路电流的计算················································12 4电气设备的选择················································17 4.1电气设备选择的一般规则········································17 4.2电气选择的条件················································17 4.3电气设备的选择················································19 结束语··························································21参考文献························································22 1 设计任务书 1.1原始资料 1．1．1 发电厂建设规模 （1） 类型:凝汽式火电厂 （2） 最终容量、机组的型式和参数：3*125MW、出口电压：15.75KV，发电机次暂态电抗：0.12,；额定功率因数：0.8。 （3）机组年利用小时数：6000h/a；厂用电率：8%。发电机主保护动作时间0.1秒。 1．1．2 电力负荷水平: （1） 220KV电压等级：负荷容量260MW，出线4回，无近区负荷，系统容量为无穷大，选取基准容量为100MVA归算到发电厂220KV母线短路容量为3400MVA.。 （2） 110KV电压等级：出线4回（10KM），无近区负荷，系统容量为500MVA。 1.1．3环境条件 （1） 当地年最高温40℃，年平均温度20℃， （2） 气象条件无其它特殊要求。

1.2设计任务

（1） 发电机和变压器的选择

型 号 额定电压 额定容量 功率因数 接线方式 次暂态电抗 QFS-125-2 15.75KV 125MW 0.8 YY 0.12 -发电机参数如上表，要求选择发电厂的主变，联络110KV和220KV的联络变压器的型号 。 （2） 电气主接线选择 （3） 短路电流的计算：在满足工程要求前提下，为了简化计算，对短路电流进行近似计算法。结合电气设备选择选择短路电流计算点求出个电源提供的起始次暂太

电流''I,冲击电流shI，及计算短路电流热效应所需不同时刻的电流。

（4） 主要电气设备的选择：要求选择110KV母线侧断路器，隔离开关，电流互感器。 1.3设计要求 （1） 短路电流计算及电气设备选择计算方法应正确。 （2） 主接线图形符号，线条及标题栏符合规范，接线正确，图面布局合理， 参数标注正确，图形清晰美观。

（3） 论文格式应符合要求，结构严谨，逻辑性强，层次分明，文理通顺，无

错别字。

表1.1, 汽轮发电机的规2电气主接线 2.1 系统与负荷资料分析 根据原始资料，本电厂是中型发电厂，比较远离负荷中心。本电厂要与220KV系统相连，还要向110KV系统供电。 由资料我们可知： 220KV电压等级： 负荷容量260MW，出线4回，无近区负荷，系统容量为无穷大，选取基准容量为100MVA归算到发电厂220KV母线短路容量为3400MVA.。 110KV电压等级：

出线4回（10KM），无近区负荷，系统容量为500MVA。 2.1.1 220KV电压等级 架空线4回，输送容量260MW，TMAX=6000h/a；cos=0.8。出线回路数等于4

回，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。 2.1.2 110KV电压等级 架空线4回， TMAX=6000h/a；cos=0.8。出线回路数等于4回，为使其出线断路器检修时不停电，应采用双母或双母分段，以保证其供电的可靠性和灵活性。 根据原始资料，本电厂是中型发电厂，其容量为3×125MW， 年利用小时数为6000h>5000h，远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数,说明该厂在未来电力系统中的作用和地位重要.该厂为火力发电厂，在电力系统中主要承担基荷，从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。由资料可知发电厂与220KV的系统连接且与110KV的系统连接。对于最大机组为125MW的发电厂，一般以采用双绕组变压器加联络变压器更为合理。其联络变压器宜选用三绕组自耦变压器。 2.2主接线方案的选择 2.2.1 主接线概述 电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路的相互关系。所以它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。概括地说包括以下三个方面： （1）可靠性：在研究主接线可靠性时应重视国内外长期运行的实践经验和其可靠性的定性分析；主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合，在很大程度上也取决于设备的可靠程度。可靠性的具体要求在于断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。 （2）灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。在调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式的系统调度要求；在检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。 （3）经济性：要节省投资，主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；要节省继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆；要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器；主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少；经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量、要避免因两次变压而增加电能损失。

电气主接线是发电厂电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节。 2.2.2 电气主接线的叙述 （1）单元接线 其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。 本设计中机组容量为125MW，所以发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。 （2）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线 优点：在正常工作时，旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关，都是断开的，旁路母线不带电，通常两侧的开关处于合闸状态，检修时两两互为热备用；检修QF时，可不停电；可靠性高，运行操作方便。 缺点：增加了一台旁路断路器的投资。 （3）单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线 优点：可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便； （4）双母线接线 优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。 缺点：由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。 （5）双母线带旁路母线的接线 优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。 缺点：多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。 2.2.3主接线方案：

（1）根据变压器的组合方案拟定主接线的初步方案，并依据对主接线的基本要求，从技术上进行论证各方的优、缺点，淘汰了一些较差的方案，最终选定220KV采用双母线带旁路接线，110KV 采用双母线接线。 （2）发电机采用单元接线经过双绕组变压器升压后送人系统母线，其中220KV侧用2台发电机供电，110KV侧采用1台机组供电，220KV系统与110KV系统之间用三绕组自耦变压器连接，其低压绕组引出作为厂用电备用电源。 主接线方式如下图2—1所示：

2.3 主变压器的选择与计算 （1） 主变压器台数的选择 确定主变压器台数的因素很多，主要取决于该电厂在系统中的重要性并结合电厂本身的装机台数。 由于本设计采用单元接线作为发电机送人系统接线形式，所以应该用三台双绕组表变压器作为主变和一台三绕组自耦变压器作为联络变压器。 （2） 主变压器的选择

发电机—变压器单元接线中的主变容量应按发电机额定容量扣除本机组厂用电后，留有10%的裕度来确定。主变容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷来进行选择。

根据本设计具体情况，使用三台双绕组变压器一台三绕组自耦变压器，主变的容量

图2—1 电气主接线图