发电厂.docx

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发电厂

辽宁工程技术大学

发电厂电气部分课程设计

设计题目地方热电厂电气主接线设计

指导教师葛群

院（系、部）电气与控制工程学院

专业班级电气10-5班

学号1001150103

姓名曹庆春

日期2013.1.12

课程设计成绩评定表

学期

2012/2013第一学期

姓名

曹庆春

专业

电气工程及其自动化

班级

电气10-5班

课程名称

发电厂电气部分

设计题目

地方热电厂电气主接线设计

成绩

评分项目

优

良

中

及格

不及格

设计表现

1.设计态度

非常认真

认真

较认真

一般

不认真

2.设计纪律

严格遵守

遵守

基本遵守

少量违反

严重违反

3.独立工作能力

强

较强

能独立设计完成

基本独立设计完成

不能独立设计完成

4.上交设计时间

提早或按时

按时

迟交半天

迟交一天

迟交一天以上

设计说明书

5.设计内容

设计思路清晰，结构方案良好，设计参数选择正确，条理清楚，内容完整，结果正确

设计思路清晰，结构方案合理，设计参数选择正确，条理清楚，内容较完整，极少量错误

设计思路较清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有少量错误

设计思路基本清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有些错误

设计思路不清晰，结构方案不合理，关键设计参数选择有错误，调理清楚，内容不完整，有明显错误

6.设计书写、字体、排版

规范、整洁、有条理，排版很好

较规范、整洁、有条理，个别排版有问题

基本规范、整洁、有条理，个别排版有问题

基本规范、整洁、有条理，排版有问题较多

不规范、不整洁、无条理，排版有问题很大

7.封面、目录、参考文献

完整

较完整

基本完整

缺项较多

不完整

图纸

8.绘图效果

很出色

较出色

一般

较差

很差

9.布局

合理、美观

较合理

基本合理

有些混乱

布局混乱

10.绘图工程标准

符合标准

较符合标准

基本符合标准

个别不符合标准

完全不符合标准

评定说明：

不及格标准：

设计内容一项否决制，即5为不及格，整个设计不及格，其他4项否决；

优、良、中、及格标准：

以设计内容为主体，其他项超过三分之一为评定标准，否则评定为下一等级；如优秀评定，设计内容要符合5，其余九项要有4项符合才能评定为优，否则评定为良好，以此类推。

最终成绩：

评定教师签字：

发电厂电气部分

课程设计任务书

一、设计题目

地方热电厂电气主接线设计

二、设计任务

根据所提供的某地方热电厂原始资料（详见附1），完成以下设计任务：

1.对原始资料的分析

2.主接线方案的拟定

3.方案的经济比较

4.主接线最终方案的确定

三、设计计划

本课程设计时间为一周，具体安排如下：

第1天：

查阅相关材料，熟悉设计任务

第2~3天：

分析原始资料，拟定主接线方案

第4天：

方案的经济比较

第5~6天：

绘制主接线方案图，整理设计说明书

第7天：

答辩

四、设计要求

1.设计必须按照设计计划按时完成

2.设计成果包括设计说明书（模板及格式要求详见附2和附3）一份、主接线方案图（A3）一张

3.答辩时本人务必到场

指导教师：

葛群

教研室主任：

李洪珠

时间：

2013年1月7日

一、原始数据

某新建地方热电厂有225MW+250MW共4台发电机，cos=0.8，UN=6.3kV，发电机电压级有10条电缆馈线，其最大综合负荷为（30+101/21）MW即30.5MW，最小为（20+101/21）MW即20.5MW，厂用电率为10%，高压侧为110kV，有4线路与电力系统相连。

摘要

本设计主要对地方性火电厂的主接线进行了分析，通过对可靠性、经济性和灵活性的综合分析，比较了双母线带旁路母线的接线和单母线带旁路方案的优缺点，最终得出了以双母线带旁路母线方案的可靠性和灵活性较好，并把双母线带旁路母线确定为地方性火电厂的主接线。

关键词：

地方性火电厂主接线可靠性经济性

目录

1前言····················································1

2对原始资料的分析········································2

2.1原始数据·························································2

2.2资料的分析·······················································2

3主接线方案的拟定········································3

3.16kV电压级·····················································3

3.2110kV电压级····················································3

4方案的经济比较··········································5

4.1计算一次投资和计算年运行费·······································5

5主接线最终方案的确定····································6

6结论····················································7

7参考文献················································8

1前言

发电厂是电力系统的重要组成部分，本设计主要对其主接线进行了一次较为全面的比较，从其可靠性、经济性和灵活性的比较而分析出各种主接线的优缺点，最终得出方案。

本设计共分六个部分：

对原始资料的分析、接线方案的拟定、案的经济比较、线最终方案的确定、结论、参考文献。

2对原始资料的分析

2.1原始数据

某新建地方热电厂有225MW+250MW共4台发电机，cos=0.8，UN=6.3kV，发电机电压级有10条电缆馈线，其最大综合负荷为（30+10学号/21）MW，最小为（20+10学号/21）MW，厂用电率为10%，高压侧为110kV，有4回线路与电力系统相连。

2.2资料的分析

地方性火电厂通常建设在城市附近或工业负荷中心，随着我国近年来为提高能源利用率和环境保护的要求，对小火电实行关停的决策，当前在建或运行的地方性火电厂多为热电厂，以推行热电联产，在为工业和民用提供蒸汽和热水热能的同时，生产的电能大部分都用发电机电压直接馈送给地方用户，只将剩余的电能以升高电压送往电力系统。

由于受供热距离的限制，一般热电厂的单机容量多为中、小型机组。

设计电厂为中小型火电厂，其容量为2×25MW＋2×50MW=150MW，对电压级为6～10kV的，宜采用供电可靠性较高的母线接线形式，以便适应近区各类负荷对供电可靠性的要求。

由于发电厂的总容量为150MW与电力系统容量之比较小，该厂在系统中处于比较不重要地位的电厂，所以可靠性没有必要追求过高而采用复杂的接线形式。

从负荷特点及电压等级可知，UN=6.3kV电压上的地方负荷容量不大，共有10回电缆馈线，可采用直馈线为宜。

3主接线方案的拟定

3.16kV电压级

（1）6.3kV电压级

鉴于出线回路多，且发电机单机容量为25MW，远大于有关设计规程对选用单母线分段每段上不宜超过12MW的规定，应确定为双母线分段接线形式，2台25MW机组分别接在两段母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压110kV。

由于两台25MW机组均接于6.3kV母线上，有较大短路电流，为选择轻型电抗器，应在分段处加装母线电抗器，各条电缆馈线上装设出线电抗器。

考虑到25MW机组为供热式机组，通常“以热定电”，机组年最大负荷小时数较低，同时由于6.3kV电压最大负荷（30+10学号/21）MW=（30＋10×1／21）MW=30.5MW，小于225MW发电机组装容量，即使在发电机检修或升压变压器检修的情况下，也可保证该电压等级负荷要求，因而6.3kV电压级与220kV电压级之间按弱联系考虑，只设一台主变压器。

3.2110kV电压级

（2）110kV电压级

出线回路为4回，为使其出线断路器检修时不停电，应采用单母线分段带旁路接线或双母线带旁路接线，以保证其供电的可靠性和灵活性。

其进线仅从10kV送来剩余容量2×25－[（50×10%）+30.5]=14.5MW，不能满足110kV最大负荷的要求。

为此，拟以2台50MW机组按发电机—变压器单元接线形式接制110kV母线上。

根据以上分析、筛选、组合，可以保留两种可能的接线方案：

方案一为6.3kV侧双母线分段接线，110kV侧为双母线带旁路接线；

图2—1拟定火电厂主接线方案1示意图

方案二为6.3kV侧双母线分段接线，110kV侧单母线带旁路接线。

图2—2拟定火电厂主接线方案2示意图

4方案的经济比较

4.1计算一次投资和计算年运行费

采用最小费用法对拟定的两方案进行经济比较，两方案中的相同部分不参与比较计算，只对相异部分进行计算。

计算内容包括一次投资、年运行费。

如图2—1所示方案1参与比较部分的设备

4台变压器每台250万元，共1000万元；断路器每个50万元，共20个，总计1000万元；隔离开关每个25万元，共60个，总计1500万元；导线费用为500万元；以上各种器件与设备的场地费为1000万元。

所以折算到施工年限的总投资为5000万元，年运行费用为800万元，火电厂使用年限按n=20年，电力行业预期投资回报率i=0.1，则方案1的年费用为

AC1=Im[i（1+i）^n/（（1+i）^n-1）]+Cm~

=5000[0.1（1+0.1）^20/（（1+0.1）^20-1）]+800

=1350万元

同理，如图2—2所示方案2参与比较部分的设备

四台变压器每台250万元，共1000万元；断路器每台50万元，共15个，总计750万元；隔离开关每个25万元，共30个，总计750万元；导线费用为250万元；以上各种器件与设备的场地费用为250万元。

所以折算到施工年限的总投资为3000万元，年运行费用为900万元，火电厂使用年限按n=20年，电力行业预期投资回报率i=0.1，则方案2的年费用为

AC2=Im[i（1+i）^n/（（1+i）^n-1）]+Cm~

=3000[0.1（1+0.1）^20/（（1+0.1）^20-1）]+900

=1230万元

5主接线最终方案的确定

通常，经过经济比较计算，求得年费用AC最小方案者，即为经济上最优方案；然而，主接线最终方案的确定还必须从可靠性、灵活性等多方面综合评估，包括火电厂、变电站对主接线可靠性若干指标的定量计算，最后确定最终方案。

通过定性分析和可靠性及经济计算，在技术上（可靠性、灵活性）方案1明显占优势，但是在经济上则不如方案2。

但是二者之间的费用差值很小，且鉴于发电厂首先得以可靠性和灵活性为主，所以经济综合分析，决定选图2—1所示的方案1为设计的最终方案。

6结论

鉴于发电厂首先得以可靠性和灵活性为主，所以经济综合分析，决定选6.3kV电压级为双母线分段接线形式，110kV侧双母线分带旁路接线形式，从而实现了地方性火电厂的各项指标的相互均衡。

7参考文献

[1]熊信银.发电厂电气部分－4版.北京：

中国电力出版社，2009

[2]范锡普.发电厂电气部分.2版.北京：

水利电力出版社，1995

[3]胡志光.火电厂电气设备及运行.北京：

中国电力出版社，2001