一篇发电厂电气部分课程方案设计书.docx

一篇发电厂电气部分课程方案设计书.docx

《一篇发电厂电气部分课程方案设计书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一篇发电厂电气部分课程方案设计书.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

一篇发电厂电气部分课程方案设计书

2.1原始资料

（1）某电厂装机3*50mw，

，

。

设备年利用小时数

，电站以2回

电压等级输电线路送入

外的系统（无近区负荷）,厂用电率：

8%，发电机主保护动作时间0.1秒。

（2）对原始资料分析

（1）工程状况

通过对原始资料的分析可知，单机容量在

以下，设备年利用小时数在

范围之内，该电厂为小型重要水电站，主要承担腰荷。

因此，其主接线以供电可靠性高、供电调度灵活为主选择接线方式。

（2）电力系统情况

该电厂为重要水电站，在

年内不扩建。

我国一般对

及以下电压电力系统采用中性点非直接接地系统，有称小电流接地系统。

原始资料中发电机出口电压为

，故发电机采用非直接接地方式，目前，广泛应用的是经消弧线圈接地方式或经中性点接地变压器接地。

（3）负荷情况

发电机出口侧电压等级为

，经升压变压器变为

，主要承担距水电站

外的系统，其中无近区负荷，并以2回输电线路送入系统。

2.2主接线的设计原则

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。

主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。

因此，必须处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定电压等级和出线回路数。

在选择电气主接线时，应以下方面作为设计依据:

1、发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用

（1）电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。

大型主力火电厂靠近煤矿或沿海、沿江，并接入330-500kv超高系统；地区电厂靠近城镇，一般接入110-220kv系统，也有的接入330kv系统；企业自备电厂则以对本企业供电供热为主，并与地区110-220kv系统相连。

中小型电厂常有发电机电压馈线向附近供电。

（2）电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。

系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率变换和中压供电，电压为330-500kv；地区重要变电所，电压为220-330kv；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为110kv，但也有220kv。

2、发电厂、变电所的分期和最终建设规模

（1）发电厂的机组容量，应根据电力系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因素进行选择，最大机组的容量以占系统总的容量的8-10%为宜。

一个厂房内的机组，其台数以不超过6台、容量等级以不超过两种为宜。

（2）变电所根据5-10年电力系统发展规划进行设计。

3、负荷大小和重要性

（1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去作用后，能保证一级负荷不间断供电。

（2）对于二级负荷一般要有两个独立的电源供电，且当任何一个电源失去作用后，能保证二级负荷不间断供电。

（3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。

4、系统备用容量的大小

（1）系统中需要有一定的发电机备用容量。

（2）装有2台（组）及以上的主变压器的变电所，其中一台（组）事故断开，其余主变压器的容量应能保证该所70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。

5、系统对电气主接线提供的具体资料

（1）出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送的容量和导线截面积等。

（2）主变压器的台数、容量型号等。

（3）调相机、静止补偿器、并联电抗器、串联电容器补偿装置的型式、数量、容量和运行方式的要求。

（4）系统的短路容量或归算的电抗值。

（5）变压器中性点的接地方式。

（6）系统内过电压的数值及限制过电压的措施。

（7）为保证大系统的稳定性，提出对大机组超高压电气主接线可靠性的特殊要求。

（8）初期及最终发电厂、变电所与系统的连接方式及推荐的初期和最终主接线方案。

2.3主接线的设计要求

主接线应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。

1、可靠性

（1）发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用（容量、电压等级）。

（2）发电厂或变电所接入系统的方式（电压等级、地理位置、接入方式等）。

（3）发电厂或变电所的运行方式及负荷性质。

（4）设备的水平。

电器设备制造的水平决定的设备质量和可靠程度直接影响主接线的可靠性。

（5）长期实践运行。

主接线可靠性与运行管理和运行值班人员的素质等因素有M奇软席，衡量可靠性的客观标准是实践运行。

2、灵活性

（1）调度要求：

可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。

（2）检修要求：

可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不影响对用户的供电。

（3）扩建要求：

应留有发展余地，便于扩建。

3、经济性

（1）节省一次投资。

（2）占地面积小。

（3）电能损失小。

2.410kv侧主接线设计

本资料中说明，发电机为

说明为3台发电机，且单机容量为30MW，说明以三回10.5KV进入系统，根据相应的资料分析，可采用单母线接线、单母线分段接线、双母线接线三种接线方式。

方案一：

单母线分段接线

优点：

1、用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。

2、当一段母线故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电，故障时停电范围小；使水电厂供电的可靠性提高。

3、扩建时需向两个方面均衡扩建。

缺点：

1、当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电。

2、当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。

适用范围：

适用于6～10KV配电装置出线16回及以下；35～60KV配电装置出线4～8回；110～220KV配电装置少于4回时。

方案二：

单母线接线

优点：

接线简单清晰、设备少、投资省、运行操作方便、且便于扩建。

缺点：

可靠性及灵活性比较差。

适用范围：

只有一台主变压器，10KV出线不超过5回；35KV出线不超过3回；110KV出线不超过2回。

方案三：

双母线接线

优点：

供电的可靠性高，调度灵活，扩建方便，便于检修和实验。

缺点：

使用设备器件多，特别是隔离开关，接线也较复杂，配电装置复杂，投资较多，经济性较差，且操作复杂，运行人员在操作中容易发生误操作。

适用范围：

出线带电抗器的6～10KV出线；35～60KV配电装置出线超过8回或连接电源较多，负荷较大时；110KV～220KV出线超过5回时。

综上所述，10kv侧主接线形式可采用单母线分段的接线方式。

2.5110kv侧主接线设计

110KV侧有两回出线，因而可供选择的有：

单母线接线；单母线分段接线；双母线接线和内桥接线。

在采用单母线接线、单母线分段接线或双母线接线的35～110KV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。

方案1：

采用单母线接线

优点：

接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。

缺点：

不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。

单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。

适用范围：

一般适用于一台发电机或一台变压器的110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回。

方案2：

采用单母线分段接线

优点：

1、用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，由两个电源供电。

2、当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。

缺点：

1、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。

2、当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。

3、扩建时需向两个方向均衡扩建。

适用范围：

110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。

方案3：

采用双母线接线

双母线接线有两组母线，并且可以互为备用。

优点：

1、供电可靠性高：

通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电。

2、调度灵活：

各个电源和各回路的负荷可以任意分配，能灵活地适应电力系统中各种运行方式的调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。

3、扩建方便：

向母线左右任何方向扩建，不会影响母线的电源和负荷自由组合分配，施工也不会影响原有回路的供电。

缺点：

1、倒闸操作复杂，容易误操作。

2、占地面积大，设备多，投资特别大

适用范围：

适用于6～10KV配电装置；35～60KV配电装置出线超过8回，或者连接电源较大、负荷较大时；110～220KV出线数为5回及以上时。

方案4：

内桥接线

连接桥断路器接在线路断路器的内侧。

优点：

1、高压断路器数量少，四回路只需三台断路器。

2、线路的投入和切除比较方便。

具有较高的经济性。

缺点：

1、变压器的投入和切除操作较复杂，需动作两台断路器，切换主变时一回线路需要暂时停运。

2、出线断路器检修或者维护时，线路需要长时间停运。

3、连接桥断路器检修时，两个回路需要解列运行。

适用范围：

容量较小的变电所，并且变压器容量不经常切换或线路较长，故障率较低的情况。

1

2

3

4

经过以上分析，110kv侧主接线决定采用单母线分段接线形式。

如下图所示：

变压器选择

在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。

本章是对变电站主变压器的选择。

3.1变压器台数、容量的选择

1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。

对于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。

对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。

3、同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。

我国110KV及以上电压，变压器绕组多采用Y连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。

35KV以下电压，变压器绕组多采用△连接。

选择主变压器，需考虑如下原则：

1、当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。

2、当发电厂与系统连接的电压为500KV时，经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台50%容量三相变压器或单相变压器组。

对于单机容量为300MW、并直接升到500KV的，宜选用三相变压器。

3、对于500KV变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。

尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。

为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。

在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。

本设计在选择变压器起的时候应该遵循具有发电机电压母线接线的主变压器选择原则，连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量，应考虑以下因素：

（1）当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除常用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。

（2）当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或者因供热机组负荷变动而需限制本厂出力时，只变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需求。

（3）若发电机点发母线上接有2台及以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其他主变压器应能输送母线剩余功率的70%以上。

（4）主变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线撒谎能够最大负荷的要求。

根据给定的资料，

，

，

因此由于以上条件，可得变压器的型号是SI10-90000/110，其技术参数如下：

型号

联结组别

电压组合高压

低压

空载损耗（KW）

负载损耗（KW）

空载电流（%）

短路阻抗（%）

SI10-90000/110

YN,d11

10.5

57.5

289

0.3

10.5

结束语

经过两周的时间，我顺利的完成了这次课程设计。

从总体上来说，我对自己的成果还是比较满意的，也基本上达到了老师的要求。

这段时间我翻阅了许多的书籍，从对发电站的生疏，到了解，再到深入研究，第一次完成了一件实际应用的设计。

不过由于本人经历、阅历、实际操作能力有限。

难免存在一些不近人意的地方，请老师指点批正。

通过本次设计，不仅丰富了我的专业知识，还让我深深体会到了认识事物的过程。

从拿到题目，再查阅资料，对题目进行设计、论证、修改到设计的完成。

体现了理论联系实际的重要性。

我对课本有了更深一步的了解，更使自己的知识阅历更上一层楼，更重要的是这次设计让我学会了让自己独立完成一件事情，为将来做好基础。

从这次课程设计更为以后的毕业设计甚至工作打下了良好的基础，虽然已经完成本次设计，但是学到的知识，是不会忘记的。

同时，希望老师批评指正。