p凝汽式火电厂电气一次部分设计Word下载.docx

1、（4）机组年利用小时数小时/年；（5）厂用电率6 %；2、负荷与系统情况： （1）发电机电压负荷：最大20MW，最小15MW，5200小时； （2）110kV负荷：最大40MW，最小30MW，5，4570小时； （3）其余功率送入220kV系统，系统容量3500MW，归算到发电厂220 kV母线上=0.021（100MVA）； （4）供电回路数： 1）发电机电压：电缆出线6回，每回输送容量按3500KW设计，长度L=5001000m; 2）110kV：架空线出线6回，每回输送容量按6700KW设计； 3）220kV：架空线一回。 （5）发电机出口处主保护动作时间0.1s，后备保护动作时间2s2

2、、设计任务 2.1发电厂电气主接线设计； 2.2厂用电设计； 2.3短路电流的计算； 2.4主要电气设备的选择。 1）分析原始资料（每个原始资料最多两人使用） （2）设计主接线 （3）设计厂用电（所用电）接线（4）主变压器（或发电机）的选择3、设计成果 3.1设计说明书、计算书一份； 3.2图纸一张。1）主接线图一张、含主变、厂（所）用电 （2）设计说明书一份前 言电力行业是国民经济发展的基础和关键，国家“十一五”计划着重发展火电、水电、核电，高质量的电力资源和可靠的供电水平是衡量电力行业发展的指标。此次是电力系统基础课程后的一次综合性训练，通过课程设计的实践来巩固“发电厂电气部分”、“电力系

3、统分析”等课程的理论知识。同时，熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。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。本设计是针对凝汽式火电厂的要求来进行配置的，它主要包括了三大部分，分别为电气主接线的设计、厂用电接线的设计、主变压器的选择。由于本人水平有限，掌握资料不全，难免会在设计中出现各种错误与不足，希望各位提出，以修改更正。 摘要摘要:本次凝汽式火电厂电气设计是在老师的指导下，以自己平时所学的理论知识为基础，结合相关专业用书按照工程设计程序综合考虑而设计的。由主接线部分和和厂用电接线部分组成。首先，分析原始

4、资料，拟定几种主接线接线方案，进行比较，综合考虑可靠性、灵活性和经济性，选择最优方案，确定厂用电的接线形式和电压等级。接着，根据发电机容量、负荷容量和厂用电率分别确定主变压器的型号，容量，台数，列出技术参数表。综合各个步骤绘制出电气主接线图。关键字：发电机、变压器、主接线型式、电流互感器。一、电气主接线1.1原始资料分析：（1）凝汽式发电厂的规模1装机容量：装机4台，每台容量为50MW，kv2机组年利用小时数：Tmax=6500h/a气象条件：发电厂所在地最高温度42C，年平均温度25度，气象条件一般3厂用电率： 6%2负荷及电力系统连接情况1220KV电压等级：架空线1回，最大输送20MW，

5、最小输送15MW，Tmax=5200h/a，cos=0.8。2110KV电压等级：架空线6回，最大输送40MW，最小输送30MW，Tmax=4570h/a，cos=0.85。 Xiao3、系统容量3500MW设计电厂为中型凝汽式火电厂，其容量为450=200MW，最大单机容量为50MW，即有中型容量规模，中型机组的特点，年利用小时数为6000h/a5000h/a，又为火电厂，在系统中将主要承担基荷，故该厂主接线务必考虑其可靠性及经济性。它占电力系统总容量200/（3500+200）100%=5.4%4回且为I级负荷，Tmax=4500h/a，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

6、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6回4回且为I级负荷，Tmax=5000h/a，应采用双母带旁路或一台半。拟订两方案如表1-1，具体接线方式见附录。表1-2 拟定的两种方案电压等级方案方案110KV双母分段双母带旁路220KV一台半关于所选几种主接线型式各自的优点与缺点如下所述：双母分段：具有比双母接线更高的可靠性，占地面积较少，但操作较复杂，并增加了断路器的数量，误操作的可能性要相对较大，配电装置投资较大。双母带旁路：和双母分段相比较，该接法主要优点在与能使每个回路不断电的情况下检修断路器，但是其占地面积较大。一台半断路器接线：通常用于330KV500KV配电

7、装置中，具有很高的可靠性，任意母线或断路器检修都不至于断电，运行简单，操作方便，但是投资大。DL50002000火力发电厂设计技术规程中如下规定：当采用双母分段接线方式不能满足电力系统稳定性和地区供电可靠性的要求，且技术经济合理时，容量为300MW以上机组发电厂的200KV配电装置可以采用一个半接线方式。综上考虑该电厂为地区电厂，且负荷为基荷，所以主接方式采用方案。1.3厂用电接线方式的选择1.3.1 厂用电接线总的要求：发电厂的厂用电系统和设备选择，直接关系到电厂的安全运行和设备的可靠，对他的主要要求有： 保证厂用电源的可靠性，各机组的厂用系统应该相对独立，防止一台机组厂用点母线故障，影响其

8、他机组的正常运行。 应对厂用电源保证足够的容量裕度。 要考虑全厂的扩建和发展规划，对全厂公用系统的容量应满足扩建的要求，留有适量的裕度。 调度灵活可靠，检修调试安全方便。 设备选用合理、技术先进、注意节约资源。1.3.2 厂用电接线方式选择根据DL50002000火力发电厂设计技术规程规定：“容量为125MW及以下的机组，其厂用分支应装设断路器，220300MW机组的高压厂用工作电源应采用一台分裂绕组的变压器供电。”由于国内300MW及以下电厂，高压电厂用母线多为6KV，所以本设计高压厂用母线采用6KV等级。1.3.2 厂用系统中性点接地 6KV中性点有四种接地方式，分别是：中性点不接地、中性

9、点经高阻接地、中电阻接地、中性点经消弧线圈接地。 目前大容量机组发电厂，6KV厂用网络较大，电容电流较大，经计算都在810A甚至更大，故6KV中性点步步接地或经消弧线圈接地方式较少，多采用高阻接地或中阻接地的方式。在没有中性点可供接地的高压厂用系统，通常采用专用接地变压器，此时采用间接接入电阻的办法为佳。 设计采用的为一般的中阻接地方式。1.4 变压器的选择与计算1.4.1 变压器容量的确定原则接有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定的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：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，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发

10、电机电压母线的剩余有功和无功容量送入系统。接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时，主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要。若发电机电压母线上接有两台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其它主变压器在允许正常过负荷范围内，应能输送母线剩余功率的70%以上。主变压器型式的选择原则相数的确定在330KV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。若受到限制时，则宜选用两台小容量的三相变压器取代一台大容量三相变压器，或者选用单相变压器。组数的确定一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到

11、该变压器额定容量的15%以上。对于最大机组为200MW以上的发电厂，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变压器。绕组接线组别的确定变压器三相绕组的接线组别必须和系统的相位一致，否则，不能并列运行。我国110KV及以上电压，变压器三相绕组都采用“YN”连接，35KV采用“Y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV以下高压电压，变压器三相绕组都采用“D”连接。 变压器型号的表示方法： - / 特殊环境代号 电压等级（KV） 额定容量代号（KVA） 设计序号 产品代号变压器产品代号含义：S 三相 F风冷却装置 P强迫油循环 S三绕组根据以上绕组连接方式的原则，主变

12、压器接线组别一般都采用YN，d11常规接线。为使变压器型号易选，常将两台容量相同的发电机接在同一侧，故将2台100MW的发电机接在110KV侧，2台200MW的发电机接在220KV侧，容量可通过联络变压器传送。变压器容量的确定： S=（PGP厂）（1+10%）/cos ST1，2=（1001008%）1.1/0.85=119.06MW ST3，4=（2002001.1/0.85=238.12MW故与100MW发电机相连的变压器的容量为120MW与200MW发电机相连的变压器的容量为240MW与110KV侧相连的变压器选择为SFP7120000/110；与220KV侧相连的变压器选择为SFP72

13、40000/220。其参数见表1.3表1-3 变压器型号与参数变压器型号额定容量（MVA）额 定电 压阻抗电压（%）联结组高压（KV）低压T-1,2SFP7-120000/11012012110.5YN,d11T-3,4SFP7-240000/220240220（242） 22.5%15.7514T-5SFPS-150000/220150242121/10.5U13=23.5U12=14.5U23=8YN,yn0,d11T-6,7SF7-16000/10166.3Yy，n0T-8,9SFF7-31.5/15.7531.515.759.5Yn,yn0,d111.4.2 连接两种母线的联络变压器容

14、量的确定 联络变压器容量的确定的原则：联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功功率和无功功率的交换。联络变压器容量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，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。联络变压器为了布置和引线方便，通常只选一台，在中性点接地方式允许条件下，以选自耦变压器为宜（该设计采用三绕组变压器）。其第三绕组，及低压绕组兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置。 由设计任务书可知220KV等级最大负荷为320MW，最小负荷为280MW，110KV等级最大负荷

15、为220MW，最小为180MW，所以应该将两台200MW的发电机接入220KV母线，而将两台110MW发电机接入110KV母线，所以联络变压器的潮流方向为高压向低压和低压，传输的最大容量为（400-280-400*8%），所以联络变压器的容量应该是ST =（400-280-400*8%）*1.1/0.85=114MW。220KV与10000MW系统相联，所以当一台200MW的发电机出现故障时，由系统想220KV等级负荷提供功率，当一台100MW的发电机出现故障时，110KV剩余负荷由220KV母线提供，所以联络变压器的容量可以不大于200MW。 ST=（220-100）*1.1=132MW所以

16、联络变压器的容量取 150MW，即可用SFPS-150000/220型变压器。1.4.3厂用变压器的选择：厂用电分别从两台发电机取得电源，所以，需要两台；在联络变压器的选型当中，低压侧电压是10.5KV，所以也需要两台变压器。本设计采用厂用电母线分段形接线，以提高可靠性，也使调配灵活。所以，发电机电压级的变压器采用分裂绕组，两低压侧分别接到两段母线上，达到相互备用的效果，而联络变压器的备用也分别接到两公用母线上。200MW机组的发电厂厂用电一般采用6KV，所以发电机电压级的变压器要用15.75/6.3/6.3，而联络变压器低压侧用10.5/6.3，发电机旁的厂用变压器容量是： ST7，8=PG

17、8%=2008%=16MW 选用接近此容量的标准容量为16MW100MW侧ST9，10= PG8%=1008%=8MW联络变压器低压侧的厂用备用变压器容量应该满足厂用电,所以其容量取16MW。根据以上分析，发电级电压级厂用电变压器选为，联络变压器低压侧选为。其具体参数见 表1-3 结束语:通过本次设计，加深了对发电厂电气部分的理解，相对来现说学到了很多，也使自己认识到不足。对于主接线的选择、主变压器的选择是由于对设备的参数及相关型号不了解，所以走了弯路，刚开始选择的是100MW的机组以扩大单元接线的方式接入220KV系统，但是在200MW接入110KV系统时在设计手册上发现110KV电压等级的

18、变压器容量不够，浪费了不少时间。通过设计使自己认识到相关设备和接线方式的选择应该参照设备所能具备的各种参数，从而利用最简便的方式达到设计、项目的要求。通过这次设计，在获得知识之余，还加强了个人的单独工作能力，增张了工作阅历，得到了不少的收获和心得。在思想方面上更加成熟，个人能力有进一步发展，对以后的生活和工作有着不可预计的帮助由于本人知识浅薄，对电气行业的了解肤浅，所以设计中难免会出现错误，还望见谅。设计中遇到很多难点，在这感谢老师和同学的指导，再这一并表示感谢。附录：1熊信银.发电厂电气部分.（第三版）.北京：中国电力出版社2牟道槐.发电厂电气部分.（第三版）. 重庆：重庆大学出版社3何仰赞,温增银.电力系统分析.武汉：华中科技大学出版社4中国电器工业协会.输配电设备手册.上、下册. 北京：机械工业出版社5水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册.北京:6冯炳阳.输电设备手册.M.北京：7周文俊.电器设备实用手册. 北京：中国水利水电出版社8卓乐友.电力工程电气设计200例.北京:9DL5000-2000火力发电厂设计技术规程