燕山大学发电厂课设

燕山大学课程设计说明书第1页共26页燕山大学课程设计说明书题目：中型热电厂电气主接线学院（系）：电气学院年级专业：10级电力系统及其自动化学号：别光抄学生姓名：自己也动脑思考一下指导教师：崔明勇王云静教师职称：副教授副教授燕山大学课程设计说明书第2页共26页目录一、电气主接线的设计.....................................................................................................................21、对原始资料分析....................................................................................................................22、主接线方案的拟定................................................................................................................2二、变压器的选择............................................................................................................................41、主变压器的选择....................................................................................................................42、联络变压器的选择................................................................................................................5三、短路电流计算............................................................................................................................61、短路电流计算的目的及假设................................................................................................62、短路电流计算的步骤............................................................................................................63、系统等值网络短路计算点选取............................................................................................74、绘制等值网络........................................................................................................................7四、主电气设备的选择与校验......................................................................................................101、概述......................................................................................................................................102、设备的选择...........................................................................................................................11五、年运行费用计算......................................................................................................................18六、厂用电设计..............................................................................................................................19结束语..............................................................................................................................................20参考文献..........................................................................................................................................21附录I电气主接线图附录II厂用电原则接线燕山大学课程设计说明书第3页共26页前言电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一时间完成的，需随时保持功率平衡。要满足国民经济的发展要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展规律，因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而热电厂作为电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，对其进行设计势在必行，合理的热电厂不仅能充分地满足当地的供电要求，还能有效地减少投资和资源浪费。随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电稳定性、可靠性和持续性，然而电网的稳定性、可靠性和持续性往往取决于发电厂的合理设计和配置。一个典型电厂要求发电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本文设计一个中型热电厂电气主接线。同时对热电厂内的主设备进行合理的选型。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、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本文是对配有4台200MW和2台50MW的发电机的中型热电厂初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、联络变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和断路器的选择和校验。燕山大学课程设计说明书第4页共26页一、电气主接线设计1、对原始资料分析（1）装机容量4台200MW发电机2台50MW发电机(2)发电机组参数容量型号额定电压cosXdXd’Xd″50MWQFQ-50-210.5KV0.85163.3%20%12.4%200MWQFSN-300-215.75KV0.85186.6%19.2%14.3%(3)电压等级该热电厂共包含3个电压等级：10.5KV、110KV、220KV(4)厂用电率：8%（5）利用小时数：4500h/a（6）环境因素：海拔小于1000米，环境温度25℃，母线运行温度80℃（7）电力系统与本厂的联系：电力系统的总装机容量为3500MW，该电厂含有地方负荷，经小容量发电机由10.5KV线路输送电能。有大容量发电机经变压器升为高压220KV，与电网相连。系统的等效阻抗为0.015，计算基准容量为100MVA。电厂的110KV电压等级线路由10.5KV和220KV线路，经三绕组变压器相连，提供所需电能。（8）分析：设计电厂为中型热电厂，其容量为4×200MW=800MW和2×50MW=100MW，故总容量为900MW，占电力系统总容量的比重为900/3500=25.7%，超过了电力系统的检修备用容量8%～15%和事故备用容量10%的限额，说明该厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要。该厂为热力发电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。从负荷特点及电压等级可知，200MW发电机的出口电压为15.75KV，拟用单元接线的接线方式，不设发电机出口断路器，有利于节省投资及简化配电装置布置。220KV电压等级出线4回，备用出线2回。可见该厂220KV电压等级的接线对可靠性的要求应当很高。介于该厂110KV和10.5KV电压等级的线路都与220KV密切联系，故采用可靠性较高的线路。2、主接线方案的拟定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。（1）电气主接线的叙述I、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400MW，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。燕山大学课程设计说明书第5页共26页II、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。III、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；IV、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。V、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）根据对原始资料的分析，选出最佳方案。I、10.5KV电压等级。电缆馈线12回，50MW发电机出口端电压为10.5KV，故发电机不经变压器，经断路器直接接入母线，故采用双母线分段接线方式。II、110KV电压等级。由于此线路不含发电机，其负荷完全由三绕组变压器供电，且其最大负荷为250MW，可见其重要性也非同一般，故初步拟定为双母线接线。III、220KV电压等级。220KV侧负荷出线4回，备用出线2回，容量较大，且其主接线也将与系统连接，因此可靠性的要求很高。为了满足其可靠性，拟初步确定双母线带旁路接线。双母带旁路接线燕山大学课程设计说明书第6页共26页双母线接线（3）中性点运行方式I、中性点非直接接地1中性点不接地2中性点经消弧线圈接地3中性点经高阻抗接地II、中性点直接接地直接接地方式的单相短路电流很大，线路或设备须立即切除，增加了断路器负担，降低供电连续性。但由于过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，特别是在高压，超高压电网，经济效益显著。所以适用于110kV及以上电网中。此外，在雷电活动较强的山岳丘陵地区，结构简单的110kV电网，如采用直接接地方式不能满足安全供电要求和对联网影响不大时，可采用中性点经消弧