火力发电厂电气主接线课程设计

目录摘要................................................................................................................................2第一章设计任务书......................................................................................................31.1设计任务..........................................................................................................31.2原始资料..........................................................................................................3第二章电气主接线图..................................................................................................42.1对原始资料的分析..........................................................................................42.2方案拟定的依据..............................................................................................42.2.1电气主接线设计的基本要求................................................................42.2.2电气主接线的设计程序........................................................................52.3主接线方案的拟定..........................................................................................52.4主接线图..........................................................................................................7第三章短路点的计算..................................................................................................83.1短路计算的一般规则......................................................................................83.2短路电流的计算..............................................................................................8第四章电气设备选择................................................................................................114.1电气设备选择的规则....................................................................................114.2电气选择的技术条件....................................................................................114.2.1按正常工作条件选择电气设备..........................................................114.2.2按短路状态校验..................................................................................134.3电气设备的选择............................................................................................154.3.1变压器选择..........................................................................................154.3.2断路器的选择......................................................................................184.3.3隔离开关的选择..................................................................................214.3.4电流互感器的选择..............................................................................22第5章设计体会及今后改进意见............................................................................25参考文献......................................................................................................................262摘要火力发电厂是电气系统的重要组成部分，也直接影响着整个系统的安全与经济运行。电气主接线是发电厂、变电站电气设计的主要部分，它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量、连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务，它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择和电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。本次设计为装机4台，分别为供热式机组2*50MW，凝气式机组2*300MW火电厂电气一次部分设计，通过对该火力发电厂的电力系统及负荷情况考虑，并对原始资料的分析拟定电气主接线方案，然后再进行短路电流的计算和主要电气设备的选择，从而完成了火力发电厂电气主接线的设计。设计过程中，综合考虑了可靠性、灵活性、经济性和可发展性等多方面内容，在确保可靠性地前提下力争经济性。设计说明书中所采用的术语、符号也都完全遵循了现行电力工业标准中所规定的术语和符号。关键词：电气主接线、断路器、电流互感器、电压互感器、短路3第一章设计任务书1.1设计任务完成火力发电厂电气主接线的设计及其电气主设备的选择；包括变压器、断路器、电流互感器。1.2原始资料火力发电厂的原始资料：装机4台，分别为供热式机组2*50MW(10.5NUkV)，凝气式机组2*300MW(15.75NUkV)，厂用电率6%,机组年利用小时max6500Th。电力负荷及与电力系统连接情况资料如下：1、10.5kV电压级最大负荷20MW，最小负荷15MW，cos0.8，电缆馈线6回；2、220kV电压级最大负荷250MW，最小负荷200MW，cos0.85，max4500Th，架空线6回;系统归算到本电厂220kV母线上的电抗标幺值sx0.024（基准容量为100MV·A）3、110kV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，架空线6回,系统归算到本电厂1100kV母线上的电抗标幺值sx0.02(基准容量为100MV·A)电气主接线形式：220kV采用双母带旁路母线接线，110kV采用双母带旁路母线接线。电气设备的选择：公共部分：变压器分组部分：110kV旁路断路器，隔离开关，电流互感器4第二章电气主接线图2.1对原始资料的分析设计电厂为大、中型火电厂，其容量为2*50+2*300=700MW，占电力系统总容量700/(3500+700)*100%=16.7%，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，且年利用小时数为6500h，远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数(如2006年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5221h)。该厂为火电厂，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，10.5kV电压上的地方负荷容量不大，共有6回电缆馈线，与50MW发电机的机端电压相等，采用直馈线为宜，300MW发电机的机端电压为15.75kV，拟采用单元接线形式，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电压级回路出现回路数为6回，为保证检修出现断路器不致对该回路停电，拟采取双母线带旁路母线接线形式为宜；110kV与系统有6回馈线，呈强练习形式并送出本厂最大可能的电力为700-15-200-700*6%=443MW，可见，该厂110kV级的接线对可靠性要求应当很高。2.2方案拟定的依据电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。2.2.1电气主接线设计的基本要求1、可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接最基本的要求。电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电站来说是可靠的，而对另外一些发电厂和变电站则不一定能满足可靠性要求。所以，5在分析电气主接线可靠性时，要考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类型、设备制造水平及运行经验等诸多因素。①发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用。②负荷的性质和类型。③设备的制造水平。④长期运行实践经验。2、灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：操作的方便性、调度的方便性、扩建的方便性。3、经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。经济性主要从一下几方面考虑：节约一次投资、占地面积少、电能消耗少。2.2.2电气主接线的设计程序电气主接线设计在各阶段中随着要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计原则、方法和步骤基本相同。其设计步骤及内容如下。1、对原始资料分析工程情况，包括发电机类型（凝气式火电厂、热电厂、或者堤坝式、引水式、混合式水电厂等），设计规定容量（近期、远景），单机容量及台数，最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。2、电力系统情况，包括电气系统近期及远景发展规划（5~10年），发电厂或变电站在电力系统的地位及作用等。3、负荷情况，包括负荷的性质和地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。4、包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质海拔高度及地震等因素。2.3主接线方案的拟定根据对原始资料的分析，先将各电压级可能采用的较佳方案列出，进而以优化组合方式组成最佳可比方案。61、10kV电压级鉴于出现回路多，且发电机单机容量为50MW，远大于有关设计规程对选用单母线分段接线每段上不宜超过12MW的规定，应确定为双母线接线