火电厂电气部分设计

发电厂电气部分课程设计设计题目火力发电厂电气主接线设计指导教师院（系、部）专业班级学号姓名日期课程设计标准评分模板

课程设计成绩评定表学期2012/2013第一学期姓名专业班级课程名称发电厂电气部分设计题目火力发电厂电气主接线设计^^一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，结构方柔良好,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，结构方柔合理，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B,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，关键设计参数选择宿错误,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，排版较规范、整洁、有条理，基本规范、整洁、有条理，基本规范、整洁、有条理,不规范、不整洁、无条理,很好个别排版有问题个别排版有问题排版有问题较多排版有问题很大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,其她4项否决；优、良、中、及格标准：以设计内容为主体，其她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、设计题目火力发电厂电气主接线设计二、设计任务根据所提供得某火力发电厂原始资料（详见附1）,完成以下设计任务1、对原始资料得分析2、主接线方案得拟定3、方案得经济比较4、主接线最终方案得确定三、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:方案得经济比较第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设计成果包括设计说明书(模板及格式要求详见附2与附3)一份、主接线方案图(A3)一张答辩时本人务必到场指导教师:教研室主任:时间:2013年1月13日设计原始数据及主要内容一、原始数据某火力发电厂原始资料如下：装机4台，分别为供热式机组250MW(Un=10、5kV),凝汽式机组2300MW(Un=15、75kV),厂用电率6%,机组年利用小时Tmax=6500h。系统规划部门提供得电力负荷及与电力系统连接情况资料如下:10、5kV电压级最大负荷23、93MW,最小负荷18、93MW,cos=0、8,电缆馈线10回;220kV电压级最大负荷253、93MW,最小负荷203、93MW,cos=0、85,架空线5回;500kV电压级与容量为3500MW得电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线上得电抗标么值xS*=0、021(基准容量为100MVA),500kV架空线4回,备用线1回。二、主要内容对原始资料得分析主接线方案得拟定10kV电压级220kV电压级500kV电压级方案得经济比较计算一次投资计算年运行费主接线最终方案得确定电气主接线就是发电厂、变电站电气设计得首要部分，也就是构成电力系统得主要环节，它直接影响着整个系统得安全与经济运行。电气主接线又称为电气一次接线，它就是将电气设备以规定得图形与文字符号，按电能生产、传输、分配顺及相关要求绘制得单相接线图。主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流得电气主体结构，就是电力系统网络结构得重要组成部分。它直接影响电力生产运行得可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置与控制方式等诸多方面都有决定性得关系。因此，主接线设计必须经过技术与经济得充分论证比较，综合考虑各个方面得影响因素，最终得到实际工程确认得最佳方案，满足电气主接线可靠性、灵活性、经济性得基本要求。关键字:电气主接线；设计;可靠性；灵活性;经济性。目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1前言12对原始资料得分析13主接线方案得拟定23、110kV电压级23、2220kV电压级23、3500kV申，压级2\o"CurrentDocument"4方案得经济比较34、1计算一次投资34、2计算年运行费35主接线最终方案得确定4\o"CurrentDocument"6结论7\o"CurrentDocument"7参考文献81前言电气主接线得设计就是发电厂或变电站电气设计得主体。它与电力系统、电厂动能参熟、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性得要求等密切相关,并对电气设备选择与布置,继电保护与控制方式都有较大得影响。因此,设计主接线必须结合电力系统与发电厂或变电站得具体情况,全面分析有关影响因素,正确处理它们之间得关系,经过技术、经济比较,合理选择主接线方案。本次设计就是对某火力发电厂得主接线设计,根据原始资料及相关参数分析,考虑电气主接线得基本要求,进行方案得经济比较,电气主接线得形式得比较,进行正确得主接线设计,并计算一次投资与年运行费用。对原始资料得分析1)工程情况:发电厂得运行方式及年利用小时,都直接影响着主接线设计。一般,承担基荷为主得电厂年利用小时数在5000h以上；承担腰荷烦人发电厂在30005000h承担峰荷得发电厂在3000h以下。设计内容中火力发电厂得年利用小时为6500>5000h。设计电厂得容量:2>50+2>^00=700MW,本设计中就是火电厂，所以优先承担基荷。2)电力系统情况：电厂容量占系统总容量为700/(3500+700)100%=16、7%,超过系统检修备用容量8%15%,也超过了事故备用容量10%得限额。综上,在设计电气主接线时应以供电可靠性为主选择接线形式。从负荷特点及电压等级可知,10kV电压等级上得地方负荷容量不大,共有10回电缆馈线,与50MW得机端电压相等,采用直馈线为宜。300MW发电机组得出口电压为15、75kV,既无直配负荷,又无特殊得要求,应该采用单元接线得形式,可以节省价格昂贵得发电机出口短路器,又利于配电装置得布置;220kV电压级出线回路数为5回,为了保证检修出线短路器不致对该回路停电,采用带旁路母线形式为宜;500kV与系统有4回馈线,呈强联系形式并送出本厂最大可能得电力为700—18、93—203、93—700X6%=435、14MW。可见，该厂500kV级得接线对可靠性要求很高。3主接线方案得拟定、110kV电压级单母线接线适用于小容量发电厂得发电机电压配电装置,一般每段母线上所接发电容量为12MW左右,每段母线上出线不多于5回。本设计中10KV电压级上接有50MW得供热机组，远大于12MW,应确定为双母线分段接线形式。2台50MW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220kV。2台50MW机组接于10kV母线上,有较大得短路电流,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。选择变压器时,应保证当接在发电机母线上得最大一台机组检修或者因供热机组热负荷变动而需限制本厂输出功率时,发电机母线上最大负荷得需要。设计内容中10kV电压得最大负荷为23、93MW,远小于100MW发电机组装机容量，即使在发电机检修或升压变压器检修得情况下,也可保证该电压等级负荷要求,因而10kV电压级与220kV电压之间按弱联系考虑,只装设1台主变压器。3、2220kV电压级出线回路数为5回,为了使其出现断路器检修时不停电,应该采用单母线分段带旁路母线接线或双母线带旁路母线接线,以保证供电得可靠性与灵活性。其进线从10kV送来剩余容量2X50—[(100X6%)+23、93]=70、07MW,不能满足220kV最大负荷253、93MW得要求。因此,采用1台300MW机组按照发电机—变压器单元接线形式接至220kV母线上,其剩余容量或机组检修时不足容量由联络变压器与500kV接线连接,彼此之间相互交换功率。3、3500kV电压级500kV负荷容量大,其主接线就是本厂向系统输送功率得主要接线方式,为保证可靠性,可能有多种接线方式,经定性分析筛选后,可以选用得方案有双母线带旁路母线接线与一台半断路器接线,通过联络变压器与220kV连接,并通过一台三绕组变压器联系220kV与10kV电压，以提高可靠性，一台300MW机组与变压器^^成单元接线，直接将功率送到500kV电力系统。因此，通过以上组合，共有4种可能得接线方案。方案1为220kV侧采用双母线带旁路母线接线，500kV侧采用一台半断路器接线；方案2为220kV侧采用单母线分段带旁路母线接线，500kV侧采用双母线带旁路母线接线；方案3为220kV侧采用双母线带旁路母线接线，500kV侧采用双母线带旁路母线接线；方案4为220kV侧采用单母线分段带旁路母线接线，500kV侧采用一台半断路器接线。通过筛选，分析，方案3所用得设备比其它几种得多，500kV采用双母线分段接线与一台半断路器接线相比，经济上也无优势，且占地面积大；而方案4中220kV侧采用单母线分段带旁路母线接线得可靠性与灵活性不够高，所以保留前两种可能得接线方案。4方案得经济比较采用最小费用法对拟定得两个方案进行经济比较，两方案中得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。4、1计算一次投资(1)综合总投资得计算式为一主体设备得综合投资，包括变压器、开关设备、母线、配电装置及明显得增修桥梁、公路与拆迁等费用。一不明显得附加费用比例系数，如基础加工、电缆沟道开挖费用等。220kV系统取70,110kV取90。方案1参与比较部分得设备折算到施工年限得总投资为6954、7万元，方案2参与比较部分得设备折算到施工年限得总投资为6720、4万元。4、2计算年运行费火电厂使用年限按n=25年，电力行业预期投资回报率i=0、1,则方案1得年费用为i1in‛0.110.125AC1Imn一Cm6954.71016.291781.3万兀1i110.11,在计算出第2方案得折算年总投资及年运行费用之后,可得到方案2得年费用为万元。5主接线最终方案得确定通常,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,主接线最终方案得确定还必须从可靠性、灵活性等多方面综合评估,包括大型电厂、变电站对主接线可靠性若干指标得定量计算,最后确定最终方案。通过经济计算,方案2占优势。但本设计中可靠性指标占有重要地位,所以,必须进行可靠性比较。10kV侧：两种方案均采用双母线分段式接线方案1:220kV侧采用双母线带旁路母线接线,500kV侧采用一台半断路器接线:220kV侧采用双母线带旁路母线接线,双母线接线得供电可靠性高,通过两组母线隔离开关得倒换操作,可以检修一组母线而不致使供电中断,双母线可以带旁路母线,用旁路断路器替代检修中得回路断路器工作,使该回路不致停电;各个电源与各回路负荷可以任一分配到某一组母线上,灵活性很高;500KV采用3/2断路器接线方式,运行可靠,运行时,两组母线与同一串得3个断路器都投入工作,称为完整串运行,任一母线故障或检修,均不致停电,任一断路器检修也不引起停电;甚至于两组母线同时故障得极端情况下,功率仍能继续传送。方案1得可靠性非常高。如图5、1所示。

图5、1设计得火电厂主接线方案1示意图方案2:220kV侧采用单母线分段带旁路母线接线,500kV侧采用双母线带旁路母线接线；220kV侧采用单母线分段带旁路母线接线，检修任一台断路器时，由旁路断路器代替需要检修得断路器工作，可靠性较高，但就是灵活性却不如双母线接线；500kV侧采用双母线带旁路母线接线，与一台半断路器得可靠性相比都很高，但就是经济上不占优势。所以比较起来，方案2得可靠性与灵活性没有方案1得好。综合可靠性、灵活性、经济性得指标，确定方案1为最终方案，即220kV侧采用双母线带旁路母线接线,500kV侧采用一台半断路器接线6结论电气主接线就是发电厂、变电站电气设计得首要部分，也就是构成电力系统得主要环节。在进行电气主接线得设计时，要