地区电力网规划设计18

发电厂电气部分课程设计

设计题目地区电网及发电厂电气部分规划设计指导教师

院（系、部）自动化与电子工程学院

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1第一部分设计任务书

设计题目：某地区电网规划及XX发电厂电气部分设计

设计工程项目情况如下

1.电源情况

某市拟建一座XX火电厂，容量为2×50+125MW。Tmax取6500h。该厂部分容量的30%供给本市负荷：10kV负荷16MW；35kV负荷26MW，其余容量都投入地区电网，供给地区负荷。同时，地区电网又与大系统相连。

地区原有水电厂一座，容量为2×60MW。Tmax取4000h；没有本地负荷，全部供出汇入地区电网。

2.负荷情况

地区电网有两个大型变电所：

清泉变电所负荷为50+j30MV A，Tmax取5000h。

石岗变电所负荷为60+j40MV A，Tmax取5800h。

（均有一、二类负荷，约占66%，最小负荷可取60%）

3.气象数据

本地区平均气温15℃，最热月平均最高气温28℃。

4.位置数据

见图9-1（图中1cm代表30km）。数据如下：

①石岗变②水电厂③新建火电厂④清泉变⑤大系统

5.设计内容

⑴根据所提供的数据，选定火电厂的发电机型号、参数，确定火电厂的电气

主接线和升压变压器台数、型号、容量、参数。

⑵制定无功平衡方案，决定各节点补偿容量。

⑶拟定地区电网接线方案。可初定出两个比较合理的方案参加经济比较。

(4)对火电厂内高、中、低三个电压等级母线进行短路电流计算。

图1-1 地区电网地理位置图

⑺选择火电厂电气主接线中的主要设备，并进行校验

6.设计成果

⑴设计计算说明书一份，要求条目清楚，计算正确，文本整洁。

⑵地区电网最大负荷潮流分布图一张，新建火电厂电气主接线图一张。

第二部分设计计算说明书

设计说明书

一、确定火电厂和水电厂的发电机型号、参数。

根据设计任务书，拟建火电厂容量为汽轮发电机50MW 2台、125MW1台；水电厂容量为水轮发电机60MW2台。

确定汽轮发电机型号、参数见表1-1，水轮发电机型号、参数见表1-2。

表1-1 汽轮发电机型号、参数

型号额定容

量

（MW）额定电压

（kV）

额定电

流

（A）

功率因

数

cosФ

次暂态电抗

Xd’’

台数

QF-50-2 50 10.5 3440 0.86 0.124 2 QFS-125-2 125 13.8 6150 0.81 0.18 1 表1-2 水轮发电机型号、参数

型号额定容

量

（MW）额定电

压

（kV）

额定电

流

（A）

功率因

数

cosФ

次暂态电

抗

Xd’’

台数

SF60-96/9000 60 13.8 2950 0.86 0.270 2

三、确定发电厂的电气主接线

1.火电厂电气主接线的确定

⑴50MW汽轮发电机2台，发电机出口电压为10.5kV。10kV机压母线采用双母线分段接线方式，具有较高的可靠性和灵活性。

⑵125MW汽轮发电机1台，发电机出口电压为13.8kV，直接用单元接线方式升压到110kV

⑶10kV机压母线接出2台三绕组升压变压器，其高压侧接入110kV母线；其中压侧为35kV，选用单母线接线方式。

2.水电厂电气主接线简图。

水电厂有60MW水轮发电机2台，发电机出口电压为13.8kV。直接用单元接线方式升压到110kv，110kv侧选用内桥接线方式，经济性好且运行很方便。

四、确定发电厂的主变压器

1.确定火电厂的主变压器

1台125MW发电机采用150MV A双绕组变压器直接升压至110kv；2台50MW 发电机采用2台63MV A三绕组变压器升至35kv和110kv两台变压器可以互为备用。

发电厂主变压器型号、参数见表9-4

表9-4 发电厂主变压器型号、参数

名称型号额定容

量

（KV A

）

额定电压

(KV)

阻抗电压(%) 台数

高压中压低

压

高-

中

高-低中-低

三绕组变压器SFPSL,-

6300/110

63000 121 38.5 10.5 17 10.5 6.5 2

双绕组变压器SSPL-

150000/11

150000 121 13.8

12.68

1

2.确定水电厂主变压器

水电厂水轮发电机为2台60MW,全部以110KV供本地系统。考虑到供电可靠性的要求，采用两台双绕组变压器。

水电厂主变压器型号、参数见表9-5

表9-5 水电厂主变压器型号、参数

名称型号额定容量

(KV A) 额定电压

（KV）

阻抗电压

（%）

台数高压低压

双绕组变压

器

SSPL-90000/110 90000 121 13.8 10.5 2

五、短路电流水平

对优选法案1的火电厂内110KV(K1点)、35KV(K2点)、10KV(K3点)三级电压母线进行了短路电流的计算，计算出系统在最大运行方式下的三相短路电流，为电气设备的选择和校验提供依据。

为了使一般10KV出线断路器能选为轻型断路器，例如SN10-101/630型，需要安装10Kv出线电抗器。当电抗器后K4点短路，其短路电流被大大限制了。

短路电流计算结果汇总见表9-6

表9-6 系统最大运行方式下三相短路电流汇总表

短路点0s短路电流周期分

量I”

4s短路电流I1 短路冲击电流110KV(K1点) 8.9 6.6 23.1

35KV(K2点) 12.8 9.4 33.7

10KV(K3点) 91 51 243

10KV(K4点) 5.14 5.2 13

六.主要电气设备的选择和校验

1.110kv断路器及隔离开关的选择

以110kv双母线的母联断路器及其两侧隔离开关为例，列表检验如表9-7所示。表9-7 110kv断路器及隔离开关的校验

项目计算数据断路器(FAI) 隔离开关

(GW4-110)

合格与否

额定电压UN 110KV UN 110KV UN 110KV √