发电厂电气部分课设

大学

课程设计说明书

学院：机电工程学院

专业：电气工程及其自动化

课程名称：发电厂电气部分

设计题目：火力发电厂电气部分设计

：宋丹

学号：20101965

指导教师：瞿晓东

成绩：

2013.7.5

发电厂电气部分课程设计评分表

目录

1设计任务书 (4)

1.1设计的原始资料 (4)

1.2设计的任务与要求 (4)

2电气主接线 (6)

2.1系统与负荷资料分析 (6)

2.2主接线方案的选择 (6)

2.2.1方案拟定的依据 (6)

2.2.2主接线方案的拟定 (8)

2.3 主变压器的选择与计算 (9)

2.3.1变压器容量、台数和型式的确定原则 (9)

2.3.2变压器的选择与计算 (10)

3短路计算 (11)

3.1短路计算的一般规则 (11)

3.2短路电流的计算 (11)

3.2.1各元件电抗的计算 (11)

3.2.2 等值网络的化简 (12)

4电气设备的选择 (17)

4.1电气设备选择的一般原则 (17)

4.2电气设备的选择条件 (17)

4.2.1按正常工作条件选择电气设备 (17)

4.2.2按短路情况校验 (18)

4.2.3 断路器和隔离开关的选择 (20)

4.2.4 电流互感器的选择 (21)

5结束语 (22)

6参考文献 (23)

1 火力发电厂电气部分设计任务书

1.1设计的原始资料

凝汽式发电厂：

（1）凝汽式发电组3台：3×100MW，出口电压：10.5KV，发电厂次暂态电抗：0.12；额定功率因数：0.8

T=5700小时；厂用电率：8%。发电机主保护动（2）机组年利用小时：

m ax

作时间0.1秒，环境温度36度，年平均气温为22度。

电力负荷：

送入220KV系统容量200MW，剩余容量送入110KV系统。

发电厂出线：

220KV出线3回; 110KV出线4回（10KM），无近区负荷。

电力系统情况:

220KV系统的容量为无穷大，选基准容量100MVA归算到发电厂220KV 母线短路容量为3400MVA，110KV系统容量为500MVA。

1.2设计的任务与要求

（1）发电机和变压器的选择

表1-1 汽轮发电机的规格参数

注：发电及参数如上表，要求选择发电厂的主变，联络110KV和220KV的联络变压器的型号。

(2) 电气主接线选择

注：火力发电厂的发电机-变压器接线方式通常采用单元接线的方式，注意主变容量应与发电机容量相配套。110KV和220KV电压级用自耦变压器联接，相互交换功率，我们的两电压等级母线选用的接线方式为：220KV采用双母三分段接线，110KV采用双母线接线。

(3) 短路电流的计算

在满足工程要求的前提下，为了简化计算，对短路电流进行近似计算法。

结合电气设备选择选择短路电流计算点求出各电源提供的起始次暂态电流''I，冲击电流

I，及计算短路电流热效应所需不同时刻的电流。

sh

(4) 主要电气设备的选择

要求选择：110KV侧出线断路器、隔离开关、电流互感器。

2 电气主接线

2.1 系统与负荷资料分析

发电厂容量的确定与国家经济发展规划、电力负荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系统中的地位和作用。

发电厂运行方式及年利用小时数直接影响着主接线设计。从年利用小时数看，该电厂年利用小时数为5700h/a，远大于我国电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数5000h/年；又为火电厂，所以该发电厂为带基荷的发电厂，在电力系统占比较重要的地位，因此，该厂主接线要求有较高的可靠性；从负荷特点及电压等级可知，该电厂具有110KV和220KV两级电压负荷。110KV电压等级有4回架空线路，最大年利用小时数为5700h/a，说明对其可靠性有一定要求；220KV电压等级有3回架空线路，最大年利用小时数为5700h/a,其可靠性要求较高。

2.2 主接线方案的选择

2.2.1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。

(1) 电气主接线设计的基本要求

a.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，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。

b.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。

○1操作的方便性。

○2调度的方便性。

○3扩建的方便性。

c.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。

○1节约一次投资。

○2占地面积少。

○3电能消耗少。

(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。其设计步骤及容如下。

a. 对原始资料分析

○1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