发电厂电气部分课程设计

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

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

根据所提供的某火力发电厂原始资料（详见附1），完成以下设计任务：

1. 对原始资料的分析

2. 主接线方案的拟定（至少两个方案）

3. 变压器台数和容量的选择

4. 所选方案的经济比较

5. 主接线最终方案的确定

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：选择主变压器的台数和容量，对方案进行经济比较

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. 按照设计计划按时完成

2. 设计成果包括：设计说明书（模板及格式要求详见附2和附3）一份、主接线方案图（A3）一张

指导教师：

教研室主任：

时间：

摘要

发电厂是电力系统的重要组成部分,也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。

发电厂一次接线，即发电厂电气主接线。其代表了发电厂高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性与灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面有决定性的关系。

本设计是对配有2 ? 50MW供热式机组， 2 ? 600MW凝汽式机组的的大型火力发电厂电气主接线的设计，包括对原始资料的分析、主接线方案的拟定、变压器台数和容量的选择、方案的经济比较、主接线最终方案的确定。

关键词：火力发电厂；电气主接线

目录

1 前言 (7)

2 原始资料分析 (9)

2.1 工程情况 (9)

2.2 电力系统情况 (9)

3 主接线方案的拟定 (11)

3.1 10.5kV电压级 (11)

3.2 220kV电压级 (11)

3.3 500kV电压级 (11)

4 变压器的选择 (13)

4.1 主变压器 (13)

4.2 联络变压器 (14)

5 方案的经济比较 (15)

5.1 一次投资计算 (15)

5.2 年运行费计算 (15)

5.3 年费用计算 (16)

6 主接线最终方案的确定 (16)

7 结论 (17)

8 参考文献 (18)

1 前言

电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。到2003年底，我国发电机装机容量达38450万千瓦，发电量达19080亿度，居世界第2位。工业用电量已占全部用电量的50～70%，是电力系统的最大电能用户，供配电系统的任务就是企业所需电能的供应和分配。

我国的电力系统从50年代开始迅速发展。到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。输电线路以220千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。此外，1989年，台湾省建立了装机容量为1659万千瓦的电力系统。

在电力系统中，大、中型火电厂起着举足轻重的作用，而在我国的电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。一旦故障轻则引起大面积停电，重则可能引起电网崩溃。本次设计的火电厂在电网占有重要位置，一旦发生事故将引起主网的解裂，所以对火电厂主接线形式进行了详细的分析比较，以确定一种安全经济成熟的主接线形式。

现代电力工业在国际上已经迅速发展，其发展的特点是：采用大容量的发电机组，超高压输电线路和巨大的水、火、核电联合电力系统的形成，电力工业的迅速发展，对火力发电厂的设计提出了更高的要求，需要我们认真的研究对待。而现代化火力发电厂的设计是一门综合性的科学，它是在多种专业有机配合，密切协作下完成的一个统一整体，是在审议后的电力系统规划的基础上，为发电厂的发展制定具体方案，在设计中，贯彻国家各项政策，遵照有关的设计技术规定，从整体出发，深入论证电源布置的合理性，提出网络

设计方案，并论证安全可靠性和经济性，为此需进行必要的计算，考虑近期与远期的关系，并为发电厂及下一级电压的系统设计创造条件。

本次火电厂电气主接线的设计程序有四个方面：初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计，设计步骤和内容：对原始资料的分析、主接线方案的拟定、变压器台数和容量的选择、方案的经济比较、主接线最终方案的确定。

本火电厂有2 ? 50MW供热式机组， 2 ? 600MW凝汽式机组，包括三个电压等级：10.5kV 电压级、220kV电压级、500kV电压级。

2 原始资料分析

原始资料：

某火力发电厂原始资料如下：装机4台，分别为供热式机组2 ? 50MW(U N = 10.5kV)，凝汽式机组2 ? 600MW(U N = 20kV)，厂用电率6.5%，机组年利用小时T max = 6500h。

系统规划部门提供的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21MW，最小负荷16MW，cos? = 0.8，电缆馈线10回；

(2) 220kV电压级最大负荷251MW，最小负荷201MW，cos? = 0.85，架空线5回；

(3) 500kV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线上

的电抗标么值x S* = 0.021(基准容量为100MVA)，500kV架空线4回，备用线1回。

2.1 工程情况

由于有2 ? 50MW供热式机组， 2 ? 600MW凝汽式机组，厂用电率6.5%，故发电厂类型为凝气式火电厂，设计电厂为大型火电厂，总容量为2?50+2?600=1300MW,发电厂运行方式及年利用小时数，直接影响着主接线设计，因为机组年利用小时T max= 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。所以本火电厂以承担基荷为主，相应主接线应以供电可靠为主选择接线形式。

2.2 电力系统情况

总容量为2?50+2?600=1300MW, 占电力系统总容量1300/(3500+1300) ?100%=27.1%，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，应选择可靠性较高的主接线形式。