火力发电厂电气部分设计任务书

四川大学网络教育学院

专业课课程设计

题目火力发电厂电气部分设计任务书

办学学院四川大学电气信息学院

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专业层次专升本

年级0909

学生姓名

学号

2012年7 月 1 日

目录

1设计任务书 (1)

1.1设计的原始资料 (1)

1.2设计的任务与要求 (1)

2电气主接线 (2)

2.1系统与负荷资料分析 (2)

2.2主接线方案的选择 (2)

2.2.1主接线概述 (2)

2.2.2电气主接线的叙述 (2)

2.2.3 主接线方案 (3)

2.3 主变压器的选择与计算 (5)

2.3.1变压器容量、台数和型式的确定原则 (5)

2.3.2变压器的选择与计算 (6)

3短路计算 (7)

3.1短路电流计算的目的和条件 (7)

3.2短路电流的计算 (8)

3.2.1各元件电抗的计算 (8)

3.2.2 等值网络的化简 (8)

4电气设备的选择 (11)

4.1电气设备选择的一般原则 (11)

4.2电气设备的选择条件 (11)

4.2.1按正常工作条件选择电气设备 (11)

4.2.2按短路情况校验 (12)

4.2.3 断路器和隔离开关的选择 (13)

4.2.4 电流互感器的选择 (14)

5结束语 (16)

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*125MW，出口电压：15.75KV，发电厂次暂态电抗：0.12；额定功率因数：0.8

T=6000小时；厂用电率：8%。发电机主保护动作时间机组年利用小时：max

0.1秒，环境温度40度，年平均气温为20度。

电力负荷：送入220KV系统容量260MW，剩余容量送入110KV系统。

发电厂出线：220KV出线4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sh I，及计算短路电流热效应所需不同时刻的电流。

(4) 主要电气设备的选择：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6000h/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6000h/a，说明对其可靠性有一定要求；220KV电压等级有4回架空线路，最大年利用小时数为6000h/a,其可靠性要求较高。

2.2主接线方案的选择

2.2.1 主接线概述

电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路的相互关系。所以，由文献[1]可知；它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。概括地说包括以下三个方面：电气主接线是发电厂电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节。

2.2.2 电气主接线的叙述

1）单元接线

其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。

本设计中机组容量为400MW，所以发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。

2）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线

优点：在正常工作时，旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关，都是断开的，旁路母线不带电，通常两侧的开关处于合闸状态，检修时两两互为热备用；检修QF时，可不停电；可靠性高，运行操作方便。

缺点：增加了一台旁路断路器的投资。

3）单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线

优点：可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便；

4）双母线接线

优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。

缺点：由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。

5）双母线带旁路母线的接线

优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。

缺点：多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。

2.3.3 主接线方案：

1)根据变压器的组合方案拟定主接线的初步方案，并依据对主接线的基本要求，从技术上进行论证各方的优、缺点，淘汰了一些较差的方案，保留了两个技术上相对较好的方案，如下所示：

2）10.5KV侧采用封闭母线

封闭母线按结构式可分为：离相封闭母线、共箱封闭母线和金属箱式电缆母线。其中离相封闭母线适用于200MW及以上发电机引出线与主变压器、厂用变压器之间的连接。共箱封闭母线和金属箱式电缆母线主要用于厂用变压器至厂用配电室之间的引出线连接。全连型离相封闭母线的配套产品有发电机中性点柜、电压互感器、避雷器柜等，配套设备分别装于抽屉小车式的电气柜内，由生产厂家随封闭母线成批供货。

本设计中由于发电机的的最大持续工作电流过大，不能选到适用它的断路