《发电厂电气部分》课程设计_模板

《发电厂电气部分》课程设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：二○○年月日设计（论文）任务（包括原始数据、技术要求、工作要求）课程设计的主要内容目录第1章概述 51.1 设计的依据． 51.2 电力系统概述 51.3 110kV变电所各级电压负荷情况分析． 61.4 110kV变电所的自然条件 6第2章电气主接线72.1 电气主接线设计的基本要求72.2 主变压器台数、容量、型式的选择72.3 电气主接线设计方案的技术经济比较与确定9 2.4 110kV变电所主接线图15第3章所用电接线设计163.1 所用电设计的要求及原则．163.2 所用变的确定及所用变接线的选择16 第4章短路电流计算194.1 短路电流计算的条件194.2 短路电流计算方法和步骤194.3 三相短路电流计算20第5章电气设备选择 255.1 电气设备选择的一般条件255.2 10kV配电装置电气设备选择25．5.3 110kV配电装置电气设备的选型33参考文献41第1章概述1．1设计的依据1.1.1依据根据设计任务书下达的任务和原始数据设计。

1.1.2设计内容为了满足该县负荷发展及电网电力交换的需要，优化该县的电网结构，拟在县城后山设计建设一座2×50MVA 110/10的降压变电所，简称110kV 变电所。

1.2电力系统概述1.2.1本变电所与电力系统联系12、说明110kV变电所通过两回110kV线路接至该变电所，再与电力系统相连。

由于原始数据未提供电力系统X X、S j及110kV变电所接线路长度L。

这里将X X取为0.0451, S j取为100MVA;按供电半径不大于5kM要求,110kV线路长度定为4.8kM。

1.2.2 110kV变电所在电力系统中的地位和作用1、根据110kV变电所与系统联系的情况来看，属于终端变电所。

2、110kV变电所主要供电给本地区用户，用电负荷属于Ⅱ类负荷。

1.3 110kV变电所各级电压负荷情况分析1.3.1供电方式110kV侧：共有两回进线，由系统连接双回线路对110kV变电所供电。

10kV侧：本期出线6回，由110kV变电所降压后供电。

1.3.2负荷数据1、全区用电负荷本期为27MW，共6回出线，每回按4.5MW计；远期50MW，14回路，每回按3.572MW设计；最小负荷按70％计算，供电距离不大于5kM。

2、负荷同时率取0.85，cosφ=0.8，年最大利用小时数T max=4250小时/年。

3、所用电率取1%。

1.4 110kV变电所的自然条件1.4.1 水文条件1、海拔80M2、常年最高温度40.3℃3、常年最低温度1.7℃4、雷暴日数——62日/年5、污秽等级为3级1.4.2 所址地理位置与交通运输情况地理位置不限制，交通便利。

第2章电气主接线2.1 电气主接线设计的基本要求对电气主接线有以下几方面的基本要求：1、根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。

2、具有运行、维护的灵活性和方便性。

3、具有经济性：在满足技术要求的前提下，力求经济合理。

4、具有将来发展和扩建的可能性。

2.2 主变压器台数、容量、型式的选择2.2.1 主变压器的选择原则1、主变压器台数1）为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器。

2）当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。

3）对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装2至4台变压器。

2、主变压器的容量1）主变压器的容量应根据5至10年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。

2）对装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足用电负荷的需要，按下式选择：S n≥K∑S M或S n≥K∑P M／cosφ。

式中，S n—变压器额定容量（kvA），S M， P M——变电所最大负荷的视在功率和有功功率（kvA，KW），cosφ——负荷功率因子，K——负荷同时率，可取0.85。

3）对装有两台变压器的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证70%全部负荷的供电，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。

每台变压器容量一般按下式选择：S n≥0.6S M或S n≥0.6P M/ cosφ。

4）主变压器容量选择还应考虑周围环境温度的影响。

S n≥0.6S M/Kθ式中，Kθ——周围环境修正系数。

3、主变压器的型式1）一般情况下采用三相式变压器。

2）具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%S n以上时，可采用绕组变压器。

3)主变调压方式：4）冷却方式：2.2.2 计算、选择、校验1、总负荷计算根据负荷数据，近期6回出线，每回按4.5MW计，近期总负荷∑P M=6×4.5=27MW。

2、主变压器台数、容量选择计算1）计算主变容量∑S M∑S M=∑P M／cosφ= 50/0.8=62.5MVA选择主变容量、台数a、S n≥K∑S M=0.85×62.5=53.125MVAb、选两台主变压器，则每台主变容量S n≥K∑S M/2=26.5625MVA。

查产品目录，选每台主变容量S n=31.5MVA＞26.5625MVA。

c、校验：按主变压器容量选择原则第3点，要求任一台主变S n＞0.7 K∑S M S∑=0.7×53.125=37.1875MVA，大于所选的主变容量31.5MVA。

结合系统对本变电所的技术要求，最终选择110kV变电所主变容量S n=50MVA。

考虑周围环境影响：θρ=（θmax+θmin）/2=21℃Kθ=（20－θρ）/100+1=0.990.7×S∑＝0.7×53.125=37.5631MVAKθ0.99∵S n=50MVA>37.5631MVA故所选变压器容量满足要求。

3、主变型式选择按任务书要求并查110kV变电站设计指导手册附录2-3。

近期主变压器型式选择SFZ7—31500/110±8×1.25%；列表如下：2.3 电气主接线设计方案的技术、经济比较与确定2.3.1 各级电压配电装置接线方式的拟定根据电气主接线设计的基本要求及设计基本原则来拟定各级电压配电装置接线方式。

1、10kV电压母线接线方式1）单母线接线2）单母分段接线2、110kV电压母线接线方式1）单母线接线2）单母分段接线3）桥式接线（因线路故障和操作的机会比变压器多，选用可靠性较好的内桥接线。

）3、主变台数为了保证供电可靠性，装设两台主变压器。

2.3.2 110kV变电所可能采用的电气主接线方式如下：110kV变电所主接线方案简图如下：方案Ⅰ:方案Ⅱ：2.3.3方案的技术比较1、六种方案的技术比较方案Ⅰ：110kV电压母线采用单母线接线，这种接线方式简单、设备少、操作方便，但由于110kV变电所为终端变，一旦母线或母线侧隔离开关故障或检修，将造成全站停电。

顺昌变电所地处海沧外商投资区，全所停电将在经济上及政治上造成较大影响，故不宜采用此接线。

10kV电压母线采用单母线接线，跟上述一样，在母线或母线侧隔离开关故障或检修时将中断对用户的全部供电。

且这种接线方式不利于向重要用户双电源供电，故不宜采用此接线。

方案Ⅱ：110kV电压母线采用单母线分段接线，当一段母线发生故障时，分段断路器能自动把故障切除，保证正常段母线不间断供电和不至于造成用户停电。

缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电。

可以考虑采用此接线方式。

10kV电压母线采用单母线分段接线，对重要用户可以从不同段母线引出两回路，有两个电源供电，增加了供电的可靠性。

缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电。

可以考虑采用此接线方式。

方案Ⅲ：110kV电压母线采用单母线分段接线，根据上述分析，可考虑采用。

10kV电压母线采用单母接线，根据上述分析，不宜采用此接线。

方案Ⅳ：110kV电压母线采用单母接线，根据上述分析，不宜采用此接线。

10kV电压母线采用单母线分段接线，根据上述分析，可考虑采用。

方案Ⅴ：110kV电压母线采用内桥接线，这种接线高压断路器数量少，造价低，容易发展为单母分段接线。

缺点是变压器的切除和投入教复杂，需要操作两台断路器并影响一回线路暂时停运。

顺昌变电所首期负荷较少，引出线数目不多，考虑到变压器的故障及操作比线路少，可以考虑采用此接线。

10kV电压母线采用单母接线，根据上述分析，不宜采用此接线。

方案Ⅵ：110kV电压母线采用内桥接线，根据上述分析，可考虑采用。

10kV电压母线采用单母线分段接线，根据上述分析，可考虑采用。

2、选用两台主变的优缺点优点：可以满足全部用电负荷的需要，供电可靠性高。

缺点：投资大，占地面积大。

3、从上述分析比较确定两个较好方案：方案Ⅱ：110kV电压母线采用单母线分段接线；10kV电压母线采用单母线分段接线。

方案Ⅵ：110kV电压母线采用内桥接线；10kV电压母线采用单母线分段接线。

2.3.4方案的经济比较1、从电气设备数目及配电装置比较2、计算综合投资Z=Z0(1+a/100)Z0——主体设备投资，包括主变、高压断路器、高压隔离开关及配电装置综合投资等。

a——附加投资，110kV电压等级取90%。

主体设备参考价格如下：主变压器每台投资125万元SF6断路器每台投资65万元GW4-110隔离开关每台投资2.5万元110kV单母分段投资559.73万元内桥投资303万元方案Ⅱ：主体设备投资Z0=2×125+5×65+8×2.5+559.73=1154.73万元综合投资Z= Z0(1+a/100)=1154.73(1+90/100)=2193.987万元方案Ⅵ：主体设备投资Z0=2×125+3×65+8×2.5+303=768万元综合投资Z= Z0(1+a/100)=768(1+90/100)=1459.2万元3、年运行费用U年运行费用U=aΔA+ U1 + U2a——电能电价∆A——变压器电能损失U1——检修维护费，一般取（0.022——0.042）Z，Z为综合投资额。

U2——折旧费，一般取（0.05——0.058）Z。

取U1=0.042Z，U2=0.058Z，则年运行费U= aΔA+0.1U先计算电能损耗∆A:∆A=∑［n(∆P0+K∆Q0)+1/n(∆P+K∆Q)×(S/S N)2]t∆Q0=I0%×（S N/100）∆Q=U d%×（S N/100）查产品目录，型号为SFZ7-31500/110±8×1.25%，各参数如下：空载电流I0%=1.1空载损耗∆P0=42.2KW负载损耗∆P=148KW阻抗电压百分数U d%=10.5∆Q0= I0%×（S e/100）=1.1×(31500/100)=346.5kvR∆Q= U d%×（S e/100）=10.5×(31500/100)=3307.5kvAR无功经济当量K取0.1∆A=［2(42.2+0.1×346.5)+1/2(148+3307.5)×(6×4500×0.85/0.8)2］×4250=674.78万KW.H取a=0.4元/KW.H方案Ⅱ:U=a∆A+0.1Z=0.1×674.78+0.1×2197.987=286.88万元方案Ⅵ: U=a∆A+0.1Z=0.1×674.78+0.1×1459.2=213.4万元2.3.5 最佳方案的确定从技术上讲，110kV电压母线主接线采用桥式接线，有一台变压器故障会影响到线路停电，但变压器故障的几率较小，从经济上分析采用桥式接线比采用单母分段接线减少了部分组件，减少了综合投资额。