3×100 MW火力发电厂电气部分设计 课程设计

前言

一、设计任务的内容

3×100 MW火力发电厂电气部分设计

1、电厂为3台100MW汽轮发电机组，一次设计完成。

2、有220 kV 和110kV两级电压与系统连接，220KV出线有4回，每回出线最

大

输送容量为50MVA；110KV出线有3回，每回出线输送容量为35MVA。本厂无

6～10 kV及35 kV出线。

3、气象条件：年最高温度38℃，年最低温度-7℃。

4、系统阻抗在最大运行方式下（SJ=100MVA），与110kV系统的联系阻为0.012，与220kV系统的联系阻抗为0.068，两系统均视为无穷大容量系统。

5、发电机参数：型号：QFN-100-2 Pe=100MW Ue=10.5kV Ie=6475A

cosφ=0.85 Xd”=0.183

二、设计的目的

发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训

练，通过课程设计的实践达到：

1、巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”等课程的理论知识。

2、熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。

3、掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和内容。

4、学习工程设计说明书的撰写。

5、培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。

三、设计的原则

电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。电气主接线设计的基本原则是以设计任务书问为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，以保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便、尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。

四、设计的要求

1、分析原始资料

2、设计主接线

3、计算短路电流

4、电气设备选择

五、主接线设计的依据

1、发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用

2、发电厂、变电所的分期和最终建设规模

3、负荷大小和重要性

4、系统备用容量大小

5、系统专业对电气主接线提供的具体资料

六、对电气主接线的基本要求

可靠性、经济性、灵活性

原始资料的分析

一、本工程情况：从原始资料分析，所要求设计的发电厂类型为大中容量火电厂，总装机容量为300MW，单机容量为100MW。

二、电力系统情况：一次设计完成。系统阻抗在最大运行方式下（SJ=100MVA），与110kV系统的联系阻抗为0.012，与220kV系统的联系阻抗为0.068，两系统均视为无穷大容量系统。

三、负荷情况：有220 kV 和110kV两级电压与系统连接，220KV出线有4回，每回出线最大输送容量为50MVA；110KV出线有3回，每回出线输送容量为35MVA。本厂无6~10 kV及35 kV出线。

四、气象条件：年最高温度38℃，年最低温度-7℃。

主接线方案的确定

一、主接线方案拟定

1、变压器台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母系，发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，为了能使电源和线路功率均衡的分配 ，采用两台三绕组变压器与两种升高电压母线连接，另外一台变压器选用双绕组变压器只与220kV 母线连接。

2、变压器的容量：单元接线中的主变压器容量S N 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择，为

G

P NG N ΦCOS )

Κ-1(Ρ1.1=S (2.1) NG Ρ—发电机容量；W Μ200=ΡG Ν N S —通过主变的容量

P K —厂用电：

%8=K P G ΦCOS —发电机的额定功率，85.0=ΦCOS G 发电机的额定容量为200MW ，扣除厂用电后经过变压器的容量为：

MVA 06.11985

.0)08.0-1(1001.1)-1(1.1=⨯=ΦK P =COS S P e N (2.2) 由发电机参数和上述计算及变压器的选择规定,主变压器选用1台220KV 双绕组的变压器和两台220KV 三绕组的变压器。

一台220KV 的双绕组变压器选择用SFP-120000/220，两台220KV 三绕组的变压器选择用SSPSL-120000/220。

型号含义：

S ——三相

F ——风冷/SP ——强迫油循环水冷

P ——无励磁调压

S ——三绕组

L ——铝芯

由文献【2】可知：

参数为：额定容量比（%）：100/100/50

额定电压（kV）：220/121/10.5

空载损耗（kW）：123.1

短路损耗（kW）：高—中510，高—低165，中—低227

阻抗电压（%）：高—中24.7，高—低14.7，中—低8.8

空载电流（%）：1.0

运输重量（t）：106

参考价格（万元）：71.7

综合投资（万元）：84.6

二、主接线方案：

1、220kV电压级。出线回路数为4回，每回出线最大输送容量为50MVA。为使其出线断路器检修时不停电，应采用单母分段带旁路接线或双母线带旁路接线，以保证其供电的可靠性和灵活性。因为本厂无6～10 kV及35 kV出线，所以直接是发电机与变压器相连升压。

2、110kV电压级。出线回路数为3回，每回出线输送容量为35MVA。同样为使其出现断路器检修时不停电，应采用单母分段带旁路接线或双母线带旁路接线，这里的旁路断路器不用设专用旁路断路器，可以用分段断路器兼作旁路断路器。

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。如图（1）和（2）：

三、比较主接线方案

1、技术上的比较：方案1供电可靠，检修出线断路器时不至使供电中断。方案2供电更加可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至使供电中断；调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；扩建方便，向双母的左右任何一个方向扩建均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会

引起原有回路的停电；便于试验，而且能使电源和线路功率均衡的分配。

2、经济上的比较，由于方案1使用更多的断路器与隔离开关，以致使方案1的投资比方案2要大很多，增加了旁路间隔和旁路母线，每回间隔增加一个隔离开关，大大的增加了投资，同时方案1方案2多占用了土地，当今我国的土地资源比较缺乏。