火電廠電氣部分設計

1、精選文檔發(fā)電廠電氣部分課程設計設 計題目火力發(fā)電廠電氣主接線設計指導教師 院（系、部）專業(yè)班級 學號姓 名 日期 課程設計標準評分模板課程設計成績評定表學期2012/2013 第一學期姓名專業(yè)班級課程名稱發(fā)電廠電氣部分設計題目火力發(fā)電廠電氣主接線設計成績 評分項目優(yōu)良中及格不及格設 計 表 現1.設計態(tài)度非常認真認真較認真不認真2.設計紀律嚴格遵守遵守基本遵守少量違反嚴重違反3.獨立工作能力強較強能獨立設計 完成基本獨立設 計完成不能獨立設 計完成4.上交設計時間提早或按時按時遲交半天遲交一天遲交一天以 上設 計 說 明 書5.設計內容設計思路清 晰，結構方案 良好，設計參 數選擇正確， 條理

2、清楚，內 容完整，結果 正確設計思路清 晰，結構方案 合理，設計參 數選擇正確， 條理清楚，內 容較完整，極 少量錯誤設計思路較 清晰，結構方 案基本合理， 設計參數選 擇基本正確， 調理清楚，內 容基本完整， 有少量錯誤設計思路基 本清晰，結構 方案基本合 理，設計參數 選擇基本正 確，調理清 楚，內容基本 完整，有些錯 誤設計思路不 清晰，結構方 案不合理，關 鍵設計參數 選擇宿錯誤， 調理清楚，內 容不完整，有 明顯錯誤6.設計書寫、字體、 排版規(guī)范、整潔、 有條理，排版 很好較規(guī)范、整 潔、有條理， 個別排版有 問題基本規(guī)范、整 潔、有條理， 個別排版有 問題基本規(guī)范、整 潔、有條理，

3、 排版有問題 較多不規(guī)范、不整 潔、無條理， 排版有問題很大7.封面、目錄、參 考義獻完整較完整基本完整缺項較多不完整圖 紙8.繪圖效果很出色較出色較差很差9.布局合理、美觀較合理基本合理有些混亂布局混亂10.繪圖工程標準符合標準較符合標準基本符合標 準個別不符合 標準完全不符合 標準評定說明：不及格標準：設計內容一項否決制，即 5為不及格，整個設計不及格，其他 4項否決； 優(yōu)、良、中、及格標準：以設計內容為主體，其他項超過三分之一為評定標準，否則評定為下一等級； 如優(yōu)秀評定，設計內容要符合 5,其余九項要有4項符合才能評定為優(yōu)，否則評定為良好，以此類推。最終成績：評定教師簽字:發(fā)電廠電氣部分

4、課程設計任務書一、設計題目火力發(fā)電廠電氣主接線設計二、設計任務根據所提供的某火力發(fā)電廠原始資料（詳見附1）,完成以下設計任務：1 .對原始資料的分析2 .主接線方案的擬定3 .方案的經濟比較4 .主接線最終方案的確定三、設計計劃本課程設計時間為一周，具體安排如下：5 1天：查閱相關材料，熟悉設計任務6 2 3天:分析原始資料，擬定主接線方案7 4天:方案的經濟比較8 56天：繪制主接線方案圖，整理設計說明書9 7天：答辯四、設計要求1 .設計必須按照設計計劃按時完成2 .設計成果包括設計說明書（模板及格式要求詳見附2和附3） 一份、主接線方案圖（A3） 一張3 .答辯時本人務必到場指導教師:

5、教研室主任:問：2013年1月13日設計原始數據及主要內容一、原始數據某火力發(fā)電廠原始資料如下：裝機4臺，分別為供熱式機組2 50MW (Un = 10.5kV), 凝汽式機組2 300MW (Un = 15.75kV),廠用電率6%,機組年利用小時Tmax = 6500h。系統(tǒng)規(guī)劃部門提供的電力負荷及與電力系統(tǒng)連接情況資料如下：(1) 10.5kV電壓級最大負荷23.93MW,最小負荷18.93MW, cos = 0.8,電纜饋線10 回；(2) 220kV電壓級最大負荷253.93MW,最小負荷203.93MW, cos = 0.85,架空線5 回；(3) 500kV電壓級與容量為3500

6、MW的電力系統(tǒng)連接，系統(tǒng)歸算到本電廠 500kV母線 上的電抗標么值xs* = 0.021 (基準容量為100MVA), 500kV架空線4回，備用線1回。 二、主要內容1 .對原始資料的分析2 .主接線方案的擬定(1) 10kV電壓級220kV電壓級500kV電壓級3 .方案的經濟比較(1)計算一次投資(2)計算年運行費4 .主接線最終方案的確定電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)， 它直接影響著整個系統(tǒng)的安全與經濟運行。電氣主接線又稱為電氣一次接線，它是將電氣 設備以規(guī)定的圖形和文字符號，按電能生產、傳輸、分配順及相關要求繪制的單相接線圖 主接線代表了發(fā)

7、電廠或變電站高電壓、大電流的電氣主體結構，是電力系統(tǒng)網絡結構的重 要組成部分。它直接影響電力生產運行的可靠性、靈活性，同時對電氣設備選擇、配電裝 置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關系。因此，主接線設 計必須經過技術與經濟的充分論證比較，綜合考慮各個方面的影響因素，最終得到實際工 程確認的最佳方案，滿足電氣主接線可靠性、靈活性、經濟性的基本要求。關鍵字：電氣主接線；設計；可靠性；靈活性；經濟性。目 錄1前言 12對原始資料的分析 23主接線方案的擬定 23.1 10kV電壓級 23.2 220kV 電壓級 33.3 500kV 電壓級 34方案的經濟比較 44.1 計算

8、一次投資 44.2 計算年運行費 45主接線最終方案的確定 46結論 77參考文獻 81前言電氣主接線的設計是發(fā)電廠或變電站電氣設計的主體。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參熟、 基本原始資料以及電廠運行可靠性、經濟性的要求等密切相關，并對電氣設備選擇和布置， 繼電保護和控制方式都有較大的影響。因此，設計主接線必須結合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變 電站的具體情況，全面分析有關影響因素，正確處理它們之間的關系，經過技術、經濟比 較，合理選擇主接線方案。本次設計是對某火力發(fā)電廠的主接線設計，根據原始資料及相關參數分析，考慮電氣 主接線的基本要求，進行方案的經濟比較，電氣主接線的形式的比較，進行正確的主接線 設計，并

9、計算一次投資和年運行費用。2對原始資料的分析1)工程情況：發(fā)電廠的運行方式及年利用小時，都直接影響著主接線設計。一般， 承擔基荷為主的電廠年利用小時數在 5000h以上；承擔腰荷煩人發(fā)電廠在 3000-5000h;承 擔峰荷的發(fā)電廠在3000h以下。設計內容中火力發(fā)電廠的年利用小時為6500>5000h。設計電廠的容量：2X50+2>00=700MW,本設計中是火電廠，所以優(yōu)先承擔基荷。2)電力系統(tǒng)情況：電廠容量占系統(tǒng)總容量為700/(3500+700) X100%=16.7%,超過系統(tǒng)檢修備用容量8%-15%,也超過了事故備用容量10%的限額。綜上，在設計電氣主接線時應以供電可靠

10、性為主選擇接線形式。從負荷特點及電壓等級可知，10kV電壓等級上的地方負荷容量不大，共有 10回電纜 饋線，與50MW 的機端電壓相等，采用直饋線為宜。 300MW 發(fā)電機組的出口電壓為 15.75kV,既無直配負荷，又無特殊的要求，應該采用單元接線的形式，可以節(jié)省價格昂貴 的發(fā)電機出口短路器，又利于配電裝置的布置；220kV電壓級出線回路數為5回，為了保證檢修出線短路器不致對該回路停電，采用帶旁路母線形式為宜；500kV與系統(tǒng)有4回饋線，呈強聯系形式并送出本廠最大可能得電力為700 18.93 203.93 700 乂 6%=435.14MWO可見，該廠500kV級的接線對可靠性要求很高。3

11、主接線方案的擬定3.1 10kV電壓級單母線接線適用于小容量發(fā)電廠的發(fā)電機電壓配電裝置，一般每段母線上所接發(fā)電容量為12MW左右，每段母線上出線不多于 5回。本設計中10KV電壓級上接有50MW的 供熱機組，遠大于12MW,應確定為雙母線分段接線形式。2臺50MW機組分別接在兩段 母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓 220kV 0 2臺50MW機組接于10kV母線 上，有較大的短路電流，應在分段處加裝母線電抗器，各條電纜饋線上裝設出線電抗器。選擇變壓器時，應保證當接在發(fā)電機母線上的最大一臺機組檢修或者因供熱機組熱負荷變動而需限制本廠輸出功率時，發(fā)電機母線上最大負荷的需要。設計內容中10

12、kV電壓的最大負荷為23.93MW,遠小于100MW發(fā)電機組裝機容量，即使在發(fā)電機檢修或升壓變壓器檢修的情況下，也可保證該電壓等級負荷要求，因而 10kV電壓級與220kV電壓之間按弱 聯系考慮，只裝設1臺主變壓器。3.2 220kV電壓級出線回路數為5回，為了使其出現斷路器檢修時不停電，應該采用單母線分段帶旁路母線接線或雙母線帶旁路母線接線，以保證供電的可靠性和靈活性。具進線從10kV送來剩余容量 2X50 ( 100X6%)+23.93=70.07MW,不能滿足 220kV 最大負荷 253.93MW 的 要求。因此，采用1臺300MW機組按照發(fā)電機一變壓器單元接線形式接至 220kV母線

13、上， 其剩余容量或機組檢修時不足容量由聯絡變壓器與 500kV接線連接，彼此之間相互交換功 率。3.3 500kV電壓級500kV負荷容量大，其主接線是本廠向系統(tǒng)輸送功率的主要接線方式，為保證可靠性，可能有多種接線方式，經定性分析篩選后，可以選用的方案有雙母線帶旁路母線接線和一 臺半斷路器接線，通過聯絡變壓器與 220kV連接，并通過一臺三繞組變壓器聯系 220kV和 10kV電壓，以提高可靠性，一臺300MWL組與變壓器構成單元接線，直接將功率送到500kV 電力系統(tǒng)。因此，通過以上組合，共有4種可能的接線方案。方案1為220kV側采用雙母線帶旁路母線接線，500kV側采用一臺半斷路器接線；

14、方案2為220kV側采用單母線分段帶旁路母線接線，500kV側采用雙母線帶旁路母線 接線；方案3為220kV側采用雙母線帶旁路母線接線，500kV側采用雙母線帶旁路母線接線；方案4為220kV側采用單母線分段帶旁路母線接線，500kV側采用一臺半斷路器接線。通過篩選，分析，方案3所用的設備比其它幾種的多，500kV采用雙母線分段接線與 一臺半斷路器接線相比，經濟上也無優(yōu)勢，且占地面積大；而方案 4中220kV側采用單母 線分段帶旁路母線接線的可靠性與靈活性不夠高，所以保留前兩種可能的接線方案。4方案的經濟比較采用最小費用法對擬定的兩個方案進行經濟比較，兩方案中的相同部分不參與比較計 算，只對相

15、異部分進行計算。計算內容包括一次投資、年運行費。4.1計算一次投資(1)綜合總投資的計算式為Io 1a10010主體設備的綜合投資，包括變壓器、開關設備、母線、配電裝置及明顯的增修橋 梁、公路和拆遷等費用。a一不明顯的附加費用比例系數，如基礎加工、電纜溝道開挖費用等。220kV系統(tǒng)取70,110kV 取 90。方案1參與比較部分的設備折算到施工年限的總投資為6954.7萬元，方案2參與比較部分的設備折算到施工年限的總投資為6720.4萬元。4.2計算年運行費火電廠使用年限按n=25年，電力行業(yè)預期投資回報率i=0.1 ,則方案1的年費用為i 1 i n ，0.1 1 0.1 25AC1 1m

16、n- Cm 6954.7 25- 1016.29 1781.3 萬兀1 i 11 0.11同理，在計算出第2方案的折算年總投資及年運行費用之后，可得到方案2的年費用為AC2 1638.4 萬元。5主接線最終方案的確定通常，經過經濟比較計算，求得年費用AC最小方案者，即為經濟上最優(yōu)方案；然而, 主接線最終方案的確定還必須從可靠性、靈活性等多方面綜合評估，包括大型電廠、變電 站對主接線可靠性若干指標的定量計算，最后確定最終方案。通過經濟計算，方案2占優(yōu)勢。但本設計中可靠性指標占有重要地位，所以，必須進 行可靠性比較。10kV側：兩種方案均采用雙母線分段式接線方案1: 220kV側采用雙母線帶旁路母

17、線接線，500kV側采用一臺半斷路器接線：220kV側采用雙母線帶旁路母線接線，雙母線接線的供電可靠性高，通過兩組母線隔 離開關的倒換操作，可以檢修一組母線而不致使供電中斷，雙母線可以帶旁路母線，用旁 路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電；各個電源和各回路負荷可以 任一分配到某一組母線上，靈活性很高；500KV采用3/2斷路器接線方式，運行可靠，運行時，兩組母線和同一串的3個斷路器都投入工作，稱為完整用運行，任一母線故障或檢修，均不致停電，任一斷路器檢修也 不引起停電；甚至于兩組母線同時故障的極端情況下，功率仍能繼續(xù)傳送。方案1的可靠性非常高。如圖5.1所示圖5.1設計的火電廠

18、主接線方案1示意圖方案2: 220kV側采用單母線分段帶旁路母線接線，500kV側采用雙母線帶旁路母線接線;220kV側采用單母線分段帶旁路母線接線，檢修任一臺斷路器時，由旁路斷路器代替 需要檢修的斷路器工作，可靠性較高，但是靈活性卻不如雙母線接線；500kV側采用雙母線帶旁路母線接線，與一臺半斷路器的可靠性相比都很高，但是經濟上不占優(yōu)勢。所以比較起來，方案 2的可靠性與靈活性沒有方案1的好。綜合可靠性、靈活性、經濟性的指標，確定方案1為最終方案，即220kV側采用雙母線帶旁路母線接線，500kV側采用一臺半斷路器接線6結論電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。在進行電氣主接線的設計時，