火力发电厂电气主接线设计

1、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（UN = 6.3kV），凝汽式机组2 100MW（UN = 10.5kV），厂用电率6.2%，机组年利用小时Tmax = 6500h。系统规划部门提供电力负荷及与电力系统连接情况资料如下：(1) 6.3kV电压级最大负荷30MW，最小负荷25MW，cosj = 0.8，电缆馈线10回；(2) 220kV电压级最大负荷260MW，最小负荷210MW，cosj = 0.85，架空线5回；(3) 500kV电压级与容量为3500MW电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线上电抗标么值xS* = 0.021（基准容量为100MVA）

2、，500kV架空线4回，备用线1回。摘要根据设计要求，本课程设计是对2*100MW+2*50MW发电厂进行电气主接线进行设计。首先对给出原始资料和数据进行分析和计算，对发电厂工程情况和电力系统情况进行了解。在设计过程中根据发电厂各部分厂用电要求，设计发电厂各电压等级电气主接线并选择各变压器型号；进行参数计算，设计两个及以上方案，进行方案经济比较最后对厂用电电气主接线方案进行确定。关键词：发电厂 主接线 变压器目录1 前言12 原始资料分析13 主接线方案拟定2电压级23.2 220kV电压级23.3 500kV电压级2主接线方案图24 变压器选择44.1 主变压器44.2 联络变压器55 方案

3、经济比较65.1 一次投资计算66 主接线最终方案确定77 结论88 参考文献91 前言电力是我国主要能源行业，是国民经济基础产业和公共事业，是资金密集装置型产业，同时也是资源密集型产业。无论是电源还是电网，在建设和生产运营中有需要占有和消费大量，贯穿于电力规划、设计建设一直到生产运营全过程。电力工业长足发展和电力高效利用，是社会经济进步和节约型社会建设根本保障。随着我国经济实力不断增强，电力工业正在迅速发展，全国发电装机容量一再突破，中国已经成为世界上名副其实电力生产和消费大国。虽然我国电力产业有了长足进步，但是和发达国家相比还是有一定差距。因此发展中国电力工业仍然是主要任务。根据设计要求任

4、务，此次课程设计可以使我对这学期所学知识更进一步巩固和加强，并从中获得一些较为实际经验。由于在设计过程中查阅了大量相关资料，所以开始逐步掌握了查阅运用资料能力，又可以总结这学期所学电力工业部分相关知识，为以后工作打下了坚实基础。2 原始资料分析1、根据原始资料，本发电厂为中型发电厂，2*50+2*100=300MW占电力系统总容量300/（3500+260+30）=7.9%，未超过电力系统检修备用容量8%10%和事故备用容量10%限额，说明该发电厂在未来电力系统中地位不是至关重要。2、该发电厂为火力发电厂，年利用小时数为6500h，大于电力系统平均年利用小时数，说明该发电厂在系统中承担基荷。所

5、以该发电厂主接线任务应该考虑其可靠性。负荷最大为30MW，共有10回采用直馈线即可。220kV电压等级负荷在最大为260MW，采用架空线。500kV电压等级负荷有4回馈线呈弱联系形式与电力系统连接，故该厂500kV可靠性要求应当较高。3 主接线方案拟定主接线出线共有10回，且发电厂单机容量为50MW,大于有关设计规程对选用单母线分段接线没端上不宜超过12MW规定 ，则确定为双母线分段接线形式，2台50MW机组分别接在两段母线上,由于两台机组均接在6.3kV上，有较大短路电流，应在分段处假装母线电抗器，各条电缆馈线上装设出线电抗器。该电厂T1、T2三绕组变压器除担任将6kV母线上剩余电能按负荷分

6、配送往220kV及500kV两级电压系统任务外，还能在当任意一侧故障或检修时，保证其余两级电压系统之间并列联系，保证可靠供电。3.2 220kV电压级220kV出线回路数共有5回，为使其出线断路器检修时不停电，应采用单母线分段带旁路接线或双母线带旁路母线，以保证其供电可靠性和灵活性。单机容量100MW发电机G3、G4采用双绕组变压器分别接成单元接线，直接将电能送入220kV系统，便于实现机、炉、电单元集中控制或机、炉集中控制，亦避免发电机电压级电能多次变压送入系统，从而减少了损耗。单元接线省去了发电机出口断路器，提高了供电可靠性。为了检修调试方便在发电机与变压器之间装设了隔离开关。3.3 50

7、0kV电压级由于该发电厂要送入500kV系统电能较少，500kV可采用一台半断路器接线或者是双母线分段接线，采用双母线运行时,平时应该分开运行，以减少故障时短时电流，如有重要用户可采用双回路分别接在不同分段上进行供电。方案一：6.3kv接线方式采用双母线分段，220kv接线方式采用双母线带旁路接线方式，500kv接线方式采用一台半断路器接线方式，接线电路图如图3-1所示。方案二：6.3kv接线方式采用双母线分段，220kv接线方式采用双母线带旁路接线方式，500kv接线方式采用双母线分段接线方式，接线电路图如图3-2。图3-1方案一 拟设计火电厂主接线示意图图3-2 方案二 拟设计火电厂主接线

8、示意图4 变压器选择4.1 主变压器1、具有发电机母线接线主变压器接于发电机电压母线与升高电压母线之间主变压器容量按下列条件选择：当发电机电压母线上负荷最小时，应能将发电厂最大剩余电力送至系统。式中 发电机电压母线上机组容量之和发电机电压母线上最小负荷发电机额定功率因数负荷功率因数厂用电率n发电机电压母线上主变压器台数250(1-6.2%)/0.8-25/0.8 /2=43 (MVA)所以可以选用额定容量为50MVAkV /220kV主变压器2、单元接线变压器发电厂单元接线中主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组厂用负荷后留有10%裕度来选择。100(1-6.2%)/0.85=121.4 (

9、MVA)式中一一发电机额定容量 -发电机额定功率因数厂用电率4.2 联络变压器联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷要求，同时，也可以在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。220kV电压等级上容量为259.6MW，而发电机最大容量为100MW，不能满足220kV电压等级容量要求，需要从500kV系统中倒送给220kV，需要倒送容量为259.6-100=159.6MW，所以在选择联络变压器时候，可根据倒送容量选择。5 方案经济比较5.1 一次投资计算方案一经济预算：（1）单台设备价格每个断路器

10、价格为170元，每个隔离开关价格是30元，双绕组变压器价格是50万、三绕组变压器价格是100万。（2）经济预算方案一断路器是30个，隔离开关是70个，双绕组变压器是2两个，三绕组变压器是2个，所以方案一总投资为30170+7030+5000002+10000002=305100，年运行费用为：C=aA+a1I+a2I,a1取0.003，a2取0.005，A在两个方案中相同。方案二经济预算：（1）单台设备价格每个断路器价格为170元，每个隔离开关价格是30元，双绕组变压器价格是50万、三绕组变压器价格是100万。（2）经济预算方案二中断路器个数是30个，隔离开关个数是72个，双绕组变压器是2两个

11、，三绕组变压器是2个，所以方案二总投资为30170+7230+5000002+10000002=305160，年运行费用为：C=aA+a1I+a2I,a1取0.003，a2取0.005，A在两个方案中相同，方案年运行费用为=+在两个方案中i，n假设都是相同，因为方案二设备总费用比方案一设备总费用多，所以方案二大于方案一，所以总年费用方案二更多一些。6 主接线最终方案确定在经济行上比较之后，方案一年费用比较少，而且方案一可靠性，灵活性，更比方案二要好一些，通过定性分析，和可靠性及经济计算，在可靠性，灵活性上方案一更加占优势，这主要由于500kV电压级采用一台半断路器接线方式高可靠性指标，而且经济上更比方案二要好，所以综合分析，决定采用方案一位最终方案。7 结论在本次课程设计中，通过对火力发电厂原始资料分析，以及火力发电厂设计规程和要求，对2*50MW+2*100MW火力发电厂电气主接线进行了基本设计，在课程设计中主要从主接线方案拟定、变压器选择、方案经济比较等几个方面进行介绍和简单设计。在电气主接线设计中，保证其可靠性同时，同时还要考虑其经济性、灵活性和灵敏性，以便于在以后发电厂 kV采用双母线分段接线，220 kV采用双母线带旁路母线接线，500 kV采用双母线分段接线