发电厂电气部分课程设计报告

课程设计报告专业新能源科学与工程班级新能131姓名杨俊杰学号3130644020指导教师杨国清2016年春季目录一、原始资料分析...........................................................................................................11.1设计原始资料....................................................................................................11.2设计任务............................................................................................................11.3设计资料分析....................................................................................................1二、主接线设计...............................................................................................................32.1主接线设计原则................................................................................................32.2备选主接线方案................................................................................................32.3技术经济指标对比............................................................................................42.4拟定主接线........................................................................................................5三、厂（站）用电设计...................................................................................................63.1厂用负荷分类及容量统计................................................................................63.2厂用电压等级设定............................................................................................73.3厂用电主接线设计............................................................................................7四、短路电流计算.........................................................................................................104.1机组（或变压器）选型..................................................................................104.2电路元件参数计算..........................................................................................134.3网络变换..........................................................................................................144.4短路点选择......................................................................................................174.5短路电流计算..................................................................................................174.6计算成果汇总..................................................................................................21五、电气设备选型.........................................................................................................225.1电气设备选型的技术要求..............................................................................225.2高压断路器选型..............................................................................................225.3隔离开关选型..................................................................................................245.4互感器选型......................................................................................................255.5母线导体的选型..............................................................................................29六、附录.........................................................................................................................331一、原始资料分析1.1设计原始资料1、发电厂情况（1）类型：火电厂。（2）发电厂容量与台数31001200MW，发电机电压15.75Kw,cos0.85。（3）发电厂年利用小时数max4500Th。（4）发电厂所在地最高温度40℃，年平均温度20℃，气象条件一般，所在地海拔高度低于1000m。2、电力负荷情况（1）发电机电压负荷：最大20MW，最小10MW，cos0.85，max4800Th。（2）110KV电压负荷：最大50MW，最小15MW，cos0.85，max5500Th。（3）其余功率送入330KV系统，系统容量15000MVA。归算到330KV母线阻抗为0.02其中100jSMVA。（4）自用电8%。（5）供电线路数目：①发电机电压，架空线路6回，每回输送容量5MW，cos0.85。②110KV架空线路2回，每回输送容量45MW，cos0.85。③330KV架空线路2回，与系统连接。1.2设计任务（1）电气主接线设计；（2）厂用电接线设计；（3）短路电流计算；（4）电气设备选择。1.3设计资料分析该火电厂年利用小时数在4500h以上，发电厂容量为MW50020011003，占电力系统容量的3.8%0.85500150000.85500，小于电力系统的检修备用容量8%--15%，没有达到事故备用容量10%，为中型基荷火电厂，对电气主接线的要求不是很高，可以灵活选取；温度情况正常，气象情况一般，海拔在1000m以下，都不需要进行特殊计2算。从负荷特点及电压等级可知，发电机电压为15.75KV，电压等级负荷不大，但在总共10回出线中占6回，为保证检修出线断路器时不至于造成停电，故采用双母线分段接线方式；对于110KV电压等级，共2回出线90MW，故可以采用单母线分段接线方式；对于330KV电压等级，虽然也是2回出线，但容量为340MW8%500-245-65-500，占较大的输出比例，可见其对接线要求较高，故采用双母线带旁路母线接线方式。3二、主接线设计2.1主接线设计原则电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定与电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。1、主接线设计依据（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）负荷的大小和重要性；（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。2、主接线设计的基本要求（1）可靠性可靠性要求主接线满足：断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电；尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性；大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。（2）灵活性灵活性要求主接线满足：调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求；检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。（3）经济性经济性要求主接线满足：投资省；占地面积小；电能损失少。2.2备选主接线方案根据上述分析及要求，结合各方面的优缺点，在淘汰了一些相对较差的电气主接线方案之后，现初步拟定以下两种主接线方案：4方案1：方案2：2.3技术经济指标对比在经济性方面，通过对变压器、断路器、母线等的成本比较发现，这两种方案的花费相差不大。5在可靠性方面，两个方案的各电压等级的母线在故障检修时都能很好地保障电力供应，但方案1和方案2相比，不同之处是在330KV和110KV的联系上。方案1采用三绕组变压器连接330KV和110KV这两个电压等级的母线，而方案2采用三绕组变压器分别连接330KV和110KV两个电压等级的母线。对于方案1来说，330KV和110KV两个电压等级之间可以相互备用，当某一个发生大的故障时可以切换到另一个的母线上以维持供电，确保了电力供应的可靠性。在灵活性方面，两个方案都能够很好地切除故障，操作难易程度相差不大，但方案1由于其三绕组变压器连接的巧妙性在运行时会更加灵活。综上所述，选择方案1作为主接线方案。2.4拟定主接线6三、厂（站）用电设计3.1厂用负荷分类及容量统计1、厂用负荷分类根据厂用电设备在生产中的作用，以及中断供电时对人身、设备、生产的影响，厂用电负荷可以分为五类：（1）