300MW凝汽式发电厂设计

发电厂电气部分课程设计题目300MW凝汽式火电厂设计学院名称信息技术学院指导教师姜新通职称副教授班级电气6班同组成员王勇吴海龙王振王志飞王艳年王小龙2013年4月25日目录1.原始资料............................................................................................................12.对原始资料的分析............................................................................................13、电气主接线.....................................................................................................2、主接线的设计原则和要求.......................................................................................23.2、主接线方案的选择..............................................................................................33.3、厂用电接线的选择..............................................................................................54、变压器的选择与计算.....................................................................................64.1变压器的选择原则................................................................................................64.2确定变压器台数及容量......................................................................................65.短路电流计算接线图及其等值电路................................................................95.1.按短路条件进行校验..........................................................................................125.2主要电气设备的选择..........................................................................................145.3电气设备选择的结果表......................................................................................256.工程概算............................................................................................................26结束语..................................................................................................................27参考文献........................................................................................................281300MW凝汽式发电厂设计1.原始资料本电厂为凝气式发电厂，第一期工程装设两台N-300-2型发电机组。发电机额定电压为20KV，额定功率为：300WM，COSΦ=0.85，Xd=15.59%，本期工程装设两台相同容量的机组。本期工程以220KV线路8回路与系统联系，220KV母线系统正序阻抗标幺值（当取Sj=100MVA时）为X1=0.1，零序阻抗标幺值为X0=0.03.厂用电率按8%考虑。高压厂用电为6KV;低压厂用电为380/220V.本厂位于某县城边缘，距离负荷中心约30公里，供电半径为70公里。场址地势平坦，高出百年水位，平均海拔高度为100米。补给水水源距离电厂25公里，年最高温度为40度，土壤温度为30度。年最低温度为零下30度，年平均气温为15摄氏度。2.对原始资料的分析1.设计电厂为大中型火电厂，其容量为2×300=600MW.该电厂为凝汽式发电厂，在电力系统中将承担主要基荷，从而该厂的主接线设计务必着重考虑其可靠性。300KV的发电机的额定电压为20KV，拟采用单元形式，不设发电机出口断路器。有利于节省投资及简化装置。220KV线路采用8回路与系统相连.2.环境情况由原始资料可知，当地海拔高100m，故可采用非高原型的电气设备；当地年最高温度为40度，年最低温度为-33度，年最高温度为28度，土壤温度为30度，气象条件无其他特殊要求。从气候上看这里明显是北方，因此选择设备时要选择即耐高温又耐寒的。3.设备情况2原始资料中给出了两台发电机的容量，这里对单台300MW发电机设备的型号进行选择。根据原始资料中给出了发电机的容量，可选择出发电机的型号。3、电气主接线、主接线的设计原则和要求发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。（1）可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是：①断路器检修时，能否不影响供电。②线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。③发电厂全部停运的可能性。④对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。（2）灵活性①调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。②检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。（3）经济性①投资省：主接线应简单清晰，控制、保护方式不过于复杂，适当限制断路器电流②占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。③电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。33.2、主接线方案的选择3.2.1方案设计1）单元接线其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。本设计中机组容量为300MW，所以发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。2）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线优点：在正常工作时，旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关，都是断开的，旁路母线不带电，通常两侧的开关处于合闸状态，检修时两两互为热备用；检修QF时，可不停电；可靠性高，运行操作方便。缺点：增加了一台旁路断路器的投资。3）单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线优点：可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便；4）双母线接线优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。缺点：由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。5）双母线带旁路母线的接线优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。缺点：多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。方案一：300MW发电机G-1,G-2通过双绕组的变压器与220kv母线连接，220kv电压级出线为8回，采用双母线接线，并且带旁路母线能提高供电的可靠性。方案二：有方案一，我们很容易想到110kv母线采用单母线分段带旁路连接，220kv母线采用双母线连接。43.2.2比较并确定主接线方案在所实现的目的要求相差不大的情况下，采用最小费用法对拟定的两方案进行经济比较，两方案中的相同部分不参与比较计算，只对相异部分进行计算，计算内容包括投资，年运行费用。很容易知道当采用单母线分段带旁路的时候，必须多增加较多断路器，这在稳定的可靠性，及经济上都是不具有优势的，因此采用方案一。接线图如图2-1所示。W3W2W1图2-1主接线图53.3、厂用电接线的选择厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用电负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常，事故，检修等各种运行方式的要求；还应适当注意经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。此外，在设计厂用电系统接线时还要对供电电压等级，厂用供电电源及其引接进行分析和论证。火电厂的辅助机械多、容量大，供电网络复杂，其主要负荷分布在锅炉、气机、电气、输煤、出灰、化学水处理以及辅助车间和公用电气部分，因此，厂用电以单母线分段接线形式合理地分配厂用各级负荷。现将该火电厂的厂用电接线的系统图设计示于图2-2。W4图2-2厂用电接线图64、变压器的选择与计算4.1变压器的选择原则主变压器的选择原则（1）为节约投资及简化布置，主变压器应选用三相式。（2）为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负（荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。（3）在高、中系统均为中性点直接接地系统的情况下，可考虑采用自耦变压器。当经常由低、高压侧向中压侧送电或由低压侧向高、中压侧送电时，不宜使用自耦变压器。（4）对潮流方向不固定的变压器，经计算采用普通变压器不能满足调压要求是，可采用有载调压变压器。二、厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为：（1）变压器原、副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。（2）变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。（3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用设备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。4.2确定变压器台数及容量7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，所以不设发电机母线，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，300WM发电机组的主变压器选用两绕组变压器2台。向本厂供电变压器选用三相式两绕组变压器4台，厂用备用电源选用两绕组变压器1台。表3-1发电机参数发电机G-1、G-2的额定容量为300MW，扣除厂用电后经过变压