火力發(fā)電廠電氣主接線課程設(shè)計(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上前言電氣主接線代表了發(fā)電廠和變壓所高電壓、大電流的電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響電力生產(chǎn)運行的可靠性、靈活性。對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、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(guān)系。本火電廠電氣主接線主要從可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三方面綜合考慮并設(shè)計?？煽啃园ǎ喊l(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)中的地位；負荷性質(zhì)和類別；設(shè)備的制造水平；長期運行實際經(jīng)驗。靈活性包括：操作的方便性；調(diào)度的方便性；擴建的方便性。經(jīng)濟性包括：節(jié)省投資；降低損耗等。綜合以上三方面的考慮展開火電廠電氣主接線的設(shè)計，并對設(shè)計進行可行性分析，得出結(jié)論：本設(shè)計

2、適合實際應(yīng)用。1 對原始資料的分析火力發(fā)電廠共有兩臺50MW的供熱式機組，兩臺300MW的凝汽式機組。所以Pmax=700MW；機組年利用小時Tmax=6500h。設(shè)計電廠容量:2*50+2*300=700MW；占系統(tǒng)總?cè)萘?00/（3500+700）*100%=16.7%；超過系統(tǒng)檢修備用容量8%-15%和事故備用容量10%的限額。說明該廠在系統(tǒng)中的作用和地位至關(guān)重要。由于年利用小時數(shù)為6500h>5000h,遠大于電力系統(tǒng)發(fā)電機組的平均最大負荷利用小時數(shù)。該電廠在電力系統(tǒng)中將主要承擔(dān)基荷，從而在設(shè)計電氣主接線時務(wù)必側(cè)重考慮可能性。10.5KV電壓級：地方負荷容量最大為25.35MW，

3、共有10回電纜饋線，與50MW發(fā)電機端電壓相等，宜采用直饋線。220KV電壓級：出線回路為5回，為保證檢修出線斷路器不致對該回路停電，宜采用帶旁路母線接線方式。500KV電壓級：與系統(tǒng)有4回饋線，最大可能輸送的電力為700-15-200-700*6%=443MW。500KV電壓級的界限可靠性要求相當(dāng)高。2 主接線方案的擬定2.1 10.5kV電壓級根據(jù)設(shè)計規(guī)程規(guī)定：當(dāng)每段母線超過24MW時應(yīng)采用雙母線分段式接線方式。利用斷路器將雙母線中的一組母線分為W1和W2兩段，在分段處裝有電抗器，另一組母線不分段。2臺供熱式機組輸出的電能分別經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)連接至10.5KV的母線上。10.5KV設(shè)計1

4、1回出線。其中10回為額定電壓10.5KV的負荷供電，1回線路接升壓變壓器連接至220KV母線進線端為220KV母線W4、W5，將剩余功率通過主變壓器送往電壓220KV。2.2 220kV電壓級出線回路數(shù)大于4回，為使其出線斷路器檢修時不停電，宜采用雙母線帶旁路接線或單母線分段式接線。計算從10KV送來的剩余容量：2*50-(20+10*14/26)+2*50*6%=68.62MW<250MW，不能滿足220KV最大負荷250MV的要求。擬定1臺300MW機組按發(fā)電機-變壓器單元接線形式接至220KV母線上。由聯(lián)絡(luò)變壓器與500KV接線連接，相互交換功率。方案I:220KV母線采用雙母線

5、帶旁路接線方式。300MW的凝汽式發(fā)電機采用發(fā)電機-變壓器的接線方式，由變壓器高壓側(cè)引出線連接至220kv母線上。出線端共接線路6回，其中1回線路連接變壓器接至500KV母線。其余5回線路連接電抗器并為額定電壓220KV的負荷供電。方案II:220KV母線采用單母線分段式接線方式。出線方式與方案I相同。2.3 500kV電壓級500KV負荷容量大，為保證可靠性，有多種接線形式，經(jīng)分析擬定兩種接線方案。將一臺300MW機組與變壓器組成單元接線，直接將功率送往500KV電力系統(tǒng)。方案I： 500KV采用雙母線四分段帶專用旁路母線接線方式。出線5回，4回供電1回備用。方案II：500KV采用一臺半斷

6、路器接線方式。 綜上，擬定的方案一共有4種：方案I：10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式；500KV雙母線四分段帶專用旁路母線接線方式?；鹆Πl(fā)電廠電氣主接線方案I設(shè)計圖方案II：10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用單母線分段帶旁路式接線方式；500KV一臺半斷路器接線方式?；鹆Πl(fā)電廠電氣主接線方案II設(shè)計圖方案III: 10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式；500KV一臺半斷路器接線方式?；鹆Πl(fā)電廠電氣主接線方案III設(shè)計圖方案IV：10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用單母線分段帶旁路式接線

7、方式；500KV雙母線四分段帶專用旁路母線接線方式?；鹆Πl(fā)電廠電氣主接線方案IV設(shè)計圖3 方案的經(jīng)濟比較3.1 計算一次投資該項目取變壓器500萬；500KV斷路器100萬；220KV斷路器40萬；10.5KV斷路器5萬；500KV隔離開關(guān)20萬；220KV隔離開關(guān)8萬；10.5KV隔離開關(guān)1萬。設(shè)備總投資I0=I(變壓器)+I(斷路器)+I(隔離開關(guān))綜合總投資I=I0(1+/100)為明顯的附加費用比例系數(shù)取90四種方案一次投資統(tǒng)計表方案斷路器隔離開關(guān)變壓器設(shè)備總投資Io設(shè)備綜合總投資方案I10.5KV1647445438631.7220KV1132500KV1131方案II10.5KV1

8、647445678677.3220KV1125500KV1230方案III10.5KV1647446238783.7220KV1132500KV1230方案IV10.5KV1647444878525.3220KV1125500KV11313.2 計算年運行費運行期年運行費C=1*I+2*I1為檢修維護費率 取0.032為折舊費率 取0.05四種方案年運行費統(tǒng)計表方案設(shè)備綜合總投資年運行費方案I8631.7690.536方案II8677.3694.184方案III8783.7702.696方案IV8525.3682.024 由以上兩個表格分析可以看出，四個方案的投資金額從大到小依次是：方案III

9、、方案II、方案I、方案IV。相應(yīng)的經(jīng)濟性由高到低排列：方案IV>方案I>方案II>方案III。會根據(jù)以上數(shù)據(jù)表明，各個方案的一次投資和運行費差距很小，從經(jīng)濟方面分析，四個方案都可行。4 主接線最終方案的確定4.1方案的可靠性比較10.5KV側(cè)：4個方案均采用雙母線分段式接線。200KV側(cè)：方案I：220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式。可靠性極高，故障率低的變壓器的出口不裝斷路器，投資較省，整個線路具有相當(dāng)高的靈活性，當(dāng)雙母線的兩組母線同時工作時，通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開后，變電所負荷可同時接在母線或副母線上運行，當(dāng)母線故障或

10、檢修時，將隔離開關(guān)運行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作。方案II: 220KV母線采用單母線分段式接線方式。檢修任一臺斷路器時，該回路需停運，分段開關(guān)停運時，兩段母線需解列運行，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不致失電，另一段母線上其它線路需停運。500KV側(cè)：方案I：500KV采用雙母線四分段帶專用旁路接線方式。供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當(dāng)一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復(fù)供電。方案II：500KV采用3/2斷路器接線方式。運行可靠，每一回路由兩臺斷路器供電，母線發(fā)生故障時，任何回路都不停電。 檢修時操作方

11、便，當(dāng)一組母線停支時，回路不需要切換。任一臺斷路器檢修，各回路仍按原接線方式工作，不需切換。4.2方案的靈活性比較220KV側(cè)：方案I：220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式。檢修方便、調(diào)度靈活、便于擴建。用旁路斷路器帶該回路時，操作復(fù)雜，增加了誤操作的機會。同時，由于加裝旁路斷路器，使相應(yīng)的保護及自動化系統(tǒng)復(fù)雜化。方案II：220KV母線采用單母線分段式接線方式。調(diào)度靈活，接線簡單，易于拓建。500KV側(cè)： 方案I：500KV采用雙母線四分段帶專用旁路接線方式。檢修方便、調(diào)度靈活、易于操作，但由于接線方式較復(fù)雜，倒閘時易發(fā)生誤操作。 方案II：500KV采用3/2斷路器接線方式。運行調(diào)度靈活

12、，正常時兩條母線和全部斷路器運行，成多路環(huán)狀供電。從發(fā)展看方案II比方案I更被認同和使用。4.3方案最終確定該系統(tǒng)是發(fā)電廠的主接線，發(fā)電廠的出線線路的供電可靠性至關(guān)重要，為了保證周圍企業(yè)和居民能夠正常用電，必須在綜合考慮三方面時優(yōu)先考慮供電可靠性。從供電可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三個方面分析比較以上的四個不同的方案決定以第III方案為最終方案，即10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式；500KV一臺半斷路器接線方式。5 結(jié)論對于發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計，要從可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三個方面來分析。而可靠性和經(jīng)濟性往往存在矛盾。對于發(fā)電廠這類重要的供電場所，主接線直接影響

13、了周圍負荷的正常用電，因此其可靠性至關(guān)重要，經(jīng)濟性要在保證可靠性的基礎(chǔ)上考慮。從最大程度的保證負荷用電的安全可靠方面考慮應(yīng)選擇方案I、III?？紤]到方案在經(jīng)濟性是否可行，設(shè)計中對四個方案的一次投資和年運行費進行了分析和計算，得出具體的數(shù)值進行比較。從中發(fā)現(xiàn)四個方案的經(jīng)濟投資相差較小，可以認為經(jīng)濟性對本設(shè)計的影響較小。從主接線的靈活性方面分析，雙母線的接線方式和單母線的接線方式均具有靈活操作的特點。所不同的是雙母線的倒閘操作較單母線復(fù)雜，易發(fā)生誤操作；與此同時雙母線可以利用其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢有更為多樣的調(diào)度方式，增加了操作的方便性。綜合以上方面的考慮，確定選定方案III為最終方案。該方案能夠保證供電的安全可靠，具有一定的經(jīng)濟性，同時在接線上力求簡單、方便調(diào)度，保證了操