火力發(fā)電廠電氣主接線課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、、/' 、 刖百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(yùn)行的可靠性、靈活性。對(duì)電氣設(shè)備的 選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)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(jì)性三方面綜合考慮并設(shè)計(jì)?？煽啃园? 發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)中的地位；負(fù)荷性質(zhì)和類別；設(shè)備的制造水平；長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)際 經(jīng)驗(yàn)。靈活性包括：操作的方便性；調(diào)度的方便性；擴(kuò)建的方便性。經(jīng)濟(jì)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(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行可 行性分析，得出結(jié)

2、論：本設(shè)計(jì)適合實(shí)際應(yīng)用。教育資料1對(duì)原始資料的分析火力發(fā)電廠共有兩臺(tái)50MVWJ供熱式機(jī)組，兩臺(tái)300MVWJ凝汽式機(jī)組。所以Pmax=700M;W 機(jī)組年利用小時(shí)Tmax=6500h設(shè)計(jì)電廠容量：2*50+2*300=700MW占系統(tǒng)總?cè)萘?700/ (3500+700) *100%=16.7%超過系統(tǒng)檢修備用容量8%-15%口事故備用容量10%勺限額。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(shí)數(shù)為 6500h>5000h,遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的平均最大負(fù)荷利用小時(shí)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(jì)電氣主接線時(shí)務(wù)必側(cè)重考慮可能性。10.5KV電壓級(jí)：地方負(fù)荷容

3、量最大為25.35MW共有10回電纜饋線，與50MW®：電機(jī) 端電壓相等，宜采用直饋線。220KV電壓級(jí)：出線回路為5回，為保證檢修出線斷路器不致對(duì)該回路停電，宜采用 帶旁路母線接線方式。500KV6壓級(jí)：與系統(tǒng)有4回饋線，最大可能輸送的電力為700-15-200-700*6%=443MW500KV電壓級(jí)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(jí)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定：當(dāng)每段母線超過 24MWf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(tái)供熱式機(jī)組輸出的電能分別經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)連接至1

4、0.5KV的母線上。10.5KV設(shè)計(jì)11回出線。其中10回為額定電壓10.5KV的負(fù)荷供電，1回線路接升壓變壓器連接至220KV母線進(jìn)線端為220KV母線W4 W5將剩余功率通過主變壓器送往電壓 220KM2.2 220kV 電壓級(jí)出線回路數(shù)大于4回，為使其出線斷路器檢修時(shí)不停電，宜采用雙母線帶旁路接線或 單母線分段式接線。計(jì)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(fù)荷 250MV勺要求。 擬定1臺(tái)300MWL組按發(fā)電機(jī)-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

5、連接，相互交換功率。方案I:220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式。300MW勺凝汽式發(fā)電機(jī)采用發(fā)電機(jī)- 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(fù)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(jí)500KV負(fù)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(tái)300MWL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

6、。出線 5回，4回供電1 回備用。方案II : 500KV采用一臺(tái)半斷路器接線方式綜上，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0300MW ®V 10.5KVW1V5W4廠容.電35KV© 300MWW5W4W3W2nun220KV500KV 50MW火力發(fā)電廠電氣主接線方案I設(shè)計(jì)圖方案II : 10.5KV采用雙母線分段式接線；220KVW線采用單母線分段帶旁路式接線方式；500KV 一臺(tái)半斷路器接線方式火力發(fā)電廠電氣主接線方案II設(shè)計(jì)圖方案III: 10.5

7、KV 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(tái)半斷路器接線方式?；鹆Πl(fā)電廠電氣主接線方案III設(shè)計(jì)圖方案IV: 10.5KV采用雙母線分段式接線；220KVW線采用單母線分段帶旁路式接線方式；500KV®母線四分段帶專用旁路母線接線方式500 r/火力發(fā)電廠電氣主接線方案IV設(shè)計(jì)圖3方案的經(jīng)濟(jì)比較3.1 計(jì)算一次投資該項(xiàng)目取變壓器500萬；500KVK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

8、總投資1=10（1+ 0/100）a為明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)取 90四種方案一次投資統(tǒng)計(jì)表力殺斷路器隔離升關(guān)變壓器設(shè)備總投資Io設(shè)備綜合總投資力殺I10.5KV1647445438631.7220KV1132500KV1131力殺II10.5KV1647445678677.3220KV1125500KV1230力殺III10.5KV1647446238783.7220KV1132500KV1230力殺IV10.5KV1647444878525.3220KV1125500KV11313.2 計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)運(yùn)行期年運(yùn)行費(fèi)C=a1*I+ o2*Ial為檢修維護(hù)費(fèi)率取0.03a 2為折舊費(fèi)率取0.05四

9、種方案年運(yùn)行費(fèi)統(tǒng)計(jì)表力殺設(shè)備綜合總投資年運(yùn)行費(fèi)力殺I8631.7690.536力柔II8677.3694.184力殺III8783.7702.696力柔IV8525.3682.024由以上兩個(gè)表格分析可以看出，四個(gè)方案的投資金額從大到小依次是：方案 III、方 案II、方案I、方案IV。相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性由高到低排列：方案IV方案I方案II方案III 。 會(huì)根據(jù)以上數(shù)據(jù)表明，各個(gè)方案的一次投資和運(yùn)行費(fèi)差距很小，從經(jīng)濟(jì)方面分析，四個(gè)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(gè)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。

10、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(gè)線路具有相當(dāng)高的靈活性，當(dāng)雙母線的兩組母線同時(shí)工 作時(shí)，通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)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(fù)荷可同時(shí)接在母線或副母線上運(yùn)行，當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，將隔離開關(guān)運(yùn)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(tái)斷路器時(shí)，該回路需停 運(yùn)，分段開關(guān)停運(yùn)時(shí)，兩段母線需解列運(yùn)行，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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(yùn)。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

11、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(shí)，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(yùn)行可靠，每一回路由兩臺(tái)斷路器供電， 母線發(fā)生故障時(shí)，任何回路都不停電。檢修時(shí)操作方便，當(dāng)一組母線停支時(shí)，回路不需要切換。任一臺(tái)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(kuò)建。用旁路斷路器帶該回路時(shí)，操作復(fù)雜，增加了誤操作的機(jī)會(huì)。同時(shí)，由于加裝旁路斷路器, 使相應(yīng)的保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化。方案II : 22

12、0KV母線采用單母線分段式接線方式。調(diào)度靈活，接線簡(jiǎn)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(shí)易發(fā)生誤操作。方案II : 500KV采用3/2斷路器接線方式。運(yùn)行調(diào)度靈活，正常時(shí)兩條母線和全部 斷路器運(yùn)行，成多路環(huán)狀供電。從發(fā)展看方案II比方案I更被認(rèn)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(shí)優(yōu)先考慮供電可靠性。從供電可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面分析比較以上的四個(gè)不同的方案決定以第I

13、II方案為最終方案，即10.5KV采用雙母線分段式接線；220KVS線采用雙母線帶旁路接線方式；500KV一臺(tái)半 斷路器接線方式。5結(jié)論對(duì)于發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)，要從可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面來分析。而可靠 性和經(jīng)濟(jì)性往往存在矛盾。對(duì)于發(fā)電廠這類重要的供電場(chǎng)所，主接線直接影響了周圍負(fù)荷 的正常用電，因此其可靠性至關(guān)重要，經(jīng)濟(jì)性要在保證可靠性的基礎(chǔ)上考慮。從最大程度 的保證負(fù)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(jì)性是否可行,設(shè)計(jì)中對(duì)四個(gè)方案的一次投資和年運(yùn)行費(fèi)進(jìn)行了分析和計(jì)算，得出具體的數(shù)值進(jìn)行比較。 從中發(fā)現(xiàn)四個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)投資相差較小，可以認(rèn)為經(jīng)濟(jì)性對(duì)本設(shè)計(jì)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(diǎn)。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(shí)雙母線可以利用其結(jié)構(gòu) 優(yōu)勢(shì)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