火力發(fā)電廠電氣主接線設計

1、fpg原始數(shù)據(jù)某火力發(fā)電廠原始資料如下：裝機4臺，分別為供熱式機組2 ´ 50MW（UN = 6.3kV），凝汽式機組2 ´ 100MW（UN = 10.5kV），廠用電率6.2%，機組年利用小時Tmax = 6500h。系統(tǒng)規(guī)劃部門提供電力負荷及與電力系統(tǒng)連接情況資料如下：(1) 6.3kV電壓級最大負荷30MW，最小負荷25MW，cosj = 0.8，電纜饋線10回；(2) 220kV電壓級最大負荷260MW，最小負荷210MW，cosj = 0.85，架空線5回；(3) 500kV電壓級與容量為3500MW電力系統(tǒng)連接，系統(tǒng)歸算到本電廠500kV母線上電抗標么值xS*

2、 = 0.021（基準容量為100MVA），500kV架空線4回，備用線1回。摘要根據(jù)設計要求，本課程設計是對2*100MW+2*50MW發(fā)電廠進行電氣主接線進行設計。首先對給出原始資料和數(shù)據(jù)進行分析和計算，對發(fā)電廠工程情況和電力系統(tǒng)情況進行了解。在設計過程中根據(jù)發(fā)電廠各部分廠用電要求，設計發(fā)電廠各電壓等級電氣主接線并選擇各變壓器型號；進行參數(shù)計算，設計兩個及以上方案，進行方案經(jīng)濟比較最后對廠用電電氣主接線方案進行確定。關鍵詞：發(fā)電廠 主接線 變壓器目錄1 前言12 原始資料分析13 主接線方案擬定23.1 6.3kV電壓級23.2 220kV電壓級23.3 500kV電壓級23.4主接線方案

3、圖24 變壓器選擇44.1 主變壓器44.2 聯(lián)絡變壓器55 方案經(jīng)濟比較65.1 一次投資計算66 主接線最終方案確定77 結論88 參考文獻9fpgfpg1 前言電力是我國主要能源行業(yè)，是國民經(jīng)濟基礎產(chǎn)業(yè)和公共事業(yè)，是資金密集裝置型產(chǎn)業(yè)，同時也是資源密集型產(chǎn)業(yè)。無論是電源還是電網(wǎng)，在建設和生產(chǎn)運營中有需要占有和消費大量，貫穿于電力規(guī)劃、設計建設一直到生產(chǎn)運營全過程。電力工業(yè)長足發(fā)展和電力高效利用，是社會經(jīng)濟進步和節(jié)約型社會建設根本保障。隨著我國經(jīng)濟實力不斷增強，電力工業(yè)正在迅速發(fā)展，全國發(fā)電裝機容量一再突破，中國已經(jīng)成為世界上名副其實電力生產(chǎn)和消費大國。雖然我國電力產(chǎn)業(yè)有了長足進步，但是和

4、發(fā)達國家相比還是有一定差距。因此發(fā)展中國電力工業(yè)仍然是主要任務。根據(jù)設計要求任務，此次課程設計可以使我對這學期所學知識更進一步鞏固和加強，并從中獲得一些較為實際經(jīng)驗。由于在設計過程中查閱了大量相關資料，所以開始逐步掌握了查閱運用資料能力，又可以總結這學期所學電力工業(yè)部分相關知識，為以后工作打下了堅實基礎。2 原始資料分析1、根據(jù)原始資料，本發(fā)電廠為中型發(fā)電廠，2*50+2*100=300MW占電力系統(tǒng)總容量300/（3500+260+30）=7.9%，未超過電力系統(tǒng)檢修備用容量8%10%和事故備用容量10%限額，說明該發(fā)電廠在未來電力系統(tǒng)中地位不是至關重要。2、該發(fā)電廠為火力發(fā)電廠，年利用小時

5、數(shù)為6500h，大于電力系統(tǒng)平均年利用小時數(shù)，說明該發(fā)電廠在系統(tǒng)中承擔基荷。所以該發(fā)電廠主接線任務應該考慮其可靠性。3、從負荷特點及電壓等級可知，6.3kV電壓等級負荷最大為30MW，共有10回采用直饋線即可。220kV電壓等級負荷在最大為260MW，采用架空線。500kV電壓等級負荷有4回饋線呈弱聯(lián)系形式與電力系統(tǒng)連接，故該廠500kV可靠性要求應當較高。3 主接線方案擬定3.1 6.3kV電壓級6.3kV電壓等級主接線出線共有10回，且發(fā)電廠單機容量為50MW,大于有關設計規(guī)程對選用單母線分段接線沒端上不宜超過12MW規(guī)定 ，則確定為雙母線分段接線形式，2臺50MW機組分別接在兩段母線上,

6、由于兩臺機組均接在6.3kV上，有較大短路電流，應在分段處假裝母線電抗器，各條電纜饋線上裝設出線電抗器。該電廠T1、T2三繞組變壓器除擔任將6kV母線上剩余電能按負荷分配送往220kV及500kV兩級電壓系統(tǒng)任務外，還能在當任意一側故障或檢修時，保證其余兩級電壓系統(tǒng)之間并列聯(lián)系，保證可靠供電。3.2 220kV電壓級220kV出線回路數(shù)共有5回，為使其出線斷路器檢修時不停電，應采用單母線分段帶旁路接線或雙母線帶旁路母線，以保證其供電可靠性和靈活性。單機容量100MW發(fā)電機G3、G4采用雙繞組變壓器分別接成單元接線，直接將電能送入220kV系統(tǒng)，便于實現(xiàn)機、爐、電單元集中控制或機、爐集中控制，亦

7、避免發(fā)電機電壓級電能多次變壓送入系統(tǒng)，從而減少了損耗。單元接線省去了發(fā)電機出口斷路器，提高了供電可靠性。為了檢修調(diào)試方便在發(fā)電機與變壓器之間裝設了隔離開關。3.3 500kV電壓級由于該發(fā)電廠要送入500kV系統(tǒng)電能較少，500kV可采用一臺半斷路器接線或者是雙母線分段接線，采用雙母線運行時,平時應該分開運行，以減少故障時短時電流，如有重要用戶可采用雙回路分別接在不同分段上進行供電。3.4主接線方案圖方案一：6.3kv接線方式采用雙母線分段，220kv接線方式采用雙母線帶旁路接線方式，500kv接線方式采用一臺半斷路器接線方式，接線電路圖如圖3-1所示。方案二：6.3kv接線方式采用雙母線分段

8、，220kv接線方式采用雙母線帶旁路接線方式，500kv接線方式采用雙母線分段接線方式，接線電路圖如圖3-2。 圖3-1方案一 擬設計火電廠主接線示意圖fpg圖3-2 方案二 擬設計火電廠主接線示意圖4 變壓器選擇4.1 主變壓器1、具有發(fā)電機母線接線主變壓器接于發(fā)電機電壓母線與升高電壓母線之間主變壓器容量按下列條件選擇：當發(fā)電機電壓母線上負荷最小時，應能將發(fā)電廠最大剩余電力送至系統(tǒng)。式中 發(fā)電機電壓母線上機組容量之和發(fā)電機電壓母線上最小負荷發(fā)電機額定功率因數(shù)負荷功率因數(shù)廠用電率n發(fā)電機電壓母線上主變壓器臺數(shù)2×50×(1-6.2%)/0.8-25/0.8 /2=43 (M

9、VA)所以可以選用額定容量為50MVA6.6kV /220kV主變壓器2、單元接線變壓器發(fā)電廠單元接線中主變壓器容量應按發(fā)電機額定容量扣除本機組廠用負荷后留有10%裕度來選擇。1.1×100×(1-6.2%)/0.85=121.4 (MVA)式中一一發(fā)電機額定容量 -發(fā)電機額定功率因數(shù)廠用電率4.2 聯(lián)絡變壓器聯(lián)絡變壓器容量一般不應小于接在兩種電壓母線上最大一臺機組容量，以保證最大一臺機組故障或檢修時，通過聯(lián)絡變壓器來滿足本側負荷要求，同時，也可以在線路檢修或故障時，通過聯(lián)絡變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。220kV電壓等級上容量為259.6MW，而發(fā)電機最大容量為100MW

10、，不能滿足220kV電壓等級容量要求，需要從500kV系統(tǒng)中倒送給220kV，需要倒送容量為259.6-100=159.6MW，所以在選擇聯(lián)絡變壓器時候，可根據(jù)倒送容量選擇。5 方案經(jīng)濟比較5.1 一次投資計算方案一經(jīng)濟預算：（1）單臺設備價格每個斷路器價格為170元，每個隔離開關價格是30元，雙繞組變壓器價格是50萬、三繞組變壓器價格是100萬。（2）經(jīng)濟預算方案一斷路器是30個，隔離開關是70個，雙繞組變壓器是2兩個，三繞組變壓器是2個，所以方案一總投資為30×170+70×30+500000×2+1000000×2=305100，年運行費用為：C=

11、a×A+a1×I+a2×I,a1取0.003，a2取0.005，A在兩個方案中相同。方案二經(jīng)濟預算：（1）單臺設備價格每個斷路器價格為170元，每個隔離開關價格是30元，雙繞組變壓器價格是50萬、三繞組變壓器價格是100萬。（2）經(jīng)濟預算方案二中斷路器個數(shù)是30個，隔離開關個數(shù)是72個，雙繞組變壓器是2兩個，三繞組變壓器是2個，所以方案二總投資為30×170+72×30+500000×2+1000000×2=305160，年運行費用為：C=a×A+a1×I+a2×I,a1取0.003，a2取0.

12、005，A在兩個方案中相同，方案年運行費用為=+在兩個方案中i，n假設都是相同，因為方案二設備總費用比方案一設備總費用多，所以方案二大于方案一，所以總年費用方案二更多一些。6 主接線最終方案確定在經(jīng)濟行上比較之后，方案一年費用比較少，而且方案一可靠性，靈活性，更比方案二要好一些，通過定性分析，和可靠性及經(jīng)濟計算，在可靠性，靈活性上方案一更加占優(yōu)勢，這主要由于500kV電壓級采用一臺半斷路器接線方式高可靠性指標，而且經(jīng)濟上更比方案二要好，所以綜合分析，決定采用方案一位最終方案。7 結論在本次課程設計中，通過對火力發(fā)電廠原始資料分析，以及火力發(fā)電廠設計規(guī)程和要求，對2*50MW+2*100MW火力發(fā)電廠電氣主接線進行了基本設計，在課程設計中主要從主接線方案擬定、變壓器選擇、方案經(jīng)濟比較等幾個方面進行介紹和簡單設計。在電氣主接線設計中，保證其可靠性同時，同時還要考慮其經(jīng)濟性、靈活性和靈敏性，以便于在以后發(fā)電廠擴建。經(jīng)過論證，6.3 kV采用雙母線分段接線，220 kV采用雙母線帶旁路母線接線，500