火力發(fā)電廠(chǎng)電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)

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

2、 = 0.021（基準(zhǔn)容量為100MVA），500kV架空線(xiàn)4回，備用線(xiàn)1回。摘要根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本課程設(shè)計(jì)是對(duì)2*100MW+2*50MW發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行電氣主接線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先對(duì)給出原始資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，對(duì)發(fā)電廠(chǎng)工程情況和電力系統(tǒng)情況進(jìn)行了解。在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)發(fā)電廠(chǎng)各部分廠(chǎng)用電要求，設(shè)計(jì)發(fā)電廠(chǎng)各電壓等級(jí)電氣主接線(xiàn)并選擇各變壓器型號(hào)；進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，設(shè)計(jì)兩個(gè)及以上方案，進(jìn)行方案經(jīng)濟(jì)比較最后對(duì)廠(chǎng)用電電氣主接線(xiàn)方案進(jìn)行確定。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠(chǎng) 主接線(xiàn) 變壓器目錄1 前言12 原始資料分析13 主接線(xiàn)方案擬定23.1 6.3kV電壓級(jí)23.2 220kV電壓級(jí)23.3 500kV電壓級(jí)23.4主接線(xiàn)方案

3、圖24 變壓器選擇44.1 主變壓器44.2 聯(lián)絡(luò)變壓器55 方案經(jīng)濟(jì)比較65.1 一次投資計(jì)算66 主接線(xiàn)最終方案確定77 結(jié)論88 參考文獻(xiàn)9fpgfpg1 前言電力是我國(guó)主要能源行業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公共事業(yè)，是資金密集裝置型產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是資源密集型產(chǎn)業(yè)。無(wú)論是電源還是電網(wǎng)，在建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中有需要占有和消費(fèi)大量，貫穿于電力規(guī)劃、設(shè)計(jì)建設(shè)一直到生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)全過(guò)程。電力工業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展和電力高效利用，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和節(jié)約型社會(huì)建設(shè)根本保障。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，電力工業(yè)正在迅速發(fā)展，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量一再突破，中國(guó)已經(jīng)成為世界上名副其實(shí)電力生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。雖然我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是和

4、發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有一定差距。因此發(fā)展中國(guó)電力工業(yè)仍然是主要任務(wù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求任務(wù)，此次課程設(shè)計(jì)可以使我對(duì)這學(xué)期所學(xué)知識(shí)更進(jìn)一步鞏固和加強(qiáng)，并從中獲得一些較為實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。由于在設(shè)計(jì)過(guò)程中查閱了大量相關(guān)資料，所以開(kāi)始逐步掌握了查閱運(yùn)用資料能力，又可以總結(jié)這學(xué)期所學(xué)電力工業(yè)部分相關(guān)知識(shí)，為以后工作打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2 原始資料分析1、根據(jù)原始資料，本發(fā)電廠(chǎng)為中型發(fā)電廠(chǎng)，2*50+2*100=300MW占電力系統(tǒng)總?cè)萘?00/（3500+260+30）=7.9%，未超過(guò)電力系統(tǒng)檢修備用容量8%10%和事故備用容量10%限額，說(shuō)明該發(fā)電廠(chǎng)在未來(lái)電力系統(tǒng)中地位不是至關(guān)重要。2、該發(fā)電廠(chǎng)為火力發(fā)電廠(chǎng)，年利用小時(shí)

5、數(shù)為6500h，大于電力系統(tǒng)平均年利用小時(shí)數(shù)，說(shuō)明該發(fā)電廠(chǎng)在系統(tǒng)中承擔(dān)基荷。所以該發(fā)電廠(chǎng)主接線(xiàn)任務(wù)應(yīng)該考慮其可靠性。3、從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，6.3kV電壓等級(jí)負(fù)荷最大為30MW，共有10回采用直饋線(xiàn)即可。220kV電壓等級(jí)負(fù)荷在最大為260MW，采用架空線(xiàn)。500kV電壓等級(jí)負(fù)荷有4回饋線(xiàn)呈弱聯(lián)系形式與電力系統(tǒng)連接，故該廠(chǎng)500kV可靠性要求應(yīng)當(dāng)較高。3 主接線(xiàn)方案擬定3.1 6.3kV電壓級(jí)6.3kV電壓等級(jí)主接線(xiàn)出線(xiàn)共有10回，且發(fā)電廠(chǎng)單機(jī)容量為50MW,大于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)選用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)沒(méi)端上不宜超過(guò)12MW規(guī)定 ，則確定為雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)形式，2臺(tái)50MW機(jī)組分別接在兩段母線(xiàn)上,

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

7、避免發(fā)電機(jī)電壓級(jí)電能多次變壓送入系統(tǒng)，從而減少了損耗。單元接線(xiàn)省去了發(fā)電機(jī)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(jī)與變壓器之間裝設(shè)了隔離開(kāi)關(guān)。3.3 500kV電壓級(jí)由于該發(fā)電廠(chǎng)要送入500kV系統(tǒng)電能較少，500kV可采用一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)或者是雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)，采用雙母線(xiàn)運(yùn)行時(shí),平時(shí)應(yīng)該分開(kāi)運(yùn)行，以減少故障時(shí)短時(shí)電流，如有重要用戶(hù)可采用雙回路分別接在不同分段上進(jìn)行供電。3.4主接線(xiàn)方案圖方案一：6.3kv接線(xiàn)方式采用雙母線(xiàn)分段，220kv接線(xiàn)方式采用雙母線(xiàn)帶旁路接線(xiàn)方式，500kv接線(xiàn)方式采用一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)方式，接線(xiàn)電路圖如圖3-1所示。方案二：6.3kv接線(xiàn)方式采用雙母線(xiàn)分段

8、，220kv接線(xiàn)方式采用雙母線(xiàn)帶旁路接線(xiàn)方式，500kv接線(xiàn)方式采用雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)方式，接線(xiàn)電路圖如圖3-2。 圖3-1方案一 擬設(shè)計(jì)火電廠(chǎng)主接線(xiàn)示意圖fpg圖3-2 方案二 擬設(shè)計(jì)火電廠(chǎng)主接線(xiàn)示意圖4 變壓器選擇4.1 主變壓器1、具有發(fā)電機(jī)母線(xiàn)接線(xiàn)主變壓器接于發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)與升高電壓母線(xiàn)之間主變壓器容量按下列條件選擇：當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上負(fù)荷最小時(shí)，應(yīng)能將發(fā)電廠(chǎng)最大剩余電力送至系統(tǒng)。式中 發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上機(jī)組容量之和發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上最小負(fù)荷發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)負(fù)荷功率因數(shù)廠(chǎng)用電率n發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上主變壓器臺(tái)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(xiàn)變壓器發(fā)電廠(chǎng)單元接線(xiàn)中主變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組廠(chǎng)用負(fù)荷后留有10%裕度來(lái)選擇。1.1×100×(1-6.2%)/0.85=121.4 (MVA)式中一一發(fā)電機(jī)額定容量 -發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)廠(chǎng)用電率4.2 聯(lián)絡(luò)變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線(xiàn)上最大一臺(tái)機(jī)組容量，以保證最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器來(lái)滿(mǎn)足本側(cè)負(fù)荷要求，同時(shí)，也可以在線(xiàn)路檢修或故障時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。220kV電壓等級(jí)上容量為259.6MW，而發(fā)電機(jī)最大容量為100MW

10、，不能滿(mǎn)足220kV電壓等級(jí)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(luò)變壓器時(shí)候，可根據(jù)倒送容量選擇。5 方案經(jīng)濟(jì)比較5.1 一次投資計(jì)算方案一經(jīng)濟(jì)預(yù)算：（1）單臺(tái)設(shè)備價(jià)格每個(gè)斷路器價(jià)格為170元，每個(gè)隔離開(kāi)關(guān)價(jià)格是30元，雙繞組變壓器價(jià)格是50萬(wàn)、三繞組變壓器價(jià)格是100萬(wàn)。（2）經(jīng)濟(jì)預(yù)算方案一斷路器是30個(gè)，隔離開(kāi)關(guān)是70個(gè)，雙繞組變壓器是2兩個(gè)，三繞組變壓器是2個(gè)，所以方案一總投資為30×170+70×30+500000×2+1000000×2=305100，年運(yùn)行費(fèi)用為：C=

11、a×A+a1×I+a2×I,a1取0.003，a2取0.005，A在兩個(gè)方案中相同。方案二經(jīng)濟(jì)預(yù)算：（1）單臺(tái)設(shè)備價(jià)格每個(gè)斷路器價(jià)格為170元，每個(gè)隔離開(kāi)關(guān)價(jià)格是30元，雙繞組變壓器價(jià)格是50萬(wàn)、三繞組變壓器價(jià)格是100萬(wàn)。（2）經(jīng)濟(jì)預(yù)算方案二中斷路器個(gè)數(shù)是30個(gè)，隔離開(kāi)關(guān)個(gè)數(shù)是72個(gè)，雙繞組變壓器是2兩個(gè)，三繞組變壓器是2個(gè)，所以方案二總投資為30×170+72×30+500000×2+1000000×2=305160，年運(yùn)行費(fèi)用為：C=a×A+a1×I+a2×I,a1取0.003，a2取0.

12、005，A在兩個(gè)方案中相同，方案年運(yùn)行費(fèi)用為=+在兩個(gè)方案中i，n假設(shè)都是相同，因?yàn)榉桨付O(shè)備總費(fèi)用比方案一設(shè)備總費(fèi)用多，所以方案二大于方案一，所以總年費(fèi)用方案二更多一些。6 主接線(xiàn)最終方案確定在經(jīng)濟(jì)行上比較之后，方案一年費(fèi)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(guò)定性分析，和可靠性及經(jīng)濟(jì)計(jì)算，在可靠性，靈活性上方案一更加占優(yōu)勢(shì)，這主要由于500kV電壓級(jí)采用一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)方式高可靠性指標(biāo)，而且經(jīng)濟(jì)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(jié)論在本次課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)火力發(fā)電廠(chǎng)原始資料分析，以及火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)程和要求，對(duì)2*50MW+2*100MW火力發(fā)電廠(chǎng)電氣主接線(xiàn)進(jìn)行了基本設(shè)計(jì)，在課程設(shè)計(jì)中主要從主接線(xiàn)方案擬定、變壓器選擇、方案經(jīng)濟(jì)比較等幾個(gè)方面進(jìn)行介紹和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。在電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)中，保證其可靠性同時(shí)，同時(shí)還要考慮其經(jīng)濟(jì)性、靈活性和靈敏性，以便于在以后發(fā)電廠(chǎng)擴(kuò)建。經(jīng)過(guò)論證，6.3 kV采用雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)，220 kV采用雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)，500