火電廠電氣部分設(shè)計(jì)

發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目火力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師院（系、部）專業(yè)班級學(xué)號姓名日期課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)評分模板

課程設(shè)計(jì)成績評定表學(xué)期2012/2013第一學(xué)期姓名專業(yè)班級課程名稱發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)題目火力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)^^一成績評分項(xiàng)目優(yōu)良中及格不及格設(shè)計(jì)表現(xiàn)1、設(shè)計(jì)態(tài)度非常認(rèn)真認(rèn)真較認(rèn)真不認(rèn)真2、設(shè)計(jì)紀(jì)律嚴(yán)格遵守遵守基本遵守少量違反嚴(yán)重違反3、獨(dú)立工作能力強(qiáng)較強(qiáng)能獨(dú)立設(shè)計(jì)完成基本獨(dú)立設(shè)計(jì)完成不能獨(dú)立設(shè)計(jì)完成4、上交設(shè)計(jì)時(shí)間提早或按時(shí)按時(shí)遲交半天遲交一天遲交一天以上設(shè)計(jì)說明書5、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)方柔良好,設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容完整，結(jié)果正確設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)方柔合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容較完整，極少量錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路較清B,結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有少量錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路基本清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有些錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路不清晰，結(jié)構(gòu)方案不合理，關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)選擇宿錯(cuò)誤,調(diào)理清楚，內(nèi)容不完整，有明顯錯(cuò)誤6、設(shè)計(jì)書寫、字體、排版規(guī)范、整潔、有條理，排版較規(guī)范、整潔、有條理，基本規(guī)范、整潔、有條理，基本規(guī)范、整潔、有條理,不規(guī)范、不整潔、無條理,很好個(gè)別排版有問題個(gè)別排版有問題排版有問題較多排版有問題很大7、封面、目錄、參考文獻(xiàn)完整較完整基本完整缺項(xiàng)較多不完整圖紙8、繪圖效果很出色較出色較差很差9、布局合理、美觀較合理基本合理有些混亂布局混亂10、繪圖工程標(biāo)準(zhǔn)符合標(biāo)準(zhǔn)較符合標(biāo)準(zhǔn)基本符合標(biāo)準(zhǔn)個(gè)別不符合標(biāo)準(zhǔn)完全不符合標(biāo)準(zhǔn)評定說明：不及格標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)內(nèi)容一項(xiàng)否決制,即5為不及格,整個(gè)設(shè)計(jì)不及格,其她4項(xiàng)否決；優(yōu)、良、中、及格標(biāo)準(zhǔn)：以設(shè)計(jì)內(nèi)容為主體，其她項(xiàng)超過三分之一為評定標(biāo)準(zhǔn)，否則評定為下一等級；如優(yōu)秀評定，設(shè)計(jì)內(nèi)容要符合5,其余九項(xiàng)要有4項(xiàng)符合才能評定為優(yōu)，否則評定為良好，以此類推。最終成績：評定教師簽字：發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目火力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)所提供得某火力發(fā)電廠原始資料（詳見附1）,完成以下設(shè)計(jì)任務(wù)1、對原始資料得分析2、主接線方案得擬定3、方案得經(jīng)濟(jì)比較4、主接線最終方案得確定三、設(shè)計(jì)計(jì)劃本課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周，具體安排如下：第1天:查閱相關(guān)材料，熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)第2~3天:分析原始資料，擬定主接線方案第4天:方案得經(jīng)濟(jì)比較第5~6天:繪制主接線方案圖，整理設(shè)計(jì)說明書第7天:答辯四、設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)必須按照設(shè)計(jì)計(jì)劃按時(shí)完成設(shè)計(jì)成果包括設(shè)計(jì)說明書(模板及格式要求詳見附2與附3)一份、主接線方案圖(A3)一張答辯時(shí)本人務(wù)必到場指導(dǎo)教師:教研室主任:時(shí)間:2013年1月13日設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及主要內(nèi)容一、原始數(shù)據(jù)某火力發(fā)電廠原始資料如下：裝機(jī)4臺(tái)，分別為供熱式機(jī)組250MW(Un=10、5kV),凝汽式機(jī)組2300MW(Un=15、75kV),廠用電率6%,機(jī)組年利用小時(shí)Tmax=6500h。系統(tǒng)規(guī)劃部門提供得電力負(fù)荷及與電力系統(tǒng)連接情況資料如下:10、5kV電壓級最大負(fù)荷23、93MW,最小負(fù)荷18、93MW,cos=0、8,電纜饋線10回;220kV電壓級最大負(fù)荷253、93MW,最小負(fù)荷203、93MW,cos=0、85,架空線5回;500kV電壓級與容量為3500MW得電力系統(tǒng)連接，系統(tǒng)歸算到本電廠500kV母線上得電抗標(biāo)么值xS*=0、021(基準(zhǔn)容量為100MVA),500kV架空線4回,備用線1回。二、主要內(nèi)容對原始資料得分析主接線方案得擬定10kV電壓級220kV電壓級500kV電壓級方案得經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算一次投資計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)主接線最終方案得確定電氣主接線就是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)得首要部分，也就是構(gòu)成電力系統(tǒng)得主要環(huán)節(jié)，它直接影響著整個(gè)系統(tǒng)得安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電氣主接線又稱為電氣一次接線，它就是將電氣設(shè)備以規(guī)定得圖形與文字符號，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順及相關(guān)要求繪制得單相接線圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站高電壓、大電流得電氣主體結(jié)構(gòu)，就是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得重要組成部分。它直接影響電力生產(chǎn)運(yùn)行得可靠性、靈活性，同時(shí)對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置與控制方式等諸多方面都有決定性得關(guān)系。因此，主接線設(shè)計(jì)必須經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟(jì)得充分論證比較，綜合考慮各個(gè)方面得影響因素，最終得到實(shí)際工程確認(rèn)得最佳方案，滿足電氣主接線可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性得基本要求。關(guān)鍵字:電氣主接線；設(shè)計(jì);可靠性；靈活性;經(jīng)濟(jì)性。目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1前言12對原始資料得分析13主接線方案得擬定23、110kV電壓級23、2220kV電壓級23、3500kV申，壓級2\o"CurrentDocument"4方案得經(jīng)濟(jì)比較34、1計(jì)算一次投資34、2計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)35主接線最終方案得確定4\o"CurrentDocument"6結(jié)論7\o"CurrentDocument"7參考文獻(xiàn)81前言電氣主接線得設(shè)計(jì)就是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)得主體。它與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參熟、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性得要求等密切相關(guān),并對電氣設(shè)備選擇與布置,繼電保護(hù)與控制方式都有較大得影響。因此,設(shè)計(jì)主接線必須結(jié)合電力系統(tǒng)與發(fā)電廠或變電站得具體情況,全面分析有關(guān)影響因素,正確處理它們之間得關(guān)系,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較,合理選擇主接線方案。本次設(shè)計(jì)就是對某火力發(fā)電廠得主接線設(shè)計(jì),根據(jù)原始資料及相關(guān)參數(shù)分析,考慮電氣主接線得基本要求,進(jìn)行方案得經(jīng)濟(jì)比較,電氣主接線得形式得比較,進(jìn)行正確得主接線設(shè)計(jì),并計(jì)算一次投資與年運(yùn)行費(fèi)用。對原始資料得分析1)工程情況:發(fā)電廠得運(yùn)行方式及年利用小時(shí),都直接影響著主接線設(shè)計(jì)。一般,承擔(dān)基荷為主得電廠年利用小時(shí)數(shù)在5000h以上；承擔(dān)腰荷煩人發(fā)電廠在30005000h承擔(dān)峰荷得發(fā)電廠在3000h以下。設(shè)計(jì)內(nèi)容中火力發(fā)電廠得年利用小時(shí)為6500>5000h。設(shè)計(jì)電廠得容量:2>50+2>^00=700MW,本設(shè)計(jì)中就是火電廠，所以優(yōu)先承擔(dān)基荷。2)電力系統(tǒng)情況：電廠容量占系統(tǒng)總?cè)萘繛?00/(3500+700)100%=16、7%,超過系統(tǒng)檢修備用容量8%15%,也超過了事故備用容量10%得限額。綜上,在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)應(yīng)以供電可靠性為主選擇接線形式。從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級可知,10kV電壓等級上得地方負(fù)荷容量不大,共有10回電纜饋線,與50MW得機(jī)端電壓相等,采用直饋線為宜。300MW發(fā)電機(jī)組得出口電壓為15、75kV,既無直配負(fù)荷,又無特殊得要求,應(yīng)該采用單元接線得形式,可以節(jié)省價(jià)格昂貴得發(fā)電機(jī)出口短路器,又利于配電裝置得布置;220kV電壓級出線回路數(shù)為5回,為了保證檢修出線短路器不致對該回路停電,采用帶旁路母線形式為宜;500kV與系統(tǒng)有4回饋線,呈強(qiáng)聯(lián)系形式并送出本廠最大可能得電力為700—18、93—203、93—700X6%=435、14MW。可見，該廠500kV級得接線對可靠性要求很高。3主接線方案得擬定、110kV電壓級單母線接線適用于小容量發(fā)電廠得發(fā)電機(jī)電壓配電裝置,一般每段母線上所接發(fā)電容量為12MW左右,每段母線上出線不多于5回。本設(shè)計(jì)中10KV電壓級上接有50MW得供熱機(jī)組，遠(yuǎn)大于12MW,應(yīng)確定為雙母線分段接線形式。2臺(tái)50MW機(jī)組分別接在兩段母線上,剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓220kV。2臺(tái)50MW機(jī)組接于10kV母線上,有較大得短路電流,應(yīng)在分段處加裝母線電抗器,各條電纜饋線上裝設(shè)出線電抗器。選擇變壓器時(shí),應(yīng)保證當(dāng)接在發(fā)電機(jī)母線上得最大一臺(tái)機(jī)組檢修或者因供熱機(jī)組熱負(fù)荷變動(dòng)而需限制本廠輸出功率時(shí),發(fā)電機(jī)母線上最大負(fù)荷得需要。設(shè)計(jì)內(nèi)容中10kV電壓得最大負(fù)荷為23、93MW,遠(yuǎn)小于100MW發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量，即使在發(fā)電機(jī)檢修或升壓變壓器檢修得情況下,也可保證該電壓等級負(fù)荷要求,因而10kV電壓級與220kV電壓之間按弱聯(lián)系考慮,只裝設(shè)1臺(tái)主變壓器。3、2220kV電壓級出線回路數(shù)為5回,為了使其出現(xiàn)斷路器檢修時(shí)不停電,應(yīng)該采用單母線分段帶旁路母線接線或雙母線帶旁路母線接線,以保證供電得可靠性與靈活性。其進(jìn)線從10kV送來剩余容量2X50—[(100X6%)+23、93]=70、07MW,不能滿足220kV最大負(fù)荷253、93MW得要求。因此,采用1臺(tái)300MW機(jī)組按照發(fā)電機(jī)—變壓器單元接線形式接至220kV母線上,其剩余容量或機(jī)組檢修時(shí)不足容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與500kV接線連接,彼此之間相互交換功率。3、3500kV電壓級500kV負(fù)荷容量大,其主接線就是本廠向系統(tǒng)輸送功率得主要接線方式,為保證可靠性,可能有多種接線方式,經(jīng)定性分析篩選后,可以選用得方案有雙母線帶旁路母線接線與一臺(tái)半斷路器接線,通過聯(lián)絡(luò)變壓器與220kV連接,并通過一臺(tái)三繞組變壓器聯(lián)系220kV與10kV電壓，以提高可靠性，一臺(tái)300MW機(jī)組與變壓器^^成單元接線，直接將功率送到500kV電力系統(tǒng)。因此，通過以上組合，共有4種可能得接線方案。方案1為220kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，500kV側(cè)采用一臺(tái)半斷路器接線；方案2為220kV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線，500kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線；方案3為220kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，500kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線；方案4為220kV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線，500kV側(cè)采用一臺(tái)半斷路器接線。通過篩選，分析，方案3所用得設(shè)備比其它幾種得多，500kV采用雙母線分段接線與一臺(tái)半斷路器接線相比，經(jīng)濟(jì)上也無優(yōu)勢，且占地面積大；而方案4中220kV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線得可靠性與靈活性不夠高，所以保留前兩種可能得接線方案。4方案得經(jīng)濟(jì)比較采用最小費(fèi)用法對擬定得兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，兩方案中得相同部分不參與比較計(jì)算，只對相異部分進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容包括一次投資、年運(yùn)行費(fèi)。4、1計(jì)算一次投資(1)綜合總投資得計(jì)算式為一主體設(shè)備得綜合投資，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、母線、配電裝置及明顯得增修橋梁、公路與拆遷等費(fèi)用。一不明顯得附加費(fèi)用比例系數(shù)，如基礎(chǔ)加工、電纜溝道開挖費(fèi)用等。220kV系統(tǒng)取70,110kV取90。方案1參與比較部分得設(shè)備折算到施工年限得總投資為6954、7萬元，方案2參與比較部分得設(shè)備折算到施工年限得總投資為6720、4萬元。4、2計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)火電廠使用年限按n=25年，電力行業(yè)預(yù)期投資回報(bào)率i=0、1,則方案1得年費(fèi)用為i1in?0.110.125AC1Imn一Cm6954.71016.291781.3萬兀1i110.11,在計(jì)算出第2方案得折算年總投資及年運(yùn)行費(fèi)用之后,可得到方案2得年費(fèi)用為萬元。5主接線最終方案得確定通常,經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算,求得年費(fèi)用AC最小方案者,即為經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)方案;然而,主接線最終方案得確定還必須從可靠性、靈活性等多方面綜合評估,包括大型電廠、變電站對主接線可靠性若干指標(biāo)得定量計(jì)算,最后確定最終方案。通過經(jīng)濟(jì)計(jì)算,方案2占優(yōu)勢。但本設(shè)計(jì)中可靠性指標(biāo)占有重要地位,所以,必須進(jìn)行可靠性比較。10kV側(cè)：兩種方案均采用雙母線分段式接線方案1:220kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線,500kV側(cè)采用一臺(tái)半斷路器接線:220kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線,雙母線接線得供電可靠性高,通過兩組母線隔離開關(guān)得倒換操作,可以檢修一組母線而不致使供電中斷,雙母線可以帶旁路母線,用旁路斷路器替代檢修中得回路斷路器工作,使該回路不致停電;各個(gè)電源與各回路負(fù)荷可以任一分配到某一組母線上,靈活性很高;500KV采用3/2斷路器接線方式,運(yùn)行可靠,運(yùn)行時(shí),兩組母線與同一串得3個(gè)斷路器都投入工作,稱為完整串運(yùn)行,任一母線故障或檢修,均不致停電,任一斷路器檢修也不引起停電;甚至于兩組母線同時(shí)故障得極端情況下,功率仍能繼續(xù)傳送。方案1得可靠性非常高。如圖5、1所示。

圖5、1設(shè)計(jì)得火電廠主接線方案1示意圖方案2:220kV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線,500kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線；220kV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線，檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)，由旁路斷路器代替需要檢修得斷路器工作，可靠性較高，但就是靈活性卻不如雙母線接線；500kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，與一臺(tái)半斷路器得可靠性相比都很高，但就是經(jīng)濟(jì)上不占優(yōu)勢。所以比較起來，方案2得可靠性與靈活性沒有方案1得好。綜合可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性得指標(biāo)，確定方案1為最終方案，即220kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線,500kV側(cè)采用一臺(tái)半斷路器接線6結(jié)論電氣主接線就是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)得首要部分，也就是構(gòu)成電力系統(tǒng)得主要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行電氣主接線得設(shè)計(jì)時(shí)，要