发电厂课程设计

长沙理工大学城南学院

发电厂电气主系统

课程设计（论文）任务书城南学院（系）电气工程及其自动化专业1104班

题目3X 200MW 大型火电厂电气主接线设计

任务起止日期；2014年06月16_日

2013 年06 月_27_日

学生姓名_________________ 学号____________________ 指导教师_______________

同组设计者_______________________________

绪论

电能是经济发展最重要的一种能源，可以方便、高效地转换成其他能源形式。提供电能的形式有水利发电，火力发电，风力发电，随着人类社会跨进高科技时代又出现了太阳能发电，磁流体发电等。但对于大多数发展中国家来说，火力发电仍是今后很长一段时期内的必行之路。

火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经济的环境中，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响，虽然现在在我国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。

“十五”期间我国火电建设项目发展迅猛。2001年至2005年8月，经国

家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年

审批项目135个，装机容量107590MW，比上年增长207% ；2005年1至8 月份，审批项目213个，装机容量168546MW，同比增长420%。如果这些火电项目全部投产，届时我国火电装机容量将达 5.82亿千瓦，比2000年增长

145%。

2006 年12月，全国火电发电量继续保持快速增长，但增速有所回落。当月全国共完成火电发电量2266亿千瓦时，同比增长15.5%，增速同比回落1

个百分点，环比回落3.3个百分点；随着冬季取暖用电的增长，火电发电量环比增长较快，12月份与上月相比火电发电量增加223亿千瓦时，环比增长

10.9%。2006年全年，全国累计完成火电发电量23186亿千瓦时，同比增长

15.8%，增速高于2005年同期3.3个百分点。

随着中国电力供应的逐步宽松以及国家对节能降耗的重视，中国开始加大力度调整火力发电行业的结构。

设计说明

由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变

电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本文是对配有3 200MW汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验。

目录

第一章

发电厂电气部分课程设计（论文）任务书 (1)

1.1 拟建火电厂的目的 (1)

1.2 拟建火电厂情况 ............................... 1 设计任务要求 . (2)

设计完成后应提交的文件（或图表、设计图纸）.

4.1 最大负荷电流 (8)

4.2 短路电流计算结果 ............................. 8 5 设备选择 .. (9)

5.1 断路器型式的选择 ............................... 10 5.2 隔离开关的选择 ............................... 10 5.3

母线的选择说明 (10)

5.4电流互感器和电压互感器的选择说明 (11)

第三章 设计计算书 (12)

1 短路电流计算书 (12)

1.1 概述 ...................................... 12 1.2 负荷计算 ................................... 13 1.3 短路计算 .................................... 15 1.4 选择电器设备计算 . (18)

1.4 （一）高压断路器与隔离开关的选择计算 ....................... 18 1.4 （二）隔离开关的选择计算 ........................... 19 1.4 ( 三）母线选择的计算 ........... . (20)

1.4 ( 四）

电流互感器选择 .........

....... 22 1.4 (

五）

电压互感器选择 .........

(24)

实习心得

(26)

主要文献

(27)

(2)

3

1电气主接线的意义和要求 ............

........... 3 2主接线的设计方案： .................

(4)

万案一 .............................. ........... 5 万案二 .............................. .. (6)

万案三 .............................. .. (6)

3负荷计算及变压器的选择 .................

(7)

3.1 主变压器选型 ....................

(7)

3.2

主变压器容量、型号的确定 .......

(7)

4最大负荷电流及短路电流计算结果

.......

(8)

第一章发电厂电气部分课程设计任务书

1对原始材料的分析：

设计电厂为大型凝汽式火力发电厂，其容量为 3 200 = 600MW最大单机容量为

200MW，即具有大型容量的规模，大型机组的特点。其中该发电厂占系统容量的比例为

S=600/5500=10.9%，超过了电力系统的检修备用容量8%-15%和事故备用容量10%的限额，

说明该厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要；且年利用小时为5200h/a>5000h/a。并在系统中承担地区负荷，则主接线的设计着重考虑其可靠性。

本厂投产后，在电力系统中占有相当重要的地位，该厂在未来电力系统中的作用和地位将是主导性的作用。

1.1 拟建火电厂的目的

为了满足某地区周围用电需要，拟建一个火电厂，向周围地区供电，并与220kV和110kV电力系统相连。

1.2 拟建火电厂情况

发电机200MW 机组额定电压U N均为18kV，600MW ;额定功率因数COSf N=0.8 ;电抗：X*(1) =0.4 X*(0) =0.35，

X d'^0.2。

1)系统火电厂220kV共4回线路，其中通过220kV 1回和110kV 2回线

路与系统相连，系统容量5500MVA.

(3)负荷情况

(a)2200kV线路4回，其中备用1回，负荷同时系数为0.9。年利用小时

数5200h，负荷情况如下表1所示。

注：各线路之间的同时率为0.9

220KV、110KV线路参数：正序电抗为0.4 Q /Km，零序电抗为正序电抗的4倍。

0 / 31

火电厂的自用电按装机容量的6%考虑。

（4）保护：各电器主保护动作时间为0,后备保护的动作时间为4秒。

2课题任务要求

2.1能从发电厂、变电所的电气一次系统的功能与工作流程要求出发，制订和分析设计方案, 合理选择主接线和厂所用电接线形式，正确配置主要电气设备。

2.2能按发电厂、变电所电气一次系统的正常工作状况分析和计算负荷与长期发热，合理选择变压器的台数、容量和型式，初选其他主要电气设备的主要额定电气参数。

2.3能按发电厂、变电所电气一次系统的短路工作状况分析和计算短路电流与短时发热与电动力，对初选电气设备进行短路运行能力校验，确定电气设备的电气参数及尺寸。

2.4能绘制电气系统图，图面符合制图标准，尺寸及符号标注正确，技术要求完整合理。

3课题完成后应提交的文件（或图表、设计图纸）

3. 1课程设计论文一份，论文中应包含有：

设计任务书；设计说明书（各电压级各主要的电气设备结果表、短路电流计

算结果表）；计算说明书（负荷计算、各支路最大负荷电流计算、短路电流计

算，设备校验计算等等）；绘制的各种图纸（电气主接线图、厂用电接线图和

220kV配电装置的配置图）和总结等。

第二章火力发电厂电气主接线的确定

1电气主接线的意义和要求

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须处理好各方的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定于电压等级和出线回路数。

电气主接线是由高压电气设备连成的接收和分配电能的电路，是发电厂和变电所最重要的组成部分之一，对安全可靠供电至关重要。因此设计的主接线必须满足如下要求：

(1) 满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求；

(2) 接线简单、清晰，操作简便；

(3) 必要的运行灵活性和检修方便；

(4) 投资少，运行费用低；

(5) 具有扩建的可能性。

电气主接线设计依据：

(1)对于一级负荷必须有两个独立电源供电，切当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。

(2)对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。

(3)对于三级负荷一般只需一个电源供电。

电气主接线的设计原则

电气主接线的设计原则是：应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。

可靠性：衡量可靠的标准，一般是根据主接线型式机主要设备作的可能方式，按一定的规律计算出“不允许”事件发生的规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种主接线型式中择优。

灵活性：是指在调度时，可以灵活的投入和切除发电机、变压器和

线路等；在检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备；在扩建时，可以容易的从初期接线扩建到最终接线。