220KV发电厂电气部分设计

220KV发电厂电气部分设计作者：xzf28文章来源：本站原创点击数：6411 更新时间：2006-12-5第一节原始资料一、题目：200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计二、设计原始资料1、设计原始资料：1）某地区根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台50MW机组，1台100MW机组，发电机端电压为,电厂建成後以10KV电压供给本地区负荷，其中有机械厂、钢厂、棉纺厂等，最大负荷48MW,最小负荷为24MW，最大负荷利用小时数为4200小时，全部用电缆供电，每回负荷不等，但平均在4MW左右，送电距离为3-6KM，并以110KV电压供给附近的化肥厂和煤矿用电，其最大负荷为58MW,最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为4500小时，要求剩余功率全部送入220KV系统，负荷中Ⅰ类负荷比例为30%，Ⅱ类负荷为40%，Ⅲ类负荷为30%。

2）计划安装两台50MW的汽轮发电机组，型号为QFQ-50-2，功率因数为，安装顺序为#1、#2机；安装一台100MW的起轮发电机组，型号为TQN-100-2，功率因数为，安装顺序为#3机；厂用电率为6%，，机组年利用小时T=5800。

max3）按负荷供电可靠性要求及线路传输能力已确定各级电压出现列于下表：4）本厂与系统的简单联系如下图所示：10KV5）计算短路电流资料：220KV电压级与容量为2000MW的电力系统相连，以100MVA为基数值归算到本厂220KV母线上阻抗为，系统功率因数为。

6）厂址条件：厂址位于江边，水源充足，周围地势平坦，具有铁路与外相连。

7）气象条件：绝对最高温度为400C；最高月平均温度为260C；年平均温度为；风向以东北风为主。

2、设计基本内容：1）发电厂电气主接线的设计；2）短路电流计算；3）主要电气设备选择；4）配电装置规划及设计。

3、设计成果1）设计说明书一份2）电气主接线图一张3）10KV配置图一张4）220KV进出线断面图一张第二节对原始资料的分析根据原始资料，本电厂是中型发电厂，比较靠近负荷中心。

本电厂要向本地区的各工厂企业供电，还要与220KV系统相连，并担负着向市区供电，保障市区人民生产和生活用电的责任。

由于本厂的地理位置优越，一般情况下都容易获得燃料，能确保本地区以及附近的工厂、市区的正常供电，还可以向220KV 提供电能。

有资料我们可知，10KV侧可以不用变压而直接向用户供电，本电厂还通过升压，以110KV的电压等级向用户送电。

这里有两电压等级，分别是110KV，有四回出线；220KV，有二回出线，全部负荷有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级负荷。

第一章电气主接线的设计10KV侧（12回出线，预留2回）10KV配电装置出线回路数为6回及以上时，一般采用单母线分段接线。

供应本地区负荷的10KV配电装置，由于采用了制造厂制造的成套开关柜，而且地区电网成环的运行检修水平迅速提高，采用单母分段接线一般能满足运行要求，为了保证供电可靠，3台发电机都接在10KV母线侧上。

110KV侧（4回出线，预留2回）按照《发电厂电气部分课程设计参与资料》规定，在110KV~220KV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线，当出线不超过4回时，一般采用单母现分段接线或者双母线接线。

所以，待设计发电厂110KV接线可考虑以下几个方案，并进行经济和技术比较：1）单母线分段单母分段的主接线方式如图1优点：母线分段后，对重要用户，可以重不同段供电。

另外，当一段母线发生故障时，分段断路器能够自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电。

缺点：当母线故障时，该母线上的回路都要停电，而且扩建时需要向两个方向均衡扩建。

2）双母线接线双母线接线如图2所示：优点：供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于设计。

缺点：增加了一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，增加了投资，操作复杂，占地面积增加。

220KV侧（2回出线，预留1回）根据《发电厂电气部分课程设计参考资料》规定，在110KV~220KV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线。

所以待设计发电厂的220KV 母线接线可以考虑以下几个方案，并进行经济和技术比较。

1）双母线设计双母线接线方式如图3优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。

缺点：由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。

2）双母线带旁路双母线带旁路接线方式如图4优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。

缺点：多装了一台断路器，增加了投资和占地面积，断路器整定复杂，容易造成误操作。

以上两种方按所需的110KV和220KV断路器和隔离开关数如下表所示：由于110KV主要向两家工厂供电，综合考虑供电可靠性与经济性，又方便扩建，我们选择单母线分段的接线方式。

而220KV系统比较重要，我们综合考虑其供电可靠性与经济性，又方便调度运行等，同时又考虑到现时断路器的运行性能已相当稳定可靠，为节约用地，操作方便，我们确定使用双母线接线方式。

第二章主变压器的选择主变压器的选择原则1、主变容量一般按变电所建成后5—10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10—20年的负荷发展。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。

对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。

3、为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。

1）主变容量的确定容量确定公式：所以:查《发电厂电气部分课程设计资料》，选定变压器的容量为180MW.由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查《大型变压器技术数据》选定主变型号为：SSPSL-18000/220主要技术参数如下：额定容量：18000/18000/18000（KVA）额定电压：高压—242±2×% ；中压—121；低压—（KV）连接组标号：YO / YO/Δ12-11空载损耗：239(KW)短路损耗：高中：592 ；中低：810 ；高低：986（KW）阻抗电压（%）：高中：；中低：；高低：空载电流（%）：参考价格：万元所以一次性选择两台SSPSL-18000/220型变压器为主变。

2）厂用电变压器的选择根据设计材料，我们可以确定厂用电负荷S’n所以，我们分别从10KVⅠ母现和10KVⅡ段母线取电共3组，其中10KV厂用。

—6300/10变型号选定：SJL1额定容量：6300（KVA）额定电压：10±5 % ；低压—（KV）连接组标号： Y/Δ-11损耗：空载—总损耗—阻抗电压（%）：空载电流（%）：参考价格：万元第三章短路电流计算短路电流计算的目的在发电厂和变电所电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。

其计算的目的的主要有以下几个方面：1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采用限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流计算。

2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能安全、可靠的工作。

同时又力求节约资金，这就需要按短路情况进行全面校验。

3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线相间和相对地安全距离。

4）在选择继电保护方式和进行整定计算，需以各种短路时的短路电流为依据。

5）接地装置的设计，也需用短路电流。

短路电流计算条件1、基本假定：1）正常工作时，三项系统对称运行2）所有电流的电功势相位角相同3）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间5）不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计6）不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流7）元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围8）输电线路的电容略去不计2、一般规定1）验算导体的电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景的发展计划。

2）选择导体和电器用的短路电流，在电器连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。

3）选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点4）导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。

主变电路系统的电路图如图5所示，等效电路如图6所示发电机和变压器的参数（以100MVA为基准）220KV系统的短路计算电抗：有手册查得：50MW汽轮发电机的Xd”=%,100MW的汽轮发电机的Xd”=%所以由于三侧容量相等，所以主变各绕组阻抗计算如下：变压器各绕组阻抗标幺值：系统等效电路图,如下：短路计算：1、当短路发生在d点时，简化电路如图7所示，短路标幺值如下：所以：有名值：冲击电流：全电流最大有效值：短路容量：2、d2点短路当短路点为d2时，最后简化的等效电路图所示：短路电流的标幺值：有名值：冲击电流：全电流最大有效值：短路容量：3、d3点短路当短路点为d3时，最后简化的等效电路图所示：短路电流的标幺值：有名值：冲击电流：全电流最大有效值：短路容量：短路计算结果列表于下：第四章导体和电气设备的选择正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。

在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电气设备。

尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。

电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。

本设计，电气设备的选择包括：短路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、避雷器的选择，导线的选择。

电气设备选择的一般原则：1、应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要2、应按当地环境条件校验3、应力求技术先进与经济合理4、选择导体时应尽量减少品种5、扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致6、选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。

同时，所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验。

各种高压设备的一般技术条件如下表：第一节断路器和隔离开关的选择断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。

根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在10KV~220KV的电网一般选用少油断路器，而当少油断路器不能满足要求时，可以选用SF断路器。