3×100 MW火力发电厂电气部分设计

发电厂电气部分课程设计

课 程 设 计 任 务 书 题目 学生姓名 3×100 MW火力发电厂电气部分设计 白和 学号 200805080424 专业班级 电气0801 设 计 内 容 及 基 本 要 求 1、设计的要求 1、分析原始资料 2、设计主接线 3、计算短路电流 4、电气设备选择 2、设计内容 1、电厂为3台100MW汽轮发电机组，一次设计完成。 2、有220 kV 和110kV两级电压与系统连接，220KV出线有4回，每回出线最大输送容量为50MVA；110KV出线有3回，每回出线输送容量为35MVA。本厂无6～10 kV及35 kV出线。 3、气象条件：年最高温度38℃，年最低温度-7℃。 4、 系统阻抗在最大运行方式下（SJ=100MVA），与110kV系统的联系阻为0.012， 与220kV系统的联系阻抗为0.068，两系统均视为无穷大容量系统。 5、发电机参数：型号：QFN-100-2 Pe=100MW Ue=10.5kV Ie=6475A cosφ=0.85 Xd”=0.183 起始时间 指导教师签名 系（教研室）主任签名 学生签名 年 月 日 至 年 月 日 年 月 日 年 月 日 白 和 年 月 日

一、前言

一、设计任务的内容

3×100 MW火力发电厂电气部分设计

1、电厂为3台100MW汽轮发电机组，一次设计完成。

2、有220 kV 和110kV两级电压与系统连接，220KV出线有4回，每回出线最大 输送容量为50MVA；110KV出线有3回，每回出线输送容量为35MVA。本厂无 6～10 kV及35 kV出线。

3、气象条件：年最高温度38℃，年最低温度-7℃。 4、 系统阻抗在最大运行方式下（SJ=100MVA），与110kV系统的联系阻为0.012， 与220kV系统的联系阻抗为0.068，两系统均视为无穷大容量系统。 5、发电机参数：型号：QFN-100-2 Pe=100MW Ue=10.5kV Ie=6475A cosφ=0.85 Xd”=0.183 二、设计的目的

发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训 练，通过课程设计的实践达到： 1、巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”等课程的理论知识。 2、熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。 3、掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和内容。 4、学习工程设计说明书的撰写。

5、培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。 三、设计的原则

电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。电气主接线设计的基本原则是以设计任务书问为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，以保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便、尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 四、设计的要求 1、分析原始资料 2、设计主接线 3、计算短路电流 4、电气设备选择

五、主接线设计的依据

1、发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用 2、发电厂、变电所的分期和最终建设规模 3、负荷大小和重要性 4、系统备用容量大小

5、系统专业对电气主接线提供的具体资料 六、对电气主接线的基本要求 可靠性、经济性、灵活性

二、原始资料的分析

一、本工程情况：从原始资料分析，所要求设计的发电厂类型为大中容量火电厂， 总装机容量为300MW，单机容量为100MW。

二、电力系统情况：一次设计完成。系统阻抗在最大运行方式下（SJ=100MVA），与110kV系统的联系阻抗为0.012，与220kV系统的联系阻抗为0.068，两系统均视为无穷大容量系统。

三、负荷情况：有220 kV 和110kV两级电压与系统连接，220KV出线有4回， 每回出线最大输送容量为50MVA；110KV出线有3回，每回出线输送容量为35MVA。 本厂无6~10 kV及35 kV出线。

四、气象条件：年最高温度38℃，年最低温度-7℃

三、主接线方案的确定

一、主接线方案拟定

1、变压器台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母系，发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，为了能使电源和线路功率均衡的分配 ，采用两台三绕组变压器与两种升高电压母线连接，另外一台变压器选用双绕组变压器只与220kV母线连接。

二、主接线方案：

1、220kV电压级。出线回路数为4回，每回出线最大输送容量为50MVA。为使其出线断路器检修时不停电，应采用单母分段带旁路接线或双母线带旁路接线，以保证其供电的可靠性和灵活性。因为本厂无6～10 kV及35 kV出线，所以直接是发电机与变压器相连升压。

2、110kV电压级。出线回路数为3回，每回出线输送容量为35MVA。同样为使其出现断路器检修时不停电，应采用单母分段带旁路接线或双母线带旁路接线，这里的旁路断路器不用设专用旁路断路器，可以用分段断路器兼作旁路断路器。

根据变压器的组合方案拟定主接线的初步方案，并依据对主接线的基本要求，从技术上进行论证各方的优、缺点，淘汰了一些较差的方案，保留了两个技术上相对较好的方案。如图（1）和（2）：

三、主接线方案确定

通过比较两种方案的可靠性、灵活性、经济性学则最佳方案。 项目 可靠性 方案一 方案二 灵活性 检修出线断路器时不至使供电更加可靠，通过两组供电中断 母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至使供电中断 旁路的倒闸操作比较复调度灵活，各个电源和各杂，增加了误操作的机会，回路负荷可以任意分配到也使保护及自动化系统复某一组母线上，能灵活地杂化 适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要 使用较多的断路器与隔离开关，增加了旁路间隔和旁路母线，每回间隔增加一个隔离开关，大大的增加了投资 母联断路器兼做旁路断路器，可以减少设备，节省了投资 经济性 结论 从以上三个角度论证了方案二都要比方案一明显占优势，主要是方案二使用两种主变压器，使电源和线路功率均衡分配；使用比方案一更少的断路器，减少了经济投资。所以比较论证后确定采用方案二

220kV110kVGGG 图（1） 双母带旁路接线（方案一）

220kV110kVGGG 图（2） 单母分段带旁路接线（方案二）

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