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1、东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 电气工程课程设计 题 目 某发电厂的电气主接线及厂用电系统设计 院 系 电气信息工程学院电气工程系 专业班级 电气 1 学生姓名 学生学号 指导教师 2012年 7月 18 日东北石油大学课程设计任务书课程 电气工程课程设计 题目 某发电厂的电气主接线及厂用电系统设计 专业 电气工程及其自动化 姓名 学号 主要内容：对一中型发电厂主接线进行设计。电气主接线是发电厂的主体局部，它说明了各种设备的数量及连接情况。它与电力系统、电厂动能参数、根本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。
2、因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比拟，合理的选择主接线方案。参考资料：1 刘笙. 电气工程根底M. 科学出版社，2002.2 何仰赞. 电力系统分析M. 华中科技大学出版社，2002.4 丁德劭. 怎样读新技术标准电气一次接线图M. 中国水利水电出版社，2021.5 卓乐友. 电气工程设计手册电气二次局部M. 中国电力出版社，1989.6 弋东方. 电力工程电气设备手册电气一次部M. 中国电力出版社，2002.完成期限 2021.7.10至2021.7.18 指导教师 专业负责人 2011年 7 月 9 日目 录
3、1 设计要求12 电气主接线13 厂用电设计33.1 接线要求33.2 设计原那么33.3 厂用电源34 发电机型号确实定45 变压器型号确实定45.1 变压器容量确实定45.2 变压器型号确实定46 电气设备的选择57 防雷保护的规划77.1 220KV侧避雷器的选择和校验77.2 110KV侧避雷器的选择和校验88 结 论9参考文献10附 录111 设计要求（1） 确定电气主接线。拟设两种电气主接线方案，通过可靠性、灵活性及经济性进行比拟，选择其中较好的一种方案。（2） 厂用电设计。（3） 发电机确实定：在电气主接线方案确定的前提下，通过电压等级及发电机容量选择适宜的发电机。（4） 变压器
4、确实定：在发电机型号确定后，通过计算算出变压器的额定容量，选择适宜的变压器。（5） 器件的选择：选择出适宜的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器。2 电气主接线电气主接线的设计两种方案第一种方案：220kV侧采用双母带旁路接线，110kV侧也采用双母带旁路接线。其简略主接线如图2.1所示。 主接线第一种方案图第二种方案：220kV侧采用双母线接线，110kV侧采用单母分段带旁路接线。其主接线如图2.2所示。图2.2 主接线第二种方案图现对这两个方案进行综合比拟，结果如表2-1：表2-1 两种方案的比拟方案工程方案一方案二可靠性1220kV 110kV 均采用双母带旁路，可靠性较高。
5、1110kV接线简单，设备本身故障率少；2220kV没有旁母，故障或检修时，停电时间较长；3) 110kV侧采用单母分段带旁路，对于一级负荷来说可靠性低。灵活性1各电压级接线方式灵活性都好；2220KV电压级接线易于扩建；3110KV电压级用联络变压器连接，灵活性好。1)各种电压级接线都不便于扩建和开展。经济性1无论是110kV,220kV设备都比拟多，投资较大。1110kV设备相对多，投资较大；2220kV设备少，投资小。本设计主要考虑主接线的可靠性和灵活性，经济性只做参考，所以通过比拟，现确定第一方案为设计最终方案。3 厂用电设计3.1 接线要求1各机组的厂用电系统应是独立的，特别是200
6、MW及以上机组。2全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。3充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动备用电源能在短时内投入。4充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，也便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。5200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。3.2 设计原那么厂用电的设计原那么与主接线的设计原那么根本相同，主要有：1接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机平安运转。2接线应灵活的适应正常、事故、检修等
7、各种运行方式的要求。3厂用电源的对应供电性。4设计还应适当注意其经济性和开展的可能性并积极慎重的采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和先进性。5在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引线和厂用电接线形式等问题，进行分析和论证。3.3 厂用电源发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作要求，除应满足具有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。一般电厂中，都以启动电源兼作备用电源。本设计中每台发电机从各单元机组的变压器低压侧接引一台高压工作厂用变压器作为6kV厂用电系统的工作电源。为了能限制厂用电系统的短路电流，以便是6kV系统能采
8、用轻型断路器，并能保证电动机自启动时母线电压水平和满足厂用电缆截面等技术经济指标要求，高压工作厂用变压器选用分裂变压器，其低压分裂绕组分别供6kV两个分段厂用母线。为满足机组启动时厂用电供电和作为高压工作变压器的备用，每两台机组配备一台启动备用变压器。启动备用变压器电源引自升高电压母线，采用明备用方式。厂用电接线图见附录1所示。4 发电机型号确实定本次设计为火电厂的设计，所以应选用汽轮式发电机。汽轮式发电机是用汽轮机驱动的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，使叶片转动而带动发电机发电，做功后的废汽经凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。本次设计拟定选用的发电
9、机容量为200MW，选择发出的电压为10.75kV，所以选择发电机型号为QFSN-200-2。5 变压器型号确实定5.1 变压器容量确实定1发电机变压器单元接线中的主变容量应按发电机额定容量扣除本机组厂用电后，留有10%的裕度来确定。主变容量一般按变电所建成后510年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期1020年的负荷开展。 2高、中压电网的联络变压器应按两级电网正常与检修状态下可能出现的最大功率交换确定容量，其容量一般不应低于接在两种电压母线上最大一台机组的容量。3小型电厂机端电压母线上的升压变压器的容量选择条件为：1接于该母线上的发电机处于全开满载状态而母线负荷包括厂用电又最小时能将全部剩
10、余功率送出。2发电机开机容量最小、母线负荷最大时，经主变压器倒送的功率。3两台变压器并列运行互为备用时，其原那么与前述联络变压器同。由于变压器的检修周期长，而且它可与该母线上的发电机检修相配合，因此不需因检修增加容量。 综合分析，本设计主变压器容量确实定是根据发电机容量确定的，容量通过计算：选择等级240MVA。110%是考虑到厂用电后，留有10%的裕度。5.2 变压器型号确实定1） 相数确实定变压器按相数不同可分为单项和三相两种。对于本设计，电压等级为10.5KV及220KV，所以采用三相变压器。采用三相变压器比单相变压器合理之处在于，三相变压器的损失比单相的平均低12%15%，有效材料重量
11、方面的节省为20%，同时在占地、配电装置复杂性上均有优越性。2） 绕组数确实定对于本设计，由于发电机容量选择为240MW，所以选用双绕组变压器加三绕组联络变压器这套方案。本设计的联络变压器的容量选择：根据要求选择两台240MVA的联络变压器。综上所述，我们这次课程设计所选定的主变压器为SFP7-240000/220，联络变压器为SFPS7-150000/220。主变压器为SFP7-240000/220主要技术参数如表5-1。表5-1 主变压器的主要技术参数额定容量连接组标号额定电压空载损耗短路阻抗%240000kVAYNd11高压：220/242 200kW12-14 联络变压器为SFPS7-
12、240000/220主要技术参数如图5-2。表5-2 联络变压器主要参数额定容量连接组标号额定电压空载损耗阻抗电压%240000kVA高压：24222.5%中压：121 168(KW)高中：12 中低：22上下：86 电气设备的选择1断路器的选择220KV侧母联断路器选用SW6-220/1200型少油断路器。220KV侧旁路断路器选用LW11-220系列六氟化硫断路器。110KV侧旁路的断路器选用SW4110W型高压断路器。2隔离开关的选择220KV侧母联隔离开关选用GW7-220(W)型隔离开关。110KV侧旁路的隔离开关选用 GW5-110型高压断路器。3电流互感器的选择由于220KV母联
13、与变高220KV侧的运行条件相应，故同样选用LCLWD3-220 型CT。联络变压器220KV侧与变高220KV侧的运行条件相应，故同样选用LCLWD3-220 型CT。联络变压器110KV的CT选择电流互感器LCWB6-110W2。110KV母线、出线CT均选择电流互感器LB1-110。4电压互感器的选择1220kV侧电压互感器的选择： b.二次电压：按表6-1所示选用所需二次额定电压UN。表6-1 电压互感器技术参数绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统用于中性点不接地或经消弧线圈接地二次额定电压100100c.准确等级：用于发电机、变压器、
14、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，所有计算的电度表，其准确等级要求为0.5级。供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为级。用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。2110KV侧电压互感器的选择型式：采用串联绝缘油浸式式电压互感器，作电压、电能测量及继电保护用。电压：额定一次电压：,准确等级：用户保护，测量、计量用，其准确等级为0.5级。电压：额定一次电压：,准确等级：用于估计电压数值和周期，其准确等
15、级为3级。查?发电厂电气局部?选定PT型号：YDR-110，其参数如表6-2。 表6-2 电压互感器技术参数型号额定电压KV最大容量VA一次绕组二次绕组辅助绕组YDR-11012007 防雷保护的规划7.1 220KV侧避雷器的选择和校验（1） 型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。2额定电压的选择： 因此选 FCZ-220避雷器，其参数如下表7-1：表7-1 避雷器参数型号额定电压kV灭弧电压有效值kV工频放电电压有效值kV不大于kV冲击残压不大于kV不小于不大于FCZ-2202202525035807107403灭弧电压校验：最高工作允许电压：直接接地：，满足要求。4工频放电电
16、压校验：下限值：上限值：上、下限值均满足要求。5残压校验：，满足要求。6冲击放电电压校验：，满足要求。所以，所选FCZ-220 型避雷器满足要求。7.2 110KV侧避雷器的选择和校验（1） 型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。2额定电压的选择：因此选FCZ-110避雷器，其参数如下表7-2： 表7-2 避雷器参数型号额定电压kV灭弧电压有效值kV工频放电电压有效值kV不大于kV冲击残压不大于kV不小于不大于FCZ-1102201262552903453653灭弧电压校验：最高工作允许电压：直接接地：，满足要求。4工频放电电压校验：下限值：上限值：上、下限值均满足要求。5残压校验
17、：，满足要求。6冲击放电电压校验：，满足要求。所以，所选FCZ-110型避雷器满足要求。8 结 论1. 本次设计的发电厂具有可靠性、灵活性、经济性，并能够满足工程建设规模要求。2. 采用的电气主接线具有供电可靠、运行检修方便等特点。3. 本次设计着重对发电机、变压器的选择进行详细计算。4. 选择适宜的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器。参考文献1 刘笙. 电气工程根底M. 科学出版社，20022 何仰赞. 电力系统分析M. 华中科技大学出版社，20023 丁德劭. 怎样对新技术标准电气一次接线图M. 中国水利水电出版社，4 卓乐友. 电气工程设计手册电气二次局部M. 中国电力出版社，19
18、895 弋东方. 电力工程电气设备手册电气一次部M. 中国电力出版社，20026 曹绳敏. 电力系统课程设计及毕业设计参考资料M. 东南大学出版社7 楼樟达，李扬. 发电厂电气设备M. 中国电力出版社，20048 钟松茂，李火元. 电力系统继电保护设计指导M. 中国电力出版社，19969 文锋. 现代发电厂概论M. 中国电力出版社，199910. 电气工程设计手册电气一次局部M. 中国电力出版社，199811 陈生贵. 电力系统继电保护M. 重庆大学出版社，200312 文锋. 发电厂及变电所的控制(二次局部) M. 中国电力出版社，199813 吴希再，熊信银，张国强. 电力工程M. 华中科
19、技大学出版社，199714 贺家李，宋丛矩. 电力系统继电保护原理M. 中国水利电力出版社，199415 方富淇. 电力系统分析M. 水利电力出版社，1989附 录主要设备汇总表6kV6kV6kV6kV6kV6kV6kV6kV厂用工作电源长备用厂用工作电源厂用备用电源高厂交发电机高厂交发电厂附 录220KV侧序 号设 备型 号1断路器主变侧：LW11-220出线侧：LW11-220旁路：LW11-220联络变侧：LW11-2202隔离开关主变侧：GW7-220D出线侧：GW7-220D联络变侧：GW7-220D3电流互感器主变侧：LCWB7-220W1联络变侧：LCWB7-220W1出线侧：L
20、CLWD3-2204电压互感器母线：JCC2-220出线回路：YDR-2205避雷器FCZ-220110KV侧7断路器联络变侧：LW6-110出线侧：LW6-1108隔离开关主变侧：GW5-110出线侧：GW5-1109电流互感器联络变压器：LB1-110出线侧：CB1-110母联：CB1-11010电压互感器母线：JCC2-110出线侧：YDR-11011避雷器FCZ-11013联络变压器三绕组：SFPS7-150000/220东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称电气工程课程设计题目名称 某发电厂的电气主接线及厂用电系统设计学生姓名 学号 指导教师姓名 职称讲师教授序号评价工程指 标总分值评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写标准，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改良或有一定应用价值。54辩论能正确答复指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师： 年 月 日