電氣工程基礎課程設計
學院名稱
2023年6月15日
設計任務書--凝汽式式火電廠一次部分課程設計
1．原始資料
1．1 發電廠建設規模
1.1.1 型別:凝汽式火電廠
1.1.2 最終容量、機組的型式和引數：2×200mw + 2×300mw、年利用小時數：6000h/a
1．2 電力系統與本廠的連線情況
1.2.1 電廠在電力系統中的作用與地位：區域電廠
1.2.2 發電廠聯入系統的電壓等級：220kv
1.2.3 電力系統**機容量：14000mw，短路容量：12000mva
1.2.4 發電廠在系統中所處的位置、供電示意圖
1．3 電力負荷水平:
1.3.1 220kv電壓等級：架空線10回，i級負荷，最大輸送1000mw，tmax＝5000h/a
1.3.2 110kv電壓等級：架空線8回，i級負荷，最大輸送180mw，tmax＝4500h/a
1.3.3 穿越本廠功率為50mva。
1.3.4 廠用電率：8%
1.4 環境條件
1.4.1 當地年最高溫40℃，最低溫－6℃，最熱月平均最高溫度28℃，最熱月平均最低溫度24℃
1.4.2 當地海拔高度為50m
1.4.3 氣象條件無其它特殊要求。
2.設計任務
2.1 發電廠電氣主接線設計
2.2 廠用電設計
2.3 短路電流的計算
2.4 主要電氣裝置的選擇
2.5 配電裝置
3.設計成果
3.1 設計說明書、計算書乙份
3.2 圖紙一張
設計任務書
摘要引言1
1系統與負荷資料分析2
2電氣主接線3
2.1主接線方案的選擇3
2.2 變壓器的選擇與計算7
2.3廠用電接線方式的選擇11
3短路電流的計算14
3.1短路計算的一般規則14
3.2短路電流的計算15
3.3短路電流計算表17
4電氣裝置的選擇18
4.1電氣裝置選擇的一般規則18
4.2電氣選擇的條件18
4.3電氣裝置的選擇20
4.4電氣裝置選擇的結果表24
5配電裝置26
5.1配電裝置選擇的一般原則26
5.2配電裝置的選擇及依據27
5.3主接線中裝置配置的一般原則28
結束語31
參考文獻32
附錄ⅰ：短路計算33
附錄ⅱ：電氣裝置的校驗36
附錄3：設計總圖
摘要由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能**到各負荷中心。
電氣主接線是發電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的重要環節。主接線的確定對電力系統整體及發電廠、變電所本身的執行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關。並且對電氣裝置選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。
電能的使用已經滲透到社會、經濟、生活的各個領域，而在我國電源結構中火電裝置容量佔**機容量的75%。本文是對配有4臺300mw發電機的大型火電廠一次部分的初步設計，主要完成了電氣主接線的設計。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；主變壓器、啟動/備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計算、台數和型號的選擇；短路電流計算和高壓電氣裝置的選擇與校驗; 並作了變壓器保護。
關鍵詞： 發電廠；變壓器；電力系統；繼電保護；電氣裝置。
引言 經濟要發展，電力需先行。進入21世紀，隨著我國「十一五」計畫的進行和「西部大開發」戰略的實施，我國的電力建設事業將出現乙個大發展的新局面 ，為了適應這一新形勢的要求，國家著重發展火電、水電、核電，高質量的電力資源和可靠的供電水平是衡量電力行業發展的指標，電力行業是國民經濟發展的基礎和關鍵，所以電力的發展必須與時俱進。
在理論學習的基礎上，為了進一步加深對知識的掌握和理解，進行了本次課程設計。本設計是針對地區變電站的要求來進行配置的，它主要包括了四大部分：電氣主接線的選擇、短路電流的計算、電氣裝置的選擇、配電裝置的選擇。
其中主要部分為短路電流的計算和電氣裝置的選擇，從不同的短路點進行分析和計算，不同的短路引數選擇不同種類裝置，並進行理論分析，在理論上證實變電站實際可行性，達到設計要求，做好預先設計工作對工程建設的工期、質量、投資，以及建成投產後的執行安全可靠性和生產的綜合經濟效益，起著重要的決定性作用。
本設計多處採用簡明扼要、一目了然的**形式及涉及到的電路圖，同時採用我國發電廠技術方面的最新標準規範和技術材料，在此次設計過程中得到了很多同學的熱情指導和幫助，還有徐祖華老師耐心的講解，他們提出了不少寶貴意見，在此對他們表示衷心的感謝！
限於本人的水平，本設計中難免有錯誤和不足之處，熱誠希望讀者和同仁批評指正，本人不勝感激。
1系統與負荷資料分析
設計電廠為大型凝氣式火電廠，其容量為2×300+2×300=1200mw,其最大單機容量為300mw，具有大型容量的規模、大型機的特點。當電廠全部機組投入執行後，將佔電力系統總容量的1200/14000≈8.57%，而電力系統的檢修備用容量為8%～15%和事故備用容量為10%，說明該廠在未來電力系統中的作用和地位至關重要。
從年利用小時看，該廠年利用小時數字6000h/a>5000h/a,又為火電廠，在電力系統中將主要承擔基荷，因此，該廠主接線要求有較高的可靠性；從負荷特點及電壓等級可知，該廠具有110kv和220kv兩級電壓負荷。110kv具有8回架空線路，承擔一級負荷，最大的輸送功率為180mw，最大年利用小時數為4300h/a,說明對其可靠性有一定的要求，擬採用雙母線接線形式；220kv電壓等級有10回架空線路，承擔一級負荷，最大輸送功率為1000mw, 最大年利用小時數為5000h/a,送出本場最大可能的電力為1000-1000×8%=920mw，其可靠性要求較高，為保證檢修出線斷路器不致對該迴路斷電，所以也擬採用雙母線接線形式。
另外，因此次為2×300+2×300的凝氣式火電廠，故需要用到4臺300mw發電機，故結合設計手冊分別選出選合適的電機，電機型別如下。
300mw的發電機：qfs-300-2
所選發電機的主要引數如表1.1
表1.1 發電機的主要引數
2電氣主接線設計
2.1主接線方案的選擇
2.1.1主接線方案的選擇依據
電氣主接線是發電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各裝置的作用、連線方式和迴路的相互關係。所以，由相關文獻可知它的設計直接關係到全廠電氣裝置的選擇、配電裝置的布置，繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，對電力系統的安全、經濟執行起著決定的作用。概括地說包括以下三個方面：
⑴可靠性
衡量可靠性的指標，一般是根據主接型式及主要裝置操作的可能方式，按一定規律算出「不允許」事件發生地規律，停運的持續時間期望值等指標，對幾種主接型式中擇優。
可靠安全是電力生產的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線最基本要求。它可以從以下幾方面考慮：
①發電廠或者變電所在電力系統中的地位和作用；
②發電廠和變電所接入電力系統的方式；
③發電廠和變電所的執行方式及負荷性質；
④裝置的可靠性程度直接影響著主接線的可靠性；
⑤長期實踐執行經驗的積累是提高可靠性的重要條件。
⑵靈活性
主接線應滿足在排程、檢修及擴建時的靈活性。
①排程時，應操作方便的基本要求，既能靈活的投入或切除某些機組、變器或線路，調配電源和負荷，又能滿足系統在事故執行方式、檢修執行方式及特殊執行方式下的排程要求；
②檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護裝置，進行安全檢修而不致影響電力網的執行和對使用者的供電；
③擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，並且對一次和二次部分的改建工作量最少。
⑶經濟性
主接線應在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經濟合理。一般從以下幾方面考慮。
①投資省；
②占地面積少；
③電能損耗少。
(1)發電機電壓母線可採用雙母線或雙母線分段的接線方式。為了限制短路電流，可在母線分段迴路中安裝電抗器。如不滿足要求，可在發電機或主變壓器迴路中裝設**電抗器，也可在直配線上安裝電抗器。
(2)容量為200～300mw 的發電機與雙繞組變壓器為單元連線時，在發電機與變壓器之間不應裝設斷路器、負荷開關或隔離開關，但應有可拆連線點。
(3)採用單母線或雙母線的110～220kv 配電裝置，當斷路器為少油型或壓縮空氣型時，除斷路器有條件停電檢修外，應設定旁路設施；當220kv 出線在4 回及以上、110kv 出線在6回及以上時，宜採用帶專用旁路斷路器的旁路母線。當斷路器為六氟化硫(sf6)型時，可根據系統、裝置、布置等具體情況，有條件時可不設旁路設施；當需要設定旁路設施，且220kv出線在6 回及以上、110kv 出線在8 回及以上時，可採用帶專用旁路斷路器的旁路母線。
火電廠標準
1 生產裝置評價 1.1 電站鍋爐 1.1.1 執行工況 1.1.1.1 本條評價專案 見 火力發電廠安全性評價 以下簡稱 評價 的查評依據如下。依據1 200mw級鍋爐執行導則 dl t 510 1996 6.2 燃燒調整 6.2.1 燃燒調整應使燃料燃燒工況良好，火焰均勻地充滿燃燒室，並中心位置...
火電廠知識
一 火電廠分類 1 按燃料分類 燃煤發電廠 煤 燃油發電廠 石油提取了汽油 煤油 柴油後的渣油 燃氣發電廠 天然氣 煤氣等 餘熱發電廠 工業餘熱 垃圾或工業廢料 生物發電廠 桔桿 生物肥料 2 按原動機分類 凝汽式汽輪機發電廠 燃氣輪機發電廠 內燃機發電廠 蒸汽 燃氣輪機發電廠 3 按供出能源分類 ...
火電廠系統
這種系統往往是將被控量與設定值進行比較，經調節器運算後輸出控制訊號，使被控量發生變化，最終使被控量等於或接近設定值，系統是乙個閉合的迴路。所以又稱其為閉環控制系統 closedloop control system 所以ccs術語有三種 但本質上並無很大區別。狹義上講，ccs只是指負荷協調控制系統，...