发电厂电气部分设计指导书.docx
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发电厂电气部分设计指导书.docx
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发电厂电气部分设计指导书
发电厂与变电站设备
课程设计指导书
黄辉
五邑大学信息工程学院
2013年11月
发电厂与变电站设备课程设计指导书
总体要求:
根据设计指导教师的要求,参加设计指导课,独立完成各项设计任务,设计成果包括设计说明书和图纸,完成后上交给指导教师。
通过课程设计,掌握电力系统中主接线设计、变压器选择、短路电流计算、主要电气设备的选择和校验、发电厂厂用电系统的设计等知识的基本原理和实现方法。
主要参考书:
《发电厂电气部分》第四版,熊信银主编,中国电力出版社,2009年
《电气工程基础》,刘涤尘主编,武汉理工大学出版社,2002年
《工厂供电》第5版,刘介才主编,机械工业出版社,2010年
《电力系统分析》,何仰赞、温增银主编,中国电力出版社,2010年
《电力工程电气设计手册》,水利电力部西北电力设计院,1996年
发电厂电气部分课程设计指导书之一
发电厂电气一次部分设计
一、原始资料
200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计
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10.5KV,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0.8,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0.85,安装顺序为#3机;厂用电率为6%,,机组年利用小时Tmax=5800。
二、设计任务
1、根据对原始资料的分析,拟定本发电厂的电气主接线方案。
经过技术经济比较,确定推荐方案。
2、进行短路电流计算。
3、导体和电气主设备(各电压等级断路器、隔离开关、母线)的选择和校验。
三、设计成品
1、设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之二
650MW火电厂主接线设计
一、原始资料
1、设计原始资料:
本设计中电厂址位于新建的大型煤矿区内,为一坑口电厂,所用燃煤由煤矿直接供给。
厂址地区条件较好,地势较为平坦,属于5级地震区,冻土层深1.5m,复冰厚10mm,最大风速18m/s,年平均气温+5℃,最高气温+35℃,最低-25℃,该厂生产的电力有110kV电压等级8回线向4个较大的负荷供电,综合最大负荷200MW,另外220kV电压等级有4回和系统联络。
发电厂主要技术指标
①装机容量2×200MW+2×125MW=650MW
②机组年利用小时数:
Tmax=6000h。
③电厂生产的电能除厂用电外全部以双回线路送入系统和负荷。
④厂用电率8%
发电机组参数采集
该厂发电机组有QFS-200-2和QFS-125-2两种型号,发电机组参数如表1-1所示
表1-1发电机组参数
型号
额定容量
(MW)
额定电压
(kV)
功率因数
(COSФ)
次暂态电抗
Xd〞
定子结线
QFS-200-2
200
15.75
0.85
0.146
YY
QFS-125-2
125
15.75
0.8
0.12
YY
2、设计内容:
1、对电气主接线进行论述
2、选择电气主接线方式,并说明
3、对主接线主要电气设备选型计算,校验计算
4、主要点短路电流计算
5.对厂用电6KV段设计
3、设计要求:
①主接线论证,方案比较
②主接线设计
③设备选型科学并有依据
④图纸规范
独立完成
参阅相关资料
三、设计成品
1、设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之三
110kV变电所电气一次部分设计
一、原始资料
1、电力系统接线简图:
2、系统情况:
待设计变电所于系统联结的110kv单回线路的最大输送功率均不大于80MW。
3、负荷情况:
35kV负荷数据见下表
名称
Pmax(KW)
线长
(km)
回路数
供电方式
变电所A
10000
0.9
40
1
架空线路
变电所B
10000
0.9
40
1
架空线路
钢铁厂
2000
0.8
15
2
架空线路
化肥厂
5000
0.8
20
1
架空线路
机器厂
6000
0.85
10
1
架空线路
合计
33000
考虑到同时系数Kt=0.8最大负荷利用小时数Tmax=4200h
10kV负荷数据见下表
名称
Pmax(KW)
线长
(km)
回路数
供电方式
配电站甲
2000
0.85
10
1
电缆
配电站乙
3000
0.85
9
1
电缆
配电站丙
2000
0.8
8
1
电缆
水厂
2000
0.8
6
1
电缆
化工厂
2000
0.85
10
2
电缆
农药厂
2000
0.8
10
1
电缆
电化厂
1000
0.8
6
1
电缆
医院
1000
0.85
4
1
电缆
纺织厂
1000
0.8
7
1
电缆
合计
考虑到同时系数Kt=0.85,最大负荷利用小时数Tmax=5500h
110kV负荷同时率为0.8,负荷年增长率5%
4、环境条件
地区年最高温度40℃,年最低温度-14℃,年平均气温17℃,最热月平均最高温度31℃,海拔34.6m,年平均气压760mmHg。
二、设计任务
1、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位,拟定本变电所的电气主接线方案。
经过技术经济比较,确定推荐方案。
2、进行短路电流计算。
3、导体和电气主设备(各电压等级断路器、隔离开关、母线)的选择和校验。
三、设计成品
1、设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之四
2*300MW火电厂厂用电系统设计
一、原始资料
1、设计原始资料:
厂用电负荷见下表
负荷类别
设备名称
电压(kv)
额定容量(kw)
台数
汽轮机负荷
电动给水泵
6
5500
2
循环水泵
6
1250
6
凝结水泵
6
315
4
锅炉负荷和输煤负荷
引风机
6
2240
4
送风机
6
1000
4
一次风机
6
300
4
排粉机
6
680
8
磨粉机
6
1000
8
凝结水升压泵
6
630
4
主汽机调速油泵
6
350
1
碎煤机
6
320
2
喷射水泵
6
260
2
1号皮带机
6
300
2
4号皮带机
6
300
2
低压负荷
机炉变压器
1600(kv.A)
4
电除尘变压器
1250(kv.A)
4
化水变压器
1000(kv.A)
2
公用变压器
1000(kv.A)
3
输煤变压器
1000(kv.A)
3
灰浆变压器
1000(kv.A)
1
负压风机房变压器
1000(kv.A)
1
污水变压器
315(kv.A)
2
修配变压器
800(kv.A)
1
水源地变压器
1000(kv.A)
2
照明变压器
315(kv.A)
2
2、设计内容
1)厂用电系统接线设计
2)厂用电系统负荷计算
3)高压变压器选型计算
4)对厂用电系统一次电气设备选型计算
三、设计成品
1、设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之五
多台机组发电厂厂用电部分设计
一、原始资料
1、电力系统接线图
发电机容量为2×125MW,发电机出口电压为13.8kV,功率因数为0.85。
2、系统情况
220kV系统在最大运行方式下的等效电抗标么值为0.2(基准容量为1000MVA)。
110kV系统在最大运行方式下的等效电抗标么值为0.3(基准容量为600MVA)。
发电机次暂态电抗为0.35(以发电机容量为基准值),发电机次暂态电势为1。
3、厂用负荷数据(1号厂用变负荷与2号厂用变负荷相同):
设备名称
额定容量(kW)
平均功率因数为0.8
1号厂用高压变压器
台数
工作容量(kW)
电动给水泵
3200
2
3200
循环水泵
1250
2
1250
引风机
700
2
700
送风机
780
2
780
排粉机
440
2
440
磨煤机
475
4
1425
灰浆泵
560
2
560
电除尘变压器
800kVA
1
800kVA
低厂变压器
1000kVA
2
2000kVA
4、本发电厂所在地区的自然条件:
(1)环境温度为-10~42℃;即最高温度为42℃,最低温度为-10℃,年平均温度18℃
(2)最热月平均最高温度为30℃;
(3)设计风速为30m/s;
(4)覆冰厚度为:
设备为10mm,导线为5mm;
(5)海拔高度小于1000m;
(6)地震烈度为7度;
(7)污秽等级为2级;
二、设计任务
1、主电路设计
(1)选择高压厂用变压器台数、容量及型式;
(2)选择高压备用变压器台数、容量及型式;
(3)厂用电6kV主接线设计,确定主接线方案;
2、进行6kV厂用工作母线的短路电流计算;
3、选择并校验高厂变6kV出口开关电器。
4、绘制图纸:
发电厂厂用电部分一次接线图。
三、设计成品
1、设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之六
多台机组发电厂升压站一次系统设计
一、原始资料
1、电力系统接线图
发电机容量为2×125MW,发电机出口电压为13.8kV,功率因数为0.85。
2、系统情况
220kV系统在最大运行方式下的等效电抗标么值为0.2(基准容量为1000MVA)。
110kV系统在最大运行方式下的等效电抗标么值为0.3(基准容量为600MVA)。
发电机次暂态电抗为0.35(以发电机容量为基准值),发电机次暂态电势为1。
3、出线数据:
(1)220kV出线数据:
为考虑今后发展,220kV母线拟采用双母带旁路接线形式,本期出线数为2回。
(2)110kV出线数据:
本期出线数为3回,接线形式自行设计。
4、本发电厂所在地区的自然条件:
(1)环境温度为-10~42℃;即最高温度为42℃,最低温度为-10℃,年平均温度18℃
(2)最热月平均最高温度为30℃;
(3)设计风速为30m/s;
(4)覆冰厚度为:
设备为10mm,导线为5mm;
(5)海拔高度小于1000m;
(6)地震烈度为7度;
(7)污秽等级为2级;
二、设计任务
1、主电路设计
(1)选择主变压器台数、容量及型式;
(2)主接线设计,通过技术经济比较,确定主接线方案;
2、进行各电压等级的短路电流计算;
3、选择各电压级主要电气设备,并校验各电压级的开关设备;
4、绘制图纸:
发电厂升压站一次接线图。
三、设计成品
1、.设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之七
中间变电所一次部分设计
一、原始资料
1、电力系统情况:
①系统供电至110kV母线,变电所35kV、10kV侧无电源。
系统阻抗归算到110kV母线上。
(Uj=Upj、Sj=100MVA)。
X110大=0.0821;X110小=0.136
②110kV最终两进四出,每回50MVA,本期两进两出;
③35kV最终四回出线,本期工程一次建成,Tmax=4800H,负荷同时率为0.80;
④10kV最终十回出线,本期八回出线。
Tmax=4500H,负荷同时率为0.85,最小负荷为最大负荷的75%;
⑤负荷增长率为4%。
2、所址情况:
历年最高气温+39℃,历年平均最高气温+36℃;海拔高度1100m;无污染。
二、设计任务
1、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位,拟定本变电所的电气主接线方案。
经过技术经济比较,确定推荐方案。
2、进行短路电流计算。
3、导体和电气主设备(各电压等级断路器、隔离开关、母线)的选择和校验。
三、设计成品
1、.设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之八
单台125机组发电厂厂用电部分设计
一、原始资料
1、电力系统接线图
发电机容量为125MW,发电机出口电压为13.8kV,功率因数为0.85。
2、系统情况
220kV系统在最大运行方式下的等效电抗标么值为0.2(基准容量为1000MVA)。
110kV系统在最大运行方式下的等效电抗标么值为0.3(基准容量为600MVA)。
发电机次暂态电抗为0.35(以发电机容量为基准值),发电机次暂态电势为1。
3、厂用负荷数据:
设备名称
额定容量(kW)
平均功率因数为0.8
厂用高压变压器
台数
工作容量(kW)
电动给水泵
3200
2
3200
循环水泵
1250
2
1250
引风机
700
2
700
送风机
780
2
780
排粉机
440
2
440
磨煤机
475
4
950
灰浆泵
560
2
560
电除尘变压器
800kVA
2
800kVA
低厂变压器
1000kVA
2
2000kVA
4、本发电厂所在地区的自然条件:
(1)环境温度为-10~42℃;即最高温度为42℃,最低温度为-10℃,年平均温度18℃
(2)最热月平均最高温度为30℃;
(3)设计风速为30m/s;
(4)覆冰厚度为:
设备为10mm,导线为5mm;
(5)海拔高度小于1000m;
(6)地震烈度为7度;
(7)污秽等级为2级;
二、设计任务
1、主电路设计
(1)选择高压厂用变压器台数、容量及型式;
(2)选择高压备用变压器台数、容量及型式;
(3)厂用电6kV主接线设计,确定主接线方案;
2、进行6kV厂用工作母线的短路电流计算;
3、选择并校验高厂变6kV出口开关电器。
4、绘制图纸:
发电厂厂用电部分一次接线图。
三、设计成品
1、.设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之九
110kV变电所电气一次部分设计
一、原始资料
1、电力系统接线简图:
2、系统及负荷情况:
(1)、35kV负荷数据表如下:
负荷名称
P(kW)
供电方式
线路长度
回路数
cosφ
变电所A
5000
架空进线
20
2
0.9
变电所B
5000
架空进线
15
2
0.9
变电所C
10000
架空进线
30
1
0.8
变电所D
5000
架空进线
30
1
0.85
排灌站
8000
架空进线
20
2
0.75
35kV侧负荷同时率为0.80,
年最大负荷利用小时数Tmax=5500h。
(2)、10kV负荷数据表如下:
负荷名称
P(kW)
供电方式
线路长度
回路数
cosφ
配电站甲
2000
架空进线
20
1
0.8
配电站乙
2000
架空进线
10
2
0.8
配电站丙
2000
架空进线
15
1
0.8
配电站丁
1500
电缆
1.5
1
0.8
医院
1000
架空进线
5
2
0.9
剧院
1500
架空进线
10
2
0.9
学校
500
电缆
5
1
0.8
10kV侧负荷同时率为0.9,
年最大负荷利用小时数Tmax=5500h。
3、110kV侧负荷同时系数Kts=0.8,年最大负荷利用小时数Tmax=5500h,负荷年增长率:
5%。
4、环境条件:
⑴、最高温度:
40°C;⑵、最低温度:
-10°C;
⑶、最热月平均最高温度:
35°C;⑷、30年一遇最大风速为25m/s;
⑸、年平均雷暴日数:
48天;⑹、50年一遇洪水水位:
44.5m;
⑺、所址标高:
50.0-55.0m,覆冰厚度:
5mm;
⑻、地震基本烈度:
7度。
二、设计任务
1、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位,拟定本变电所的电气主接线方案。
经过技术经济比较,确定推荐方案。
3、进行短路电流计算。
3、导体和电气主设备(各电压等级断路器、隔离开关、母线)的选择和校验。
三、设计成品
1、设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之十
某中型发电厂电气主接线设计
一、原始资料
1、凝汽式发电厂的规模
(1)、装机容量:
装机4台,容量分别为2×50MW,UN=10.5kV,2×300MW,UN=15.75kV。
(2)、机组年利用小时:
取Tmax=6500小时/年。
(3)、气象条件:
最高温度42℃,年平均温度25℃,气象条件一般无特殊要求(台风、地震、海拔等)
(4)、厂用电率:
按6%来考虑。
2、电力负荷及如电力系统连接情况
(1)、10.5kV电压级:
电缆馈线6回,每回平均输送容量3600kW。
10kV最大负荷20MW,最小负荷15MW,功率因数为0.8,Tmax=5200小时/年。
(2)、220kV电压级:
架空线5回,每回平均输送容量5000kW。
220kV最大负荷250MW,最小负荷200MW,功率因数为0.85,Tmax=4500小时/年。
(3)、500kV电压级:
架空线4回,备用线1回。
500kV与电力系统连接,接受该发电厂的剩余功率。
电力系统容量为3500MW,当取基准容量为100MVA时,系统归算到500kV母线上的电抗为0.021。
二、设计任务
1、主电路设计
(1)选择主变压器台数、容量及型式;
(2)主接线设计,通过技术经济比较,确定主接线方案;
2、进行各电压等级的短路电流计算;
3、选择各电压级主要电气设备,并校验各电压级的开关设备;
4、绘制图纸:
发电厂升压站一次接线图。
三、设计成品
1、.设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之十一
小型凝汽式火力发电厂电气部分设计
一、原始资料
1、 发电机数据:
型号:
QFS—15—2;参数:
Pe=15MW Ue=10.5KV Le=1031A cosø=0.8 X″=0.141
2、 发电厂与系统连接情况:
本电厂通过一条35KV线路与系统相连(系统电抗标么值为0.5,基准容量100MW,基准电压为平均额定电压)
3、 负荷情况:
发电机机压负荷:
最大负荷18MW,最小负荷12MW,平均功率因数cosø=0.8,最大负荷利用小时数Tmax=5500小时,共8回线,每回线最大输送功率2MW。
4、 电厂厂用电率9%,厂用高压采用6KV供电。
5、 环境条件:
(1) 年最高气温40℃,最低气温-8℃,最热月平均气温33℃;
(2) 海拔高度520m;
(3) 非污染地区;
(4) 主导风向:
西北风
二、设计任务
1、发电厂主变压器台数,容量及型号的选择;
2、 主接线方案的确定;
3、 短路电流计算及电气设备选择(断路器、隔离开关)。
三、设计成品
1、.设计说明书:
每人一份,独力完成所要求的设计内容。
书写工整,简明扼要,分析论
证条理清晰。
且附必要的数据计算书(整理过的计算过程)。
2、图纸一张:
整洁,线条粗细分明;布置匀称,比例适宜;文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。
发电厂电气部分课程设计指导书之十二
某城区变电所一次部分设计
一、原始资料
1、电力系统接线简图:
2、系统及负荷情况:
(1)、35kV负荷数据表如下:
负荷名称
P(kW)
供电方式
线路长度
回路数
cosφ
负荷1
8000
架空进线
16
1
0.9
负荷2
6000
架空进线
17
2
0.9
负荷3
6000
架空进线
29
2
0.9
负荷4
2000
架空进线
22.5
1
0.8
负荷5
5000
架空进线
12.5
1
0.8
负荷6
600
架空进线
9.8
1
0.85
35kV侧负荷同时率为0.85
年最大负荷利用小时数Tmax=5500h
(2)、10kV负荷数据表如下:
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