发电厂电气部分设计指导书建筑电气安装工程_建筑-电气安装工程.pdf
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1、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 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
2、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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电力系统分析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电
3、缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最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 3-6
4、KM,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%,类负荷为40%,川类负荷为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
5、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。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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电力系统分
6、析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最650 MW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
7、,年平均气温+5 C,最高气温+35 C,最低-25 C,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 装机容量 2X 200MW+2 X 125MW=650MW 机组年利用小时数:Tmax=6000h。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。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(COS)次暂态电抗 Xd”定子结线 QFS-
8、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:主接线论证,方案比较 主接线设计 设备选型科学并有依据 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
9、、图形符号准确、尺寸 标注规则无误。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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电力系统分析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电
10、压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最、原始资料 1、电力系统接线简图:-(Eb L1:6OKM L3:HC!KM 11LIKV 1WKV 35K怖条出线 ilUOKV 10KV9条出线 110kV变电所电气一次部分设计 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)COS 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
11、空线路 机器厂 6000 0.85 10 1 架空线路 合计 33000 考虑到冋时系数 Kt=0.8最大负荷利用小时数 Tmax=4200h 10kV负荷数据见下表 名称 P max(KW)COS 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
12、电缆 合计 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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电力系统分析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿
13、用电其最大负荷为最考虑到同时系数 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%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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电力系统分析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以电压供给本地区负荷其中有机械
14、厂钢厂棉纺厂等最大负荷荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最4、环境条件 地区年最高温度 40 C,年最低温度-14 C,年平均气温17 C,最热月平均最高温度 31C,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。
15、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。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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电力系统分析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电
16、压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最2*300MW火电厂厂用电系统设计、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 电动给水泵 6 5500 2 汽轮机负荷 循环水泵 6 1250 6 凝结水泵 6 315 4 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 锅炉负荷和输 磨粉机 6 1000 8 煤负荷 凝结水升压泵 6 630 4 主汽机
17、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 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 低压负荷 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
18、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。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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电力系统分析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工
19、程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最、原始资料 1、电力系统接线图 220KV 系统 SSPSL 150000 多台机组发电厂厂用电部分设计 待设计高压厂用系统 发电机容量为2 X 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
20、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
21、器 1000kVA 2 2000kVA 4、本发电厂所在地区的自然条件:(1)环境温度为1042 C;即最高温度为 42 C,最低温度为-10 C,年平均温度18C(2)最热月平均最高温度为 30 C;(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;G 110KV 系统 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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电
22、力系统分析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最(7)污秽等级为2级;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年工厂供电第版
23、刘介才主编机械工业出版社年电力系统分析何仰赞温增银主编中国电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最二、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
24、、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。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年工厂供电第版刘介才主编机械工业出版社年电力系统分析何仰赞温增银主编中国
25、电力出版社年电力工程电气设计手册水利电力部西北电力设计院年发电厂电气一次部分设计一原始资料地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料机组台机组发电机端电压为後以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荷为最大负荷利用小时数为小时全部用电缆供电每回负荷不等但平均在左右送电距离为并以电压供给附近的化肥厂和煤矿用电其最大负荷为最待设计一次系统 3 回 110KV 岀线 多台机组发电厂升压站一次系统设计、原始资料 1、电力系统接线图 2 回 220KV 岀线 G G 发电机容量为2 X 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
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