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青岛科技大学 自动化与电子工程学院

发电厂电气部分课程设计

学 院：自动化与电子工程学院 专业班级：电气工程及其自动化101班

姓 名：郭浩

学 号：31 时 间：2013.7

设计任务书

设计题目：地区电力网规划及发电厂电气部分设计

1、电源情况

某市拟建一座火电厂，容量为2?50+125MW，Tmax取6500h。该厂部分容量的30%供给本市负荷：10 KV负荷16MW，其余容量都汇入地区电网，供给地区负荷。同时，地区电网又与大系统相连。

地区原有水电厂一座，容量为2?60MW，Tmax取4000h；没有本地负荷，全部供出汇入地区电网。 2、负荷情况

地区电网有两个大型变电所：

清泉变电所负荷为50+j30MVA，Tmax取5000h。 石岗变电所负荷为60+j40MVA，Tmax取5800h。

（均有一、二类负荷，均占66%，最小负荷可取60%） 3、气象数据

本地区年平均气温15℃，最热月平均最高气温28℃。 4、地理位置数据

见上图（图中1cm代表30km）。数据如下：

①石岗变；②水电厂；③新建火电厂；④清泉变；⑤大系统。 5、设计内容

1

（1）根据所提供的数据，选定火电厂的发电机型号、参数，确定火电厂的电气

主接线和升压变压器台数、型号、容量、参数。 （2）制定无功平衡方案，决定各节点补偿容量。

（3）拟定地区电网接线方案。可初定出两个比较合理的方案参加经济比较。 （4）对火电厂内高、中、低三个电压等级母线进行短路电流计算。 （5）选择火电厂电气主接线中的主要设备，并进行校验 6、设计成果

（1）设计计算说明书一份，要求条目清楚、计算正确、文本整洁。

（2）地区电网最大负荷潮流分布图一张，新建火电厂电气主接线图一张。

目 录

设计说明书

1、确定火电厂和水电厂的发电机型号、参数……………...................3 2、通过技术经济比较确定地区电网接线方案......................................4 3、确定发电厂的电气主接线…………………………………………..5

3.1火电厂电气主接线的确定……………………………………………………..5 3.2水电厂电气主接线的确定……………………………………………………..6

4、确定发电厂的主变压器……………………………………………..7.

4.1火电厂主变压器的选择………………………………………………………..7 4.2水电厂主变压器的选择………………………………………………………..7

5 、短路电流水平及电气设备的选择和校验

设计计算书

1、发电厂主变压器容量的选择………………………………………..8

1.1火电厂主变压器容量的选择……………………………………..……………8 1.2水电厂主变压器容量的选择……………………………………………..……8

2、地区电网接线方案1的计算（辐射网）…………………………...9

2.1地区电网接线方案1的功率平衡计算………………………………………...9 2.2地区电网接线方案1的架空线路导线型号初选…………………………….12 2.3地区电网接线方案1的导线截面积校验…………………………………..13 2.4地区电网接线方案1的总投资和年运行费用……………………………….19

3、地区电网接线方案2的计算（环网）…………………………….20

3.1 地区电网接线方案2的功率平衡计算………………………………………20 3.2地区电网接线方案2的架空线路导线型号初选…………………………….22 3.3地区电网接线方案2的导线截面积校验…………………………………….22

2

3.4地区电网接线方案2的总投资和年运行费………………………………….24

4、通过技术经济比较确定最佳方案…………………………………25 变电站课程设计中的问题总结……………………………………….26 设计体会……………………………………………………………….28

设计说明书

1.确定火电厂和水电厂的发电机型号、参数

发电厂是电能的生产单位，电能由发电机发出，经升压变压器升压后送到电网供用户使用。发电机是电厂的主要设备，也是及其昂贵的设备。因此在设计中要对发电机进行保护设计，避免故障等原因损坏发电机。发电机按原动机分类可分类为：汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机及燃气轮发电机。按冷却方式可分为外冷式和内冷式发电机。按冷却介质可分为空气冷却发电机、氢气冷却发电机、水冷却发电机及油冷却发电机等。按结构特点分为凸极式和隐极式发电机。

同步发电机的额定参数有：（1）额定功率：发电机在规定条件下运行时，连续输出的最大电功率，单位为千瓦或兆瓦。（2）额定电压:发电机在正常运行时钉子绕组的标称电压，单位为V或KV，通常带有6.3KV、10.5KV、13.8KV等。（3）额定电流：发电机在额定条件下运行时，流过定子绕组的标称线电流，单位为A或KA。（4）额定转速:转子正常运行时的转速，单位为r/min。（5）额定频率：我国规定频率为50HZ。（6）额定效率：发电机在额定状态下运行的效率。发电机的容量越大，效率越高。（7）额定温升：运行中，发电机的定子绕组和转子绕组允许比环境温度升高的度数。（8）额定功率因数：在额定功率下，额定电压与额定电流之间相位差的余弦值。

根据设计任务书，拟建火电厂容量为汽轮发电机50MW2台、125MW1台；水电厂容量为水轮发电机60MW2台。

确定汽轮发电机型号、参数见表1-1，水轮发电机型号、参数见表1-2

表1-1 汽轮发电机型号、参数

型 号 额定容量 额定电压 额定电流 功率因数 （MW） （KV） （A） COSΦ 次暂态电抗 台数 3