4×200MW火力发电厂电气部分设计

设计题目 9：4×200MW火力发电厂电气部分设计 ⑴厂址概况：厂址位于大型矿区，所用燃料由矿区直接提供，为一大型坑口电站。本厂生产的电力除厂用外，用110kV电压向5回线向四各较大负荷供电，其余电力全部送入220kV电力系统。 厂区地势平坦，交通方便，有铁路干线经过。厂址附近水源充足，属于六级地震区，气候条件属于Ⅶ典型气象区。土壤电阻率在500Ω/m以内。 ⑵机组形式 锅炉：4×HG-670/140-1 汽轮机：4×N200-130/535/535 发电机：4×QFQS-200-2 ⑶电力系统接线图 图1.1 电力系统接线图 ⑷负荷资料 序号 用户名称 最大负荷（ MW） 距离（kM） 线路数 （回） 利用小时数（h） 1 甲区变电所 80000 60 2 5000 2 乙区变电所 60000 70 1 5000 3 钢 厂 40000 20 1 6000 4 重 机 厂 50000 35 1 6000 厂用负荷资料 序号 设备名称 台数 容量（MW） 1 引风机 8 1250 2 送风机 8 1250 3 磨煤机 32 570 4 排煤机 16 360 ### 4×200MW火力发电厂电气部分设计知识点详解 #### 1. 厂址概况 - **地理位置**: 该厂位于一个大型矿区内部，具备丰富的煤炭资源供应，便于实现低成本运营。 - **电力输送**: 除了满足自用电需求外，还通过110kV电压等级向周边四个主要负荷点供电，并将剩余电力输送到220kV电网。 - **地理条件**: 地形平坦、交通便利，且靠近铁路干线，有利于物资运输。 - **水源状况**: 厂址附近水源充足，为冷却系统提供了必要的水资源。 - **抗震能力**: 属于六级地震区，需要考虑相应的抗震设计标准。 - **气候条件**: 位于Ⅶ典型气象区，意味着需要针对特定的气候条件进行特殊设计，如高温、干燥等。 - **土壤电阻率**: 电阻率较低（500Ω/m以内），有利于接地系统的建设。 #### 2. 机组形式 - **锅炉**: 采用4台HG-670/140-1型号锅炉，每台锅炉额定蒸汽参数为670t/h，压力14MPa。 - **汽轮机**: 选用4台N200-130/535/535型汽轮机，每台额定功率200MW，进汽压力130bar，主蒸汽温度535℃。 - **发电机**: 配备4台QFQS-200-2型发电机，每台额定输出功率200MW。 #### 3. 电力系统接线图 虽然具体内容未给出，但可以推测此图展示了整个发电厂的电力传输路径，包括220kV和110kV系统的连接方式。 #### 4. 负荷资料 - **外部负荷**: - 甲区变电所: 最大负荷80MW，距离60km，双回线路，年平均利用小时数5000小时。 - 乙区变电所: 最大负荷60MW，距离70km，单回线路，年平均利用小时数5000小时。 - 钢厂: 最大负荷40MW，距离20km，单回线路，年平均利用小时数6000小时。 - 重机厂: 最大负荷50MW，距离35km，单回线路，年平均利用小时数6000小时。 - **厂内负荷**: - 引风机: 共8台，总装机容量12.5MW。 - 送风机: 共8台，总装机容量12.5MW。 - 磨煤机: 共32台，总装机容量5.7MW。 - 排煤机: 共16台，总装机容量3.6MW。 #### 5. 发电厂主变压器选择 - **主变压器容量和台数的确定**: - 根据发电厂的规模和负荷特性，确定主变压器的容量和数量。通常情况下，每个发电单元配备一台主变压器。 - **绕组数的确定**: - 根据电力系统的实际需求确定绕组的数量，一般情况下为双绕组或三绕组。 - **型号的确定**: - 根据以上因素综合考量，最终确定主变压器的具体型号。 - **厂用变压器的选择**: - 需要考虑厂区内各种辅助设备的用电需求，选择合适的厂用变压器型号。 #### 6. 发电厂电气主接线的设计 - **220kV电压等级常用接线方式**: - 包括单母线分段、双母线等多种接线方式，需根据实际情况选择最合适的方案。 - **主接线方案拟定**: - 方案一: 单母线分段接线方式，适用于负荷相对较小的情况。 - 方案二: 双母线接线方式，适用于负荷较大且对供电可靠性要求较高的场合。 - **方案的比较与选定**: - 需综合考虑安全性、经济性和灵活性等因素，最终确定最合理的方案。 - **变压器的选型**: - 需要根据主接线设计方案来确定变压器的具体型号和技术参数。 #### 7. 短路电流计算 - **产生短路的原因及影响**: - 短路通常是由于电气设备故障等原因引起，会对电力系统造成严重破坏。 - **计算目的**: - 确定短路电流的大小，为电气设备的选择提供依据。 - **短路点的选择**: - 通常选择在系统中可能出现最大短路电流的位置进行计算。 - **具体计算**: - 需要详细分析系统结构，计算不同位置发生短路时的电流值。 - **短路电流计算实例**: - 在220kV和110kV侧分别选择了K1点和K2点进行计算，具体步骤包括确定系统阻抗、计算短路电流等。 #### 8. 发电厂电气设备选择 - **电气设备选择方式**: - 需要根据工作条件和短路状态进行综合考虑，确保设备的安全可靠运行。 - **断路器的选择**: - 根据断路器的种类（如SF6断路器、真空断路器等）以及其技术参数（如额定电压、额定电流等）进行选择。 4×200MW火力发电厂电气部分设计涉及多个方面的专业知识和技术细节，包括但不限于厂址选择、机组配置、电力系统接线、负荷分析、主变压器和电气设备的选择以及短路电流计算等。这些内容对于确保发电厂安全稳定运行至关重要。