设计题目 16：2×200MW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 ### 设计题目 16：2×200MW火力发电厂电气部分设计 #### 一、项目背景与概述 本设计题目旨在针对一个2×200MW的火力发电厂进行电气部分的设计。该火力发电厂位于一个大型矿区附近，能够直接获得所需的煤炭资源，因此属于典型的坑口电站类型。发电厂生产的电力除了满足自用需求外，还通过110kV电压等级向四个主要负荷区域供电，并将剩余电力接入220kV电力系统。 #### 二、厂址概况 1. **地理位置与环境**： - 该厂址位于大型矿区，交通便利，有铁路干线经过，便于煤炭运输。 - 地势平坦，有利于施工建设和日常运营。 - 附近水源充足，适合大型工业项目的用水需求。 - 属于六级地震区，需要考虑相应的抗震设计。 - 气候条件符合Ⅶ典型气象区的标准，需考虑极端天气对设施的影响。 - 土壤电阻率较低，有利于电气设备接地系统的设置。 2. **电力输送情况**： - 除厂用外，110kV电压向五个回路供电，分别供应给不同的负荷区域。 - 其余电力全部送入220kV电力系统，实现更大范围内的电力调配。 #### 三、设备配置 1. **锅炉**：采用4×HG-670/140-1型锅炉，共计4台。 2. **汽轮机**：选用4×N200-130/535/535型汽轮机，共计4台。 3. **发电机**：配备4×QFQS-200-2型发电机，共计4台。 这些设备的选择是为了确保发电厂能够稳定、高效地运行，同时满足环保要求。 #### 四、负荷资料分析 根据提供的数据，可以看出该发电厂的电力主要分配给了以下几个区域： 1. **甲区变电所**：最大负荷80000MW，距离60公里，通过2回线路供电，利用小时数5000小时。 2. **乙区变电所**：最大负荷60000MW，距离70公里，通过1回线路供电，利用小时数5000小时。 3. **钢厂**：最大负荷40000MW，距离20公里，通过1回线路供电，利用小时数6000小时。 4. **重机厂**：最大负荷50000MW，距离35公里，通过1回线路供电，利用小时数6000小时。 此外，还需要考虑厂内自身的用电负荷，包括但不限于引风机、送风机、磨煤机等关键设备。 #### 五、主接线设计 电气主接线是电力系统设计中的重要环节，它直接影响到电力系统的安全性和可靠性。根据设计要求，220kV和110kV电气主接线的设计需充分考虑以下因素： 1. **技术性比较**：包括但不限于设备选型、布局合理性、维护便利性等方面。 2. **经济性比较**：从投资成本、运行费用等方面综合考量。 3. **方案确定**：最终确定的电气主接线方案不仅要技术可行，还要经济合理。 #### 六、短路电流计算 短路电流计算对于电气设备的选择至关重要。通过对不同短路点的计算，可以确保所选电气设备能够在各种工况下正常工作。 1. **220kV侧K1点三相短路**：考虑到电力系统的大规模，此点的短路电流可能会非常大，对设备的要求极高。 2. **110kV侧K2点三相短路**：相对于220kV侧，此处的短路电流较小，但仍然需要仔细计算，确保设备的安全性。 #### 七、电气设备选择 电气设备的选择不仅需要考虑其额定工作条件，还需通过短路状态下的校验来确保设备能够在极端情况下正常工作。这包括但不限于断路器、隔离开关、母线等关键组件。 2×200MW火力发电厂电气部分的设计涉及多个方面，从厂址选址、设备选型到电气主接线设计和短路电流计算，每一步都至关重要。通过科学合理的规划与设计，可以有效提升发电厂的整体性能，确保其稳定运行。

数学建模 B题 矿区生产安全的数学建模与方案优化 题目及优化答案

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