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100MW火力发电厂电气部分
学 院：交通学院
姓 名：高广胜
学 号：
专 业：13能源与动力工程
指导老师：马万伟
时 间：2023年12月
课程设计任务书
设计题目
100MW火力发电厂电气部分设计 
二．设计内容
1. 对发电厂在系统中的地位和作用及所供用户的分析； 
2. 选择发电厂主变压器的台数、容量、型式； 
3. 分析拟定各电压侧主接线形式；
4. 分析拟定厂用电接线形式； 
5. 进行选择设备和导体所必须的载流导体的选择； 
6. 选择变压器高、中、低压侧的断路器、隔离开关； 
7. 选择配电装置型式及设计； 
8. 用AutoCAD绘制发电厂电气主接线图。 
三、课程设计的规定与数据 
1、根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座装机容量为100MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装1台100MW机组，。电厂建成后以10kV电压供应本地区负荷,其中有钢厂、毛纺厂等，最大负荷为68MW，最小负荷为34MW，最大负荷运用小时数为4200小时，所有用电缆供电，每回负荷不等，但平均在4MW左右，送电距离为3～6km。并以35kV电压供应附近的水泥厂用电，其最大负荷为58MW，最小负荷为32MW，最大负荷运用小时数为4500小时。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100MW的汽轮发电机组，，厂用电率为6%，机组年运用小时Tmax=5800小时。
3、按负荷供电可靠性规定及线路传输能力已拟定各级电压出线列于下表：
10kV 
35kV 
名称
回路数 
名称
回路数 
钢厂 
4
水泥厂
2
毛纺厂
2
市区
4
预留 
2
预留 
2
合计
12
合计
4
4、厂址条件：周边地势平坦。 
5、气象条件：绝对最高温度为35℃；最高月平均温度为25℃；℃；风向以西北风为主.
6、以100MVA为基准值，，Qk=165kA2s，-.，三相短路电流=，短路电压=6KV，Sj=,Uj=.
四、课程设计应完毕的工作 
1、设计说明书、计算书一份；
2、主接线图一张；  
目录
前言 4
一、电气主接线设计 5
设计原则和基本规定 5
6
6
6
发电机的选择 7
8
二、厂用电设计 9
厂用电设计原则 9
厂用电设计的规定 10
厂用负荷分类 10
10
10
厂用变压器的选择 10
11
11
11
11
三、 短路电流计算 12
12
短路电流计算 12
母线材料、截面形状和布置方式的选择 12
12
四、电器的设备选择 14
14
14
导体和电器选择和校验原则 14
断路器的选择与校验 14
14
35KV出线侧断路器选择与校验 15
18
隔离开关选择的技术条件 29
20
20
20
21
22
五、配电装置布置 24
26
220KV配电装置 26
26
26
六、过电压保护 27
27
27
27
27
28
28
28
28
28
28
29
29
30
31
32
33
总结 34
参考文献 35
前言
电力行业是国民经济的重要行业之一，电力自从应用于生产以来，已成为现代化生产、生活的重要能源，它为现代工农业、交通运送业、国防、科技和人民生活等方面都得到了广泛的应用。如今，电力行业紧跟着经济发展的脚步，随着发电设备容量的不断加大，电力行业的自动化限度越来越高，相应的对电力系统的安全性、稳定性的规定也越来越高。
本次的设计题目是：100MW发电厂电气部分初步设计，重要是进行电气主接线设计，通过方案比较拟定主接线方案，选择发电机和主变压器；厂用电设计，选择厂用变压器；通过短路电流计算，进行重要电气设备选择及校验，发电机组保护设计以及配电装置设计；通过本次设计使学生对自己所学专业知识在临近毕业前进行一次检查和巩固，同时运用自己所掌握的知识初步的设计出一个符合实际的可以安全运营的电厂。
发电厂的电器主接线是电力系统接线的重要组成部分，是由规定的各种电气设备的图形符号和接线所构成的表达接受和分派电能的电路。它不仅表达出各种电气设备的规格、数量、连接方式和作用，并且反映了各电力回路的互相关系和运营条件，从而构成了发电厂或变电所电气部分的主体。拟定一个合理的电气主接线方案，不仅与电力系统及发电厂、变电所的电气设备选择、配电装置布置、继电保护配置和控制方式等都有重大的影响。
发电厂的常用点接线表白了厂用电系统供电所用的重要设备（厂用变压器、厂用母线、断路器以及电源设备等）和接线方式。
表白电气主接线和厂用点接线的图分别称为电气主接线方案是发电厂电气部分设计中很重要并且又很复杂的工作，在设计时必须按照国家经济建设的方针政策和生产运营的实践经验，结合具体工程情况，尽也许地、积极稳定地采用成熟的新技术、新设备，通过全面的技术经济比较，做到技术先进、经济合理、安全合用。
通过本次设计，对中小型发电厂有一个全方位的了解和结识，将所学的理论知识与实际相结合，在巩固自己的所学的专业知识的同时，也使自己更能胜任此后的工作。
一、电气主接线设计
设计原则和基本规定
1、发电厂电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。它表白了发电机、变压器、线路、断路器、等其它电气设备的数量和连接方式及也许的运营方式，从而完毕发电、变电、输电和配电的任务。电气主接线的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置安装，关系到电力系统的安全、稳定和经济运营。
2 、电气主接线设计的原则依据
发电厂电气主接线方案的选择，重要决定发电厂的类型、工作特性、发电厂的容量、发电机和主变压器的台数和容量。
发电厂建设规模应根据电力系统5～2023发展规划进行设计。
供电和负荷关系
①对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证所有一级负荷不间断供电。
对于二级负荷一般要有两个独立的电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证所有或大部分二级负荷电源
对于三级负荷一般只需一个电源供电
3、设计主接线的基本规定
（1）可靠性
断路器检修时，不影响供电
线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数越少和停电时间越短越好，办证对重要哟过户的供电。
灵活性
调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运营方式下的调度规定。
检修安全：应能方便地停运断路器、母线极其继电保护设备。进行安全检修而不一那影响电力网的正常运营及 对用户的供电。
（3）经济性
投资省：主接线应简朴清楚，控制、保护方式但是于复杂，适当限制断路器电流。
地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置发明条件
电能损耗少：经济合理地选择主变压器的形式、容量和台数，避免两次变压而增长电能损失
1、凝汽式发电厂建设规
（1）装机容量：装机1台，总容量100MW
（2）机组年运用小时数取Tmax=5800h
（3）环境条件：绝对最高温度为35℃；最高月平均温度为25℃；℃；风向以西北风为主.
（4）厂用电率6％
2 、电厂与电力系统连接情况
（1）电厂联入系统的电压等级35Kv 10KV
（2）35KV 10KV架空线四回，
（3）
（4），后备保护动作时间为1s
方案一 单母线接线 方案二 双路母线带旁路母线接线