凝汽式火電廠一次部分設(shè)計(jì)發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)

發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）目錄TOC\o"1-2"\h\u141281任務(wù)和要求 任務(wù)和要求(1)任務(wù)：根據(jù)自己所選的原始資料設(shè)計(jì)電氣主接線方案，并計(jì)算短路電路，合理地選擇主要的電氣設(shè)備。(2)電氣主接線設(shè)計(jì)要求電廠分析及發(fā)電機(jī)、主變選擇電氣主接線設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算選擇各電壓等級(jí)的電氣設(shè)備2明確任務(wù)和設(shè)計(jì)原理2.1原始資料的分析設(shè)計(jì)一座裝機(jī)容量為200MW的凝汽式火力發(fā)電廠。計(jì)劃安裝兩臺(tái)50MW的汽輪發(fā)電機(jī)組，型號(hào)為QFQ-50-2,功率因數(shù)為0.8，安裝順序?yàn)?1、#2機(jī)；安裝一臺(tái)100MW的汽輪發(fā)電機(jī)組，型號(hào)為TQN-100,功率因數(shù)為0.85，安裝順序?yàn)?3機(jī)。發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷最大為48MW，最小為24MW，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)小時(shí)；110KV負(fù)荷：最大58MW，最小32MW，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)小時(shí)；剩余最大功率220-24-32-200*6%=152MW送入220KV系統(tǒng)。50MW發(fā)電機(jī)電壓端電纜出線8回，100MW發(fā)電機(jī)端電壓電纜出線2回。每回負(fù)荷不等，平均在4MW左右，送電距離為；110KV端架空線出線3回；220KV端架空線出線2回。從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，10KV電壓等級(jí)上的地方負(fù)荷容量不大，共有10回電纜饋線，與50MW發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓相等，采用直饋線為宜。20KV電壓為300MW發(fā)電機(jī)出口電壓，既無直配負(fù)荷，又無特殊的要求，擬采用單元接線的形式，可以節(jié)省價(jià)格昂貴的發(fā)電機(jī)出口斷路器，又利于配電裝置的布置；220KV電壓級(jí)出現(xiàn)回路數(shù)為4回，為了保證檢修出線斷路器不致對該回路停電，擬采用帶旁路母線接線形式為宜；500KV與系統(tǒng)有4回饋線，呈強(qiáng)聯(lián)系形式并送出本廠最大可能的電力為700-15-200-700*6%=443（MV）。可見，該廠500KV級(jí)的接線對可靠性要求應(yīng)當(dāng)很高。2.2主接線方案確定根據(jù)以上的分析，篩選組合，可保留兩種可能的接線方式如下圖：圖1方案一圖2方案二主接線方案比較如表一：表1主接線方案比較方案項(xiàng)目方案一方案二可靠性側(cè)采用單母線接線方式可靠性較差側(cè)采用單母分段接線，可靠性較高靈活性側(cè)接兩個(gè)變壓器，操作簡單側(cè)接三個(gè)變壓器，調(diào)度方便，但接線稍顯復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性采用兩臺(tái)變壓器，花費(fèi)低采用三臺(tái)變壓器及更多的其他輔助設(shè)備，花費(fèi)高通過比較，由于此設(shè)計(jì)屬于中小型火電廠，所以著重考慮經(jīng)濟(jì)性，因方案Ⅰ只用一臺(tái)雙繞組變壓器及其兩側(cè)的斷路器和隔離開關(guān)，220kV側(cè)采用單母線接線方式，均減少了斷路器的數(shù)量，配電裝置投資大大減小，且誤操作的可能性要相對較小，占地面積也相對減小。相對于方案Ⅱ，其操作簡單。綜上考慮該電廠為地區(qū)電廠，且負(fù)荷為腰荷，所以主接線方式采用方案Ⅰ。3主變壓器確定3.1主變壓器臺(tái)數(shù)：根據(jù)方案Ⅰ，該發(fā)電廠裝設(shè)一臺(tái)三繞組變壓器和一臺(tái)雙繞組變壓器，以充分保證供電可靠性。3.2主變壓器的容量：發(fā)電廠具體情況：10KV側(cè)，三繞組變壓器的確定：，，則,；雙繞組變壓器的確定：，，10KV側(cè)最小負(fù)荷為24MW。。3.3主變壓器的形式：一般情況下采用三相式變壓器，根據(jù)以上分析，具有三種電壓等級(jí)的發(fā)電廠，查三繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇型號(hào)為：，查雙繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇型號(hào)為：.表2三繞組變壓器技術(shù)參數(shù)：型號(hào)連結(jié)組別號(hào)額定電壓高/中/低容量比短路電壓百分?jǐn)?shù)242/121/10.5100/100/50表3雙繞組變壓器技術(shù)參數(shù)：型號(hào)額定容量（kVA）連結(jié)組別號(hào)額定電壓高/低短路電壓百分?jǐn)?shù)短路電抗標(biāo)幺值9000010.50.1174短路電流的計(jì)算4.1短路電流的計(jì)算方法對應(yīng)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，按無限大容量系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)短路點(diǎn)的三相短路電流計(jì)算，求得、、值。三相短路電流；——三相短路沖擊電流，用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定?！喽搪啡娏髯畲笥行е?，用來校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定?！喽搪啡萘?，用來校驗(yàn)斷路器和開斷容量以及判斷容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù)。注：選取基準(zhǔn)容量為——基準(zhǔn)容量（）——所在線路的平均電壓（）按電壓等級(jí)計(jì)算短路電流，該系統(tǒng)共有三個(gè)電壓等級(jí)，故有三個(gè)短路電流，短路電流的具體計(jì)算過程見附錄Ａ。等值電抗圖如圖3所示：圖3等值電抗圖4.2短路電流計(jì)算過程短路電流計(jì)算過程見附錄24.3短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流計(jì)算結(jié)果表4所示：表4短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流（kA）支路名稱標(biāo)幺值有名值（kA）沖擊電流（kA）5.5發(fā)電機(jī)0.1，0.405413.513474.3189.50.50發(fā)電機(jī)0.3325，1.014.33722.185.5530.251發(fā)電機(jī)0.217，0.28842275電氣設(shè)備的選擇5.1側(cè)設(shè)備選擇及校驗(yàn)過程5.1.1選擇過程 （1）發(fā)電機(jī)最大持續(xù)工作電流(2)出線最大持續(xù)工作電流（3）1號(hào)主變低壓側(cè)最大持續(xù)工作電流根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，設(shè)備選擇如下：①斷路器查高壓斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型斷路器，其主要參數(shù)額定開斷電流,極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。②隔離開關(guān)查高壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型隔離開關(guān)，其主要參數(shù)極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。③母線查表，選用3條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為4243A,。④出線電纜選擇普通粘性浸紙絕緣三芯電纜。⑤出線電抗器查電抗器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型電抗器，其主要參數(shù)通過容量。5.2校驗(yàn)過程由附錄A中的短路電流計(jì)算可知，側(cè)短路電流，短路沖擊電流，故。(1)斷路器校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：,，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（2）隔離開關(guān)校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（3）母線校驗(yàn)當(dāng)環(huán)境溫度為時(shí)，查表得出溫度修正系數(shù)，則熱穩(wěn)定校驗(yàn)。正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度查表，則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。，，取，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。5.3選擇設(shè)備過程與計(jì)算選擇設(shè)備過程與計(jì)算見附錄25.4選擇設(shè)備明細(xì)表5.4.110kv側(cè)主要電氣設(shè)備：表510kv側(cè)主要電氣設(shè)備設(shè)備名稱型號(hào)主要參數(shù)設(shè)備臺(tái)數(shù)斷路器（）額定開斷電流,極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流12隔離開關(guān)（）極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流24母線3條矩形鋁導(dǎo)體豎放允許電流為，2電纜普通粘性浸紙絕緣三芯電纜截面積8電抗器通過容量85.4.2110kv側(cè)主要電氣設(shè)備：表6110kv側(cè)主要電氣設(shè)備設(shè)備名稱型號(hào)主要參數(shù)設(shè)備臺(tái)數(shù)斷路器（）額定開斷電流極限通過電流峰值、熱穩(wěn)定電流4隔離開關(guān)（）SW4-110D/1000-80極限通過電流峰值熱穩(wěn)定電流11母線單條矩形鋁導(dǎo)體豎放允許電流為，25.4.3220kv側(cè)主要電氣設(shè)備：表7220kv側(cè)主要電氣設(shè)備設(shè)備名稱型號(hào)主要參數(shù)設(shè)備臺(tái)數(shù)斷路器（）額定開斷電流極限通過電流峰值熱穩(wěn)定電流4隔離開關(guān)（）極限通過電流峰值熱穩(wěn)定電流7母線單條矩形鋁導(dǎo)體豎放允許電流為，15.5電氣設(shè)備清單：表8電氣設(shè)備清單設(shè)備名稱型號(hào)設(shè)備臺(tái)數(shù)斷路器（）1244隔離開關(guān)（）SW4-110D/1000-8024117母線BLV-50*43電抗器86設(shè)計(jì)總結(jié)通過本次為期一周多的課程設(shè)計(jì)，我再一次認(rèn)真的學(xué)習(xí)了《發(fā)電廠電氣部分》這門學(xué)科及其相關(guān)學(xué)科，總結(jié)了從初學(xué)到現(xiàn)在的學(xué)習(xí)心得，感覺受益匪淺。完成課程設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)習(xí)到如何從理論部分較好的過渡到實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，從分析原始資料到如何更加合理的選擇可靠性高的接線方式、靈活性高的運(yùn)行方式以及實(shí)用性強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)性好的設(shè)計(jì)方案。在這之間，我仔細(xì)查閱了不少參考學(xué)習(xí)資料，根據(jù)我此次設(shè)計(jì)的內(nèi)容和聯(lián)系設(shè)備的一些實(shí)際參數(shù)情況進(jìn)而選擇主接線圖和主變壓器，雖然期間我也耗費(fèi)了不少精力對其進(jìn)行修改和變換，但卻為后來的選擇其他電器設(shè)備做好了鋪墊，沒有多走彎路，從而以簡單易行的方式達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求和目的。最后，因?yàn)槲覀€(gè)人的知識(shí)淺薄和對電氣行業(yè)的認(rèn)識(shí)有限，所以設(shè)計(jì)中的不完美處還請老師多提寶貴建議。也在此感謝老師和同學(xué)對我的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)[1]熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國電力出版社,2009:55～106[2]樓樟達(dá),李揚(yáng).發(fā)電廠電氣設(shè)備[M].北京：中國電力出版社,1998：55～129，321～452[3]何仰贊,溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社,2002：152～195[4]西安交通大學(xué)等六院校.電力系統(tǒng)計(jì)算[M].北京：水利電力出版社，1999：25～65[5]AtaElahi.NetwerkCommunicationsTechnology(英文影印版)[M].北京：中國水利水電出版社，1997：10～69[6]周強(qiáng),易先舉,汪祖祿.火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)—變壓器組保護(hù)技術(shù)方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,1999,6:22~25[7]卓樂友.電力工程電氣設(shè)計(jì)200例[M].北京：中國電力出版社,2004：65～125，158～362附錄1附錄21電抗計(jì)算選取基準(zhǔn)容量為,————基準(zhǔn)容量（MVA）————所在線路平均電壓（kV）均采用標(biāo)幺值算法，省去“*”。,,,,2各母線上短路時(shí)短路電流的計(jì)算2.1母線上發(fā)生短路時(shí)（點(diǎn)）短路電流的計(jì)算將系統(tǒng)電抗圖簡化并計(jì)算：圖4點(diǎn)短路時(shí)等值電路電抗化簡圖2.2母線上發(fā)生短路時(shí)（點(diǎn)）短路電流的計(jì)算將系統(tǒng)電抗圖簡化并計(jì)算：圖5點(diǎn)短路時(shí)等值電路電抗化簡圖2.3母線上發(fā)生短路時(shí)（點(diǎn)）短路電流的計(jì)算將系統(tǒng)電抗圖簡化并計(jì)算：圖6點(diǎn)短路時(shí)等值電路電抗化簡圖3各母線上短路點(diǎn)電流的折算3.1各點(diǎn)基準(zhǔn)電流：點(diǎn)：點(diǎn)：點(diǎn)：3.2各點(diǎn)電流：點(diǎn)：點(diǎn):點(diǎn):3.3各點(diǎn)沖擊電流：點(diǎn)：點(diǎn):點(diǎn):附錄31側(cè)設(shè)備選擇及校驗(yàn)過程1.1選擇過程2號(hào)主變壓器側(cè)最大持續(xù)工作電流,出線最大持續(xù)工作電流，根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，設(shè)備選擇如下：（1）斷路器查高壓斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型斷路器，其主要參數(shù)額定開斷電流，極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。（2）隔離開關(guān)查高壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型隔離開關(guān)，其主要參數(shù)極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。（3）母線查表，選用單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為586A,。1.2校驗(yàn)過程由附錄1中短路電流計(jì)算可知，側(cè)短路電流，短路沖擊電流，故。（1）斷路器校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：,，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（2）隔離開關(guān)校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：,，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（3）母線校驗(yàn)當(dāng)環(huán)境溫度為時(shí)，查表得出溫度修正系數(shù)，則熱穩(wěn)定校驗(yàn)。正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度查表，則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為，滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。，，取，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。2220kv側(cè)設(shè)備選擇及校驗(yàn)過程2.1選擇過程2號(hào)主變壓器側(cè)最大持續(xù)工作電流,出線最大持續(xù)工作電流，根據(jù)以上計(jì)算過程，設(shè)備選擇如下：（1）斷路器查高壓斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型斷路器，其主要參數(shù)額定開斷電流，極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。（2）隔離開關(guān)查高壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型隔離開關(guān)，其主要參數(shù)極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。（3）母線查表，選用單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為586A,。2.2校驗(yàn)過程根據(jù)附錄1中短路電流計(jì)算可知，側(cè)短路電流，短路沖擊電流，故。（1）斷路器校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：,，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（2）隔離開關(guān)校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：,，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（3）母線校驗(yàn)當(dāng)環(huán)境溫度為時(shí)，查表得出溫度修正系數(shù)，則熱穩(wěn)定校驗(yàn)。正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度查表，則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為，滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。，，取，，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)成績評(píng)價(jià)表課程名稱發(fā)電廠電氣部分題目名稱電氣主接線設(shè)計(jì)學(xué)生姓名高文土學(xué)號(hào)B2011052222指導(dǎo)教師姓名黃