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发电厂电气部分课程设计

目录设计任务书(置于目录前) (1)纲要 (3)前言 (4)1 系统与负荷资料剖析 (5)2电气主接线 (6)2.1 主接线方案的选择 (6)2.2 主变压器的选择与计算 (9)2.3 厂用电接线方式的选择 (11)2.4 主接线中设施配置的的一般规则 (13)3短路电流的计算 (14)3.1 短路计算的一般规则 (14)3.2 短路电流的计算 (15)3.3 短路电流计算表 (16)4电气设施的选择 (17)4.1 电气设施选择的一般规则 (17)4.2 电气选择的条件 (17)4.3 电气设施的选择 (20)4.4 电气设施选择的结果表 (22)5* 配电装置 (23)5.1 配电装置选择的一般原则 (23)5.2 配电装置的选择及依照 (25)结束语 (26)参照文件 (27)附录Ⅰ:短路计算 (28)附录Ⅱ:电气设施的校验 (33)附录 3:设计总图 (39)1、系统与负荷资料剖析依据原始资料,本电厂是中型发电厂,比较凑近负荷中心。

本电厂要向当地域的各工厂公司供电,还要与 220KV系统相连,并担负着向市里供电,保障市里人民生产和生活用电的责任。

因为本厂的地理地点优胜,一般状况下都简单获取燃料,能保证当地域以及邻近的工厂、市里的正常供电,还能够向220KV供给电能。

由资料我们可知,本电厂以110KV的电压等级向用户送电。

这里有两电压等级,分别是 110KV,有 8 回出线; 220KV,有 10 回出线,所有负荷有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级负荷。

1.1 220KV电压等级架空线 10 回, I 级负荷,最大输送200MW,T MAX=6000h/a ;cos=0.85 。

出线回路数大于 4 回且为 I 级负荷,应采纳双母带旁路或一台半。

1.2 110KV电压等级架空线 8 回,Ⅰ级负荷,最大输送180MW,T MAX=6000h/a ;cos=0.85 。

出线回路数大于 4 回且为 I 级负荷,为使其出线断路器检修时不断电,应采纳双母分段或双母带旁路,以保证其供电的靠谱性和灵巧性。

总装机容量 16000MW,短路容量 10000MW。

依据原始资料,本电厂是中型发电厂,其容量为 2×200MW,占电力系统总容量( 800/16000 )× 100%=5%,未超出电力系统的检修备用容量 8%~15%和事故备用容量 10%的限额,但年利用小时数为6000h>5000h,远远大于电力系统发电机组的均匀最大负荷利用小时数 , 说明该厂在将来电力系统中的作用和地位重要 . 该厂为火力发电厂,在电力系统中主要肩负基荷,且电力负荷均为Ⅰ级负荷,进而该厂主接线设计务必侧重考虑其靠谱性。

由资料可知发电厂经过 220KV 的线路与系统连结且有两回回路。

关于最大机组为 200MW 以上的发电厂,一般以采纳双绕组变压器加联系变压器更加合理。

其联系变压器宜采纳三绕组变压器。

2、电气主接线2.1 主接线方案的选择主接线概括电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体,它反应各设施的作用、连结方式和回路的互相关系。

所以,由文件[1] 可知;它的设计直接关系到全厂电气设施的选择、配电装置的部署,继电保护、自动装置和控制方式确实定,对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。

归纳地说包含以下三个方面:电气主接线是发电厂电气设计的首要部分, 也是组成电力系统的主要环节。

电气主接线的表达1)单元接线其是无母线接线中最简单的形式,也是所有主接线基本形式中最简单的一种,此种接线方法设施更多。

本设计中机组容量为 400MW,所以发电机出口采纳关闭母线,为了减少断开点,可不装断路器。

这类单元接线,防止了因为额定电流或短路电流过大,使得选择断路器时,遇到制造条件或价钱甚高等原由造成的困难。

2)单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线长处:在正常工作时,旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔走开关,都是断开的,旁路母线不带电,往常双侧的开关处于合闸状态,检修时两两互为热备用;检修QF时,可不断电;靠谱性高,运行操作方便。

弊端:增添了一台旁路断路器的投资。

3)单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线长处:能够减少设施,节俭投资;相同靠谱性高,运行操作方便;4)双母线接线长处:供电靠谱,调动方式比较灵巧,扩建方便,便于试验。

弊端:因为 220KV 电压等级容量大,停电影响范围广,双母线接线方式有必定限制性,并且操作较复杂,对运行人员要求高。

5)双母线带旁路母线的接线长处:增添供电靠谱性,运行操作方便,防止检修断路器时造成停电,不影响双母线的正常运行。

弊端:多装了一台断路器,增添投资和占地面积,简单造成误操作。

主接线方案:1)依据变压器的组合方案制定主接线的初步方案,并依照对主接线的基本要求,从技术长进行论证各方的优、弊端,裁减了一些较差的方案,保存了两个技术上相对较好的方案,以下所示:表2.1 主接线方案比较电压等级方案一方案二220KV双母分段带旁路接线双母线分段接线110KV单母线带旁路单母线分段接线2)10.5KV 侧采纳关闭母线关闭母线按构造式可分为:离相关闭母线、共箱关闭母线和金属箱式电缆母线。

此中离相关闭母线合用于 200MW及以上发电机引出线与主变压器、厂用变压器之间的连结。

共箱关闭母线和金属箱式电缆母线主要用于厂用变压器至厂用配电室之间的引出线连结。

全连型离相关闭母线的配套产品有发电机中性点柜、电压互感器、避雷器柜等,配套设施分别装于抽屉小车式的电气柜内,由生产厂家随关闭母线成批供货。

本设计中因为发电机的的最大连续工作电流过大,不可以选到合用它的断路器、隔走开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等设施,所以采纳了离相关闭母线,在其余设施选择时,就不用选 10.5KV 侧所设计到的设施,生产厂家已经随关闭母线成批供货。

图2.1 :方案一 220KV双母分段带旁路接线图2.2 :方案二 220KV双母线接线3)两种方案的比较:一、靠谱性:方案一中220KV靠谱性较高;在检修线路断路器时防止造成该回路停电,靠谱性高;方案二中 220KV接线简单,设施自己故障率少; 220KV故障时,停电时间较长。

二、灵巧性:方案一各电压级接线方式灵巧性都好;220KV 电压级接线易于扩建和实现自动化; 110KV操作过程相对简单;方案二中220KV运行方式相对简单,灵巧性差;各样电压级接线都便于扩建和发展;110KV操作过程复杂。

三、经济性:方案一的投资比方案二要大好多,增添了旁路间隔和旁路母线,每回间隔增添一把隔走开关,大大的增添了投资,同时多占用了土地。

方案二中220KV设施相对少,投资小; 110KV只增添了一台旁路断路器的投资经过对两种主接线靠谱性,灵巧性和经济性的综合考虑,固然方案一比方案二供电靠谱,可是因为当前断路器采纳的是六氟化硫断路器,它的检修周期长,不需要常常检修,所以采纳旁路也就没有多粗心义了,这样一来不只是节俭了投资,也节俭了用地,所以比较论证后确立采纳了方案二。

2.2主变压器的选择与计算发电机的选择由原始资料可知,需采纳两台200MW的发电机,所以查《电气工程电气设施手册》选定其型号为QFSN-200-2。

表2.2:QFSN-200-2 主要参数视在功率 MWA 有功功率 MW 额定电压 V额定电流A功率因数2352001575086250.85主变压器台数的选择确立主变压器台数的要素好多,主要取决于该电厂在系统中的重要性并联合电厂自己的装机台数。

为减少主变压器台数,可考虑采纳扩大单元接线。

一般装机一至三台的小型非骨干电厂以确立一台主变压器为宜,装机四台及以上的小型电厂可考虑确立两台主变压器以知足运行的靠谱性和灵巧性。

本设计中可选择两台三相三绕组变压器。

主变压器的选择发电机—变压器单元接线中的主变容量应按发电机额定容量扣除本机组厂用电后,留有 10%的裕度来确立。

主变容量一般按变电所建成后 5~ 10 年的规划负荷来进行选择,并适合考虑远期 10~20 年的负荷发展。

依据本设计详细状况,使用三绕组变压器比使用两台双绕组变压器经济,主变的容量计算以下:PN为发电机容量, 8%为厂用电, COSΦ为发电机功率因数。

查《电气工程电气设施手册》选定主变型号为三绕组SSPS-240000/220, 其主要参数以下:表2.3 :SSPS-240000/220 主要参数额定容量 KVA连结组号额定电压KV阻抗电压(%)240000 YN 高压: 242± 2×高 - 中: 24.5yn0 2.5%高 - 低: 14.5d11 中压: 121中 - 低: 8.5 低压: 15.75联系变压器的选择与主变采纳原则相同,则选用的型号为SFPS7-150000/220。

表2.4 :SFPS7-150000/220 主要参数额定容量 KVA 连结组号额定电压(KV)阻抗电压(%)150000YN,yn0,d11220±高-中24高-低152x2.5%/121/15.75中 - 低 82.3 厂用电接线方式的选择厂用电的设计发电厂在启动、运行、停役、检修过程中,有大批由电动机拖动的机械设施,用以保证机组的主要设施(如锅炉、气轮机或水轮机、发电机等)和输煤、碎煤、除灰、除尘及水办理的正常运行。

这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明用电设施等都属于厂用负荷,总的耗电量,统称为厂用电。

厂用电设计原则厂用电的设计原则与主接线的设计原则基真相同,主要有:(1)接线应保证对厂用负荷靠谱和连续供电,使发电厂主机安全运行。

(2)接线应灵巧的适应正常、事故、检修等各样运行方式的要求。

(3)厂用电源的对应供电性。

(4)设计还应适合注意其经济性和发展的可能性并踊跃谨慎的采纳新技术、新设施,使厂用电接线拥有可行性和先进性。

(5)在设计厂用电接线时,还应付厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引线和厂用电接线形式等问题,进行剖析和论证。

2.4主接线中设施配置的一般规则开关的配置(1)中小型发电机出口一般应装设隔走开关;容量为 200MW及以上大机组与双绕组变压器的单元连结时,其出口不装设隔走开关,但应有可拆连结点。

(2)在出线上装设电抗器的 6~10KV配电装置中,当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时,每回线上应各装设一组出线隔走开关。

(3)接在发电机、变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔走开关。

(4)一台半断路器接线中,视发变电工程的详细状况,出入线可装设隔走开关也可不装设隔走开关。

(5)断路器的双侧均应配置隔走开关,以便在断路器检修时隔绝电源。

(6)中性点直接接地的一般型变压器均应经过隔走开关接地;自耦变压器的中性点则不用装设隔走开关。

电压互感器的配置( 1)电压互感器的数目和配置与主接线方式相关,并应知足丈量、保护、同期和自动装置的要求。

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