發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)-2015年

發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)-2015年第一頁(yè)，共22頁(yè)。0.目的和設(shè)計(jì)深度

1）目的a)培養(yǎng)分析工程問(wèn)題的能力、計(jì)算能力和獨(dú)立

工作能力；

b)樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想；

c)學(xué)會(huì)使用和查閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè)圖表、規(guī)范和

參考資料；

d)看懂和繪制電氣部分工程圖。第二頁(yè)，共22頁(yè)。2）設(shè)計(jì)深度

設(shè)計(jì)過(guò)程：

初步設(shè)計(jì)；

技術(shù)設(shè)計(jì)；

施工設(shè)計(jì)。

課程設(shè)計(jì)深度：初步設(shè)計(jì)與技術(shù)設(shè)計(jì)之間。第三頁(yè)，共22頁(yè)。1.概述1）主接線基本要求

a)滿足可靠性和電能質(zhì)量要求；

b)主接線必須簡(jiǎn)單清晰、操作方便；

c)必須靈活、檢修方便；

d)初始投資少、年運(yùn)行費(fèi)用低；

e)擴(kuò)建方便。第四頁(yè)，共22頁(yè)。2）設(shè)計(jì)中要考慮的事項(xiàng)

a)逐年的電力電量平衡。廠(所)建設(shè)需要較長(zhǎng)時(shí)間，期間負(fù)荷也在逐年增長(zhǎng)，應(yīng)使負(fù)荷增長(zhǎng)與機(jī)組安裝進(jìn)度相適應(yīng)，即每年應(yīng)保持電力電量平衡；

b)缺乏具體資料時(shí)，可采用如下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

最小/最大負(fù)荷之比=0.6-0.7

負(fù)荷同時(shí)系數(shù)=0.8–0.9

負(fù)荷功率因數(shù)=0.8

廠用電率：熱電廠(8%-10%)、火電廠(5%-8%)、水電廠(0.5%-2%);

c)除發(fā)電機(jī)電壓等級(jí)外，升高電壓等級(jí)不能超過(guò)2級(jí)。否則，電壓等級(jí)過(guò)多，會(huì)使網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、投資增加、運(yùn)行維護(hù)不便。第五頁(yè)，共22頁(yè)。2.設(shè)計(jì)步驟1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)分析原始資料；

2）擬定可行方案，并進(jìn)行初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，留

下2-3個(gè)較好方案；

3）對(duì)留下的2-3個(gè)方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，

最后確定最佳方案；

4）短路電流計(jì)算；

5）電氣設(shè)備選擇。第六頁(yè)，共22頁(yè)。3.原始資料分析1）發(fā)電廠類型；

水電廠、熱電廠、火電廠、核電廠、風(fēng)電場(chǎng)。

2）發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)模（機(jī)組容量和臺(tái)數(shù)）；

3）發(fā)電廠在系統(tǒng)中的地位(地方或區(qū)域電廠、總裝

機(jī)容量、占系統(tǒng)比重、主要程度)；

4）電壓等級(jí)(升高電壓等級(jí)由系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)確定)；

5）負(fù)荷情況(負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與分類，各類負(fù)荷對(duì)供電可

靠性要求不一樣)。第七頁(yè)，共22頁(yè)。4.主接線方案擬定(以熱電廠設(shè)計(jì)為例)1）確定發(fā)電機(jī)電壓母線上機(jī)組臺(tái)數(shù)(由功率平衡決定)

a)若總?cè)萘拷咏蛏儆诎l(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷，則全部發(fā)電機(jī)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上；

b)若總?cè)萘看笥诎l(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷，則接在電壓母線上的機(jī)組應(yīng)能保證母線上全部負(fù)荷的供電要求，其余機(jī)組以單元接線形式接入升高電壓等級(jí)主接線；

c)最早安裝、容量小的機(jī)組優(yōu)先考慮接入發(fā)電機(jī)電壓母線。

第八頁(yè)，共22頁(yè)。2）確定發(fā)電機(jī)電壓母線是否分段(由機(jī)組容量、數(shù)量決定)

a)若發(fā)電機(jī)電壓母線上的機(jī)組臺(tái)數(shù)大于1，則一般需考慮母線分段；

b)分段數(shù)量一般不超過(guò)三段，否則設(shè)備增多、配電裝置和運(yùn)行復(fù)雜；

c)是否采用分段電抗器，則完全取決于機(jī)組容量(容量大則短路電流增加，需要采用分段電抗器)；

d)分段應(yīng)選在正常工作情況時(shí)功率流動(dòng)最小的地方，即各段母線盡量保持功率平衡。第九頁(yè)，共22頁(yè)。3)主變壓器選擇

a)主變壓器型式

優(yōu)先選擇三相變，500KV變壓器因運(yùn)輸困難時(shí)，可選三臺(tái)單相變代替三相變；

發(fā)電廠有2個(gè)升高電壓等級(jí)或變電所有3個(gè)電壓等級(jí)時(shí)，選三繞組變壓器，但繞組通過(guò)功率應(yīng)在15%繞組容量以上；

若中高壓側(cè)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，可考慮選擇自耦變壓器。

b)主變臺(tái)數(shù)

聯(lián)絡(luò)變壓器一般選2臺(tái)；

三繞組或自耦變壓器一般不超過(guò)2臺(tái)。

c)主變?nèi)萘?/p>

發(fā)電機(jī)電壓母線與升高電壓接線間主變：考慮母線負(fù)荷最小時(shí)送出最大剩余功率、母線上最大機(jī)組故障時(shí)滿足母線上最大負(fù)荷需求;

單元接線的主變?nèi)萘繎?yīng)與機(jī)組容量匹配。

第十頁(yè)，共22頁(yè)。4)主接線方式選擇

a)發(fā)電機(jī)電壓

單母分段(12MW以下)或雙母分段(25MW以上)；

母線分段處一般應(yīng)裝設(shè)分段電抗器；

發(fā)電機(jī)電壓母線上的電纜饋線上一般需要裝設(shè)出現(xiàn)電抗器。

b)升高電壓母線

回路數(shù)較多時(shí)，一般選擇雙母線接線；

220KV系統(tǒng)出線大于4回、110KV系統(tǒng)出線大于6回時(shí)，需考慮專用旁路母線；

220KV有采用3/2接線的趨勢(shì)。第十一頁(yè)，共22頁(yè)。5.主接線方案初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較1）初步技術(shù)比較

可靠性

靈活性

擴(kuò)建方便性

成熟性

特別關(guān)注是否有二次變壓?jiǎn)栴}

2）初步經(jīng)濟(jì)比較

開(kāi)關(guān)設(shè)備數(shù)量

占地面積

有無(wú)母線(優(yōu)先選用無(wú)母線主接線)第十二頁(yè)，共22頁(yè)。110KV側(cè)負(fù)荷小時(shí)則可能存在二次變壓第十三頁(yè)，共22頁(yè)。5.最后確定主接線方案1）詳細(xì)技術(shù)比較(只比較各方案不同部分)

可靠性（定量分析）

靈活性

擴(kuò)建方便性

成熟性

2）詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較(技術(shù)相當(dāng)時(shí)比較各方案差值部分)

基本投資計(jì)算

年運(yùn)行費(fèi)計(jì)算

償還年限計(jì)算(低于5-8年則選擇投資高的方案)第十四頁(yè)，共22頁(yè)。6.短路電流計(jì)算1）短路電流計(jì)算條件（1）容量和接線容量—

按工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算（考慮5-10遠(yuǎn)景規(guī)劃）；接線–

最大運(yùn)行方式（能產(chǎn)生最大短路電流的正常接線方式）。（2）短路類型一般按三相短路計(jì)算，當(dāng)其它類型短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則按最嚴(yán)重的情況計(jì)算（3）短路計(jì)算點(diǎn)原則：選擇通過(guò)電氣設(shè)備短路電流最大的點(diǎn)實(shí)際：一個(gè)電壓等級(jí)選擇一個(gè)（同電位各點(diǎn)的短路電流值相等），但需計(jì)算各分支提供的短路電流，以供設(shè)備選擇之用（4）短路計(jì)算時(shí)間熱穩(wěn)定：tk=tpr+tbrtbr=tin+ta

動(dòng)穩(wěn)定：tk’=tpr1+tin

tpr:后備保護(hù)時(shí)間

tpr1:主保護(hù)時(shí)間第十五頁(yè)，共22頁(yè)。2）網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)計(jì)算與歸并從相關(guān)設(shè)計(jì)資料、設(shè)備資料中找出所有設(shè)備的元件參數(shù)計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)么值繪制短路計(jì)算的等值網(wǎng)絡(luò)圖第十六頁(yè)，共22頁(yè)。3）短路電流計(jì)算網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化(主要進(jìn)行Y-△變換)計(jì)算各電源與短路點(diǎn)之間的計(jì)算電抗計(jì)算各電源提供的短路電流第十七頁(yè)，共22頁(yè)。4）繪制短路電流計(jì)算表第十八頁(yè)，共22頁(yè)。7.電氣設(shè)備選擇1）電氣設(shè)備選擇的一般條件按正常工作條件選擇電氣設(shè)備額定電壓：UN：電氣設(shè)備額定電壓UNs：電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)額定電壓選擇方法：UN≥

UNs額定電流：IN：電氣設(shè)備額定電流Imax：電氣設(shè)備所在回路最大持續(xù)工作電流選擇方法：IN≥

Imax第十九頁(yè)，共22頁(yè)。按短路狀態(tài)校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qk:短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)It、t:電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：或ish、Ish:短路沖擊電流的幅值及有效值ies、Ies: