凝汽式發(fā)電廠設(shè)計(jì)

10名目TOC\o“1-1“\h\z\u\l“_TOC_250005“原始資料 3\l“_TOC_250004“原始資料分析 3\l“_TOC_250003“電氣主接線 4\l“_TOC_250002“變壓器的選擇與計(jì)算 7\l“_TOC_250001“短路計(jì)算 9\l“_TOC_250000“廠用電設(shè)計(jì) 202×300MW凝汽式發(fā)電廠設(shè)計(jì)原始資料一.某凝氣式電廠，一期裝機(jī)2×300MW。發(fā)電機(jī)參數(shù)：額定電壓20KV，額定10190A，額定功率因數(shù)0.85。并打算在二期裝22．該電廠與52206500的高壓廠用電動(dòng)機(jī)及廠用變壓器的容量見(jiàn)附錄。4．該電廠四周地勢(shì)平坦，交通5．該地區(qū)最高月平均氣溫為3540二．設(shè)計(jì)內(nèi)容主接線的設(shè)計(jì)：主接線設(shè)計(jì)依據(jù)；對(duì)電氣主接線的根本要求和設(shè)計(jì)原則；依據(jù)原始資料擬訂幾種主接線方案；比較各個(gè)擬訂方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并選擇最優(yōu)的方案；(附圖)主變壓器容量和聯(lián)結(jié)型式的選擇。廠用電設(shè)計(jì)：廠用電概述及設(shè)計(jì)原則；選擇廠用電接線形式及電源引接；〔附圖〕廠變?nèi)萘康倪x擇；高壓廠用母線分段及設(shè)備安排?！哺奖怼吃假Y料分析2×300=600MW.該電廠為凝汽式發(fā)電300KV器。有利于節(jié)約投資及簡(jiǎn)扮裝置。220KV5環(huán)境狀況選擇耐高溫的。設(shè)備狀況300MW號(hào)進(jìn)展選擇。依據(jù)原始資料中給出了發(fā)電機(jī)的容量，可選擇動(dòng)身電機(jī)的型號(hào)。電氣主接線主接線的根本要求和設(shè)計(jì)原則其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全牢靠。安全性供電安全性是電力生產(chǎn)和安排的首要要求，電氣主接線也必需才能正常運(yùn)行，工作人員的生命安全才能得到保障。牢靠性衡量主接線運(yùn)行牢靠性的標(biāo)志是：①斷路器檢修時(shí)，能否不大機(jī)組超高壓狀況下的電氣主接線，應(yīng)滿足牢靠性準(zhǔn)則的要求。敏捷性①調(diào)度敏捷，操作簡(jiǎn)便：應(yīng)能敏捷地投入某些機(jī)組、變壓器或而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶的供電。經(jīng)濟(jì)性 ①投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡(jiǎn)潔清楚，掌握、保護(hù)方式不過(guò)于簡(jiǎn)單，適當(dāng)限制斷路器電流②占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置制造條件。③電能損耗少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，避開(kāi)兩次變壓而增加電能損失。主接線方案的選擇電氣主接線幾種接線方法1〕單元接線種，此種接線方法設(shè)備更多。本設(shè)計(jì)中機(jī)組容量為600MW，所以發(fā)電機(jī)出口承受封閉母線，為了削減斷開(kāi)選擇斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格甚高等緣由造成的困難。2〕單母線分段帶專(zhuān)用旁路斷路器的旁路母線接線QF缺點(diǎn)：增加了一臺(tái)旁路斷路器的投資。單母分段線分段斷路器兼作旁路斷路器的接線優(yōu)點(diǎn)：可以削減設(shè)備，節(jié)約投資；同樣牢靠性高，運(yùn)行操作便利；雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：供電牢靠，調(diào)度方式比較敏捷，擴(kuò)建便利，便于試驗(yàn)。220KV局限性，而且操作較簡(jiǎn)單，對(duì)運(yùn)行人員要求高。雙母線帶旁路母線的接線響雙母線的正常運(yùn)行。缺點(diǎn)：多裝了一臺(tái)斷路器，增加投資和占地面積，簡(jiǎn)潔造成誤操作。兩種接線方案的比較方案一：300MWG-1,G-2220kv性。110kv220kv比較并確定主接線方案3-1圖圖3-1 主接線圖變壓器的選擇與計(jì)算變壓器的選擇原則為節(jié)約投資及簡(jiǎn)化布置，主變壓器應(yīng)選用三相式。為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電牢靠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一5用電。在高、中系統(tǒng)均為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的狀況下，可考慮承受自耦變壓用自耦變壓器。不固定的變壓器經(jīng)計(jì)算承受一般變壓器不能滿足調(diào)壓要求是，可承受有載調(diào)壓變壓器。 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量300WM發(fā)電機(jī)組的主變壓器選用兩繞組變壓器2臺(tái)。下表是本設(shè)計(jì)中發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，依據(jù)參數(shù)選擇變壓器的容量。型號(hào)型號(hào)額定額定額定功率〔MW〕〔KV〕〔KA〕因數(shù)〔cos〕QFSN-300-23002010.190.854-1發(fā)電機(jī)參數(shù)發(fā)電機(jī)G-1、G-2的額定容量為300MW，扣除廠用電后經(jīng)過(guò)變壓器的容量為：1.1S NG12

P)1.1300(1-0.08)357.18MVAN COSG

0.85經(jīng)計(jì)算后選取變壓器如下：300MWSFP-360000/220兩臺(tái)型號(hào)額定容量額定電壓高壓〔KV〕中低壓空載空載損〔KW〕負(fù)載損耗阻抗電壓〔U%〕K〔KVA〕壓〔KV電〔KW〕〔〕流KV〔%〕〕SFP7-36000024222.5%180.219086014.33600080/220SFF7-4000000/220SFF7-4000001822.5%6.3-0.830225.3全半系40000/2×206.3穿穿數(shù)/18000越越9.515. 3.734SFPFZ4000024222.5%6.31.257.2165.421.15I-40000/220Y的繞組連接成星型、三角型，對(duì)高壓繞組分別以字母Y、D表示，對(duì)中壓或低壓Y35KV連接。因此本設(shè)計(jì)承受△連接。短路計(jì)算短路電流計(jì)算接線圖及其等值電路首先畫(huà)出短路電流計(jì)算接線圖及其等值電路，分別為圖5-1，圖5-2所示。5-1短路電流計(jì)算圖5-2短路電流等值電路標(biāo)幺值的計(jì)算UBUB=U

。依據(jù)所av選擇的聯(lián)絡(luò)變壓器的相關(guān)參數(shù)，可計(jì)算出其各繞組的等值電抗標(biāo)幺值：X=(X＋X－X )/2=(0.0607＋0.0258－0.0410)/2=0.02281

1-3

2-3X=(X＋X－X )/2=(0.0607＋0.0410－0.0258)/2=0.03802 1-2 2-3 1-3X=(X＋X－X)/2=(0.0410＋0.0258－0.0607)/2=0.00313

1-3

1-2計(jì)算各發(fā)電機(jī)的額定容量：SG=SG1

=200/0.85MVA=235MVA短路電流計(jì)算由于三相短路故障最為嚴(yán)峻，故只計(jì)算三相短路狀況。d1d4.3。1圖4.3 d1

短路時(shí)等值電路圖短路點(diǎn)的額定電壓為220KV，取基準(zhǔn)電壓為230KV。3基準(zhǔn)電流IB=SB/UB=100/( ×230)KA=0.25KA3再算系統(tǒng)電抗及系統(tǒng)的短路容量：X

)=0.05810 1 3 2 4X

)=0.030411 5 6 7 82d1X=Xk 10

//X11

=0.0199S=SB/Xk

=100MVA/0.0199=5025.13MVAS=10000MVA－5025.13MVA=4974.87MVAc可求得系統(tǒng)電抗為：X9

=SB/SC=100/4974.87=0.0201G，G1 2

對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為Xjs10=0.058×235×2/100=0.2726IN=SN/UB=

3×230)KA=1.18KA3C對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為Xjs9=0.020133

UB=100(

×230)KA=0.25KA3220KV3出線回路I=1000/〔10N1

Ucos 〕=0.308KA3N333

IMAX1

=1.05I

N1N

=0.324KAI=1000/〔N2

Ucos〕=420/〔3N3

*220*0.85〕=3.082KAIMAX1

=1.05I

=3.236KAN2雙繞組變壓器回路I=300/〔N3

Ucos〕=0.926KA3N3IMAX3

=1.05IN3

=0.973KA3三繞組變壓器回路3I=200/〔N4

Ucos〕=200/〔3N3

*220*0.85〕=0.6175KAI =1.05I=0.6484KAMAX4 N4按短路條件進(jìn)展校驗(yàn)〔通常為〔如電壓互感器等〕，以及架空線路，一般不必考慮動(dòng)穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，對(duì)電纜，也不必進(jìn)展動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)。定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。〔1〕熱穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。下式校驗(yàn)所選的電氣設(shè)備是否滿足熱穩(wěn)定的要求，即：I2teq

I2tth式中，I ——三相短路電流周期重量的穩(wěn)定值〔KA〕；t ——等值時(shí)間〔s〕；eqI ts〔KA〕；tIthth〔s〕。短路計(jì)算時(shí)間。校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和斷路器全開(kāi)斷時(shí)間toc

之和，即t t tk op oc式中，top

——保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，當(dāng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般取0.05s；當(dāng)為后備保護(hù)時(shí)間時(shí)一般取2.5s；t ——斷路器全開(kāi)斷時(shí)間〔包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間〕。oc假設(shè)缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取t=0.1-0.5s,toc=0.2oc s110KV主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加上相應(yīng)地?cái)嗦菲鞯娜珠l時(shí)間.如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則應(yīng)承受相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間?！?〕動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)重的破壞作用。因此，各制造廠所生產(chǎn)的電器，都用最大允許的電流的值i或maxImax

電動(dòng)力的作用而損害。滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的條件為i≤i或I≤Ish max sh maxiI——三相短路時(shí)的沖擊電流及最大有效值電流。sh sh電氣設(shè)備的選擇除了要滿足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外，尚應(yīng)依據(jù)工程的自然環(huán)〔氣候條件、厭惡、化學(xué)污染、海拔高度、地震等〕、電氣主接線極短路電流水平、配電裝置的布置及工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等因素考慮。一、隔離開(kāi)關(guān)的選擇的敏捷性。式由操作機(jī)構(gòu)之間具有機(jī)械閉鎖的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。隔離開(kāi)關(guān)的配置200MW與雙繞組變壓器的單元連接時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。6~10KV回線共用一臺(tái)斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開(kāi)關(guān)。接在發(fā)電機(jī)、變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)也可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)隔離電源。的中性點(diǎn)則不必裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。I 1.05IWmax N②U U②N Ne220KV出線回路最大工作持續(xù)電流：I=1000/〔10N1

Ucos 〕=0.308KA3N3IMAX1

=1.05I

N1N

=0.324KAU =1.1×220KV=242KVNsU UN Ns額定工作額定電4s熱穩(wěn)定額定動(dòng)穩(wěn)定額定頻率電壓〔KV〕流〔A〕電流〔KA〕(HZ〕〔KA〕220額定工作額定電4s熱穩(wěn)定額定動(dòng)穩(wěn)定額定頻率電壓〔KV〕流〔A〕電流〔KA〕(HZ〕〔KA〕22032005012550GW4—220W系列隔離開(kāi)關(guān)是三相溝通50HZ高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，供在有電壓五負(fù)裝置。二、斷路器的選擇工作電流及開(kāi)斷故障電流的設(shè)備。器和多油斷路器已根本淘汰。SF6數(shù)要少，可是制造、安裝、調(diào)試和運(yùn)行比較便利和經(jīng)濟(jì)。SF6后時(shí)間短；開(kāi)斷電容電流或電感電流時(shí)，無(wú)重燃，過(guò)電壓低；電氣壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，適于頻繁操作；操作功小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。I 1.05IWmax N②U U②N Ne1.220KV〔1〕出線回路最大工作持續(xù)電流：IN1

=1000/〔10

Ucos 〕=0.308KA3N3IMAX1

=1.05IN1

=0.324KAU=1.1×220KV=242KVNsUUN Ns額定工作最高工作L3s熱穩(wěn)定額定動(dòng)穩(wěn)固有分閘額定頻率電壓〔KV〕〔KV〕〔A〕電流〔KA〕額定工作最高工作L3s熱穩(wěn)定額定動(dòng)穩(wěn)固有分閘額定頻率電壓〔KV〕〔KV〕〔A〕電流〔KA〕時(shí)間〔S〕(HZ〕值〔KA〕2221205250040250.0350三、電壓互感器的選擇置：母線線則視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要而定。線路當(dāng)需要堅(jiān)實(shí)和檢測(cè)線路斷路器外側(cè)有無(wú)電壓，共同期和自動(dòng)重合閘使用，該側(cè)裝一臺(tái)單相電壓互感器。測(cè)量?jī)x表、同期和繼電保護(hù)使用。各種互感器的使用范圍位狹窄的地方，可承受樹(shù)脂膠柱絕緣構(gòu)造?！?〕35—110KV配電裝置一般承受油浸絕緣構(gòu)造電磁式電壓互感器式電壓互感器。應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。1.220KV壓互感器,具體參數(shù)如表5-7所示。型號(hào)含義： J——電壓互感器C——瓷箱式3220/ ——額定電壓3電壓繞組，器身經(jīng)真空處理后由低介質(zhì)損耗絕緣材料固定在用鋼板焊成的基座上，裝在布滿變壓器油的瓷箱內(nèi)。四、電流互感器的選擇電流互感器〔簡(jiǎn)稱(chēng)CT〕將高壓電流和低壓大電流變成電壓較低的小電流，〔電流互感器的也使其在制造上可以標(biāo)準(zhǔn)化，簡(jiǎn)化了制造工藝並降低了本錢(qián)。因此，電流互感器在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。也是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備。(1)一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流．而與二次電流無(wú)關(guān)；(2)電電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。電流互感器一、二次額定電流之比，稱(chēng)為電流互感器的額定互感比：kn=I1n/I2nI1nI2n5(10.5)安，所以電流互感器額定互感比亦已kn≈kN=N1/N2N1、N2電流互感器出線一般設(shè)三組，主要是管保護(hù)，測(cè)量，計(jì)量。假設(shè)只有兩組，那變壓器的。高壓后備電路一般也出三組，管一般過(guò)流保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)，測(cè)量。可以與測(cè)量公用一組互感器。1.220KV出線回路最大工作持續(xù)電流：IN1

=1000/〔10

Ucos 〕=1000/3N33〔 *220*10*0.85〕=0.308KA3IMAX1

=1.05I

=0.324KAN1U=1.1×220KV=242KVNsUUN NsLCWB—220〔W〕系列電流互感器。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： IIMAX IMI

=27.155KAMAX即： IMAXI2t

IIMI2t

IM滿足動(dòng)穩(wěn)定條件熱穩(wěn)定校驗(yàn)：

eq tht t tk op

//，

I//1It t tk op oc查周期重量等值時(shí)間曲線可得

=2.5+0.1=2.6=2.1Seq即： 5*42*42=88202.1*40.1204*40.1204=3380.26滿足熱穩(wěn)定條件。IN2

=1000/〔

Ucos〕=1000/〔3N3

*220*0.85〕=3.082KA3I =1.05I=1.362KA3MAX1 N2U=1.1×220KV=242KVNsUUN Ns就不再作具體的表達(dá)。3雙繞組變壓器回路3最大工作持續(xù)電流：IN3

=300/〔

Ucos〕=300/〔3N3

*220*0.85〕=0.