凝汽式發(fā)電廠設(shè)計

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“變壓器的選擇與計算 7\l“_TOC_250001“短路計算 9\l“_TOC_250000“廠用電設(shè)計 202×300MW凝汽式發(fā)電廠設(shè)計原始資料一.某凝氣式電廠，一期裝機2×300MW。發(fā)電機參數(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的高壓廠用電動機及廠用變壓器的容量見附錄。4．該電廠四周地勢平坦，交通5．該地區(qū)最高月平均氣溫為3540二．設(shè)計內(nèi)容主接線的設(shè)計：主接線設(shè)計依據(jù)；對電氣主接線的根本要求和設(shè)計原則；依據(jù)原始資料擬訂幾種主接線方案；比較各個擬訂方案的優(yōu)缺點，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：廠用電概述及設(shè)計原則；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)約投資及簡扮裝置。220KV5環(huán)境狀況選擇耐高溫的。設(shè)備狀況300MW號進展選擇。依據(jù)原始資料中給出了發(fā)電機的容量，可選擇動身電機的型號。電氣主接線主接線的根本要求和設(shè)計原則其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、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行牢靠性的標(biāo)志是：①斷路器檢修時，能否不大機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，操作簡便：應(yīng)能敏捷地投入某些機組、變壓器或而不影響電力網(wǎng)的正常運行及對用戶的供電。經(jīng)濟性 ①投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡潔清楚，掌握、保護方式不過于簡單，適當(dāng)限制斷路器電流②占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計要為配電裝置的布置制造條件。③電能損耗少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，避開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)計中機組容量為600MW，所以發(fā)電機出口承受封閉母線，為了削減斷開選擇斷路器時，受到制造條件或價格甚高等緣由造成的困難。2〕單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線QF缺點：增加了一臺旁路斷路器的投資。單母分段線分段斷路器兼作旁路斷路器的接線優(yōu)點：可以削減設(shè)備，節(jié)約投資；同樣牢靠性高，運行操作便利；雙母線接線優(yōu)點：供電牢靠，調(diào)度方式比較敏捷，擴建便利，便于試驗。220KV局限性，而且操作較簡單，對運行人員要求高。雙母線帶旁路母線的接線響雙母線的正常運行。缺點：多裝了一臺斷路器，增加投資和占地面積，簡潔造成誤操作。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算變壓器的選擇原則為節(jié)約投資及簡化布置，主變壓器應(yīng)選用三相式。為保證發(fā)電機電壓出線供電牢靠，接在發(fā)電機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。 確定變壓器臺數(shù)及容量300WM發(fā)電機組的主變壓器選用兩繞組變壓器2臺。下表是本設(shè)計中發(fā)電機的各項參數(shù)，依據(jù)參數(shù)選擇變壓器的容量。型號型號額定額定額定功率〔MW〕〔KV〕〔KA〕因數(shù)〔cos〕QFSN-300-23002010.190.854-1發(fā)電機參數(shù)發(fā)電機G-1、G-2的額定容量為300MW，扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為：1.1S NG12

P)1.1300(1-0.08)357.18MVAN COSG

0.85經(jīng)計算后選取變壓器如下：300MWSFP-360000/220兩臺型號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，對高壓繞組分別以字母Y、D表示，對中壓或低壓Y35KV連接。因此本設(shè)計承受△連接。短路計算短路電流計算接線圖及其等值電路首先畫出短路電流計算接線圖及其等值電路，分別為圖5-1，圖5-2所示。5-1短路電流計算圖5-2短路電流等值電路標(biāo)幺值的計算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計算各發(fā)電機的額定容量：SG=SG1

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

短路時等值電路圖短路點的額定電壓為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

對短路點的計算電抗為Xjs10=0.058×235×2/100=0.2726IN=SN/UB=

3×230)KA=1.18KA3C對短路點的計算電抗為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按短路條件進展校驗〔通常為〔如電壓互感器等〕，以及架空線路，一般不必考慮動穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗，對電纜，也不必進展動穩(wěn)定度的校驗。定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度?！?〕熱穩(wěn)定校驗設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。下式校驗所選的電氣設(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 ——等值時間〔s〕；eqI ts〔KA〕；tIthth〔s〕。短路計算時間。校驗短路熱穩(wěn)定的短路計算時間應(yīng)為繼電保護動作時間top和斷路器全開斷時間toc

之和，即t t tk op oc式中，top

——保護動作時間，主要有主保護動作時間和后備保護動作時間，當(dāng)為主保護動作時間時一般取0.05s；當(dāng)為后備保護時間時一般取2.5s；t ——斷路器全開斷時間〔包括固有分閘時間和燃弧時間〕。oc假設(shè)缺乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，對快速及中速動作的斷路器，取t=0.1-0.5s,toc=0.2oc s110KV主保護的動作時間加上相應(yīng)地斷路器的全分閘時間.如主保護有死區(qū)時，則應(yīng)承受相應(yīng)的斷路器全分閘時間?！?〕動穩(wěn)定校驗重的破壞作用。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

電動力的作用而損害。滿足動態(tài)穩(wěn)定的條件為i≤i或I≤Ish max sh maxiI——三相短路時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、隔離開關(guān)的選擇的敏捷性。式由操作機構(gòu)之間具有機械閉鎖的裝置來實現(xiàn)。隔離開關(guān)的配置200MW與雙繞組變壓器的單元連接時，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點。6~10KV回線共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。接在發(fā)電機、變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。開關(guān)也可不裝設(shè)隔離開關(guān)。斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時隔離電源。的中性點則不必裝設(shè)隔離開關(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)定額定動穩(wěn)定額定頻率電壓〔KV〕流〔A〕電流〔KA〕(HZ〕〔KA〕22032005012550GW4—220W系列隔離開關(guān)是三相溝通50HZ高壓開關(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)試和運行比較便利和經(jīng)濟。SF6后時間短；開斷電容電流或電感電流時，無重燃，過電壓低；電氣壽命長，檢修周期長，適于頻繁操作；操作功小，機械特性穩(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)定額定動穩(wěn)固有分閘額定頻率電壓〔KV〕〔KV〕〔A〕電流〔KA〕時間〔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)需要堅實和檢測線路斷路器外側(cè)有無電壓，共同期和自動重合閘使用，該側(cè)裝一臺單相電壓互感器。測量儀表、同期和繼電保護使用。各種互感器的使用范圍位狹窄的地方，可承受樹脂膠柱絕緣構(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〔簡稱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，簡化了制造工藝並降低了本錢。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電路的負(fù)荷電流．而與二次電流無關(guān)；(2)電電流互感器在近于短路狀態(tài)下運行。電流互感器一、二次額定電流之比，稱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，測量，計量。假設(shè)只有兩組，那變壓器的。高壓后備電路一般也出三組，管一般過流保護，差動保護，測量?？梢耘c測量公用一組互感器。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。動穩(wěn)定校驗： IIMAX IMI

=27.155KAMAX即： IMAXI2t

IIMI2t

IM滿足動穩(wěn)定條件熱穩(wěn)定校驗：

eq tht t tk op

//，

I//1It t tk op oc查周期重量等值時間曲線可得

=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.