发电厂电气部分课程设计报告


    
    发电厂电气部分课程设计报告

    凝气式火力发电厂次部分设计





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    1 引言

    年着国家电网迅速发展国外火电机组容量越越民电量日益增加促发电量断增加世界源断消耗促进新源发展目前新源完全代传统次源发电国火力发电然占导位
    火力发电厂简称火电厂利煤炭石油天然气作燃料生产电工厂量转换程燃料化学热机械转换电设计凝气式火电厂次部分设计通电气接线设计短路电流计算更加济选相关次设备做更利次源障时电力系统保护


    2 接线方案设计
    21 原始资料分析
    211 原始资料
    发电机组U105KV次暂态电抗012年利率5000时厂电率6高压侧220kv110KV中110V出线短5回出线系统相连接输送功率120MW220KV出线5回系统相连接输送功率200MW中压侧35KV3回出线功率送5KM户综合负荷40MW发电厂处北方原带防雷均雷暴日考虑土壤普通沙土系统容量取3500MVA
    212资料分析
    根设计务书提供资料知该火电厂中型火电站年利率5000时该发电厂般类负荷供电必须采供电较接线形式形条件限制严格节省考虑布置紧凑便运行理发电厂总容量系统容量相较35KV110KV采取相简单接线方式
    22 电气接线设计
    电气接线设计火电厂电气设计体电力系统枢纽条件电站动参数电站运行性济性等密切相关电气布置设备选择继电保护控制方式等较影响必须紧密结合电力系统电站具体情况全面分析关影响素正确处理间关系通技术济较合理选定接线方案
    电气接线求
    1性:衡量性指标般根接线型式设备操作方式定规律计算出允许事件规律停运持续时间期值等指标种接线形式择优
    2灵活性:投切发电机变压器线路断路器操作方便调度灵活
    3济性:通优化选工程设计应力做投资省占面积电损耗

    23接线方案拟定
    方案:根原始资料分析知系统4电压等级分发电厂母线10KV电压升压周边户35KV电压提供系统110KV220KV
    (1)10kv电压等级鉴处发电厂厂电外量10KV母线输出母线必须稳定供电采取双母线分段接线样设计够缩母线障停电范围
    (2)110KV电压等级采取单母线接线接线简单操作方便设备少济性
    (3)220KV电压等级采取双母线接线输出功率200MW分四条回路回路50MW
    (4)35KV电压等级35KV电压等级电供附5kM户采取较简单单母线接线
    电气接线图图231

    图231方案火电厂电气接线图
    优点:(1)发电厂供电采取发电机单独供电样会发电机损坏破坏发电厂部电
    (2)10KV采取双母线分段接线够效切换母线段母线出现问题时分段断路器起作减少停电范围
    (3)220KV采取双母线够效供电
    缺点:(1)10KV母线承担电流太功率条母线出果10KV母线损坏会导致功率输出0
    (2)变压器110KV条母线输出果母线损坏导致110KV测系统输出功率0
    (3)济性高
    方案二:
    (1)220KV电压等级采双母线带旁路接线
    (2)110KV电压等级采单母线分段接线
    (3)35KV电压等级采单母线接线
    (4)10KV电压等级采双母线分段接线
    电气接线图232

    图232方案二电气接线图
    优点:(1)220KV电压等级台发电机直接供电已三绕组变压器供电供电稳定备
    (2)10KV电压母线承担电流方案
    (3)110KV电压母线采分段母线段母线损坏条继续系统供电
    较方案方案二安全济性说选方案
    24 发电机变压器选择
    241发电机选择
    发电机组U105KV次暂态电抗012选择型号QFN1002表241示
    型号
    额定容量MW
    额定电压KV
    功率数
    次暂态电抗Xd
    QFN1002
    100
    105
    085
    012
    241发电机型号参数表
    242变压器选择
    发电厂变电站中电力系统户输送功率变压器称变压器
    变压器容量台数直接影响接线形式配电装置结构确定传递容量基原始资料外应根电力系统510年发展规划输送功率馈线回路数电压等级接入系统紧密程度等素进行综合分析合理选择
    1变压器形式结构选择
    (1)相数:变采三相单相考虑变压器性求运输条件等素根设计手册关规定运输条件受限制时330KV电厂变电均选三相变压器三相变压器相容量单相变压器具节省投资占面积运行程损耗优点时电厂运输理条件受限制选三相变压器
    (2) 绕组数量选择:根电力工程电气设计手册规定:机组容量125MW发电厂两种升高电压户供电系统相连接时宜采三绕组变压器结合电厂实际选1台双绕组变压器三台三绕组变压器
    (3)普通型耦型选择:根电力工程电气设计手册规定:220KV电压等级宜优先考虑采偶变压器偶变压器般作联络变压器连接两直接接系统济性角度出发结合电厂实际选普通型变压器
    2变压器容量型号选择
    (1)10KV母线输出功率 MW中台发电机供厂电负荷6MW选三台三绕组变压器互备中台容量变压器障者维修时外两台承担70负荷台变压器容量计算:
    (MVA)
    台变压器容量(MWA)留定裕度取变压器容量120MVA中两台变压器型号致标T1外台标T2
    (2)发电厂直接双绕组升压变压器供220KV母线功率MW
    升压变压器容量(MVA)
    选取容量120MVA变压器
    根面分析查电工手册变压器型号表
    型号
    额定容量(KVA)
    容量()
    额定电压
    (KV)
    连接组号
    损耗(KW)
    空载电流()
    阻抗电压()

    高压
    中压
    低压
    空载

    高中
    高低
    中低














    SEPSZ7
    120000220
    120000
    100100100
    220 8 125
    121
    105
    Yn
    Yn0
    dl1
    90
    425
    08
    133
    235
    77
    SEPSZ7
    120000220
    120000
    100100100
    220 8 125
    121
    105
    Yn
    Yn0
    dl1
    144
    480
    08
    126
    220
    77
    241三绕组变压器型号表

    型号
    额定容量(KVA)
    额定电压(KV)
    连接组号
    损耗(KW)
    空载电流()
    阻抗电压()
    高压
    低压
    空载
    负载
    S7120000220
    120000
    22025
    105
    YND11
    385
    148
    08
    105
    242双绕组变压器型号表

    3 短路电流计算
    31 短路电流计算基假设
    (1)短路程中发电机间发生摇摆认发电机电势相电位
    (2)负荷作似估计作恒定电抗作某种时附加电源视具体情况定
    (3)计磁路饱系统元件参数恒定叠加原理
    (4)称三相系统称短路障处称外实际系统称
    (5)忽略高压线电阻电容忽略变压器电阻励磁电流说发电机输电变电电元件均匀纯电抗表示
    (6)金属性短路计度电阻影响认渡电阻零短路情况
    32电路元件参数计算等值电路图
    选取基准容量基准电压KV
    1元件电抗标幺值计算
    发电机:
    变压器:
    线路:
    发电机电抗表幺值0102
    三绕组变压器T1T2绕组阻抗电压百分分:
    T1变压器:
    1455
    125
    895
    T2变压器:
    134
    17
    855
    三绕组变压器T1T2绕组电抗标幺值:
    T1变压器:



    T2变压器:



    双绕组变压器:

    假设110KV220KV样5KM接入系统中令输出功率数09
    原始资料知110KV5回线路输出功率120MW均回线路输送容量MVA
    输出额定电流014KA
    等效电抗
    220KV5回线路输出功率200MW均回线路输送容量
    MVA
    输出额定电流013KA
    35KV侧3回线路输送40MW附户
    回输送容量 MVA
    输出额定电流0244KA

    2短路计算等值电路图


    (1)220KV线路短路时

    简化
    计算220KV母线短路时:
    220KV侧系统输送电流标幺值:
    110KV侧系统输送电流标幺值
    发电机E母线输送电流标幺值:
    发电机E4母线输送电流标幺值:
    综计算220KV短路点电流标幺值
    短路电流实际值:
    (2)110KV线路短路时

    继续简化

    计算110KV母线短路时:
    110KV侧系统输送电流标幺值:
    假设S输出电流标幺值E输出电流标幺值电路定理知
    E侧输送电流标幺值:
    系统E4组合S110KV母线输送电流标幺值9275
    综计算110KV短路点电流标幺值
    短路电流实际值:
    (3)35KV短路时:

    计算35KV母线短路时:
    220KV侧系统S输送电流标幺值:
    110KV侧系统输送电流标幺值:
    E侧输送电流标幺值:
    35KV短路点电流标幺值
    短路电流实际值:
    (4)10KV短路时:



    计算10KV母线短路时:
    E侧输送电流标幺值:
    假设系统S输出电流标幺值系统输出电流标幺值电路定
    理知
    系统侧输送电流标幺值
    系统S输送电流标幺值
    10KV短路点电流标幺值
    短路电流实际值:



    4 电气设备选择
    41电气设备选择概述
    种电气设备具体工作条件完全相具体选择方法完全相基求相保证电气设备工作必须正常工作条件选择短路情况校验热稳定动稳定
    42 电气设备选择般原
    ⑴应满足正常运行检修短路电压情况求考虑远景发展
    ⑵应环境条件校核
    ⑶应力求技术先进济合理
    ⑷正工程建设标准应协调致
    ⑸类设备应量减少品种
    ⑹新产品均应试验数正式鉴定合格
    43断路器隔离开关选择
    1断路器选择满足项技术条件环境条件外应考虑便安装调试运行维护济技术方面较确定根目前国断路器生产情况电压等级10KV~220KV电网般选少油断路器少油断路器满足求时选SF6断路器电压等级35KV配电装置中真空断路器广泛应断路器选择校验容:
    ① 额定电压额定电流选择:

    ② 定开断电流关合电流选择:

    ③ 热稳定校验动稳定校验:

    (2)隔离开关选择
    隔离开关选择方法断路器相隔离开关没灭弧装置承担接通断开负荷电流短路电流务时隔离开关隔离电压倒闸操作开合电流功需校验额定开断电流关合电流隔离开关选择校验容:
    ① 定电压额定电流选择:

    ① 热稳定校验动稳定校验:

    (3)具体位置断路器隔离开关选择
    1)10KV母线侧断路器隔离开关选择
    ①流断路器持续工作电流:

    计算结果校验结果表
    计算数
    断路器(SN410G8000)
    隔离开关(GN10208000)
    合格否
    UNS 10KV
    UN 10KV
    UN 10KV
    合格
    Imax 713KA
    IN 8KA
    IN 8KA
    合格
    I 103KA
    Ibr139KA

    合格
    Qk 10324 KA2s
    It2t 15025 KA2s
    It2t 8024 KA2s
    合格

    2) 110KV母线侧断路器隔离开关选择
    ①流断路器持续工作电流:

    计算结果校验结果表
    计算数
    断路器(SW3110III)
    隔离开关(GW5110630)
    合格否
    UNS 110KV
    UN110KV
    UN110KV
    合格
    Imax 778A
    IN2000A
    IN630A
    合格
    I 29129KA
    Ibr315KA

    合格
    Qk 2912924 KA2s
    It2t3152 KA2s
    It2t15824KA2s
    合格
    3) 220KV母线侧断路器隔离开关选择
    ①流断路器持续工作电流:

    计算结果校验结果表
    计算数
    断路器(SW2220)
    隔离开关(GW42201250)
    合格否
    UNS 220KV
    UN220KV
    UN220KV
    合格
    Imax 648A
    IN2000A
    IN1250A
    合格
    I 15457KA
    Ibr315KA

    合格
    Qk 1545724 KA2s
    It2t3152 KA2s
    It2t12524KA2s
    合格


    5 总结



    次课程设计基凝汽式火电厂次部分设计通定原始资料先根系统需进行接线设计然计算额定电流输出容量选择相应变压器算出短路时电流短路电流基础选择电气设备进行动稳定热稳定校验
    初期两星期复发电厂电气部分容图书馆阅关发电厂设计部分书籍资料加网查找相关设计设计合适接线图程中发现问题切身体会专业实际相连紧密光单单书知识太笼统设计实际工程时查阅资料相关参数程中学充实期间询问老师较问题老师讲解受益匪浅收获颇
    总次课程设计中三年专业知识慢慢串联起前样感觉零零散散提高分析问题查阅资料解决问题力
    通次设计电力系统初步较清晰认识工程实践良基础水时间限次设计中肯定错误希断学中做更



    参考文献
    [1]熊信银 发电厂电气部分[M] 北京中国电力出版社20097
    [2]王士政电力工程类专题课程设计毕业设计指导教程[M]北京中国水利水电出版社2007
    [3] 陈珩电力系统稳态分析[M]北京中国电力出版社201510
    [4]邱关源电路[M]北京高等教育出版社20065
    [5] 李光琦电力系统暂态分析[M]北京中国电力出版社20162



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