凝汽式火电厂一次部分设计.doc
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1、 课程设计(论文)题 目 凝汽式火电厂一次部分设计 学院名称 电 气 工 程 学 院 指导教师 职 称 班 级 学 号 学生姓名 word文档 可自由复制编辑摘要摘要:本次设计的是凝汽式火力发电厂电气一次部分,这次主要对一下几个内容进行分析和设计:首先需要对主接线进行选择,设计主接线的原则是将可靠性、经济性和灵活性三者综合考虑的。因为本次设计所需的机组容量比较大,对主接线的可靠性要求非常高,所以就单母线的接线方式而言可以暂不考虑,重点考虑双母接线以及一台半断路器的接线方式。然后,根据发电机容量、负荷容量和厂用电率分别确定主变压器、联络变压器和厂用变压器的容量和台数、结构和型式。最后,选择短路点
2、,按照最严重的情况计算出短路点的最大短路电流,再根据短路电流的大小选择合适的断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等电器设备。最后综合各个步骤绘制出电气主接线图。关键字:凝汽式火电厂、发电机、变压器、双母带旁路、断路器word文档 可自由复制编辑Abstract: This design is condensing power plant electrical part, the main analysis and design the following contents: first, the need to choose the main wiring, the main wiring
3、 design is the principle of the reliability, economy and flexibility of the three considered. Because the number of the design of the unit capacity is large, the reliability of the main wiring requirements are very high, so the connection mode of single bus can not consider, consider double busbar c
4、onnection and a half breaker connection. Then, according to the capacity of generator, load capacity and power consumption rate respectively to determine the main transformer, transformer and transformer capacity and numbers, structure and type. Finally, select the short point, according to the most
5、 serious cases to calculate the maximum short-circuit current short-circuit point, then according to the short circuit current size choose the circuit breaker, the appropriate isolation switch, voltage transformer, current transformer and other electrical equipment. Finally, the comprehensive steps
6、to draw the main electrical wiring diagram.keyword: condensing power plant, generator, transformer, double busbar with bypass, circuit breakerword文档 可自由复制编辑目录1.电气主接线11.1系统与负荷资料分析11.2主接线方案的择21.3变压器的选择与计算62.短路电流的计算102.1短路计算的一般规则102.2短路电流计算表113.电气设备的选择133.1电气设备选择的一般规则133.2电气选择的条件133.3电器设备的选择的结果表153.4主接
7、线中设备配置的一般原则173.5电气设备选择的结果表194.配电装置204.1配电装置选择的一般原则204.2配电装置的选择及依据22结束语23附录24附录:短路计算24附录:电气设备的校验28参考文献31word文档 可自由复制编辑发电厂电气部分课程设计1.电气主接线1.1系统与负荷资料分析1.1.1凝汽式发电厂的规模 (1)装机容量:装机4台,容量分别为:2台100MW UN=10.5KV 2台200MW UN=15.75KV (2)机组年利用小时数:Tmax=6000h/a(3)环境条件:发电厂所在地最高温度40C,年最低温度-6C,最热月均最高温度30C,最热月平均最低温24C,当地海
8、拔高100m,当地雷暴日38日/年,气象条件无其他特殊要求。(4)厂用电率:8%1.1.2负荷及电力系统连接情况(1)220KV电压等级:架空线6回,I级负荷,最大输送320MW,最小输送280MW,Tmax=5000h/a,cos=0.85。(2)110KV电压等级:架空线12回,I级负荷,最大输送220MW,最小输送180MW,Tmax=4500h/a,cos=0.85。总装机容量10000MW,短路容量12000MVA。设计电厂容量为2100+2100=600MW,占电力系统总容量600/(10000+600)100%=5.66%,没有超过电力系统的检修备用容量8%15%和事故备用容量1
9、0%的限额,由此知该电厂为中型凝气式火电厂。而年利用小时数为6000h,远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数,所以该火电厂在电力系统中主要承担基荷,从而在设计主接线时务必着重考虑其可靠性。装机容量分别为2100MW Un=10.5kV 2100MW Un=15.75kV。它具有10.5kV、15.75kV、110kV、220kV四级电压。1.2主接线方案的择衡量可靠的标准,一般是根据主接线型式机主要设备操 作的可能方式,按一定的规律计算出“不允许”事件发生的规律,停运的持续时间期望值等指标,对几种主接线型式中择优。所谓“不允许”事故,是指发生故障后果非常严重的事故,如全部电源津县停
10、运、朱变压器停运,全场停电事故等。供电可靠性是电力生产和分配的首要要求,主接线首先应满足这个要求。对电气主接线的基本要求,概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面:(1)可靠性可靠安全是电力生产的首要任务,保证供电可靠是电气主接线最基本要求。它可以从以下几方面考虑:发电厂或者变电所在电力系统中的地位和作用;发电厂和变电所接入电力系统的方式;发电厂和变电所的运行方式及负荷性质;设备的可靠性程度直接影响着主接线的可靠性;长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。(2)灵活性 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。调度时,应操作方便的基本要求,既能灵活的投入或切除某些机组、变压器或线路,
11、调配电源和负荷,又能满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求;检修时,可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电;扩建时,可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下,投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰,并且对一次和二次部分的改建工作量最少。(3)经济性 主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理。一般从以下几方面考虑。投资省;占地面积少;电能损耗少。此外,在系统规划设计中,要避免建立复杂的操作枢纽,为简化主接线,发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。发电、供电可靠性是发电
12、厂生产的首要问题,主接线的设计首先应保证其满发、满供、不积压发电能力,同时尽可能减少传输能量过程中的损失,以保证供电连续性。为此,对大、中型发电厂主接线的可靠性,应从以下几方面考虑:断路器检修时,是否影响连续供电;线路、断路器或母线故障,以及在母线检修时,造成馈线停运的回路数多少和停电时间的长短,能否满足重要的 ,类负荷对供电的要求;本发电厂有无全厂停电的可能性;大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。对大、中型发电厂电气主接线,除一般定性分析其可靠性外,尚需进行可靠性的定量计算。主接线还应具有足够的灵活性,能适应多种运行方式的变化,且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度
13、灵活、检修安全、扩建发展方便。主接线的可靠性与经济性综合考虑、辨证统一,在满足技术要求的前提下,尽可能投资省、占地面积少、电压损耗少、年费用(投资与运行)为最小。根据对原始资料的分析,现将各电压等级可能采用的两种方案列出:110KV电压级:架空线12回,I级负荷,为使其出线断路器检修时不停电,应采用双母分段或双母带旁路,以保证其供电的可靠性和灵活性。220KV电压级:架空线6回,I级负荷,应采用双母带旁路或一台半。 如表1 拟定的三种方案表:电压等级方案方案方案110KV双母分段双母带旁路双母带旁路220KV双母带旁路双母带旁路一台半如表2主接线方案比较表:方案项目方案方案方案可靠性 可靠性较
14、高,检修母线或设备故障时会短时停电。 220KV检修线短路器也不会停电。 220KV设备少,设备故障率低。 联络变压器起了联络和厂备用的作用。可靠性高,无论检修母线或设备故障、检修就不会全厂停电。220KV检修进线断路器也不会停电。220KV设备少,设备本身故障率低。两台联络变压器还满足本厂的厂备用和启动电源的要求。可靠性高,无论检修母线或设备故障、检修就不会全厂停电。两种电压有两台变压器联结提高可靠性。220KV隔离开关不作为操作电器,减少了故障几率。联络变压器起了联络和厂备用的作用。灵活性 110KV,220KV均有多种运行方式。 扩建方便,便于二次建设。 相应的保护简单。 110KV,2
15、20KV均有多种运行方式。 各种电压级接线都便于扩建和发展。 相应的保护装置相对简单。110KV,220KV均有多种运行式。220KV属于环网结构运行调度灵活但相应的保护装置较复杂。易于扩建和实现自动化。经济性 投资较少,设备简单,数量较少,年费用低。 占地面积较小。 相对投资少,设备数量少,年费用较低。220KV是双母接线,相对占地面积少。投资高,设备数量多,年费用大。220KV采用交叉接线,占地面积大。通过对两种方案的综合分析,方案在经济型上占优势,方案的可靠性适中,但对本次设计已经足够,而且灵活性也较好,保护装置也较简单,方案在可靠性方面占优势,但其经济性态差。由于考虑到该电厂为中型凝汽
16、式发电厂,故最终方案选用方案,如下图:图1, 一次部分主接线简图1.3变压器的选择与计算131变压器容量的确定原则(1)接有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定的原则连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量,应考虑以下因素:发电机全部投入运行时,在满足发电机电压供电的日最小负荷,并扣除厂用负荷后,主变压器应能将发电机电压母线的剩余有功和无功容量送入系统。接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时,主变压器应能从电力系统倒送功率,保证发电机电压母线上最大负荷的需要。若发电机电压母线上接有两台或以上的主变压器时,当其中容量最大的一台因故退出运行时,其它主变压器在允许正常过负荷范围内,应
17、能输送母线剩余功率的70%以上。(2)主变压器型式的选择原则相数的确定在330KV及以下电力系统中,一般都应选用三相变压器。若受到限制时,则宜选用两台小容量的三相变压器取代一台大容量三相变压器,或者选用单相变压器。组数的确定一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器,但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%以上。对于最大机组为200MW以上的发电厂,一般以采用双绕组变压器加联络变压器更为合理。其联络变压器宜选用三绕组变压器。绕组接线组别的确定变压器三相绕组的接线组别必须和系统的相位一致,否则,不能并列运行。我国110KV及以上电压,变压器三相绕组都采
18、用“YN”连接,35KV采用“Y”连接,其中性点多通过消弧线圈接地,35KV以下高压电压,变压器三相绕组都采用“D”连接。 变压器型号的表示方法: - / 特殊环境代号 电压等级(KV) 额定容量代号(KVA) 设计序号 产品代号变压器产品代号含义:S 三相 F风冷却装置 P强迫油循环 S三绕组根据以上绕组连接方式的原则,主变压器接线组别一般都采用YN,d11常规接线。为使变压器型号易选,常将两台容量相同的发电机接在同一侧,故将2台100MW的发电机接在110KV侧,2台200MW的发电机接在220KV侧,容量可通过联络变压器传送。变压器容量的确定: S=(PGP厂)(1+10%)/cos S
19、T1,2=(1001008%)1.1/0.85=119.06MW ST3,4=(2002008%)1.1/0.85=238.12MW故:与100MW发电机相连的变压器的容量为120MW与200MW发电机相连的变压器的容量为240MW与110KV侧相连的变压器选择为SFP7120000/110;与220KV侧相连的变压器选择为SFP7240000/220,其参数见变压器的选择结果表。13 2连接两种升高电压母线联的络变压器容量的确定原则(1)联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下,网络间的有功功率和无功功率的交换。(2)联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容
20、量,以保证最大一台机组故障或检修,通过联络变压器来满足本侧负荷的要求,同时,也可在线路检修或故障时,通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。(3)联络变压器为了布置和引线方便,通常只选一台,在中性点接地方式允许条件下,以选自耦变压器为宜。其第三绕组,及低压绕组兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置。但该发电厂的110KV电压级靠联络变压器来提供电源,功率主要从220KV的高压侧输送到110KV的中压侧,用自耦的变压器所需的公共容量太大。因为110KV电压级的可靠性要求也比较高,且200MW及以上机组,一般采用两台联络变压器,所以,该电厂也用了两台。且采用Y-Y-连接方式,满足相位条件。根据原则,可得
21、容量为: ST=PG/cos =200/0.85=235.29MW所以用两台时,每一台是总容量的一半,即ST5,6=117.65MW,选标准的是120MW。 根据以上分析选得SFPS7-120000/220,其参数见变压器的选择结果表。133厂用变压器的选择:厂用电分别从两台发电机取得电源,所以,需要两台;在联络变压器的选型当中,低压侧电压是10.5KV,所以也需要两台变压器。本设计采用厂用电母线分段形接线,以提高可靠性,也使调配灵活。所以,发电机电压级的变压器采用分裂绕组,两低压侧分别接到两段母线上,达到相互备用的效果,而联络变压器的备用也分别接到两公用母线上。200MW机组的发电厂厂用电一
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