畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2×25+2×50MW發(fā)電廠一次部分設(shè)計(jì)

1、 設(shè)計(jì)題目225250mw發(fā)電廠一次部分設(shè)計(jì)一、220kv電網(wǎng)接線圖60kmsfp-90000/220se=90000kvaud%=12火電廠qsq-50-2pe=450mwue=10.5kvxd”=0.124=0.8已知條件：1、水電廠水輪機(jī)型號(hào)：ts854/15640，pe=275mw，ue=13.8kv, xd=0.229,cos =0.85。2、水電廠主變型號(hào)：sfp63000/220，ud%=12，y/11，2臺(tái)。二、本廠直接供電的（近區(qū)）負(fù)荷表負(fù) 荷名 稱最大功率（mw）距 離（km）cos 最小負(fù)荷系 數(shù)tmax負(fù)荷性質(zhì)%180.20.80.75000503020240.50.8

2、0.745004040203610.80.645002040304420.80.750001060205620.80.745003040301、最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)：0.9，最高日平均氣溫：36，最低氣溫3，非地震地區(qū)，58月有雷雨，土地較充裕。2、負(fù)荷13為10kv電壓等級(jí)，負(fù)荷45為110kv電壓等級(jí)。設(shè)計(jì)要求：第一部分 供電方式的設(shè)計(jì)第二部分 主接線的設(shè)計(jì)及廠用電的設(shè)計(jì)第三部分 短路電流計(jì)算第四部分 導(dǎo)體和電器的選擇計(jì)算第一部分 供電方式的設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)近區(qū)負(fù)荷的供電方式，確定出線回路數(shù)1.1 10kv負(fù)荷供電線路根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)（、類負(fù)荷比例）和年最大負(fù)荷利用小時(shí)tmax，擬定以下兩種近區(qū)1、2

3、、3、4四種10kv負(fù)荷的供電方式。（經(jīng)過比較選擇二方案供電方式，即負(fù)荷1和負(fù)荷2采用雙回供電，負(fù)荷3和負(fù)荷4采用單回供電。）比較（1、路徑長度l：直接距離。決定線路施工、器材運(yùn)輸、檢修等費(fèi)用。并考慮5%彎曲度。2、線路長度1：反映輸電線路的投資。其中：單回線1=l；雙回線1=1.75l3、開關(guān)臺(tái)數(shù)：反映電廠、變電站配電裝置的投資。發(fā)電廠：按出線回?cái)?shù)確定，一回線一臺(tái)開關(guān)n=m；變電站：m=1，n=1，單母線；m=2，n=3，橋形；m=3，n=m3 雙母；m=7，n=m4雙母帶旁母。n：開關(guān)臺(tái)數(shù)，m回路數(shù)）比較：一方案線路總長度l=1.75（l1l2l3）=1.75（0.20.513）=8.22

4、5（km）開關(guān)總臺(tái)數(shù)n=出線回路總數(shù)2=42=8（臺(tái)）二方案。線路總長度l=1.75（l1l2）l3 =1.75（0.20.5）13=5.225（km）開關(guān)總臺(tái)數(shù)n=出線回路總數(shù)2=4+1+1=6（臺(tái)）附件11 10kv負(fù)荷供電線路比較表線路長度（km）開關(guān)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）一方案8.2258二方案5.2256注：開關(guān)臺(tái)數(shù)按每回進(jìn)出端各一臺(tái)即每回2臺(tái)計(jì)算。由于負(fù)荷2和負(fù)荷3的類負(fù)荷比例僅為20%和10%較低，且其年最大負(fù)荷利用小時(shí)tmax=4500h/n不算高，因而對供電可靠性要求不是特別高，因此該負(fù)荷選擇單回供電更為合理，故10kv負(fù)荷供電線路選用二方案供電方式。1.2 110kv負(fù)荷供電方式擬定根

5、據(jù)負(fù)荷性質(zhì)（、類負(fù)荷比例）和年最大負(fù)荷利用小時(shí)tmax，擬定以下兩種近區(qū)5、6兩種110kv負(fù)荷的供電方式。（經(jīng)過比較選擇一方案供電方式，即負(fù)荷5和負(fù)荷6采用雙回供電。）方案一：線路總長度l=1.75(l1+l2) +l3+l4=1.75（1.5+1）+2+1=7.375（km） 開關(guān)總臺(tái)數(shù) n=出線回路數(shù)2=222=6（臺(tái)）方案二：l=l1+l2+l3+l4=5.5（km） n=22=4（臺(tái)）附表12 110kv負(fù)荷供電線路比較表線路長度（km）開關(guān)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）一方案7.3756二方案5.54（3）各電壓等級(jí)負(fù)荷情況表如下附件13 各電壓等級(jí)負(fù)荷情況表電壓等級(jí)出線回路數(shù)備注10kv6供電方式?jīng)Q

6、定110kv6供電方式?jīng)Q定220kv6任務(wù)書2、選擇供電方案，估選導(dǎo)線截面2.1 10kv側(cè)：按各負(fù)荷最大持續(xù)工作電流選擇，按電壓損失校驗(yàn)。按各負(fù)荷最大持續(xù)工作電流igmax=值，查（電力工程表b1）選擇導(dǎo)線截面及型號(hào)，按正常運(yùn)行的電壓損失u%=100%10%，事故時(shí)的電壓損失u%=100%15%分別對所選導(dǎo)線進(jìn)行效驗(yàn)。（注：雙回線，選截面時(shí)取后選。算電壓損失中，正常時(shí)，r和x取，事故時(shí)取r、x）選型后查出：r0=/km，x0=/km。r=lr0，x=lx0。q=2.2 110kv供電線路：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按機(jī)械強(qiáng)度、電暈、發(fā)熱（長期允許通過電流）校驗(yàn)所選導(dǎo)線。1、供電方式的設(shè)計(jì) 110k

7、v根據(jù)各負(fù)荷的最大負(fù)荷利用小時(shí)tmax，查出導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度j。經(jīng)濟(jì)電流截面sj = a械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面積查出，對110kv以上鋼芯鋁絞線最小截面積不得小于25mm2。b電暈校驗(yàn)導(dǎo)線截面積查出，額定電壓為110kv的線路，不必驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小直徑是9.6mm相應(yīng)導(dǎo)線型號(hào)lgj-50。c發(fā)熱按允許截流量校驗(yàn)導(dǎo)線截面積選型后，查出線路的持續(xù)允許電流該線路事故時(shí)最大電流（對雙回線斷一回時(shí)算電流）。（或選型后，查出線路的持續(xù)允許負(fù)荷該線路通過的最大功率）1）、導(dǎo)線截面的計(jì)算：10kv：（1）i1雙回線，igmax=288.68a選用lgj120型ixu=408 ixuigmaxr0=0.223 x

8、0=0.348 q=ptg=0.758校驗(yàn)正常時(shí) r= r0l=0.2230.2=0.0446 x= x0l=0.3480.2=0.0696u=1.62u=1.6210%滿足要求故障時(shí)的計(jì)算：u=u = 5.1315%（2）i2 igmax=360.85a選用lgj120型ixu=408 ixu igmaxr0=0.223 x0=0.348 q=ptg=0.758 校驗(yàn)正常時(shí) r= r0l=0.2230.5=0.1115 x= x0l=0.3480.5=0.174 u=3.15u=1.6210%滿足要求故障時(shí)間同上計(jì)算（3）i3 igmax=433a選用lgj185型ixu=408 ixu i

9、gmaxr0=0.223 x0=0.348 r= r0l=0.2231=0.223 x= x0l=0.3481=0.348q=ptg=0.758=6u=4.32u=4.3210%滿足要求故障時(shí)間同上計(jì)算（4）i4 igmax=360.85a選用lgj120型ixu=408 ixu igmaxr0=0.223 x0=0.348 r= r0l=0.2233=0.669 x= x0l=0.3483=1.044q=ptg=0.758=6 u=4.32u=4.3210%滿足要求故障時(shí)間同上計(jì)算 ii：雙回 igmax=26.2a查電力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南得經(jīng)濟(jì)電流密度j=1.105a/mm2s=23.7

10、 選lgj50型校驗(yàn)：故障時(shí)斷一回： i=52.48查型號(hào)i允=195 i允i故滿足要求ii ii：雙回 igmax=26.2a查電力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南得經(jīng)濟(jì)電流密度j=1.21a/mm2s=23.7 選lgj50型校驗(yàn)：故障時(shí)斷一回： i=52.48查型號(hào)i允=195 i允i故滿足要求 ii：單回 igmax=39.40a查電力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南得經(jīng)濟(jì)電流密度j=1.21a/mm2s=32.56 選lgj50型滿足要求ii：單回 igmax=26.24a查電力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南得經(jīng)濟(jì)電流密度j=1.21a/mm2s=21.69 選lgj50型滿足要求附表14 近區(qū)負(fù)荷供電導(dǎo)線表負(fù)荷1負(fù)

11、荷2負(fù)荷3負(fù)荷4負(fù)荷5負(fù)荷6負(fù)荷7負(fù)荷8導(dǎo)線型號(hào)lgj-120lgj-120lgj-185lgj -120lgj-50lgj-50lgj-50lgj-502）、負(fù)荷計(jì)算：（1）10kv i1： s1=p/ cos=8/0.8=10mva因在選擇線路型號(hào)時(shí)，考慮了不預(yù)計(jì)負(fù)荷，所以省去了線段i2： s2=p/cos=10/0.8=12.5mvai3： s3= p/cos=6/0.8=7.5mvai4： s4= p/cos=5/0.8=6.25mva10kv最大負(fù)荷，最小負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)：smax=k同時(shí)s=0.9(s1+s2+s3+s4)=0.9(10+12.5+7.5+6.25)=32.625mvas

12、min= k同時(shí)s=0.7(10+12.5)+0.6(7.5+6.25)=24mva（2）110kv i1： s1=p/cos=8/0.8=10mva因在選擇線路型號(hào)時(shí)，考慮了不預(yù)計(jì)負(fù)荷，所以省去了線段i2： s2=p/cos=8/0.8=10mva i3： s3=p/cos=6/0.8=7.5mva i4： s4=p/cos=4/0.8=5mva110kv最大負(fù)荷，最小負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)：smax=k同時(shí)s=0.9(s1+s2 +s3+s4)=0.9(10+10+5+7.5)=29.25mvasmin = k同時(shí)s=0.7(10+10+5+7.5)=22.75mva（3）220kv最大負(fù)荷，最小負(fù)荷

13、的統(tǒng)計(jì)：發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量：s裝= p/cos=（250+3100）/0.85=470.60mva本廠輸出最大容量為：sg= s裝（1-kj）=476.690%=423.5mvakj-廠用電率，本設(shè)計(jì)取10%smax=sg- s10min s110min =423.5-24-22.75=376.75mvasmin= sg- s10max s110max= 423.5-32.625-29.25=361.625mva近區(qū)負(fù)荷供電導(dǎo)線選擇結(jié)果如下表：（請見設(shè)計(jì)說明書）附表15 各電壓等級(jí)負(fù)荷情況表電壓等級(jí)（kv）smax(mva)smin（mva）10kv32.62524110kv29.2522.752

14、20kv376.75361.625第二部分 主接線的設(shè)計(jì)及廠用電的設(shè)計(jì)1原則本待設(shè)電廠總?cè)萘繛?25250 = 150mw ,供地區(qū)10kv和110kv負(fù)荷，剩余容量接入220kv系統(tǒng)，屬于中型地區(qū)電廠。主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求，并考慮擴(kuò)建的方便性（具體要求見設(shè)計(jì)說明書），但本設(shè)計(jì)安裝的單機(jī)容量小于200mw因此不考慮主接線可靠性的特殊要求。2、發(fā)電機(jī)的選擇由于待設(shè)電廠為225250火力發(fā)電廠，有四回10kv近區(qū)供電負(fù)荷，因此選擇發(fā)電機(jī)電壓為10.5kv的機(jī)組，查選擇兩臺(tái)qfq502型和電臺(tái)qfn1002型和兩臺(tái)qfn1002型汽輪發(fā)電機(jī)，其主要參數(shù)如下表：附表21

15、汽輪發(fā)電機(jī)主參數(shù)表型號(hào)臺(tái)數(shù)(臺(tái))視在功率(mya)有功功率(mw)冷 卻 方 式電壓(kv)電流(ka)轉(zhuǎn)速(r/min)功率因數(shù)cos短路比效率(%)xd(%)定子轉(zhuǎn)子鐵芯qfq-50-226250氫外冷氫外冷氫冷, 110.53.4430000.800.6398.41215qfn-100-22117.5100氫外冷氫外冷、氫內(nèi)冷（氣隙取氣）氫冷, 210.56.47530000.850.6498.712153、主接線的設(shè)計(jì)3.1 10kv主接線由于本設(shè)計(jì)選擇的兩臺(tái)qfq-50-2型和兩臺(tái)qfn-100-2型汽輪發(fā)電機(jī)的電壓都是10.5kv，機(jī)組容量均小于125mw，兩10kv負(fù)荷有六回且1

16、0kv一類負(fù)荷比例占（80.580.460.250.1）/（8865）%33%，在平均最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為tmax =（85500855006450054500）/（8865）5093小時(shí)，均要求供電的要可靠性較高。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊規(guī)定，100mw發(fā)電機(jī)電壓為10.5kv，一般與變壓器單元連接，但也可接至電機(jī)電壓母線。方案一：為了滿足10kv負(fù)荷的供電可靠性以及本電廠參與電力市場競爭的經(jīng)濟(jì)性，#1、#2、#3、#4機(jī)組發(fā)電機(jī)的連接方式采用發(fā)電機(jī)電壓母線的形式，由于每段母線上每臺(tái)發(fā)電機(jī)容量均大于24mw以上，因此#1、#2、#3、#4機(jī)組發(fā)電機(jī)10.5kv電壓母線主接線設(shè)計(jì)采用雙母線按機(jī)

17、組分段形式。方案二：#1、#2機(jī)組發(fā)電機(jī)10kv電壓母線主接線設(shè)計(jì)采用雙母線按機(jī)組分段形式，#3、#4機(jī)組發(fā)電機(jī)10.5kv電壓設(shè)計(jì)采用與變壓器單元連接。是否裝設(shè)母線發(fā)段電抗器，要根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓母線的短路電流是否超過sn10輕型少油斷路器的開斷能力（電力工程表d1，sn1010i斷流容量350mva，sn10斷流容器500mva，sn1010斷流容量750mva）。一般應(yīng)限制短路電流不超過1631.5ka，以便采用輕型少油斷路器并且使選用的廠用電纜截面不致過大。10kv主接線兩種方案如下圖：110kv負(fù)荷1110kv220kv220kv10kv負(fù)荷2負(fù)荷3負(fù)荷4母聯(lián)g4（50mw）g3（50m

18、w）母聯(lián)g2（25mw）g1（25mw）母聯(lián)母聯(lián)225250mw機(jī)組發(fā)電機(jī)電壓配電裝置接線（方案一）備用母線工作母線2502100mw機(jī)組發(fā)電機(jī)電壓配電裝置接線（方案二）220kv110kv負(fù)荷3負(fù)荷1負(fù)荷2負(fù)荷410kv母聯(lián)母聯(lián)g1(25mw)g2(25mw)110kv220kv220kv220kvg3(50mw)g4(50mw)225250mw機(jī)組發(fā)電機(jī)電壓配電裝置接線（方案二）方案一：優(yōu)點(diǎn). 對近區(qū)10kv、110kv負(fù)荷的供電可靠性高，調(diào)度靈活。缺點(diǎn). 設(shè)備數(shù)量多，占地面積相對較多。方案二：優(yōu)點(diǎn). 設(shè)備數(shù)量和占地面積相對較少。對近區(qū)10kv、110kv負(fù)荷的供電可靠性能滿足要求，調(diào)度靈

19、活。缺點(diǎn). 對近區(qū)10kv、110kv負(fù)荷的供電可靠性較方安一差，當(dāng)250mw機(jī)組一臺(tái)停運(yùn)檢修，另一臺(tái)運(yùn)行故障被迫停運(yùn)，將中斷對近區(qū)10kv、110kv負(fù)荷的供電。調(diào)度靈活性以及參與電力市場競爭的經(jīng)濟(jì)性較差。但可以從220kv電網(wǎng)系統(tǒng)考慮10kv、110kv負(fù)荷及廠備用電的備用電源加以解決。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用方案二為最終方案。3.2 110kv主接線由于110kv負(fù)荷有四回，其中一類負(fù)荷比例占30%，二類負(fù)荷比例占40%，年平均最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為tmax=5000小時(shí)，均要求供電可靠。方案一：采用雙母線接線。方案二：采用單母線分段接線。110kv主接線兩種方案如下圖：110kv主接線（方案

20、一）負(fù)荷5負(fù)荷6母聯(lián)110kv雙母線負(fù)荷5負(fù)荷6單母線110kv110kv主接線（方案二）方案一：優(yōu)點(diǎn). 母線輪流檢修不影響供電，一組母線故障能迅速恢復(fù)供電，由于110kv負(fù)荷是采用雙回路供電，一回路出線斷路器檢修或故障不致中斷對對該回路的供電。調(diào)度靈活，可靠性高。缺點(diǎn). 設(shè)備數(shù)量多，投資大。當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。方案二：優(yōu)點(diǎn). 設(shè)備數(shù)量少，占地小和投資省。由于110kv負(fù)荷是采用雙回路送電且同時(shí)分別從兩段母線供電，當(dāng)出線斷路器檢修或一段母線檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置的檢修和調(diào)試），不中斷對近區(qū)110k

21、v負(fù)荷的供電，可靠性能滿足要求，調(diào)度靈活。缺點(diǎn). 當(dāng)一段母線故障時(shí)，近區(qū)110kv負(fù)荷的供電由雙回變成單回。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用方案二為最終方案。3.3 220kv主接線由于220kv出線與電網(wǎng)連接共有兩路采用的是雙回，要求供電可靠。方案一：采用雙母線接線。方案二：采用雙母線帶旁路母線。220kv主接線兩種方案如下圖：水電廠220kv主接線（方案二）220kv主接線（方案二）遠(yuǎn)方系統(tǒng)母聯(lián)雙母線水電廠遠(yuǎn)方系統(tǒng)旁路母線母聯(lián)雙母線220kv220kv方案一：優(yōu)點(diǎn). 母線輪流檢修不影響電網(wǎng)送電，一組母線故障能迅速恢復(fù)送電，由于220kv送電是采用雙回路電，一回路出線斷路器檢修或故障不致中斷對該路送電。

22、調(diào)度靈活，可靠性能滿足要求。缺點(diǎn). 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作，為了避免離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。方案二：優(yōu)點(diǎn). 在出線斷路檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置的檢修和調(diào)試），不影響對220kv電網(wǎng)送網(wǎng)，可靠性高，調(diào)度靈活。缺點(diǎn). 增加旁路母線，設(shè)備數(shù)量多，占地面積和投資增多。當(dāng)出線斷路器檢修時(shí)要用母聯(lián)斷路器代替旁路斷路器，雙母線變成單母線，破壞了雙母線固定連接的運(yùn)行方式，增加了出線回路母線隔離開關(guān)的倒閘操作。綜上所述，由于220kv主接線是本電廠與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)系的樞紐，雖不考慮主接線可靠性的特殊要求，但對可靠性的要求要高于110kv主接線，本設(shè)計(jì)采用方

23、案二為最終方案。4、主變選擇4.1 各電壓等級(jí)負(fù)荷大小情況如下表：附表22 各電壓等級(jí)負(fù)荷情況表電壓等級(jí)（kv）smax(mva)smin（mva）10kv20.2516.81110kv131.86126.5220kv294.771278.3464.2 主變的臺(tái)數(shù) 容量 型式1)、#1 #2機(jī)組發(fā)電機(jī)電壓母線的主變壓器臺(tái)數(shù)、為保證發(fā)電廠電壓出線供電可靠性，發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)連接的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。由于110kv一類負(fù)荷比例占30%，二類負(fù)荷比例占40%，年平均最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)tmax=5000小時(shí)，要求供電可靠，同時(shí)要能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余容量送入系統(tǒng)，因此設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)主變壓器。

24、容量、當(dāng)#1 #2發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負(fù)荷情況；當(dāng)一臺(tái)主變壓器檢修或故障退出停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)主變壓器應(yīng)能承擔(dān)70%的容量。并考慮主變壓器長期允許10%的過負(fù)荷運(yùn)行。因此#1、#2機(jī)組主變壓器的計(jì)算容量為：sj=（s10裝機(jī)s10廠用s10min）70%（+10%）=58.848(mva)選標(biāo)準(zhǔn)變壓器s標(biāo)=63（mva）型式、最大機(jī)組容量為125mw及以下的發(fā)電廠，當(dāng)有兩種升高電壓向用戶或與系統(tǒng)連接時(shí)，宜采用三繞組變壓器，每個(gè)繞組的通過容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的15%及以上。兩種升高電壓的三繞組變壓器一般不超過兩臺(tái)（因?yàn)?/p>

25、三繞組變壓器比同容量雙繞組變壓器價(jià)格高40%50%，運(yùn)行檢修比較困難，臺(tái)數(shù)過多時(shí)會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過大，且屋外配電裝置布置復(fù)雜）。、單機(jī)容量在125mw及以下，且兩極電壓均為直接接地系統(tǒng)，其送電方向主要由低壓向高、中壓側(cè)，或從低壓和中壓送向高壓側(cè)，而無高壓和低壓同時(shí)向中壓側(cè)送電要求，此時(shí)選用自耦變壓器作為發(fā)電機(jī)升壓主變壓器較為經(jīng)濟(jì)。10kv、110kv側(cè)剩余最大容量s余max=（s10裝機(jī)s10廠用s10mins110min）/2=39.150（mva）s余max/s標(biāo)=39.150/63=62.143%15%，選三繞組變壓器由于#1、#2機(jī)組發(fā)電機(jī)電壓母線的主變壓器容量小設(shè)備體積不受運(yùn)輸條

26、件限制，可選用三相三繞組變壓器。其主要參數(shù)如下表：附表23 63000kva型無勵(lì)磁調(diào)壓升壓自耦變壓器主要參數(shù)表額定容量（kva）電壓組合及分接范圍升壓組合降壓組合阻抗電壓(%)高壓（kv）中壓（kv）低壓（kv）空載損耗（kw）負(fù)載損耗（kw）空載電流（%）空載損耗（kw）負(fù)載損耗（kw）空載電流（%）升壓降壓630024222.5%12110.5502240.8451900.7高-中1214高-低812中-低1418高-中810高-低2834中-低18242)、#3 #4機(jī)組發(fā)一變單元接線的主變壓器臺(tái)數(shù)、單元接線一機(jī)一臺(tái)型式、由于220kv主變壓器容量小設(shè)備體積不受運(yùn)輸條件限制，且只有一種

27、升高電壓，本設(shè)計(jì)選用三相雙繞組變壓器。容量、按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度；按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)輸出量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷。因此#3、#4機(jī)組主變壓器的計(jì)算容量為：sj=（s裝機(jī)s廠用）（110%）=119.059（mva）選標(biāo)準(zhǔn)變壓器s標(biāo)=120（mva）查電力工程電氣設(shè)備手冊表2136選擇兩臺(tái)sfp7-120000/220型雙線圈變壓器，其主要參數(shù)如下表：附表24 sfp7-120000/220型雙線圈變壓器主要參數(shù)表型號(hào)額定容量(kva)額定電壓（kv）空載電流（%）空載損耗（kw）負(fù)載損耗（kw）阻抗電壓（%）連接標(biāo)號(hào)高壓低壓sfp7-120000/22012

28、000024222.5%10.50.911838513yn,變壓器選擇如下表：（結(jié)果請見設(shè)計(jì)說明書）附表25 主變壓器選擇表名 稱容量（mva）臺(tái)數(shù)（臺(tái)）型號(hào)及參數(shù)自耦變壓器6326300（kva）雙線圈變壓器1202sfp7-120000/2205、廠用電的設(shè)計(jì)5.1 廠用電壓按發(fā)電機(jī)容量、電壓決定高壓廠用電壓：1)、容量60mw及以下、發(fā)電機(jī)電壓10.5kv時(shí)，可采用3kv；2)、容量100300mw，宜采用6kv；3)、容量300mw以上，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可采用兩種高壓廠用電壓3kv和10kv。由于待設(shè)電廠為225250mw火力發(fā)電廠，選擇的（四臺(tái)）兩臺(tái)？qfq502型和兩臺(tái)qfn10

29、02型汽輪發(fā)電機(jī)的電壓是10.5kv，為了減少廠用備用變壓器的數(shù)量，本設(shè)計(jì)廠用電高壓采用6kv，低壓廠用電采用380/220v三相四線制的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)供電。電動(dòng)機(jī)容量在75kw以下，電壓采用380v等級(jí)；100200kw電動(dòng)機(jī)，電壓采用6kv等級(jí)；1000kw以上電動(dòng)機(jī)，電壓采用10kv等級(jí)。5.2 廠用電母線接線方式本待設(shè)電廠廠用電6kv和380/220v系統(tǒng)采用單母線按爐分段的接線方式，以便于運(yùn)行、檢修，同時(shí)使事故影響范圍局限在一機(jī)一爐，不致于干擾正常運(yùn)行的完好機(jī)爐。5.3 廠用工作電源的引接和備用電源1)、廠用工作電源#1、#2機(jī)組廠用6kv工作電源通過二臺(tái)廠用雙繞組高壓變壓器分別

30、接于#1、#2機(jī)組發(fā)電機(jī)10.5kv是壓母線；#3、#4機(jī)組廠用6kv工作電源分別從#3、#4機(jī)組發(fā)電機(jī)出口10.5kv處引接，通過二臺(tái)分裂繞組廠用高壓變壓器分別向#3、#4機(jī)組6kv廠用電母線供電。2)、10kv 110kv負(fù)荷備用電源根據(jù)主接線的設(shè)計(jì)情況，（i）當(dāng)#1、#2機(jī)組短時(shí)間停運(yùn)時(shí)，用#1、#2機(jī)組的自耦主變壓器從220kv系統(tǒng)倒送電向近區(qū)10kv、110kv的i類負(fù)荷送電，10kv、110kv的、類負(fù)荷限電；（ii）當(dāng)#1、#2機(jī)組長時(shí)間停運(yùn)時(shí)，可分別調(diào)整#1、#2機(jī)組的自耦變壓器的變化使其作降壓變壓器使用，從220kv系統(tǒng)倒送電向近區(qū)10kv、110kv的、類負(fù)荷送電，以保證1

31、0kv、110kv的類負(fù)荷不中斷供電，、類負(fù)荷短時(shí)間中斷供電。以此解決#1、#2機(jī)組停運(yùn)時(shí)10kv、110kv負(fù)荷的備用電源。3)、廠用備用電源當(dāng)機(jī)組停運(yùn)和故障時(shí)，為了不使廠用電中斷，#1、#2、#3、#4機(jī)組共設(shè)計(jì)一臺(tái)雙繞組降壓變壓器，跨接在220kv電壓母線從電網(wǎng)系統(tǒng)向#1、#2機(jī)組廠用電公用段和#3、#4機(jī)組廠用電公用段送電，以此分別作為#1、#2、#3、#4機(jī)組的起動(dòng)和備用電源。5.4 高壓廠用變壓器和備用變壓器的選擇1)、廠用變壓器的選擇一般廠用電率k廠=810%，本設(shè)計(jì)#1、#2（225mw）機(jī)組廠用電率取k廠=10%，#3、#4（250mw）機(jī)組廠用電率取k廠=8%。i、 #1、

32、#2機(jī)組廠用變壓器s廠=k廠=6.250(mva)選標(biāo)準(zhǔn)變壓器s標(biāo)=6300（kva）查電力工程電氣設(shè)備手冊表2144暫選擇兩臺(tái)sffl10000/10型分裂電力變壓器，其主要參數(shù)如下表：附表31 s76300/10型變壓器主要參數(shù)表型 號(hào)額定容量(kva)額定電壓（kv）空載電流（%）空載損耗（w）短路損耗（w）阻抗電壓（%）連接標(biāo)號(hào)高壓低壓s76300/106300106.31.07500410005.5y,0ii、 #3、#4 機(jī)組廠用變壓器s廠=k廠=9.412(mva)選標(biāo)準(zhǔn)變壓器s標(biāo)=10000（kva）查電力工程電氣設(shè)備手冊表2144暫選擇兩臺(tái)sffl10000/10型分裂電力變

33、壓器，其主要參數(shù)如下表：型 號(hào)額定容量(kva)額定電壓（kv）空載電流（%）空載損耗（kw）負(fù)載損耗（kw）阻抗電壓（%）高壓低壓全穿越半穿越sffl10000/1010000/2500010.53.153.151.416.173.58.0317.326注：由于電力工程電氣設(shè)備手冊中無s標(biāo)=6300（kva），高壓10kv，低壓6.3kv的電力變壓器，故此表sffl10000/10型分裂電力變壓器的參數(shù)僅供短路計(jì)算參考，不作為本設(shè)計(jì)#3、#4機(jī)組廠用變壓器。2)、廠備用變壓器的選擇以#1、#2、#3、#4機(jī)組中容量最大的一臺(tái)機(jī)組的廠備用變壓器的容量，來選擇#1、#2、#3、#4機(jī)組公用的廠備

34、用變壓器，因此應(yīng)選標(biāo)準(zhǔn)變壓器s標(biāo)=10000（kva），查電力工程電氣設(shè)備手冊表2137只有選擇sfzl20000/220型雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器（無sfzl10000/220的變壓器），其主要參數(shù)如下表：附表33 sfzl10000/220型雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器主要參數(shù)表型 號(hào)額定容量(kva)額定電壓（kv）空載電流（%）空載損耗（w）負(fù)載損耗（w）阻抗電壓（%）連接標(biāo)號(hào)高壓低壓sfzl10000/2202000023071.46%6.31.34210610.6yn,遠(yuǎn)方系統(tǒng)水電廠負(fù)荷6負(fù)荷5本設(shè)計(jì)火電廠主接線如下圖：110kv單母線220kv負(fù)荷4負(fù)荷3第三部分 短路電流計(jì)算1、概

35、述短路計(jì)算目的、假設(shè)等。2、短路點(diǎn)的選擇按通過短路電流最大時(shí)短路設(shè)備。本設(shè)計(jì)選擇三相短路來計(jì)算，并將短路點(diǎn)分別假設(shè)在220kv電壓母線、110kv電壓母線、10kv電壓母線、#1、#2機(jī)組廠用6kv電壓母線、#3、#4機(jī)組廠用6kv電壓母線。（這些點(diǎn)的短路最嚴(yán)重。）3、各元件參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算選基數(shù)容量sb=100（mva）、基準(zhǔn)電壓ub=uav=（平均電壓），6kv電壓等級(jí)uav=6.3kv，10kv電壓等級(jí)uav=10.5kv，110kv電壓等級(jí)uav=115kv，220kv電壓等級(jí)uav=230kv。3.1 #1、#2機(jī)組廠用變壓器電抗標(biāo)幺值x1=x2=3.2 #1、#2機(jī)組發(fā)電機(jī)抗標(biāo)幺值x

36、3=x4=（xd=1215%，取xd=15%）3.3 #1、#2機(jī)組發(fā)電機(jī)主母線的變壓器電抗標(biāo)幺值以變壓器升壓阻抗電壓：高中ud12%=1214(取ud12%=14)，高低ud13%=812（取ud13%=12），中低ud23%=1418（取ud23%=18）該計(jì)算變壓器各繞組電抗標(biāo)幺值。ud1%=ud2%=ud3%=低壓繞組電抗標(biāo)幺值x5=x6=中壓繞組電抗標(biāo)幺值x7=x8=高壓繞組電抗標(biāo)幺值x9=x10=3.4 #3、#4機(jī)組廠用變壓器電抗標(biāo)幺值x11=x12=3.5 #3、#4機(jī)組發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值x13=x14=3.6 #3、#4機(jī)組主變壓器電抗標(biāo)幺值x15=x16=3.7 待設(shè)電廠與水

37、電廠220kv線路電抗標(biāo)幺值x17=3.8 遠(yuǎn)方系統(tǒng)與水電廠220kv線路電抗標(biāo)幺值x18=3.9 待設(shè)電廠與遠(yuǎn)方系統(tǒng)220kv線路電抗標(biāo)幺值x19=3.10 水電廠主變壓器電抗標(biāo)幺值x20 =3.11 遠(yuǎn)方系統(tǒng)線路電抗標(biāo)幺值：x21 =0.1003.12 水電廠發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值x22 =發(fā)電廠主接線等值電路如下圖：x30.2406kv10kvx70.159x50.127x30.240110kvd2x80.159x60.127x40.240x220.130x200.095x170.015x90.063x100.063d3d4x20.8736kvg1g2x210.100s水s遠(yuǎn)水電廠遠(yuǎn)方系統(tǒng)x1

38、80.015220kvd1x190.023x140.128x160.108g4x130.128x150.108g3d5x110.803x120.8036kv6kv220kv220kv4、各短路點(diǎn)的計(jì)算各短路點(diǎn)的詳細(xì)計(jì)算請見設(shè)計(jì)說明書附表46 各短路點(diǎn)計(jì)算值列表d1d2d3d4d5i(a)6774.33809.14.8326.910642.4i(a)5238.63937.84.36823.210761.0ich(a)17723.59696.412.3268.627091.1sd(mva)2698.7758.71966480.5116.15、#1 #2發(fā)電機(jī)電壓母線分段電抗器的選擇由于#1、#2發(fā)

39、電機(jī)電壓母線的短路電流和短路容量均已超過sn1010輕型少油斷路器（額定斷流量43.3ka,10ka斷流容量750mva）的開斷能力，為了使#1、#2發(fā)電機(jī)電壓母線回路能采用sn1010輕型斷路器，讓#1、#2發(fā)電機(jī)出口斷路器、#1、#2發(fā)電機(jī)電壓母線主變壓器低壓側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器和分段斷路器等都能按各回路額定電流選擇，不因短路電流過大而使容量升級(jí)，從而使設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，有必要在#1、#2發(fā)電機(jī)電壓母線分段處加裝電抗器以限制#1、#2發(fā)電機(jī)電壓母線的短路電流。該母線分段處是正常工作電流流動(dòng)最小的地方，在此裝設(shè)電抗器所引起的電壓損失和功率消耗都比裝在其它地方為小，其額定電流按母線上因事故切除最大

40、一臺(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)可能通過電抗器的電流進(jìn)行選擇，一般取發(fā)電機(jī)額定電流的50%80%，電抗百分值為8%12%。#1、#2汽輪發(fā)電機(jī)qfq502的額定電流ige=#1、#2機(jī)組切除一臺(tái)時(shí)可能通過電抗器的電流ik=ige(50%80%)=3.44(50%80%)=1.722.752(ka)查電力工程電氣設(shè)備手冊表221選擇一臺(tái)xkk1020012型干式空心限流電抗器，其主要參數(shù)如下表：附表47 xkk10200012型干式空心限流電抗器主要參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kv）額定電流（a）電抗百分值（%）額定電感（mh）三相通過容量（kva）單相無功容量（kvar）單相損耗（75時(shí)）（w）動(dòng)穩(wěn)定電流（ka）4s定x

41、xk-10-2000-12102000121103311547138615807102#1、#2機(jī)組電機(jī)電壓母線分段電抗器電抗標(biāo)幺值x63=0.3146、有關(guān)短路點(diǎn)d3 d4的重新計(jì)算d3 d4短路點(diǎn)的重新詳細(xì)計(jì)算請見設(shè)計(jì)說明書附表49 d4短路點(diǎn)重新計(jì)算值列表轉(zhuǎn)移電抗計(jì)算電抗電流標(biāo)幺值電流基準(zhǔn)值（a）電流有名值（）等值機(jī)g1x84=6.090xj84=x84s1n/sb=6.09062.5/100=3.806i=1/xj84=1/3.806=0.263ig1b=s1n/(uav)=62500/(10.5)=3436.6ig1=iig1b=0.2633436.6=903.8等值機(jī)g2x85=2

42、.511xj85=x85s2n/sb=2.51162.5/100=1.569查附錄表i0=0.655i=0.678ig2b=s2n/(uav)=62500/(10.5)=3436.6i0g1=i0ig2b=0.6553436.6=903.8it g2=i.ig2b=0.6783436.6等值機(jī)g34x83=5.242xj83=x83s34n/sb=5.242235.30/100=12.334i=1/xj83=1/12.334=0.081ig34b=s34n/(3uav)=176470/(10.5)=12938.1ig34=iig34b=0.08112938.3=1048.0水電廠x81=11.

43、133xj81=x81s水n/sb=11.133176.47/100=12.334i=1/xj81=1/19.646=0.0651i水b=s水n/(3uav)=176470/(10.5)=9703.3i水=ii水b=0.0519703.3=494.9遠(yuǎn)方系統(tǒng)x82=5.180i=1/x82=1/5.180=0. 193i遠(yuǎn)b=sb/(3uav)=100000/(10.5)=5498.6i遠(yuǎn)=ii無b=0.1935498.6=1061.2查附錄為電力系統(tǒng)分析上冊附表1。當(dāng)xjs3.45時(shí)，可近似地認(rèn)為短路周期電流的幅值已不隨時(shí)間而變，直接按i=1/xjs計(jì)算即可。電力系統(tǒng)分析上冊105頁。d4點(diǎn)

44、短路時(shí)起始次暫態(tài)電流i=ig1+i0g2+ig34+i水+i遠(yuǎn)+5758.9（a）短路穩(wěn)態(tài)電流 i=ig1+it g2+ig34+i水+i遠(yuǎn)=5837.9（a）短路沖擊電流 ich =kchi=1.805758.9=14659.8(a)kch沖擊系數(shù)，當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，取kch=1.9；當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓側(cè)母線時(shí)，取kch=1.85；在其它地方發(fā)生短路時(shí)，取kch=1.8。d4點(diǎn)短路容量 sd=i*g1s1n+i0*g2s2n+i*g34s34+i*水s水n+i*遠(yuǎn)sb=104.7(mva)uavd4短路點(diǎn)的平均電壓6.3kv。d3、d4短路點(diǎn)重新計(jì)算值列表如下：附表410 d

45、3、d4短路點(diǎn)重新計(jì)算值列表d3d4i (a)63522.35758.9i (a)47436.65837.9ich (a)170684.814659.8sd (mva)1155.3104.7第四部分 導(dǎo)體和電器的選擇計(jì)算1、導(dǎo)體的選擇計(jì)算根據(jù)各類負(fù)荷的年最大負(fù)荷利用小時(shí)tmax=h/n，查發(fā)電廠電氣部分圖426，得導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度jec=a/mm2,查電力工程表b1或查電力工程電氣設(shè)備手冊選與經(jīng)濟(jì)電流截面sj=接近的導(dǎo)線截面及型號(hào)。校驗(yàn)：按機(jī)械強(qiáng)度、電暈、發(fā)熱（長期允許通過電流）效驗(yàn)所選導(dǎo)線。1.1 機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面積查電力工程表35，35kv以上鋼芯鋁絞線最小截面積不得小于25mm2。1

46、.2 發(fā)熱按允許載流量校驗(yàn)導(dǎo)線截面積查出導(dǎo)線的持續(xù)允許電流該導(dǎo)線事故時(shí)最大。1.3 電暈校驗(yàn)導(dǎo)線截面積查電力工程表34，額定電壓為110kv的線路，不必驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小直徑是9.6mm相應(yīng)導(dǎo)線型號(hào)lgj50。硬導(dǎo)體校驗(yàn)：b、按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面積在一定的相同距離條件下，用動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)可算出絕緣子間最大允許跨距，用導(dǎo)體共振效驗(yàn)可算出共振允許絕緣子的跨距滿，取二者較小的值，便可使所選導(dǎo)體滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。10kv側(cè)、110kv側(cè)、220kv側(cè)各導(dǎo)體的詳細(xì)選擇和計(jì)算請見設(shè)計(jì)說明書導(dǎo)體的選擇結(jié)果如下表：附表51 各電壓等級(jí)的導(dǎo)體表10kv#1、#2機(jī)組發(fā)電機(jī)出線#3、#4機(jī)組發(fā)電機(jī)出線10kv母線#

47、1、#2機(jī)組發(fā)電機(jī)電壓母線主變壓器引線#1、#2機(jī)組用變壓器引線導(dǎo)線型號(hào)雙槽導(dǎo)體（175808）雙槽導(dǎo)體（2009012）d280圓管形鋁導(dǎo)體雙槽導(dǎo)體（175808）lgj400#3、#4機(jī)組廠用變壓器引線110kv側(cè)#1、#2機(jī)發(fā)電機(jī)電壓線主變壓器110kv出線110kv母線lgj600導(dǎo)線型號(hào)lgj300d140220kv側(cè)#1、#2機(jī)發(fā)電機(jī)電壓母線主變壓順220kv出線#3、#4機(jī)組主變壓器出線220kv母線導(dǎo)線型號(hào)lgj150lgj300d1402、高壓電器的選擇2.1 高壓斷路器的選擇根據(jù)目前我國高壓斷路器制造情況,電壓等級(jí)在6220kv的電網(wǎng)中，一般選用少油斷路器。按額定工作電壓和

48、最大持續(xù)工作電流以及安裝環(huán)境要求（戶內(nèi)戶外）選擇。校驗(yàn)：按額定斷流量 idei極限通過電流峰值 idhich熱穩(wěn)定ird2ti2td動(dòng)穩(wěn)定電流iesich額定斷流容量sdesd10kv側(cè)、110kv側(cè)、220kv側(cè)各斷路器的選擇和校驗(yàn)請見設(shè)計(jì)說明書ird短路持續(xù)電流（查）t短路電流持續(xù)時(shí)間（查）td短路發(fā)熱等值時(shí)間當(dāng)t1 td=tz+t5 1t5 td=tz+(t5) tz短路電流周期分量發(fā)熱等值時(shí)間（查曲線）tf短路電流非時(shí)期分量等值發(fā)熱時(shí)間設(shè)備unu網(wǎng)n 設(shè)備inigmax igmax= 1.05 tf=0.051,2 = #1 #2機(jī)組發(fā)電機(jī)電壓母線主變壓器引線斷路器最大持續(xù)工作電流 i

49、gmax=1.05根據(jù)#1、#2機(jī)組電機(jī)電壓母線主變壓器引線斷路器的ue、igmax及安裝在屋內(nèi)的要求，查發(fā)電廠電氣部分附表5，選用sn410g/5000105型斷路器。附表53 斷路器選擇結(jié)果列表sn410g/5000105技術(shù)數(shù)據(jù)d3短路點(diǎn)計(jì)算值額定電壓 ue=10kv額定電流 ie=5000a額定斷流量 ide=105ka極限通過電流峰值 ide=3000ka熱穩(wěn)定 ird2=17321=29929ka2s動(dòng)穩(wěn)定電流 ies=300ka額定斷流容量 sde=1800mvauns=10kvigmax=3819ai=63.5kaich =170.7kai2td=47.420.370=831.3ka2sich =170.7kasd=1155.