火力發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)發(fā)電廠電氣部分主接線設(shè)計(jì)說明書

1、 發(fā)電廠電氣部分主接線設(shè)計(jì)說明書目錄原始材料分析 第一章 主線方案的擬定 第二章 選擇發(fā)電機(jī)及主變壓器 . 第一節(jié) 發(fā)電機(jī)的選擇 .第二節(jié) 主變壓器的選擇 .第三章 短路電流的計(jì)算 .第四章 主要電氣設(shè)備的選擇 . 第一節(jié) 斷路器的選擇 第二節(jié) 隔離開關(guān)的選擇 第三節(jié) 裸導(dǎo)體的選擇 第五章 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)分析 第一節(jié) 廠用電設(shè)計(jì)的原則和要求 第二節(jié) 廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 附 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（10）對(duì)原始材料的分析： 設(shè)計(jì)電廠為中，小型抽氣式熱電廠，其容量為2*12+2*25+2*50=174mw。最大單機(jī)容量為50mw，即具有小型容量的規(guī)模，中型機(jī)組的特點(diǎn)。年利用小時(shí)為6570h/

2、a5000h/a。并在系統(tǒng)中承擔(dān)地區(qū)負(fù)荷，則主接線的設(shè)計(jì)著重考慮其可靠性。本廠投產(chǎn)后，將占電力系統(tǒng)的總?cè)萘?15%)，說明該廠在未來電力系統(tǒng)中的作用和地位不是非常重要。第一章 主接線方案的擬定 根據(jù)對(duì)原始資料的分析現(xiàn)將各電壓級(jí)可能采用的較佳方案列出。進(jìn)而以優(yōu)異的組合方式，組成最佳的可比方案。1) 6.3kv的電壓級(jí)：鑒于出線回路多，且為直饋線、電壓線，因此可采用單母線合段或雙母線分段接線形式，為選擇輕型電器，應(yīng)在分段處加裝母線電抗器，各條電纜饋線上的裝設(shè)出線電抗器。2) 35kv電壓級(jí)：出線回路大于4回、為傳其出線短路檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用單母分段帶旁路接線或雙母線接線。3) 110kv電壓級(jí)：

3、電壓高、輸電距離遠(yuǎn)，亦是本廠向系統(tǒng)輸送功率的主要接線方式。因此可采用雙母線帶旁路和單母分段帶常路接線形式（為保證其可靠性)。對(duì)于2*50mw的機(jī)組，因?yàn)槭嵌诠こ蹋覍?duì)于連接于6kv配電裝置的發(fā)電機(jī)總?cè)萘坎荒艹^120mw、以免母線分線分段過多和短路電流太大因此2* 50mw的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)可采用發(fā)一變組單元接線方式即可。 根據(jù)以上分析、篩選、組合可保留以下兩種可能接線方案（如圖） 兩種方案比較：主接線共有三個(gè)電壓、等級(jí)6.3kv、35kv、110kv。110kv共五回合線路與系統(tǒng)相連接，為保證其供電的可靠性和靈活性，110kv電壓等級(jí)應(yīng)采用雙母線帶旁路接線。第二章 選擇發(fā)電機(jī)及主變壓器1、發(fā)電機(jī)

4、型號(hào)的選擇按撞擊容量選擇即可（6臺(tái)） 發(fā)電機(jī)型號(hào)及參數(shù)表：序號(hào)型號(hào)額定電壓額定容量額定cos(%) #1g, #2gqfq-50-210.5kv50mw0.812.39#3g, #5gtqc-6075/26.3kv25mw0.816.2#4g, #5gqf-12-126.3kv12mw0.811.62、 選擇主變壓器（4臺(tái)） 容量和臺(tái)數(shù)的確定： （1）當(dāng)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武功容量送入系統(tǒng)。 （2）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組停用時(shí)，能由系統(tǒng)供給發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷。 （3）按上述條件計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮逐年負(fù)荷的發(fā)展。 （4）發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)連接的

5、變壓器一般為兩臺(tái)，當(dāng)其中一臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主變應(yīng)能承擔(dān)剩余功率的百分之70以上。 電壓母線上負(fù)荷最小時(shí)剩余功率：12*2+25*2-30=44mw 每臺(tái)變壓器的額定容量是：sn=0.6pm=0.6*44=2634mw 單元接線時(shí)變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量和除本機(jī)機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有百分之10的裕度來確定。 發(fā)電機(jī)額定容量為50mw，留有百分之10裕度時(shí)應(yīng)選用55mw容量變壓器，因此#5t、#6t的型號(hào)為：主變壓器型號(hào)及參數(shù)表序號(hào)額定容量（kva）高壓（kv）低壓（kv）空載損耗（kw）空載電流（%）負(fù)載損耗（kw）阻抗電壓（%），630001102*2.5%1212*2.5%6.

6、310.5650.626010.5三繞組主變壓器序號(hào)額定容量（kva）額定電壓（kv）空載損耗（kw）阻抗電壓（%），150000高壓：1212*2.5%中壓：35低壓：6.3168高中：22.9中低：13.6高低：8.0第三章 短路電流的計(jì)算1、選擇母線電抗器：母線電抗器用于限制并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)所提供的短路電流；其額定電流通常按母線上因事故切除最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)可能可能同過電抗器和電流進(jìn)行選擇，一般取發(fā)電機(jī)額定電流的百分之50至百分之80；電抗百分值取為百分之8至百分之12，故可選電抗器的型號(hào)為nkl6200010 x%=10%主接線圖的阻抗圖如下：（1）對(duì)于短路點(diǎn)k1，化簡如下：電抗器電抗：將

7、轉(zhuǎn)移電抗轉(zhuǎn)換為計(jì)算電抗：查曲線得標(biāo)幺值，并計(jì)算有名值，并列表如下：短路電流來源標(biāo)幺值有名值(ka)0s0.2s4s0s0.2s4s#1g，#2g0.850.760.870.560.500.57#3g，#4g6.94.182.491.671.010.604#5g，#6g6.94.182.491.671.010.604s0.220.220.221.331.331.33第四章 發(fā)電廠主要電氣設(shè)備的選擇一般原則：1） 應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修，短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。2） 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3） 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4） 選擇導(dǎo)體時(shí)，應(yīng)盡量減少品種。5） 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新

8、老電器型號(hào)一致6） 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。并經(jīng)正式鑒定合格。（一） 斷路器的選擇斷路器選擇的具體技術(shù)條件為：(1)電壓：(2)電流：(3)開斷電流：式中： 斷路器實(shí)際開斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量 斷路器的額定開斷電流(4)短路關(guān)合電流式中： 斷路器極限通過電流峰值 三相短路電流沖擊值(5)熱穩(wěn)定(6)動(dòng)穩(wěn)定：1、 選擇發(fā)電機(jī)出口斷路器（6.3kv電壓等級(jí)的斷路器的選擇）#3g和#5g出口斷路器的選擇（12mw）容量為 額定電流 額定電壓 查表可選型號(hào)為：-10g/5000型少油斷路器型號(hào)ts- 10g/500010kv5000a105ka300ka120ka5s0.15s校驗(yàn)：

9、開斷電流：，滿足要求動(dòng)穩(wěn)定：=175.085kaka，滿足要求 熱穩(wěn)定： ，故 =9411.75，滿足熱穩(wěn)定要求選擇#4g、#6g發(fā)電機(jī)出口斷路器（25mw） 因?yàn)槟妇€分段斷路器和母聯(lián)斷路器的一般為該母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一組變壓器的持續(xù)工作電流，所以其型號(hào)與兩臺(tái)25mw的發(fā)電機(jī)的出口斷路器型號(hào)一致。額定電流：額定電壓：查表可選型號(hào)為：s- 10g/5000型少油斷路器校驗(yàn)同上，可知型號(hào)為-10g/5000型少油斷路器負(fù)荷要求。選擇#2g發(fā)電機(jī)出口斷路器 額定電流： 額定電壓：查表可選型少油斷路器校驗(yàn)：開斷電流：,滿足要求 動(dòng)穩(wěn)定： ，滿足要求 熱穩(wěn)定： ,滿足要求選擇變壓器#1t,#2t,低

10、壓回路斷路器 額定電流： 額定電壓： 查表，可選型少油斷路器。 校驗(yàn)同上，可知型號(hào)為型少油斷路器符合要求。選擇6.3kv出線斷路器（最大負(fù)荷為30mw，cos=0.8） 額定電流： 額定電壓： 查表可選型少油斷路器。 校驗(yàn)同上，可知型號(hào)為型少油斷路器符合要求。2、 選擇35kv電壓等級(jí)的斷路器。35kv供30mw負(fù)荷，即p=30mw額定電流：額定電壓：查表可選型戶外少油斷路器型號(hào)35kv1000a24.8ka63.4ka24.8ka4s0.06校驗(yàn)：開斷電流： ,滿足要求。 動(dòng)穩(wěn)定： ， 滿足要求。 熱穩(wěn)定： ,滿足要求3、 選擇110kv電壓等級(jí)的斷路器110kv供100mw負(fù)荷，且與系統(tǒng)相

11、連接，穿越本廠功率額定電流：額定電壓：查表可選型戶外少油斷路器型號(hào)110kv1000a18.4ka55ka21ka5s0.06校驗(yàn)：開斷電流： 滿足要求動(dòng)穩(wěn)定： 滿足要求。熱穩(wěn)定：，滿足要求4、 選擇#1t,#2t中壓側(cè)回路的斷路器母線分段斷路器的一般為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一組變壓器的持續(xù)工作電流，其型號(hào)與變壓器回路（中壓測）斷路器型號(hào)一致。額定電流：額定電壓：查表可選型號(hào)為5、 選擇#1t,#2t高壓側(cè)回路的斷路器，母聯(lián)斷路器及旁路斷路器#3t,#4t，高壓側(cè)回路的斷路器。#1t,#2t回路的#3t,#4t回路的額定電壓：額定電流：查表可選型號(hào)型戶外少油斷路器，校驗(yàn)同上，可知型斷路器符合要

12、求。（二） 隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流選擇：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：.1、 選擇6.3kv電壓等級(jí)的隔離開關(guān) 選擇#3g，#5g的出口隔離開關(guān)額定電流：額定電壓： 查表可選型號(hào)為：型戶內(nèi)型隔離開關(guān) 校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定： 滿足要求。 熱穩(wěn)定： 滿足熱穩(wěn)定要求。 選擇#4g，#6g的出口隔離開關(guān) 額定電流：額定電壓：查表可選gn1010t/4000200型戶內(nèi)隔離開關(guān)校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定：8.963=（77.50325.669）=51.8342.69=139.433ka 滿足要求 熱穩(wěn)定： (不計(jì)周期分量） 滿足熱穩(wěn)定要求3. 選擇#1g #2g發(fā)電機(jī)回路隔離開關(guān)額定電流：=額定電壓：查表可選gn10

13、10t/4000160型戶內(nèi)型隔離開關(guān)校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定： 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定： 滿足熱穩(wěn)定要求(三)裸導(dǎo)體的選擇裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體使用情況按下列條件選擇和校驗(yàn)1、按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面s即 式中 k溫度修正系數(shù)，可查表得到2、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 式中 硬導(dǎo)體的應(yīng)力計(jì)算，應(yīng)考慮共振的影響，為簡化計(jì)算，通常根據(jù)允許應(yīng)力來決定最大允許的襯墊跨距即母線襯墊的跨距，還需小于臨界跨距即 其中系數(shù)，對(duì)于三條母線：銅為1355 鋁為1197一、型式的選擇：載流導(dǎo)體一般采用鋁制材料，對(duì)于持續(xù)工作電流大，且出線位置狹窄或污穢時(shí)對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕場所可選用銅質(zhì)材料的硬鋁導(dǎo)體矩形導(dǎo)體一般只用于35kv及以下，電流在400

14、0a及以下的配電裝置中。槽形導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)較小，一般用于40008000a的配電裝置中。（1）選擇6.3kv電壓等級(jí)的母線 已知相間距離a=0.75m，絕緣子跨距為1.2m母線保護(hù)時(shí)間，斷路器開斷時(shí)間為，環(huán)境溫度為鋁導(dǎo)體彈性模量 為最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)的最大持續(xù)工作電流1、 按長期發(fā)熱允許電流選擇截面，查表選用三條矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流為3284a，當(dāng)環(huán)境溫度為30時(shí)查表知?jiǎng)t 2、 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度： 查表得c=88 滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為 滿足熱穩(wěn)定要求3、 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：導(dǎo)體自振頻率由以下求得:按匯流母線為兩端簡支多跨梁 查表的則 故=1 母線相間應(yīng)

15、力 導(dǎo)體截面系數(shù)同相條間作用應(yīng)力計(jì)算查曲線得導(dǎo)體形狀系數(shù),可算得條間襯墊跨距計(jì)算：=1197條間襯墊最大跨距為：為了便于安裝，每跨絕緣子中設(shè)三個(gè)襯墊 第五章 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)分析1、 廠用電設(shè)計(jì)的原則和要求：（1） 、常用負(fù)荷分類： 1、事故保安負(fù)荷：在事故停機(jī)過程中及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，仍應(yīng)保證供電。否則可能引起主要設(shè)備損壞，重要的自動(dòng)控制失靈或危機(jī)人身安全的負(fù)荷，即為事故保安負(fù)荷。可分為三種：直流保安負(fù)荷、高流不停電保安負(fù)荷、允許斷時(shí)停電的交流保安負(fù)荷。 2、工類負(fù)荷：短時(shí)（手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需的時(shí)間）的停電可能影響人身或設(shè)備安全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降的負(fù)荷。 3、二類負(fù)荷：允許短時(shí)

16、停電，但停電時(shí)間過長，由可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)額負(fù)荷。 4、三類負(fù)荷：長時(shí)間停電不會(huì)直接影響生產(chǎn)的負(fù)荷。（2） 、設(shè)計(jì)的一般原則 1、廠用電電壓：高壓廠用電一般采用6kv低于采用廠用電采用380/220v的三相四線系統(tǒng)。 2、廠用母線接線方式：發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線芬酸接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。為保證供電可靠性經(jīng)濟(jì)性及靈活調(diào)度，一般都采用“按爐分段”的接線原則。當(dāng)鍋爐容量較大，每臺(tái)鍋爐可由兩端廠用母線供電，并盡可能傳負(fù)荷在各段上分配均勻，且符合生產(chǎn)程序要求。全長公用性負(fù)荷應(yīng)適當(dāng)其中，可設(shè)公用廠用母線段。 3、廠用工作電源：高壓廠用工作電源引接方式： 1、當(dāng)有

17、發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，由各段母線引接，供給接在該段母線上的機(jī)組的廠用負(fù)荷。 2、當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線時(shí)，由主變低壓側(cè)引接，供給本機(jī)組的廠用負(fù)荷，發(fā)電機(jī)容量為125mw及以下時(shí)，一般在廠用分支線上裝設(shè)斷路器。4、 廠用設(shè)備或起動(dòng)電源：高壓廠用備用或發(fā)動(dòng)機(jī)電源一般引接方式： 1、當(dāng)無發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由高壓母線中電源可靠地最低一級(jí)電壓母線引接，或有聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接。2、當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由該母線引接一個(gè)備用電源。3、當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路作為高壓廠用備用電源。5、 交流事故保安電源：200mw及以上發(fā)電機(jī)組應(yīng)設(shè)置交流事故保安電源，當(dāng)廠用工作和備用電源消

18、失時(shí)，應(yīng)自動(dòng)投入，保證交流保安負(fù)荷的起動(dòng)，并對(duì)其持續(xù)供電。二、廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、確定廠用電壓等級(jí)：高壓廠用電采用6kv，低壓廠用電為380/220v三相四線制系統(tǒng)。 2、確定廠用電工作電源、備用電源的引接及系統(tǒng)的接線方式： #1g#4g的廠用工作電源均從6.3kv母線上引接，并由該母線上引接一個(gè)備用電源。 #5g#6g，為單元接線，廠用工作電源從主變低壓側(cè)引接備用電源盒其他4臺(tái)機(jī)組。系統(tǒng)的接線方式為單母線接線或單母分段接線形式的護(hù)衛(wèi)備用。 3、選擇廠用工作和備用廠用變壓器： 1、選擇原則：根據(jù)廠用電率為8%選擇廠用變壓器2、 選擇#1g#2g機(jī)的廠用工作變壓器 s廠用=s*0.8%=12/

19、0.8*%0.8=1200kva 查表可選sjl11250型號(hào)的變壓器兩臺(tái) 選擇#3g和#4g機(jī)的廠用工作變壓器 s廠用=8%*s=8%*25/0.8=2500kva 由于有部分高壓電動(dòng)機(jī)因此s低=0.5s廠用=0.5*2500=1250kva 查表可選sjl11600型號(hào)的變壓器兩臺(tái) 備用變壓器容量應(yīng)與最大一臺(tái)廠用工作變壓器的容量相同因此備用變壓器可選sjl11600型的變壓器一臺(tái)。 4、選擇#5g和#6g的高壓廠用變壓器： 由于#5g和#6g的出口電壓為10.5v通過高壓廠用變壓器變?yōu)?kv，再通過低壓廠用變供機(jī)組負(fù)荷。 選擇高壓廠用變：s廠用=8%s=8%*50/0.8=5000kva查

20、表可選stl16300型號(hào)的變壓器兩臺(tái)。火力發(fā)電廠采用3kv、6kv和10kv作為高壓廠用電壓，在滿足技術(shù)要求的前提下，優(yōu)先選擇低壓電壓，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，按發(fā)電機(jī)銅梁及出口電壓，決定高壓廠用電壓：容量60mw及以下，發(fā)電機(jī)電壓10.5kv時(shí)，可采用3kv：容量100300mw宜采用6kv：容量800mw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，一般情況下高壓廠用電壓采用6kv，低于廠用電壓采用380/220的三相四線制。 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（10）一 .課程設(shè)計(jì)的目的和要求1、課程設(shè)計(jì)的目的 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)實(shí)在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐達(dá)到：1) 鞏固“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”課程的理論知識(shí)。2) 熟悉國家能源開發(fā)策略和有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)定、導(dǎo)則等。3) 掌握發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法和內(nèi)容。4) 學(xué)習(xí)工