西安科技大學(xué)發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)

1、發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)（煤矸石電廠廠用電設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 目錄一 煤矸石電廠基礎(chǔ)資料-11.1電廠基本情況-11.2電源情況-1 1.3環(huán)境條件-1二 設(shè)計(jì)說明書-1三 設(shè)計(jì)計(jì)算書-3 3.1 各車間的計(jì)算負(fù)荷-3 3.2 廠用低壓變壓器的選擇-5 3.3 發(fā)電機(jī)端分裂電抗器的選擇-6 3.4 短路電流的計(jì)算-6 3.5 母線導(dǎo)體的選擇-10 3.6 電動(dòng)機(jī)的選擇及自啟動(dòng)校驗(yàn)-11 3.7 設(shè)備的選型-13參考文獻(xiàn)-20一 煤矸石電廠基礎(chǔ)資料1.1電廠基本情況煤矸石電廠裝機(jī)為兩臺(tái)高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐配兩臺(tái)50MW冷凝式汽輪機(jī)2*50MW發(fā)電機(jī)；采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)出口電壓為6

2、KV，經(jīng)變壓器升壓為110KV送入電網(wǎng)；常用高壓工作電源由發(fā)電機(jī)主回路經(jīng)限流電抗器接引，發(fā)電機(jī)出口電壓為6KV，發(fā)電機(jī)至110KV升壓變壓器的引線采用封閉母線。1.2電源情況廠用高壓工作電源由發(fā)電機(jī)主回路經(jīng)限流電抗器接引，啟動(dòng)備用電源由110KV系統(tǒng)電源降為6KV取得。1.3環(huán)境條件該所位于某鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有公路可達(dá)，海拔高位86米，土壤點(diǎn)阻系數(shù)P=25000，土壤地下0.8米處溫度20攝氏度；該地區(qū)年最高溫度40攝氏度，最低溫度-10攝氏度，最熱月7月份其最高氣溫月平均34.0攝氏度，最冷月1月份其最低氣溫月平均值為1攝氏度；年雷暴雨日數(shù)為58天。二 設(shè)計(jì)說明書電力系統(tǒng)要求發(fā)電廠的電能生產(chǎn)要安全、可

3、靠、節(jié)能，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的向電力系統(tǒng)輸送電能。此設(shè)計(jì)有2*50MW的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，本文根據(jù)2*50MW煤矸石發(fā)電廠的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展。按供電的基本要求，首先對(duì)該電廠的原始資料進(jìn)行分析處理：首先對(duì)廠用電的接線方式的初步選擇，電廠容量的大概估算等；其次，根據(jù)電廠的容量進(jìn)行廠用變壓器的初步選擇，并對(duì)其相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；再者，因?yàn)樵摪l(fā)電機(jī)的機(jī)壓為6KV與該電廠的6KV 高壓母線為同一等級(jí)，所以不用設(shè)廠用高壓變壓器，為了限制發(fā)電機(jī)出口處的短路電流，所以這里采用分列電抗器，待選完廠用變壓器以及分離電抗器后，開始進(jìn)行短路計(jì)算，斷路器的選擇以及電動(dòng)機(jī)的選擇和校驗(yàn)做準(zhǔn)備。此發(fā)電廠共包含

4、四個(gè)車間五類負(fù)荷，它們包括6KV廠用高壓負(fù)荷、0.4KV主廠房廠用負(fù)荷、電除塵車間的常用負(fù)荷、氣力除灰車間的廠用負(fù)荷以及化水車間的廠用負(fù)荷。在主廠房?jī)?nèi)（按1#機(jī)組說明）共需廠用低壓變壓器兩臺(tái)，它們的容量是相同的都為1000KVA，型號(hào)為SL71000/6，在電除塵車間，由于常用負(fù)荷的容量減小，故變壓器的容量也相對(duì)減小，該車間內(nèi)我們采用的變壓器型號(hào)為SL7800/6，在氣力除灰車間，我們采用的變壓器的型號(hào)為SL7250/6，在化水車間我們采用的變壓器的型號(hào)為SL7400/6。選擇廠用的低壓變壓器型號(hào)后，對(duì)發(fā)電機(jī)出口處的分裂電抗器的選擇，在這次廠用電的設(shè)計(jì)當(dāng)中我們采用的分裂電抗器的型號(hào)為FKL62

5、*10006，它的額定電壓為6KV，額定電流為2000A，電抗百分?jǐn)?shù)為6%，動(dòng)穩(wěn)定電流為42.5KA，熱穩(wěn)定電流為40.4KA。短路電流的計(jì)算，由于廠用的6KV高壓母線上接的全是常用的高壓負(fù)荷，且我們?cè)谟?jì)算短路電流的時(shí)候不考慮負(fù)載效應(yīng)的影響，故在該設(shè)計(jì)的廠用電的短路計(jì)算中，我們只選取了五個(gè)點(diǎn)進(jìn)行短路計(jì)算，它們是廠用6KV母線處的短路計(jì)算，主廠房?jī)?nèi)0.4KV母線處的短路計(jì)算，化水車間的短路計(jì)算，電除塵車間的短路計(jì)算和氣力除灰車間的短路計(jì)算。經(jīng)過短路計(jì)算之后，我們發(fā)現(xiàn)，短路電流最大的短路母線為主廠房?jī)?nèi)的0.4KV低壓廠用母線，這其實(shí)也在意料之中，因?yàn)橛?jì)算時(shí)，我們選取了統(tǒng)一的容量，而電壓為各級(jí)電壓的

6、平均值，在6KV母線上的基準(zhǔn)電流小，而在0.4KV母線上的基準(zhǔn)電流大，且0.4KV主廠房?jī)?nèi)的變壓器容量較大電抗較小，最終使得主廠房?jī)?nèi)0.4KV 的母線上的短路電流最大。對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行選型。在小型發(fā)電廠內(nèi)一般有兩個(gè)電壓等級(jí)，6KV和 0.4KV，6KV由于設(shè)備容量大，一般均為一類負(fù)荷，故可靠性要高，一般選用手推車式斷路器，而廠用的0.4KV，由于母線電壓等級(jí)較低，一般采用抽屜式空氣自動(dòng)開關(guān)。在本次設(shè)計(jì)中我們采用的手推車式斷路器的型號(hào)為ZN856/125025，它的額定電壓為6KV，額定電流為1250A，短路關(guān)合電流為80KA。我們采用的低壓開關(guān)為GCS型低壓抽出式低壓開關(guān)柜，它的額定電壓為40

7、0V，額定電流為小于等于4KA，母線的額定短時(shí)峰值電流為176KA。三 設(shè)計(jì)計(jì)算書3.1 各車間的計(jì)算負(fù)荷（1）高壓廠用負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷表如下： 6KV廠用高壓負(fù)荷 序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（KW）換算系數(shù)K1#機(jī)組 2#機(jī)組連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)計(jì)算容量（KVA）連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)計(jì)算容量(KVA)1循環(huán)水泵6301.02212602212602給水泵16001.02116001116003引風(fēng)機(jī)10000.82216002216004一次風(fēng)機(jī)14000.81111201111205二次風(fēng)機(jī)7100.811568115686反料風(fēng)機(jī)2000.821160211607播煤風(fēng)機(jī)3550.81128411284

8、8破碎機(jī)3550.811284112849高壓電源610.80.811488.6411488.64電除塵負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（KVA）換算系數(shù)K1#電除塵變壓器23電除塵變壓器重復(fù)容量（KVA）連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)計(jì)算容量(KVA)連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)計(jì)算容量(KVA01高壓電源610.80.811488.6411488.642加熱器127.20.811101.7611101.763振打電機(jī)55.40.81144.321144.324電除塵照明200.8111611165其他負(fù)荷200.811161116 化水車間負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（kw）換算系數(shù)k化水變壓器連接臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)計(jì)算

9、容量（kv）1一期負(fù)荷3000.8112402生水泵220.81117.63反洗水泵450.811364高壓給水泵450.811365除碳風(fēng)泵2.20.8111.766中間風(fēng)泵110.8118.87除鹽水泵150.811128自用除鹽水泵5.50.8114.4氣力除灰系統(tǒng)計(jì)算表序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（kw）換算系數(shù)氣力除塵變壓器連接臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)計(jì)算容量（KVA）1氣化風(fēng)機(jī)350.822562空氣電加熱器450.811363三裝機(jī)3.550.8112.844雙軸攪拌器220.81117.65PLC控制柜20.8111.66配電室照明200.811167帶式輸送機(jī)150.811128帶式輸送機(jī)18.

10、50.81114.89帶式輸送機(jī)220.81117.610斗式提升機(jī)300.8112411電動(dòng)給料機(jī)2.50.822212氣化風(fēng)機(jī)7.50.822613氣化風(fēng)機(jī)40.8113.214電加熱器150.81112各車間單機(jī)組總負(fù)荷：高壓廠用負(fù)荷的計(jì)算容量為: 6876KVA主廠房低壓負(fù)荷的計(jì)算容量為：1192.4KVA電除塵車間的計(jì)算容量為：666.72KVA 化水車間的負(fù)荷計(jì)算容量為：356.56KVA 氣力除灰車間的計(jì)算容量為：193.64KVA3.2、廠用低壓變壓器的選擇 6kv母線與0.4kv母線之間變壓器（T1,T2）的選擇 分析：T1,T2分別互為備用為主廠房的0.4KV母線供電，當(dāng)其

11、中一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)至少應(yīng)該承擔(dān)起所用負(fù)荷的70%的負(fù)荷。設(shè)S為T1對(duì)應(yīng)所供母線上所有負(fù)荷容量，則 T1變壓器容量為：ST1=70%S=834.68KVA T1,T2選用SL71000/6 T3,T4的選擇 分析：T3,T4分別互為備用為1#機(jī)組的靜電除塵車間母線供電，當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)該承擔(dān)起所有負(fù)荷。 容量為：ST3=S=666.72KVA 故T1,T2選用SL7800/6 T5的選擇： T5和T5是由1#和2#機(jī)組共同承擔(dān)的為氣力除灰車間供電的變壓器，應(yīng)該互為明備用，即當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)該承擔(dān)起所有負(fù)荷。 氣力除灰車間的容量為：193.64KVA 故T5選用S

12、L7250/6 T6的選擇： T6和T6是由1#和2#機(jī)組共同承擔(dān)的為化水車間供電的變壓器，應(yīng)該互為明備用，即當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)該承擔(dān)起所有負(fù)荷。 化水車間的容量為：356.56KVA 故T5選用SL7400/6由于1#機(jī)組和2#機(jī)組的容量以及接線的方式都相同，故對(duì)1#機(jī)組所選的變壓器對(duì)2#機(jī)組同樣適用。3.3 發(fā)電機(jī)端分裂電抗器的選擇 分析：按1#機(jī)組進(jìn)行選擇。由于1#機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷為1#機(jī)組的所有廠用負(fù)荷，包括高壓廠用負(fù)荷，和低壓廠用負(fù)荷。而他們的總的容量為9285.32KVA，故所選的分裂電抗器的容量至少應(yīng)該大于或等于該值。而分裂電抗器的額定電壓應(yīng)為發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓，即6K

13、V。 在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們采用的分裂電抗器的型號(hào)為FKL62*10006，它的額定電壓為6KV，額定電流為2000A，電抗百分?jǐn)?shù)為6%，動(dòng)穩(wěn)定電流為42.5KA，熱穩(wěn)定電流為40.4KA。3.4 短路電流的計(jì) 取全廠的額定容量為s=100MVA、Un=Vav2.4.1 計(jì)算廠用低壓變壓器的阻抗0.045*100=4.5 0.045*100/0.8=5.6 0.04*100/0.25=16 0.04*100/0.4=10 2.4.2、1#機(jī)組各處短路時(shí)的等效電路如圖，當(dāng)1處發(fā)生短路時(shí)的等效電路由圖可知，當(dāng)一處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 則有 當(dāng)2處發(fā)生短路時(shí)的等效電路如圖由圖可知，當(dāng)二處發(fā)生短路時(shí)的

14、短路阻抗為 則有 當(dāng)3處發(fā)生短路時(shí)的等效電路如圖：由圖可知，當(dāng)三處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 則有 當(dāng)四處發(fā)生短路時(shí)的等效電路如圖：由圖可知，當(dāng)四處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 則有 當(dāng)五處發(fā)生短路時(shí)的等效電路如圖：由圖可知，當(dāng)四處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 則有 2.4.3、對(duì)所選的分裂電抗器進(jìn)行校驗(yàn)如下：電壓波動(dòng)校驗(yàn)： 同理短路時(shí)殘壓及電壓偏移校驗(yàn)如下：經(jīng)過校驗(yàn)可知我們所選的分裂電抗器時(shí)合理的3.5 母線導(dǎo)體的選擇發(fā)電機(jī)端母線選擇已知 S=9285.3KVA U=6KV 則 故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體廠用6KV高壓母線的選擇由于負(fù)荷的平均分配，則可認(rèn)為故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體主廠房0.4KV母

15、線選擇已知 S=596.2KVA U=0.4KV 則 故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體電除塵車間母線的選擇已知 S=55.92KVA U=0.4KV 則 故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體氣力除灰車間母線的選擇已知 S=193.64KVA U=0.4KV 則 故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體化水車間母線的選擇已知 S=356.56KVA U=0.4KV 則 故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體3.6 電動(dòng)機(jī)的選擇及自啟動(dòng)校驗(yàn) 261 廠用電動(dòng)機(jī)的選擇（1）型式的選擇（2）容量的選擇 根據(jù)廠用電動(dòng)機(jī)的選擇原則所選的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)見附表262 電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)（電壓校驗(yàn)）（1）1#機(jī)組6KV母線所有電動(dòng)機(jī)的自啟

16、動(dòng)校驗(yàn) 校驗(yàn)的等效電路如下：由校驗(yàn)的結(jié)果可知廠用6KV高壓母線上的電機(jī)是可以自啟動(dòng)的。（2）1#機(jī)組電動(dòng)機(jī)經(jīng)高壓分裂電抗器和低壓變壓器串聯(lián)自啟動(dòng)母線電壓的校驗(yàn) 校驗(yàn)的等效電路圖如下： i) 高壓廠用母線的校驗(yàn) ii) 低壓廠用母線的校驗(yàn) 由以上的電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)計(jì)算可知，該電廠的點(diǎn)擊是可以安全啟動(dòng)的。注：圖中S0為高壓廠用負(fù)荷，S1為電除塵、化水、氣力除灰車間負(fù)荷及變壓器，S2為主廠房0.4KV母線負(fù)荷。3.7 設(shè)備的選型 斷路器的選擇方法（1） 型式的選擇（2） 額定電壓及額定電流的選擇（3） 開斷電流的選擇（4） 短路關(guān)合電流的選擇（5） 短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，可以進(jìn)

17、行斷路器等開關(guān)電器的選擇，所選斷路器的型號(hào)清單表：名稱進(jìn)線持續(xù)電流(A)出線持續(xù)電流(A)斷路器類型隔離開關(guān)主廠房115.81736.7SN-54-0.4G/2000GCW1-0.4電除塵17.5262SN-55-0.4G/300GCW1-0.4化水車間34.9522.8SN-56-0.4G/600GCW1-0.4氣力除灰21.7325.6SN=57-0.4G/400GCW1-0.4 1#機(jī)組 2#機(jī)組連接臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)設(shè)備型號(hào)連接臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)設(shè)備型號(hào)主廠房21SJL1-1250/1021SJL1-1250/10電除塵21SJL1-200/1021SJL1-200/10化水車間21SJL1-40

18、0/1021SJL1-400/10氣力除灰21SJL1-250/1021SJL1-250/101）廠用高壓設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（KW）1#機(jī)組 2#機(jī)組連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)工作電流（A）手推車或熔斷器類型連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)工作電流(A)手推車或熔斷器開關(guān)1循環(huán)水泵6302260.6SN-1-6C/752260.6SN-1-6C/752給水泵160021154SN-2-6C/20011154SN-2-6C/2003引風(fēng)機(jī)10002296.2SN-3-6C/1002296.2SN-3-6C/1004一次風(fēng)機(jī)140011134.7SN-4-6C/15011134.7SN-4-6C/1505二次風(fēng)機(jī)

19、7101168.3SN-5-6C/1001168.3SN-5-6C/1006反料風(fēng)機(jī)2002119.2SN-6-6C/202119.2SN-6-6C/207播煤風(fēng)機(jī)3551134.2SN-7-6C/401134.2SN-7-6C/408破碎機(jī)3551134.2SN-8-6C/401134.2SN-8-6C/409高壓電源610.81158.8SN-9-6C/751158.8SN-9-6C/752）0.4kv廠房設(shè)備正常工作電流如下：序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（KW） 1#機(jī)組 2#機(jī)組手推車式斷路器或熔斷器開關(guān)連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)工作電流（A）連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)工作電流（A）1凝結(jié)水泵16021230.9

20、2128SN-10-0.4C/2502射水泵9021129.9272SN-11-0.4C/1503低加疏水泵551179.42144SN-12-0.4C/1004疏水泵371153.41029.6SN-13-0.4C/755空氣壓縮機(jī)7.51110.8RN1-0.46冷渣機(jī)82211.522128SN-36-0.4C/1507工業(yè)水道管泵7.51110.8116RN1-0.48化學(xué)水管道泵7511108.31160SN-14-0.4C/1509工業(yè)回收水泵221131.81017.6SN-15-0.4C/4010除渣MCC95.511137.81076.4SN-16-0.4C/15011集控室

21、MCC10011144.31180SN-17-0.4C/15012輸煤MCC2301133211184SN-18-0.4C/40013汽機(jī)MCC401157.71132SN-19-0.4C/75鍋爐12011173.21196SN-20-0.4C/20014主廠房照明8011115.51164SN-21-0.4C/15015循環(huán)水泵房MCC401157.71132SN-22-0.4C/7516加藥間MCC501172.21140SN-23-0.4C/7517儲(chǔ)煤場(chǎng)MCC2121130611212SN-24-0.4C/4003）電除塵車間設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（KVA）1#電除塵變壓器23

22、電除塵變壓器手推車式斷路器或熔斷器開關(guān)連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)工作電流（A）連結(jié)臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)工作電流（A）1高壓電源610.81158.71158.7SN-25-6C/752加熱器127.211183.611183.6SN-26-0.4C/2003振打電機(jī)55.411801180SN-27-0.4C/1004電除塵照明201128.91128.9RN1-0.45其他負(fù)荷201128.91128.9RN1-0.44）化水車間設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（kw）變壓器連接臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)工作電流（A）手推車時(shí)斷路器或熔斷器開關(guān)1一期負(fù)荷30011433SN-28-0.4C/5002生水泵221131.8RN1-0.43反洗水泵451165SN-29-0.4C/754高壓給水泵451165SN-30-0.4C/755除碳風(fēng)泵2.2113.2RN1-0.46中間風(fēng)泵111115.9RN1-0.47除鹽水泵151121.7RN1-0.48自用除鹽水泵5.5117.94RN1-0.45)氣力除灰車間設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱額定功率（kw）氣力除塵變壓器手推車式斷路器或熔斷開關(guān)連接臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)工作