發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)原始資料1、 發(fā)電廠情況（1）、類(lèi)型：水電廠（2）、發(fā)電廠容量與臺(tái)數(shù)4×24MW，發(fā)電機(jī)電壓10.5KV，cos =0.95,（3）、發(fā)電廠年利用小時(shí)數(shù)；（4）、發(fā)電廠所在地最高溫度，年平均溫度，氣象條件一般，所在地海拔高度低于1000m。2、電力負(fù)荷情況（1）、發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷：最大20MW，最小10MW，cos=0.8，。（2）、其余功率送入110KV系統(tǒng)，系統(tǒng)容量10000MVA。（3）、自用電3%。（4）、供電線路數(shù)目、發(fā)電機(jī)電壓10.5KV,架空線路2回。每回容量10MW,cos=0.85、110KV架空線路2回，正序阻抗（標(biāo)幺值）0.356，基準(zhǔn)

2、容量：100MVA。 （一）對(duì)原始資料的分析 根據(jù)所給材料，設(shè)計(jì)為小型水電廠，其容量為424MW=96MW。占電力系統(tǒng)總?cè)萘繛?1%，遠(yuǎn)小于電力系統(tǒng)的檢修備用容量8%-15%和事故備用容量10%，且發(fā)電廠年利用小時(shí)數(shù)為4800h，小于5000h，可見(jiàn)該電廠在系統(tǒng)中不是主要地位的電廠，因此設(shè)計(jì)時(shí)從可靠性和經(jīng)濟(jì)性和靈活性權(quán)衡考慮。 從負(fù)荷特點(diǎn)和電壓等級(jí)可知，10.5KV電壓等級(jí)上地方性負(fù)荷容量不大，共2回出線，年利用小時(shí)數(shù)為6300h，與機(jī)組發(fā)電機(jī)端電壓相等，可采用直饋線。110KV電壓等級(jí)較高，輸出功率最大為96-10-963%=83.42，出線為2回。（二）主接線方案的擬定10KV電壓等級(jí)：本

3、電壓等級(jí)出線回路數(shù)較少，最大負(fù)荷為20MW，年最大利用小時(shí)數(shù)為6300h，可選兩臺(tái)機(jī)組供給本級(jí)負(fù)荷，而且當(dāng)其中一臺(tái)機(jī)組檢修或升壓變壓器檢修時(shí)，都可滿足負(fù)荷要求，本級(jí)與110KV等級(jí)為弱連接，只設(shè)一臺(tái)主變壓器。110KV電壓等級(jí)：本級(jí)電壓等級(jí)較高，出線回路只有2回，年利用小時(shí)數(shù)為4800h，在設(shè)計(jì)時(shí)要兼顧可靠性與經(jīng)濟(jì)性。兩臺(tái)機(jī)組可通過(guò)升壓變壓器直接向本級(jí)輸送功率，10KV電壓級(jí)剩余功率通過(guò)升壓變壓器輸送至本級(jí)。 方案一（1）、10KV電壓級(jí)：采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：不夠可靠靈活，母線故障或檢修，全廠停電。（2）、110KV電壓級(jí)：采用雙母線帶旁路接線，設(shè)專(zhuān)用旁路斷路器 優(yōu)點(diǎn)：可靠

4、性靈活性很高。缺點(diǎn)：投資維護(hù)費(fèi)用大。 適用范圍：110KV出線在6回以上，220KV出現(xiàn)在4回以上方案一接線圖方案二（1）10KV電壓等級(jí)：雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高，供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便 缺點(diǎn)：與單母線相比投資有所增加（2）110KV電壓等級(jí)：雙母線接線，兩臺(tái)機(jī)組通過(guò)擴(kuò)大單元接線與本級(jí)相連方案二接線圖方案三（1）10KV電壓等級(jí)：雙母線接線優(yōu)缺點(diǎn)同上（2）110KV電壓等級(jí)：四角形接線 優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有母線，因此不存在母線故障的影響，操作方便占地面積小 缺點(diǎn)：檢修一臺(tái)斷路器可能使供電紊亂，運(yùn)行方式變化大，給設(shè)備選擇帶來(lái)困難，繼電保護(hù)裝置復(fù)雜，不便于擴(kuò)建方案三接線圖分析比

5、較：方案一中10KV級(jí)采用單母線，本級(jí)年利用小時(shí)數(shù)6300h，單母線可靠性偏低，110KV級(jí)出線只有兩回，年利用小時(shí)數(shù)為4800h，設(shè)旁路母線并設(shè)專(zhuān)用斷路器投資較高，方案三110KV級(jí)多角形接線運(yùn)行過(guò)程中問(wèn)題比較復(fù)雜，綜合考慮，選定方案二。(三)發(fā)電機(jī)、變壓器的選擇發(fā)電機(jī)型號(hào) TS900/71-56型號(hào)含義：TS-立式同步發(fā)電機(jī) 900-定子鐵心外徑（cm） 71-定子鐵芯高度（cm）主要參數(shù)視在功率：25MW有功功率：24MW額定電壓：10.5KV額定電流：1.375KA功率因數(shù)：0.95變壓器10.5KV到110KV聯(lián)絡(luò)變壓器型號(hào)：SFL-40000/110110KV側(cè)變壓器型號(hào)：SFL1

6、-50000/110(四)短路電流的計(jì)算 計(jì)算過(guò)程見(jiàn)短路電流計(jì)算書(shū)，結(jié)果見(jiàn)短路電流計(jì)算表。（五）電氣設(shè)備的選擇 （1）1號(hào)和2號(hào)發(fā)電機(jī)出口斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.0524/*10.5*0.95=1.459KA短路電流 =17.296KA Ish=61.399KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 ZN12-10 GN10-10T/3000Un 10KV Un 10KV Un 10KVImax 1.459KA In 1.6KA In 3KAI, 17.296KA Inbr 50KA Ish 61.399KA Incl 125KA Ies 90KA（2）10KV母聯(lián)

7、斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.05*2*24/10.5/0.95=2.917KA短路電流 =17.296KA Ish=61.399KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 3AF-10 GN10-10T/3000Un 10KV Un 10KV Un 10KVImax 2.917KA In 3.15KA In 3KAI, 17.296KA Inbr 31.5KA Ish 61.399KA Incl 100KA Ies 90KA（3）10KV出線斷路器流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.0510/*10.5*0.85=0.679KA短路電流 =17.296KA Ish=6

8、1.399KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 ZNS-10/1250 GN10-10T/3000Un 10KV Un 10KV Un 10KVImax 0.679KA In 1.25KA In 3KAI, 17.296KA Inbr 25KA Ish 61.399KA Incl 63KA Ies 90KA(4) 聯(lián)絡(luò)變壓器低壓側(cè)斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇 流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.0537.18/*10.5=2.15KA短路電流 =17.296KA Ish=61.399KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 3AF-10 GN10-10T/3000Un 10KV Un 10KV Un 1

9、0KVImax 2.15KA In 3.15KA In 3KAI, 17.296KA Inbr 31.5KA Ish 61.399KA Incl 100KA Ies 90KA（5） 聯(lián)絡(luò)變壓器高壓側(cè) 流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.0537.18/*115=0.2KA短路電流 =2.871KA Ish=7.465KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 LW11-110 GW4-110/2500Un 110KV Un 110KV Un 110KVImax 0.2KA In 1.6KA In 2.5KAI, 2.871KA Inbr 31.5KA Ish 7.465KA Incl 80KA I

10、es 100KA(6)110KV母聯(lián)斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.0585.335/*115=0.45KA短路電流 =2.871KA Ish=7.465KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 LW11-110 GW4-110/2500Un 110KV Un 110KV Un 110KVImax 0.45KA In 1.6KA In 2.5KAI, 2.871KA Inbr 31.5KA Ish 7.465KA Incl 80KA Ies 100KA(7)110KV出線斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.050.5*85.335/*115=0.22

11、5KA短路電流 =2.871KA Ish=7.465KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 LW11-110 GW4-110/2500Un 110KV Un 110KV Un 110KVImax 0.225KA In 1.6KA In 2.5KAI, 2.871KA Inbr 31.5KA Ish 7.465KA Incl 80KA Ies 100KA（8）110KV變壓器高壓側(cè)流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.0548/*115*0.95=0.27KA短路電流 =2.871KA Ish=7.465KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 LW11-110 GW4-110/2500Un 110K

12、V Un 110KV Un 110KVImax 0.27KA In 1.6KA In 2.5KAI, 2.871KA Inbr 31.5KA Ish 7.465KA Incl 80KA Ies 100KA（9）3、4號(hào)發(fā)電機(jī)出口流過(guò)斷路器的持續(xù)工作電流為 Ig=1.0524/*10.5*0.95=2.08KA短路電流 =24.223KA Ish=65.09KA斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果計(jì)算值 ZN12-10 GN10-10T/3000Un 10KV Un 10KV Un 10KVImax 2.08KA In 2.5KA In 3KAI, 24.223 KA Inbr 31.5KA Ish 65.09 KA Incl 80KA Ies 90KA（10）10KV母線選擇選擇雙條125*8矩形鋁導(dǎo)體（11）選擇雙條80*10矩形鋁導(dǎo)體（6） 設(shè)計(jì)