發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題目地區(qū)凝氣式火力發(fā)電廠電氣設(shè)計學(xué)生姓名胡佳學(xué)號0專業(yè)班級電氣1001設(shè)計(論文)內(nèi)容及基本要求1.設(shè)計要求（1）分析原始資料（2）設(shè)計主接線（3）計算短路電流（4）電氣設(shè)備選擇2.設(shè)計內(nèi)容（1）地區(qū)凝汽式火電廠；（2）機組容量與臺數(shù)： ， ；3負(fù)荷與系統(tǒng)情況（1）發(fā)電機電壓負(fù)荷：最大，最小，小時；（2）負(fù)荷：最大，最小，小時；（3）剩余功率全部送入系統(tǒng)，負(fù)荷中類負(fù)荷比例為，類負(fù)荷為，類負(fù)荷為。（4）供電回路數(shù)： 發(fā)電機電壓端電纜出線8回，發(fā)電機端電壓電纜出線2回。每回負(fù)荷不等，平均在左右，送電距離為； 端架空線3回； 端架空線2回

2、。起止時間2011年 6月 20日 至 2011年 6月 28日指導(dǎo)教師簽名 2011年 6月 28日系(教研室)主任簽名 2011年 6月 28日學(xué)生簽名 2011年 6月 28日目 錄設(shè)計任務(wù)書1目錄2一、前言3二、原始資料分析4三、主接線方案確定5主接線方案擬定5主接線方案確定5四、主變壓器確定7主變壓器臺數(shù)7主變壓器的容量7主變壓器的形式7五、短路電流計算8短路計算的目的8短路電流計算的條件8短路電流的計算方法8六、主要電氣設(shè)備的選擇10電氣設(shè)備選擇的原則10電氣設(shè)備選擇的條件10電氣設(shè)備選擇明細(xì)表11七、設(shè)計總結(jié)14參考文獻15附錄A：短路電流計算16附錄B：設(shè)備選擇及計算20附錄C

3、：完整的主接線圖27一、 前言(一)、設(shè)計任務(wù)1、發(fā)電廠情況：（1）地區(qū)凝汽式火電廠；（2）機組容量與臺數(shù)： ， ；2、負(fù)荷與系統(tǒng)情況：（1）發(fā)電機電壓負(fù)荷：最大，最小，小時；（2）負(fù)荷：最大，最小，小時；（3）剩余功率全部送入系統(tǒng)，全部負(fù)荷中類負(fù)荷比例為，類負(fù)荷為，類負(fù)荷為。（二）、設(shè)計目的 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計是學(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)計的實踐達到：1、鞏固“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”等課程的理論知識。2、熟悉國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)定、導(dǎo)則等。3、掌握發(fā)電廠（或變電所）電氣部分設(shè)計的基本方法和內(nèi)容。4、學(xué)習(xí)工程設(shè)計說明書的撰寫。（三）、任務(wù)

4、要求1、分析原始資料2、設(shè)計主接線3、計算短路電流4、電氣設(shè)備選擇及校驗（四）、設(shè)計原則 電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主體。電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，以保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護方便、盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。（五）、設(shè)計基本要求可靠性、靈活性、經(jīng)濟性二、 原始資料分析1、 本工程情況：設(shè)計一座裝機容量為的凝汽式火力發(fā)電廠。計劃安裝兩臺的汽輪發(fā)電機組，型號為,功率因數(shù)為，安裝順序

5、為、機；安裝一臺的汽輪發(fā)電機組，型號為,功率因數(shù)為，安裝順序為機。2、電力系統(tǒng)情況：發(fā)電機電壓負(fù)荷最大為，最小為，最大負(fù)荷利用小時數(shù)小時；負(fù)荷：最大，最小，最大負(fù)荷利用小時數(shù)小時；剩余最大功率送入系統(tǒng)。3、負(fù)荷情況：發(fā)電機電壓端電纜出線8回，發(fā)電機端電壓電纜出線2回。每回負(fù)荷不等，平均在左右，送電距離為；端架空線出線3回；端架空線出線2回。4、環(huán)境條件：年平均溫度。三、 主接線方案確定1、主接線方案擬定：根據(jù)原始資料分析，現(xiàn)將各電壓等級可能采用的較佳方案，進而以優(yōu)化方案，組成最佳方案。（1）、電壓等級：連接發(fā)電機出線端，且有八回電纜出線，發(fā)電機容量為，為保證供電可靠性，因此選用單母線分段接線形

6、式，2臺機組分別接在兩段母線上。其剩余功率通過雙繞組變壓器全部送往母線。由于每條出線選用電纜傳送，所以各條電纜出線上都裝有線路電抗器。由此也可選用輕型斷路器，以降低成本。（2）、電壓等級：出線回路為2回架空線路，為保證供電可靠性和靈活性，選用雙母線接線方式，由于此處最大負(fù)荷為，所以由發(fā)電機通過三繞組變壓器供電，剩余功率送至系統(tǒng)。（3）、電壓等級：只有一回架空線路，應(yīng)采用單母線接線或單母分段接線方式，其進線從三臺出口發(fā)電機通過變壓器送來的容量。2、主接線方案確定根據(jù)以上的分析，篩選組合，可保留兩種可能的接線方式如下圖：方案圖（1）方案圖（2）主接線方案比較表 方 案項 目方案圖（1）方案圖（2）

7、可靠性側(cè)采用單母線接線方式可靠性較差側(cè)采用單母分段接線，可靠性較高靈活性側(cè)接兩個變壓器，操作簡單側(cè)接三個變壓器，調(diào)度方便，但接線稍顯復(fù)雜，經(jīng)濟性采用兩臺變壓器，花費低采用三臺變壓器及更多的其他輔助設(shè)備，花費高通過比較，由于此設(shè)計屬于中小型火電廠，所以著重考慮經(jīng)濟性，因方案只用一臺雙繞組變壓器及其兩側(cè)的斷路器和隔離開關(guān)，220kV側(cè)采用單母線接線方式，均減少了斷路器的數(shù)量，配電裝置投資大大減小，且誤操作的可能性要相對較小，占地面積也相對減小。相對于方案，其操作簡單。綜上考慮該電廠為地區(qū)電廠，且負(fù)荷為腰荷，所以主接線方式采用方案。四、 主變壓器確定1、主變壓器臺數(shù)：根據(jù)方案，該發(fā)電廠裝設(shè)一臺三繞組

8、變壓器和一臺雙繞組變壓器，以充分保證供電可靠性。2、主變壓器的容量：發(fā)電廠具體情況： 側(cè)，三繞組變壓器的確定：，則,；雙繞組變壓器的確定：，側(cè)最小負(fù)荷為 .3、主變壓器的形式：一般情況下采用三相式變壓器，根據(jù)以上分析，具有三種電壓等級的發(fā)電廠，查三繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇型號為：，查雙繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇型號為：.三繞組變壓器技術(shù)參數(shù)：型號連結(jié)組別號額定電壓高/中/低容量比短路電壓百分?jǐn)?shù)242/121/10.5100/100/5012.88.155.3雙繞組變壓器技術(shù)參數(shù)：型號額定容量（kVA）連結(jié)組別號額定電壓高/低短路電壓百分?jǐn)?shù)短路電抗標(biāo)幺值9000010.50.117五、 短路電

9、流計算（一）、短路電流計算的目的1、電氣主接線的比選。2、選擇導(dǎo)體和電器。3、確定中性點接地方式。4、計算軟導(dǎo)體的短路搖擺。5、確定分裂導(dǎo)線間隔的間距。6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。7、選擇繼電保護裝置和進行整定計算。（二）、短路電流計算的條件1、基本假設(shè)（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。（2）所有電流的電動勢相位角相同。（3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行。（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。（5）不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻略去不計。（6）不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流。（7）元件的技術(shù)參數(shù)均曲額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍

10、。（8）輸電線路的電容略去不計。2、一般規(guī)定（1）驗算導(dǎo)體的電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計劃。（2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流最大地點。（4）導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般安三相短路計算。（三）、短路電流的計算方法對應(yīng)系統(tǒng)最大運行方式，按無限大容量系統(tǒng)，進行相關(guān)短路點的三相短路電流計算，求得、值。_三相短路電流；三相短路沖擊電流，用來校

11、驗電器和母線的動穩(wěn)定。三相短路全電流最大有效值，用來校驗電器和載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定。三相短路容量，用來校驗斷路器和開斷容量以及判斷容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù)。注：選取基準(zhǔn)容量為 基準(zhǔn)容量（）所在線路的平均電壓（）按電壓等級計算短路電流，該系統(tǒng)共有三個電壓等級，故有三個短路電流，短路電流的具體計算過程見附錄。等值電抗圖如下：短路電流計算結(jié)果表如下（計算過程見附錄A）：短路點基準(zhǔn)電流（kA）支路名稱標(biāo)幺值有名值（kA）沖擊電流（kA）5.5發(fā)電機0.1，0.405413.513474.3189.50.50發(fā)電機0.3325，1.014.33722.185.5530.251發(fā)電機0.2

12、17，0.28842206.52.215.627六、主要電氣設(shè)備選擇（一）、電氣設(shè)備選擇的原則：1、應(yīng)能滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；2、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3、應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；4、與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；5、同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；6、選用新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)過上級批準(zhǔn)。（二）、電氣選擇的條件正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適

13、的電器。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠的工作，必須按正常條件下進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。1、 按正常工作條件選擇電器額定電壓和最高工作電壓所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓，即 。一般電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在及以下時為；額定電壓是時是。而實際電網(wǎng)的最高運行電壓一般不會超過電網(wǎng)額定電壓的，因此在選擇電器時，一般可按電器額定電壓不低于裝置點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇,即。額定電流電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。不應(yīng)該小于該回路在各種合理

14、運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即 。由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的為發(fā)電機、調(diào)相機或變壓器的額定電流的倍；若變壓器有過負(fù)荷運行可能時，應(yīng)按過負(fù)荷確定；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的；母線分段電抗器的應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該段母線負(fù)荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的；出線回路的除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。此外，還與電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進行種類和形式的選擇。按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核在選擇電器時，還應(yīng)考慮電器安裝地點的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當(dāng)氣溫，風(fēng)速，溫度

15、，污穢等級，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時，應(yīng)采取措施。我國目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度，如周圍環(huán)境溫度高于（但）時，其允許電流一般可按每增高，額定電流減少進行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于時，環(huán)境溫度每降低，額定電流可增加，但其最大電流不得超過額定電流的。2、 按短路情況校驗短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電器各部分的溫度應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為 式中 ， 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) ，電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定條件為：式中 短路沖擊電流有效值； 電器允許 的動穩(wěn)定電流的有效值

16、；（三）、設(shè)備選擇明細(xì)表1、側(cè)主要電氣設(shè)備：設(shè)備名稱型號主要參數(shù)設(shè)備臺數(shù)斷路器（）額定開斷電流,極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流12隔離開關(guān)（）極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流24母線3條矩形鋁導(dǎo)體豎放允許電流為，2電纜普通粘性浸紙絕緣三芯電纜截面積8電抗器通過容量8電壓互感器（）一次繞組額定電壓二次繞組額定電壓2電流互感器（）額定電流比（）,22、側(cè)主要電氣設(shè)備：設(shè)備名稱型號主要參數(shù)設(shè)備臺數(shù)斷路器（）額定開斷電流極限通過電流峰值、熱穩(wěn)定電流4隔離開關(guān)（）極限通過電流峰值熱穩(wěn)定電流11母線單條矩形鋁導(dǎo)體豎放允許電流為，2電壓互感器（）一次繞組額定電壓,二次繞組額定電壓最大容量2電流互感器（）額定電流比

17、43、側(cè)主要電氣設(shè)備：設(shè)備名稱型號主要參數(shù)設(shè)備臺數(shù)斷路器（）額定開斷電流極限通過電流峰值熱穩(wěn)定電流4隔離開關(guān)（）極限通過電流峰值熱穩(wěn)定電流7母線單條矩形鋁導(dǎo)體豎放允許電流為，1電壓互感器（）一次繞組額定電壓二次繞組額定電壓1電流互感器（）額定電流比（）2七、設(shè)計總結(jié)通過本次為期一周多的課程設(shè)計，我再一次認(rèn)真的學(xué)習(xí)了發(fā)電廠電氣部分這門學(xué)科及其相關(guān)學(xué)科，總結(jié)了從初學(xué)到現(xiàn)在的學(xué)習(xí)心得，感覺受益匪淺。完成課程設(shè)計的過程中，我學(xué)習(xí)到如何從理論部分較好的過渡到實際設(shè)計當(dāng)中，從分析原始資料到如何更加合理的選擇可靠性高的接線方式、靈活性高的運行方式以及實用性強和經(jīng)濟性好的設(shè)計方案。在這之間，我仔細(xì)查閱了不少參

18、考學(xué)習(xí)資料，根據(jù)我此次設(shè)計的內(nèi)容和聯(lián)系設(shè)備的一些實際參數(shù)情況進而選擇主接線圖和主變壓器，雖然期間我也耗費了不少精力對其進行修改和變換，但卻為后來的選擇其他電器設(shè)備做好了鋪墊，沒有多走彎路，從而以簡單易行的方式達到了設(shè)計的要求和目的。對于這次課程設(shè)計，我在獲得更多的專業(yè)知識之余，也加強了自己對理論知識的靈活運用能力，而且我還應(yīng)做到分析問題準(zhǔn)確到位，原理敘述完整清晰，論證計算縝密無誤。以及對發(fā)電廠各項情況的了解和掌握，進而在設(shè)計過程中，循序漸進，由淺入深，做到加強基礎(chǔ)，不斷拓寬知識。當(dāng)然，在整個設(shè)計中，也有我們組成員間的激烈討論，經(jīng)過交流對比獲得不少學(xué)習(xí)方法和心得，大家齊心協(xié)力在短短的一周多時間內(nèi)

19、，完成了這個設(shè)計，雖不比完成一份畢業(yè)設(shè)計那樣面面俱到，但也已相當(dāng)優(yōu)秀了。在設(shè)計時期，我嚴(yán)格要求自己，把這次設(shè)計當(dāng)做是一項總結(jié)考核，認(rèn)真負(fù)責(zé)的去完成設(shè)計任務(wù)。這對個人能力發(fā)展也十分有益，更有助于以后的生活和學(xué)習(xí)。所以，我很愉悅的完成了這次的課程設(shè)計。最后，因為我個人的知識淺薄和對電氣行業(yè)的認(rèn)識有限，所以設(shè)計中的不完美處還請老師多提寶貴建議。也在此感謝老師和同學(xué)對我的設(shè)計指導(dǎo)。 參考文獻：【1】西北電力設(shè)計院，電力工程設(shè)計手冊，中國電力出版社?！?】熊信銀，發(fā)電廠電氣部分，中國電力出版社?！?】李瑞榮，短路電流實用計算，中國電力出版社?！?】姚春球，發(fā)電廠電氣部分，中國電力出版社。【5】于長順，發(fā)

20、電廠電氣設(shè)備，水利電力出版社?！?】陳躍，電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南，中國水利水電出版社?！?】王士政，電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程，中國水利水電出版社。附錄A 短路電流計算一、電抗計算選取基準(zhǔn)容量為,基準(zhǔn)容量（MVA）所在線路平均電壓（kV）系統(tǒng)等值電抗圖均采用標(biāo)幺值算法，省去“*”。,二、各母線上短路時短路電流的計算1、母線上發(fā)生短路時（點）短路電流的計算將系統(tǒng)電抗圖簡化并計算：點短路時等值電路電抗化簡圖2、 母線上發(fā)生短路時（點）短路電流的計算將系統(tǒng)電抗圖簡化并計算：點短路時等值電路電抗化簡圖3、母線上發(fā)生短路時（點）短路電流的計算將系統(tǒng)電抗圖簡化并計算：點短路時等值電路電抗化

21、簡圖三、各母線上短路點電流的折算1、各點基準(zhǔn)電流：點：點：點：2、各點電流：點：點: 點: 3、各點沖擊電流：點：點: 點: 附錄B 設(shè)備選擇及計算一、側(cè)設(shè)備選擇及校驗過程1、選擇過程（1）、發(fā)電機最大持續(xù)工作電流(2)、出線最大持續(xù)工作電流（3）、1號主變低壓側(cè)最大持續(xù)工作電流根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，設(shè)備選擇如下：斷路器查高壓斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型斷路器，其主要參數(shù)額定開斷電流,極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。隔離開關(guān)查高壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型隔離開關(guān)，其主要參數(shù)極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。母線 查表，選用3條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為4243A,。出線電纜 選擇普通粘性浸紙絕緣三芯電纜。出線

22、電抗器查電抗器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型電抗器，其主要參數(shù)通過容量。電壓互感器查電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型電壓互感器，其主要參數(shù)一次繞組額定電壓，二次繞組額定電壓。電流互感器查電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型電流互感器，其主要參數(shù)額定電流比（）,。2、 校驗過程由附錄A中的短路電流計算可知，側(cè)短路電流，短路沖擊電流，故。(1)、斷路器校驗熱穩(wěn)定校驗：，滿足熱穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：,，滿足動穩(wěn)定要求。（2）、隔離開關(guān)校驗熱穩(wěn)定校驗：，滿足熱穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：，滿足動穩(wěn)定要求。（3）、母線校驗當(dāng)環(huán)境溫度為時，查表得出溫度修正系數(shù)，則熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導(dǎo)體溫度查表，則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為 滿足熱穩(wěn)定要求動穩(wěn)定校驗。，取， ， 滿足動穩(wěn)定要求。二、側(cè)設(shè)備選擇及校驗過程1、選擇過程2號主變壓器側(cè)最大持續(xù)工作電流,出線最大持續(xù)工作電流，根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，設(shè)備選擇如下：（1）、斷路器查高壓斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型斷路器，其主要參數(shù)額定開斷電流，極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。（2）、隔離開關(guān)查高壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型隔離開關(guān)，其主要參數(shù)極限通過電流峰值，熱穩(wěn)定電流。（3）、母線 查表，選用單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為586A,。（4）、電壓互感器查電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇型電壓互感器，其主要參數(shù)一次繞組額定電壓,二次繞組額定電