發(fā)電廠電氣部分課設(shè)-課程設(shè)計報告

.PAGE.專業(yè)資料WORD完美格式下載可編輯《發(fā)電廠電氣部分》課程設(shè)計目錄第1章概述51.1設(shè)計的依據(jù)． 51.2電力系統(tǒng)概述 51.3110kV變電所各級電壓負(fù)荷情況分析．61.4110kV變電所的自然條件6第2章電氣主接線72.1電氣主接線設(shè)計的基本要求72.2主變壓器臺數(shù)、容量、型式的選擇72.3電氣主接線設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟比較與確定92.4110kV變電所主接線圖15第3章所用電接線設(shè)計163.1所用電設(shè)計的要求及原則．163.2所用變的確定及所用變接線的選擇16第4章短路電流計算194.1短路電流計算的條件194.2短路電流計算方法和步驟194.3三相短路電流計算20第5章電氣設(shè)備選擇255.1電氣設(shè)備選擇的一般條件255.210kV配電裝置電氣設(shè)備選擇25．5.3110kV配電裝置電氣設(shè)備的選型33參考文獻(xiàn)41第1章概述1．1設(shè)計的依據(jù)1.1.1依據(jù)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書下達(dá)的任務(wù)和原始數(shù)據(jù)設(shè)計。1.1.2設(shè)計內(nèi)容為了滿足該縣負(fù)荷發(fā)展及電網(wǎng)電力交換的需要,優(yōu)化該縣的電網(wǎng)結(jié)構(gòu),擬在縣城后山設(shè)計建設(shè)一座110/10的降壓變電所,簡稱110kV變電所。1.2電力系統(tǒng)概述1.2.1本變電所與電力系統(tǒng)聯(lián)系#1#2#3#4#5#610kV110k#1#2#3#4#5#610kV110kV變電所電力系統(tǒng)Xx=0.0451,Sj=100MVA110kV110kV變DDDIAN2、說明110kV變電所通過兩回110kV線路接至該變電所,再與電力系統(tǒng)相連。由于原始數(shù)據(jù)未提供電力系統(tǒng)XX、Sj及110kV變電所接線路長度L。這里將XX取為0.0451,Sj取為100MVA;按供電半徑不大于5kM要求,110kV線路長度定為4.8kM。1.2.2110kV變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用1、根據(jù)110kV變電所與系統(tǒng)聯(lián)系的情況,該變電站屬于終端變電所。2、110kV變電所主要供電給本地區(qū)用戶,用電負(fù)荷屬于Ⅱ類負(fù)荷。1.3110kV變電所各級電壓負(fù)荷情況分析1.3.1供電方式110kV側(cè)：共有兩回進(jìn)線,由系統(tǒng)連接雙回線路對110kV變電所供電。10kV側(cè)：本期出線6回,由110kV變電所降壓后供電。1.3.2負(fù)荷數(shù)據(jù)1、全區(qū)用電負(fù)荷本期為27MW,共6回出線,每回按4.5MW計；遠(yuǎn)期50MW,14回路,每回按3.572MW設(shè)計；最小負(fù)荷按70％計算,供電距離不大于5kM。2、負(fù)荷同時率取0.85,cosφ=0.8,年最大利用小時數(shù)Tmax=4250小時/年。3、所用電率取0.1%。1.4110kV變電所的自然條件1.4.1水文條件1、海拔80M2、常年最高溫度40.3℃3、常年最低溫度1.7℃4、雷暴日數(shù)——62日/年5、污穢等級為3級1.4.2所址地理位置與交通運輸情況地理位置不限制,交通便利。第2章電氣主接線2.1電氣主接線設(shè)計的基本要求對電氣主接線有以下幾方面的基本要求：1、根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求,保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。2、具有運行、維護(hù)的靈活性和方便性。3、具有經(jīng)濟性：在滿足技術(shù)要求的前提下,力求經(jīng)濟合理。4、具有將來發(fā)展和擴建的可能性。2.2主變壓器臺數(shù)、容量、型式的選擇2.2.1主變壓器的選擇原則1、主變壓器臺數(shù)1為了保證供電可靠性,變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器。2當(dāng)只有一個電源或變電所可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負(fù)荷供電時,可裝設(shè)一臺。3對于大型樞紐變電所,根據(jù)工程具體情況,可安裝2至4臺變壓器。2、主變壓器的容量1主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)5至10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇,并考慮變壓器正常運行和事故時的過負(fù)荷能力。2對裝有一臺變壓器的變電所,變壓器的額定容量應(yīng)滿足用電負(fù)荷的需要,按下式選擇：Sn≥K∑SM或Sn≥K∑PM/cosφ式中,Sn—變壓器額定容量〔kVA,SM,PM——變電所最大負(fù)荷的視在功率和有功功率〔kVA,kW,cosφ——負(fù)荷功率因子,K——負(fù)荷同時率,取0.85。3對裝有兩臺變壓器的變電所中,當(dāng)一臺斷開時,另一臺變壓器的容量一般保證70%全部負(fù)荷的供電,但應(yīng)保證用戶的一級負(fù)荷和大部分二級負(fù)荷。每臺變壓器容量一般按下式選擇：Sn≥0.7SM或Sn≥0.7PM/cosφ。3、主變壓器的型式1相數(shù)；2繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)；3繞組接線方式；4主變調(diào)壓方式；5冷卻方式；2.2.2計算、選擇、校驗1、總負(fù)荷計算根據(jù)負(fù)荷數(shù)據(jù),近期6回出線,每回按4.5MW計,近期總負(fù)荷∑PM=6×4.5=27MW。2、主變壓器臺數(shù)、容量選擇計算1計算主變?nèi)萘俊芐M∑SM=∑PM／cosφ=27/0.8=33.75MVA選擇主變?nèi)萘俊⑴_數(shù)a、Sn≥K∑SM=0.85×33.75=28.688MVAb、選兩臺主變壓器,則每臺主變?nèi)萘縎n≥K∑SM/2=14.34MVA。查產(chǎn)品目錄,選每臺主變?nèi)萘縎n=31.5MVA＞14.34MVA。c、校驗：按主變壓器容量選擇原則第3點,要求任一臺主變Sn＞0.7∑SMS∑=0.7×33.75=23.625MVA,結(jié)合系統(tǒng)對本變電所的技術(shù)要求,最終選擇110kV變電所主變?nèi)萘縎n=31.5MVA。故所選變壓器容量滿足要求。3、主變型式選擇按任務(wù)書要求并查110kV變電站設(shè)計指導(dǎo)手冊附錄2-3。近期主變壓器型式選擇SFZ7—31500/110±8×1.25%；列表如下：型號額定容量〔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<%>連接組別高壓低壓SFZ7-31500/11031500110±8×1.25%10.51.142.214810.5YN,d112.3電氣主接線設(shè)計方案的技術(shù)、經(jīng)濟比較與確定2.3.1各級電壓配電裝置接線方式的擬定根據(jù)電氣主接線設(shè)計的基本要求及設(shè)計基本原則來擬定各級電壓配電裝置接線方式。1、10kV電壓母線接線方式單母線接線單母分段接線2、110kV電壓母線接線方式單母線接線單母分段接線橋式接線〔因線路故障和操作的機會比變壓器多,選用可靠性較好的內(nèi)橋接線。3、主變臺數(shù)為了保證供電可靠性,裝設(shè)兩臺主變壓器。2.3.2110kV變電所可能采用的電氣主接線方式如下：方案ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ110kV單母線接線單母分段接線單母分段接線單母線接線內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線10kV單母線接線單母分段接線單母線接線單母分段接線單母線接線單母分段接線主變2臺2臺2臺2臺2臺2臺110kV變電所主接線方案簡圖如下：圖二〔二圖一〔一#4#6#5#3#2圖二〔二圖一〔一#4#6#5#3#2#1110kv10kvT1T2L1L2ＦＤ#4#6#5#3#2#1T1T2L1L2ＦＤ110kv10kv圖三〔三10kvＦＤ#4#6#5圖三〔三10kvＦＤ#4#6#5#3#2#1T1T2L1L2110kv#4#6#5#3#2#1T1T2L1L2ＦＤ110kv10kv圖四〔四＃1L1L2圖六〔六10kvＦＤ＃1L1L2圖六〔六10kvＦＤT1T2110kv#4#6#5#3#2L1L2圖五〔五10kvＦＤ#4#6#5#3#2#1T1T2110kv方案的技術(shù)比較1、六種方案的技術(shù)比較〔略2、選用兩臺主變的優(yōu)缺點〔略3、從上述分析比較確定兩個較好方案：〔略方案的經(jīng)濟比較1、從電氣設(shè)備數(shù)目及配電裝置比較方案項目方案方案10kV配電裝置110kV配電裝置主變臺數(shù)高壓斷路器110kV10kV高壓隔離開關(guān)110kV10kV綜合投資〔萬元2、計算綜合投資Z=Z0<1+a/100>Z0——主體設(shè)備投資,包括主變、高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)及配電裝置綜合投資等。a——附加投資,110kV電壓等級取90%。主體設(shè)備參考價格如下：主變壓器每臺投資125萬元SF6斷路器每臺投資65萬元GW4-110隔離開關(guān)每臺投資2.5萬元110kV單母分段投資559.73萬元內(nèi)橋投資303萬元方案Ⅱ：主體設(shè)備投資Z0=2×125+5×65+8×2.5+559.73=1154.73萬元綜合投資Z=Z0<1+a/100>=1154.73<1+90/100>=2193.987萬元方案Ⅵ：主體設(shè)備投資Z0=2×125+3×65+8×2.5+303=768萬元綜合投資Z=Z0<1+a/100>=768<1+90/100>=1459.2萬元3、年運行費用U年運行費用U=aΔA+U1+U2a——電能電價?A——變壓器電能損失U1——檢修維護(hù)費,一般取〔0.022——0.042Z,Z為綜合投資額。U2——折舊費,一般取〔0.05——0.058Z。方案Ⅱ:U=a?A+0.1Z=0.1×674.78+0.1×2197.987=286.88萬元方案Ⅵ:U=a?A+0.1Z=0.1×674.78+0.1×1459.2=213.4萬元2.3.5最佳方案的確定從技術(shù)上講,110kV電壓母線主接線采用橋式接線,有一臺變壓器故障會影響到線路停電,但變壓器故障的幾率較小,從經(jīng)濟上分析采用橋式接線比采用單母分段接線減少了部分組件,減少了綜合投資額。年運行費用也節(jié)省許多。故優(yōu)先選用110kV母線接線為內(nèi)橋接線。因此,Ⅵ方案為最佳方案即110kV母線采用內(nèi)橋接線,10kV母線采用單母分段接線。2.4110kV變電所主接線圖2.4.1110kV變電所電氣主接線圖＃＃110kVＦＤT1T2110kV#4#6#5#3#2L1L1L2第3章所用電設(shè)計3.1所用電設(shè)計的要求及原則3.1.1基本要求：廠用電接線應(yīng)滿足正常運行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟和檢修維護(hù)方便。盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障范圍,并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起動等運行方式下的供電要求,切換操作簡便。便于分期擴建或連續(xù)施工,對公用負(fù)荷的供電要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模統(tǒng)籌安排。3.1.2設(shè)計原則：變電站設(shè)計電壓為380/220V。母線接線方式大型樞紐變電站采用單母線分段接線；中小型變電站采用單母線接線。60MVA及以上變電站應(yīng)裝設(shè)兩臺所用變壓器3.2所用變的確定3.2.1所用電變壓器確定所用電變壓器臺數(shù)：2臺所用電變壓器容量：〔1所用電率0.1%〔2變?nèi)萘浚篠N=n×SBN=2×31500KVA=63000kVA〔3所用電負(fù)荷SJS1=0.1%*∑SN=0.1%×63000=63kVA〔4SN≥Sjs*0.7所用電變壓器的型式查《110kV變電站設(shè)計指導(dǎo)》附表2-8,選擇干式變壓器SC-315/10。變壓器參數(shù)如下表型號額定容量〔kVA空載損耗〔W負(fù)載損耗〔W高壓<kV>低壓<V>阻抗電壓<%>SC-315/1031575033001040063.2.2所用電接線方式：本變電站所用電母線采用單母線分段接線方式,平時分段運行。為了節(jié)省投資,所用變高壓側(cè)〔10kV采用高壓熔斷器作為保護(hù)。3.2.3所用電的電源工作電源為了滿足供電可靠性,變電所設(shè)計兩臺站用變做為所用電工作電源。為更可靠保證所用電的不中斷供電,所用電工作電源分別從10kVⅠ、Ⅱ段母線引接,供給接在380V各段母線上的負(fù)荷。備用電源方式：兩臺所用電源互為備用,備用方式采用暗備用。3.3110kV變電所的所用電接線110kV變電所的所用電接線特點:110kV變電所所用電接線采用單母分段接線,平時分裂運行,以限制故障范圍,對重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個回路供電,增加了供電的可靠性。#1#110kV#22I母Ⅱ母第4章短路電流計算4.1短路電流計算的條件1、因為系統(tǒng)電壓等級較高,輸電線截面較大,電阻較小,在計算短路電流過程中忽略R,計及X。2、計算短路電流時所用的接線方式,按可能發(fā)生最大短路電流的正常運行方式,而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。3、計算容量按無窮大系統(tǒng)容量進(jìn)行計算。4、短路種類按三相短路進(jìn)行計算。4.2短路電流計算方法和步驟4.2.1短路電流的計算步驟1、選擇計算短路點；短路計算點如下：d1—110kV母線短路時的短路計算點d2—10kV母線并列時母線短路的計算點d3—10kV母分分列時母線短路的計算點2、畫出等值網(wǎng)絡(luò)圖；1選取基準(zhǔn)容量Sb和基準(zhǔn)電壓Ub〔kV〔一般取各級的平均電壓,計算基準(zhǔn)電流Ib=Sb/Ub〔kA。2計算各組件換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗。3繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖,并將各組件統(tǒng)一編號,分子標(biāo)各組件編號,分母標(biāo)各組件電抗標(biāo)么值。3、化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖；為計算不同短路點的短路電流值,需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形的等值網(wǎng)絡(luò)。求出各電源與短路點之間的電抗Xjs。4、計算短路電流周期分量有名值；5、計算短路電流沖擊值；6、繪制短路電流計算結(jié)果表。4.3三相短路電流計算一、電力系統(tǒng)與110kV變電所接線圖110k110kVd-3d-2d-1L=4.8kMX=0.4Si=100MVAX=0.045110kV400V二、基準(zhǔn)值的計算短路電流計算,通常采用標(biāo)幺值的近似計算。設(shè)取基準(zhǔn)容量為100MVA,各級基準(zhǔn)電壓,則各級電流及阻抗的基準(zhǔn)值計算如下：選=100MVA,=115kV,=10.5kV,=0.4kV〔依此類推計算三、網(wǎng)絡(luò)中各組件阻抗標(biāo)么值計算1、系統(tǒng)：=0.0451<已知>2、線路：=3、主變壓器：4、所用變壓器：d-5d-4d-5d-4d-3d-2d-1576410.045132五、化簡等值電路并計算短路電流10.04513210.045132Xjs11、計算電抗標(biāo)幺值：=0.0451+0.0145/2=0.05232、d-1點短路電流標(biāo)幺值：=1/0.0523=19.12有名值：=19.12×100/<×115>=9.6kA3、短路沖擊電流：=kA2、d-2：〔略六、短路電流計算結(jié)果表:短路點編號基準(zhǔn)電壓Ub<kV>短路地點計算電抗Xjs<標(biāo)么值>短路電流沖擊電流標(biāo)么值I*"有名值I"<kA>標(biāo)么值icj*有名值icj<kA>d-1115110kV母線d-210.510kV母線<母合位>d-310.510kV母線<母分位>d-40.4400V母線<母合位>d-50.4400V母線<母合位>第5章電氣設(shè)備選擇5.1電氣設(shè)備選擇的一般條件5.1.1按正常工作條件選擇1、允許電壓≥最高工作電壓2、允許電流≥最高持續(xù)電流5.1.2短路狀態(tài)校驗1、熱穩(wěn)定性：2、動穩(wěn)定性：3、短路電流計算條件為使所選的導(dǎo)體或電器具有可靠性和合理性,作校驗用的短路電流應(yīng)按下列情況確定。容量和接線；2短路種類；3計算短路點。4、短路計算時間熱穩(wěn)定短路計算時間tk等于繼電保護(hù)動作時間tpr和相應(yīng)斷路器的開斷時間tbr之和,tk=tpr+tbr5．210kV配電裝置電氣設(shè)備選擇5.2.110kV主母線選型5.2.2主變壓器低壓側(cè)支母線選型5.2.310kV饋線電纜選型1、按長期允許電流選擇10kV饋線電纜2、按長期允許電流校驗3、熱穩(wěn)定校驗4、電壓降校驗5.2.410kV高壓斷路器選型1、主變進(jìn)線斷路器的選型2、10kV分段斷路器的選型3、10kV饋線斷路器的選型5.2.510kV高壓隔離開關(guān)選型1、主變進(jìn)線隔離開關(guān)的選型2、10kV分段隔離開關(guān)