《发电厂课程设计》word版.doc

前言2第一章 发电厂电气主接线设计31-1 原始资料分析31-2 主接线方案的拟订31-3发电机及变压器的选择3第二章 厂用电设计42-1 负荷的分类与统计42-2 厂用电接线的设计42-3 厂用变压器的选择5第三章 短路电流计算63-1概述63-2系统电气设备标幺电抗计算6第四章 电气设备的布置设计114-1 概 述114-2 屋外配电装置12设计心得13参 考 文 献14前言火电厂原始资料1、凝气式发电机的规模（1）装机容量 装机4台 容量225MW+250MW，UN=10.5KV（2）机组年利用小时 TMAX=6500h/a（3）厂用电率 按8%考虑（4）气象条件 发电厂所在地最高温度38，年平均温度25。气象条件一般无特殊要求（台风、地震、海拔等）2、电力负荷及电力系统连接情况（1）110KV电压级：架空线4回与电力系统连接，接受该厂的剩余功率，电力系统容量为3500MW，当取基准容量为100MVA时，系统归算到110KV母线上的电抗X*S = 0.083。（2）35KV电压级：架空线六回，输送距离最远20km,每回平均输送容量为5.6MW。35KV电压级最大负荷33.6MW，最小负荷为22.4MW。COS=0.8， Tmax =5200h/a。（3）10KV电压级：电缆出线六回，输送距离最远8km，每回平均输送电量4.2MW，10KV最大负荷25MW，最小负荷16.8MW， Tmax = 5200h/a。（4） 发电机出口处保护动作时间tpr1 = 0.1S，后备保护动作时间tpr2 = 4S。 3、本设计主要内容：（1）发电厂电气主接线设计（2）厂用电的设计（3）短路电流计算（4）导体、电缆、架空线的选择第一章 发电厂电气主接线设计1-1 原始资料分析设计电厂总容量225+250=150MW，在200MW以下，单机容量在50MW以下，为小型凝汽式火电厂。当本厂投产后，将占系统总容量为150/（3500+150）100%=4.1%15%，未超过电力系统的检修备用容量和事故备用容量，说明该电厂在未来供电系统中的地位和作用不是很重要，但Tmax=6500h/a5000h/a，又为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该电厂主接线的设计务必着重考虑其可靠性。1-2 主接线方案的拟订从负荷特点及电压等级可知，它具有10.5KV，35KV，110KV三级电压负荷。10KV容量不大，为地方负荷。110KV与系统有4回馈线，呈强联系形式，并接受本厂剩余功率。最大可能接受本厂送出电力为150-16.8-22.4-1508%=98.8MW，最小可能接受本厂送出电力为150-25-33.6-1508%=79.4MW，可见，该厂110KV接线对可靠性要求很高。35KV架空线出线6回，为提高其供电的可靠性，采用单母线分段带旁路母线的接线形式。1-3发电机及变压器的选择1、发电机的选择 两台25MW发电机选用QF2-25-2型汽轮发电机，两台50MW的发电机选用QFS-50-2型汽轮发电机。2、变压器的选择 110KV电压母线所接的主变器容量S = 50/0.8 = 62.5MW，变压器选用SFPL163000/110型，其短路电压百分数为UK%=10.5；用于联络三级电压的联络变压器，通过它向110KV传输的最大容量为50-22.4+（252）-16.8-1508%=48.8MW，35KV电压母线所接的主变压器容量S = 50/0.8 = 62.5MW，查电力工程设计手册（第三册），变压器选用SSPL60000/35型，其短路电压百分数UK%=8.5。第二章 厂用电设计2-1 负荷的分类与统计厂用负荷，按其用电设备在生产中的作用和突然中断供电时造成危害程度可分为四类：（1）类厂用负荷 凡短时停电会造成设备损坏，危及人身安全，主机停运及大量影响出力的厂用负荷，都属于类负荷。如火电厂的给水泵，凝结水泵，循环水泵，引风机，送风机，给粉机等以及水泵的调速器，压油泵，润滑油泵等。通常他们都设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源的母线上。（2）类厂用负荷 允许短时停电，恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷，均属于类负荷。如火电厂的工业水泵，疏水泵，灰浆泵，输煤设备和化学水处理设备等，一般它们应由两段母线供电，并采用手动切换。（3）类厂用负荷 较长时间停电，不会影响生产，仅造成生产上的不方便者，都属于类厂用负荷。如试验室，中央修配厂，油处理室等负荷，通常由一个电源供电。（4）事故保安负荷 指在停机过程中及停机后一段时间内仍应保证供电的负荷，否则将引起主要设备损坏，重要的自动控制装置失灵或推迟恢复供电，甚至可能危及人身安全的负荷称为事故保安负荷。它分为直流保安负荷，如发电机组的直流润滑油泵等，其直流电源由蓄电池组供电；交流保安负荷，如盘车电动机，实时控制用的电子计算机等都属于交流保安负荷。2-2 厂用电接线的设计 厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，应保证对厂用电负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常，事故，检修等各种运行方式的要求；还应适当注意经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。此外，在设计厂用电系统接线时还要对供电电压等级，厂用供电电源及其引接进行分析和论证。火电厂的辅助机械多、容量大，供电网络复杂，其主要负荷分布在锅炉、气机、电气、输煤、出灰、化学水处理以及辅助车间和公用电气部分，因此，厂用电电压必须由10KV和0.4KV两级电压，以单母线分段接线形式合理地分配厂用各级负荷。2-3 厂用变压器的选择 厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为：（1）变压器原、副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。（2）变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。（3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用设备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。据此，厂用变压器T4，T5，T6，T7，选择如下：S=（252+502）8% / 0.83=5000KVA，查设计手册，应选SJL1-6300 / 10型双绕组铝线电力变压器。第三章 短路电流计算3-1概述电力系统中，常见的短路故障有三相对称短路、两相短路和单相接地短路。其中三相短路电流的计算是为了选择和校验QF、QS、母线等电气设备，两相短路电流用于整定继电保护装置。短路发生后，短路电流的值是变化的，变化的情况决定于系统电源容量的大小、短路点离电源的远近以及系统内发电机是否带有电压自动调整装置等因素。按短路电流的变化情况，通常把电力系统分为无限容量系统和有限容量系统。无限容量系统短路电流的计算，采用短路回路总阻抗法计算；有限容量系统短路电流的计算采用运算曲线法，这中间要用到网络的等效变换。本次设计中，短路电流的计算就涉及到这两个方面的内容。3-2系统电气设备标幺电抗计算一、系统设备电运算 100MVA，基准电压Uj = Upj1、发电机标幺电抗的计算发电机G1：X*G1Xd*N”0.1250.4发电机G2：X*G2X*G1发电机G3：X*G3Xd*N”0.1250.2发电机G4：X*G4X*G30.22、变压器标幺电抗的计算变压器T1：UK1%UK(1-2)%UK(3-1)%UK(2-3)%17.510.56.510.75UK2%17.510.56.56.75UK3%10.56.517.50.253、架空线、电缆标么值计算35KV出线架空线：XL*1X1*L0.4200.58410KV出线架空线：XL*2X1*L0.0680.4354、电抗器的电抗标么值：1)母线电抗器：发电机G3(或G4)的额定电流ING1.72KA。母线电抗器一般取发电机额定电流的58，电抗百分值取为812，照此标准选得电抗器为NKL-10-1000-8型，额定电流为IN1KA，额定电压UN10KV，电抗百分数XR%8，由此得电抗标么值为：XR*j10.4192)线路电抗器：线路电抗器的额定电流为300600A，电抗百分值取36，照此标准选电抗器NKL-10-400-4型，额定电流IN0.4KA，UN10KV，电抗百分比数XR%4，由此得电抗标么值为：XR*j20.524二、10KV电压等级1、发电机出口处d5点发生短路（假定QS5闭合，QS6打开），其等值电路图如下： 图3-12、网络化简，求计算电抗 图3-2系统S对d5点的转移阻抗X180.34，计算电抗为Xsjs14.88。电源归并后，G3G4对d1点的转移阻抗X170.357，计算电抗为X3js0.45。电源G2对d1点的转移阻抗X150.819，计算电抗为X2js0.26。电源G1对d1点的转移阻抗X110.4，计算电抗为X1js0.13。可见，d6点的短路电流与d5点的短路电流完全相同，但是校验QF4，QS5，QS6的短路电流为：I0（QF4）I0I0G2I0G154.737.2115.4632.06KAI0.2（QF4）I0.2I0.2G2I0.2G1445.369.035KAI2（QF4）I2I2G2I2G138.84.264.8229.72KAI4（QF4）I4I4G2I4G139.074.154.3330.59KA3、母线电抗器d7点发生三相对称短路等值电路图如下：图3-3系统S对d7点的转移阻抗X201.513，计算电抗为Xsjs1.51366.19。电源归并后，G1、G3、G4对d3点的转移阻抗X190.841，计算电抗为X3js0.8411.31。电源G2对d3点的转移阻抗X110.4，计算电抗为X2js0.40.13。4、电缆出线处d8点发生三相对称短路等值电路图如下：图3-4三、35KV电压级1、发电机变压器母线上发生三相短路等值电路图如下：计算结果列于下表：表3-5I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路点的电流10.878.928.238.45校验QF11、QS19、QS31 、QF19、QS43、QS44的短路电流5.935.435.676.01 2、35KV架空线出线处发生三相短路时，计算结果列于下表：表36I0（KA）I0.2（KA）I2（KA）I4（KA）短路点的电流10.878.928.238.45校验QF12、QS29、QS30 、QS33 、QS32 、QF13、QS20、QS21、QS22的短路电流10.878.928.238.45第四章 电气设备的布置设计4-1 概 述配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是根据主接线做的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备连接而成，用来接受和分配电能的装置。配电装置按电器装设地点的不同，可分为屋内和屋外配电装置。一、屋内配电装置的特点是：1、由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；2、维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响；3、外界空气的污染对电器的影响较小，因此可以减少维护工作量。同时，由于污染小，还可延长设备的使用寿命。4、房屋建设时，需要征用大量的土地，投资较大。二、屋外配电装置的特点是：1、土建工作量和费用较小，建设用期短；2、扩建方便；3、相邻设备之间距离较大，便于带电作业；4、占地面积大；5、受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘；6、不良气候对设备维修和操作有影响。三、配电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。一般情况下，在大中型发电厂中，35KV及以下的配电装置宜采用屋内式；110KV及以上多为屋外式。当在污秽地区或市区建110KV屋内和屋外配电装置的造价相近时，宜采用屋内式。四、配电装置应满足以下基本要求：1、配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策，如节约土地。2、保证运行可靠。按照系统和自然条件合理选择设备，在布置上力求整齐，清晰，保证具有足够的安全距离。4-2 屋外配电装置屋外配电装置的结构型式与主接线的型式、电压等级、容量、重要程度、母线和构架的型式、断路器和隔离开关型式等有着密切关系。布置形式的确定该厂为小型火电厂，且无特殊的气候地形的要求，所以35KV和110KV两级电压电气设备采用屋外配电装置。又因所建电厂无防严重污秽及地震的要求，所以采用普通中型就可满足要求。中型配电装置的所有电器均安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持高度，以保证人员安全，母线所在水平面稍高于电器所在水平面。35KV及110KV的母线为钢芯铝绞线，三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上，软母线可选用较大档距。构架采用钢筋混凝土构架，这可节约大量钢材，但不便于固定设备。 SSPL1-6300/110，油重为11T，为防止变压器事故时，燃油流失使事故扩大，在设备下面需设置贮油池或挡油墙，其尺寸应比设备外廓大1m，贮油池内一般铺设厚度不小于0.25m的卵石层。设计心得通过努力，在老师和同组成员的帮助下，我顺利完成了此次课程设计。通过此次课程设计，让我把所学的知识作了一次详细、周密的复习，并系统性的作了一次应用，懂得了该如何去运用所学的知识与实践相结合，对课堂上学的的知识惊醒了一次系统的复习和学习。感谢老师对我的鼓励和帮助，感谢同学们对我此次设计的帮助，没有你们我是不可能顺利完成这次课程设计的！经过此次课程设计，我深深的感受到，如果把理论应用于实际，我们能更深的、更透彻的掌握知