西安科技大学发电厂课程设计报告书

1、下载可编辑发电厂电气部分课程设计（煤矸石电厂厂用电设计）设计计算说明书.专业 .整理 .下载可编辑目录一 煤矸石电厂基础资料 -11.1 电厂基本情况 -11.2 电源情况1.3 环境条件-1-1二设计说明书 -1三设计计算书 -33.1各车间的计算负荷 -33.2厂用低压变压器的选择 -53.3发电机端分裂电抗器的选择 -63.4短路电流的计算 -63.5母线导体的选择 -103.6电动机的选择及自启动校验 -113.7设备的选型 - -13参考文献 -20.专业 .整理 .下载可编辑一 煤矸石电厂基础资料1.1 电厂基本情况煤矸石电厂装机为两台高温高压循环流化床锅炉配两台50MW冷凝式汽轮

2、机2*50MW发电机；采用发电机变压器单元接线，发电机出口电压为6KV，经变压器升压为110KV 送入电网 ；常用高压工作电源由发电机主回路经限流电抗器接引 ，发电机出口电压为 6KV，发电机至 110KV 升压变压器的引线采用封闭母线 。1.2 电源情况厂用高压工作电源由发电机主回路经限流电抗器接引，启动备用电源由.专业 .整理 .下载可编辑110KV 系统电源降为 6KV 取得 。1.3 环境条件该所位于某乡镇，有公路可达，海拔高位86 米，土壤点阻系数P=25000 ，土壤地下0.8 米处温度20 摄氏度；该地区年最高温度40 摄氏度，最低温度 -10 摄氏度，最热月 7 月份其最高气温

3、月平均34.0 摄氏度，最冷月 1 月份其最低气温月平均值为1 摄氏度；年雷暴雨日数为58 天。二 设计说明书电力系统要求发电厂的电能生产要安全、可靠、节能，技术经济合理 ，能够长期稳定的向电力系统输送电能。此设计有 2*50MW 的两台发电机 ，本文根据 2*50MW 煤矸石发电厂的实际情况 ，并适当考虑生产的发展 。按供电的基本要求，首先对该电厂的原始资料进行分析处理 ：首先对厂用电的接线方式的初步选择 ，电厂容量的大概估算等 ；其次，根据电厂的容量进行厂用变压器的初步选择，并对其相关的参数进行计算 ；再者，因为该发电机的机压为 6KV 与该电厂的 6KV 高压母线为同一等级 ，所以不用设

4、厂用高压变压器 ，为了限制发电机出口处的短路电流 ，所以这里采用分列电抗器 ，待选完厂用变压器以及分离电抗器后 ，开始进行短路计算 ，断路器的选择以及电动机的选择和校验做准备。此发电厂共包含四个车间五类负荷，它们包括6KV 厂用高压负荷 、0.4KV主厂房厂用负荷 、电除尘车间的常用负荷、气力除灰车间的厂用负荷以及化水.专业 .整理 .下载可编辑车间的厂用负荷 。在主厂房内 （按 1# 机组说明 ）共需厂用低压变压器两台，它们的容量是相同的都为1000KVA，型号为 SL7 1000/6 ，在电除尘车间 ，由于常用负荷的容量减小 ，故变压器的容量也相对减小，该车间内我们采用的变压器型号为 SL

5、7800/6 ，在气力除灰车间，我们采用的变压器的型号为SL7 250/6 ，在化水车间我们采用的变压器的型号为SL7 400/6 。选择厂用的低压变压器型号后 ，对发电机出口处的分裂电抗器的选择 ，在这次厂用电的设计当中我们采用的分裂电抗器的型号为FKL6 2*1000 6，它的额定电压为 6KV，额定电流为 2000A ，电抗百分数为 6% ，动稳定电流为42.5KA，热稳定电流为 40.4KA。短路电流的计算 ，由于厂用的 6KV 高压母线上接的全是常用的高压负荷 ，且我们在计算短路电流的时候不考虑负载效应的影响，故在该设计的厂用电的短路计算中 ，我们只选取了五个点进行短路计算，它们是厂

6、用6KV 母线处的短路计算，主厂房内0.4KV 母线处的短路计算 ，化水车间的短路计算 ，电除尘车间的短路计算和气力除灰车间的短路计算。经过短路计算之后 ，我们发现 ，短路电流最大的短路母线为主厂房内的0.4KV 低压厂用母线 ，这其实也在意料之中，因为计算时 ，我们选取了统一的容量，而电压为各级电压的平均值，在6KV 母线上的基准电流小 ，而在 0.4KV 母线上的基准电流大 ，且 0.4KV 主厂房内的变压器容量较大电抗较小，最终使得主厂房内0.4KV 的母线上的短路电流最大。对相关的设备进行选型。 在小型发电厂内一般有两个电压等级， 6KV 和0.4KV，6KV 由于设备容量大 ，一般均

7、为一类负荷 ，故可靠性要高 ，一般选用手推车式断路器 ，而厂用的0.4KV，由于母线电压等级较低，一般采用抽屉式空.专业 .整理 .下载可编辑气自动开关。在本次设计中我们采用的手推车式断路器的型号为ZN85 6/1250 25 ，它的额定电压为6KV，额定电流为1250A ，短路关合电流为 80KA。我们采用的低压开关为GCS型低压抽出式低压开关柜，它的额定电压为 400V ，额定电流为小于等于4KA，母线的额定短时峰值电流为176KA 。三 设计计算书3.1 各车间的计算负荷（1）高压厂用负荷的计算负荷表如下 ：6KV 厂用高压负荷序设备名称额定功换算1# 机组2# 机组号率系数连结台工作计

8、算容连结台工计算容（KW）K数台数量数作量(KVA)（KVA台）数1循环水泵6301.02212602212602给水泵16001.02116001116003引风机10000.82216002216004一次风机14000.81111201111205二次风机7100.81156811568.专业 .整理 .下载可编辑6反料风机2000.821160211607播煤风机3550.811284112848破碎机3550.811284112849高压电源610.80.811488.6411488.64电除尘负荷计算表序号设备名称额定换算1# 电除尘变压器23 电除尘变压器重复容量功率系数连 工计

9、算连工计算容（KVA）（KVK结 作容量结作量A）台 台(KVA)台台(KVA0数 数数数1高压电源610.80.811488.611488.6442加热器127.20.811101.711101.7663振打电机55.40.81144.321144.324电除尘照明200.8111611165其他负荷200.811161116化水车间负荷计算表序设备名称额定功率换算系数化水变压器号（kw ）k连接台工作台计算容量数数（kv ）.专业 .整理 .下载可编辑1一期负荷3000.8112402生水泵220.81117.63反洗水泵450.811364高压给水450.81136泵5除碳风泵2.20.

10、8111.766中间风泵110.8118.87除盐水泵150.811128自用除盐5.50.8114.4水泵气力除灰系统计算表序设备名称额定功率换算系数气力除尘变压器号（kw ）连接台工作台计算容量数数（KVA）1气化风机350.822562空气电加热450.81136器3三装机3.550.8112.844双轴搅拌器220.81117.65PLC 控制柜20.8111.66配电室照明200.811167带式输送机150.81112.专业 .整理 .下载可编辑8带式输送机18.50.81114.89带式输送机220.81117.610斗式提升机300.8112411电动给料机2.50.82221

11、2气化风机7.50.822613气化风机40.8113.214电加热器150.81112各车间单机组总负荷 ：高压厂用负荷的计算容量为 : 6876KVA主厂房低压负荷的计算容量为 ：1192.4KVA电除尘车间的计算容量为 ： 666.72KVA化水车间的负荷计算容量为 ：356.56KVA气力除灰车间的计算容量为 ：193.64KVA3.2 、厂用低压变压器的选择6kv 母线与 0.4kv 母线之间变压器 （ T1,T2）的选择分析：T1,T2 分别互为备用为主厂房的0.4KV 母线供电 ，当其中一台发生故障时，另一台至少应该承担起所用负荷的70% 的负荷 。设 S 为 T1 对应所供母线

12、上所有负荷容量 ，则T1 变压器容量为 ：ST1=70%S=834.68KVAT1,T2 选用 SL71000/6T3,T4 的选择分析：T3,T4 分别互为备用为1# 机组的静电除尘车间母线供电，当其中一台.专业 .整理 .下载可编辑发生故障时 ，另一台应该承担起所有负荷。容量为： ST3=S=666.72KVA故 T1,T2 选用 SL7 800/6T5 的选择：T5 和 T5 是由 1# 和 2# 机组共同承担的为气力除灰车间供电的变压器，应该互为明备用 ，即当其中一台发生故障时，另一台应该承担起所有负荷。气力除灰车间的容量为 ： 193.64KVA故 T5 选用 SL7250/6T6

13、的选择：T6 和 T6 是由 1# 和 2# 机组共同承担的为化水车间供电的变压器，应该互为明备用，即当其中一台发生故障时，另一台应该承担起所有负荷。化水车间的容量为 ：356.56KVA故 T5 选用 SL7400/6由于 1# 机组和 2# 机组的容量以及接线的方式都相同，故对 1# 机组所选的变压器对 2# 机组同样适用 。3.3 发电机端分裂电抗器的选择分析：按 1# 机组进行选择 。由于 1# 机组所承担的负荷为1# 机组的所有厂用负 荷， 包括高压厂用负荷，和低压厂用负荷。而他们的总的容量为9285.32KVA ，故所选的分裂电抗器的容量至少应该大于或等于该值。而分裂电抗器的额定电

14、压应为发电机的机端电压，即 6KV。在本次设计当中 ，我们采用的分裂电抗器的型号为FKL6 2*1000 6，它的额定电压为6KV，额定电流为2000A ，电抗百分数为6%，动稳定电流为.专业 .整理 .下载可编辑42.5KA，热稳定电流为 40.4KA。3.4 短路电流的计取全厂的额定容量为s=100MVA 、Un=Vav计算厂用低压变压器的阻抗U K % U n2SB0.045*100=4.5X1,2SVav2100U K % U n2SB0.045*100/0.8=5.6X 3.4Vav2100S2SBU K % U n0.04*100/0.25=16X 5SVav21002SBU K

15、% U n0.04*100/0.4=10X 6SVav21006%100MVA0.3X L36K100200、1#机组各处短路时的等效电路如图，当 1 处发生短路时的等效电路.专业 .整理 .下载可编辑由图可知 ，当一处发生短路时的短路阻抗为X 1 0.58则有SB100MVAKAI dVB36KV9.63I d16.6KAi sh2.55 I42 .2 KAIX1当 2处发生短路时的等效电路如图由图可知 ，当二处发生短路时的短路阻抗为X 22.6.专业 .整理 .下载可编辑则有SB100MVAKAI dVB3144.330.4KVI d55.5KAi sh 2.55I 141.5KAIX 2

16、当 3处发生短路时的等效电路如图 ：由图可知 ，当三处发生短路时的短路阻抗为X3 3.3则有SB100MVA144.3KAI dVB30.4KV3I d42.4KAi sh2.55I108.2KAIX 3当四处发生短路时的等效电路如图：.专业 .整理 .下载可编辑由图可知 ，当四处发生短路时的短路阻抗为X 4 10.6则有SB100MVA144.3KAI dVB30.4KV3I d13.7KAi sh2.55I34.7KAIX 4当五处发生短路时的等效电路如图：由图可知 ，当四处发生短路时的短路阻抗为X 5 16.6则有SB100MVA144.3KAI d3 0.4KV3 VBI d8.7KA

17、i sh2.55 I22 .3KAIX 52.4.3、对所选的分裂电抗器进行校验如下：电压波动校验 ：.专业 .整理 .下载可编辑U 1 UX L1%I 1 SinBf I 2Sinb11 0.06 0.3 0.6 0.5 0.7 0.6 1.0018100I NI N同理U 210.060.70.60.50.30.60.998短路时残压及电压偏移校验如下：U %XL1%I KfI 2 SinB100%0.06160.50.70.6100%0.947 94.7%100I NI NU %X L1%1fI KI 2SinB100%0.061.5160.70.6100%1.4 140%100I NI

18、 N经过校验可知我们所选的分裂电抗器时合理的3.5 母线导体的选择发电机端母线选择已知 S=9285.3KVAU=6KV则 I max 893.5A故选择矩形导体 ，截面积为 636.3mm2 的导体厂用 6KV 高压母线的选择由于负荷的平均分配 ，则可认为 I max 446.7故选择矩形导体 ，截面积为 504mm2 的导体主厂房 0.4KV 母线选择已知 S=596.2KVAU=0.4KV则 I max 860.5A故选择矩形导体 ，截面积为 636.3mm2 的导体电除尘车间母线的选择已知 S=55.92KVAU=0.4KV则 I max 80.7 A故选择矩形导体 ，截面积为 504

19、mm2 的导体.专业 .整理 .下载可编辑气力除灰车间母线的选择已知 S=193.64KVAU=0.4KV则I m ax297 .5 A故选择矩形导体 ，截面积为 504mm2 的导体化水车间母线的选择已知 S=356.56KVAU=0.4KV则I max514.7 A故选择矩形导体 ，截面积为 504mm2 的导体3.6 电动机的选择及自启动校验261 厂用电动机的选择（1）型式的选择（2）容量的选择PNPS根据厂用电动机的选择原则所选的电动机的型号见附表262 电动机的自启动校验 （电压校验 ）（1）1# 机组 6KV 母线所有电动机的自启动校验校验的等效电路如下 ：.专业 .整理 .下载

20、可编辑S* mK av Pm57680nStCosB0.82.320784.6U 1*U * 011 X * tS * m10.880.65 0.700.06 2.3由校验的结果可知厂用6KV 高压母线上的电机是可以自启动的。（2 ）1# 机组电动机经高压分裂电抗器和低压变压器串联自启动母线电压的校验校验的等效电路图如下 ：i) 高压厂用母线的校验S* HK1P1S05361 27680 2nSt1CosBSt10.820784.61.140.8 20784.6.专业 .整理 .下载可编辑U*1U * 011X * t1 S* H0.93 0.65 0.701 0.06 1.14ii) 低压厂

21、用母线的校验S* LK 2P25472.4nSt 2CosB0.82.951000X *t 2U K %1.10,045 0.051.1100U * 2U *10.8X * t 2 S* L10.69 0.5510.05 2.95由以上的电动机的自启动校验计算可知，该电厂的点击是可以安全启动的。注：图中 S0 为高压厂用负荷 ，S1 为电除尘 、化水、气力除灰车间负荷及变压器，S2 为主厂房 0.4KV 母线负荷 。3.7 设备的选型断路器的选择方法（1） 型式的选择（2） 额定电压及额定电流的选择（3） 开断电流的选择（4） 短路关合电流的选择（5） 短路热稳定和动稳定校验根据短路计算的结果

22、，可以进行断路器等开关电器的选择，所选断路器的型号清单表 ：名称进线持续电流 (A) 出线持续电流 (A)断路器类型隔离开关.专业 .整理 .下载可编辑主厂房115.81736.7SN-54-0.4G/2000GCW1-0.4电除尘17.5262SN-55-0.4G/300GCW1-0.4化水车间34.9522.8SN-56-0.4G/600GCW1-0.4气力除灰21.7325.6SN=57-0.4G/400GCW1-0.41# 机组2# 机组连接台数工作台数 设备型号连接台数工作台数设备型号主厂房21SJL1-1250/1021SJL1-1250/10电除尘21SJL1-200/1021S

23、JL1-200/10化水车间21SJL1-400/1021SJL1-400/10气力除灰21SJL1-250/1021SJL1-250/101）厂用高压设备清单序号设额定1# 机组2#机组备功率连工工作手推车或熔连结工作工作手推车或熔断器开名（K结作电流断器类型台数台数电流关称W）台台（A）(A)数数1循6302260.6SN-1-6C/752260.6SN-1-6C/75环水泵.专业 .整理 .下载可编辑2给16021154SN-2-6C/20011154SN-2-6C/200水 0泵3引100 2296.2SN-3-6C/100 2296.2 SN-3-6C/100风 0机4一140111

24、34.7SN-4-6C/15011134.SN-4-6C/150次07风机5二7101168.3SN-5-6C/1001168.3SN-5-6C/100次风机6反2002119.2SN-6-6C/202119.2SN-6-6C/20料风机7播3551134.2SN-7-6C/401134.2SN-7-6C/40煤风机.专业 .整理 .下载可编辑8破3551134.2SN-8-6C/401134.2SN-8-6C/40碎机9高610.1158.8SN-9-6C/751158.8SN-9-6C/75压 8电源2）0.4kv 厂房设备正常工作电流如下：序号设备额定功1# 机组2# 机组手推车式断路器

25、或熔断器名称率连工工连工作工开关（KW结作作结台数作）台台电台电数数流数流（ A（A）1凝结16021230.2128SN-10-0.4C/250水泵92射水9021129.272SN-11-0.4C/150泵93低加551179.42144SN-12-0.4C/100.专业 .整理 .下载可编辑疏水泵4疏水371153.41029.SN-13-0.4C/75泵65空气7.51110.8RN1-0.4压缩机6冷渣82211.522128SN-36-0.4C/150机7工业7.51110.8116RN1-0.4水道管泵8化学7511108.1160SN-14-0.4C/150水管3道泵9工业22

26、1131.81017.SN-15-0.4C/40回收6水泵10除渣95.511137.1076.SN-16-0.4C/150MCC8411集控10011144.1180SN-17-0.4C/150室3.专业 .整理 .下载可编辑MCC12输煤2301133211184SN-18-0.4C/400MCC13汽机401157.71132SN-19-0.4C/75MCC锅炉12011173.1196SN-20-0.4C/200214主厂8011115.1164SN-21-0.4C/150房照5明15循环401157.71132SN-22-0.4C/75水泵房MCC16加药501172.21140SN

27、-23-0.4C/75间MCC17储煤2121130611212SN-24-0.4C/400场MCC3）电除尘车间设备清单.专业 .整理 .下载可编辑序号设备名称额定1#电除尘变压器23 电除尘变压器手推车式断功率连 工工作连结工工作路器或熔断（KV结 作电流台数作电流器开关A）台 台（A）台（A数 数数）1高压电源610.81158.71158.7SN-25-6C/752加热器127.211183.611183.6SN-26-0.4C/2003振打电机55.411801180SN-27-0.4C/1004电除尘照明201128.91128.9RN1-0.45其他负荷201128.91128.9RN1-0.44）化水车间设备清单序设备名称额定功率变压器号（kw ）连接工作台工作手推车时断路器或熔断器开台数数电流关（ A）1一期负荷30011433SN-28-0.4C/5002生水泵221131.8RN1-0.43反洗水泵451165SN-29-0.4C/75.专业 .整理 .下载可编辑4高压给水泵451165SN-30-0.4C/755除碳风泵2.2113.2RN1-0.4