西安科技大学发电厂课程教学设计

1、发电厂电气部分课程设计（煤矸石电厂厂用电设计）目录煤矸石电厂基础资料1.1电厂基本情况1.2电源情况1.3环境条件设计说明书设计计算书3.1各车间的计算负荷3.2厂用低压变压器的选择3.3发电机端分裂电抗器的选择3.4短路电流的计算3.5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1320参考文献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

2、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。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

3、*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

4、负荷、气力除灰车间的厂用负荷以及化水车 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SL7 800/6，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FKL62*1000 6，它的 额定电压为6KV，额定电流为2000A，电抗百

5、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.

6、4KV母线上的基准电流大，且 0.4KV主厂房内的变6KV和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,0.4KV，6KV由于设备容量大，一般均为一类负荷，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

7、额定短时峰值电流为176KA 。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厂用高压负荷序号设备名称额定功率(KW)换算系数K1#机组2#机组连结台数工作台数计算容量(KVA)连结台数工作台数计算容量(KVA)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7100.811568115686反料风机2000.821160211607播煤风机3550.811284112848破碎机3550.811284112849高压电源610.

8、80.811488.6411488.64电除尘负荷计算表序号设备名称额定功率（KVA）换算系数K1#电除尘变压器23电除尘变压器重复容量（KVA）连结 台 数工作 台 数计算容量（KVA）连结 台 数工 作 台 数计算容量（KVA01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号设备名称额定功率（kw）换算系数k化水变压器连接台数工作台数计算容量（kv）1一期负荷3000.81124

9、02生水泵220.81117.63反洗水泵450.811364高压给水泵450.811365除碳风泵2.20.8111.766中间风泵110.8118.87除盐水泵150.811128自用除盐水泵5.50.8114.4气力除灰系统计算表序号设备名称额定功率（kw）换算系数气力除尘变压器连接台数工作台数计算容量（KVA）1气化风机350.822562空气电加热器450.811363三装机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150.811128带式输送机18.50.81114.89带式输送机220.8

10、1117.610斗式提升机300.8112411电动给料机2.50.822212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

11、70%的负荷。设S为T1对应所供母线 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 SL7 250/6T6的选择:T6和

12、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 SL7 400/6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压应为发电机的机端电压，即6KV。在本次设计当中，我

13、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。3.4短路电流的计取全厂的额定容量为 s=100MVA、 Un=Vav2.4.1XlUk%2Un1Sb100SVaUk%2UnSb100SVa2Uk%Un2SB100SVatUk%Un2Sb100SVav6%100 MVA计算厂用低压变压器的阻抗0.045*100=4.50.045*100/0.8=5.60.04*100/0.25=160.04*100/0.4=10100X5X1,2X3.4X6厂0.3V3 6K 2002.4.

14、2、1#机组各处短路时的等效电路0-45 ?> 0.454.54.5I 45.6<5.6如图，当1处发生短路时的等效电路40. 454.5v«<z0. 454. 5由图可知，当一处发生短路时的短路阻抗为Xi 0.58则有IdSb厂警A 9.6KA73 VbJ3 6KV1 鳥 16.6KAish 2.55142.2KA当2处发生短路时的等效电路如图>»k<L>?/?一&»?L由图可知，当二处发生短路时的短路阻抗为X22.6则有IdSb；00MVA144.3KAV3 VB ,/3 0.4KVX2 55.5KAish 2551

15、141.5KA当3处发生短路时的等效电路如图:0. 150.455.6由图可知，当三处发生短路时的短路阻抗为X3 3.3则有IdSb100MVALL144.3KAV3 Vb V3 0.4KVish2.551108.2KA当四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X4 10.6则有IdSb100MVALL144.3KA拒乂託0.4KV乂 13.7KAX4ish 2.55I34.7KA当五处发生短路时的等效电路如图:0.15由图可知,当四处发生短路时的短路阻抗为X5 16.6则有IdSb100MVA73 VB 73 0.4KV144.3KAX5 8.7KAi sh2.5

16、5 122.3KA2.4.3、对所选的分裂电抗器进行校验如下:电压波动校验:X %IIU, UL SinB f 丄SinR1 0.06 0.3 0.6 0.5 0.7 0.61.0018100 I NI N同理U210.060.7 0.60.5 0.3 0.60.998 短路时残压及电压偏移校验如下:U% 需 b f 存nB100%0.06160.50.70.6100%0.94794.7%U%1 f 丄 上 Si nB 100% 0.06 1.516 0.7 0.6100% 1.4 140%100In In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

17、=9285.3KVA U=6KV J则 Imax 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1 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 贝U Imax 860.5A故选择矩形导体，截面积为63 6.3mm2的导体电除尘车间母线的选择已知 S=55.92KVAU=0.4KV 贝U Imax 80.7A故选择矩形导体，截面积为50 4mm2的导体297 .5 A气力除灰车间母线的选择已知 S=193.64KVAU=0.4KV 贝U I max故选

18、择矩形导体，截面积为50 4mm2的导体化水车间母线的选择已知 S=356.56KVAU=0.4KVJ则 I max 514.7A故选择矩形导体，截面积为50 4mm2的导体3.6电动机的选择及自启动校验2. 6 . 1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 2. 6 . 2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:U0m*Xs$s$(oSmK p dav 厂 m5 7680Ui*nStCosB0.8 20784.62.3U*01 X*tS*m10.062.3 O.88 O

19、.65 O.70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*HSnSt1CosB St1KiP5 361 20.8 20784.676800.8 20784.61.142U*1U*01X*t1S*H0.06 1.140.930.65 0.70ii) 低压厂用母线的校验S*LK2P25 472.4X*t2U*2nSt2CosB0.8 10002.951.1暑100U*11.1 0,0450.81X*t2S*L1 0.05 2.950.050.690.55由以上的

20、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型式的选择 额定电压及额定电流的选择 开断电流的选择 短路关合电流的选择 短路热稳定和动稳定校验根据短路计算的结果，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

21、-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21SJL1-200/1021SJL1-200/10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 备 名 称额定功率（KW）1#机组2#机组连 结 台数工 作 台 数工作电流（A）手推车或熔断器类型连结台数工作台数工作电流（A）手推车或熔断器开关1循环 水 泵6

22、302260.6SN-1-6C/752260.6SN-1-6C/7516010014071020015496.2134.768.319.234.2SN-2-6C/20SN-3-6C/10SN-4-6C/15SN-5-6C/10SN-6-6C/20SN-7-6C/4015496.2134.68.319.234.2SN-2-6C/200SN-3-6C/100SN-4-6C/150SN-5-6C/100SN-6-6C/20SN-7-6C/403558破碎机3551134.2SN-8-6C/401134.2SN-8-6C/409高610.1158.8SN-9-6C/751158.8SN-9-6C/75

23、压8电源2) 0.4kv厂房设备正常工作电流如下:序号额定功率1#机组2#机组手推车式断路器或熔断器开关连工工连工作工(KW结作作结台数作)台台电台电数数流数流(A(A)160212302128SN-10-0.4C/250.99021129272SN-11-0.4C/150.9551179.2144SN-12-0.4C/100设备名称凝结水泵射水低加疏水泵44疏水371153.1029.SN-13-0.4C/75泵465空气7.51110.RN1-0.4压缩8机6冷渣82211.22128SN-36-0.4C/150机57工业7.51110.116RN1-0.4水道8管泵8化学75111081

24、160SN-14-0.4C/150水管.3道泵9工业221131.1017.SN-15-0.4C/40回收86水泵10除渣95.5111371076.SN-16-0.4C/150MCC.8411集控100111441180SN-17-0.4C/150室.3MCC12输煤2301133211184SN-18-0.4C/400MCC13汽机401157.1132SN-19-0.4C/75MCC7锅炉120111731196SN-20-0.4C/200.214主厂80111151164SN-21-0.4C/150房照.5明15循环401157.1132SN-22-0.4C/75水泵7房MCC16加药

25、501172.1140SN-23-0.4C/75间2MCC17储煤2121130611212SN-24-0.4C/400场MCC3）电除尘车间设备清单序号设备名称额定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.SN-26-0.4C6/2003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号设备名称额定功率（kw）变压器连接台数工作台数工作电流（A）手推车时断路器或熔断器开 关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/754高压给水泵451165SN-30-0.4C/755除碳风泵2.2113.2RN1-0.46中间