(完整word版)发电厂设计

1、发电厂电气部分课程设计（煤矸石电厂厂用电设计）设计计算说明书目录一煤矸石电厂基础资料 - -31.1 电厂基本情况 -31.2 电源情况1.3环境条件-3-3二设计说明书 -3三设计计算书 -43.1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 -3.6电动机的选择及自启动校验 -4-9-10-10-15-153.7设备的选型 - -17参考文献-222一 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冷凝式汽轮机 2*50MW发电机；采用发电机变压器单元接线，发

2、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

3、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

4、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3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SL7250/6 ，在化水车间我们采用的变压器的型号为SL7 400/6 。

5、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*10006，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

6、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

7、的手推车式断路器的型号为 ZN856/1250 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：4表1 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算容连结台工计算容（KW）K数台数量（KVA）数作量(KVA)台数1循环水泵6301.02212602212602给水泵16001.02116001116003引风机10000.

8、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3550.811284112846kv1 机组总负荷： 6556kva6kv2 机组总负荷： 6556kva表 2 0.4KV主厂房负荷计算表1#机组2#机组额定换算连工计算连计算重复容量序号设备名称功率系数接作容量接工作容量(kVA)(kW)K台台(kVA台台数(kVA数数)数)1凝结水泵1600.821128211282射水泵900.8217221723低加疏水泵550.8114411

9、444疏水泵370.81129.61029.629.65空气压缩机7.50.81166冷渣机80.82212.82212.87工业水道管泵7.50.811611658化学水管道泵750.8116011609工业回收水泵220.81117.61017.617.610除渣 MCC95.50.81176.41076.476.411集控室 MCC1000.81180118012输煤 MCC2300.8111841118418413汽机 MCC400.811321132锅炉1200.81196119614主厂房照明800.8116411646415循环水泵房 MCC400.8113211323216加药

10、间 MCC500.8114011404017储煤场 MCC212111212112122120.4kv1 机组总负荷： 1192.4kva0.4kv2 机组总负荷： 536.8kva表 3电除尘负荷计算表1#电除尘变压器23 电除尘变压器额定换算连工计算连工计算容序号设备名称功率系数结作容量结作量重复容量（ KVAK台台(KVA)台台(KVA0（KVA）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200.8111611

11、16电除尘 1、 2 机组负荷： 666.72kva表 4化水车间负荷计算表化水变压器6序号设备名称额定功率（ kw） 换算系数连接台数工作台计算容量k数（kv ）1一期负荷3000.8112402生水泵220.81117.63反洗水泵450.811364高压给水泵45111455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化水车间总负荷： 356.56kva表 5气力除灰系统计算表额定功率气力除尘变压器序号设备名称（kw）换算系数连接台工作台计算容量K数数（）KVA1气化风机350.822562空气电加热器45

12、0.811363三装机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220.81117.610斗式提升机300.8112411电动给料机2.50.822412气化风机7.50.8221213气化风机40.8113.214电加热器150.811127气力除灰系统总负荷： 215.24kva各车间单机组负荷与额定工作电流计算：6KV 厂房：循环水泵： 630*1.0=630kw630/6/1.732=60.6A给水泵： 1600*1.0=160

13、0kw1600/6/1.732=154A引风机： 1000*0.8=800kw1000/6/1.732=96.2A一次风机： 1400x*0.8=1120kw1400/6/1.732=134.7A二次风机： 710*0.8=568kw710/6/1.732=68.3A反料风机： 200*0.8=160kw200/6/1.732=19.2A播煤风机： 355*0.8=284kw355/6/1.732=34.2A破碎机： 355*0.8=284kw355/6/1.732=34.2A0.4KV 主厂房：凝结水泵： 160*0.8=128kw160/0.4/1.732=230.96A射水泵： 90*0

14、.8=72kw90/0.4/1.732=129.9A低加疏水泵： 55*0.8=44kw55/0.4/1.732=79.4A疏水泵： 37*0.8=29.6kw37/0.4/1.732=53.4A空气压缩机 :7.5*0.8=6kw7.5/0.4/1.732=10.8A冷渣机： 8*0.8=6.4kw 8/0.4/1.732=11.5A工业水道管泵： 7.5*0.8=6kw7.5/0.4/1.732=10.8A化学水道管泵： 75*0.8=60kw75/0.4/1.732=108.3A工业回收水泵： 22*0.8=17.6kw 22/0.4/1.732=31.8A除渣 MCC ：95.5*0.

15、8=76.4kw95.5/0.4/1.732=1378A集控室 MCC ：100*0.8=80kw100/0.4/1.732=144.3A输煤 MCC ：230*0.8=184kw230/0.4/1.732=332A汽机 MCC ：40*0.8=32kw40/0.4/1.732=57.7A锅炉： 120*0.8=96kw120/0.4/1.732=173.2A主厂房照明： 80*0.8=64kw80/0.4/1.732=115.5A循环水泵房 MCC： 40*0.8=32kw40/0.4/1.732=57.7A加药间 MCC ：50*0.8=40kw50/0.4/1.732=72.2A储煤场

16、MCC ：212*1.0=212kw 212/0.4/1.732=306A 总计：184.76+104+63.5+42.73+8.66+9.24+8.66+86.6+25.4+110.28+115.47+265.6+46.2+150.12+92.38+46.2+57.74+306=1523.54A转换到 6KV 侧为电除尘：高压电源：610.8/0.4/1.732=705.31A加热器：127.2/0.4/1.732=146.88A振打电机：55.4/0.4/1.732=64A电除尘照明： 20*0.8=16kw20/0.4/1.732=23.1A其它负荷： 20*0.8=16kw20/0.4

17、/1.732=23.1A总计： 705.31+146.88+64+23.1+23.1=962.39A转换到 6KV 侧为化水车间：8一期负荷： 300*0.8=240kw300/0.4/1.732=433A生水泵： 22*0.8=17.6kw22/0.4/1.732=31.8A反洗水泵： 45*0.8=36kw45/0.4/1.732=65A高压给水泵： 45*0.8=36kw45/0.4/1.732=65A除碳风泵： 2.2*0.8=1.76kw2.2/0.4/1.732=3.2A中间水泵： 11*0.8=8.8kw11/0.4/1.732=15.9A除盐水泵： 15*0.8=12kw15/

18、0.4/1.732=21.7A自用除盐水泵： 5.5*0.8=4.4kw5.50.4/1.732=7.94A气力除灰系统：气化风机： 35*0.8=28kw35/0.4/1.732=50.5A空气电加热器： 45*0.8=36kw45/0.4/1.732=65A三装机： 3.55*0.8=2.84kw3.55/0.4/1.732=5.1A双轴搅拌器： 22*0.8=17.6kw22/0.4/1.732=31.8APLC 控制柜： 2*0.8=1.6kw2/0.4/1.732=2.9配电室照明： 20*0.8=16kw20/0.4/1.732=28.9A带式输送机： 15*0.8=12kw15/

19、0.4/1.732=21.7A带式输送机： 18.5*0.8=14.8kw18.5/0.4/1.732=26.7A带式输送机： 22*0.8=17.6kw220.4/1.732=31.8A斗式提升机： 30*0.8=24kw30/0.4/1.732=43.3A电动给料机： 2.5*0.8=2kw2.5/0.4/1.732=3.6A气化风机： 7.5*0.8=6kw7.5/0.4/1.732=10.8A气化风机： 4*0.8=3.2kw4/0.4/1.732=5.77A电加热器： 15*0.8=12kw15/0.4/1.732=21.7A发电机 1 其中一段母线负荷及额定电流：S11=4140K

20、VA S12=4274KVAS21=4140.72KVA S22=3710.6KVAI11=60.6+123.17+77+107.78+27.33+15.4+64.16=475.44AI12=60.6+123.17+77+54.66+15.4+27.33+101.57=459.73A 3.2 、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 对应所供母线上所有负荷容量，则T1变压器容量为： ST1=70%S=834

21、.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=666.72KVA9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 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

22、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，我们采用的分裂电抗器的型号为FKL62*10006，它的额定电压为 6KV，额定电流为 20

23、00A，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短路电流的设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2SBU K % U n0.045*100=4.5X1,2SVav21002SBU K % U n0.045*100/0.8=5.6X 3.4SVav2100U K % U n2SB0.04*100/0.25=16X 5Vav2100S10U K % U n2SB0.04*100/0.4=10X 6Vav2100S6%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

24、效电路由图可知，当一处发生短路时的短路阻抗为X10.5811则有SB100MVAKAI dVB9.633 6KVI d16.6KAi sh2.55 I 42.2 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X2 2.6则有I dSB100MVAKA3 VB3 0.4KV144.3II d55.5KAi sh2.55I141.5KAX 2当 3 处发生短路时的等效电路如图：12由图可知，当三处发生短路时的短路阻抗为X3 3.3则有SB100MVAKAI dVB30.4KV144.33I d42.4KAi sh2.55I108.2KAIX 3当四处发生短路时的

25、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 410.6则有SB100MVAKAI d3 0.4KV144.33 VB13II d13.7KAi sh 2.55I 34.7KAX 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 516.6则有SB100MVAKAI d3 0.4KV144.33 VBI d8.7KAi sh2.55 I22 .3 KAIX 5、对所选的分裂电抗器进行校验如下：电压波动校验：U 1UX L1%I 1SinBfI 2Sinb11 0.06 0.3 0.6 0.5 0.7 0.6 1.0018100I NI N同理U 210.06

26、0.70.60.50.30.60.998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 N经过校验可知我们所选的分裂电抗器时合理的143.5 母线导体的选择发电机端母线选择已知 S=9285.3KVAU=6KV则I max893.5A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 max446.7故选择矩形导体，截面

27、积为504mm2 的导体主厂房 0.4KV 母线选择已知 S=596.2KVAU=0.4KV则I max860.5A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 max80.7 A故选择矩形导体，截面积为504mm2 的导体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 max514.7A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3 61

28、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362 电动机的自启动校验（电压校验）15（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：S* mK av Pm57680nStCosB0.82.320784.6U 1*U * 011X * t S * 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：16i) 高压厂用母线的校验S* HK1P1S05361 276802nS

29、t1CosBSt10.820784.60.81.1420784.6U*1U * 010.930.650.701X * t1 S* H10.061.14ii) 低压厂用母线的校验S* LK2P25472.4nSt 2CosB0.82.951000X *t 21.1 UK%1.10,045 0.05100U * 2U *10.81X * t 2 S* L10.69 0.550.05 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

30、器的选择方法17（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， 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/300 GCW1-0.4化水车间34.9522.8SN-56-0.4G/600GCW1-0.4气力除灰21.7325.6SN=57-0.4G/400GCW1-0.46KV 厂房设备清单：序设备名称1

31、#机组2#机组号连结工作工作手推车式断连结工作工作手推车式断台数台数电流路器台数台数电流路器（A）(A)1循环水泵2260.6SN-1-6C/752260.6SN-1-6C/752给水泵21154SN-2-6C/20011154SN-2-6C/2003引风机2296.2SN-3-6C/1002296.2SN-3-6C/1004一次风机11134.7 SN-4-6C/15011134.7SN-4-6C/1505二次风机1168.3SN-5-6C/1001168.3SN-5-6C/1006反料风机2119.2SN-6-6C/202119.2SN-6-6C/207播煤风机1134.2SN-7-6C/

32、401134.2SN-7-6C/408破碎机1134.2SN-8-6C/401134.2SN-8-6C/40180.4kv 厂房负荷断路器清单：序设备名称1#机组2#机组手推车式断路器号连结工作工作电连结工作工作电或熔断器开关台数台数流/A台数台数流 /A1凝结水泵21230.92128SN-10-0.4C/2502射水泵21129.9272SN-11-0.4C/1503 低加疏水泵1179.42144SN-12-0.4C/1004疏水泵1153.41029.6SN-13-0.4C/755 空气压缩机1110.8RN1-0.46冷渣机2211.522128SN-36-0.4C/1507 工业水道管泵1110.8116RN1-0.48化学水管SN-14-0.4C/150道泵11108.311609工业回收1131.81017.6SN-15-0.4C/40水泵10除渣 MCC11137.81076.4SN-16-0.4C/15011集控室11144.31180SN-17-0.4C/150MCC12输煤 MCC1133211184SN-18-0