燕山大学发电厂电气部分课程设计报告大型骨干电厂电气主接线

1、. 目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc13649 第一章 原始资料的分析 PAGEREF _Toc13649 1 HYPERLINK l _Toc7993 1.1电压等级 PAGEREF _Toc7993 1 HYPERLINK l _Toc25210 第二章 电气主接线方案 PAGEREF _Toc25210 1 HYPERLINK l _Toc1406 2.1 电气主接线设计的根本原则PAGEREF _Toc1406 1 HYPERLINK l _Toc18188 2.2 具体方案的拟定 PAGEREF _Toc18188 2 HYPERLINK l _T

2、oc28613 第三章 主要电气设备的选择 PAGEREF _Toc28613 4 HYPERLINK l _Toc9694 3.1 发电机 PAGEREF _Toc9694 4 HYPERLINK l _Toc18801 3.2 主变压器 PAGEREF _Toc18801 4 HYPERLINK l _Toc18701 3.4 断路器和隔离开关 PAGEREF _Toc18701 5 HYPERLINK l _Toc5994 3.5电压互感器 PAGEREF _Toc5994 8 HYPERLINK l _Toc24629 3.6电流互感器的选择 PAGEREF _Toc24629 9 H

3、YPERLINK l _Toc22501 3.7 母线的导体 PAGEREF _Toc22501 10 HYPERLINK l _Toc29074 第四章 方案优化 PAGEREF _Toc29074 11 HYPERLINK l _Toc32132 第五章 短路电流计算 PAGEREF _Toc32132 12 HYPERLINK l _Toc32050 5.1 等效阻抗网络图 PAGEREF _Toc32050 12 HYPERLINK l _Toc18503 5.2阻抗标幺值计算 PAGEREF _Toc18503 12 HYPERLINK l _Toc10904 5.3 短路点短路电流

4、计算 PAGEREF _Toc10904 14 HYPERLINK l _Toc4899 5.4 短路电流热效应的计算 PAGEREF _Toc4899 15 HYPERLINK l _Toc23675 第六章 校验动、热稳定设备 PAGEREF _Toc23675 17 HYPERLINK l _Toc9019 6.1断路器稳定校验 PAGEREF _Toc9019 17 HYPERLINK l _Toc9100 6.2 隔离开关稳定校验 PAGEREF _Toc9100 18 HYPERLINK l _Toc11800 6.3电流互感器稳定校验 PAGEREF _Toc11800 19 H

5、YPERLINK l _Toc4201 6.4 母线导体稳定校验 PAGEREF _Toc4201 20 HYPERLINK l _Toc13897 第七章 心得体会 PAGEREF _Toc13897 20 HYPERLINK l _Toc9763 参考资料 PAGEREF _Toc9763 21. 大型骨干电厂电气主接线第一章 原始资料的分析1.1电压等级根据原始资料的分析可知，需要设计的是一个大型骨干凝汽电厂，共有两个电压等级：220KV，500KV1.2 系统电源、负荷电压等级进出线回数负荷(ma*)负荷(min)220kv4600MW300MW500kv61.3 发电机、主变压器容量

6、及台数发电机容量和台数为6 300MW (QFSN-300-2因此主变压器的台数选为6台。1.4 联络变压器选择三绕组变压器，连接两个电压等级，剩余一端引接备用电源。第二章 电气主接线方案2.1 电气主接线设计的根本原则电气主接线设计的根本原则是以设计任务书为依据，以国家的经济建立方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下、兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成承受和分配电能的电路，成为传输强电流，高

7、电压的网络，它要求用规定的设备文字和图形符号，并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置全部根本组成和连接关系，代表该变电站电气局部的主体构造，是电力系统构造网络的重要组成局部。主接线设计的合理性直接影响电力系统运行的可靠性，灵活性及对电器的选择、配电装置、继电保护、自动控制装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。2.2 具体方案的拟定1220KV电压等级。出线回数6回，大于4回，为使其出线断路器检修时不停电，应采用单母线分段带旁路或双母线带旁路，以保证其供电的可靠性和灵活性。220KV侧最大负荷为600MW，其进线拟以3台300MW机组按发电机变压器单元接线形式接至220KV母线上，其剩余

8、容量或机组检修时缺乏容量由联络变压器与500KV接线相连，相互交换功率。2500KV电压等级。500KV负荷容量大，其主接线是本厂向系统输送功率的主要接线方式，为保证可靠性，有多种接线方式，经定性分析筛选后，可选用的方案为一台半断路器接线和双母线带旁路接线，通过联络变压器与220KV侧连接，3台300MW机组按发电机变压器单元接线形式接至500KV侧母线上。方案1，220KV母线选双母线带旁路，500KV母线选一台半断路器接线。方案2，220KV母线选单母线分段带旁路，500KV母线选双母线带旁路。第三章 主要电气设备的选择3.1 发电机由原始资料可知，需选用6台的发电机，型号为表3.1 的主

9、要参数视在功率用功功率额定电压额定电流功率因数35330020000101890.853.2 主变压器300MW发电机组中发电机与主变压器的接线采用发电机变压器单元接线。主变压器的容量为发电机的额定容量扣除本机组厂用负荷后，留有10%的裕度。发电机容量，厂用电率，功率因数联络变压器容量应该不小于两种电压母线最大一台机组容量查电气工程电气设备手册选择主变压器及联络变压器型号为表3.1 主变压器和联络变压器的参数用途型号连接组号额定电压KV高/中/低阻抗电压%空载电流%空载损耗kW负载损耗kW500KV侧主变压器SFP-360000YNd，d11高压：525低压：20162551060220KV侧

10、主变压器SFP-360000YNd，d11高压：低压：2014.30.28190860联络变压器ODFPSZ-360000/360000/4000YN，a0，d11高压：550中压：低压：35高-低：26高-中：10中-低：411908003.4 断路器和隔离开关3.4.1断路器的选择除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比拟后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在10KV220KV的电网一般选用少油断路器，电压110300KV的电网，当少油断路器不能满足要求时，可以选用SF6断路器，大容量机组采用封闭母线时，如果需要装设断路器，应选用

11、发电机专用断路器。(1)SF6断路器的特点：1.灭弧能力强；介质强度高，单元灭弧室的工作电压高，开断电流大然后时间短。2开断电容电流或电感电流时，无重燃，过电压低。3电气寿命长，检修周期长，适于频繁操作。4操作功小，机械特性稳定，操作噪音小。2选择原则：1.2. UNUSN 1单元接线上的断路器主变压器额定功率220kV侧发电机出口断路器500kV侧发电机出口断路器2)联络变压器出口侧断路器联络变压器各相对应的绕组功率220KV侧 500KV侧 35KV侧 3)出线断路器220KV侧出线上 该出线侧最大负荷500KV侧出线上 送出厂的最大电力4)旁路断路器 旁线上最大负荷电流与出线上最大负荷电

12、流相等 220KV侧 500KV侧 5)220KV侧母联断路器查电气工程电气设备手册选定断路器表3.2高压断路器的参数型号额定电流kA额定电压kV额定开断电流IN6r kA额定关合电流Ires kA热稳定电流kA固有分闸时间sLW7-2203.1522040100404S0.043SFM25004010040(3S)0.02LW-2201.62204010040(3S)0.04LW8-351.636256325(4S)0.063.4.2隔离开关的选择1隔离开关与断路器相比，在额定电压、额定电流的选择是一样的。2选择原则：1.2. UNUSN 3查电气工程电气设备手册选定隔离开关表3.3 屋外型

13、高压隔离开关的参数型号额定电流kA额定电压kV动稳定电流峰值kA3s热稳定电流It kAGW4-220 DW2.522012550GW4-2201.252208031.5GW7-5002.550010040GW4-35W1358025(4S)3.5电压互感器(1)一次回路额定电压和电流的选择原则：浇注式用于 335KV，油浸式主要用于110KV及以上，气体绝缘电压互感器一般为110KV及以上与GIS配套使用。2查电气工程电气设备手册选定隔离开关表3.4电压互感器的参数用途型号额定电压初级绕组KV额定电压次级绕组KV二次负荷(0.5级)VA绝缘方式发电机出口侧JDJ2-35发电机出口350.11

14、50油浸式220KV侧母线TYD220-0.0052200.1150电容式500KV侧母线TY5005000.1300电容式3.6电流互感器的选择1一次回路额定电压和电流的选择原则：发电机出口侧20KV侧 220KV侧母线 500KV侧母线 2查电气工程电气设备手册选定隔离开关表3.5电流互感器的参数型号额定电流比次级组合二次负荷0.5级VA准确级次LMZB3-201500050.50.530.5级LRBT-2202500/1200.5级LRBT-5001200/1250.5级变压器侧电流互感器的选择型号额定电流比准确级数1s热稳定倍数动稳定倍数LCWD3-2201200/50.5352.53

15、5型号额定电流比准确级数短时热稳定电流KA动稳定电流KALB2-50021250/10.52550(3s)62.512.53.7 母线的导体110KV及以上高压配电装置，一般采用软导线。当采用硬导线时，宜采用铝锰合金管型导体。 选择原则： 为节约投资允许选择小于经济截面的导体，按经济电流密度选择的导体截面的允许电流还必须满足按导体长期发热允许电流选择的要求。按经济电流密度选择 查阅发电厂电气局部课程设计参考资料得，最大负荷利用小时在5000以上，铝裸导体的经济电流密度J=0.9 220KV侧 经济截面 500KV侧 经济截面 查阅电力工程电气设计手册可知，没有满足导体截面小于经济截面要求的导体

16、，则选择导体截面最小的导体。选择结果：(涂漆按导体长期发热允许电流选择 查阅发电厂电气局部附表3可知K=0.72均满足的要求。第四章 方案优化方案的经济比拟工程 1综合总投资2 运行期的年运行费用 其中：双绕组变压器三绕组变压器抵偿年限法如果比拟方案的产量不同，可用抵偿年限法用产品单位和单位本钱进展比拟。抵偿年限法计算公式：由于两种方案采用一样型号，一样数量的变压器，只能通过断路器数量来比拟经济性。1方案使用25个断路器，而2方案只用22个断路器，在经济上方案II最优；然而，主接线最终方案确实定，还必须从可靠性、灵活性等多方面综合评价。一、可靠性：1方案中220KV母线可靠性较高，无论是母线或

17、者断路器检修都不至于局部线路停电；500KV一台半断路器可靠性较高。二、灵活性：2方案中500KV母线在检修时根本无需操作，而方案II中500KV操作复杂，容易误操作。通过定性分析和可靠性及经济计算，在技术上可靠性、灵活性 1方案明显占优势，但在经济上则不如2方案。鉴于本课题设计大型骨干电厂，应以可靠性和灵活性为主，所以经综合分析，决定选1方案为最终设计方案。第五章 短路电流计算5.1 等效阻抗网络图5.2阻抗标幺值计算取联络变压器电抗标幺值等效电路图计算时，可将母线两侧等值阻抗并联计算，如图5.3 短路点短路电流计算 取(1) K1点短路：总值阻抗三相短路断流周期分量有效值标幺值三相短路电流

18、周期分量有效值三相短路冲击电流(2) K2点短路：总值阻抗三相短路断流周期分量有效值标幺值三相短路电流周期分量有效值三相短路冲击电流5.4 短路电流热效应的计算：发电机出口处后备保护时间，断路器燃弧时间一般为。短路电流作用时间，短路电流的热效应1220KV母线侧，断路器固有分闸时间额定容量下的计算电抗各电源合并后的计算电抗标幺值，各电源合并后总的额定容量MVA根据的值，查阅电力工程电气设计手册的汽轮发电机运算曲线得：t=0s时，各电源合并后总的额定电流为：，2500KV母线侧，断路器固有分闸时间额定容量下的计算电抗各电源合并后的计算电抗标幺值，各电源合并后总的额定容量MVA根据的值，查阅电力工

19、程电气设计手册的汽轮发电机运算曲线得：t=0s时，各电源合并后总的额定电流为：第六章 校验动、热稳定设备热稳定的条件为 或 式中 短路电流产生的热效应；，t电气设备允许通过的热稳定电流和时间一次额定电流一次额定电流的倍数动稳定的条件为 式中 短路冲击电流幅值及其有效值；电气设备允许通过的动稳定电流幅值及有效值；动稳定电流倍数6.1断路器稳定校验热稳定校验220kV电压等级由第五章中短路电流热效应的计算可知，在220kV母线上 成立，则220kV母线侧断路器满足热稳定校验 500kV电压等级由第五章中短路电流热效应的计算可知，在500kV母线上 成立，则500kV母线侧断路器满足热稳定校验 2动

20、稳定校验由第五章短路冲击电流的计算可知均成立，即所选断路器满足动稳定校验。6.2 隔离开关稳定校验 1热稳定校验220kV电压等级由第五章中短路电流热效应的计算可知，在220kV母线上 成立，则220kV母线侧隔离开关满足热稳定校验。 500kV电压等级由第三章中热稳定校验Qk的计算可知，在220kV母线上 成立，则500kV母线侧隔离开关满足热稳定校验。 2动稳定校验由第五章短路冲击电流的计算可知均成立，即所选隔离开关满足动稳定校验。6.3电流互感器稳定校验 1热稳定校验220KV电压等级=1764上述求得220KV母线上成立 ，则220kV侧电流互感器满足热稳定校验。500kV电压等级=625上述求得500KV母线上成立 ，则500kV电流互感器满足热稳定校验。 2动稳定校验220kV电压等级=2.5351200=148KA成立，则220kV电流互感器满足动稳定校验。 500kV电压等级成立，则500kV电流互感器满足动稳定校验。6.4 母线导体稳定校验热稳定校验查阅发电厂电气局部可知，均成立，满足要求。第七章 心得体会 这次发