電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設計畢業(yè)論文.docVIP

電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設計摘要：本設計主要研究電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分專題設計。第一步是電源規(guī)劃，依據(jù)系統(tǒng)的負荷容量、備用容量、和調(diào)峰容量，確定電廠的裝機容量和臺數(shù)。初步擬選電力網(wǎng)絡接線，制定發(fā)電廠、變電所的主接線方式并選擇系統(tǒng)的主變壓器，進而通過經(jīng)濟方案的比較，確定電力網(wǎng)絡接線。然后，簡化系統(tǒng)網(wǎng)絡圖，進行短路電流計算，根據(jù)計算結果，選擇系統(tǒng)高壓側(cè)的斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器等電氣設備。最后，是計算系統(tǒng)在各種運行方式下的潮流分布并檢測在各運行方式下電壓是否滿足要求，采取調(diào)壓措施使系統(tǒng)運行在安全運行范圍內(nèi)。在廠用電設計中，主要內(nèi)容有廠用電的接線方式和廠用變壓器的選擇、配電裝置設計以及防雷接地規(guī)劃。關鍵詞：電力系統(tǒng) 主變壓器 短路電流 潮流分布 廠用電中圖分類號：TM 02 文獻標識碼：B0 引言電力是國國民經(jīng)濟的基礎，對國民經(jīng)濟發(fā)展的發(fā)展起到非常重要的作用。電力系統(tǒng)規(guī)劃是一項具有戰(zhàn)略意義的工作，是電力工業(yè)實現(xiàn)快速、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的重要保障。規(guī)劃的效益是最大的效益，規(guī)劃的節(jié)約是最大的節(jié)約。全面、長遠的電力發(fā)展規(guī)劃和電力系統(tǒng)規(guī)劃設計，不僅直接影響到國民經(jīng)濟各行業(yè)的發(fā)展及其經(jīng)濟性，還關系到電力工業(yè)本身投資使用的合理性與能源資源利用的經(jīng)濟性，是電網(wǎng)安全可靠和經(jīng)濟運行的重要保證，是電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提。本設計包括的知識比較廣泛，因此對于我們專業(yè)理論知識的復習和鞏固有很大幫助，同時也是基于工程研究探索的實踐基礎上的應用和延伸，對應用已學知識的靈活性具有重要意義。1 電源規(guī)劃1.1 負荷之間的關系（1）用電負荷:根據(jù)現(xiàn)有負荷情況，考慮變電所的負荷、廠用電、水電廠近區(qū)負荷、火廠直配線路上的負荷及和系統(tǒng)之間的功率。（2）供電負荷：用電負荷加上輸送該功率而產(chǎn)生的功率損耗。（3）發(fā)電負荷：指滿足系統(tǒng)的供電負荷以及發(fā)電機直配負荷需求時需要發(fā)電機發(fā)出的功率，等于系統(tǒng)供電負荷加上廠用電負荷。（4）負荷的增長：本畢業(yè)設計中認為水平年末比年初增長10%，而年中比年初下降3%。1.2 備用容量（1）負荷備用容量：常取最大發(fā)電負荷的2%5%。（2）事故備用容量：通常為最大發(fā)電負荷的10%，但要小于系統(tǒng)中最大一臺機組的容量。（3）檢修備用和國民經(jīng)濟備用：國民經(jīng)濟包括在負荷備用內(nèi)。1.3 裝機容量的確定其中原有裝機容量不能滿足系統(tǒng)的要求，需要添加兩臺QFQS2002后方能滿足系統(tǒng)最大要求。且水電廠機組檢修安排在冬季，分別為11月、12月、1月和2月，每兩年檢修一次，一年檢修兩臺；而火電廠機組夏季檢修，50MW機組安排在4月和9月，200MW機組安排在5、6、7、8這四個月，每年檢修一次，每臺機組檢修期為一個月1。2 線路規(guī)劃2.1 電壓等級的選擇根據(jù)傳輸容量和傳輸距離來確定，本設計采用220kv的輸電電壓等級。2.2 導線截面積的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面用的傳輸容量，應考慮線路投入運行后5到10年的發(fā)展，在計算中必須采用正常方式下經(jīng)常重復出現(xiàn)的最高負荷。按經(jīng)濟電流密度進行導線截面積的選擇。 （1）電壓損失校驗：要求正常運行方式為額定電壓的10%，故障狀態(tài)時為額定電壓的15%。（2）發(fā)熱校驗：正常情況下，鋁導線的最高工作溫度為+70度。（3）電暈校驗:在220kv不發(fā)生電暈相對應的最小截面積是240mm2。（4）機械強度校驗：對架空線路，截面積不小于185mm2可以不用進行機械強度校驗。2.3 方案經(jīng)濟型比較總的建設費用除包含變壓器，線路，斷路器等主體設備。線路投資是根據(jù)所選導線型號，查出對應的單價和參數(shù)，算出線路總投資，配電裝置的投資以及年運行費用。在方案比較中，應選擇總投資少、年運行費用少的方案。若無法得到結果可按抵償年限法來進行比較。2.4 選擇結果線路總長度為744.17km，型號為LGJ240/40和LGJ300/40；斷路器個數(shù)為31個。3 電氣主接線與主變壓器選擇3.1 選擇原則機壓母線上當發(fā)電機母線上負荷最小時，在扣除廠用電后，主變應能將剩余功率送入系統(tǒng)；機壓母線上最大一臺機停機時，能滿足機壓母線上的最大負荷用電要求；一臺變壓器檢修時另一臺要能承受總負荷的70%以上；夏季豐水期，水電廠滿發(fā)，火電廠處于不利地位，可能停用火電廠的部分或全部機組，主變應有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足機壓母線上最大負荷的要求。單元接線主變壓器要按發(fā)電機額定容量扣除廠用負荷留有10的裕度來選擇。變電所主變選擇要大于等于全部重要負荷且滿足全部負荷容量的70802。3.2 選擇結果火電廠中的兩臺50MW機組為滿足機壓的負荷要求，應該與機壓母線相連接，選擇雙母線分段接線，兩臺機組均選用SFP763000/220作為主變壓器；四臺200MW機組應采用單元接線，選用SFP7240000/220作為主變壓器；火電廠負荷側(cè)選擇雙母線四分段接線。水電廠的四臺50MW機組應采用擴大單元接線（即，四角形接線），并選用SFP763000/220作為主變壓器；水電廠負荷側(cè)選擇雙母線接線。變電所1選用的主變壓器為SSP3125000/220，采用內(nèi)橋接線；變電所2選用的主變壓器為SFSZ11100000/220，采用內(nèi)橋接線；變電所3選用的主變壓器為SFP790000/220，采用外橋接線；變電所4選用的主變壓器為SSP375000/220，采用內(nèi)橋接線。4 短路電流計算4.1 網(wǎng)絡模型所用模型為簡化模型，即忽略負荷電流；不計及各元件電阻，也不計送電線路電納及變壓器的導納；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示，并認為各發(fā)電機電勢模型為1相角為0。4.2 步驟選擇短路點；畫等值網(wǎng)絡；化簡網(wǎng)絡；計算參數(shù)電抗；計算短路電流標幺值；轉(zhuǎn)化有名值。4.2 計算結果表1 短路計算結果表編號0S短路電流有名值I/2S短路電流有名值I24S短路電流有名值I短路電流沖擊值Ish123.50820.80020.18964.497210.96910.96911.58433.522318.37918.71019.23956.328416.8089.1299.37335.31056.5766.5356.57919.69065.9705.6805.69417.344771.94255.15054.171181.2635 電氣設備選擇經(jīng)過動穩(wěn)定校驗以及熱穩(wěn)定校驗后，火電廠50MW機組發(fā)電機出口和母聯(lián)斷路器以及變壓器低壓側(cè)斷路器應選擇SN410G型斷路器，同樣三者選用GN1010T/5000型隔離開關，限流電抗器選擇NKL10200010型，電壓互感器選擇JDZL10型；變壓器高壓側(cè)與火電廠200MW機組以及各變電所和水電廠應選用LW1220/2000型斷路器與GW4220/1250隔離開關。火電廠機壓母線10kv側(cè)應選用LBJ型電流互感器；220kv側(cè)以及各變電所應選用LCW220型電流互感器，電壓互感器選擇YDR220型3。6 潮流計算6.1 各種運行方式（1）冬季最大運行方式：。（2）冬季最小運行方式：。（3）夏季最大運行方式：。（4）夏季最小運行方式：。（5）冬季故障運行方式：在1的情況下斷開火電-變電所3的雙回線。（6）夏季故障運行方式：在3的情況下斷開水廠-變電所3的雙回線。6.2 計算步驟在本設計中，冬季最大運行方式用手算，其它幾種方式用計算機算。（1）計算網(wǎng)絡參數(shù)作出等值電路。（2）系統(tǒng)中負荷側(cè)的功率已知，火電廠作為平衡節(jié)點，水電廠作為PV節(jié)點，其余節(jié)點PQ節(jié)點，固先假設系統(tǒng)節(jié)點電壓已知。（3）從已知負荷處推功率，此時假設全網(wǎng)電壓額定，再求的功率：之后從已知電壓處推算電壓降，得出各節(jié)點電壓值。（4）改變分接頭的位置或加補償，使各節(jié)點電壓都在允許的范圍內(nèi)結束4。7 廠用電設計7.1 設計原則按發(fā)電機電壓確定高壓廠用電壓等級; 按廠用電動機容量，廠用供電網(wǎng)絡確定高壓廠用電壓等級。從發(fā)電機機壓母線引接;單元接線時從主變壓器低壓側(cè)引接;啟動/備用電源的引接應保證其獨立性。機組容量大于等于100MW以上，廠用母線分成兩段，當只有用6KV電壓等級時，廠用高壓變壓器可選用一臺全容量的分裂繞組變壓器或兩臺雙繞組變壓器；機組容量100MW以下，采用一段廠用母線，廠用高壓工作變可選用一臺可調(diào)的雙繞組變壓器。廠用高壓斷路器一般放置在室內(nèi)，通常采用手車式高壓開關柜5。7.2 設計結果50MW機組選用容量為6.3MVA的高壓廠用變壓器，型號為ST6300/10，選用GFC3B型手車式開關柜；200MW機組選用型號為20/156MVA的廠用高壓分裂繞組變壓器，選用GFC3B型手車式開關柜；啟動或備用變壓器選擇2臺20MVA的可調(diào)雙繞組變壓器，型號為SFZL20000/220的有載調(diào)壓變壓器，其公用段選用GFC15型手車式開關柜。8 防雷保護運行中的電器設備可能遭雷擊，必須采取有效的過電壓防護措施。避雷針和避雷線是防止直接雷過電壓的有效措施，電氣設備的絕緣配合基于避雷器的保護水平，設備所承受的雷電過電壓和操作過電壓均有避雷器來限制。本設計在70.5*296的范圍內(nèi)選用根避雷針。9 結論電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設計是電力系統(tǒng)中最基本的設計，包含電力系統(tǒng)規(guī)劃、發(fā)電廠（變電所）電氣主系統(tǒng)設計及繼電保護與防雷保護分析三個部分。此次設計是對大學四年所學知識的一個綜合的訓練及考核，也是對所學知識的應用能力和大學所學理論知識與實踐技能相結合的全面檢驗。參考文獻1 蒲天驕, 陳乃仕, 葛賢軍, 等. 電力電量平衡評價指標體系及其綜合評估方法研究J. 電網(wǎng)技術, 2015, 39(1): 250-256.2許珉, 孫豐奇, 車仁青. 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)M. 北京:機械工業(yè)出版社，20153黎文安. 電氣設備手冊M. 北京:中國水利水電出版社, 2016.4陳珩. 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析M. 北京:中國電力出版社, 2015.5陳躍. 電力工程專業(yè)畢業(yè)設計指南M（電力系統(tǒng)分冊）. 北京：中國水利水電出版社，2008.Power System Planning and Design of Power Plant Electrical PartsAbstract：The main study design integrated power system design and power plant electrical part of the project design. The first step is the power supply planning, according to system load capacity, reserve capacity, and load capacity, determine the plants installed capacity and number of machines. Initial electricity network connection to be selected to develop power plants, substations and select the main wiring system, the main transformer, and then through the comparison of the economic program to determine the electricity network connection. Then, the simplified network diagram, for short-circuit current calculation, according to the results, select the system high side of the circuit breaker, disconnecting switches, current transformers, voltage transformers and other electrical equipment. Finally, a computer system in various operating modes of the power flow and the detection voltage in each operating mode is to meet the requirements and to take measures to make the system operation voltage regulator in a safe operating range. The second part is the power