燕山大學(xué)發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計___大型骨干電廠電氣主接線

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc13649 第一章 原始資料的分析 PAGEREF _Toc13649 1 HYPERLINK l _Toc7993 PAGEREF _Toc7993 1 HYPERLINK l _Toc25210 第二章 電氣主接線方案 PAGEREF _Toc25210 1 HYPERLINK l _Toc1406 2.1 電氣主接線設(shè)計的根本原那么 PAGEREF _Toc1406 1 HYPERLINK l _Toc18188 2.2 具體方案的擬定 PAGEREF _Toc18188 2 HYPERLINK l _Toc28613

2、 第三章 主要電氣設(shè)備的選擇 PAGEREF _Toc28613 4 HYPERLINK l _Toc9694 3.1 發(fā)電機 PAGEREF _Toc9694 4 HYPERLINK l _Toc18801 3.2 主變壓器 PAGEREF _Toc18801 4 HYPERLINK l _Toc18701 3.4 斷路器和隔離開關(guān) PAGEREF _Toc18701 5 HYPERLINK l _Toc5994 PAGEREF _Toc5994 8 HYPERLINK l _Toc24629 PAGEREF _Toc24629 9 HYPERLINK l _Toc22501 3.7 母線的

3、導(dǎo)體 PAGEREF _Toc22501 10 HYPERLINK l _Toc29074 第四章 方案優(yōu)化 PAGEREF _Toc29074 11 HYPERLINK l _Toc32132 第五章 短路電流計算 PAGEREF _Toc32132 12 HYPERLINK l _Toc32050 5.1 等效阻抗網(wǎng)絡(luò)圖 PAGEREF _Toc32050 12 HYPERLINK l _Toc18503 PAGEREF _Toc18503 12 HYPERLINK l _Toc10904 5.3 短路點短路電流計算 PAGEREF _Toc10904 14 HYPERLINK l _To

4、c4899 5.4 短路電流熱效應(yīng)的計算 PAGEREF _Toc4899 15 HYPERLINK l _Toc23675 第六章 校驗動、熱穩(wěn)定設(shè)備 PAGEREF _Toc23675 17 HYPERLINK l _Toc9019 PAGEREF _Toc9019 17 HYPERLINK l _Toc9100 6.2 隔離開關(guān)穩(wěn)定校驗 PAGEREF _Toc9100 18 HYPERLINK l _Toc11800 PAGEREF _Toc11800 19 HYPERLINK l _Toc4201 6.4 母線導(dǎo)體穩(wěn)定校驗 PAGEREF _Toc4201 20 HYPERLINK

5、l _Toc13897 第七章 心得體會 PAGEREF _Toc13897 20 HYPERLINK l _Toc9763 參考資料 PAGEREF _Toc9763 21大型骨干電廠電氣主接線第一章 原始資料的分析根據(jù)原始資料的分析可知，需要設(shè)計的是一個大型骨干凝汽電廠，共有兩個電壓等級：220KV，500KV1.2 系統(tǒng)電源、負荷電壓等級進出線回數(shù)負荷(max)負荷(min)220kv4600MW300MW500kv61.3 發(fā)電機、主變壓器容量及臺數(shù)發(fā)電機容量和臺數(shù)為6 300MW (QFSN-300-2因此主變壓器的臺數(shù)選為6臺。1.4 聯(lián)絡(luò)變壓器選擇三繞組變壓器，連接兩個電壓等級，

6、剩余一端引接備用電源。第二章 電氣主接線方案2.1 電氣主接線設(shè)計的根本原那么電氣主接線設(shè)計的根本原那么是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家的經(jīng)濟建設(shè)方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下、兼顧運行、維護方便，盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原那么。 電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號，并按工作順序排列，詳細地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部根本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣局部

7、的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成局部。主接線設(shè)計的合理性直接影響電力系統(tǒng)運行的可靠性，靈活性及對電器的選擇、配電裝置、繼電保護、自動控制裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。2.2 具體方案的擬定1220KV電壓等級。出線回數(shù)6回，大于4回，為使其出線斷路器檢修時不停電，應(yīng)采用單母線分段帶旁路或雙母線帶旁路，以保證其供電的可靠性和靈活性。220KV側(cè)最大負荷為600MW，其進線擬以3臺300MW機組按發(fā)電機變壓器單元接線形式接至220KV母線上，其剩余容量或機組檢修時缺乏容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與500KV接線相連，相互交換功率。2500KV電壓等級。500KV負荷容量大，其主接線是本廠向系統(tǒng)

8、輸送功率的主要接線方式，為保證可靠性，有多種接線方式，經(jīng)定性分析篩選后，可選用的方案為一臺半斷路器接線和雙母線帶旁路接線，通過聯(lián)絡(luò)變壓器與220KV側(cè)連接，3臺300MW機組按發(fā)電機變壓器單元接線形式接至500KV側(cè)母線上。方案1，220KV母線選雙母線帶旁路，500KV母線選一臺半斷路器接線。方案2，220KV母線選單母線分段帶旁路，500KV母線選雙母線帶旁路。第三章 主要電氣設(shè)備的選擇3.1 發(fā)電機由原始資料可知，需選用6臺的發(fā)電機，型號為表3.1 的主要參數(shù)視在功率用功功率額定電壓額定電流功率因數(shù)35330020000101893.2 主變壓器300MW發(fā)電機組中發(fā)電機與主變壓器的接線

9、采用發(fā)電機變壓器單元接線。主變壓器的容量為發(fā)電機的額定容量扣除本機組廠用負荷后，留有10%的裕度。發(fā)電機容量，廠用電率，功率因數(shù)聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)該不小于兩種電壓母線最大一臺機組容量查?電氣工程電氣設(shè)備手冊?選擇主變壓器及聯(lián)絡(luò)變壓器型號為表3.1 主變壓器和聯(lián)絡(luò)變壓器的參數(shù)用途型號連接組號額定電壓KV高/中/低阻抗電壓%空載電流%空載損耗kW負載損耗kW500KV側(cè)主變壓器SFP-360000YNd，d11高壓：525低壓：20162551060220KV側(cè)主變壓器SFP-360000YNd，d11高壓：低壓：20190860聯(lián)絡(luò)變壓器ODFPSZ-360000/360000/4000YN，a0

10、，d11高壓：550中壓：低壓：35高-低：26高-中：10中-低：411908003.4 斷路器和隔離開關(guān)除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)濟技術(shù)方面都比擬后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10KV220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓110300KV的電網(wǎng)，當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時，可以選用SF6斷路器，大容量機組采用封閉母線時，如果需要裝設(shè)斷路器，應(yīng)選用發(fā)電機專用斷路器。(1)SF6斷路器的特點：1.滅弧能力強；介質(zhì)強度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電流大然后時間短。2開斷電容電流或電感電流時，無重燃，過電壓低。3電氣壽命長，

11、檢修周期長，適于頻繁操作。4操作功小，機械特性穩(wěn)定，操作噪音小。2選擇原那么：1.2. UNUSN 1單元接線上的斷路器主變壓器額定功率220kV側(cè)發(fā)電機出口斷路器500kV側(cè)發(fā)電機出口斷路器2)聯(lián)絡(luò)變壓器出口側(cè)斷路器聯(lián)絡(luò)變壓器各相對應(yīng)的繞組功率220KV側(cè) 500KV側(cè) 35KV側(cè) 3)出線斷路器220KV側(cè)出線上 該出線側(cè)最大負荷500KV側(cè)出線上 送出廠的最大電力4)旁路斷路器 旁線上最大負荷電流與出線上最大負荷電流相等 220KV側(cè) 500KV側(cè) 5)220KV側(cè)母聯(lián)斷路器 查?電氣工程電氣設(shè)備手冊?選定斷路器斷路器的參數(shù)型號額定電流kA額定電壓kV額定開斷電流IN6r kA額定關(guān)合電

12、流Ires kA熱穩(wěn)定電流 kA固有分閘時間sLW7-22022040100404SSFM25004010040(3S)LW-2202204010040(3S)LW8-3536256325(4S)1隔離開關(guān)與斷路器相比，在額定電壓、額定電流的選擇是相同的。2選擇原那么：1.2. UNUSN 3查?電氣工程電氣設(shè)備手冊?選定隔離開關(guān)表3.3 屋外型高壓隔離開關(guān)的參數(shù)型號額定電流kA額定電壓kV動穩(wěn)定電流峰值 kA3s熱穩(wěn)定電流It kAGW4-220 DW22012550GW4-22022080GW7-50050010040GW4-35W1358025(4S)(1)一次回路額定電壓和電流的選擇原

13、那么： 澆注式用于 335KV，油浸式主要用于110KV及以上，氣體絕緣電壓互感器一般為110KV及以上與GIS配套使用。2查?電氣工程電氣設(shè)備手冊?選定隔離開關(guān)用途型號額定電壓初級繞組KV額定電壓次級繞組KV二次負荷(0.5級)VA絕緣方式發(fā)電機出口側(cè)JDJ2-35發(fā)電機出口35150油浸式220KV側(cè)母線TYD2202200.1150電容式500KV側(cè)母線TY5005000.1300電容式1一次回路額定電壓和電流的選擇原那么：發(fā)電機出口側(cè)20KV側(cè) 220KV側(cè)母線 500KV側(cè)母線 2查?電氣工程電氣設(shè)備手冊?選定隔離開關(guān)型號額定電流比次級組合二次負荷0.5級VA準確級次LMZB3-20

14、1500053LRBT-2202500/120LRBT-5001200/125變壓器側(cè)電流互感器的選擇型號額定電流比準確級數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)LCWD3-2201200/53535型號額定電流比準確級數(shù)短時熱穩(wěn)定電流KA動穩(wěn)定電流KALB2-50021250/12550(3s)3.7 母線的導(dǎo)體110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。當(dāng)采用硬導(dǎo)線時，宜采用鋁錳合金管型導(dǎo)體。 選擇原那么： 為節(jié)約投資允許選擇小于經(jīng)濟截面的導(dǎo)體，按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)體截面的允許電流還必須滿足按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇的要求。按經(jīng)濟電流密度選擇 220KV側(cè) 經(jīng)濟截面 500KV側(cè) 經(jīng)濟截面 查閱?電

15、力工程電氣設(shè)計手冊?可知，沒有滿足導(dǎo)體截面小于經(jīng)濟截面要求的導(dǎo)體，那么選擇導(dǎo)體截面最小的導(dǎo)體。選擇結(jié)果： (涂漆按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇均滿足的要求。 第四章 方案優(yōu)化方案的經(jīng)濟比擬工程 1綜合總投資2 運行期的年運行費用 其中：雙繞組變壓器三繞組變壓器 抵償年限法如果比擬方案的產(chǎn)量不同，可用抵償年限法用產(chǎn)品單位和單位本錢進行比擬。抵償年限法計算公式：由于兩種方案采用相同型號，相同數(shù)量的變壓器，只能通過斷路器數(shù)量來比擬經(jīng)濟性。1方案使用25個斷路器，而2方案只用22個斷路器，在經(jīng)濟上方案II最優(yōu)；然而，主接線最終方案確實定，還必須從可靠性、靈活性等多方面綜合評價。一、可靠性：1方案中220K

16、V母線可靠性較高，無論是母線或者斷路器檢修都不至于局部線路停電；500KV一臺半斷路器可靠性較高。二、靈活性：2方案中500KV母線在檢修時根本無需操作，而方案II中500KV操作復(fù)雜，容易誤操作。通過定性分析和可靠性及經(jīng)濟計算，在技術(shù)上可靠性、靈活性 1方案明顯占優(yōu)勢，但在經(jīng)濟上那么不如2方案。鑒于本課題設(shè)計大型骨干電廠，應(yīng)以可靠性和靈活性為主，所以經(jīng)綜合分析，決定選1方案為最終設(shè)計方案。第五章 短路電流計算5.1 等效阻抗網(wǎng)絡(luò)圖取聯(lián)絡(luò)變壓器電抗標幺值等效電路圖計算時，可將母線兩側(cè)等值阻抗并聯(lián)計算，如圖5.3 短路點短路電流計算 取 (1) K1點短路：總值阻抗 三相短路斷流周期分量有效值標

17、幺值三相短路電流周期分量有效值 三相短路沖擊電流 (2) K2點短路：總值阻抗 三相短路斷流周期分量有效值標幺值三相短路電流周期分量有效值 三相短路沖擊電流 5.4 短路電流熱效應(yīng)的計算：發(fā)電機出口處后備保護時間，斷路器燃弧時間一般為。短路電流作用時間，短路電流的熱效應(yīng)1220KV母線側(cè)，斷路器固有分閘時間 額定容量下的計算電抗各電源合并后的計算電抗標幺值，各電源合并后總的額定容量MVA根據(jù)的值，查閱?電力工程電氣設(shè)計手冊?的汽輪發(fā)電機運算曲線得：t=0s時，各電源合并后總的額定電流為：， 2500KV母線側(cè)，斷路器固有分閘時間額定容量下的計算電抗各電源合并后的計算電抗標幺值，各電源合并后總的

18、額定容量MVA根據(jù)的值，查閱?電力工程電氣設(shè)計手冊?的汽輪發(fā)電機運算曲線得：t=0s時，各電源合并后總的額定電流為： 第六章 校驗動、熱穩(wěn)定設(shè)備熱穩(wěn)定的條件為 或 式中 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； ，t電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間 一次額定電流 一次額定電流的倍數(shù)動穩(wěn)定的條件為 式中 -短路沖擊電流幅值及其有效值； -電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值及有效值； 動穩(wěn)定電流倍數(shù)熱穩(wěn)定校驗220kV電壓等級由第五章中短路電流熱效應(yīng)的計算可知，在220kV母線上 成立，那么220kV母線側(cè)斷路器滿足熱穩(wěn)定校驗 500kV電壓等級 由第五章中短路電流熱效應(yīng)的計算可知，在500kV母線上 成立，那么5

19、00kV母線側(cè)斷路器滿足熱穩(wěn)定校驗 2動穩(wěn)定校驗由第五章短路沖擊電流的計算可知均成立，即所選斷路器滿足動穩(wěn)定校驗。6.2 隔離開關(guān)穩(wěn)定校驗 1熱穩(wěn)定校驗220kV電壓等級由第五章中短路電流熱效應(yīng)的計算可知，在220kV母線上 成立，那么220kV母線側(cè)隔離開關(guān)滿足熱穩(wěn)定校驗。 500kV電壓等級 由第三章中熱穩(wěn)定校驗Qk的計算可知，在220kV母線上 成立，那么500kV母線側(cè)隔離開關(guān)滿足熱穩(wěn)定校驗。 2動穩(wěn)定校驗由第五章短路沖擊電流的計算可知均成立，即所選隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定校驗。 1熱穩(wěn)定校驗220KV電壓等級 =1764上述求得220KV母線上 成立 ，那么220kV側(cè)電流互感器滿足熱穩(wěn)定校驗。500kV電壓等級=625上述求得500KV母線上 成立 ，那么500kV電流互感器滿足熱穩(wěn)定校驗。 2動穩(wěn)定校驗220kV電壓等級=351200=148KA 成立，那么220kV電流互感器滿足動穩(wěn)定校驗。 500kV電壓等級 成立，那么500kV電流互感器滿足動穩(wěn)定校驗。6.4 母線導(dǎo)體穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗查閱?發(fā)電廠電氣局部?可知，均成立，滿足要求。第七章 心得體會 這次?發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)?課程設(shè)計的題目是大型骨干電廠電氣主接線的設(shè)計。通過這次課程設(shè)計，讓我收獲了很