发电厂电气部分课程设计实用标准包含模版.docx
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1、标准文案课程设计说明书大全学院: 专业:课程名称:机电工程学院电气工程及其自动化发电厂电气局部设计题目:中型火力发电厂电气局部设计姓名:学号:指导教师:成绩:发电厂电气局部课程设计评分表序号评分项该项得分1论文构造 20 分;2论文内容正确,正文构造合理 20 分;3参考文献引用质量 10 分;4附件图纸 10 分;5出勤 20 分;6辩论成绩 20 分。论文评语:课程设计总成绩:名目一 设计任务书31.1 设计的原始资料31.2 设计的任务与要求3二 电气主接线42.1 电气主接线依据42.2 主接线方案的设计52.2.1 对原始资料的分析52.2.2 主接线方案的拟定72.3 主变压器的选
2、择与计算72.3.1 变压器容量、台数和型式确实定原则72.3.2 变压器的选择与计算8三 短路计算93.1 短路计算的一般规章93.2 短路电流的计算93.2.1 各元件电抗的计算93.2.2 等值网络的化简10四 电气设备的选择144.1 电气设备选择的一般原则144.2 电气设备的选择条件144.2.1 按正常工作条件选择电气设备144.2.2 按短路状况校验154.2.3 断路器和隔离开关的选择174.2.4 电流互感器的选择18五 完毕语19六 参考文献20一 火力发电厂电气局部设计任务书1.1 设计的原始资料凝汽式发电厂:(1) 凝汽式发电组 3 台:3100MW,出口电压:10.
3、5KV,发电厂次暂态电抗:0.12;额定功率因数:0.8(2) 机组年利用小时:T=5700 小时;厂用电率:8%。发电机主保护动max作时间 0.1 秒,环境温度 36 度,年平均气温为 22 度。电力负荷:送入 220KV 系统容量 200MW,剩余容量送入 110KV 系统。发电厂出线:220KV 出线 3 回; 110KV 出线 4 回10KM,无近区负荷。电力系统状况:220KV 系统的容量为无穷大,选基准容量100MVA 归算到发电厂220KV 母线短路容量为 3400MVA,110KV 系统容量为 500MVA。1.2 设计的任务与要求1发电机和变压器的选择型号QFS-100-2
4、额定电压10.5KV额定容量100MW功率因数0.8接线方式YY次暂态电抗0.12表 1-1 汽轮发电机的规格参数注:发电及参数如上表,要求选择发电厂的主变,联络 110KV 和 220KV 的联络变压器的型号。(2) 电气主接线选择注:火力发电厂的发电机-变压器接线方式通常承受单元接线的方式,留意主变容量应与发电机容量相配套。110KV 和 220KV 电压级用自耦变压器联接,相互交换功率,我们的两电压等级母线选用的接线方式为:220KV 承受双母三分段接线,110KV 承受双母线接线。(3) 短路电流的计算在满足工程要求的前提下,为了简化计算,对短路电流进展近似计算法。结合电气设备选择选择
5、短路电流计算点求出各电源供给的起始次暂态电流I ” ,冲击电流 I sh ,及计算短路电流热效应所需不同时刻的电流。(4) 主要电气设备的选择要求选择:110KV 侧出线断路器、隔离开关、电流互感器。二 电气主接线2.1. 电气主接线依据2.1.1 对电气主接线的根本要求电气主接线的重要性电气主接线是发电厂和变电所电气局部的主体。它说明白各种设备的数量及连接状况。电气主接线打算了可能存在的运行方式,影响着运行的牢靠性和敏捷性。 电气主接线打算了电气设备的选择,配电装置的布置。 电气主接线打算了继电保护和掌握的方式。对电气主接线的根本要求,概括地说应包括牢靠性、敏捷性和经济性三方面。1. 牢靠性
6、安全牢靠是电力生产的首要任务,保证供电牢靠是电气主接线最根本的要求。电气主接线的牢靠性不是确定的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电站来说是牢靠的,而对另外一些发电厂和变电站则不肯定能满足牢靠性要求。所以, 在分析电气主接线的牢靠性时,要考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水2. 敏捷性电气主接线应能适应各种运行状态,并能敏捷地进展运行方式的转换。敏捷性包括以下几个方面:(1)操作的便利性。(2)调度的便利性。(3)扩建的便利性。平及运行阅历等诸多因素。3. 经济性在设计主接线时,主要冲突往往发生在牢靠性与经济性之间。通常设计应在满足牢靠性和敏捷性的前提下做到
7、经济合理。经济性主要从以下几方面考虑:(1)节约一次投资。(2)(2)占地面积少。(3)电能损耗少。2.1.2 电气主接线设计的原则电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、根本原始资料以及电厂运行牢靠性、经济性的要求等亲热相关,并对电气设备选择和布置、继电保护和掌握方式等都有较大的影响。因此,主接线设计,必需结合电力系统和发电厂或变电站的具体状况,全面分析有关影响因素, 正确处理它们之间的关系,经过技术、经济比较,合理地选择主接线方案。电气主接线设计的根本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际状况,在保证供电
8、牢靠、调度敏捷、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护便利,尽可能地节约投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性与牢靠性,坚持牢靠、先进、适用、经济、美观的原则。在工程设计中,经上级主管部门批准的设计任务书或托付书是必不行少的。它将依据国家经济进展及电力负荷增长率的规划,给出所设计电厂(变电站)的容量、机组台数、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对电厂的具体要求,以及设计的内容和范围。这些原始资料是设计的依据,必需进展具体的分析和争论,从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术标准和标准是依据国家实际状况,结合电力工业的技术特点而制定的准则,设计时必需严格遵循。2.
9、2 电气主接线的设计2.2.1 对原始资料分析设计电厂为大机组中型凝汽式火电厂,其容量为 3*100=400MW,年利用小时数为 5700h/年,远大于我国电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数5000h/年,又为火电厂,所以该发电厂为带基荷的发电厂,在电力系统占比较重要的地位,因此,该厂主接线要求有较高的牢靠性;从负荷特点及电压等级可知, 该电厂具有 110KV 和 220KV 两级电压负荷。110KV 电压等级有 4 回架空线路,最大年利用小时数为 5700h/a,说明对其牢靠性有肯定要求;220KV 电压等级有 3 回架空线路,最大年利用小时数为 5700h/a,其牢靠性要求较高。电机
10、单机容量为 100MW,其型号和参数选择见表 2-1。表 2-1 汽轮发电机的规格参数型号QFS-100-2额定电压10.5KV额定容量100MW功率因数0.8接线方式YY次暂态电抗0.122.2.2 主接线的方案拟定依据对原始资料的分析,现将各电压等级可能承受的较佳方案列出。进而, 以优化组合的方式,组成最正确可比方案。拟订两方案如表 2-2表 2-2 拟定的两种方案电压等级方案110KV单母线分段带旁路接线220KV单母线分段带旁路接线主接线方案的比较: 方案方案双母线接线 双母三分段接线方案1、牢靠性:牢靠性一般,可以停电检修出线断路器;牢靠性一般,可以停电检修出线断路器2、敏捷性:运行
11、敏捷性一般,且带旁路母线接法已不是当今趋势3、牢靠性:投资较双母线分段接法较为经济1、牢靠性:牢靠性较高,检修任一组母线时不会中断对用户的供电; 工作母线故障时,用户在经受短暂倒排时间后快速恢复供电;单母分段方式削减了母线故障时造成的损失,缩小了停电范围2、敏捷性:运行敏捷,各个电源和备用回路负荷可以任意安排到某一组母线上,通过倒排操作组成各种运行方式;扩建便利,可不影响两组母线的电源和负荷自由组合负荷,向母线任意方向扩建3、经济性:母线隔离开关数目较多,整个配电装置构造简单,占地面积和投资费用较大,经济性较差通过对两种方案的综合分析,方案在经济性上占优势而方案在牢靠性和敏捷性上占优势,故最终
12、方案选用方案。电气主接线如以下图标准文案2.3 主变压器的选择与计算2.3.1 变压器容量、台数和型式确实定原则(1) 单元接线的主变压器容量确实定原则单元接线时主变压器应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后,留有10%的裕度来确定。承受扩大单元接线时,应尽可能承受分裂绕组变压器,其容量亦应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。(2) 连接两种上升电压母线的联络变压器确实定原则联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种运行方式下,网络间的有功功率和无功功率交换,一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量,以保证最大一台机组故障或检修时,通过联络变压器来满足本侧负荷的要求。依据
13、以上原则知,本电厂 3 台机组的最大容量为 100MW,应依据 100MW 发电机来选择联络变压器,又为了布线便利,只选一台自耦联络变。(3) 变压器台数确实定原则发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有亲热关系。通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和重要变电所, 在一种电压等级下,主变压器应不少于 2 台;而对弱联系的中、小型发电厂和低压侧电压为 6-10KV 的变电所或与系统只是备用性质时,可只装一台主变压器; 对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所,可设 3 台主变压器。考虑到本电厂有 3 台 100MW 发电机,且电厂和系统有较强联系,故 22
14、0KV 电压等级接两台主变压器,110KV 电压等级接一台主变压器。(4) 主变压器型式确实定原则大全标准文案选择主变压器型式时,应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑,通常只考虑相数和绕组数以及绕组接线组别。在 330KV 及以下电力系统,一般都应选用三相变压器。对于大型三相变压器,当受到制造条件和运输条件的限制时,则宜选用两台小容量的三相变压器来取代一台大容量三相变压器,或者选用单相变压器。一般当最大机组容量为 125MW 及以下的发电厂多承受三绕组变压器,对于最大机组容量为 200MW 及以上的发电厂,通常承受双绕组变压器加联络变压器,当承受扩大单元接线时,应优先选
15、用低压分裂绕组变压器,这样可以大大限制短路电流。2.3.2 变压器的选择与计算依据变压器容量、台数和型式确实定原则,该发电厂主接线承受 3 台三相双绕组主变压器和一台联络变压器。3 台主变压器分别和 3 台发电机组组成单元接线,联络变压器选用三相三绕组降压自耦变压器。S=100-1008%1.1/0.8 =126.5MVA 查手册发电厂电气局部课程设计参考资料选出变压器型号及参数见表 2-3.2-4。表 2-3 主变压器的参数型号额定容量额定电压KV连接组别阻抗电压KVA%120230高压低压YN,d111214SFPSZ7-120230/22022013.8120230高压低压YN,d111
16、3SFPSZ7-120230/11011013.8表 2-4 联络变压器的参数型号额定电压KV连接组别阻抗电压%大全SFPSZ7-120230/220高压中压低压Yn,yn0,d11232202313.8三 短路电流的计算短路计算在设计发电厂主接线的过程中有着重要作用,它为电气设备的选 型、动稳定校正和热稳定校正供给依据。当短路发生时,对发电厂供电的牢靠性可能会产生很大影响,严峻时,可能导致电力系统失去稳定,甚至造成系统解列。因此,对短路事故的计算是格外有必要的,而且是必需进展一项工作。3.1 短路计算的一般规章(1) 验算导体和电气设备动稳定、热稳定以及电气设备开断电流所用的短路电流,应按本
17、工程的设计规划内容计算,并考虑电力系统的远景进展规划一般为本工程建成后 5 至 10 年。确定短路电流时,应按可能发生最大短路电流的正常接线方式,而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。(2) 选择导体和电器用的短路电流,在电气连接的网络中,应考虑具体反响作用对异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。(3) 选择导体和电器时,对不带电抗器回路的计算短路点,应选择在正常接线方式时短路电流最大的点。对带电抗器的 6KV 至 10KV 出线与厂用分支回路, 除其母线与母线隔离开关之间隔离板前的引线和套管的计算短路点选择在电抗 器前外,其余导体和电器的计算短路点选择在电抗器后。(4) 导体和
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