2.300MW火电厂厂用电系统设计定稿

Feb. 28, 2021, 12:17 p.m. 文档页面

【文章导读】摘 要蕃众歪酩 本毕业设计是对发电厂厂用电进行设计,主要运用发电厂电气部分、高电压技术、电力系统分析、电力系统自动化、电力系统继电保护等专业知识完成“发电厂厂用电的设计”,具体设计内容包括厂用电接线设计、负荷分析计算、变压器选择、电动机自启动校验,继电保护设计、

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【正文内容】

摘 要 本毕业设计论文是对发电站厂用电开展设计方案,关键应用发电站电气设备一部分、高电压技术、电力工程结构化分析、供电系统自动化技术、供电系统继电保护装置等专业技能进行“发电站厂用电的设计方案”,实际设计方案內容包含厂用电布线设计方案、负荷剖析测算、变压器挑选、电机开机启动校检,继电保护装置设计方案、配电设备设计方案、防雷装置、绘图厂用电接线方法、继电保护装置二次回路接线方法、绘图配电设备图。本设计方案严苛遵照发电站电气设备一部分的设计原理,并联系实际状况明确了厂用电母线槽额定电压明确为 6KV ,运用计算指数法开展负荷剖析测算,变压器挑选底压瓦解三绕组变压器,明确了适合的 短路故障点开展短路容量测算。依据避雷维护规定明确高压避雷器;最终绘图了有关的工程图纸。 关键字:发电站;变压器;继电保护装置;高压避雷器 。

1 厂用电 的额定电压明确 厂用电的额定电压是依据发电机组的额定电流、厂用电机的工作电压和厂用电供电系统互联网的等要素,互相配合,历经安全工程综合性较为决策的。为了更好地简单化厂用电布线,且使运作维护保养便捷,厂用额定电压不适合太多。在发电站和配电站中,底压厂用电常选用 400V ,髙压厂用电工作电压有 3 、 6 、 10KV 等。为了更好地恰当挑选髙压厂用电的额定电压,需开展极速经济发展论述。火电站常选用 3 、 6 、 1 0KV 做为厂用电工作电压,发电站中拖拽各种各样厂用工业设备的电机,容量相差太大,从数KW到千余KW,并且和电机的工作电压和容量相关。在达到技术标准的前提条件下优先选择选用工作电压较低的电机,以得到较高的经济收益;而高压电机。

生产制造容量大、阻燃等级高、等效电路较长、规格很大、价钱高、满载和负荷耗损均很大,高效率较低。可是,融合厂用电供电系统网络综合考虑到,额定电压较高时,可挑选横截面较小的电缆线或输电线,不但节约稀有金属,还能减少供电系统互联网的项目投资。 本设计方案 2 x 300MW 发电站厂用电设计方案选用 6KV 做为厂用电工作电压。 6KV 电机的输出功率可生产制造的较 大,以达到大容量负荷的规定; 6KV 和 3KV 厂用电系统软件相 比,不但节约稀有金属和花费,并且短路故障电源电路亦较小;发电机组工作电压若为 6KV 时,能够省掉髙压厂用变压器,立即由发电机组工作电压母线槽经串联电抗器供厂用电,以避免厂用电系统异常立即威协主系统软件并限定其短路容量。 1.2 厂用电布线设计方案 300MW 汽轮机组髙压厂用电系统软件有二种布线计划方案。

如图所示 2.1 所显示。 (a) 所显示计划方案Ⅰ,不设 6KV 公共负荷母线槽,将厂区公共负荷各自接进各发电机组 A 、 B 段母线槽上;如图所示 b 所显示计划方案Ⅱ,独立设定二段公共负荷母线槽,集中化供厂区公共负荷用电量,该公共负 荷母线槽段一切正常由运行预留变压器供电系统。计划方案Ⅱ的优势是公共负荷集中化,无过多难题,各模块发电机组自觉性强,有助各发电机组厂用母线槽清理。其缺陷是因为公共负荷集中化,并因运行预留变压器要用工作中变压器做预留,故工作中变压器还要考虑到在运行预留变压器维修或常见故障时带公共负荷母线槽段运作。因而,运行预留变压器和工作中变压器均较计划方案Ⅰ变压器支系的容量大,配电设备也增加,项目投资很大。计划方案Ⅰ的优势是公共负荷分接于不一样发电机组变压器上,供电系统稳定性高、项目投资省。

但也因为公共负荷分接于各发电机组公共母线槽上,发电机组工作中母线槽清理时,将危害公共负荷的预留。此外,因为公共负荷分 接于 2 台发电机组的公共母线槽上,因而,在发电机组 G1 发电量时,务必也安裝好发电机组 G2 的 6KV 厂用配电设备,并运行预留变压器供电系统。这二种计划方案都有优点和缺点,历经安全工程较为后选中计划方案Ⅰ。 热电厂关键厂用电负荷以及类型 2.2 厂用负荷的计算方式 2.2.1 计算指数法 式中 —厂用母线槽上的测算负荷, KV · A —电机的测算输出功率, KW —计算指数,可用表 5 2 列出的标值 —同时系数 —合乎指数 —高效率 —功率因素 表 2 2 计算指数 2.2.2 电机测算输出功率明确 对常常、持续运作的机器设备和持续而不常常运作的机器设备。

即持续运作的电机均应所有记入。按住式测算 对常常短时间及常常时断时续运作的电机应按住式测算 对不常常短时间及不常常时断时续运作的机器设备,一般并不与测算 对中间修配厂的用电量负荷,一般按住式测算 式中 —所有电机最大功率总数, KW —在其中较大 5 台电机的最大功率总数, KW 煤厂机械设备负荷中,对大型机械应依据机械设备详细情况深入分析明确。对大中小型机械设备,应按住式测算 翻斗机 轮斗机 式中 —在其中较大 3 台电机的最大功率之和, KW 对照明灯具负荷测算式为 式中 —需要系数,一般 0.8~1.0 —安裝容量, KW 依据表 3.1 、 3.2 和 3.3 负荷运作方法及特性测算以下 由公式计算 S= Ⅰ A 段负荷 Ⅰ B 段负荷 同样Ⅱ A 段 同样Ⅱ B 段 2。

3 厂用变压器的挑选 2.3.1 额定电流 厂用变压器的额定电流应依据厂用电系统软件的额定电压和开关电源引接出工作电压明确 , 变压器一、二次额定电流务必与引接电源电压和厂用互联网工作电压相一致 . 各种各样变压器的台数和形式 工作中变压器的台数和形式关键与厂用高压母线的段数相关 , 而母线槽的段数又与厂用高压母线级别有 关 . 当仅有 8kV 一种额定电压时,一般分2段;当 10kV 与 5kV 额定电压另外存有时,则分四段( 10kV 和 5kV 2段)。当仅有 8kV 一种额定电压时,厂用髙压工作中变压器可采用 1 台全容量的瓦解绕组变压器,2个瓦解环路各自供2段母线槽;或是采用 2 台 50% 容量的双绕组变压器,

各自供2段母线槽。如发生 10kV 和 5kV 二种额定电压时,厂用髙压工作中变压器可采用 2 台 50% 容量的三绕组变压器,各自供四段母线槽。 2.3.2 厂用变压器的容量 厂用变压器的容量务必达到厂用电负荷从开关电源得到充足的输出功率。因而,对厂用髙压工作中变 压器的容量应按厂用电髙压测算负荷的 110% 与厂用电底压测算负荷之和开展挑选;而厂用底压工作中变压器的容量应留出 10% 上下的裕量。 厂用髙压工作中变压器容量。当以双绕组变压器时按住式挑选容量 式中 —厂用电髙压测算负荷之和 —厂用电底压测算负荷之和 入选用瓦解绕组变压器时,其各绕组容量应达到 髙压绕组 瓦解绕组 式中 —厂用变压器髙压绕组容量,

KV · A —厂用变压器瓦解绕组容量, KV · A —厂用变压器瓦解绕组测算负荷, KV · A , —瓦解绕组两只反复测算负荷, KV · A 厂用髙压预留直流变压器 器容量。 厂用髙压预留变压器或运行变压器应与较大 一台厂用髙压工作中变压器的容量同样;厂用底压预留变压器的容量应于较大 一台厂用底压工作中变压器容量同样。 厂用底压工作中变压器容量。 可按住式挑选变压器容量 式中 S —厂用底压工作中变压器容量, KV · A —变压器溫度修正系数。一般对装于房外或由房外送风小间内的变压器,可去 =1 ,但宜将小间出入风 温度差操纵在 10 之内;对由住厂送风小间内的变压器,当溫度转变很大时,随地域而异,理应考虑到溫度开展调整。

厂用变压器容量的挑选,除开考虑到所接负荷的要素外,还应考虑到:①电机开机启动时的电流;②变压器底压侧短路故障容量;③留出一定的预留裕量。 厂用变压器的特性阻抗 变压器的特性阻抗是厂用工作中变压器的一项关键指标值。厂用工作中变压器的特性阻抗规定比一般驱动力变压器的特性阻抗大,这是由于要限定变压器底压侧的短路故障容量,不然将危害到开关柜的挑选,一般规定特性阻抗应暴雨 10% ;可是, 特性阻抗过大又将危害厂用电机的开机启动。厂用工作中变压器假如采用瓦解绕组变压器,则能在一定水平上阶段上告分歧,由于瓦解绕组变压器在一切正常工作中时具备较小特性阻抗,而瓦解绕组出入口短路故障的时候具备很大的特性阻抗。 变压器挑选测算 Ⅰ A 段 Ⅰ B 段 Ⅰ段反复容量负荷 Ⅰ A 段瓦解绕组负荷 KV · A Ⅰ B 段瓦解绕组负荷 KV · A 反复瓦解绕组负荷 KV · A 髙压绕组负荷 KV · A 依据测算挑选Ⅰ变压器 本设计方案采用三绕组底压瓦解变压器。

工作电压比为 18/6 6KV, 短路故障工作电压为 U (%)=15, 容量比为 40/20 20MV · A 。 Ⅱ A 段 Ⅱ B 段 Ⅱ段反复容量负荷 Ⅰ A 段瓦解绕组负荷 KV · A Ⅰ B 段瓦解绕组负荷 KV · A 反复瓦解绕组负荷 KV · A 髙压绕组负荷 KV · A 本设计方案采用三绕组底压瓦解变压器,工作电压比为 18/6 6KV, 短路故障工作电压为 U (%)=15, 容量比为 40/20 20MV · A 。 短路电流计算及 电器设备挑选 4.1 短路电流计算的目地及实际意义 短路电流计算的目地 系统软件的设计方案和运作都务必充分考虑很有可能产生的常见故障和异常运作的状况。而这种常见故障大部分是因为短路故障造成的,因此要靠短路容量来挑选校检机器设备。

短路电流计算的要求 供电系统中全部开关电源均在额定值负荷下运作; 短路故障产生在短路容量为最高值的一瞬间; 全部开关电源的感应电动势相角同样; 全部布线方法,应以很有可能产生较大 短路容量的一切正常布线方法; 测算容量应考虑到供电系统的发展前景建设规划; 应按最比较严重的状况开展校检; 应留意挑选短路故障点。 短路容量测算的实际意义 电气设备主布线的竞争性谈判; 挑选电导体和家用电器; 设计方案房外髙压配电设备时,需按短路故障标准校检软输电线的两色和相对性地间距; 挑选继电保护装置设备和开展整定值测算; 4.2 短路电流计算 图 4 1 短路电流计算图 变压器 T=40 MV · A , 取 MV · A , 设 a 处得短路故障输出功率为 1000MV · A ,则它的电感标幺值 变压器电感标幺值为 在互联网 工作电压级的标准电流量为 点短路故障时 短路容量为 点短路故障时 短路故障点 和 电流量同样不做测算 标准容量: = 100MVA 系统软件的正序特性阻抗为 发电机组 测算电感为: 依据汽轮机测算曲线图数字表得 4。

3 电器设备挑选的规定 和标准 应达到一切正常运作、维修、短路故障和过压状况下的规定,并考虑到发展前景发展趋势; 应按本地自然环境标准校对; 应务求技术性优秀和经济发展有效; 与全部 工程项目的建设标准应协调一致; 类似机器设备应尽量避免种类; 采用的新品均需有靠谱的实验数据信息,并经宣布验定达标。在特殊情况 下,采用 没经宣布评定的新品时,应经上级领导准许。 工作电压: ( 4 1 ) 式中: —— 家用电器容许最大工作标准电压 —— 最大运作工作电压 电流量: ( 4 2 ) 式中: —— 家用电器额定电压 —— 不断工作中电流量 因为变压器短路故障时负载工作能力非常大,双回路供电小组出线的工作中电流量变化幅度较为大,所以测算工作中电流量应依据具体必须明确。直流电 器沒有明

因此在挑选其额定电压时,应达到各种各样很有可能运作方法下控制回路不断工作中电流量的规定。 4.4 校检的标准及热平稳标准 校检的一般标准: 家用电器在选中后应按较大 很有可能根据的短路容量开展动、热平稳验证。校检的短路容量一般取三相短路故障时的短路容量 , 若发电机组出入口的两相短路故障或中性线立即接地保护控制回路中的单相电、两相连地短路故障较三相短路故障比较严重时,则应按比较严重状况校检。 用断路器维护的家用电器并不检算热平稳;当断路器比较有限流功效时,并不运算动平稳;用断路器维护的互感器控制回路,并不检算动、热平稳。 短路故障的热平稳标准: ( 4 3 ) ( 4 4 ) 式中: Q k —— 短路容量造成的热电效应 电驱动力平稳验证: ( 4 5 ) 式中: —— 短路故障冲击性电流量幅度值 —— 家用电器容许根据的动平稳电流量的幅度值 下述几类状况下并不验证热平稳或动平稳: 用断路器维护的家用电器。

其热稳定由熔断时间保证,故可不验算热稳定; 采用有限流电阻的熔断器保护的设备,可不校验动稳定; 装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。 4.6 电气设备的选择 4.6.1 断路器参数的选择 按额定电压选择: 按额定电流选择: 按开断电流选择: 按额定关合电流选择: 热稳定效验: 动稳定效验: 4.6.2 隔离开关 参数的选择 按额定电压选择: 按额定电流选择: 热稳定效验: 动稳定效验: 4.6.3 形式选择 断路器的形式选择,除应满足各项技术条件和环境条件外,还应考虑便于施工调试的运行维护,并经技术经济比较后确定。 发电机的主保护 按种类和形式选择:隔离开关的形式和种类的选择应根据配电装置的布置特点和使用条件等因素进行综合技术比较后确定。

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