5×300MW凝汽式火电厂电气一次部分设计 (1)Word下载.doc
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2.3.3电流互感受器的配置 2
参考文献 15
300MW凝汽式火电厂电气一次部分课程设计
1.原始资料
1.1发电厂建设规模
1.1.1类型:
凝汽式火电厂
1.1.2最终容量、机组的型式和参数:
300MW、年利用小时数:
6000h/a
1.2电力系统与本厂的连接情况
1.2.1电厂在电力系统中的作用与地位:
地区电厂
1.2.2发电厂联入系统的电压等级:
220KV
1.2.3电力系统总装机容量:
16000MW,短路容量:
10000MVA
1.2.4发电厂在系统中所处的位置、供电示意图
1.3.1220KV电压等级:
架空线8回,备用2回,I级负荷,最大输送200MW,
Tmax=4000h/a
1.3.2110KV电压等级:
架空线8回,I级负荷,最大输送180MW,Tmax=4000h/a
1.3.3穿越本厂功率为50MVA。
1.3.4厂用电率:
8%
1.4环境条件
1.4.1当地年最高温40℃,最低温-6℃,最热月平均最高温度28℃,最热月平均最低温度24℃
1.4.2当地海拔高度为50m
1.4.3气象条件无其它特殊要求。
2.设计任务
2.1发电厂电气主接线设计
2.2厂用电设计
2.3短路电流的计算
2.4主要电气设备的选择
2.5配电装置
3.设计成果
3.1设计说明书、计算书一份
3.2图纸一张
摘要
本设计是对5×
300MW总装机容量为600MW的凝汽式区域性火电厂进行电气一次部分及其厂用电高压部分的设计,它主要包括了五大部分,分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择、安全保护装置。
其中详细描述了短路电流的计算和电气设备的选择,从不同的短路情况进行分析和计算,对不同的短路参数来进行不同种类设备的选择,列出各设备选择结果表。
并对设计进行了理论分析。
最后的设计总图包括主接线,厂用电,断路器,隔离开关等。
[关键词]:
主接线;
发电机;
变压器;
短路电流;
厂用电;
厂备用;
安全保护
引 言
电能是一种清洁的二次能源。
由于电能不仅便于输送和分配,易于转换为其它的能源,而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。
因此,电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。
绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供,电力工业已成为我国实现现代化的基础,得到迅猛发展。
而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。
本设计是对配有2台300MW的汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计,主要完成了电气主接线的设计,它主要包括了四大部分,分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择。
其中详细描述了主接线的选择、短路电流的计算和电气设备的选择,从不同的短路情况进行分析和计算,对不同的短路参数来进行不同种类设备的选择,并对设计进行了理论分析。
1.电气主接线
1.1系统与负荷资料分析
(1)工程情况
由原始资料可知,。
本设计根据电力系统的发展规划,拟在该地区新建一座装机容量为1200MW的凝汽式火力发电厂,发电厂安装2台600MW机组,总容量占相联电力系统总容量的=,没有超过电力系统检修备用容量—和事故备用容量的要求,这说明了该火电厂在未来电力系统中的不占主导作用和地位,主要是负责地区供电,而且年利用小时数为6000>
5000,又为火电厂,在电力系统中将主要承担基荷,因此该电厂的电气主接线要求有较高的可靠性。
该发电机端额定电压为20KV,电厂建成后以6KV电压供+给本厂负荷,厂用电为8%。
以220KV电压等级供给系统,架空线8回,属于I级负荷,最大输送200MW,Tmax=4000h/a并以110KV电压等级供给负荷,架空线8回,也属于I级负荷,最大输送180MW,Tmax=4000h/a。
并且本设计需要做到的技术指标要求保证供电安全、可靠、经济,且功率因数达到0.85。
(2)电力系统情况
该发电厂在电力系统中的作用与地位为地区电厂,地区电厂靠近城镇。
电力系统总装机容量为16000MW,短路容量为10000MVA。
该发电厂联入系统的电压等级为220KV。
(3)负荷分析
该发电厂有两个电压等级,其负荷分析分别如下:
220KV电压等级:
有架空线8回,备用两回,即十回出线,负荷类型为一级负荷,最大输送200MW,最大负荷小时数为4000h/a,功率因数为0.85。
110KV电压等级:
有架空线8回,即8回出线,负荷类型为一级负荷,最大输送180MW,最大负荷小时数为4000h/a,功率因数为0.85。
由于两个电压等级所联负荷均为一级负荷,且最大负荷小时数为4000h/a,故对主接线的可靠性要求很高。
(4)环境情况
由原始资料可知,当地海拔高50m,故可采用非高原型的电气设备;
当地年最高温度为40度,年最低温度为-6度,最热月平均最高温度为28度,最热月平均最低温度为24度,气象条件无其他特殊要求。
(5)设备情况
原始资料中给出了两台发电机的容量,这里对单台300MW发电机设备的型号进行选择。
根据原始资料中给出了发电机的容量,课选择出发电机的型号,选择结果如表1.1
表1.1发电机型号及参数
发电机
型号
额定
电压(KV)
额定
功率(MW)
功率
因数
次暂态电抗
G-1~~G-2
QFSN-300-2
20
300
0.9
0.062
型号含义;
2——2极
200/300——额定容量
N——氢内冷
F——发电机
Q——汽轮机
S——水内冷
1.2主接线方案的选择
(1)主接线方案的拟定
可拟定两种主接线方案:
方案一:
发电机出口采用分相封闭母线;
110KV电压等级采用单母分段带旁路接线形式,分段断路器兼作旁路断路器;
220KV电压等级采用双母接线形式,两台发电机与分别与两台变压器接成发电机-变压器单元接线形式接至220KV电压母线上;
220KV电压母线和110KV电压母线之间设有两台联络变压器;
通过这两台联络变压器由220KV电压母线给110KV侧负荷供电。
方案二发电机出口采用分相封闭母线;
110KV电压等级采用双母线带接线形式。
220KV电压等级采用双母线带接线形式。
两台发电机与分别与两台变压器接成发电机-变压器单元接线形式接至220KV电压母线上;
(2)主接线方案的比较原则
对电气主接线的基本要求,概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方 面。
1.3主变压器的选择与计算
1.4所选变压器的型号及参数
变
压
器
型
号
额定电压(KV)
短路
阻抗
%
容量
(MVA)
联
结
组
高压
中/
低压
主变
压器
SSPL-90000/220
242±
2×
2.5%
10.5
13.750
900
YN,d11
联络
变压器
SFPSL0-240000/220
242
121±
4×
/15.75
高中2.58
高低41.0
中低6.07
100/100/50
YN,a0,
d11
厂用
SFF10-31500/20
6.3/
6.3
15
31.5/2×
D,d12,d12
2.电气设备的选择
2.1电气设备的选择
2.1.1高压断路器和隔离开关的选择
(1)断路器的种类和形式的选择
因为110KV侧有8回出线,220KV侧有12回出线,所以接入110KV,220KV侧的高压断路器应选择SF6断路器。
(2)额定电压的选择
110KV侧:
==1.1×
110KV=121KV
220KV侧:
220KV=242KV
(3)额定电流的选择
≥=1.05×
200×
1000/×
110×
0.85=1.373KA
220×
0.9=0.686KA
(4)开断电流的选择
高压断路器的额定开断电流不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量,为了简化计算可应用此暂态电流I"
进行选择,即≥I"
。
≥I"
=37.214KA
=17.007KA
(5)短路关合电流的选择
为了保证断路器在关合短路时的安全,断路器的额定关合电流不应小于短路电流最大冲击值,即≥。
≥=1.9×
37.214=96.116KA
17.007=45.698KA
(6)热稳定校验
2t≥
取(短路切除时间)=4s。
I"
=37.214KAI2=31.627KAI4=30.961KA
周期分量热效应=(I"
2+10I22+I42)×
/12=3207.176(KA)2·
s
t>
1s不计非周期分量=
=17.007KAI2=15.288KAI4=15.244KA
/12=714.712(KA)2·
1s不计非周期分量=
(7)动稳定校验
≥
≥96.116KA
≥45.698KA
2.1.2电压互感器的选择
电压互感器的选择和配置应按下列条件:
(1)型式:
6~20KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器;
35KV~110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器;
220KV级以上的配电装置,当容量和准确等级满足要求,一般采用电容式电压互器。
在需要检查和监视一次回路单项接地时,应选用三项五柱式电压互感器或具有第三绕组的单项电压互感器。
(2)准确等级:
电压互感器影子哪一准确等级下工作,需根据接入的测量仪表,继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定,
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