3100 MW火力发电厂电气一次部分设计.docx
- 文档编号:2009582
- 上传时间:2022-10-26
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:270.78KB
3100 MW火力发电厂电气一次部分设计.docx
《3100 MW火力发电厂电气一次部分设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3100 MW火力发电厂电气一次部分设计.docx(36页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3100MW火力发电厂电气一次部分设计
第三章火力发电厂的主要设备
一、发电机
发电机是电厂的主要设备之一,它同锅炉和汽轮机称为火力发电厂的三大主机,目前电力系统中的电能几乎都是由同步发电机发出的。
根据电力系统的设计规程,在125MW以下发电机采用发电机中性点不接地方式,本厂选用发电机型号为QFN—100—2及参数如下:
型号含义:
2-----------------2极
100-------额定容量
N------------氢内冷
F-------------发电机
Q------------汽轮机
Pe=100MW;Ue=10.5;Ie=6475A;
cos=0.85;Xd〞=0.183
S30=P30/cos=Pe/cos=100000KVA/0.85=117647.059KVA
二、电力变压器的选择
电力变压器是电力系统中配置电能的主要设备。
电力变压器利用电磁感应原理,可以把一种电压等级的交流电能方便的变换成同频率的另一种电压等级的交流电能,经输配电线路将电厂和变电所的变压器连接在一起,构成电力网。
1、6kv厂用电工作变压器负荷计算及容量的选择:
名称
容量(KW)
安装台数
工作台数
给水泵
3200
3
3
循环水泵
1250
6
3
凝结水泵
180
6
3
射水泵
100
6
3
吸风机
475
6
6
送风机
550
6
6
磨煤机
475
8
6
排粉机
310
8
8
碎煤机
570
1
1
冲灰泵
210
2
2
低压厂变
750
3
3
输煤变
750
1
1
ⅰ、厂用电压等级:
火力发电厂采用3KV、6KV和10KV作为高压厂用电压。
在满足技术要求的前提下,优先采用较低的电厂,以获得较高的经济效益。
由设计规程知:
按发电机容量、电压决定高压厂用电压,发电机容量在100~300MW,厂用高压电压宜采用6KV,因此本厂高压厂用电压等级6KV。
ⅱ、厂用变压器容量确定
由设计任务书中发电机参数可知,高压厂用变压器高压绕组电压为10.5KV,而由ⅰ知,高压厂用变压器低压绕组电压为6KV,故高压厂用变压器应选双绕组变压器。
ⅲ、厂用负荷容量的计算,由设计规程知:
给水泵、循环水泵、射水泵的换算系数为K=1;
其它低压动力换算系数为K=0.85;
其它高压电机的换算系数为K=0.8。
厂用高压负荷按下式计算:
Sg=K∑P
K——为换算系数或需要系数
∑P——电动机计算容量之和
Sg=3200+1250+100+(180+4752+5502+475×2+826.667+570+210)×0.8
=?
KVA
低压厂用计算负荷:
Sd=(750+750)/0.85=?
KVA
厂用变压器选择原则:
(1)高压厂用工作变压器容量应按高压电动机计算负荷的110℅与低压厂用电计算负荷之和选择,低压厂用工作变压器的容量留有10℅左右的裕度;
(2)高压厂用备用变压器或起动变压器应与最大一台(组)高压厂用工作变压器的容量相同。
根据高压厂用双绕组变压器容量计算公式:
SB≥1.1Sg+Sd=1.1×8379.333+1764.706=?
KVA
由以上计算和变压器选择规定,三台厂用变压器和一台厂用备用变压器均选用SF7---16000/10型双绕组变压器
厂用高压变压器:
SF7---16000/10(双绕组10KV变压器)①
额定容量(KVA)
额定电压(KV)
连接组标号
损耗(KW)
空载电流%
阻抗电压%
重量(t)
轨距(mm)
高压
低压
空载
负载
16000
10±2×2.5℅
6.3
Y,yn0
19
77
0.7
10.5
24.5
1435
注:
SF7---16000/10为三相风冷强迫循环双绕组变压器。
①电气设备实用手册P181
2、电力网中性点接地方式和主变压器中性点接地方式选择:
由设计规程知,中性点不接地方式最简单,单相接地时允许带故障运行两小时,供电连续性好,接地电流仅为线路及设备的电容电流,但由于过电压水平高,要求有较高的绝缘水平,不宜用于110KV及以上电网,在6~63KV电网中,则采用中性点不接地方式,但电容电流不能超过允许值,否则接地电弧不易自熄,易产生较高弧光间歇接地过电压,波及整个电网;中性点经消弧线圈接地,当接地电容电流超过允许值时,可采用消弧线圈补偿电容电流,保证接地电弧瞬间熄灭,以消除弧光间歇接地过电压;中性点直接接地,直接接地方式的单相短路电流很大,线路或设备须立即切除,增加了断路器负担,降低供电连续性。
但由于过电压较低,绝缘水平下降,减少了设备造价,特别是在高压和超高压电网,经济效益显著。
故适用于110KV及以上电网中。
主变压器中性点接地方式,是由电力网中性点的接地方式决定。
3、主变压器型号的容量及型号的选择,根据设计规程:
单元接线的主变压器的容量按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后,留有10℅的裕度,则:
S30-SB=(117647.059-10981.9723)×1.1=?
KVA
由发电机参数和上述计算及变压器的选择规定,主变压器选用1台220KV双绕组的变压器和两台220KV三绕组的变压器。
一台220KV的双绕组变压器选择用SFPZ7-120000/220,两台220KV三绕组的变压器选择用SFPS7-120000/220
型号含义:
S——三相风冷强迫油循环
F——风冷
P——无励磁调压
S——为铜导线,L为铝导线
Z——有载
7——设计序号
双绕组主变压器:
SFPZ7—120000/220②
额定容量(KVA)
额定电压(KV)
连接组标号
损耗(KW)
空载电流%
阻抗电压%
重量(t)
轨距(mm)
高压
低压
空载
负载
120000
220±2×2.5℅
10.5
YNd11
124
385
0.8
12
171
1435
②电气设备实用手册P233
两台三绕组主变压器SFPS7-120000/220③
额定容量(KVA)
额定电压(KV)
连接组标号
损耗(KW)
空载电流%
阻抗电压℅
重量(t)
轨距(mm)
高低
高中
中低
空
载
负载
高中
高低
中低
120000
220±2×2.5℅
121
10.5
YN,yn0,d11
144
480
0.9
14
23
7
171
1435
③电气设备实用手册P233
4、由上述的计算和变压器选择规定火电厂一般均设置备用电源.备用电源的引接应保证其独立性,避免与厂用工作电源由一电源引接,并有足够的供电容量,由此可确定:
高压厂用备用变压器选择SFL7-16000/110型号的变压器
SFL7-16000/110型号主要参数如下④
额定容量(KVA)
额定电压(KV)
连接组标号
损耗(KW)
空载电流%
阻抗电压%
重量(t)
轨距(mm)
高压
低压
空载
负载
16000
121±2×2.5℅
6.3
Y0dn
23.5
86
0.9
7
34.2
1435
④电气设备实用手册P205
第四章火力发电厂短路电流计算
第一节110~220KV系统短路电流的计算
1、短路计算的意义
在供电系统中,危害最大的故障就是短路。
所谓短路就供电系统是一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。
造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误操作、雷击或过电压击穿等。
由于误操作产生的故障约占全部短路故障的70%在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍甚至大几十倍,通可达数千安,短路电流通过电气设备和导线必然要产生很大的电动力,并且使设备温度急剧上升有可能损坏设备和电缆。
在短路点附近电压显著下降,造成这些地方供电中断或影响电机正常,发生接地短路时所出现的不对称短路电流,将对通信工程线路产生干扰,并且短路点还可使整个系统运行解列。
2、短路计算的目的
(1)对所选电气设备进行动稳定和热稳定校验;
(2)进行变压器和线路保护的整定值和灵敏度计算。
3、短路计算的内容
计算发电厂相关节点的三相短路电流。
4、基本假定:
(1)正常工作时,三相系统对称运行。
(2)所有电源的电动势相位角相同。
(3)系统中的同步和异步电机均为理想电机,不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响;转子结构完全对称;定子三相绕组空间相差1200电气角度。
(4)短路发生在短路电流为最大值的瞬间。
(5)不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。
5、短路计算的方法
对应系统最大运行方式,按无限大容量系统,进行相关短路点的三相短路电流计算,求得I”、ish、Ish值。
I〞——三相短路电流;
ish——三相短路冲击电流,用来校验电器和母线的动稳定。
Ish——三相短路全电流最大有效值,用来校验电器和载流导体的的热稳定。
Sd——三相短路容量,用来校验断路器和遮断容量和判断容量是否超过规定值,作为选择限流电抗的依据。
一、电抗图及电抗计算
由3×100MW火电厂电气主接线图和设计任务书中给出的相关参数,可画出系统电抗图如图4-1所示
选取基准容量为Sj=100MVAUj=Uav=1.05Ue
Sj——基准容量(MVA);
Uav——所在线路的平均电压(kV)。
以下均采用标幺值计算方法,省去“*”。
1、对于QFN-100-2发电机电抗:
X7=X8=X12=Xd〞=0.183×=?
2、SFPZ7-12000/220型双绕组变压器的电抗:
X11==?
图(4-1)
式中Uk%——变压器短路电压的百分数(%);
Se——最大容量绕组的额定容量(MVA);
Sj——基准容量(MVA)。
3、SFPSZ7-12000/220型三绕组变压器高压、中压、低压的电抗值:
X9=X10=(Ud高中%+Ud高低%-Ud中低%)
=(14+23-7.0)=?
X3=X4=(Ud高中%+Ud中低%-Ud高低%)
=?
X6=X5=(Ud高低%+Ud中低%-Ud高中%)
=?
4、线路阻抗(设计任务书中已给出):
X1=0.12X2=0.068
二、220KV母线上发生短路时(d2点)的计算
将系统电抗图简化(如图4-2)并计算:
X13=X11+X12=?
X14=(X5+X7)=(X6+X8)=?
X15=X3=(-0.008)=?
X16=X9=?
X17=X1+X15=?
X18=X17+X16+
=0.116+0.063+=?
X19=X16+X14+=?
X20=X2∥X18==?
X21=X13∥X19==?
短路点短路电流的计算:
根据任务书的要求,系统是在最大运行方式下进行短路计算,而且系统为110KV和220KV系统为无穷大容量系统:
因此对于无限大容量系统:
Ij=(基准电流)E∑=1
I*〞=I*z=I*∞=;
I*z——短路电流周期分量的标幺值;
I*〞——0秒短路电流周期分量的标幺值;
X*∑——电源对短路点的等值电抗标幺值;
I*∞——时间为∞短路电流周期分量的标幺值。
I2〞=Iz=I∞=Ij2(=I*zIj)==×=?
对于有限电源提供的短路电流按下式计算:
∵Izt=I*zt·Iez=I*zt·
火电厂的总容量:
Se∑=3×=?
MVA
计算电抗:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 3100 MW火力发电厂电气一次部分设计 MW 火力发电厂 电气 一次 部分 设计