凝汽式火电厂一次部分设计Word格式文档下载.docx
- 文档编号:21681336
- 上传时间:2023-01-31
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:150.44KB
凝汽式火电厂一次部分设计Word格式文档下载.docx
《凝汽式火电厂一次部分设计Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《凝汽式火电厂一次部分设计Word格式文档下载.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
=0.85。
(2)110KV电压等级:
架空线12回,I级负荷,最大输送220MW,最小输送180MW,Tmax=4500h/a,cos
总装机容量10000MW,短路容量12000MVA。
设计电厂容量为2×
100+2×
100=600MW,占电力系统总容量600/(10000+600)×
100%=5.66%,没有超过电力系统的检修备用容量8%~15%和事故备用容量10%的限额,由此知该电厂为中型凝气式火电厂。
而年利用小时数为6000h,远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数,所以该火电厂在电力系统中主要承担基荷,从而在设计主接线时务必着重考虑其可靠性。
装机容量分别为2×
100MWUn=10.5kV2×
100MWUn=15.75kV。
它具有10.5kV、15.75kV、110kV、220kV四级电压。
1.2主接线方案的择
衡量可靠的标准,一般是根据主接线型式机主要设备操作的可能方式,按一定的规律计算出“不允许”事件发生的规律,停运的持续时间期望值等指标,对几种主接线型式中择优。
所谓“不允许”事故,是指发生故障后果非常严重的事故,如全部电源津县停运、朱变压器停运,全场停电事故等。
供电可靠性是电力生产和分配的首要要求,主接线首先应满足这个要求。
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)可靠性
可靠安全是电力生产的首要任务,保证供电可靠是电气主接线最基本要求。
它可以从以下几方面考虑:
①发电厂或者变电所在电力系统中的地位和作用;
②发电厂和变电所接入电力系统的方式;
③发电厂和变电所的运行方式及负荷性质;
④设备的可靠性程度直接影响着主接线的可靠性;
⑤长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。
(2)灵活性
主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。
①调度时,应操作方便的基本要求,既能灵活的投入或切除某些机组、变压器或线路,调配电源和负荷,又能满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求;
检修时,可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电;
③扩建时,可以容易地从初期接线过渡到最终接线。
在不影响连续供电或停电时间最短的情况下,投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰,并且对一次和二次部分的改建工作量最少。
(3)经济性
主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理。
一般从以下几方面考虑。
①投资省;
②占地面积少;
③电能损耗少。
此外,在系统规划设计中,要避免建立复杂的操作枢纽,为简化主接线,发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。
发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题,主接线的设计首先应保证其满发、满供、不积压发电能力,同时尽可能减少传输能量过程中的损失,以保证供电连续性。
为此,对大、中型发电厂主接线的可靠性,应从以下几方面考虑:
①断路器检修时,是否影响连续供电;
②线路、断路器或母线故障,以及在母线检修时,造成馈线停运的回路数多少和停电时间的长短,能否满足重要的Ⅰ,Ⅱ类负荷对供电的要求;
③本发电厂有无全厂停电的可能性;
④大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。
对大、中型发电厂电气主接线,除一般定性分析其可靠性外,尚需进行
可靠性的定量计算。
主接线还应具有足够的灵活性,能适应多种运行方式的变化,且在检修、事
故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展方便。
主接线的可靠性与经济性综合考虑、辨证统一,在满足技术要求的前提下,尽可能投资省、占地面积少、电压损耗少、年费用(投资与运行)为最小。
根据对原始资料的分析,现将各电压等级可能采用的两种方案列出:
110KV电压级:
架空线12回,I级负荷,为使其出线断路器检修时不停电,应采用双母分段或双母带旁路,以保证其供电的可靠性和灵活性。
220KV电压级:
架空线6回,I级负荷,应采用双母带旁路或一台半。
如表1拟定的三种方案表:
电压等级
方案Ⅰ
方案Ⅱ
方案Ⅲ
110KV
双母分段
双母带旁路
220KV
一台半
如表2主接线方案比较表:
方案
项目
可
靠
性
1可靠性较高,检修母线或设备故障时会短时停电。
2220KV检修线短路器也不会停电。
3220KV设备少,设备故障率低。
4联络变压器起了联络和厂备用的作用。
①可靠性高,无论检修母线或设备故障、检修就不会全厂停电。
②220KV检修进线断路器也不会停电。
③220KV设备少,设备本身故障率低。
④两台联络变压器还满足本厂的厂备用和启动电源的要求。
②两种电压有两台变压器联结提高可靠性。
③220KV隔离开关不作为操作电器,减少了故障几率。
④联络变压器起了联络和厂备用的作用。
灵
活
1110KV,220KV均有多种运行方式。
2扩建方便,便于二次建设。
3相应的保护简单。
4110KV,220KV均有多种运行方式。
5各种电压级接线都便于扩建和发展。
6相应的保护装置相对简单。
①110KV,220KV均有多种运行式。
②220KV属于环网结构运行调度灵活但相应的保护装置较复杂。
③易于扩建和实现自动化。
经
济
1投资较少,设备简单,数量较少,年费用低。
2占地面积较小。
3相对投资少,设备数量少,年费用较低。
②220KV是双母接线,相对占地面积少。
①投资高,设备数量多,年费用大。
②220KV采用交叉接线,占地面积大。
通过对两种方案的综合分析,方案Ⅰ在经济型上占优势,方案Ⅱ的可靠性适中,但对本次设计已经足够,而且灵活性也较好,保护装置也较简单,方案Ⅲ在可靠性方面占优势,但其经济性态差。
由于考虑到该电厂为中型凝汽式发电厂,故最终方案选用方案Ⅱ,如下图:
图1,一次部分主接线简图
1.3变压器的选择与计算
1.3.1变压器容量的确定原则
(1)接有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定的原则
连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量,应考虑以下因素:
①发电机全部投入运行时,在满足发电机电压供电的日最小负荷,并扣除厂用负荷后,主变压器应能将发电机电压母线的剩余有功和无功容量送入系统。
②接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时,主变压器应能从电力系统倒送功率,保证发电机电压母线上最大负荷的需要。
③若发电机电压母线上接有两台或以上的主变压器时,当其中容量最大的一台因故退出运行时,其它主变压器在允许正常过负荷范围内,应能输送母线剩余功率的70%以上。
(2)主变压器型式的选择原则
①相数的确定
在330KV及以下电力系统中,一般都应选用三相变压器。
若受到限制时,则宜选用两台小容量的三相变压器取代一台大容量三相变压器,或者选用单相变压器。
②组数的确定
一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器,但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%以上。
对于最大机组为200MW以上的发电厂,一般以采用双绕组变压器加联络变压器更为合理。
其联络变压器宜选用三绕组变压器。
③绕组接线组别的确定
变压器三相绕组的接线组别必须和系统的相位一致,否则,不能并列运行。
我国110KV及以上电压,变压器三相绕组都采用“YN”连接,35KV采用“Y”连接,其中性点多通过消弧线圈接地,35KV以下高压电压,变压器三相绕组都采用“D”连接。
④变压器型号的表示方法:
□□-□/□□
特殊环境代号
电压等级(KV)
额定容量代号(KVA)
设计序号
产品代号
变压器产品代号含义:
S——三相F——风冷却装置P——强迫油循环S——三绕组
根据以上绕组连接方式的原则,主变压器接线组别一般都采用YN,d11常规接线。
为使变压器型号易选,常将两台容量相同的发电机接在同一侧,故将2台100MW的发电机接在110KV侧,2台200MW的发电机接在220KV侧,容量可通过联络变压器传送。
变压器容量的确定:
S=(PG-P厂)×
(1+10%)/cos
ST1,2=(100-100×
8%)×
1.1/0.85=119.06MW
ST3,4=(200-200×
1.1/0.85=238.12MW
故:
与100MW发电机相连的变压器的容量为120MW
与200MW发电机相连的变压器的容量为240MW
与110KV侧相连的变压器选择为SFP7—120000/110;
与220KV侧相连的变压器选择为SFP7—240000/220,其参数见变压器的选择结果表。
1.3.2连接两种升高电压母线联的络变压器容量的确定原则
(1)联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下,网络间的有功功率和无功功率的交换。
(2)联络变压器容量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,通过联络变压器来满足本侧负荷的要求,同时,也可在线路检修或故障时,通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。
(3)联络变压器为了布置和引线方便,通常只选一台,在中性点接地方式允许条
件下,以选自耦变压器为宜。
其第三绕组,及低压绕组兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置。
但该发电厂的110KV电压级靠联络变压器来提供电源,功率主要从220KV的高压侧输送到110KV的中压侧,用自耦的变压器所需的公共容量太大。
因为110KV电压级的可靠性要求也比较高,且200MW及以上机组,一般采用两台联络变压器,所以,该电厂也用了两台。
且采用Y-Y-△连接方式,满足相位条件。
根据原则,可得容量为:
ST=PG/cos
=200/0.85=235.29MW
所以用两台时,每一台是总容量的一半,即ST5,6=117.65MW,选标准的是120MW。
根据以上分析选得SFPS7-120000/220,其参数见变压器的选择结果表。
1.3.3厂用变压器的选择:
厂用电分别从两台发电机取得电源,所以,需要两台;
在联络变压器的选型当中,低压侧电压是10.5KV,所以也需要两台变压器。
本设计采用厂用电母线分段形接线,以提高可靠性,也使调配灵活。
所以,发电机电压级的变压器采用分裂绕组,两低压侧分别接到两段母线上,达到相互备用的效果,而联络变压器的备用也分别接到两公用母线上。
200MW机组的发电厂厂用电一般采用6KV,所以发电机电压级的变压器要用15.75/6.3/6.3,而联络变压器低压侧用10.5/6.3,发电机旁的厂用变压器容量是:
ST7,8=PG×
8%=200×
8%=16MW
选用接近此容量的标准容量为16MW
100MW侧ST9,10=PG×
8%=100×
8%=8MW
联络变压器低压侧的厂用备用变压器容量应该满足厂用电,所以其容量取16MW。
根据以上分析,发电级电压级厂用电变压器选为,联络变压器低压侧选为,其具体参数如下表:
如表3变压器选择结果表:
变
压
器
型
号
额定
容量(MVA)
额定
电压
阻抗电压(%)
联
结
组
高压
(KV)
低压
T-1,2
SFP7-120000/110
120
110
10.5
10.8
YN,d11
T-3,4
SFPS7-240000/220
240
220
15.75
12-14
T-5,6
SFPS7-120000/220
230±
2×
2.5%
121/10.5
U13=24
U12=14
U23=8
YN,yn0,d11
T-7,8
SFPS7-31500/15.75
31.5
15.75±
6.3/6.3
U13=28
U12=8
U23=14
T-9,10
SF7-16000/10
16
6.3
Yy,n0
T-11,12
SFF7-31.5/15.75
9.5
1.4厂用电接线方式的选择
厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。
首先,应保证对厂用负荷可靠和连续供电,使发电厂主机安全运转;
其次,接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求;
还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备,使其具有可行性和先进性。
此外,在设计厂用电系统接线时还应对以下问题进行分析和论证。
1.4.1厂用电接线总的要求:
(1)各机组的厂用电系统应是独立的。
特别是200MW及以上机组,应做到这一点。
一台机组的故障停运或者其辅助机的电气故障,不应影响到另一台机组的正常运行。
并能在短时内恢复本机组的运行。
(2)充分考虑机组启动和停运过程中的供电要求。
一般均配置可靠的备用电源。
在机组的启动停运和事故时的切换操作要少,并能与工作源短时并列。
(3)充分考虑电厂的分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式。
特别要注意对公用的符合供电影响。
要便于过度,尽量少改变线路和更换设备。
200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。
当全厂停电时,可以快速启动和自动投入,向保安负荷供电。
1.4.2厂用电接线方式选择
从前面分散的叙述中,已经设计完了厂用电的电源来源,且充分考虑了其备用。
即采用母线分两段接线,分别从两发电机处获得工作电源,而从两联络变压器出获得备用电源。
当全厂停电的事故保安电源接线。
厂用电接线图如下图所示
2.短路电流的计算
2.1短路计算的一般规则
短路电流计算的一般规则:
(1)验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流,应按本工程的设计规划容量计算,并考虑电力系统的远景发展规划确定短路电流时,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,应考虑具有反馈作用的异步电动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为最大的地点。
对带电抗器的6~10KV出线与厂用分支回路,除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外,其它导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。
(4)导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流,一般按三相短路验算。
若发电机出口的两相短路,或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三短路严重时,则应按严重情况计算。
2.2短路电流计算表
由计算(附录Ⅰ)可得短路电流计算表如下表所示
如表4短路电流计算表
短路电流值(KA)
4s
2.388
0.944
1.163
2.435
15.791
12.223
2s
2.425
1.158
2.525
16.547
1s
2.474
1.154
2.649
17.632
0.5s
2.585
0.932
1.185
2.827
22.530
11.706
0.2s
2.951
0.890
1.328
3.299
25.766
11.803
0s
3.887
0.934
1.691
4.544
31.9044
12.191
短路电流标幺值
2.378
0.470
2.316
2.444
0.378
2.415
2.306
2.515
2.561
2.464
2.299
2.638
2.729
2.575
0.464
2.360
2.816
3.487
0.362
2.939
0.443
2.646
3.286
3.988
0.365
3.872
0.465
3.368
4.526
4.938
0.377
分支额定电流INKA
1.004
2.008
0.502
6.461
32.337
分支电抗
Xjs
0.271
2.193
0.327
0.244
0.213
2.676
分支线名称
G1
G2
G3
G4
基准电流
IB
(KA)
00.5
1.0
0.25
0.5
5.5
11.0
短路点平均电压
115
230
短路点编号
F1
F2
F3
3.电气设备的选择
3.1电气设备选择的一般规则
(1)应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展;
(2)应按当地环境条件校核;
(3)应力求技术先进和经济合理;
(4)与整个工程的建设标准应协调一致;
(5)同类设备应尽量减少品种;
(6)选用新产品均应具有可靠的实验数据,并经正式鉴定合格。
在特殊情况下,选用未经正式鉴定的新产品时,应经过上级批准。
3.2电气选择的条件
正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。
在进行电器选择时,应根据工程实际情况,在保证安全可靠的前提下,积极而稳妥的采用新技术,并注意节省投资,选择合适的电器。
尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样,具体选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求却是一致的。
电器要能可靠的工作,必须按正常条件下进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
3.2.1按正常工作条件选择电器
(1)额定电压和最高工作电压
所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压,即
Ualm≥Usm。
一般电器允许的最高工作电压:
当额定电压在220KV及以下时为1.15UN;
额定电压是330~500KV时是1.1UN。
而实际电网的最高运行电压Usm一般不会超过电网额定电压的1.1UNs,因此在选择电器时,一般可按电器额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择,即
UN≥UNs。
(2)额定电流
电器的额定电流IN是指在额定周围环境温度θ。
下,电器的长期允许电流。
IN不应该小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax,即
IN≥Imax
由于发电机、调相机和变压
- 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:
- 凝汽式 火电厂 一次 部分 设计