发电厂电气部分课程设计.docx
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发电厂电气部分课程设计
发电厂电气部分课程设计
一煤矸石电厂基础资料
1.1电厂基本情况
煤矸石电厂装机为两台高温高压循环流化床锅炉配两台50MW冷凝式汽轮机2*50MW发电机;采用发电机变压器单元接线,发电机出口电压为6KV,经变压器升压为110KV送入电网;常见高压工作电源由发电机主回路经限流电抗器接引,发电机出口电压为6KV,发电机至110KV升压变压器的引线采用封闭母线。
1.2环境条件
该所位于某乡镇,有公路可达,海拔高位86米,土壤点阻系数P=25000,土壤地下0.8米处温度20摄氏度;该地区年最高温度40摄氏度,最低温度-10摄氏度,最热月7月份其最高气温月平均34.0摄氏度,最冷月1月份其最低气温月平均值为1摄氏度;年雷暴雨日数为58天。
1.3电源情况
厂用高压工作电源由发电机主回路经限流电抗器接引,启动备用电源由110KV系统电源降为6KV取得。
二设计说明书
电力系统要求发电厂的电能生产要安全、可靠、节能,技术经济合理,能够长期稳定的向电力系统输送电能。
此设计有2*50MW的两台发电机,本文根据2*50MW煤矸石发电厂的实际情况,并适当考虑生产的发展。
按供电的基本要求,首先对该电厂的原始资料进行分析处理:
首先对厂用电的接线方式的初步选择,电厂容量的大概估算等;其次,根据电厂的容量进行厂用变压器的初步选择,并对其相关的参数进行计算;再者,因为该发电机的机压为6KV与该电厂的6KV高压母线为同一等级,因此不用设厂用高压变压器,为了限制发电机出口处的短路电流,因此这里采用分列电抗器,待选完厂用变压器以及分离电抗器后,开始进行短路计算,断路器的选择以及电动机的选择和校验做准备。
此发电厂共包含四个车间五类负荷,它们包括6KV厂用高压负荷、0.4KV主厂房厂用负荷、电除尘车间的常见负荷、气力除灰车间的厂用负荷以及化水车间的厂用负荷。
在主厂房内(按1#机组说明)共需厂用低压变压器两台,它们的容量是相同的都为1000KVA,型号为SL7—1000/6,在电除尘车间,由于常见负荷的容量减小,故变压器的容量也相对减小,该车间内我们采用的变压器型号为SL7—800/6,在气力除灰车间,我们采用的变压器的型号为SL7—250/6,在化水车间我们采用的变压器的型号为SL7—400/6。
选择厂用的低压变压器型号后,对发电机出口处的分裂电抗器的选择,在这次厂用电的设计当中我们采用的分裂电抗器的型号为FKL6—2*1000—6,它的额定电压为6KV,额定电流为A,电抗百分数为6%,动稳定电流为42.5KA,热稳定电流为40.4KA。
短路电流的计算,由于厂用的6KV高压母线上接的全是常见的高压负荷,且我们在计算短路电流的时候不考虑负载效应的影响,故在该设计的厂用电的短路计算中,我们只选取了五个点进行短路计算,它们是厂用6KV母线处的短路计算,主厂房内0.4KV母线处的短路计算,化水车间的短路计算,电除尘车间的短路计算和气力除灰车间的短路计算。
经过短路计算之后,我们发现,短路电流最大的短路母线为主厂房内的0.4KV低压厂用母线,这其实也在意料之中,因为计算时,我们选取了统一的容量,而电压为各级电压的平均值,在6KV母线上的基准电流小,而在0.4KV母线上的基准电流大,且0.4KV主厂房内的变压器容量较大电抗较小,最终使得主厂房内0.4KV的母线上的短路电流最大。
对相关的设备进行选型。
在小型发电厂内一般有两个电压等级,6KV和0.4KV,6KV由于设备容量大,一般均为一类负荷,故可靠性要高,一般选用手推车式断路器,而厂用的0.4KV,由于母线电压等级较低,一般采用抽屉式空气自动开关。
在本次设计中我们采用的手推车式断路器的型号为ZN85—6/1250—25,它的额定电压为6KV,额定电流为1250A,短路关合电流为80KA。
我们采用的低压开关为GCS型低压抽出式低压开关柜,它的额定电压为400V,额定电流为小于等于4KA,母线的额定短时峰值电流为176KA。
三设计计算书
3.1各车间的计算负荷
(1)高压厂用负荷的计算
负荷表如下:
6KV厂用高压负荷
序号
设备名称
额定功率
(KW)
换算系数
K
1#机组
2#机组
连结台数
工作台数
计算容量(KVA)
连结台数
工作台数
计算容量(KVA)
1
循环水泵
630
1.0
2
2
1260
2
2
1260
2
给水泵
1600
1.0
2
1
1600
1
1
1600
3
引风机
1000
0.8
2
2
1600
2
2
1600
4
一次风机
1400
0.8
1
1
1120
1
1
1120
5
二次风机
710
0.8
1
1
568
1
1
568
6
反料风机
200
0.8
2
1
160
2
1
160
7
播煤风机
355
0.8
1
1
284
1
1
284
8
破碎机
355
0.8
1
1
284
1
1
284
9
高压电源
610.8
0.8
1
1
488.64
1
1
488.64
电除尘负荷计算表
序号
设备名称
额定功率(KVA)
换算系数K
1#电除尘变压器
23电除尘变压器
重复容量(KVA)
连结台数
工作台数
计算容量(KVA)
连结台数
工作台数
计算容量(KVA0
1
高压电源
610.8
0.8
1
1
488.64
1
1
488.64
2
加热器
127.2
0.8
1
1
101.76
1
1
101.76
3
振打电机
55.4
0.8
1
1
44.32
1
1
44.32
4
电除尘照明
20
0.8
1
1
16
1
1
16
5
其它负荷
20
0.8
1
1
16
1
1
16
化水车间负荷计算表
序号
设备名称
额定功率(kw)
换算系数k
化水变压器
连接台数
工作台数
计算容量(kv)
1
一期负荷
300
0.8
1
1
240
2
生水泵
22
0.8
1
1
17.6
3
反洗水泵
45
0.8
1
1
36
4
高压给水泵
45
0.8
1
1
36
5
除碳风泵
2.2
0.8
1
1
1.76
6
中间风泵
11
0.8
1
1
8.8
7
除盐水泵
15
0.8
1
1
12
8
自用除盐水泵
5.5
0.8
1
1
4.4
气力除灰系统计算表
序号
设备名称
额定功率(kw)
换算系数
气力除尘变压器
连接台数
工作台数
计算容量(KVA)
1
气化风机
35
0.8
2
2
56
2
空气电加热器
45
0.8
1
1
36
3
三装机
3.55
0.8
1
1
2.84
4
双轴搅拌器
22
0.8
1
1
17.6
5
PLC控制柜
2
0.8
1
1
1.6
6
配电室照明
20
0.8
1
1
16
7
带式输送机
15
0.8
1
1
12
8
带式输送机
18.5
0.8
1
1
14.8
9
带式输送机
22
0.8
1
1
17.6
10
斗式提升机
30
0.8
1
1
24
11
电动给料机
2.5
0.8
2
2
2
12
气化风机
7.5
0.8
2
2
6
13
气化风机
4
0.8
1
1
3.2
14
电加热器
15
0.8
1
1
12
各车间单机组总负荷:
高压厂用负荷的计算容量为:
6876KVA
主厂房低压负荷的计算容量为:
1192.4KVA
电除尘车间的计算容量为:
666.72KVA
化水车间的负荷计算容量为:
356.56KVA
气力除灰车间的计算容量为:
193.64KVA
3.2、厂用低压变压器的选择
6kv母线与0.4kv母线之间变压器(T1,T2)的选择
分析:
T1,T2分别互为备用为主厂房的0.4KV母线供电,当其中一台发生故障时,另一台至少应该承担起所用负荷的70%的负荷。
设S为T1对应所供母线上所有负荷容量,则
T1变压器容量为:
ST1=70%S=834.68KVA
T1,T2选用SL7—1000/6
T3,T4的选择
分析:
T3,T4分别互为备用为1#机组的静电除尘车间母线供电,当其中一台发生故障时,另一台应该承担起所有负荷。
容量为:
ST3=S=666.72KVA
故T1,T2选用SL7—800/6
T5的选择:
T5和T5’是由1#和2#机组共同承担的为气力除灰车间供电的变压器,应该互为明备用,即当其中一台发生故障时,另一台应该承担起所有负荷。
气力除灰车间的容量为:
193.64KVA
故T5选用SL7—250/6
T6的选择:
T6和T6’是由1#和2#机组共同承担的为化水车间供电的变压器,应该互为明备用,即当其中一台发生故障时,另一台应该承担起所有负荷。
化水车间的容量为:
356.56KVA
故T5选用SL7—400/6
由于1#机组和2#机组的容量以及接线的方式都相同,故对1#机组所选的变压器对2#机组同样适用。
3.3发电机端分裂电抗器的选择
分析:
按1#机组进行选择。
由于1#机组所承担的负荷为1#机组的所有厂用负荷,包括高压厂用负荷,和低压厂用负荷。
而她们的总的容量为9285.32KVA,故所选的分裂电抗器的容量至少应该大于或等于该值。
而分裂电抗器的额定电压应为发电机的机端电压,即6KV。
在本次设计当中,我们采用的分裂电抗器的型号为FKL6—2*1000—6,它的额定电压为6KV,额定电流为A,电抗百分数为6%,动稳定电流为42.5KA,热稳定电流为40.4KA。
3.4短路电流的计
取全厂的额定容量为s=100MVA、Un=Vav
2.4.1计算厂用低压变压器的阻抗
0.045*100=4.5
0.045*100/0.8=5.6
0.04*100/0.25=16
0.04*100/0.4=10
2.4.2、1#机组各处短路时的等效电路
如图,当1处发生短路时的等效电路
由图可知,当一处发生短路时的短路阻抗为
则有
当2处发生短路时的等效电路如图
由图可知,当二处发生短路时的短路阻抗为
则有
当3处发生短路时的等效电路如图:
由图可知,当三处发生短路时的短路阻抗为
则有
当四处发生短路时的等效电路如图:
由图可知,当四处发生短路时的短路阻抗为
则有
当五处发生短路时的等效电路如图:
由图可知,当四处发生短路时的短路阻抗为
则有
2.4.3、对所选的分裂电抗器进行校验如下:
电压波动校验:
同理
短路时残压及电压偏移
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