凝汽式火电厂一次部分设计 精品.docx
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凝汽式火电厂一次部分设计 精品.docx
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凝汽式火电厂一次部分设计精品
课程设计(论文)
题目凝汽式火电厂一次部分设计
学院名称电气工程学院
指导教师
职称教授
班级电力1102班
学号
学生姓名
2014年6月30日
摘要
[摘要]:
本次设计的是凝汽式火力发电厂电气一次部分,这次主要对一下几个内容进行分析和设计:
首先需要对主接线进行选择,设计主接线的原则是将可靠性、经济性和灵活性三者综合考虑的。
因为本次设计所需的机组容量比较大,对主接线的可靠性要求非常高,所以就单母线的接线方式而言可以暂不考虑,重点考虑双母接线以及一台半断路器的接线方式。
然后,根据发电机容量、负荷容量和厂用电率分别确定主变压器、联络变压器和厂用变压器的容量和台数、结构和型式。
最后,选择短路点,按照最严重的情况计算出短路点的最大短路电流,再根据短路电流的大小选择合适的断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等电器设备。
最后综合各个步骤绘制出电气主接线图。
[关键字]:
凝汽式火电厂、发电机、变压器、双母带旁路、断路器
[Abstract]:
Thisdesigniscondensingpowerplantelectricalpart,themainanalysisanddesignthefollowingcontents:
first,theneedtochoosethemainwiring,themainwiringdesignistheprincipleofthereliability,economyandflexibilityofthethreeconsidered.Becausethenumberofthedesignoftheunitcapacityislarge,thereliabilityofthemainwiringrequirementsareveryhigh,sotheconnectionmodeofsinglebuscannotconsider,considerdoublebusbarconnectionandahalfbreakerconnection.Then,accordingtothecapacityofgenerator,loadcapacityandpowerconsumptionraterespectivelytodeterminethemaintransformer,transformerandtransformercapacityandnumbers,structureandtype.Finally,selecttheshortpoint,accordingtothemostseriouscasestocalculatethemaximumshort-circuitcurrentshort-circuitpoint,thenaccordingtotheshortcircuitcurrentsizechoosethecircuitbreaker,theappropriateisolationswitch,voltagetransformer,currenttransformerandotherelectricalequipment.Finally,thecomprehensivestepstodrawthemainelectricalwiringdiagram.
[keyword]:
condensingpowerplant,generator,transformer,doublebusbarwithbypass,circuitbreaker
发电厂电气部分课程设计
1.电气主接线
1.1系统与负荷资料分析
1.1.1凝汽式发电厂的规模
(1)装机容量:
装机4台,容量分别为:
2台100MWUN=10.5KV
2台200MWUN=15.75KV
(2)机组年利用小时数:
Tmax=6000h/a
(3)环境条件:
发电厂所在地最高温度40○C,年最低温度-6○C,最热月均
最高温度30○C,最热月平均最低温24○C,当地海拔高100m,当地雷暴日38日/年,气象条件无其他特殊要求。
(4)厂用电率:
8%
1.1.2负荷及电力系统连接情况
(1)220KV电压等级:
架空线6回,I级负荷,最大输送320MW,最小输送280MW,Tmax=5000h/a,cos
=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
=0.85。
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
双母带旁路
220KV
双母带旁路
双母带旁路
一台半
如表2主接线方案比较表:
方案
项目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
方案Ⅲ
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。
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。
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
性
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
性
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
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