发电厂主接线设计.docx
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发电厂主接线设计
一、题目分析1
二、电气主接线方案比较1
三、短路电流计算4
四、电气设备的选择1..2
五、电气主接线图2..2
、题目分析
某水库电站是一座以灌溉为主,兼顾发电的季节性电站,冬、春季有三个多月因水库不
放水或放水量少,电站停止运行不发电。
电站设计容量为三台立式机组,总装机2000KW
(2X800KW+1X400KW),装机年利用小时为3760h,多年平均发电量为752万KW.h。
根据金塔县的用电负荷情况,该电站距城南变电所较近,因此,除厂用电外全部电能就近送至城南35KV变电所联入系统。
鉴于以上特点,本电站电气主接线采用三台发电机两台变压器,高压侧送电电压为
35KV,一回出线。
二、电气主接线方案比较
方案一:
3台发电机共用一根母线,采用单母线接线不分段;
设置一台变压器;
S8
万案二:
1、2号发电机-变压器扩大单兀接线;3号发电机-变压器单兀接线;
设置了2台变压器;
35KV线路采用单母线接线不分段。
电气主接线方案比较:
(1)供电可靠性
方案一供电可靠性较差;
方案二供电可靠性较好。
(2)运行上的安全和灵活性
方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时,整个配电装置必须退出运行,而任何一个断路器检修时,其所在回路也必须退出运行,灵活性也较差;
方案二1、2号发电机-变压器扩大单元接线与3号发电机-变压器单元接线相配合,使供电可靠性大大提高,提高了运行的灵活性。
(3)接线简单、维护和检修方便
很显然方案一最简单、维护和检修方便。
(4)经济方面的比较
方案一最经济。
各种方案选用设备元件数量及供电性能列表:
、->A»万案
-一-
-二二
断路器
6.3KV
4
4
(台数)
37KV
1
2
隔离开关
6.3KV
8
8
(台数)
37KV
2
4
主变台数
1
2
供电可靠性
差
较好
供电灵活性
一般
较好
母线条数
1
1
接线特点
简单
较简单
实现自动化
不易
较易
投资比较
不大
较大
运行维修
不方便
较方便
综合比较:
选方案二最合适。
经过综合比较上述方案,本阶段选用方案二作为推荐方案。
2、变压器容量及型号的确定:
经查表选择SF7-8000/35型号,其主要技术参数如下:
型号
额定容量
(KVA)
额定电压(KV)
阻抗电压
(%)
连接组
高压
低压
S9-2000/35
2000
35
6.3
6.5
Yd11
P400
2、窃2500KVA
COS0.8
经查表选择SL7-4000/35型号,其主要技术参数如下:
型号
额定容量
(KVA)
额定电压(KV)
阻抗电压
(%)
连接组
高压
低压
S9-500/35
500
35
6.3
6.5
Yyn0
三、短路电流计算
3.1短路电流计算条件
为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性,并在一定时期内适应电力系统发展的需要,作校验用的短路电流应按下列条件确定。
(1)容量和接线按本工程设计最终容量计算,并考虑电力系统远景发展规划(一般为
本工程建成后5〜10年):
其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式,但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。
(如切换厂用变压器时的并列)。
(2)短路种类一般按三相短路验算,若其他种类短路较三相短路严重时,即应按最严重的情况验算。
(3)计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。
3.2短路电流计算书
短路点的选择:
因本设计电压等级不多,接线简单,一个单母线接线,一个发电机-变压器组单元接线,
两条母线:
6.3KV和35KV,故在6.3KV母线、3号发电机出口处及35KV母线各选取一点作为短路计算点,分别为k1、k2、k3。
发电机,变压器及系统的主要参数如下:
1、发电机参数:
2800KW+1400KW,
cos=0.8,Xd*=0.2,额定电压6.3kV
2、变压器参数:
2台,1T:
Ud%6.5%
2000KVA,
2T:
Ud%6.5%,
500KVA
3、线路参数:
一回35kV出线经过50km,接入变电所。
选取基准值
Sj100MVA
发电机
G1:
X1*
发电机
G2:
X3*
变压器
T1:
X4*
变压器
T2:
X5*
线路:
X6*
X4
XiX2
II
GiG2
Uj
Up
X6
/K3
X5
“K2
X3
Xd*.
Sj
SN
0.2
3
100103
8000.8
20
S
SN
0.2
100
400
0.8
10340
Ud%Sj
100.Sn
6.5
100
6.5
100Sn100
乂丄旦0.450
Uj
3
3.252000
500
理1.46
372
X7
X10
G12G3S8
K1
X7*Xn2010
22
X8*X3*
X5*40
13
53
1
11
1
1
1
丫1
1.01
X4*
X6*X8*
3.251
.46
53
所以,X9*
X4*X6*
Y1
3.25
1.46
1.01
4.79
X10*
X4*X,
Y1
3.25
53
1.01
173.97
1
①S单独作用下,I
9*
1
4.79
0.21
稳态短路电流:
I
Sj
1*,3Uj
0.21
100103
36.3
1.94KA
冲击短路电流:
ish2.55I
2.551.924.90KA
②G12作用下,X7j
X7*
Sj
2800
10矿0802<3
所以,G12为有限大容量系统。
a、t=0s,
I*5.526
t=2s,
c、
t=4s,
ish
I*
1Z2
I*
IZ4
G3作用下,
ISj
I*—■=.
3Uj
.2Ksh|''
3.378
3.234
I*I
Xgj*X10*
2800
5.526°8
1.9
3.378
3.234
Sj
36.3103
1.012.72KA
28000.8
6.3103
28000.8
36.3103
1.01KA
0.62KA
0.59KA
400
恠97就°86*3
所以,G3为有限大容量系统。
a、t=0s
I*
1.436
1.436
800
—0.80.066KA
、36.3
t=2s,
Ish
I*
.2Ksh「
1.90.0660.177KA
1.7494
400
1.7494——0.80.08KA
v'36.3
c、t=4s
I*
1.8076
、36.3
S400
IZ4
I*j1.8076——080.083KA
3Uj
X8
金G3S
网络简化图如下
K2
X8X3X9
Gl2G3S
X7*XlLX4*103.2513.25
2
1丫2
X5*
1
1
1
1
1
0.84
X6*
X7*
13
1.46
13.25
X8*
X5*X7*
丫2
13
13.25
0.84
144.69
X9*
X5*X6*
丫2
13
1.46
0.84
15.94
所以,g12为有限大容量系统。
1.850.1550.405KA
所以,G3为有限大容量系统。
a、t=0s,I*5.526
ish..2KshI''.21.850.2530.663KA
b、t=2s,
I*3.378
3.2.3当k3点发生三相短路时:
网络简化图如下:
S8
0
X6
K3
X7*
2X4*10
4*
3.2513.25
X8*
X3*X5*40
12
52
S单独作用下,I
—0.685X6*1.46
6*
稳态短路电流
Sj0.6851001.06KA
V337
*3Uj
冲击短路电流
:
jsh
2.55I
2.55
1.062.703KA
G12作用下,
X7j*
X7*
Sj
13.25
2800
孚0.265v3
100103
所以,G12为有限大容量系统。
t=0s,
I*
4.064
I*Sj
4.064
3Uj
l°0?
70.127KA
Ish
2Ksh「21.90.1270.34KA
b、t=2s,I*3.069
a:
t=0s,
I*
4.1415
II
Sj
500
I
I*——J
4.1415
0.032KA
x'3Uj
337
iim
-2KimI"
21.9
0.032
0.087KA
b:
t=2s,
I*
3.091
Sj
500
IZ2
I*——1
3.091
0.024KA
3Uj
337
C:
t=4s,
I*
3.0705
Sj
500
I
nnozKA
Z4
I3Uj
.337
G3为有限大容量系统。
所以,
3.2.4短路电流计算成果表
短路点
数据
II
I
IZ2
IZ4
ish
K1
S
1.92
1.92
1.92
4.90
G12
1.01
0.62
0.59
2.72
G3
0.066
0.08
0.083
0.177
合计
2.996
2.62
2.593
7.797
K2
S
0.577
0.577
0.577
1.47
G12
0.155
0.171
0.171
0.405
G3
0.253
0.155
0.148
0.663
合计
0.985
0.903
0.896
2.538
K3
S
1.06
1.06
1.06
2.703
G12
0.127
0.096
0.095
0.34
G3
0.032
0.024
0.024
0.087
合计
1.219
1.18
1.18
3.13
四、电气设备的选择
4.1电气设备选择的一般条件:
电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一,在选择时应根据实际工作特点,
按照有关设计规范的规定,在保证供配电安全可靠的前提下,力争做到技术先进,经济合理。
为了保障高压电气设备的可靠运行,高压电气设备选择与校验的一般条件,①按正常工作条件包括:
电压、电流、频率、开断电流等进行选择;
A额定电压和最高工作电压:
高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化,常高于电网的额定电压,故所
选电气设备允许最高工作电压Ualm不得低于所接电网的最高运行电压。
一般电气设备允许
的最高工作电压可达1.1~1.15UN,而实际电网的最高运行电压Usm—般不超过1.1UNS因
此在选择电气设备时,一般可按照电气设备的额定电压的额定电压UN不低于装置地点电网
额定电压Uwn的条件选择,即
Unwn
B额定电流
电气设备的额定电流In是指在额定环境温度下,电气设备的长期允许通过电流。
In应
不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Ig.max,即
In》1gmax。
②按短路条件包括动稳定、热稳定进行校验。
##
4.21、2发电机回路电气设备的选择
⑴选择计算的条件:
1、短路点的选择:
以k1点三相短路电流计算结果为依据,短路电流为系统和发电机G3
提供的短路电流合计值。
2、短路计算时间:
tjstb0.23.2s,取4s;
3、最大持续工作电流:
Igmax1.05Ign1.05——80096.2A
寸36.30.8
4、短路电流热效应:
42222
Qk(2.9961.01)10(2.6200.62)(2.5930.59)15.985KAS
12
⑵断路器的选择
数如下:
额定电压
额定电流
额定短路开断电流
额定短路关合
电流(峰值)
4s热稳定电流
10KV
630A
20KA
50KA
20KA
1、按额定短路开断电流选择
I''1.920.0661.986KAvIkd20KA
2、按额定短路关合电流选择
ish7.7972.725.077KAvidw50KA
3、按热稳定校验
Qk15.985KA2SvIr2t20241600KA2S
4、按动稳定校验
ish7.7972.725.077KAvidw50KA
故ZN28-10/630型真空断路器符合条件。
⑶电流互感器的选择
根据电流互感器的用途、持续工作电流、工作电压等条件,查手册电流互感器可选用
LZZBJ9-10,400/5,0.5/5P10这一型号。
可供给测量和差动保护装置用;
1、热稳定校验
Qk15.985KA2SvIr2t45212025KA2S
2动稳定校验
ish5.077KAv112.5KA
4.31、2#发电机电压互感器回路设备选择
(1)电压互感器的选择
查手册,选用JDZX9-6,厶/01/01
<3V33
相三绕组电压互感器三台,连接成Y0/Yo/接线,可满足测量、保护和绝缘监察的需要。
4.4发电机-变压器组回路设备的选择
⑴选择计算条件:
1、短路点的选择:
以k2点三相短路电流计算结果为依据,短路电流为系统和发电机G12提
供的。
2、短路计算时间:
切tb0.23.2s,取4s;
800
3、最大工作电流:
Igmax1.05Itn1.0596.2A
V36.30.8
4、短路电流热效应:
42222
Qk0.9850.253100.9030.1550.8960.1482.23KA2S
12
⑵隔离开关的选择
根据Uwn6KV和Igmax96.2A,初选GN810T/200型隔离开关,其主要技术参
数如下:
额定电压
最咼工作电压
额定电流
极限通过电流峰值
4s热稳定电流
(KV)
(KV)
(A)
(KA)
(短时)(KA)
10
12
200
25.5
10
1、热稳定校验
Qk2.23KA2Sv『t1024400KA2S
2、动稳定校验
ish2.5380.6631.875KAvidw25-5KA
⑶电流互感器的选择
根据电流互感器的用途,持续工作电流、工作电压及安装于户内等条件,查手册可选用
LZZBJ9-10,400/5A,0.5/5P10这一型号,可供给测量和差动保护装置用。
1、按热稳定校验
2222
QK=2.23KA?
SvIr?
t=45X仁2025KA?
S
2、按动稳定校验
ish=1.875KAv112.5KA
⑷电压互感器回路设备的选择
1、电压互感器的选择
根据电压互感器的用途、装置于KYN8000-10型高压开关柜及工作电压等条件,查资料,
可选用JDZX9-6,2/攀/01®单相绕组电压互感器三台,连接成Y。
/丫。
/接线,
73J33
可满足测量、保护和绝缘监察的需要。
4.56.3KV侧电压互感器回路设备选择
1、电压互感器的选择
根据母线电压互感器的用途,及工作电压等条件,查资料,可选用JDZX9-6,6
/0.1/01KV单相绕组电压互感器三台,连接成Y。
/Y0/△接线,可满足测量、保护和绝缘
.33
监察的需要。
4.6变压器1T低压侧(6.3KV)设备选择
⑴选择条件
1、短路点选择:
以K,点三相短路电流计算结果为据,短路电流由系统和G3提供
2、短路计算时间:
tjs=tb+0.2=3+0.2=3.2S,取4S
2800
3、1g.max=1.05X=192.45A
J36.30.8
⑵断路器的选择
根据Uwn6KV和lg.max=192.45A,初选SN10-10I型真空断路器,其主要参数如下:
额定电压
额定电流
额定开断电流
额定短路关合电流(峰值)
热稳电流
10KV
630A
16KA
40KA
16KA
1、按额定开断电流校验
I〃=2.996-1.01=1.986KAvIkd=16KA
2、按额定短路关合电流选择
ish=7.97-2.72=5.25KAvIdw=40KA
3、按动稳定校验
ish=5.25KAv40KA
4、按热稳定校验
42222
QK=[(1.920.066)210(1.920.08)2(1.920.083)2]15.985KA2S
12
22
vIrt=1600KAS
⑶电流互感器选择
根据电流互感器的用途、持续工作电流、工作电压等条件,查手册,电流互感器可选
用LZZBJ9-10,800/5,0.5/5P10这一型号。
1、按热稳定校验
222
QK=15.985KASVIrt=6400KAS
2、按动稳定校验
ish=5.25KAVldyn=160KA
4.7变压器1T高压侧(35KV侧)回路设备选择
⑴选择条件
1、短路点选择:
以k3点三相短路计算结果为依据,短路电流由系统和G3提供;
2、短路计算时间:
ttbtgk2.50.22.7s,取3s,开关电器选择短路计算时间
t=0+0.2=0.2s,导体选择短路计算时间
2000
3、最大持续工作电流
:
"TN338.5
4、短路电流热效应:
42222
Qk1.060.032101.060.0241.060.0244.71KA2S
12
⑵断路器的选择
1、按工作电压和工作电流选择
INIgmax31.5A
UnUwn35KV
根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选SW3-35/600型少油断路器,其主要技术参数
如下:
额定电压
额定电流
為齐空【伞匚rhJ右
极限通过电流及
4s热稳定电流
额定开断电流
关合电流峰值
35KV
600A
6.6KA
17KA
6.6KA
1、按额定关合电流选择
ish1.470.6632.133KAidw17KA
2、按额定开断电流校验
|"1.2190.1271.092KAIkd6.6KA
3、按动稳定校验
ish2.133KAidw17KA
4、按热稳定校验
Qk4.71KA2SIr2t6.624174.24KA2S
⑶隔离开关的选择
1、按工作电压和工作电流选择
1N1gmax31・5A
UnUwn35KV
根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选GW4-35D/600型隔离开关,其主要技术参数
如下:
4s热稳定电流
极限通过电流峰值
额定电压
最咼工作电压
额定电流
15.8KA
50KA
35KV
40.5KV
600A
1、按动稳定校验
ish2.133KAidw50KA
2、按热稳定校验
Qk4.71KA2SIr2t15.824998.56KA2S
经检验,选用的设备合格.
(4)电流互感器的选择
级;保护用选LRB-35-200六只,额定电力变比150/5A,准确度级次10P级。
LR系列电流互感器不需要进行动、热稳定校验。
4.8变压器2T高压侧(35KV侧)回路设备选择
⑴选择条件
1、短路点选择:
以k3点三相短路计算结果为依据,短路电流由系统和G12提供;
2、短路计算时间:
ttbtgk2.50.22.7s,取3s,开关电器选择短路计算时间
t=0+0.2=0.2s,导体选择短路计算时间
3、最大持续工作电流:
500
1gmax「051tn1・057.87A
.338.5
4、短路电流热效应:
42222
Qk1.060.127101.060.0961.060.0955.37KA2S
12
⑵断路器的选择
1、按工作电压和工作电流选择
INIgmax7.87A
UnUwn35KV
根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选SW3-35/1000型少油断路器,其主要技术参
数如下:
额定电压
额定电流
极限通过电流及
4s热稳定电流
额定开断电流
关合电流峰值
35KV
1000A
16.5KA
42KA
16.5KA
1、按额定关合电流选择
ish2.5380.6631.875KAidw42KA
2、按额定开断电流校验
|"3.4550.2583.197KAIkd16.5KA
3、按动稳定校验
ish1.2190.0321.187KAidw42KA
4、按热稳定校验
2222
Qk5.37KA2SIrt16.5241089KA2S
⑶隔离开关的选择
1、按工作电压和工作电流选择
INIgmax7.87A
UnUwn35KV
根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选GW4-35D/630型隔离开关,其主要技术参数
如下:
4s热稳定电流
极限通过电流峰值
额定电压
最咼工作电压
额定电流
20KA
50KA
35KV
40.5KV
630A
1、按动稳定校验
ish2.5380.6631.875KAidw50KA
2、按热稳
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- 发电 厂主 接线 设计