发电厂电气设计计算及说明书.docx
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发电厂电气设计计算及说明书
第一章电气主接线的设计
1.1.1、方案选择
(1)根据给定的任务书,进行分析
CD10KV出线回路数为12回。
2110KV出线回路数为7回。
3I、II类负荷占百分数为60%以上。
②电厂在系统中所占的重要比重为100/1000=10%。
②电厂直配负荷PZmax=18MW,电厂的功率因数cos,0.8,。
②发电厂运行方式最大负荷时三台机组满发时为2525^100MW,最小负荷时
两台机组满发时为252・40=90MW,多余功率送回系统,功率缺额由系统供给。
⑦12回近区负荷加限流电抗器。
②两台25MW机组由于给近区负荷供电应该采用有母线的接线形式,采用单母分段
或者双母线的接线形式。
②配电装置的每组接线上,应装设避雷器,单元连接的发电机出线应装一组避雷器直接接地,系统加装避雷器容量为25MW以上的直配发电机,应在每台电机出线处装一组避雷器。
②互感器的加装,凡装有断路器回路的应装设电流互感器,发电机和变压器的中性点,发电机和变压器的出口加电流互感器,6—220KV电压等级的每组母线的
三相上应装设电压互感器,出线侧的一相上应装设电压互感器。
(2)电抗器的选择和确定:
②故障时:
电缆出线上的电抗器
1gmax
2P2汇黔
•3Uncos3100.8
=0.22KA
②正常时:
单母分段上的电抗器
电抗器参数表
型号
额定电压
(KV)
额定电流
(A)
动稳定
(A)
1S热稳定
(A)
NKL-10-300-4
10
300
19100
174500
NKL-10-1500-8
10
1500
47800
59800
(3)方案设置
根据工程情况、电厂在电力系统中的地位和作用、负荷情况及其他因素的影响,对发电厂的主接线进行设计,然后选出两种比较好的方案如下所示。
-2--
、:
X
匚叵
7方^<二二二
技术比较由于10KV侧的两台发电机容量比较小采用单母分段和双母线均可满足可靠性和灵活性要求.
经济比较
a—
计算综合投资:
zf)(万兀)
Zo---为主体设备的综合投资,包括变压器,开关设备,配电装备等设备的综合投资
:
--为不明显的附加费用比例系数,一般220KV取70,110KV取90
由于110KV侧所选的接线形式一样所以只比较10KV侧经济比较:
设备
万案一
万案一
母线
7.5+0.55*6(万元)
27+2.9*6(万元)
隔离开关
18*0.1(万元)
22*0.1(万元)
电抗器
13*0.5(万元)
12*0.5(万元)
总造价
19.1(万元)
52.6(万元)
根据经济技术比较得出方案一为最优方案
第二章厂用电的设计
根据设计要求,参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》得到设计方案
110KV
10-X
厂用变压器容量的选择:
厂备用变压器容量S二(2255°)7%二8.75MVA0.8
25MW变压器容量SNi二空泄=257%=2.19MVAcos©0.8
50^7%50汉7%
50MW变压器容量Sn2二竺丄%=巴,%=4.38MVA
cos°0.8
型号及容量
(KVA)
高压侧额定
电压(KV)
低压侧额定电压(KV)
连接组别
阻抗电压
(%)
空载电流
(%)
SJL1-25000
10
6.3
Y/V—11
5.5
1.3
SJL1-50000:
10
6.3
Y/V—11
5.5
1.1
SJL1-1OOOOO
10
6.3
Y/V—11
12
0.8
短路电流计算:
1•等值电抗的计算:
①发电机
Xgi=Xg2二XfnSb=0.4361000=13.95
Sn25
0.8
XG3二XFn
Sb
SN
1000-=0.199
50
0.8
-3.184
②主变
Uk
Sb
10.5
1000c
Xt1=Xt2-
b-
X
4.2
100
SN
100
25000
、/Uk
Sb
10.5
1000
x
-X
=0.875
''■■/
100SN"100120000
变
Uk
Sb
5.5
1000—
XC1
=Xc2
=
=X:
22
100
Sn
100
2.5
Uk
Sb
5.5
1000
XC3
=
-X
=11
100
SN
100
5.0
Xb
UKSb
100SN
121000“
10010.0-
4
电抗器
Xk
IbUN
5510
4…
=X
6.98
100
InU.
0.310.5
100
3U
310.5
b
Sb
XK1
5系统
S.1000
Xs=0.04与x°l=0.042300.41=0.55
Ub21152
2•做等值电路及短路点的选择:
短路
1.f1短路
发电厂一页图一将Xti,Xt2,Xk2三个电抗厶》Y
求Xff
得Xi=1.576X2"3=1.047
Xs〃Xg3Xt3
=13.95£1.0471.576〃0.55〃3.1840.875=0.46
分布系数Cf=1
X「0.55X—叮鳥=18.4
Xf3=4.06
求计算电抗
各支路转移电抗:
Xff
2.378
CE1
-0.17
Xff
2.378
CE2
-0.097
Xff
2.378
CE3
"0.093
Xff
2.378
CES
-0.64
=1399
二24.52
二25.57
=3.72
Xf2
Xf!
Xf3
XfS
求计算电抗:
S25
X订=Xf1-=13.990.35
JSB1000
25
Xj2=24.520.613
J1000
50
Xj3=25.571.28
J31000
Xjs=3.72
I10.269
3.72
3.f3短路:
等效化简同f2短路:
则为:
Xff=2.37812=14.378
分布系数同f2短路则:
各支路短路电抗:
Xf1
Xf2
Xf3
XfS
14.378
84.58
0.17
14378=148.23
0.097
14.378““
154.6
0.093
14.378=22.47
0.64
求计算电抗:
2525
Xji
=Xf184.582.11
10001000
25
Xj2
=148.233.71
1000
1
Ij3
:
-0.129
7.73
Xfs
二22.47
I卑
IjS
—0.045
22.47
f4短路:
转移电抗:
Xff-2.378•6.98=9.358
分布系数同上,则:
求计算电抗
25
X”=55.051.38
j1000
Xj2=96.47公2.41
j1000
50
Xj3=100.625.53
j31000
Xjs=14.62
Ij3=0.181
Ij310.068
14.62
5.fs短路:
转移电抗:
Xff-2.37822=24.378
分布系数同上.
则:
Xf!
Xf2
Xf3
Xf3
24.378
143.4
0.117
24.378
一0.097
24.378
-0.093
24.378
-0.64
=251.32
=262.13
=38.091
求计算电抗:
Xj1=143.4=3.585
1000
25
Xj2=251.326.283
J1000
I畀=0.279
lj2=0.16
50
Xj3=262.13〉,=13.11
1000
Xjs=38.091lj3=0.076
Ijs-0.026
6.f6短路:
等效变换:
0.55+1.576=2.126
1.656+0.875=2.53
2.533.184
2.533.184
=1.41
1.41+11=12.41
Xff=12.41
分布系数:
141
C31=0.443
3.184
C2=1-0.443=0.557
1.656
Cs0.557=0.434
2.126
C12=0.557—0.434=0.123
11
GC120.123=0.0675
22
各支路转移电抗:
求计算电抗:
Xj1
=201.79255.04
1000
50
Xjs
=28.011.4
1000
I甲
Ij1
=0.198
Xjs=28.6
Ijs10.035
28.6
7.f7点路
转移电抗Xff=1.41
分布系数同上
各支路转移电抗为:
141
Xf122.93=Xf2
0.0615
141
Xf33.183
0.443
1.41
Xfs3.25
fs0.434
求计算电抗:
25
Xi^Xi2=22.930.57
jj1000
50
Xj3=3.1830.16
j31000
Xjs=3.25
第二章导体和设备的选择和校验
参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》,导体和电器的选择设计,同样必须执行国家的有关技术经济政策,并作到技术先进,经济合理,安全可靠,运行方便和适当的留有余地,以满足电力系统的需要。
第4.1节电器和设备的选择方法
4.1.1、根据满足条件的电压和电流选择:
表4.1最大工作电流计算表
地点
最大电流
发电机G1G2
P25
lgmax=1.05L丄=1.05XL=1804A
gV3UnC0S©>/3"0.57.8
发电机G3
P50
Igmax=1.05=1.05汉3608A
g73UnCOS©73"0.5況0.8
110kv母线
P50
lgmax—1.05厂1.05乂厂-344A
g73uncos©忌110汉0.8
10kv母线
P25
lgmax—1.05_—1.05汇一-1804A
^UnCOS©73x10.5x0.8
主变10KV
P25
Igmax—1.05二—1.05汉L-1443A
寸3Un73x10.5
主变110KV
P25
lgmax=1.05L=1.05江一==132A
>/3Un后115
单元接线变压器110KV
P120
1gmax=1.05^^=1.05汶——=632AV3Un73灯15
10KV出线
2xP2汉18
1gmax=1.05=1.05沃=217A
(3汉汇UN域N丿3汉10汉12
110KV出线
P36
Igmax=1.05=1.05江=237A
V3UnCOS®73x115x0.8
25MW机组厂用高压侧
lgmax=1.05」=1.05汉,500=144.3A
V3Un(3x10.5
厂备用高压侧
S5000
Igmax=1.05^^=1.05沃——=52.7A
V3UnV^110
4.1.2、选择电气设备
根据得到的最大电流表,我们选择以下电气设备
表4.2电气设备选择列表
位置
断路器
隔离开关
CT
PT
避雷器
发电G1G2出口
SN10-10川
GN1—10
LAJ—10
JSJW-10
:
FZ—10
发电机G3出口
SN4-10-G
GN10—10T
LAJ—10
—
—
10kv母线
SN10-10川
GN1—10
LAJ—10
JSJW-10
FZ—10
主变10KV
SN3-10
GN1—10
LAJ—10
—
—
主变110KV
SW4-110
GW4—110
LCWDL—110GY
jcc—110
FZ—10
单元接线变压器
SW4-110
GW4—110
LCWDL—110GY
—
FIZ—10
10KV出线
SN1-10
GN1—10
—
—
110KV
出线
SW4-110
GW4—110
—
FIZ—
110J
厂用25MW
机组
SN1-10
GN1—10
LFZ1—10
--
—
厂备用
SW4-110
GN1—10
LCWDL
—
—
—110GY
110kv母线
SW4-110
GW4—110
LCWDL—110GY
YDR-110
F1Z-110J
4.1.3、电气设备参数
将得到的各个电气设备参数列表表4.3隔离开关
隔离开关型号
额定电压(KV)
额定电流(A)
动稳定电流
(KA)
热稳定电流
(KA)
GN1--10
10
2000
80
26
GN10—10T
10「
4000
r160
85
GW4--110
110
600
50
15.8
表4.4断路器参数表
断路器型号
额定电压
(KV)
额定电流
(A)
额定断开电流(KA)
极限通过
电流(KA)
热稳定电
流(KA)
固有分闸
时间(S)
1S
4S
SN10-10川
10
2000
40
130
40
0.06
SN1-10
110
1000
18.4
55
32
0.06
SW4-110
10
400
11.6
56
30:
0.1
SN4-10-G
10
5000
105
300
173
0.15
电流互感器参数表
电流互感器型号
额定电流比
1s热稳定倍数
动稳定倍数
LAJ--10
4000/5
50
90
LFZ1—10
400/5
75
130
LCWDL—110GY
4*300/5
35
65
2.选择母线:
选择10KV母线:
Microsoft公式
3.0
UN-10.5
COS'=0.8
Tmax=6454H
J=0.65
Imax二「05PN「「0525胡804
©3汉Un汉COS®J3汉10.5汇0.8
S=血二1804=2775.38mm2
J0.65
选用每想2条125mm10矩形铝导体,平放
In-3152AS
KS=1.45
"70C
最热月平均温度为32C,10KV母线是屋内设备,则r-32•5=37C
打=0.149-0.149、70-373152=2697.921804
满足长期载流量要求。
校验母线:
1.热稳定校验:
I:
:
23.01
主保护时间为0.5秒,固有分闸时间为0.14秒
tz=0.40.10.04=0.54
td^tz0.05-"=0.540.051.022=0.61S
22
耳=23.0110.6^323((kA).S)
入"2c—R.Umax/Ial)2
2697.92)
-59.1C
w0.010.125^0.5210-4m33
1908
100.5210-410
0.074
=3.67106Pa
bh10125匕2=0.37
fb=0.2510J—b
=0.2510=[62.129103]2
0.01
Lbmax=b
3.57103
—=1.5/0.68=2.2
=0.01,20.125(70-3.67)106=0^
Lbmax
L1.5
Lb0.5:
:
0.68
33
初=!
2346=1.02
C23.011
tz=4.250.14=4.39s
tdz丸:
20.05=4.391.0220.0^4.44s
Qd二tdzI:
:
2=4.4423.0112=2351(KA)2S
K3
Ial
Kt
=1.1
-1.0K4=1
二2000A
=KtK3K4IN=1.111245=269.5A
Imax=1263A
I22172
兀-v(嘉-巧(皿)2=18(6^18)^^17)2
Ial269.5
=45°
Smin
620.52106_
C97
22
46.7mm150mm
Xl%=8
cos=0.8=sin=0.6
I1263
55%肯sinH融。
.小.03%/%
I588
:
Ure%=XL%478.4%70%
In0.3
2222-15--
h2t=56.821=3226(KA)2SIt2tQd
les=63.75KA=19.5KA-Ish
w=10.010.125^0.5210"m3
3
查表可知k12-0.37
3
=3.5710Pa
—=1.5/0.68=2.2
Lbmax
即每跨内满足动稳所需最少衬垫个数为3
实际衬垫跨距Lb=L=15=0.5:
:
0.68
33
满足动稳定要求。
电缆热稳定校验
I二5.8
=1.02
主保护时间为0.5s,固有分闸时间0.14s
tz=0.40.10.04=0.54tdz二tz「20.05=0.541.0220.05=0.61
Qd=0.61[5.8103]2=20.52(KA)2S
查附表得K3=1.0K4-1In=245A
Ial=KtK3K4lN=1.111245=269.5A
Imax
=217A
Ial-Ima符合
I22172o
兀7(冷-"(且)2=18(60-18)()2=45°
lai269.5
查表得C=57°
S,QT20.52106
Smin:
C97
=46.7mm2
46.7mm2:
:
:
150mm2满足热稳定要求。
电抗器的校验:
一10kv出线
1.电压损失校验:
1正常运行时的电压损失校验
Xb%=4lmax=217AIn=300Acos=0.8
si=n0
l217
』%=Xb%嚣曲=4莎。
…74%*5%满足
2残压校验
l“588
•:
Ure%二Xl%478.4%70%
In0.3
满足
2.热稳定校验
5.88
5.8
=1.02
后备保护时间5s固有分闸时间0.14s
查图5-1得
tz=4.250.14=4.39s
tdz"z:
20.05=4.391.0220.05=4.44s
Qd二tdzI:
:
2=4.44[5.8103]2=149.4(KA)2S
lt2t=17.521=304.5(KA)2S
lt2t-Qd满足
3.动稳定校验
les=19.5KAIsh=15.6KA
lesIsh满足
分段电抗器
si=n0
Xl%=8lmax=1263AlN=2000Acos=0.—8
I1263
3%=Xl%肯si—8融。
".。
叽5%满足
热稳定校验:
查图5-1得
tz=4.250.14=4.39stdz=tz「20.05=4.391.0220.0^4.44s
Qd=tdzI:
=4.4423.011=2351(KA)2S
222
Itt=56.81=3226(KA)
SIt2tQd满足
4.动稳定校验
Ies=63.75KAlsh=62.1KA
Qd=l:
?
tdz=38.95524.66=7071.5[(KA)2、S]IesIsh满足:
t=17321=29929[(KA)2S]
S%-10(3)
断路器的校验
SN4-106
热稳定校验=一=41'46=1.06
I迹38.95
后备保护时间5S,固有分闸时间0.15查手册图5-1得
tz=4.450.15=4.6tdz二tz「20.05=4.61.0620.05=4.66
Qd=l:
2tdz=38.95524.66=7071.5[(KA)2、S]
;t=17321=29929[(KA)2、S]
ftQd满足
热稳定校验:
ies=300KAisn=105.1KA8iesisn满足
SNo-10(3)
在所有用到SN,o-10(3)短路的位置发电机出口短路情况最严重
=14.852.322.165=19.34KA
Sh=39.9386.025.621=51.59KA
二=14.792.2322.08=19.11KA
后备保护时间5S,固有分闸时间0.06S查手册5-1
tz=4.450.06=4.51S
tdz=tz:
20.05=4.511.0120.05-4.56S
Qd=臨z=4.56心9.11=1665.28[(KA,知
I¥=402汉4=6400[(KAI
ttQd满足
后备保护时间5S,固有分闸时间0.1S
查手册5-1得
tz=4.450.06=4.51S
tdz二tz「20.05=4.511.0620.05=4.57S
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