中型火电厂电气部分设计毕业设计论文(编辑修改稿)

中型火电厂电气部分设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

陕西理工学院毕业设计 第 4 页 共 78 页 图 电气主接线 方案三： （ 1） ： 鉴于出线回路多 ， 且为直馈线，电压较低，宜采用屋内配电。 因此采用单 母线分段接线形式，两台 50MW机组分别接在两段母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压 35kV。 由于 两台 50MW机组接于 ，可选择轻型设备，在分段处加装母线电抗器，各条电缆出线上装出线电抗器。 （ 2） 35kV：出线 5回，采用 单母线分段带专用旁路 接线形式。 进线从 250[（ 2005%） +20]=70MW，能满足 35kV最大及最小负荷的要求。 其剩余容量或机组检修时不足容量由联络变压器 与 110kV接线相连，相互交换功率。 （ 3） 110kV：出线 4回，为使出线断路器检修期间不停电，采用 双母线带旁路母线 接线。 其进线一路通过联络变压器与 35kV连接，另一路为 两台 50MW机组与变压器组成 扩大 单元接线，直接接入 110kV，将功率送往电力系统。 据以上分析，接线形式如下 ： 陕西理工学院毕业设计 第 5 页 共 78 页 图 电气主接线 主接线方案的评定 该电气主接线的设计始终遵循了可靠性、灵活性、经济性的要求。 在确保可靠性、灵活性的同时，兼顾了经济性。 在可靠性方面该主接线简单清晰，设备少，无论检修母线或设备故障检修，均不致造成 全厂停电，每一种电压级中均有两台变压器联系，保证 在变压器检修或故障时，不致使各级电压解列。 机组的配置也比较合理，使传递能量在变压器中损耗最小。 在灵活性方面，运行方式较简单，调度灵活性好，各种电压级接线都便于扩建和发展。 在经济性方面，投资小，占地面积少，采用了单元接线及封闭母线，从而避免了选择大容量出口断路器，节省了投资，有很大的经济性。 通过以上分析，主接线方案一对所设计的这一火电厂而言，是比较合理的，可以采纳。 发电机及变压器的选择 发电机的选择： 查《电气设备运行及事故处理》两台 50MW发电机选用 QFS502汽轮发电机，四台 50MW汽轮发电机选用 QFS502型汽轮发电机。 变压器的选择： 根据本设计具体情况，应该选择 2台双绕组变压器， 2台三绕组变压器， 本设计中的主变选择如下： 陕西理工学院毕业设计 第 6 页 共 78 页 110KV侧双绕组变压器容量确定公式： )(1 2 0%)51( 0 0%1 1 0%)51(%1 1 0 MVAC O SPS NN   查《电气设备运行及事故处理》，选定变压器的容量为 120MVA。 根据实际要求，联络变压器的容量选取和主变一样 3. 现将发电机和变 压器的选择结果列表如下，以供查询： （ 1）发电机具体参数如表 2 .1。 表 发电机技术参数 型 号 额 定 功率 /MW 额 定 电压 /kV 额 定 电流 /A 功率因数 电抗（标幺值）dX 发电机1, 2GG 3, 4GG QFS502 50 3437 （ 2） 110kv 双绕组为 SFP7120xx0/110型。 主要技术参数如表。 表 技术参数 额定容量（ kVA） 连接组别 额定电压（ kV） 空载损耗 (kW) 阻抗电压（ %） 120xx0 N 11Y,d 高压： 110177。 2% 低压： 106 (3)35kv 双绕组为 SFP775000/35型。 主要技术参数如表。 表 技术参数 额定容量（ kVA） 连接组别 额定电压（ kV） 空载损耗 (kW) 阻抗电压（ %） 75000 N 11Y,d 高压 ： 35177。 2% 低压： 57 (4) 联络变压器选取 SFPSZ75000/110型。 主要技术参数如表。 陕西理工学院毕业设计 第 7 页 共 78 页 表 技术参数 额定容量（ kVA） 容量比 /MVA 额定电压（ kV） 空载损耗 (kW) 阻抗电压（ %） 连接组别 75000 100/100/20 高压： 110177。 5% 中压： 177。 5% 低压： 80 高 中： 高 低： 13 中 低： 8 N, n0, 11Yy d 4. 10kV 侧三绕组变压器选取 SFSZ7－ 50000/110 型。 主要技术参数如表。 表 技术参数 额定容量（ kVA） 容量比 /MVA 额定电压（ kV） 空载损耗 (kW) 阻抗电压（ %） 连接组别 50000 100/100/50 高压：110177。 8% 中压： 177。 5% 低压： 高 中： 高 低： 18 中 低： N, n0, 11Yy d 陕西理工学院毕业设计 第 8 页 共 78 页 3 厂用电设计 负荷的分类与统计 发电厂在电力生产过程中，有大量的电动机械，用以保证主要设备和辅助设备的正常运行。 这些 电动机及全厂的运行操作、试验、修配、照明等用电设备的总耗电量，统称为厂用电或自用电。 厂用负荷，按其用电设备在生产中的作用和突然中断供电时造成危害程度可分为四类： （ 1）Ⅰ类厂用负荷 凡短时停电会造成设备损坏，危及人身安全，主机停运及大量影响出力的厂用负荷，都属于Ⅰ类负荷。 如火电厂的给水泵，凝结水泵，循环水泵，引风机，送风机，给粉机等以及水泵的调速器，压油泵，润滑油泵等。 通常他们都设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源的母线上。 （ 2）Ⅱ类厂用负荷 允许短时停电，恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负 荷，均属于Ⅱ类负荷。 如火电厂的工业水泵，疏水泵，灰浆泵，输煤设备和化学水处理设备等，一般它们应由两段母线供电，并采用手动切换。 （ 3）Ⅲ类厂用负荷 较长时间停电，不会影响生产，仅造成生产上的不方便者，都属于Ⅲ类厂用负荷。 如试验室，中央修配厂，油处理室等负荷，通常由一个电源供电。 （ 4）事故保安负荷 指在停机过程中及停机后一段时间内仍应保证供电的负荷，否则将引起主要设备损坏，重要的自动控制装置失灵或推迟恢复供电，甚至可能危及人身安全的负荷称为事故保安负荷。 它分为直流保安负荷，如发电机组的直流润滑油泵等，其 直流电源由蓄电池组供电；交流保安负荷，如盘车电动机，实时控制用的电子计算机等都属于交流保安负荷。 现将火电厂的主要负荷统计如下（见表 ） 表 分类 名称 负荷类别 运行方式 备注 锅炉 部分 引风机 鼓风机 磨粉机 给粉机 Ⅰ Ⅰ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ 经常，连续 无煤粉仓时为Ⅰ 汽机 部分 凝结水泵 循环水泵 给水泵 给水油泵 生水泵 工业水泵 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 经常，连续 给水泵不带主油泵时 电气及 公用部分 充电机 变压器 变压器冷却风机 通讯电源 硅整流装置 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 不经常，断续 经常，短时 经常，连续 经常，连续 经常，连续 出灰 负荷 灰浆泵 碎渣机 电气除尘器 冲灰水泵 Ⅱ 经常，连续 辅助 车间 油处理设备 中央修理车间 起重机 电气实验室 Ⅲ 经常，连续 经常，连续 不经常，断续 不经常，断续 陕西理工学院毕业设计 第 9 页 共 78 页 厂用电接线的设计 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，应保证对厂用电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；还应适当注意经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新 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要对供电电压等级，厂用供电电源及其引接进行分析和论证。 火电厂的辅助机械多、容量大，供电网络复杂，其主要负荷分布在锅炉、气机、电气、输煤、出灰、化学水处理以及辅助车间和公用电气部分，因此，厂用电电压必须由 10KV和 ， 以单母线分段接线形式合理地分配厂用各级负荷。 现将该火电厂的厂用电接线的系统图设计示于图。 图 厂用电接线图 图 厂厂用电接线图，厂内装在二机三炉，发电机电压为 ， 6KV厂用高压母线分单母线，按锅炉台分为三段，通过 T1 T1 T13厂用高压变压器分别接于主母线上两个分段上，380/220V低压厂用母线，由于机组容量不大，设启动电源和事故保安电源，低压厂用母线分为两段，备用电源采用明备用形式，即专设一台 T10备用厂用高压变压器，平时断开，当任一段厂用工作母线的电源回路发生故障时 QF3断开， QF1和 QF2在备用电源自动投入装置作用下合闸。 于是， T10厂用高压变压器代替 T11厂用高压变压器工作。 为了在主母线上发 生故障时，仍有可靠的备用电源，运行中可将 T10备用厂用高压变压器和主变压器 T2都接到备用母线上，并将主母线第段的母联断路器 QF4陕西理工学院毕业设计 第 10 页 共 78 页 合上，使备用母线和工作母线均带电运行。 这样，当主母线发生事故时， QF4断开， T10变压器还可通过 T2供电。 发电厂厂用电系统电压等级是根据发电机额定电压，厂用电动机的电压和厂用电网络的可靠运行等诸方面因素，由上一节负荷分析可知，取两级厂用电压，高压级取 6KV，由两组厂用主变压器从 50MW机组的电压母线上取，低压级取 380V，采用母线分段式。 6KV电压等级供电分析 对同 样的厂用系统， 6KV网络不仅节省有色金属及费用，且短路电流也较小，同时 6KV电压等级电动机功率可制造得较大，满足大量负荷要求。 拟采用两段 6KV的厂母线，另外再设置两段 6KV备用母线，以提高供电可靠性。 380V电压级低压供电分析 380V厂用电一般采用动力和照明共用的三相四线制接地系统，在技术经济合理时，采用动力和照明分开供电及其引接。 厂用变压器的选择 厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为： （ 1）变压器原、副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。 （ 2）变压器的容量必须满足厂 用机械从电源获得足够的功率。 （ 3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用设备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。 据此，厂用变压器 T4， T5， T6， T7，选择如下： S=（ 50 4） 5% / 3=4200KVA，查设计手册，应选 SJL16300 / 10型双绕组铝线电力变压器 陕西理工学院毕业设计 第 11 页 共 78 页 4 短路电流计算 概 述 电力系统中，常见的短路故障有三相对称短路、两相短路和单相接地短路。 其中三相短路电流的计算是为了选择和校验 QF、 QS、母线 等电气设备，两相短路电流用于整定继电保护装置。 短路发生后，短路电流的值是变化的，变化的情况决定于系统电源容量的大小、短路点离电源的远近以及系统内发电机是否带有电压自动调整装置等因素。 按短路电流的变化情况，通常把电力系统分为无限容量系统和有限容量系统。 无限容量系统短路电流的计算，采用短路回路总阻抗法计算；有限容量系统短路电流的计算采用运算曲线法，这中间要用到网络的等效变换。 本次设计中，短路电流的计算就涉及到这两个方面的内容。 系统电气设备电抗标幺值计算 系统基准值 BS  100MVA，基准电压 BU = .avnU 发电机电抗 标幺值 的计算 发电机 G1,G2,G3,G4： 1 9 5   ddd XXXX 变压器电抗 标幺值 的计算 110kV主变压器： ( % )*  NBKT SSUX 35kV主 变压器 : ( % )*  NBkT SSUX 10kV侧三绕组变压器 : (1 ( 1 2 ) ( 1 3 ) ( 2 3 )1% ) [ ( % ) ( % ) ( % ) ]2kU U U U     )(21  (2 ( 1 2 ) ( 2 3 ) ( 1 3 )1% ) [ ( % ) ( % ) ( % ) ]2kU U U U     )(21  3 ( 1 3 ) ( 2 3 ) ( 1 2 )1( % ) [ ( % ) ( % ) ( % ) ]2kU U U U     )(21  ( % )1*1 NBkT SSUX 陕西理工学院毕业设计 第 12 页 共 78 页 ( % )2*2  NBkT SSUX ( % )3*3  NBkT SSUX。