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正文內(nèi)容

中型火電廠電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

2024-08-23 19:49 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 78 頁 圖 電氣主接線 方案三: ( 1) : 鑒于出線回路多 , 且為直饋線,電壓較低,宜采用屋內(nèi)配電。因此采用單 母線分段接線形式,兩臺(tái) 50MW機(jī)組分別接在兩段母線上,剩余功率通過主變壓器送往高一級電壓 35kV。由于 兩臺(tái) 50MW機(jī)組接于 ,可選擇輕型設(shè)備,在分段處加裝母線電抗器,各條電纜出線上裝出線電抗器。 ( 2) 35kV:出線 5回,采用 單母線分段帶專用旁路 接線形式。進(jìn)線從 250[( 2005%) +20]=70MW,能滿足 35kV最大及最小負(fù)荷的要求。其剩余容量或機(jī)組檢修時(shí)不足容量由聯(lián)絡(luò)變壓器 與 110kV接線相連,相互交換功率。 ( 3) 110kV:出線 4回,為使出線斷路器檢修期間不停電,采用 雙母線帶旁路母線 接線。其進(jìn)線一路通過聯(lián)絡(luò)變壓器與 35kV連接,另一路為 兩臺(tái) 50MW機(jī)組與變壓器組成 擴(kuò)大 單元接線,直接接入 110kV,將功率送往電力系統(tǒng)。據(jù)以上分析,接線形式如下 : 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 78 頁 圖 電氣主接線 主接線方案的評定 該電氣主接線的設(shè)計(jì)始終遵循了可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求。在確??煽啃?、靈活性的同時(shí),兼顧了經(jīng)濟(jì)性。在可靠性方面該主接線簡單清晰,設(shè)備少,無論檢修母線或設(shè)備故障檢修,均不致造成 全廠停電,每一種電壓級中均有兩臺(tái)變壓器聯(lián)系,保證 在變壓器檢修或故障時(shí),不致使各級電壓解列。機(jī)組的配置也比較合理,使傳遞能量在變壓器中損耗最小。在靈活性方面,運(yùn)行方式較簡單,調(diào)度靈活性好,各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)性方面,投資小,占地面積少,采用了單元接線及封閉母線,從而避免了選擇大容量出口斷路器,節(jié)省了投資,有很大的經(jīng)濟(jì)性。 通過以上分析,主接線方案一對所設(shè)計(jì)的這一火電廠而言,是比較合理的,可以采納。 發(fā)電機(jī)及變壓器的選擇 發(fā)電機(jī)的選擇: 查《電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理》兩臺(tái) 50MW發(fā)電機(jī)選用 QFS502汽輪發(fā)電機(jī),四臺(tái) 50MW汽輪發(fā)電機(jī)選用 QFS502型汽輪發(fā)電機(jī)。 變壓器的選擇: 根據(jù)本設(shè)計(jì)具體情況,應(yīng)該選擇 2臺(tái)雙繞組變壓器, 2臺(tái)三繞組變壓器, 本設(shè)計(jì)中的主變選擇如下: 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 78 頁 110KV側(cè)雙繞組變壓器容量確定公式: )(1 2 0%)51( 0 0%1 1 0%)51(%1 1 0 MVAC O SPS NN ????????? ? 查《電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理》,選定變壓器的容量為 120MVA。 根據(jù)實(shí)際要求,聯(lián)絡(luò)變壓器的容量選取和主變一樣 3. 現(xiàn)將發(fā)電機(jī)和變 壓器的選擇結(jié)果列表如下,以供查詢: ( 1)發(fā)電機(jī)具體參數(shù)如表 2 .1。 表 發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù) 型 號 額 定 功率 /MW 額 定 電壓 /kV 額 定 電流 /A 功率因數(shù) 電抗(標(biāo)幺值)dX 發(fā)電機(jī)1, 2GG 3, 4GG QFS502 50 3437 ( 2) 110kv 雙繞組為 SFP7120xx0/110型。 主要技術(shù)參數(shù)如表 。 表 技術(shù)參數(shù) 額定容量( kVA) 連接組別 額定電壓( kV) 空載損耗 (kW) 阻抗電壓( %) 120xx0 N 11Y,d 高壓: 110177。2% 低壓: 106 (3)35kv 雙繞組為 SFP775000/35型。 主要技術(shù)參數(shù)如表 。 表 技術(shù)參數(shù) 額定容量( kVA) 連接組別 額定電壓( kV) 空載損耗 (kW) 阻抗電壓( %) 75000 N 11Y,d 高壓 : 35177。2% 低壓: 57 (4) 聯(lián)絡(luò)變壓器選取 SFPSZ75000/110型。 主要技術(shù)參數(shù)如表 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 78 頁 表 技術(shù)參數(shù) 額定容量( kVA) 容量比 /MVA 額定電壓( kV) 空載損耗 (kW) 阻抗電壓( %) 連接組別 75000 100/100/20 高壓: 110177。5% 中壓: 177。 5% 低壓: 80 高 中: 高 低: 13 中 低: 8 N, n0, 11Yy d 4. 10kV 側(cè)三繞組變壓器選取 SFSZ7- 50000/110 型。 主要技術(shù)參數(shù)如表 。 表 技術(shù)參數(shù) 額定容量( kVA) 容量比 /MVA 額定電壓( kV) 空載損耗 (kW) 阻抗電壓( %) 連接組別 50000 100/100/50 高壓:110177。8% 中壓: 177。5% 低壓: 高 中: 高 低: 18 中 低: N, n0, 11Yy d 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 78 頁 3 廠用電設(shè)計(jì) 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計(jì) 發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中,有大量的電動(dòng)機(jī)械,用以保證主要設(shè)備和輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。這些 電動(dòng)機(jī)及全廠的運(yùn)行操作、試驗(yàn)、修配、照明等用電設(shè)備的總耗電量,統(tǒng)稱為廠用電或自用電。 廠用負(fù)荷,按其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電時(shí)造成危害程度可分為四類: ( 1)Ⅰ類廠用負(fù)荷 凡短時(shí)停電會(huì)造成設(shè)備損壞,危及人身安全,主機(jī)停運(yùn)及大量影響出力的廠用負(fù)荷,都屬于Ⅰ類負(fù)荷。如火電廠的給水泵,凝結(jié)水泵,循環(huán)水泵,引風(fēng)機(jī),送風(fēng)機(jī),給粉機(jī)等以及水泵的調(diào)速器,壓油泵,潤滑油泵等。通常他們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用,分別接到兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上。 ( 2)Ⅱ類廠用負(fù)荷 允許短時(shí)停電,恢復(fù)供電后,不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù) 荷,均屬于Ⅱ類負(fù)荷。如火電廠的工業(yè)水泵,疏水泵,灰漿泵,輸煤設(shè)備和化學(xué)水處理設(shè)備等,一般它們應(yīng)由兩段母線供電,并采用手動(dòng)切換。 ( 3)Ⅲ類廠用負(fù)荷 較長時(shí)間停電,不會(huì)影響生產(chǎn),僅造成生產(chǎn)上的不方便者,都屬于Ⅲ類廠用負(fù)荷。如試驗(yàn)室,中央修配廠,油處理室等負(fù)荷,通常由一個(gè)電源供電。 ( 4)事故保安負(fù)荷 指在停機(jī)過程中及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)仍應(yīng)保證供電的負(fù)荷,否則將引起主要設(shè)備損壞,重要的自動(dòng)控制裝置失靈或推遲恢復(fù)供電,甚至可能危及人身安全的負(fù)荷稱為事故保安負(fù)荷。它分為直流保安負(fù)荷,如發(fā)電機(jī)組的直流潤滑油泵等,其 直流電源由蓄電池組供電;交流保安負(fù)荷,如盤車電動(dòng)機(jī),實(shí)時(shí)控制用的電子計(jì)算機(jī)等都屬于交流保安負(fù)荷?,F(xiàn)將火電廠的主要負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下(見表 ) 表 分類 名稱 負(fù)荷類別 運(yùn)行方式 備注 鍋爐 部分 引風(fēng)機(jī) 鼓風(fēng)機(jī) 磨粉機(jī) 給粉機(jī) Ⅰ Ⅰ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ 經(jīng)常,連續(xù) 無煤粉倉時(shí)為Ⅰ 汽機(jī) 部分 凝結(jié)水泵 循環(huán)水泵 給水泵 給水油泵 生水泵 工業(yè)水泵 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 經(jīng)常,連續(xù) 給水泵不帶主油泵時(shí) 電氣及 公用部分 充電機(jī) 變壓器 變壓器冷卻風(fēng)機(jī) 通訊電源 硅整流裝置 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 不經(jīng)常,斷續(xù) 經(jīng)常,短時(shí) 經(jīng)常,連續(xù) 經(jīng)常,連續(xù) 經(jīng)常,連續(xù) 出灰 負(fù)荷 灰漿泵 碎渣機(jī) 電氣除塵器 沖灰水泵 Ⅱ 經(jīng)常,連續(xù) 輔助 車間 油處理設(shè)備 中央修理車間 起重機(jī) 電氣實(shí)驗(yàn)室 Ⅲ 經(jīng)常,連續(xù) 經(jīng)常,連續(xù) 不經(jīng)常,斷續(xù) 不經(jīng)常,斷續(xù) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 78 頁 廠用電接線的設(shè)計(jì) 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則基本上與主接線的設(shè)計(jì)原則相同。首先,應(yīng)保證對廠用電負(fù)荷可靠和連續(xù)供電,使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn);其次,接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常,事故,檢修等各種運(yùn)行方式的要求;還應(yīng)適當(dāng)注意經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新 技術(shù)、新設(shè)備,使其具有可行性和先進(jìn)性。此外,在設(shè)計(jì)廠用電系統(tǒng)接線時(shí)還要對供電電壓等級,廠用供電電源及其引接進(jìn)行分析和論證。 火電廠的輔助機(jī)械多、容量大,供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,其主要負(fù)荷分布在鍋爐、氣機(jī)、電氣、輸煤、出灰、化學(xué)水處理以及輔助車間和公用電氣部分,因此,廠用電電壓必須由 10KV和 , 以單母線分段接線形式合理地分配廠用各級負(fù)荷?,F(xiàn)將該火電廠的廠用電接線的系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)示于圖 。 圖 廠用電接線圖 圖 廠廠用電接線圖,廠內(nèi)裝在二機(jī)三爐,發(fā)電機(jī)電壓為 , 6KV廠用高壓母線分單母線,按鍋爐臺(tái)分為三段,通過 T1 T1 T13廠用高壓變壓器分別接于主母線上兩個(gè)分段上,380/220V低壓廠用母線,由于機(jī)組容量不大,設(shè)啟動(dòng)電源和事故保安電源,低壓廠用母線分為兩段,備用電源采用明備用形式,即專設(shè)一臺(tái) T10備用廠用高壓變壓器,平時(shí)斷開,當(dāng)任一段廠用工作母線的電源回路發(fā)生故障時(shí) QF3斷開, QF1和 QF2在備用電源自動(dòng)投入裝置作用下合閘。于是, T10廠用高壓變壓器代替 T11廠用高壓變壓器工作。為了在主母線上發(fā) 生故障時(shí),仍有可靠的備用電源,運(yùn)行中可將 T10備用廠用高壓變壓器和主變壓器 T2都接到備用母線上,并將主母線第段的母聯(lián)斷路器 QF4陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 78 頁 合上,使備用母線和工作母線均帶電運(yùn)行。這樣,當(dāng)主母線發(fā)生事故時(shí), QF4斷開, T10變壓器還可通過 T2供電。 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓,廠用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行等諸方面因素,由上一節(jié)負(fù)荷分析可知,取兩級廠用電壓,高壓級取 6KV,由兩組廠用主變壓器從 50MW機(jī)組的電壓母線上取,低壓級取 380V,采用母線分段式。 6KV電壓等級供電分析 對同 樣的廠用系統(tǒng), 6KV網(wǎng)絡(luò)不僅節(jié)省有色金屬及費(fèi)用,且短路電流也較小,同時(shí) 6KV電壓等級電動(dòng)機(jī)功率可制造得較大,滿足大量負(fù)荷要求。擬采用兩段 6KV的廠母線,另外再設(shè)置兩段 6KV備用母線,以提高供電可靠性。 380V電壓級低壓供電分析 380V廠用電一般采用動(dòng)力和照明共用的三相四線制接地系統(tǒng),在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí),采用動(dòng)力和照明分開供電及其引接。 廠用變壓器的選擇 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應(yīng)考慮的因素為: ( 1)變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓一致。 ( 2)變壓器的容量必須滿足廠 用機(jī)械從電源獲得足夠的功率。 ( 3)廠用高壓備用變壓器或起動(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)高壓廠用工作變壓器容量相同;低壓廠用設(shè)備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺(tái)低壓廠用工作變壓器容量相同。 據(jù)此,廠用變壓器 T4, T5, T6, T7,選擇如下: S=( 50 4) 5% / 3=4200KVA,查設(shè)計(jì)手冊,應(yīng)選 SJL16300 / 10型雙繞組鋁線電力變壓器 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 78 頁 4 短路電流計(jì)算 概 述 電力系統(tǒng)中,常見的短路故障有三相對稱短路、兩相短路和單相接地短路。其中三相短路電流的計(jì)算是為了選擇和校驗(yàn) QF、 QS、母線 等電氣設(shè)備,兩相短路電流用于整定繼電保護(hù)裝置。 短路發(fā)生后,短路電流的值是變化的,變化的情況決定于系統(tǒng)電源容量的大小、短路點(diǎn)離電源的遠(yuǎn)近以及系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)是否帶有電壓自動(dòng)調(diào)整裝置等因素。按短路電流的變化情況,通常把電力系統(tǒng)分為無限容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)。 無限容量系統(tǒng)短路電流的計(jì)算,采用短路回路總阻抗法計(jì)算;有限容量系統(tǒng)短路電流的計(jì)算采用運(yùn)算曲線法,這中間要用到網(wǎng)絡(luò)的等效變換。 本次設(shè)計(jì)中,短路電流的計(jì)算就涉及到這兩個(gè)方面的內(nèi)容。 系統(tǒng)電氣設(shè)備電抗標(biāo)幺值計(jì)算 系統(tǒng)基準(zhǔn)值 BS ? 100MVA,基準(zhǔn)電壓 BU = .avnU 發(fā)電機(jī)電抗 標(biāo)幺值 的計(jì)算 發(fā)電機(jī) G1,G2,G3,G4: 1 9 5 ???? ???? ddd XXXX 變壓器電抗 標(biāo)幺值 的計(jì)算 110kV主變壓器: ( % )* ????? NBKT SSUX 35kV主 變壓器 : ( % )* ????? NBkT SSUX 10kV側(cè)三繞組變壓器 : (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 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 78 頁 ( % )2*2 ????? NBkT SSUX ( % )3*3 ?????? NBkT SSUX
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