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某火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(參考版)

2025-06-30 04:17本頁面
  

【正文】 三、避雷器的選擇1)按額定電壓選擇:220kV最高工作電壓為242kV,=242=,可以取避雷器的額定電壓為200kV,滿足額定電壓要求。經(jīng)過以上計算,最終確定110kV側(cè)的隔離開關(guān)類型選擇為:GW5—35Ⅱ(D)。s] It=4024=6400QK 滿足熱穩(wěn)定要求。其額定電壓為110kV,額定電流為2000A,允許通過電器的動穩(wěn)定電流為100kA,熱穩(wěn)定電流為40kA,熱穩(wěn)定時間為4s。經(jīng)過以上計算,最終確定220kV側(cè)的隔離開關(guān)類型選擇為:GW4—220(D)。S] It=4024=6400QK 滿足熱穩(wěn)定要求。二、隔離開關(guān)的選擇1)對于220kV側(cè)的隔離開關(guān),可按如下方式進(jìn)行選擇: UN≥UNS=220kV: IN≥Imax Imax==(A) (310)Imax=(A)1250(A)查《發(fā)電廠電氣部分》附錄可選隔離開關(guān)的型號為GW4—220(D)型,其額定電壓為220kV,額定電流為1250A,允許通過電器的動穩(wěn)定電流為100kA,熱穩(wěn)定電流為40kA,熱穩(wěn)定時間為4s。綜上,所選110kV側(cè)的斷路器的型號為SW2—110Ⅲ,可以滿足系統(tǒng)的正常運行。s]It =4024=4800﹥QK,滿足熱穩(wěn)定的要求。 IK≤INbr IK——全電流有效值; INbr——額定斷開電流。 Ies≥Ish Ies——電器設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流Ish——短路電流沖擊值Ish = =(kA)80kA所以該斷路器滿足動穩(wěn)定的要求綜上所選擇斷路器的型號為SW2—220Ⅳ,可以滿足系統(tǒng)的正常運行。 IK≈I1+2e 2tbrTa ≈ I 在變電所主母線短路點處,可不計及非周期分量的影響,所以Ik≈II=≤INbr=40(kA): I= ,Itk2 Itk/2= ,ItkItk= tk = Qk = Qp + Qnp = tk12(I2+ 10Itk22 + Itk2) = (+10 +)+= [(kA)2 電氣設(shè)備的選擇一、斷路器的選擇1)對于220kV側(cè),其斷路器的選擇如下: UN ≥ UNS=220kV Ial=KIN≥Imax Imax = = 2201033220 = IN = 2000A﹥Imax查《發(fā)電廠電氣部分》附錄可選斷路器的型號為SW2—220Ⅳ,其額定電壓為220kV,額定電流為2000A,額定開斷電流為40kA;允許通過電器的動穩(wěn)定電流為100kA,熱穩(wěn)定電流為40kA,熱穩(wěn)定時間為4s。動穩(wěn)定就是要求電氣設(shè)備能承受短路沖擊電流所產(chǎn)生的電動力效應(yīng)。s 。2)電器滿足熱穩(wěn)定的條件為 It≥Qk [(kA)2(1)熱穩(wěn)定校驗。2)除上述考慮海拔、當(dāng)?shù)貙嶋H環(huán)境溫度的影響外,尚需考慮日照、風(fēng)速、覆冰厚度、濕度等環(huán)境條件的影響。式中: θ——實際環(huán)境溫度,℃; θal——多道題或電纜芯正常最高允許溫度,℃。當(dāng)計及環(huán)境溫度修正時,K值的計算如下。由于電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化、調(diào)壓及接線方式的改變而引起功率分布和網(wǎng)絡(luò)阻抗變化等原因,往往使得電網(wǎng)某些部分的實際運行電壓高于電網(wǎng)的額定電壓UNs,因此,所選電氣設(shè)備的允許最高工作電壓Ualm不得低于所在電網(wǎng)的最高運行電壓Usm,即 Ualm≥Usm (41)對于電纜和一般電器,Ualm較UN高10%~15%,即 Ualm =(~)UN而對于電網(wǎng),由于電力系統(tǒng)采取各種調(diào)壓措施,電網(wǎng)的最高運行電壓Usm通常不超過額定電壓UNs的10%,即 Usm≤ 可見,只要UN不低于UNs,就能滿足式(41),所以,一般可按式(42)選擇 UN≥UNs (42)按額定電流選擇電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定環(huán)境條件(環(huán)境溫度、日照、海拔、安裝條件等)下,電氣設(shè)備的長期允許電流。首先計算變壓器的等值電抗Uk(12)% = ; Uk(31)% = 2=;Uk(23)% = 2=各繞組的短路電壓計算如下:Uk1% = 12(Uk(12)% + Uk(31)% Uk(23)%) = 12( + ) = Uk2% = 12(Uk(12)% + Uk(23)% Uk(31)%) = 12(+) = Uk3% = 12(Uk(23)% +Uk(31)% Uk(12)%) = 12(+) = XT1 = Uk1%UN12100SN = 2422100240 = XT2 = Uk2%UN12100SN = 2422100240 = XT3 = Uk3%UN12100SN = 2422100240 = XT1 、XT2 、XT3分別對應(yīng)于等值電路圖中XT11 、XT12 XT13,由于兩臺變壓器型號大小都相同,因而有:XT21 = XT11 ;XT22 = XT12;XT23 = XT13選取系統(tǒng)的基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓分別為:SB = 240MVA, UB = 182kV。2. 系統(tǒng)的等值電路圖如圖4—7:圖4—7 系統(tǒng)的等值電路圖系統(tǒng)中所用三繞組變壓器(SEPS7—240000/220型)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下:額定容量240000KVA,高、中、低壓繞組的額定電壓分別為:24121;空載損耗為175J,短路損耗為800J;高中、高低、中低的阻抗電壓分別為:;總重量:258噸。 短路電流的計算 本次設(shè)計短路電流計算只考慮三相短路為最嚴(yán)重的情況,只對三相短路進(jìn)行詳細(xì)計算。4)在選擇主接線的繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時,需要以各種短路時的短路電流為依據(jù)。2)在選擇電氣主接線時,為了比較各種接線方案,或確定某一接線是否需要采用限制短路電流的措施,均需進(jìn)行必要的短路電流計算。圖中的FS則是用來保護(hù)開路狀態(tài)的斷路器和隔離開關(guān)的。由于本設(shè)計中所用的電機容量定為1500kW,容量較?。?000kW以下為小容量直配電機),所以這類電機可以不用電纜進(jìn)線段(大容量直配電機需要使用電纜進(jìn)線段),其保護(hù)接線如圖4—5所示:圖中的FCD為磁吹式避雷器,F(xiàn)S為閥型避雷器,G為電機,C為電容圖4—6 1500kW直配電機的保護(hù)接線圖經(jīng)研究計算,當(dāng)有雷電流入侵時,流經(jīng)FCD的雷電流與接地電阻R有關(guān),R越小則流經(jīng)FCD的雷電流越小,規(guī)程上建議:對于3,6kV線路: L/R =200對于10kV線路: L/R=150一般的進(jìn)線長度L可取450~600m。 中壓繞組雖也有開路運行的可能,但其絕緣水平較高,一般不需要加裝避雷器來保護(hù),因而附圖一中也沒有繪出這一部分。發(fā)電廠的廠房一般不裝設(shè)避雷針,以免發(fā)生反擊事故和引起繼電保護(hù)的誤動作。圖4—6為獨立避雷針在配電機構(gòu)附近的安放情況 圖4—6 獨立避雷針離配電機構(gòu)的距離根據(jù)規(guī)程的要求,為了防止避雷針與被保護(hù)設(shè)備或構(gòu)架之間的空氣間隙Sk被擊穿而造成反擊事故,必須要求Sk大于一定的距離,若取空氣的平均電抗強度500kV/m,則Sk應(yīng)滿足以下要求:Sk + (m)同樣,為了防止避雷針接地裝置和被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間在土壤中的間隙Sd被擊穿,必須要求Sd大于一定距離,Sd應(yīng)滿足下式(假設(shè)土壤的抗電強度為500kV/m): Sd (m)在一般情況下,Sk不小于5m,Sd不應(yīng)該小于3m 。歸總式原理圖的展開圖接線比較清晰,便于閱讀,還便于了解整套裝置的動作程序和工作原理,便于查找和分析故障,因而在實際工作中應(yīng)用也較多。這里也簡要介紹一下展開式原理圖的主要特點。6kV線路過電流保護(hù)設(shè)計的歸總式原理圖如下圖:其中,M70M706為掉牌未復(fù)歸光子牌小母線。斷路器QF跳閘后,由其輔助觸點QF1切斷跳閘線圈YT中的電流。當(dāng)線路發(fā)生過電流時,通過電流互感器立刻反應(yīng)到二次側(cè),引起二次設(shè)備動作。圖中,時間繼電器KT選擇的型號為:JS72A,吸引線圈的電壓為110V,觸點的額定電壓為380V,~180s,本次設(shè)計延時時間設(shè)定為2s;信號繼電器KS選擇的是溫度繼電器,型號是JW4A3型,額定電流為30A, 額定線電壓為380V,額定工作頻率為50Hz;電流繼電器采用的是DL10型,電磁式瞬動過電流繼電器,最大整定值為10A,本次設(shè)計中整定電流設(shè)為5A;電流互感器選擇的型號為LA10,其額定電流比為5~200/5A。由圖4—3可以看出歸總式原理圖的特點是將二次接線與一次接線的有關(guān)部分繪在一起,圖中的各元件用整體形式表示,其相互聯(lián)系的交流電流回路、交流電壓回路(本設(shè)計中沒有繪出)及直流回路都綜合在一起,并將按實際連接順序繪出。其中的直流電源供電采用直流電源系統(tǒng)中的蓄電池組供電,電壓為110V。圖中的高、低壓電動機均屬個別供電方式,由低壓廠用母線段引至車間配電屏的接線本設(shè)計中未完整繪出(屬成組供電方式,本設(shè)計中不是重點,因而略去這一部分)。在該火力發(fā)電廠的廠用電接線中,廠用高壓采用6kV,直接由發(fā)電機側(cè)通過一臺三繞組變壓器T3連接到6kV廠用高壓母線一段和備用母線,另一臺雙繞組變壓器T4則引入6kV廠用高壓母線二段。刀開關(guān)采用的是HD系列中的HD13,該系列開關(guān)適用于交流50Hz,額定電壓380V,額定電流至150OA的成套配電裝置中,作為不頻繁地手動接通和分?jǐn)嘟?、直流電路或作隔離開關(guān)用。6kV側(cè)的雙繞組變壓器選擇的型號為:S9400/10,該變壓器的容量為400kVA,高壓、低壓側(cè)的額定電壓分別為: 廠用電接線的設(shè)計該火力發(fā)電廠的廠用電接線圖見附圖二。當(dāng)全廠停電時,可以快速啟動和自動投人向保安負(fù)荷供電。4)充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式,特別要注意對公用負(fù)荷供電的影響,要便于過渡,盡量減少改變接線和更換設(shè)置。在廠用電接線中,不應(yīng)存在可能導(dǎo)致切斷多于一個單元機組的故障點,更不應(yīng)存在導(dǎo)致全廠停電的可能性,應(yīng)盡量縮小故障影響范圍。在任何運行方式下,一臺機組故障停運或其輔機的電氣故障不應(yīng)當(dāng)影響到另一臺機組的運行,并要求受廠用電故障影響而停運的機組應(yīng)能在短期內(nèi)恢復(fù)運行。廠用電接線應(yīng)滿足下述要求:1)各機組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨立的。不間斷供電電源一般采用由蓄電池供電的電動發(fā)電機組或配備數(shù)控的靜態(tài)逆變裝置。在機組運行期間,以及正常或事故停機過程中,甚至在停機后的一段時間內(nèi),需要連續(xù)供電并具有恒頻恒壓特性的負(fù)荷,稱為不間斷供電負(fù)荷。通常,由蓄電池組、柴油發(fā)電機組、燃汽輪機組或可靠的外部獨立電源作為事故保安負(fù)荷的備用電源。按對電源要求的不同它又可分為:①直流保安負(fù)荷,如發(fā)電機的直流潤滑油泵、事故氫密封油泵等;②交流保安負(fù)荷,如盤車電動機、交流潤滑油泵、交流密封油泵、消防水泵等。4)事故保安負(fù)荷。如試驗室、修配廠、油處理室的負(fù)荷等。3)Ⅲ類廠用負(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,以及水電廠中大部分廠用電動機。2)II類廠用負(fù)荷。如火電廠的給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、引風(fēng)機、送風(fēng)機、給粉機等以及水電廠的調(diào)速器、壓油泵、潤滑油泵等。一、廠用電負(fù)荷的分類廠用電負(fù)荷,根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度,按其重要性可分為四類:1)I類廠用負(fù)荷。一般凝汽式火電廠的廠用電率為5%~8%,熱電廠為8%~13%,水電廠為0.5%~1.O%。廠用電耗電量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分?jǐn)?shù),稱為廠用電率。廠用電所需的電量,大部分都由發(fā)電廠自身供給。提高廠用電可靠性的目的,是使電廠長期無故障運行,不致因廠用電局部故障而被迫停機。廠用電的可靠性,對電力系統(tǒng)的安全運行非常重要。發(fā)電廠在啟動、運轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中,有大量由電動機
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