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電氣主接線及設計(參考版)

2025-01-03 05:00本頁面
  

【正文】 1)1()1(???nniii電氣主接線及設計 目 錄 第一節(jié) 電氣主接線的基本要求 第二節(jié) 電氣主接線的基本形式 第三 節(jié) 主變壓器的選擇 第四節(jié) 電氣主接線設計程序 第五節(jié) 電氣主接線的典型實例 火力發(fā)電廠。 年費用的計算公式為 (采用國家計委頒布的統(tǒng)一符號 ): )115( )1(1)1()1(1)1()1(1)(1)(2???????????????????????????????????nmmtmttmtttmtmttmtnmiCiCiIiiiAC式中 m—— 施工年限,第 m年即工程建成年; n—— 工程經濟使用年限 (壽命 ),水電廠取 50 年,火電廠與核電廠取 25年,變電所取 20~25年; t?—— 工程部分投運的年份; t—— 從工程開工起算的年份; i—— 電力工業(yè)投資回收率,目前取 ; It—— 工程施工期內每年的投資; Ct—— 工程部分或全部投產后每年的運行費用 ? 年費用公式中第 2個中括號內各項意義可解釋如下: ? 第 1項表示施工期內逐年投資折算到第 m年的動態(tài)總投資; 第 2項表示工程部分投產到工程建成期間逐年運行費用折算到第 m年的動態(tài)總運行費用; 第 3項表示從工程建成開始到經濟壽命期止逐年運行費用折算到第 m年的動態(tài)總運行費用; 第 個中括號內的總和表示折算到第 m年的工程綜合投人總費用; ? 年費用公式中,第 1個中括號內 的稱為等額分付資本回收系數(shù),或稱為等年值系數(shù)。 按照我國《電力工程經濟分析暫行條例》規(guī)定,采用“最小年費用法”進行方案的動態(tài)比較。 1,2, 3,... )(i ??? iii TZC( 2)動態(tài)比較法 一般發(fā)電廠建設工期較長,各種費用支付時間不同,就會有不同的效益。 ? 如計算的 T大于 8年,則應選乙方案為宜。 ? 1)抵償年限法 若甲方案綜合投資多于乙方案,但年運行費少于乙方案,則可求出其抵償年限 T: (59) ? 國家規(guī)定抵償年限 T為 5~ 8年。 這對工期很短的較小項目還適用?!?A (58) ? 各方案的綜合比較 ? 綜合比較方法有靜態(tài)比較和動態(tài)比較兩種。 ? 當變壓器的容量比不是 100/100/100,例如100/100/50時,則還需換算一次,即用 (100/50)2去乘△ Pk(13)和△ Pk(23),而△ Pk(12)不變。 ? 一臺三繞組變壓器全年電能損耗為 (56) h)(kW 3233222212110 ??????????????????????????????????? ???NkNkNk SSPSSPSSPTPA式中: S S S3—— 經過變壓器高、中、低壓 繞組的最大負荷, kVA; ? ? ?3—— 變壓器高、中、低壓繞組的最 大負荷損耗時間, h; △ Pkl、△ Pk△ Pk3—— 折合到變壓器額定容量 SN的變壓器高、中、低壓繞組的短路損耗, kW。T+△ Pk (Smax/ SN)2 ? (kWh),則全年電能損耗費為 ?△ A。Z ? 3)電能損耗費 ? 設電能價格,每 kWZ T 對于配電裝置: U1D= (6~10)% 3)綜合總投資 參與方案比較的綜合總投資即為 Z= ZT+ZD ( 2)計算年運行費 U ? 年運行費包括設備折舊費、維修費和電能損耗費三項。 ? 配電裝置的綜合投資 ZD可用下式表示: ZD=∑(nZ0)/100表示,則變壓器綜合投資 ZT可表示為: )1001(0 aZZ T ??? ?值與變壓器容量和電壓有關,參見表 5l。 )變壓器綜合投資 除包括變壓器本身價格外,還包括了運輸和現(xiàn)場安裝、架構、基礎、鐵軌、電纜等附加費用。 計算時,只計算各方案中不同的部分即可。 ? 基于上述原因,可靠性計算目前只能作為主接線選擇時的一個參考。 此外,主接線系統(tǒng)包括了為數(shù)甚多的設備。 ? 還需指出,已取得的數(shù)據(jù)資料不是一成不變的,隨著設備本身質量和 運行、檢修水平的提高 ,這些數(shù)據(jù)亦應不斷加以修正才能反映真實情況。 ? 為開展這一工作,需要較長時期地積累和整理有關設備元件的實際故障率 (每年發(fā)生故障的次數(shù) )、檢修周期和檢修時間等基礎資料。 ? 現(xiàn)代電力系統(tǒng)中,一般以每年用戶不停電時間在全年中的百分比來表示供電的可靠性,先進的指標都在 %以上,即每年用戶停電時間不會超過 。 ( 4)電氣主接線可靠性計算簡介 ? 對電氣主接線的可靠性進行定量計算,無疑為各種方案的比較提供了更加科學的依據(jù)。 ? 4)一段母線故障 (或連接于母線上的進出線斷路器故障或拒動 ),宜將故障范圍限制到不超過整個母線的四分之一;當分段或母聯(lián)斷路器故障時,其故障范圍宜限制到不超過整個母線的二分之一。 ? 2)任一臺進出線斷路器故障或拒動,不應切除一臺以上機組和相應線路。 ? 因此對大機組超高壓電氣主接線的可靠性要求極高,特別要避免因母線故障而導致全廠 (所 )性停電事故的發(fā)生。 3)發(fā)電廠或變電所全部停運的可能性。 ( 2)一般衡量主接線可靠性的具體標志 1)斷路器檢修時,能否不影響供電。 ? 我國現(xiàn)行設計技術規(guī)程中對主接線的一些規(guī)定,就是對運行實踐的歸納和總結。 電氣主接線方案的技術經濟比較 ( 1)對電氣主接線可靠性的一般考慮 1)運行實踐是電氣主接線可靠性的客觀衡量標準 ? 國內外長期積累的運行實踐經驗在評價可靠性時起決定性作用。 ? 主接線方案的技術比較 ? 電氣主接線的技術比較,主要是比較各方案的供電可靠性和運行靈活性。 三、電氣主接線設計程序 ( 4)對所選擇的 2~3個主接線方案進行經濟比較 ? 對所選擇的 2~3個主接線方案進行經濟比較,最后確定出一個最優(yōu)主接線方案。 – 主要從發(fā)電機或變壓器與系統(tǒng)的連接方式; – 變壓器的容量、臺數(shù)及型式; – 各級配電裝置的接線形式等方面考慮。 三、電氣主接線設計程序 ( 1)原始資料的收集與分析 – 分析所需設計發(fā)電廠的裝機容量、運行方式及年利用小時數(shù),電壓等級與出線回路; – 分析變電所類型、規(guī)模、性質、電壓等級與出線回路; – 分析發(fā)電廠或變壓器在電力系統(tǒng)中所處的位置和所承擔的負荷的情況以及系統(tǒng) 5~10年的規(guī)劃; – 分析發(fā)電廠或變壓器所處的地理位置、氣候情況以及設備的運輸、制造情況。 – 技術施工階段是設計的最后階段,是在初步設計方案的基礎上設計電氣設備及配電裝置的具體布置和安裝方式。 三、電氣主接線設計程序 ? 初步設計 – 當項目得到批準以后,進入初步設計階段。 ? 可行性研究 – 可行性研究階段設計主要是電力項目從技術、經濟上進行初期的論證,電氣工作量較小。 圖 319 低壓分裂繞組變壓器 ( a)與兩臺發(fā)電機組成的擴大單元接線; ( b)大型機組廠用變壓器。 – 主要用于兩臺發(fā)電機與主變壓器連接的擴大單元接線中(圖 319 a),限制發(fā)電機出口處的短路電流。 – 分裂電抗器正常運行時造成的電壓損失較小,當分裂電抗器中的某一分支發(fā)生短路時,短路電流會受到很大的限制。 – 架空線由于本身電抗較大,所以一般不裝設出線電抗器。 二、限制短路電流的措施 ( 2)裝設限流電抗器 – 2)裝設線路電抗器 – 當出線回路采用電纜出線,電纜電抗較小,電路產生的短路電流較大時,需加設線路電抗器(圖 317)。 二、限制短路電流的措施 ( 2)裝設限流電抗器 – 1)裝設母線電抗器 – 當發(fā)電機出口采用電壓母線的主接線時,在電壓母線分段上裝設電抗器(圖 317),可降低發(fā)電機出口斷路器、母線分段斷路器、母線聯(lián)絡斷路器以及變壓器低壓側斷路器所承受的短路電流。 二、限制短路電流的措施 ( 1)選擇適當?shù)碾姎庵鹘泳€和運行方式 ? 選擇計算阻抗較大的主接線或運行方式,減少并聯(lián)支路。 ? 在大容量發(fā)電廠中,多臺發(fā)電機并聯(lián)運行在發(fā)電機電壓母線上時,當發(fā)電機電壓母線發(fā)生短路時會產生很大的短路電流,導致電氣設備的選擇困難,或必須加大設備的選擇型號,使投資增加。 ( 3)滿足電氣主接線對可靠性、靈活性和經濟性的基本要求。 – 國家建設的方針、政策、技術規(guī)范和標準是結合我國的實際情況、根據(jù)長期的生產實踐經驗而制定的。 – 根據(jù)國家經濟發(fā)展及電力系統(tǒng)的長遠規(guī)劃,分析發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用、建設規(guī)模、所承擔負荷大小和重要性等相關資料后,設計變電所和發(fā)電廠的電氣主接線。 電氣主接線及設計 目 錄 第一節(jié) 電氣主接線的基本要求 第二節(jié) 電氣主接線的基本形式 第三 節(jié) 主變壓器的選擇 第四節(jié) 電氣主接線設計程序 第五節(jié) 電氣主接線的典型實例 一、電氣主接線設計的原則 ? 電氣主接線的設計是一個綜合性的問題,必須結合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電所的具體情況,在滿足國家相關的法規(guī)、技術經濟政策的前提下,依據(jù)相應的國家規(guī)范、標準和設計規(guī)程,按照嚴格的設計程序進行設計。 – 它與變壓器的型式和容量有關, – 額定容量在 1000kVA 及以下選擇自然風冷; – 額定容量在 8000kVA 及以上選擇強迫空冷; – 額定容量在 40MVA及以上選擇強迫油循環(huán)風冷卻; – 120MVA 及以上強迫油循環(huán)水冷,目前很少應用。 – 而對 220kV及以上變壓器容量大,其低壓繞組主要帶無功補償電容器和所用電,容量小,為了降低變壓器的造價,多采用 100/100/50。 二、主變壓器型式的選擇 ( 6)容量比的選擇 – 雙繞組三相變壓器的容量比一般為 100/100 , – 三繞組三相變壓器的容量比有 100/100/100、 100/100/50 、 100/50/50等形式。 – 根據(jù)功率的傳輸方向來選擇其結構型式。 – 升壓變壓器繞組排列為:鐵芯 中壓繞組 低壓繞組 高壓繞組,高、低壓繞組間相距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。 – 多數(shù)情況下多采用無載調壓變壓器。 二、主變壓器型式的選擇 ( 4)調壓方式的選擇 – 由于有載調壓變壓器結構復雜,價錢昂貴。( 2 %。調壓的范圍較大,能達到電壓的 30 % ,并可根據(jù)負荷大小的變化在一天中調節(jié)好幾次,且可進行自動調節(jié)。 二、主變壓器型式的選擇 ( 4)調壓方式的選擇 – 變壓器的調節(jié)方式有帶負荷切換的有載(有勵磁)調壓方式和不帶負荷切換的無載(無勵磁)兩種。 二、主變壓器型式的選擇 ( 3)繞組接線組別的確定 – 我國電力變壓器三相繞組的連接方式與電力系統(tǒng)中性點接地方式有關: – 110kV 及以上的電壓等級為中性點直接接地的大電流系統(tǒng),所以 110kV 及以上電壓側的變壓器三相繞組均為“ YN ” , – 對于小電流接地系統(tǒng)的 35kV 作為高、中壓側可采用“ Y ”,低壓側可采用“ Y ”或“ D ” 。 – 電力系統(tǒng)變壓器采用的繞組連接方式有星形“ Y ”和三角形“ D ”兩種。當變壓器需要與 110kV 及以上的兩個中性點直接接地系統(tǒng)相連接時,可優(yōu)先選用自耦變壓器。 二、主變壓器型式的選擇 ( 2)繞組數(shù)的選擇 – 對于采用擴大單元接線的發(fā)電廠,應優(yōu)先選用低壓分裂繞組的變壓器,與雙繞組變壓器相比,可減小發(fā)電機出口端短路時的短路電流。否則,發(fā)電機出口需設置昂貴的大容量斷路器。但當兩種升壓電壓的負荷相差很大時,通過變壓器某一側的功率小于變壓器額定容量的 15%時,可采用發(fā)電機 雙繞組變壓器加雙繞組聯(lián)絡變壓器。 ? 2)當發(fā)電廠有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)相連以及變電所有三種電壓等級時,可以采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器(包括自藕變壓器),具體情況為: 二、主變壓器型式的選擇 ( 2)繞組數(shù)的選擇 – 單機容量為 125MW 及以下的發(fā)電廠,而且變壓器各側繞組的通過容量均達到變壓器額定容量的 15%及以上時,優(yōu)先考慮采用三繞組變壓器。 二、主變壓器型式的選擇 ( 1)相數(shù)的選擇 – 對于電壓等級為 500kV 及以上的發(fā)電廠和變電所,在考慮運輸條件外,還應根據(jù)所提供的負荷和系統(tǒng)情況,分析變壓器故障或檢修時對系統(tǒng)的影響,經技術經濟比較
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