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215300mw火電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書-在線瀏覽

2025-03-07 13:29本頁面
  

【正文】 機(jī)參數(shù)簡介汽輪機(jī)的型號: 亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽冷凝式汽輪機(jī),反動凝汽式,哈爾濱汽輪機(jī)廠:額定功率330MW額定排氣壓力最大保證功率316MW額定冷卻水溫度20℃主蒸汽壓力額定轉(zhuǎn)速3000r/min主蒸汽溫度537℃額定給水溫度℃再熱蒸汽壓力回?zé)岢槠螖?shù)7再熱蒸汽溫度537℃汽輪機(jī)級數(shù)(高/中/低)1+12/9 (27)=36額定主蒸汽流量末級動葉片高度900mm額定再熱蒸汽流量747T/h額定工況熱耗7928(1896)汽輪機(jī)總長 汽輪機(jī)組成靜止部分:汽缸、隔板、噴嘴、軸承和軸封等;轉(zhuǎn)動部分:葉片、葉輪和軸等;配汽機(jī)構(gòu):主蒸汽導(dǎo)管、自動主汽門、調(diào)節(jié)閥等高中壓缸采用雙層水平中分面結(jié)構(gòu)。高中壓外缸通過四個(gè)下貓爪支撐在前軸承箱兩側(cè)及低壓缸軸承箱兩側(cè),采用下貓爪支撐方式,保證受熱時(shí)汽缸中心保持不變。為保證機(jī)組正常運(yùn)行和盤車運(yùn)行時(shí)各軸承的潤滑和冷卻,在調(diào)速器端設(shè)有主軸拖動的離心式主油泵,在機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到2850r/min時(shí),主油泵開始正常工作,保證機(jī)組正常時(shí)潤滑油系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)的用油。由外缸、1號內(nèi)缸、2號內(nèi)缸組成,減少了整個(gè)缸的絕對膨脹量。轉(zhuǎn)子:由高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子組成。軸承:本機(jī)組設(shè)有4個(gè)4瓦塊可傾瓦軸承,可以保證機(jī)組很好的對中性能。1個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)的推力軸承位于汽輪機(jī)的調(diào)速器端,可以平衡轉(zhuǎn)子的剩余軸向推力和確定轉(zhuǎn)子的軸向位置,形成轉(zhuǎn)子膨脹的死點(diǎn)。機(jī)組能在冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)等不同工況下啟動,并可采用定壓和定-滑-定壓運(yùn)行方式運(yùn)行。本機(jī)組配置容量為汽機(jī)最大進(jìn)汽量30%的高、低壓串聯(lián)旁路系統(tǒng),可以縮短啟動時(shí)間,減少工質(zhì)損失。 汽輪發(fā)電機(jī) 同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) QFSN3 002 20 型發(fā)電機(jī)通常采取臥式軸,軸系上帶有三臺同步發(fā)電機(jī),即發(fā)電機(jī)、主勵磁機(jī)、副勵磁機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵磁采用同軸交流勵磁機(jī)帶靜止硅整流的勵磁方式;交流勵磁機(jī)的勵磁采用同軸交流勵磁機(jī)靜止晶閘管整流勵磁方式;副勵磁機(jī)為稀土鉆永磁交流發(fā)電機(jī)的副勵磁機(jī)、主勵磁機(jī)、發(fā)電機(jī)三機(jī)同軸有刷勵磁系統(tǒng)。定子主要由定子鐵芯、定子繞組 ( 也叫電樞繞組 ) 、機(jī)座、端蓋及擋風(fēng)裝置等部件組成;轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組 ( 也叫勵磁繞組 ) 、滑環(huán)、轉(zhuǎn)軸等部件組成。定子機(jī)座主要用于固定定子鐵芯,并和其他部件一起形成密閉的冷卻系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子繞組是轉(zhuǎn)子的電路部分,直流勵磁電流一般是通過電刷和集電環(huán)引入轉(zhuǎn)子繞組,形成轉(zhuǎn)子的直流電路。其主要參數(shù)有:額定容量:SN=353MVA( 發(fā)電機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí) , 所能輸出的最大視在功率 );額定功率:PN=300MW( 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí) , 所能輸出的最大有功功率 );額定定子電壓 :UN=20KV( 發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí) , 機(jī)端定子三相繞組的線電壓 );額定定子電流:IN=10190A( 發(fā)電機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí) , 定子繞組允許通過的最大線電流 );額定功率因數(shù):cos φN=( 滯后 )額定頻率:f=50Hz;額定轉(zhuǎn):n=3000r/min;定子繞組接線方式:雙Y(并聯(lián));額定勵磁電壓:U fN=463V;額定勵磁電流:IfN=2203A;額定氫壓:;定子繞組直流電阻(15 ℃):;轉(zhuǎn)子繞組直流電阻 (15 ℃ ):;定子每相對地電容:A 、 B 、 C 三相各為 ;直軸同步電抗 Xd:%;橫軸同步電抗 Xq:193%;直軸暫態(tài)電抗 X39。q:37%;直軸次暫態(tài)電抗 X 39。d:%;橫軸次暫態(tài)電抗 X39。q: %;負(fù)序電抗 X2:%;零序電抗 Xo:%;短路比 SCR:。按照電磁感應(yīng)定律;導(dǎo)線切割磁力線能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,將導(dǎo)線連成閉合回路,就有電流流過,這就是發(fā)電機(jī)的基本工作原理。在同步發(fā)電機(jī)的定子鐵芯內(nèi) ;對稱地安放著 AX 、BY 、CZ 三相繞組。電角度。磁通自轉(zhuǎn)子的一個(gè)極發(fā)出來,經(jīng)過空氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子、另一個(gè)極(S極)構(gòu)成回路。所以,當(dāng)原動機(jī)帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),就得到一個(gè)在空間按正弦規(guī)律分布的旋轉(zhuǎn)磁場。電角度。電角度,發(fā)電機(jī)發(fā)出的就是對稱三相交流電,即 eA=Emsinωt eB=Emsin(ωt120176。) 感應(yīng)電動勢的頻率取決于發(fā)電機(jī)磁極對數(shù)p和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n。設(shè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 n (r/min),,則感應(yīng)電動勢每秒鐘交變 pn/60 次 ,即感應(yīng)電動勢的頻率為 f=pn/60(Hz) (3 12)式 (3 1 2) 表明,當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的極對數(shù)p 、轉(zhuǎn)速 n一定時(shí),則定子繞組感應(yīng)電動勢的頻率一定,即轉(zhuǎn)速與頻率保持不變的關(guān)系。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的三相繞組與負(fù)載接通時(shí),對稱三相繞組中流過對稱三相電流 ,并產(chǎn)生一 個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場 ( 定子磁場 ),定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n=60f╱p 。 同步發(fā)電機(jī)的工作特性 同步發(fā)電機(jī)帶對稱負(fù)載運(yùn)行時(shí),主要有負(fù)載電流 I 、功率因數(shù) cos φ、端電壓 U,勵磁電流 IL 等幾個(gè)互相影響的變量,這些物理量每兩個(gè)量之間的關(guān)系,稱為同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性。由圖 3 12可見,空載特性曲線與發(fā)電機(jī)磁路的磁化曲線相同。如果勵磁繞組有匝間短路,在相同的勵磁電流下,勵磁磁通勢減小,曲線下降。在做短路特性試驗(yàn)時(shí),要先將發(fā)電機(jī)三相繞組的出線端短路。在試驗(yàn)過程中,調(diào)整勵磁電流時(shí)不要往返調(diào)整。然后,維持轉(zhuǎn)速不變 ,增加勵磁,讀取勵磁電流及相應(yīng)的定子電流值,直到定子電流I達(dá)到額定電流值時(shí)為止。短路試驗(yàn)測得的短路特性曲線,不但可以用來求取同步發(fā)電機(jī)的重要參數(shù):飽和的同步電抗與短路比。顯然,勵磁繞組存在匝間短路時(shí),因安匝數(shù)的減少,短路特性曲線是會降低的。不同功率因數(shù)時(shí)的負(fù)載特性曲線。用負(fù)載特性曲線、空載特性曲線、短路特性可以測得發(fā)電機(jī)的基本參數(shù),這是發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)、制造的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。圖 315 所示為發(fā)電機(jī)帶不同功率因數(shù)負(fù)載時(shí)的外特性曲線。 發(fā)電機(jī)的并列發(fā)電機(jī)并列操作是電力系統(tǒng)中很重要的一項(xiàng)操作 , 必須認(rèn)真對待 , 以便在并列操作以后 , 能很快達(dá)到同步運(yùn)行的目的。為了使并列操作后發(fā)電機(jī)迅速進(jìn)入同步運(yùn)行 , 一般采用準(zhǔn)同期并列。2) 。4) 安裝或大修后的發(fā)電機(jī)還應(yīng)檢查與系統(tǒng)的相序一致。6) 同步表連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)超過15mno7) 禁止其他同期回路的操作。勵磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供直流電流,即勵磁電流,勵磁調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元的輸出,整個(gè)勵磁自動控制系統(tǒng)是由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元和發(fā)電機(jī)構(gòu)成的一個(gè)反饋控制系統(tǒng)。因此,勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)主要有以下幾個(gè)方面:(l) 在正常運(yùn)行條件下,供給同步發(fā)電機(jī)勵磁電流,并根據(jù)發(fā)電機(jī)所帶負(fù)荷的情況,相應(yīng)地調(diào)整勵磁電流,以維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓在給定水平上;(2) 使并列運(yùn)行的各同步發(fā)電機(jī)所帶的無功功率得到穩(wěn)定而合理的分配;(3) 增加并入電網(wǎng)運(yùn)行的同步電機(jī)的阻尼轉(zhuǎn)矩,以提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性及輸電線路的有功功率傳輸能力;(4) 在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障造成發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓嚴(yán)重下降時(shí),進(jìn)行強(qiáng)勵,將勵磁電流迅速增到足夠的頂值,以提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性;(5) 在同步發(fā)電機(jī)突然解列,甩掉負(fù)荷時(shí),進(jìn)行強(qiáng)減,將勵磁電流迅速降到安全數(shù)值,以防止發(fā)電機(jī)電壓的過分升高;(6) 在發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí),進(jìn)行快速滅磁,將勵磁電流迅速減到零值以減小故障損壞程度;(7) 在不同運(yùn)行工況下,根據(jù)要求對發(fā)電機(jī)實(shí)行過勵磁限制和欠勵磁限制,以確保同步發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通常把生產(chǎn)、輸送、分配電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備,包括:(1)生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備:如發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能,電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,變壓器使電壓升高或降低,以滿足輸配電需要。還有一些電氣設(shè)備,是對上述設(shè)備進(jìn)行測量、控制、監(jiān)視和保護(hù)用的,稱為二次設(shè)備,包括:(1)儀用互感器:如電壓互感器和電流互感器,可將電路中的電壓或電流降至較低的值,供給儀表和保護(hù)裝置使用;(2)測量表計(jì):如電壓表、電流表、功率因數(shù)表等,用于測量電路中的參量值;(3)繼電保護(hù)及自動裝置:這些裝置能迅速反映不正常情況并進(jìn)行調(diào)節(jié)或作用于斷路器跳閘,使故障切除;(4)直流設(shè)備:包括直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池等,供給保護(hù)和事故照明的直流用電。同時(shí),它與繼電保護(hù)、自動裝置和二次接線的設(shè)計(jì)有密切關(guān)系。一次回路設(shè)計(jì)需根據(jù)該地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)、動力資源、電網(wǎng)現(xiàn)狀、電網(wǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃、近區(qū)負(fù)荷和鄰近電源情況進(jìn)行。應(yīng)積極慎重地推廣國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù),因地制宜地采用新設(shè)備、新材料和新布置。電氣一次部分設(shè)計(jì),通常包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:(1)發(fā)電廠與電網(wǎng)的連接:根據(jù)地方的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及發(fā)電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì),確定本發(fā)電廠的送電地區(qū)、輸電電壓等級、出線回路數(shù)目、輸電容量以及電網(wǎng)對本發(fā)電廠的運(yùn)行方式、穩(wěn)定措施等方面的要求;(2)電氣主接線:論證、選定電氣主接線;(3)廠用電系統(tǒng):確定廠用電源的取得方式與廠用電電壓等級,統(tǒng)計(jì)廠用電高低壓負(fù)荷,選擇高壓、低壓廠用變壓器容量、臺數(shù),確定廠用電接線;(4)電氣設(shè)備選擇:計(jì)算短路電流,按照短路電流計(jì)算結(jié)果選擇變壓器、斷路器、隔離開關(guān)和互感器等電氣設(shè)備的型式、規(guī)格及有關(guān)技術(shù)參數(shù);(5)設(shè)備布置:包括主廠房內(nèi)、外的電氣設(shè)備平面布置和升壓站布置;(6)過電壓保護(hù)和接地:選定主廠房及電氣設(shè)備的過電壓保護(hù)方式、保護(hù)設(shè)備型式、規(guī)格及其布置位置,計(jì)算接地電阻及敷設(shè)接地裝置等。它反映各設(shè)備的作用、連接方式和各回路間相互關(guān)系,從而構(gòu)成發(fā)電廠或變電所電氣部分的主體。 電氣主接線的基本要求(1)保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù),停電不僅使發(fā)電廠造成損失,而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來的損失將更嚴(yán)重,往往比少發(fā)電能的損失大幾十倍,至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報(bào)廢、城市生活混亂等經(jīng)濟(jì)損失和政治影響,更是難以估量。 (2)具有一定的靈活性和方便性主接線不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠地供電,而且在系統(tǒng)故障或設(shè)備檢修及故障時(shí),也能適應(yīng)調(diào)度的要求,并能靈活、簡便、迅速地倒換運(yùn)行方式,使停電時(shí)間最短,影響范圍最小。(4)具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有余地,不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn),同時(shí)還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工的方便。 電氣主接線分析1)單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線優(yōu)點(diǎn):在正常工作時(shí),旁路斷路器以及各出線回路上的旁路隔離開關(guān),都是斷開的,旁路母線不帶電,通常兩側(cè)的開關(guān)處于合閘狀態(tài),檢修時(shí)兩兩互為熱備用;檢修QF時(shí),可不停電;可靠性高,運(yùn)行操作方便。2)雙母線接線優(yōu)點(diǎn):供電可靠,調(diào)度方式比較靈活,擴(kuò)建方便,便于試驗(yàn)。3)雙母線帶旁路母線的接線優(yōu)點(diǎn):增加供電可靠性,運(yùn)行操作方便,避免檢修斷路器時(shí)造成停電,不影響雙母線的正常運(yùn)行。 對原始資料的分析從原始資料可以知道,本電廠屬于地區(qū)性火力發(fā)電廠,有兩臺300MW的發(fā)電機(jī)組成,建成后總?cè)萘繛?000MW,該電廠的發(fā)電容量除了本廠廠用電后剩余的電力向系統(tǒng)供電。電廠是否安全、可靠運(yùn)行直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益,可見該電廠的重要性。這樣一來就避免了斷路器檢修時(shí),不影響對系統(tǒng)的供電,斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí),減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間,保證了可靠的供電。330KV母線采用雙母接線。靈活性1)運(yùn)行方式相對簡單,靈活性差;2)各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。4 變壓器的選擇 變壓器概述 變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備 , 是電力系統(tǒng)中輸電、變電、配電時(shí) , 用以改變電壓、傳 輸交流電能的電氣設(shè)備 , 它應(yīng)用電磁感應(yīng)原理把一種電壓等級的交流電壓轉(zhuǎn)換成相同頻率的 另一種電壓等級的交流電壓。發(fā)電廠中的變壓器包括主變壓器、啟動 / 備用變壓器、高壓廠用變壓器 , 以及低壓廠用變壓器等。繞組中接電源的一方稱為原方、原邊或一次繞 組 , 接負(fù)載的一方稱副方、副邊或二次繞組。交流電流同時(shí)在鐵心中產(chǎn)生交變磁 通 , 交變磁通同時(shí)交鏈一、二次繞組 , 根據(jù)電磁感應(yīng)定律我們知道 , 二次繞組中將感應(yīng)出電 動勢。電廠中的電力變壓器一般是三相的 , 按繞組數(shù)可分為雙繞組、三繞組 , 三繞組一般連接 三個(gè)電壓等級 , 發(fā)電廠中的主變壓器、低壓廠用變壓器以雙繞組為主 , 高壓廠用變壓器和高 壓起動 / 備用變壓器一般雖然有三個(gè)繞組 , 但其低壓側(cè)兩個(gè)繞組完全相同 , 是采用特殊結(jié)構(gòu) 的分裂變壓器 。 按冷卻介質(zhì)來區(qū)分 , 變壓器分為油浸風(fēng)冷式變壓器、油浸水冷式變壓器以及干式變壓器 ( 空氣冷卻器 ), 主變壓器、高壓廠用變壓器、起 /備變都為油浸式變壓器 , 低壓廠用變壓器多為干式變壓器。在計(jì)算通過主變壓器的總?cè)萘繒r(shí),至少應(yīng)考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要,并要求:在發(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷為最小時(shí),能將剩余功率送入電力系統(tǒng);發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí),能滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電需要;因系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而需限制本廠出力時(shí),亦應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電。 廠用變壓器容量選擇的基本原則(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。(3)廠用高壓備用變壓器或起動變壓器應(yīng)與最大一臺高壓廠用工作變壓器容量相同;低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。向本廠供電變壓器選用三相式兩繞組變壓器2臺,廠用備用電源選用兩繞組變壓器1臺。—發(fā)電機(jī)容量; —通過主變的容量; —發(fā)電機(jī)的額定功率 ; —廠用電率 單元接線中的主變壓器容量 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后,預(yù)留10%的裕度選擇。其具體參數(shù)如表41所示: 5 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般原則及短路校
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