發(fā)電廠電氣設備課程設計

1、<p>　　發(fā)電廠級電氣設備及課程設計</p><p>　　題目：電氣設備的選擇</p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　學生： </b></p><p><b>　　學號： </b></p><p>　　

2、時間：2012年6月8日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、摘要1</b></p><p><b>　　二、原始資料2</b></p><p>　　2.1、建設規(guī)模2</p><p>　　2.2、環(huán)境條件

3、3</p><p>　　三、電器設備的選擇3</p><p>　　3.1、工作條件選擇3</p><p>　　3.2、使用環(huán)境修正4</p><p>　　3.3、熱穩(wěn)定校驗：4</p><p>　　3.4、斷路器及隔離開關的效驗：5</p><p>　　3.5、工作條件選擇6<

4、/p><p>　　3.6、使用環(huán)境修正7</p><p>　　3.7、熱穩(wěn)定校驗：7</p><p>　　3.8、斷路器與隔離開關的選擇:8</p><p>　　3.9、接系統(tǒng)①、②，110KV側(cè)避雷器的選擇及校驗13</p><p>　　3.10、10KV側(cè)母線的選擇及校驗：14</p><

5、p>　　四、設備選擇匯總表17</p><p>　　五、參考文獻：18</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　發(fā)電廠的主接線圖是由發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、母線、電纜等電氣設備及連接線按照一定順序連接。電力系統(tǒng)在工業(yè)和人民生活中占重要的地位，各行各業(yè)都需要用電，隨著我們現(xiàn)代化工業(yè)建設的迅速發(fā)展，

6、工業(yè)用電量越來越多，而電站卻是電能的產(chǎn)生產(chǎn)所，是電網(wǎng)電能的唯一來源。通過一段時間的電氣設備學習，我對電氣主接線方案的擬定和電氣設備的選擇略知一二，下面我就來淺談下主接線方案的設計要求。</p><p>　　主接線設計好壞直接影響到工業(yè)生產(chǎn)和人民生活。電氣主接線對發(fā)電廠和變電站以及電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟的運行起著重要作用。因此，發(fā)電廠和變電站的電氣主接線，必須滿足以下基本要求：</p><p

7、>　?。?）根據(jù)發(fā)電廠、變電站在電力系統(tǒng)中的地位、作用和用戶性質(zhì)，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量要求；</p><p>　?。?）應力求接線簡單、運行靈活和操作簡便；</p><p>　?。?）保證運行、維護和檢修的安全和方便；</p><p>　?。?）應盡量降低投資，節(jié)省運行費用；</p><p>　?。?）滿足擴建要求，實現(xiàn)分期過

8、渡。</p><p>　　以上就是在學習過程中需要的主接線設計中的原則和一般要求，要很好的完成和掌握變電站一次電氣備課程設計還需要進行短路計算和變電站的各電氣設備型式選擇，變電站一次設備的選擇和校驗，選擇導線等。</p><p><b>　　二、原始資料</b></p><p><b>　　2.1、建設規(guī)模</b><

9、/p><p>　?。?）***火電站110kV變電站</p><p>　?。?）汽輪發(fā)電機組參數(shù)：4×38MW，cosΦ=0.90，Xd’’=0.21，發(fā)電機電壓10.5kV；</p><p>　?。?）變電站電壓等級：110kV、35kV、10kV</p><p>　　系統(tǒng)接入方案：110kV出線2回；線路1長度60km，線路2長度4

10、5km，分別接入系統(tǒng)1、2兩變電站；</p><p>　　系統(tǒng)阻抗標幺值X*：線路1為0.216；線路2為0.291。 </p><p>　　35kV出線1回，線路3長度為15km，接入系統(tǒng)3變電站，系統(tǒng)阻抗標幺值X*：線路3為0.246。。</p><p>　?。?）變電站為戶外型；10kV為戶內(nèi)配電裝置。</p><p><b>

11、;　　2.2、環(huán)境條件</b></p><p>　?。?）當?shù)啬昶骄鶜鉁?3℃，年最低氣溫－2℃，年平均最高氣溫36℃，年平均最低氣溫6℃，月最高氣溫43℃；</p><p>　?。?）變電站海拔高度32m。</p><p><b>　　三、電器設備的選擇</b></p><p>　　主保護時間為0s，后備保

12、護時間為3s.</p><p>　　110KV側(cè)，接系統(tǒng)①的高壓側(cè)斷路器、隔離開關的選擇：</p><p>　　短路點的選擇：當K1短路時，流經(jīng)斷路器的電流為系統(tǒng)1的短路電流IT=1.27；當K2短路時，流經(jīng)斷路器的電流為電站側(cè)的短路電流IG=1.53；由于IT<IG，所以選擇短路</p><p><b>　　點K2。</b></p

13、><p>　　3.1、工作條件選擇</p><p><b>　　（1）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　通過以上數(shù)據(jù)初選斷路器LW□-110，隔離開關GW4-110G參數(shù)如下列表：</p><p>　　3.2、使用環(huán)境修正</p>

14、;<p>　　（1）海拔高度32m<1000m，所以不用修正。</p><p>　?。?）運行最高溫度θ=</p><p><b>　　=</b></p><p>　　修正設備的工作電流。</p><p>　　3.3、熱穩(wěn)定校驗：</p><p><b>　　開斷計算

15、時間：</b></p><p>　　查運算曲線得短路電流并換算有名值。</p><p><b>　　因為開斷時間 </b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　短路電流計算時間，</b></p><p>&

16、lt;b>　　因為</b></p><p>　　查周期分量發(fā)熱等值時間曲線得：，由于 故周期分量發(fā)熱可忽略不計，</p><p><b>　　周期發(fā)熱：。</b></p><p>　　3.4、斷路器及隔離開關的效驗：</p><p>　　因為電站出線為架空電路，所以不需要進行動穩(wěn)定校驗</p>

17、;<p>　　則系統(tǒng)①的110KV出線，斷路器及隔離開關的校驗及選擇結(jié)果如下</p><p>　　所以選擇的斷路器，隔離開關符合要求。</p><p>　　110KV側(cè)，接系統(tǒng)②的高壓側(cè)斷路器、隔離開關的選擇：</p><p>　　短路點的選擇：當K3短路時，流經(jīng)斷路器的電流為系統(tǒng)2的短路電流IT2=1.18KA；當K4短路時，流經(jīng)斷路器的電流為電站側(cè)

18、的短路電流加上系統(tǒng)3的短路電流IG+IT3=1.39+0.40=1.79KA；由于IT<IG+IT3，所以選擇短路點K4。</p><p>　　3.5、工作條件選擇</p><p><b>　　（1）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　通過以上數(shù)據(jù)初選斷路

19、器LW□-110，隔離開關GW4-110G參數(shù)如下列表：</p><p>　　3.6、使用環(huán)境修正</p><p>　?。?）海拔高度32m<1000m，所以不用修正。</p><p>　?。?）運行最高溫度θ=</p><p><b>　　=</b></p><p>　　修正設備的工作電流

20、。</p><p>　　3.7、熱穩(wěn)定校驗：</p><p><b>　　開斷計算時間：</b></p><p>　　查運算曲線得短路電流并換算有名值。</p><p><b>　　因為開斷時間 </b></p><p><b>　　所以：</b><

21、;/p><p><b>　　短路電流計算時間，</b></p><p>　　因為所以按三相短路效驗穩(wěn)定</p><p>　　查周期分量發(fā)熱等值時間曲線得：，由于 故周期分量發(fā)熱可忽略不計，</p><p><b>　　周期發(fā)熱：。</b></p><p>　　3.8、斷路器與隔離

22、開關的選擇:</p><p>　　因為電站出線為架空電路，所以不需要進行動穩(wěn)定校驗</p><p>　　則系統(tǒng)①的110KV出線，斷路器及隔離開關的校驗及選擇結(jié)果如下：</p><p>　　所以選擇的斷路器，隔離開關符合要求。</p><p>　　根據(jù)以上斷路器和隔離開關的選擇、校驗，110KV側(cè)接系統(tǒng)①、接系統(tǒng)②的斷路器和隔離開關選擇都一樣

23、；如下表：</p><p>　　接系統(tǒng)①的110KV出線的電流互感器和電壓互感器的選擇</p><p>　　因為電流互感器裝設在110KV戶外變電站，所以按電流、電壓選擇設備。</p><p>　　1、一次回路電壓：因為Ue=110KV，Ug=110KV，所以Ug=Ue.</p><p>　　2、一次回路電流：Igmax=527A</p

24、><p><b>　　則選型為：</b></p><p>　　因為Ie=300~600A，Igmax=527A(系統(tǒng)①）</p><p><b>　　3、動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　因為：</b></p><p><b>　　4、

25、熱穩(wěn)定：</b></p><p>　　由斷路器校驗時已算出</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　接系統(tǒng)①的110KV出線的電壓互感器選擇</p><p>　　1、一次電壓U1：Ue1>U1>0.9Ue1，U1=110KV. Ue1=110KV.</p>&

26、lt;p>　　2、二次電壓Ue：Ue2=</p><p>　　3、準確等級：一級。</p><p>　　選擇Jcc-110型，如表：</p><p>　　接系統(tǒng)②的110KV出線的電流互感器和電壓互感器的選擇</p><p>　　因為電流互感器裝設在110KV戶外變電站，所以按電流、電壓選擇設備。</p><p>

27、;　　1、一次回路電壓：因為Ue=110KV，Ug=110KV，所以Ug=Ue.</p><p>　　2、一次回路電流：Igmax=527A</p><p><b>　　則選型為：</b></p><p>　　因為Ie=300~600A，Igmax=527A(系統(tǒng)②）</p><p><b>　　3、動穩(wěn)定：&

28、lt;/b></p><p><b>　　因為，</b></p><p><b>　　4、熱穩(wěn)定：</b></p><p>　　由斷路器校驗時已算出</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　接系統(tǒng)②的110KV出線的電壓互感器

29、選擇</p><p>　　1、一次電壓U1：Ue1>U1>0.9Ue1，U1=110KV. Ue1=110KV.</p><p>　　2、二次電壓Ue：Ue2=</p><p>　　3、準確等級：一級。</p><p>　　選擇Jcc-110型，如表：</p><p>　　根據(jù)以上電流互感器和電壓互感器選

30、擇、校驗，110KV側(cè)接系統(tǒng)①、接系統(tǒng)②的電流互感器和電壓互感器選擇都一樣；如下表：</p><p>　　3.9、接系統(tǒng)①、②，110KV側(cè)避雷器的選擇及校驗</p><p>　　由Ue=110KV，查書，選F2-110型避雷器，參數(shù)如下</p><p>　　檢驗:(1)滅弧電壓:</p><p><b>　　因為 <

31、/b></p><p><b>　　所以:</b></p><p><b>　　(2)電電壓下限:</b></p><p><b>　　因為 </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　校

32、驗通過,故選避雷器F2-110型符合要求。</p><p>　　接系統(tǒng)①、接系統(tǒng)②110KV側(cè)的避雷器選擇都一樣,故選避雷器F2-110型。</p><p>　　3.10、10KV側(cè)母線的選擇及校驗：</p><p>　?、穸文妇€的母線選擇：平排平放。</p><p>　　1、10KV的母線一般采用硬鋁導線。</p><p

33、>　　2、按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面</p><p><b>　　由</b></p><p>　　因為Igmax=4875A>4000A，因此選擇槽型母線。</p><p>　　根據(jù)材料Tmax=5000h/a,查表得經(jīng)濟電流密度：J=1.15mm2則母線經(jīng)濟截面為： </p>

34、<p>　　查書《水電站機電設計手冊電氣一次》手冊257頁</p><p>　　選擇雙槽型鉛導線截面4880mm2, h/b/c/r=175/80/8.0/12, 它在Q0=25時,Iy=6600A,查書259頁，綜合修正系數(shù)K=1.00</p><p>　　故kIy=6600A>Igmax=4239.13A. 可滿足長期發(fā)熱條件。</p><p

35、>　　3、熱穩(wěn)定效驗: </p><p>　　tdz為主保護動作時間加斷路器固有分閘時間</p><p>　　即 tdz=0+0.06=0.06S</p><p>　　查書《電氣設備》163頁-7-7表，得其中熱穩(wěn)定系數(shù)C=87；滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面為：</p><p>　　可見，前面所選擇母線截面S=4880mm2 Smim

36、=104.26mm2</p><p>　　由此可見能滿足短路熱穩(wěn)定要求。</p><p>　　4、動穩(wěn)定效驗： </p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　相間作用應力：雙槽硬母線平放：</p><p>　　W=0.333bh2=0.333902002 =0.01198

37、8 </p><p>　　振動系數(shù)的確定查書《水電站機電設計手冊一電氣一次》257頁ri=2.75</p><p>　?。ú坌湍妇€振動頻率公式）所以 </p><p>　　而（由于是硬鋁母線）</p><p><b>　　所以，滿足動穩(wěn)定。</b></p><p>　?、蚨文妇€的母線選擇：平排平

38、放。</p><p>　　1、10KV的母線一般采用硬鋁導線。</p><p>　　2、按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面</p><p><b>　　由</b></p><p>　　因為Igmax=4875A>4000A，因此選擇槽型母線。</p><p>　　根據(jù)材料Tmax=5000h/a,查

39、表得經(jīng)濟電流密度：J=1.15mm2則母線經(jīng)濟截面為： </p><p>　　查書《水電站機電設計手冊電氣一次》手冊257頁</p><p>　　選擇雙槽型鉛導線截面4880mm2, h/b/c/r=175/80/8.0/12, 它在Q0=25時,Iy=6600A,查書259頁，綜合修正系數(shù)K=1.00</p><p>　

40、　故kIy=6600A>Igmax=4239.13A. 可滿足長期發(fā)熱條件。</p><p>　　3、熱穩(wěn)定效驗: </p><p>　　tdz為主保護動作時間加斷路器固有分閘時間</p><p>　　即 tdz=0+0.06=0.06S</p><p>　　查書《電氣設備》163頁-7-7表，得其中熱穩(wěn)定系數(shù)C=87；滿足熱穩(wěn)

41、定要求的最小截面為：</p><p>　　可見，前面所選擇母線截面S=4880mm2 Smim=124.51mm2</p><p>　　由此可見能滿足短路熱穩(wěn)定要求。</p><p>　　4、動穩(wěn)定效驗： </p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　相間作用應力：雙槽

42、硬母線平放：</p><p>　　W=0.333bh2=0.333902002 =0.011988 </p><p>　　振動系數(shù)的確定查書《水電站機電設計手冊一電氣一次》257頁ri=2.75</p><p>　?。ú坌湍妇€振動頻率公式）所以 </p><p>　　而（由于是硬鋁母線）</p><p><b&

43、gt;　　所以，滿足動穩(wěn)定。</b></p><p>　　因此，10.5KV側(cè)的Ⅰ、Ⅱ母線選擇截面為4880mm2雙槽型鋁導線！</p><p><b>　　四、設備選擇匯總表</b></p><p><b>　　五、參考文獻：</b></p><p>　?。?）《電氣設備手冊》上冊，中

44、國水利水電出版社2007</p><p>　?。?）《電氣設備手冊》中冊，中國水利水電出版社2007</p><p>　　（3）《電氣設備手冊》下冊，中國水利水電出版社2007</p><p>　?。?）《水電站機電設計手冊》電氣一次，水利水電出版社1982</p><p><b>　?。?）參考網(wǎng)絡</b></p