發(fā)電廠電氣設(shè)備課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　發(fā)電廠級(jí)電氣設(shè)備及課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目：電氣設(shè)備的選擇</p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　學(xué)生： </b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)： </b></p><p>　　

2、時(shí)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(shè)規(guī)模2</p><p>　　2.2、環(huán)境條件

3、3</p><p>　　三、電器設(shè)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(yàn)：4</p><p>　　3.4、斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的效驗(yàn)：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(yàn)：7</p><p>　　3.8、斷路器與隔離開(kāi)關(guān)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(yàn)13</p><p>　　3.10、10KV側(cè)母線的選擇及校驗(yàn)：14</p><

5、p>　　四、設(shè)備選擇匯總表17</p><p>　　五、參考文獻(xiàn)：18</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　發(fā)電廠的主接線圖是由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、母線、電纜等電氣設(shè)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(shè)的迅速發(fā)展，

6、工業(yè)用電量越來(lái)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(lái)源。通過(guò)一段時(shí)間的電氣設(shè)備學(xué)習(xí)，我對(duì)電氣主接線方案的擬定和電氣設(shè)備的選擇略知一二，下面我就來(lái)淺談下主接線方案的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　主接線設(shè)計(jì)好壞直接影響到工業(yè)生產(chǎn)和人民生活。電氣主接線對(duì)發(fā)電廠和變電站以及電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)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(yīng)力求接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活和操作簡(jiǎn)便；</p><p>　　（3）保證運(yùn)行、維護(hù)和檢修的安全和方便；</p><p>　?。?）應(yīng)盡量降低投資，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用；</p><p>　　（5）滿足擴(kuò)建要求，實(shí)現(xiàn)分期過(guò)

8、渡。</p><p>　　以上就是在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要的主接線設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)還需要進(jìn)行短路計(jì)算和變電站的各電氣設(shè)備型式選擇，變電站一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，選擇導(dǎo)線等。</p><p><b>　　二、原始資料</b></p><p><b>　　2.1、建設(shè)規(guī)模</b><

9、/p><p>　?。?）***火電站110kV變電站</p><p>　?。?）汽輪發(fā)電機(jī)組參數(shù)：4×38MW，cosΦ=0.90，Xd’’=0.21，發(fā)電機(jī)電壓10.5kV；</p><p>　?。?）變電站電壓等級(jí)：110kV、35kV、10kV</p><p>　　系統(tǒng)接入方案：110kV出線2回；線路1長(zhǎng)度60km，線路2長(zhǎng)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(biāo)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(zhǎng)度為15km，接入系統(tǒng)3變電站，系統(tǒng)阻抗標(biāo)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(dāng)?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(shè)備的選擇</b></p><p>　　主保護(hù)時(shí)間為0s，后備保

12、護(hù)時(shí)間為3s.</p><p>　　110KV側(cè)，接系統(tǒng)①的高壓側(cè)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的選擇：</p><p>　　短路點(diǎn)的選擇：當(dāng)K1短路時(shí)，流經(jīng)斷路器的電流為系統(tǒng)1的短路電流IT=1.27；當(dāng)K2短路時(shí)，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(diǎn)K2。</b></p

13、><p>　　3.1、工作條件選擇</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　（2）</b></p><p>　　通過(guò)以上數(shù)據(jù)初選斷路器LW□-110，隔離開(kāi)關(guān)GW4-110G參數(shù)如下列表：</p><p>　　3.2、使用環(huán)境修正</p>

14、;<p>　?。?）海拔高度32m<1000m，所以不用修正。</p><p>　?。?）運(yùn)行最高溫度θ=</p><p><b>　　=</b></p><p>　　修正設(shè)備的工作電流。</p><p>　　3.3、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：</p><p><b>　　開(kāi)斷計(jì)算

15、時(shí)間：</b></p><p>　　查運(yùn)算曲線得短路電流并換算有名值。</p><p><b>　　因?yàn)殚_(kāi)斷時(shí)間 </b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　短路電流計(jì)算時(shí)間，</b></p><p>&

16、lt;b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p>　　查周期分量發(fā)熱等值時(shí)間曲線得：，由于 故周期分量發(fā)熱可忽略不計(jì)，</p><p><b>　　周期發(fā)熱：。</b></p><p>　　3.4、斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的效驗(yàn)：</p><p>　　因?yàn)殡娬境鼍€為架空電路，所以不需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p>

17、;<p>　　則系統(tǒng)①的110KV出線，斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)及選擇結(jié)果如下</p><p>　　所以選擇的斷路器，隔離開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)的選擇：</p><p>　　短路點(diǎn)的選擇：當(dāng)K3短路時(shí)，流經(jīng)斷路器的電流為系統(tǒng)2的短路電流IT2=1.18KA；當(dāng)K4短路時(shí)，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(diǎn)K4。</p><p>　　3.5、工作條件選擇</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　（2）</b></p><p>　　通過(guò)以上數(shù)據(jù)初選斷路

19、器LW□-110，隔離開(kāi)關(guān)GW4-110G參數(shù)如下列表：</p><p>　　3.6、使用環(huán)境修正</p><p>　　（1）海拔高度32m<1000m，所以不用修正。</p><p>　?。?）運(yùn)行最高溫度θ=</p><p><b>　　=</b></p><p>　　修正設(shè)備的工作電流

20、。</p><p>　　3.7、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：</p><p><b>　　開(kāi)斷計(jì)算時(shí)間：</b></p><p>　　查運(yùn)算曲線得短路電流并換算有名值。</p><p><b>　　因?yàn)殚_(kāi)斷時(shí)間 </b></p><p><b>　　所以：</b><

21、;/p><p><b>　　短路電流計(jì)算時(shí)間，</b></p><p>　　因?yàn)樗园慈喽搪沸?yàn)穩(wěn)定</p><p>　　查周期分量發(fā)熱等值時(shí)間曲線得：，由于 故周期分量發(fā)熱可忽略不計(jì)，</p><p><b>　　周期發(fā)熱：。</b></p><p>　　3.8、斷路器與隔離

22、開(kāi)關(guān)的選擇:</p><p>　　因?yàn)殡娬境鼍€為架空電路，所以不需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　則系統(tǒng)①的110KV出線，斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)及選擇結(jié)果如下：</p><p>　　所以選擇的斷路器，隔離開(kāi)關(guān)符合要求。</p><p>　　根據(jù)以上斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇、校驗(yàn)，110KV側(cè)接系統(tǒng)①、接系統(tǒng)②的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)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?yàn)殡娏骰ジ衅餮b設(shè)在110KV戶外變電站，所以按電流、電壓選擇設(shè)備。</p><p>　　1、一次回路電壓：因?yàn)閁e=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?yàn)镮e=300~600A，Igmax=527A(系統(tǒng)①）</p><p><b>　　3、動(dòng)穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　因?yàn)椋?lt;/b></p><p><b>　　4、

25、熱穩(wěn)定：</b></p><p>　　由斷路器校驗(yàn)時(shí)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(zhǔn)確等級(jí)：一級(jí)。</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?yàn)殡娏骰ジ衅餮b設(shè)在110KV戶外變電站，所以按電流、電壓選擇設(shè)備。</p><p>

27、;　　1、一次回路電壓：因?yàn)閁e=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?yàn)镮e=300~600A，Igmax=527A(系統(tǒng)②）</p><p><b>　　3、動(dòng)穩(wěn)定：&

28、lt;/b></p><p><b>　　因?yàn)椋?lt;/b></p><p><b>　　4、熱穩(wěn)定：</b></p><p>　　由斷路器校驗(yàn)時(shí)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(zhǔn)確等級(jí)：一級(jí)。</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(yàn)，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(yàn)</p><p>　　由Ue=110KV，查書(shū)，選F2-110型避雷器，參數(shù)如下</p><p>　　檢驗(yàn):(1)滅弧電壓:</p><p><b>　　因?yàn)?<

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

32、驗(yàn)通過(guò),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(yàn)：</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(dǎo)線。</p><p

33、>　　2、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面</p><p><b>　　由</b></p><p>　　因?yàn)镮gmax=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(jì)電流密度：J=1.15mm2則母線經(jīng)濟(jì)截面為： </p>

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

35、>　　3、熱穩(wěn)定效驗(yàn): </p><p>　　tdz為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器固有分閘時(shí)間</p><p>　　即 tdz=0+0.06=0.06S</p><p>　　查書(shū)《電氣設(shè)備》163頁(yè)-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(jiàn)，前面所選擇母線截面S=4880mm2 Smim

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

37、8 </p><p>　　振動(dòng)系數(shù)的確定查書(shū)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)一電氣一次》257頁(yè)ri=2.75</p><p>　?。ú坌湍妇€振動(dòng)頻率公式）所以 </p><p>　　而（由于是硬鋁母線）</p><p><b>　　所以，滿足動(dòng)穩(wěn)定。</b></p><p>　　Ⅱ段母線的母線選擇：平排平

38、放。</p><p>　　1、10KV的母線一般采用硬鋁導(dǎo)線。</p><p>　　2、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面</p><p><b>　　由</b></p><p>　　因?yàn)镮gmax=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(jì)電流密度：J=1.15mm2則母線經(jīng)濟(jì)截面為： </p><p>　　查書(shū)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次》手冊(cè)257頁(yè)</p><p>　　選擇雙槽型鉛導(dǎo)線截面4880mm2, h/b/c/r=175/80/8.0/12, 它在Q0=25時(shí),Iy=6600A,查書(shū)259頁(yè)，綜合修正系數(shù)K=1.00</p><p>　

40、　故kIy=6600A>Igmax=4239.13A. 可滿足長(zhǎng)期發(fā)熱條件。</p><p>　　3、熱穩(wěn)定效驗(yàn): </p><p>　　tdz為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器固有分閘時(shí)間</p><p>　　即 tdz=0+0.06=0.06S</p><p>　　查書(shū)《電氣設(shè)備》163頁(yè)-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(jiàn)，前面所選擇母線截面S=4880mm2 Smim=124.51mm2</p><p>　　由此可見(jiàn)能滿足短路熱穩(wěn)定要求。</p><p>　　4、動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)： </p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　相間作用應(yīng)力：雙槽

42、硬母線平放：</p><p>　　W=0.333bh2=0.333902002 =0.011988 </p><p>　　振動(dòng)系數(shù)的確定查書(shū)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)一電氣一次》257頁(yè)ri=2.75</p><p>　?。ú坌湍妇€振動(dòng)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(dòng)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(dǎo)線！</p><p><b>　　四、設(shè)備選擇匯總表</b></p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　?。?）《電氣設(shè)備手冊(cè)》上冊(cè)，中

44、國(guó)水利水電出版社2007</p><p>　?。?）《電氣設(shè)備手冊(cè)》中冊(cè)，中國(guó)水利水電出版社2007</p><p>　　（3）《電氣設(shè)備手冊(cè)》下冊(cè)，中國(guó)水利水電出版社2007</p><p>　?。?）《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次，水利水電出版社1982</p><p><b>　?。?）參考網(wǎng)絡(luò)</b></p