發(fā)電廠220kv變電站課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、 前言2</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)內(nèi)容：（原始資料16）2</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)目的2</b></p><p><b>　　3、任務(wù)要求3</b&g

2、t;</p><p>　　4、設(shè)計(jì)原則、依據(jù)3</p><p><b>　　原則：3</b></p><p>　　5、設(shè)計(jì)基本要求3</p><p>　　二 、 原始資料分析3</p><p>　　三 、 主接線方案確定4</p><p>　　1 主接線方案擬定

3、4</p><p>　　2 方案的比較與最終確定5</p><p>　　四、 廠用電（所用電）的設(shè)計(jì)5</p><p>　　五、主變壓器的確定6</p><p>　　六、短路電流的計(jì)算7</p><p>　　七、 電氣設(shè)備的選擇8</p><p><b>　　八、設(shè)計(jì)總結(jié)

4、11</b></p><p>　　附錄A 主接線圖另附圖12</p><p>　　附錄B 短路電流的計(jì)算12</p><p>　　附錄C：電氣校驗(yàn)15</p><p><b>　　一、 前言</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)內(nèi)容：（原始資料16）</p>

5、<p>　　（1）待設(shè)計(jì)的變電站為一發(fā)電廠升壓站</p><p>　?。?）計(jì)劃安裝兩臺(tái)200MW汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組 </p><p>　　發(fā)電機(jī)型號(hào)：QFSN-200-2 Ue=15750V</p><p>　　=0.85 Xg=14.13%</p><p><b>　　Pe=200MW</b&g

6、t;</p><p>　?。?）220KV，出線五回，預(yù)留備用空間間隔，每條線路最大輸送容量200MVA，Tmax=200MW</p><p>　?。?）當(dāng)?shù)刈罡邷囟?1.7℃，最熱月平均最高溫度32.5℃，最低溫度-18.6℃，最熱月地面下0.8米處土壤平均溫度25.3℃。</p><p>　　（5）廠用電率為8%，廠用電電壓為6KV，發(fā)電機(jī)出口電壓為15.75K

7、V。</p><p>　?。?）本變電站地處8度地震區(qū)。</p><p>　?。?）在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗值為0.054。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)電廠為一中型電廠，其容量為2×200 MW=400 MW，最大機(jī)組容量200 MW，向系統(tǒng)送電。</p><p>　?。?）變電站220KV與系統(tǒng)有5回饋線，呈強(qiáng)聯(lián)系方式。

8、</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐達(dá)到：</p><p>　?。?）鞏固“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”等課程的理論知識(shí)。</p><p>　　（2）熟悉國(guó)家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)定、導(dǎo)

9、則等。</p><p>　?。?）掌握發(fā)電廠（或變電所）電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法和內(nèi)容。</p><p>　?。?）學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)說明書的撰寫。</p><p>　　（5）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的工作能力和實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能。</p><p><b>　　3、任務(wù)要求</b></p><p&g

10、t;<b>　?。?）分析原始資料</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)主接線</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算短路電流</b></p><p><b>　　（4）電氣設(shè)備選擇</b></p><p><b>　　4、設(shè)計(jì)

11、原則、依據(jù)</b></p><p><b>　　原則：</b></p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站設(shè)計(jì)的主體。電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，以保證供電可靠、調(diào)度靈活，在滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行方便、盡可能節(jié)省投資、就地取材，力爭(zhēng)設(shè)備原件和設(shè)計(jì)的先

12、進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、適用、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。</p><p><b>　　依據(jù)：</b></p><p>　　(1) 發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　(2) 發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模</p><p>　　(3) 負(fù)荷大小和重要性</p><p>　　

13、(4) 系統(tǒng)備用容量大小</p><p>　　(5) 設(shè)計(jì)題目的原始資料</p><p><b>　　5、設(shè)計(jì)基本要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)要滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求</p><p>　　二 、 原始資料分析</p><p>　　設(shè)計(jì)的變電站為一發(fā)電廠升壓站，其容量為2

14、5;200=400（MW）。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組的總裝機(jī)容量為400MW，所以此發(fā)電廠為大中容量發(fā)電廠。該廠為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔(dān)基荷，從而發(fā)電廠升壓站務(wù)必考慮其可靠性。</p><p>　　200ＭＷ的發(fā)電機(jī)出口電壓為15.75Kv，既無直接負(fù)荷，又無特殊要求，擬采用單元接線，可節(jié)省價(jià)格昂貴的發(fā)電機(jī)出口斷路器，又利于配電裝置的布置；220Kv出線五回，呈強(qiáng)聯(lián)系方式，可見該廠220Kv級(jí)的接線對(duì)可靠性要求應(yīng)當(dāng)很

15、高。</p><p>　　三 、 主接線方案確定</p><p>　　1 主接線方案擬定：</p><p>　　根據(jù)對(duì)原始資料的分析，現(xiàn)將可能采用的較佳方案列出，進(jìn)而一優(yōu)化組合方式，組成最佳可比方案。</p><p>　　各種基本接線的的特點(diǎn)和使用范圍級(jí)各自的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　a）單母線接線特點(diǎn)是整個(gè)配電裝

16、置只有一組母線，所有電源和出線都在同一組母線上。有簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作且有利于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但可靠性及靈活性較差。適用于出線較少的配電裝置。</p><p>　　b）雙母線帶旁路接線：雙母線接線可以用母聯(lián)斷路器臨時(shí)代替出現(xiàn)斷路器工作，但出線數(shù)目較多時(shí)，母聯(lián)斷路器經(jīng)常被占用，降低了工作的可靠性和靈活性，為此可以設(shè)置旁路母線。</p><p>　　220Kv電壓級(jí)：出線回路大于4

17、回，為使其出線斷路器檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用單母線分段帶旁路接線或雙母線帶旁路接線，以保證其供電的可靠性和靈活性。其進(jìn)線僅是2臺(tái)200MW的機(jī)組按發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線形式接至母線上。</p><p>　　方案I（圖a）為旁路斷路器兼做分段斷路器的接線；</p><p><b>　　圖a</b></p><p>　　方案II（圖b）為旁路斷路器兼做

18、分段斷路器的接線；</p><p><b>　　圖b</b></p><p>　　2 方案的比較與最終確定：</p><p>　　在技術(shù)（可靠性和靈活性）上方案II明顯占優(yōu)勢(shì)，這主要是由于雙母帶旁路接線方式的高可靠性指標(biāo)，但在經(jīng)濟(jì)上不如方案I.鑒于大中型發(fā)電廠機(jī)組應(yīng)以可靠性和靈活性為主，所以，綜合分析，決定選圖b所示的方案II為設(shè)計(jì)最終方案。&

19、lt;/p><p>　　四、 廠用電（所用電）的設(shè)計(jì)：</p><p>　　a) 廠用工作電源引接：</p><p>　　一次側(cè)接在發(fā)電機(jī)出口側(cè)上，二次側(cè)輸出為6kV電壓供廠用電負(fù)荷使用。</p><p>　　b）廠用主變壓器的選擇：</p><p>　　1）變壓器、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。

20、</p><p>　　2）連接組別的選擇，宜使用同一電壓級(jí)的廠用工作、備用變壓器輸出電壓的相位一致。</p><p>　　3）變壓器的容量必須保證常用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。</p><p>　　確定廠用變壓器的容量。</p><p>　　c）確定廠用主變壓器的容量</p><p>　　按廠用電率確定廠用電主

21、變壓器的容量</p><p>　　廠用電率確定為Kp=8%，SNG===18.824 MVA</p><p>　　所用電的變壓器選型號(hào)為SFF-31500/35.5，</p><p>　　五、主變壓器的確定：</p><p>　　主變壓器的高壓側(cè)與220kV母線相連。</p><p>　　容量單元接線中的主變壓器SN應(yīng)

22、按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度。</p><p><b>　　SN=</b></p><p>　　PNG-----發(fā)電機(jī)容量；PNG =200MW’</p><p>　　SN ------通過主變壓器的容量。</p><p>　　--------廠用電率；= 8%。 </p>

23、<p>　　----- -發(fā)電機(jī)的額定功率；=0.85.</p><p>　　SN===238.12MVA</p><p>　　又發(fā)電機(jī)的參數(shù)和上述計(jì)算及變壓器的選擇規(guī)定，主變壓器選用2臺(tái)220kV雙繞組的變壓器。</p><p>　　型號(hào)含義：S-----三相</p><p>　　SP----強(qiáng)迫油循環(huán)水冷</p>

24、<p><b>　　L-----鋁芯</b></p><p><b>　　由文獻(xiàn)【2】可知</b></p><p>　　雙繞組主變壓器：SSPL1-260000/220</p><p>　　六、短路電流的計(jì)算：</p><p><b>　　a） 計(jì)算方法：</b>&l

25、t;/p><p>　　對(duì)應(yīng)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，按無限大容量系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)短路點(diǎn)的電流計(jì)算，求得I″、ish 、Ish 值。</p><p>　　I″–-------三相短路電流；</p><p>　　ish-------三相短路沖擊電流，用來校驗(yàn)電氣的動(dòng)穩(wěn)定。</p><p>　　Ish-----三相短路全電流最大值，用來校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)

26、體的熱穩(wěn)定。</p><p>　　注：SB---------容量（MW）SB =100ＭＶＡ</p><p>　　UB-----基準(zhǔn)電壓　UB＝Ｕａｖ＝1.05Ue</p><p><b>　　1 等值阻抗圖：</b></p><p>　　220kV母線上發(fā)生短路 簡(jiǎn)化圖</p&g

27、t;<p>　　發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器發(fā) 簡(jiǎn)化圖</p><p>　　電機(jī)出口短路（d2）</p><p>　　b）短路電流計(jì)算表：</p><p>　　15.75~220kV系統(tǒng)短路電流計(jì)算</p><p>　　七、 電氣設(shè)備的選擇：</p><p>　　發(fā)電

28、機(jī)的最大工作電流 Imax=1.05=1.05=9056A</p><p>　　e）220kV設(shè)備選擇</p><p>　　220kV側(cè)母線上的最大工作電流為</p><p>　　Ig.max220=1.05=1.05=2756A</p><p>　　過斷路器的最大工作電流為Imax=9056/（220/15.75）=679.2A</p

29、><p>　　220kV側(cè)設(shè)備明細(xì)表</p><p><b>　　八、設(shè)計(jì)總結(jié)：</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)主要是對(duì)15.75/220kV發(fā)電廠升壓站電氣部分的一次設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要包括電氣主接線的設(shè)計(jì)、所用電設(shè)計(jì)、主變壓器的選擇、短路電流計(jì)算和電氣設(shè)備的選擇。</p><p>　　總之，此次課程設(shè)計(jì)，使我能把

30、在課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，更好的發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)中的不足之處。在設(shè)計(jì)中，通過查閱資料，咨詢老師，解決了在設(shè)計(jì)中所遇到的一些問題。通過此次課程設(shè)計(jì)，我受益匪淺，學(xué)到了很多東西。</p><p>　　附錄A 主接線圖另附圖</p><p>　　附錄B 短路電流的計(jì)算</p><p>　　短路電流計(jì)算實(shí)際手算采用近似計(jì)算，即忽略綜合負(fù)荷，且認(rèn)為短路前電源電動(dòng)

31、勢(shì)及至網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)電壓均為1，</p><p><b>　　a） 電抗的計(jì)算</b></p><p>　　選取的基準(zhǔn)容量SB=100MW UB-----基準(zhǔn)電壓　UB＝Ｕａｖ＝1.05UN</p><p>　　以下各式中 Uk%--------變壓器短路電壓的百分?jǐn)?shù)（%）</p><p>　　SN------------

32、-----最大容量繞組的額定容量（MVA）</p><p>　　均采用標(biāo)幺值計(jì)算 </p><p>　　發(fā)電機(jī)：X1=X2=Xg=0.1413=0.06</p><p>　　變壓器X3= X4 =UB（%） =0.14 =0.054</p><p>　　廠用變壓器 X5=X6=UB（%） =0.18=0.571</p>&

33、lt;p><b>　　b）短路計(jì)算：</b></p><p>　　1）220kV母線上發(fā)生短路(d1點(diǎn))的計(jì)算：</p><p>　　220kV母線上發(fā)生短路 簡(jiǎn)化圖</p><p><b>　　（最終簡(jiǎn)化圖）</b></p><p>

34、;　　X8=X9=（X1+X3）=（0.06+0.054）=0.114</p><p>　　X10= X8=0.114=0.057</p><p>　　X11=（X10//X7）==0.028</p><p>　　If ===35.71</p><p><b>　　有名值的表示：</b></p><p

35、>　　If =35.71= 8.96kA</p><p>　　短路沖擊電流ish=ksh If=1.98.96=24.09kA</p><p>　　短路電流最大有效值 IM= If==14.5kA</p><p>　　2）發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器發(fā)電機(jī)出口短路（d2）的計(jì)算：</p><p>　　發(fā)電機(jī)：X1=X2=Xg=0.1413=0.

36、06</p><p>　　變壓器X3= X4 =UB =0.14 =0.054</p><p>　　X8=（X1+X3）=（0.06+0.054）=0.057</p><p>　　X12=（X8//X5）==0.028</p><p>　　X12= X11+X2=0.028+0.054=0.082</p><p>　　

37、X13=（X12//X1）==0.035</p><p>　　If===28.57</p><p>　　有名值表示: If=28.57=99.97kA</p><p>　　ish=ksh If=1.999.97=268.62kA</p><p>　　IM= If= 99.97=161.82kA</p><p><

38、b>　　附錄C：電氣校驗(yàn)：</b></p><p>　　a）15.75kV側(cè)的隔離開關(guān)的校驗(yàn)</p><p>　　（a）額定電壓為15.75KV UNUNs 滿足電壓選擇條件</p><p>　　（b）過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流 </p><p>　　Imax=1.05=1.05=9056A</p>

39、<p>　　10000A>9056A 滿足電流選擇條件</p><p>　　b）220kV側(cè)的高壓斷路器的校驗(yàn)</p><p>　　（1）斷路器地點(diǎn)的工作電壓為220kV，斷路器的額定電壓為220kV，</p><p>　　即UNUNs 滿足電壓選擇條件</p><p>　　（2）過斷路器的最大持續(xù)工作電流

40、IMAX=679.2A，</p><p>　　實(shí)際環(huán)境溫度為＋41.7℃， Ie=3150A 修正后：3150x(1-3.6%)=3036.6 A</p><p>　　3036.6A>67902A，符合條件。</p><p><b>　　（3）斷流能力校驗(yàn)</b></p><p>　　INbr=50KA>

41、 I"=8.96kA 符合條件。</p><p>　?。?）短路關(guān)合電流校驗(yàn):</p><p>　　iNc1=125 KA>ish=24.09kA 符合條件。</p><p>　?。?）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=125KA> ish=24.09kA符合條件 （6）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：取= =</p><p>　　Qk===16

42、0.56[(kA)2.s]</p><p>　　因?yàn)閠k>1s，故不計(jì)非周期分量熱效應(yīng)</p><p>　　It2 t=10000[(kA)2.s]> Qk=160.56[(kA)2.s] 符合條件</p><p>　　c）220kV側(cè)的隔離開關(guān)的校驗(yàn)</p><p>　?。?）額定電壓為220KV UNUNs 滿

43、足電壓選擇條件</p><p>　?。?）過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流IMAX=679.2A，</p><p>　　實(shí)際環(huán)境溫度為＋41.7℃， Ie=1000A修正后：1000x(1-3.6%)=964 A>679.2A 滿足電流選擇條件</p><p><b>　?。?）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):</b></p><p>

44、;　　ies=80KA>ish=24.09kA 符合條件</p><p>　　（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)（短路切除電流時(shí)間tk=2s）</p><p>　　It2 t=23.72x4=2246.76 [(kA)2.s] > Qk=160.56[(kA)2.s] 符合條件</p><p>　　故220KV系統(tǒng)可選用GW4-220W/1000-80型隔離開關(guān)。