發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì) (2)

1、<p>　　發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)</p><p>　?。喉肥姀S廠用電設(shè)計(jì)）</p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　算&

2、lt;/b></p><p><b>　　說</b></p><p><b>　　明</b></p><p><b>　　書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)說明書----------

3、-------------------------------------------</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算書-----------------------------------------------------</p><p>　　2.1 各車間的計(jì)算負(fù)荷------------------------------------------</p><p&g

4、t;　　2.2 廠用低壓變壓器的選擇------------------------------------</p><p>　　2.3 發(fā)電機(jī)端分裂電抗器的選擇------------------------------</p><p>　　2.4 短路電流的計(jì)算---------------------------------------------</p><p&

5、gt;　　2.5 母線導(dǎo)體的選擇---------------------------------------------</p><p>　　2.6 電動(dòng)機(jī)的選擇及自啟動(dòng)校驗(yàn)------------------------------</p><p>　　2.7 設(shè)備的選型---------------------------------------------------</p&

6、gt;<p><b>　　一、設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　電力系統(tǒng)要求發(fā)電廠的電能生產(chǎn)要安全、可靠、節(jié)能，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的向電力系統(tǒng)輸送電能。此設(shè)計(jì)有2*50MW的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，本文根據(jù)2*50MW煤矸石發(fā)電廠的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展。按供電的基本要求，首先對(duì)該電廠的原始資料進(jìn)行分析處理：首先對(duì)廠用電的接線方式的初步選擇，電廠容量的大概估算等；其次

7、，根據(jù)電廠的容量進(jìn)行廠用變壓器的初步選擇，并對(duì)其相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；再者，因?yàn)樵摪l(fā)電機(jī)的機(jī)壓為6KV與該電廠的6KV 高壓母線為同一等級(jí)，所以不用設(shè)廠用高壓變壓器，為了限制發(fā)電機(jī)出口處的短路電流，所以這里采用分列電抗器，待選完廠用變壓器以及分離電抗器后，開始進(jìn)行短路計(jì)算，斷路器的選擇以及電動(dòng)機(jī)的選擇和校驗(yàn)做準(zhǔn)備。</p><p>　　此發(fā)電廠共包含四個(gè)車間五類負(fù)荷，它們包括6KV廠用高壓負(fù)荷、0.4KV主廠房廠用

8、負(fù)荷、電除塵車間的常用負(fù)荷、氣力除灰車間的廠用負(fù)荷以及化水車間的廠用負(fù)荷。在主廠房?jī)?nèi)（按1#機(jī)組說明）共需廠用低壓變壓器兩臺(tái)，它們的容量是相同的都為1000KVA，型號(hào)為SL7—1000/6，在電除塵車間，由于常用負(fù)荷的容量減小，故變壓器的容量也相對(duì)減小，該車間內(nèi)我們采用的變壓器型號(hào)為SL7—800/6，在氣力除灰車間，我們采用的變壓器的型號(hào)為SL7—250/6，在化水車間我們采用的變壓器的型號(hào)為SL7—400/6。</p>

9、<p>　　選擇廠用的低壓變壓器型號(hào)后，對(duì)發(fā)電機(jī)出口處的分裂電抗器的選擇，在這次廠用電的設(shè)計(jì)當(dāng)中我們采用的分裂電抗器的型號(hào)為FKL6—2*1000—6，它的額定電壓為6KV，額定電流為2000A，電抗百分?jǐn)?shù)為6%，動(dòng)穩(wěn)定電流為42.5KA，熱穩(wěn)定電流為40.4KA。</p><p>　　短路電流的計(jì)算，由于廠用的6KV高壓母線上接的全是常用的高壓負(fù)荷，且我們?cè)谟?jì)算短路電流的時(shí)候不考慮負(fù)載效應(yīng)的影響，

10、故在該設(shè)計(jì)的廠用電的短路計(jì)算中，我們只選取了五個(gè)點(diǎn)進(jìn)行短路計(jì)算，它們是廠用6KV母線處的短路計(jì)算，主廠房?jī)?nèi)0.4KV母線處的短路計(jì)算，化水車間的短路計(jì)算，電除塵車間的短路計(jì)算和氣力除灰車間的短路計(jì)算。經(jīng)過短路計(jì)算之后，我們發(fā)現(xiàn)，短路電流最大的短路母線為主廠房?jī)?nèi)的0.4KV低壓廠用母線，這其實(shí)也在意料之中，因?yàn)橛?jì)算時(shí)，我們選取了統(tǒng)一的容量，而電壓為各級(jí)電壓的平均值，在6KV母線上的基準(zhǔn)電流小，而在0.4KV母線上的基準(zhǔn)電流大，且0.4KV

11、主廠房?jī)?nèi)的變壓器容量較大電抗較小，最終使得主廠房?jī)?nèi)0.4KV 的母線上的短路電流最大。</p><p>　　對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行選型。在小型發(fā)電廠內(nèi)一般有兩個(gè)電壓等級(jí)，6KV和 0.4KV，6KV由于設(shè)備容量大，一般均為一類負(fù)荷，故可靠性要高，一般選用手推車式斷路器，而廠用的0.4KV，由于母線電壓等級(jí)較低，一般采用抽屜式空氣自動(dòng)開關(guān)。在本次設(shè)計(jì)中我們采用的手推車式斷路器的型號(hào)為ZN85—6/1250—25，它的額定

12、電壓為6KV，額定電流為1250A，短路關(guān)合電流為80KA。我們采用的低壓開關(guān)為GCS型低壓抽出式低壓開關(guān)柜，它的額定電壓為400V，額定電流為小于等于4KA，母線的額定短時(shí)峰值電流為176KA。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)計(jì)算書</b></p><p>　　2.1、各車間的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　?。?）高壓廠用負(fù)荷的計(jì)算<

13、;/p><p><b>　　負(fù)荷表如下：</b></p><p>　　6KV廠用高壓負(fù)荷 </p><p><b>　　電除塵負(fù)荷計(jì)算表</b></p><p><b>　　化水車間負(fù)荷計(jì)算表</b></p><p><b>　　氣力除灰系統(tǒng)計(jì)算

14、表</b></p><p>　　各車間單機(jī)組總負(fù)荷：</p><p>　　高壓廠用負(fù)荷的計(jì)算容量為: 6876KVA</p><p>　　主廠房低壓負(fù)荷的計(jì)算容量為：1192.4KVA</p><p>　　電除塵車間的計(jì)算容量為：666.72KVA</p><p>　　化水車間的負(fù)荷計(jì)算容量為：356.56

15、KVA</p><p>　　氣力除灰車間的計(jì)算容量為：193.64KVA</p><p>　　2.2、廠用低壓變壓器的選擇</p><p>　　6kv母線與0.4kv母線之間變壓器（T1,T2）的選擇</p><p>　　分析：T1,T2分別互為備用為主廠房的0.4KV母線供電，當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)至少應(yīng)該承擔(dān)起所用負(fù)荷的70%的負(fù)荷

16、。設(shè)S為T1對(duì)應(yīng)所供母線上所有負(fù)荷容量，則</p><p>　　T1變壓器容量為：ST1=70%S=834.68KVA</p><p>　　T1,T2選用SL7—1000/6</p><p><b>　　T3,T4的選擇</b></p><p>　　分析：T3,T4分別互為備用為1#機(jī)組的靜電除塵車間母線供電，當(dāng)其中一臺(tái)

17、發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)該承擔(dān)起所有負(fù)荷。</p><p>　　容量為：ST3=S=666.72KVA</p><p>　　故T1,T2選用SL7—800/6</p><p><b>　　T5的選擇：</b></p><p>　　T5和T5’是由1#和2#機(jī)組共同承擔(dān)的為氣力除灰車間供電的變壓器，應(yīng)該互為明備用，即當(dāng)其中一臺(tái)

18、發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)該承擔(dān)起所有負(fù)荷。</p><p>　　氣力除灰車間的容量為：193.64KVA</p><p>　　故T5選用SL7—250/6</p><p><b>　　T6的選擇：</b></p><p>　　T6和T6’是由1#和2#機(jī)組共同承擔(dān)的為化水車間供電的變壓器，應(yīng)該互為明備用，即當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障

19、時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)該承擔(dān)起所有負(fù)荷。</p><p>　　化水車間的容量為：356.56KVA</p><p>　　故T5選用SL7—400/6</p><p>　　由于1#機(jī)組和2#機(jī)組的容量以及接線的方式都相同，故對(duì)1#機(jī)組所選的變壓器對(duì)2#機(jī)組同樣適用。</p><p>　　2.3 發(fā)電機(jī)端分裂電抗器的選擇</p><p&

20、gt;　　分析：按1#機(jī)組進(jìn)行選擇。由于1#機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷為1#機(jī)組的所有廠用負(fù)荷，包括高壓廠用負(fù)荷，和低壓廠用負(fù)荷。而他們的總的容量為9285.32KVA，故所選的分裂電抗器的容量至少應(yīng)該大于或等于該值。而分裂電抗器的額定電壓應(yīng)為發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓，即6KV。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們采用的分裂電抗器的型號(hào)為FKL6—2*1000—6，它的額定電壓為6KV，額定電流為2000A，電抗百分?jǐn)?shù)為6%

21、，動(dòng)穩(wěn)定電流為42.5KA，熱穩(wěn)定電流為40.4KA。</p><p>　　2.4 短路電流的計(jì)</p><p>　　取全廠的額定容量為s=100MVA、Un=Vav</p><p>　　2.4.1 計(jì)算廠用低壓變壓器的阻抗</p><p>　　0.045*100=4.5</p><p>　　0.045*100/0.

22、8=5.6</p><p>　　0.04*100/0.25=16</p><p>　　0.04*100/0.4=10</p><p>　　2.4.2、1#機(jī)組各處短路時(shí)的等效電路</p><p>　　如圖，當(dāng)1處發(fā)生短路時(shí)的等效電路</p><p>　　由圖可知，當(dāng)一處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 </p>&

23、lt;p><b>　　則有 </b></p><p>　　當(dāng)2處發(fā)生短路時(shí)的等效電路如圖</p><p>　　由圖可知，當(dāng)二處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 </p><p><b>　　則有 </b></p><p>　　當(dāng)3處發(fā)生短路時(shí)的等效電路如圖：</p><p>　　

24、由圖可知，當(dāng)三處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 </p><p><b>　　則有 </b></p><p>　　當(dāng)四處發(fā)生短路時(shí)的等效電路如圖：</p><p>　　由圖可知，當(dāng)四處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 </p><p><b>　　則有 </b></p><p>　　當(dāng)五處發(fā)生

25、短路時(shí)的等效電路如圖：</p><p>　　由圖可知，當(dāng)四處發(fā)生短路時(shí)的短路阻抗為 </p><p><b>　　則有 </b></p><p>　　2.4.3、對(duì)所選的分裂電抗器進(jìn)行校驗(yàn)如下：</p><p><b>　　電壓波動(dòng)校驗(yàn)：</b></p><p><b&

26、gt;　　同理</b></p><p>　　短路時(shí)殘壓及電壓偏移校驗(yàn)如下：</p><p>　　經(jīng)過校驗(yàn)可知我們所選的分裂電抗器時(shí)合理的</p><p>　　2.5 母線導(dǎo)體的選擇</p><p><b>　　發(fā)電機(jī)端母線選擇</b></p><p>　　已知 S=9285.3KVA

27、 U=6KV 則 </p><p>　　故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體</p><p>　　廠用6KV高壓母線的選擇</p><p>　　由于負(fù)荷的平均分配，則可認(rèn)為</p><p>　　故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體</p><p>　　主廠房0.4KV母線選擇</p><p>　　已知

28、S=596.2KVA U=0.4KV 則 </p><p>　　故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體</p><p>　　電除塵車間母線的選擇</p><p>　　已知 S=55.92KVA U=0.4KV 則 </p><p>　　故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體</p><p>　　氣力除灰車間母線的選擇<

29、;/p><p>　　已知 S=193.64KVA U=0.4KV 則 </p><p>　　故選擇矩形導(dǎo)體，截面積為的導(dǎo)體</p><p><b>　　化水車間母線的選擇</b></p><p>　　已知 S=356.56KVA U=0.4KV 則 </p><p>　　故選擇矩形導(dǎo)體，截

30、面積為的導(dǎo)體</p><p>　　2.6 電動(dòng)機(jī)的選擇及自啟動(dòng)校驗(yàn)</p><p>　　2．6．1 廠用電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p><b>　?。?）型式的選擇</b></p><p>　?。?）容量的選擇 </p><p>　　根據(jù)廠用電動(dòng)機(jī)的選擇原則所選的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)見附表&

31、lt;/p><p>　　2．6．2 電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)（電壓校驗(yàn)）</p><p>　?。?）1#機(jī)組6KV母線所有電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)</p><p>　　校驗(yàn)的等效電路如下：</p><p>　　由校驗(yàn)的結(jié)果可知廠用6KV高壓母線上的電機(jī)是可以自啟動(dòng)的。</p><p>　?。?）1#機(jī)組電動(dòng)機(jī)經(jīng)高壓分裂電抗器和低壓變壓

32、器串聯(lián)自啟動(dòng)母線電壓的校驗(yàn)</p><p>　　校驗(yàn)的等效電路圖如下：</p><p><b>　　高壓廠用母線的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　低壓廠用母線的校驗(yàn)</b></p><p>　　由以上的電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)計(jì)算可知，該電廠的點(diǎn)擊是可以安全啟動(dòng)的。</p><

33、;p>　　注：圖中S0為高壓廠用負(fù)荷，S1為電除塵、化水、氣力除灰車間負(fù)荷及變壓器，S2為主廠房0.4KV母線負(fù)荷。</p><p><b>　　2.7 設(shè)備的選型</b></p><p><b>　　斷路器的選擇方法</b></p><p><b>　　型式的選擇</b></p>

34、<p>　　額定電壓及額定電流的選擇</p><p><b>　　開斷電流的選擇</b></p><p><b>　　短路關(guān)合電流的選擇</b></p><p>　　短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，可以進(jìn)行斷路器等開關(guān)電器的選擇，所選斷路器的型號(hào)清單表：&

35、lt;/p><p>　　2）0.4kv廠房設(shè)備正常工作電流如下：</p><p>　　4）化水車間設(shè)備清單</p><p>　　5)氣力除灰車間設(shè)備清單</p><p><b>　　7）6kv母線清單</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p>

36、<p>　　【1】趙建文，羅娟，發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)【M】.西安科技大學(xué)出版社.</p><p><b>　　2009年3月.</b></p><p>　　【2】 水利水電部西北電力設(shè)計(jì)院，電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)【M】.上海人民出版社.</p><p>　　1974年7月第一次印刷.</p><p>　　【3