600mw區域發電廠電氣部分設計 畢業設計論文-全文預覽

　　

【正文】 驗。 有關的幾項規定 導體和電器應按正常運行情況選擇，按短 路條件驗算其動穩定和熱穩定，并按環境條件校核電器的基本使用條件： （ 1） 在正常運行條件下，各回路的持續工作電流，應按有關規定進行計算。 ④ 對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點，對帶電抗器的 6— 10KV 出線的計算點，除其母線隔離開關前的引線和套管應選擇在電抗器前外，其余導線和電器宜選擇在電抗器之后 （ 3） 驗算導體和 110KV 以下電纜短路熱穩定時，所用的計算時間，一般用主 26 保護的動作時間加相應在的斷路器全分閘時間，如 主保護有死區時，則采用能對該處死區起作用的后備保護動作時間，并采用相應處的短路電流值。 ② 在設計或運行中采取相應的防護措施，如采用屋內配電裝置、水沖洗、減震器等。 tI 和 t值可由電器的銘牌或手冊中查出。 圓形母線只適用于小功率的電氣裝置中，矩形母線常用于 35KV 及以下的戶內配電裝置中，為了增大散熱面面積，減小集膚效應，應兼顧機械強度。短路電流也較 (150kA 及以上 )大的場合，管形母線的機械強度大，但內表面的散熱條件差，如果管內采用通風冷卻或通水冷卻，其載流能力可較普通母線提高幾倍或幾十倍，管形母線多用作絕緣封閉水內冷母線作為 巨大容量發電機的連接線，硬管及軟管母線也可用于戶外高壓配電裝置中，本設計中 220KV、 110KV 母線形狀選管型， 10KV 母線選 28 矩形母線。 所以導體截面積 II m m ( J 0 . 7 7 5 )J 2485= = = 3 2 0 7 =0 . 7 7 5 固母線型號選擇 Φ 130/116 的鋁錳合金管形導體。==172mm2,Si＞ Smin， 滿足要求 . 斷路器選擇設計 斷路器的選擇要求 （ 1） 斷路器的額定電壓應等于或大于電氣裝置的額定電 壓 （ 2） 斷路器的額定電流應等于或大于通過斷路器的長期最大負荷電流 （ 3） 選擇斷路器的類型：戶內型、戶外型、多油式、少油式、壓縮空氣斷路器、六氟化硫斷路器等 （ 4） 校驗斷路器的開斷能力：斷路器允許開斷電流應等于或大于斷路器實際開斷時間的三相短路電流周期分量有效值。額定電壓： 220KV,額定電流 2KA,額定開斷電流 ,動穩定電流 80KA,熱穩定電流 。 （ 4） 根據隔離開關容許的 T 秒鐘熱穩定電流 IT 所算得的容許熱效應 IT^2， 大于或等于通過 隔離開 關的短路電流熱脈沖。 雷害主要來源有直擊雷、感應雷和雷電浪涌。 （ 1） 對避雷器的基本要求： 對于大接地電流系統，只要有一相存在工頻續流，就相當于單相短路對于小接地系統，若兩相或三相同時存在工頻續流，則相當于相間短路，因此避雷器必須切斷工頻續流以消防工頻短路，才能保證系統迅速恢復正常運行，因此，對避雷器有以下基本要求： 32 ① 在過電壓作用下，避雷器應該先于被保護設備放電，這主要靠兩者之間的伏秒特性配合來實現。 為了使避雷器可靠地保護設備，首先必須滿足以下條件： ③ 避雷器的伏秒特性應能與被保護設備配合，在任何過電壓波形下，避雷器伏秒特性都應在被保護物絕緣伏秒 特性之下。進線段保護的目的，一是要降低雷電流幅值，二是要降低雷電波陡度，因閥式避雷器的通流容 量是有限的，且殘壓與電流大小相關，因此減少雷電流幅值很有必要，而被保護設備上電壓高出避雷器的部分與雷電波陡度成正比，或者說保護最大允許距離與雷電波陡度成反比，因此降低雷電波陡度是有好處的。 沖擊放電電壓： 指在標準沖擊波作用下避雷器的放電電壓，沖擊放電電壓低于被保護設備絕緣在同樣沖擊波形作用下的沖擊擊穿電壓，我國生產的避雷器，其沖擊放電電壓 與 5KA（ 330KV 以上為 10KV）下的殘壓基本相等。 以上各參數中，前五個為基礎指標參數，后兩個為導出指標。 34 保護比： 避雷器殘壓與滅弧電壓幅值之比，保護比小，說明殘壓低，滅弧電壓高。 33 滅弧電壓： 為保證工頻續流電弧在每一次過零時間靠熄滅，所允許加在避雷器上的最高工頻電壓，避雷器的滅弧電壓應大于其安裝處相導體上可能出現的最高工頻電壓，這個可能出現 的最高工頻電壓與系統中性點，運行線，不正常運行或故障類型等有關，當系統處于正常運行狀態下發生過電壓使避雷器動作時，避雷器狀在相電壓下滅弧，若避雷器動作時系統內同 時有不對稱短路，則全相的對地電壓有可能高于相電壓，這時避雷器就必須在高于相電壓的條件下滅弧。 （ 3） 根據上面的討論可知，一般采用閥式或金屬氧化物避雷器對變電站設備進行保護，避雷器一般安裝在母線上，應晝靠近變壓器和其他設備，避雷器與所有被保護設備的電氣距離均不能超過其最大允許值，若不能滿足要求，則應增設避雷器，本設計采用閥式避雷器。 （ 2） 各種避雷器的主要應用場合 ① 保護間隙和管式避雷器的作用是限制線路上的雷電過電壓，主要用于線路的過電壓保護，保護間隙主要用 10KV 以下低壓配電網線路的保護，管式 避雷器主 要用于發電廠、變電站進線段保護。 雷電過電壓的防護 概述 變電站的雷電 過電壓，主要是侵入雷電波過電壓，也就是線路上的直擊雷或感應雷過電壓行波沿導線傳導至變電所，由于變配電所有大量的配電設備，侵入雷電波過電壓對這些設備的絕緣構成了威脅，由雷電過電壓行波行至變電所后，傳輸通道的特性發生變化，最明顯的變化就是電氣設備的波阻抗與傳輸線路的波阻抗不一致，使波的行為復雜化，再由于避雷針動作前后對過電壓行波產生的不同作用，更使問題變得復雜化，因此對變配電所過電壓及其防護的精確計算工是一個極為復雜的問題，因此這里化作定性的討論。 （ 2） 檢驗 ① 電壓 : Ue=Ug=220KV 合格 ② 電流 : =627A Ied=2KA ﹤ Ied 合格 ③ 開斷電流 : Idt= Iedt= Idt﹤ Iedt 合格 ④ 動穩定校驗 : chi = maxi 80KA= max chii 合格 31 5 防雷部 分設計 概述 雷害來源 雷擊是一種自然現象，它能釋放出巨大的能量、具有極強大的破壞能力。 （ 2） 隔離開關的額定電流應等于或大于通過隔離開關的長期最大荷電流。 （ 5） 校驗斷路器的動穩定：要求斷路器允許的動穩定電流峰值應大于或等于 流過斷路器的三相短路沖擊電流。= 式中 :I∞ 穩態短路電流 .(A) C 熱穩定系數 . (取 :87) tdz 短路電流等值時間 . (S) tdz=tz+″ 由 II165。 由此推出最大工作持續電流為 avS 9 9 0I 2 . 4 8 5 K A3 U 3 2 3 0= = = （ 1） 按經濟電流密度選 擇母線截面積： 最大負荷利用小 時數 Tmax＝ 5000 h。當單條矩形的最大容許電流不滿足要求時可采用兩條矩形母線，條間的距離一般取為一條母線的厚度，以保證散熱良好，當工作電流更 大時，可采用三條矩形母線，當每相有三條矩形母線時，中間一條中的電流占總電流的 20%，兩邊的每條占總電流的 40%,可見母線材料的利用率低，通常不宜采用每相有四條以上的矩形母線。 母線的選擇設計 母線材料的選擇 配電裝置中所用母線材料有銅、鋁、鋼三種，銅的電阻率低，機械強度大，抗腐蝕性強，但銅的貯量少，價格貴，一般不建議采用，只在空氣中有腐蝕性氣體的戶外配電裝置中才用，鋁的電阻率較高，較易腐蝕，但貯量多，價格便宜，廣泛用作配電裝置中的母線，鋼的電阻率更大，還有很大的磁滯損耗和渦流損耗，但它的優 點是機械強度高和價格便宜，通常用于高壓小容量電路，工作電流不大 300— 400A的低壓電路以及直流 電 路中，本設計中的母線均選鋁質材料。 按額定電流選擇的要求 設備的額定電流不小于流過設備的最大長期負荷電流，當周圍介質的溫度不等于規定值時，設備的容許電流應進行修正。 （ 4） 導體和電器的動穩定，熱穩定以及電器開斷電流，可按三相短路驗算，若發 電 機出口兩相短路或中性點直接接地系統，自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況驗算。 ② 在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 （ 4） 選擇導線時應盡量減少品種。 短路電流分析 選取短路點 由原始資料 ， 選擇母線處短路點 d發 電機回路出口處短路點 d d d d和廠用變低壓側短路點 d d d d9， 如下圖 31 所示 : 圖 31 短路點的選擇 具體元件用等值電抗表示 ,如圖 32 所示 : 圖 32 等值電抗表示的短路點 10 畫等值網絡圖 為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的輻射網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗： 表 31 發電機參數 型號 額定容量 額定電壓 額定電流 功率因素 Xd〃 QFQS2002 200MW 8625A % QFS3002 300MW 18kV 11320A % TS1264/30048 300MW 18kV 11000A % TQN1002 100MW 6475 A % 表 32 變壓器參數 型號 額定電壓（ kW） 空載損耗（ kW） 短路損耗（ kW） 阻抗電壓（ %） SF10240000 242/ 13 SF1031500 SFP7360000 242/18 14 SFP7120200 242/ 14 （ 3） 將各元件電抗換算為同一基準的標 幺 電抗： 取基準容量 Sj=100MVA，基準電壓 Up1=242kV， Up2=， Up3= ① 新建發電廠發電機、變壓器、廠用變的標 幺 值 （ 見公式 31 至 34） ： )202000()100 ()()100 %( 1412108 ?????????????njd SS (31) =)240100()10013(=)SS()100 %U(=Χ=Χ=Χ=ΧNjd131197 (32) 11 =)1(=)SS(Χ)Κ1(=Χ=Χ=Χ=Χ N j124211815 f (33) =10021=SSΧΚ21=Χ=Χ=Χ=Χ=Χ=Χ=Χ=ΧNj1f26252322201917162 (34) ② 系統 600MW 火電廠 QFS 發電機、變壓器的標 幺 值 （見公式 35， 36） ： =10021=)SS()100 %Χ(21=ΧNjd1 (35) 0 1 9 =3601001001421=)SS()100 %U(21=ΧNjd2 (36) ③ 系統 600MW 水電廠 TS1264 發電機、變壓器的標 幺 值 （見公式 37， 38） ： =10021=)SS()100 %Χ(21=ΧNjd3 (37) =36010010021=)SS()100 %U(21=ΧNjd4 (38) ④ 系統 200MW 火電廠 TQN 發電機、變壓器的標 幺 值 （見公式 39， 310） ： =110021=)SS()100 %Χ(21=ΧNjd51 (39) 0 5 8 =1201001001421=)SS()100 %U(21=ΧNjd61 (310) 畫出如圖 32 的等值電抗圖，并將各元件電抗統一編號 。 一般規定 （ 1） 驗算導體的電器動穩定、熱穩定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規劃容量計算，并考慮電力系統遠景的發展計劃。 （ 5） 不考慮短路點的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻略去不計。 短路電流計算條件 基本假定 （ 1） 正常工作時，三項系統對稱運行。 （