火電廠廠用電系統(tǒng)一次設(shè)計畢業(yè)論文(更新版)

　　

【正文】 額 額 額 額 經(jīng) 不 經(jīng) 經(jīng) 不 不 定 定 定 定 常 經(jīng) 常 常 經(jīng) 經(jīng) 容 電 電 轉(zhuǎn) 連 常 短 斷 常 常 號 量 壓 流 速 續(xù) 連 時 續(xù) 短 。 負(fù)荷計算的方法 1. 換算系數(shù)法 換算系數(shù)法的算式為： c ()S KP?? （ ） 式中： cS — 計算負(fù)荷（ KVA） K — 換算系數(shù)，可取表 P— 電動機的計算功率（ KW） 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 30 表 31 換算系數(shù)表 機組容量（ MW） ≤ 125 ≥ 125 給水泵及循環(huán)水泵電動機 凝結(jié)水泵電動機 其他高壓電動機 其他低壓電動機 電動機的計算功率 P 應(yīng)按負(fù)荷特點確定： （ 1） 經(jīng)常連續(xù)和不經(jīng)常連續(xù)運行的電動機為 ePP? （ ） 式中： eP — 電動機的額定功率（ KW） （ 2） 短時及斷續(xù)運行的電動機為 ePP ? （ ） （ 3） 不經(jīng)常短時及不經(jīng)常斷續(xù)運行的電動機為 0?? ePP （ ） 2. 中央修配廠的計算功率 對三個及三個以上的用電同組設(shè)備供電時，其計算功率可按下式計算 xPbPaP ???? （ ） 式中： P? — 全部電動機額定功率總和（ KW） xP? — 其中 x 臺電動機的額定功率之和（ KW） ba, — 系數(shù) 電廠的中央修配廠一般為小批量和單獨生產(chǎn)情況，因此常用表 中的前三項來計算，即： PPP ???? （ ） 3. 軸功率法 表達(dá)式 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 31 co szct PSK ?????????? （ ） 式中： tK — 同時率，對新建電廠取 ，擴建電廠取 zP — 最大運行軸功率 ?— 對應(yīng)于軸功率的電動機效率 cos? — 對應(yīng)于軸功率的電動機功率因數(shù) 當(dāng)僅有少數(shù)幾臺電動機的功率超過了變壓器低壓繞組容量的 20%，可簡化 ,即對這幾臺電動機單獨按下式計算，并與換算系數(shù)法相比，取其大者作為計算負(fù)荷，而對其余負(fù)荷仍用換算系數(shù)法計算。如果計算負(fù)荷確定的過小，又將使電器和導(dǎo)線處于過負(fù)荷運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至產(chǎn)生火災(zāi)，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。 負(fù)荷計算的目的和意義 要進(jìn)行廠用電系統(tǒng)的設(shè)計，負(fù)荷的統(tǒng)計計算是其中的一項重要內(nèi)容，負(fù)荷計算結(jié)果對選擇廠用電設(shè)備及安全經(jīng)濟(jì)運行均起決定性的作用。 對于二類廠用負(fù)荷，一般應(yīng)由兩個電源供電， 采用手動操作既可滿足要求。絕大部分的廠用電使用交流電源，因該電源可從發(fā)電機出口及電力系統(tǒng)經(jīng)降壓獲得，運行、維護(hù)都很方便，而那些必須用直流電源或在全廠各種交流電源消失后仍需繼續(xù)運行的負(fù)荷，則由另設(shè)的直流電源供電。 接地的一般要求： （ 1） 正常和事故情況下，電氣設(shè)備外殼要接地。 b 熱穩(wěn)定校驗條件 2 (3)2t imaI t I t?? 式中， tI 為開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值： t 為開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗時間： 3?I 為 開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流； imat 為短路發(fā)熱假想時間； （ 2） 電流互感器的短路穩(wěn)定度的校驗 a 動穩(wěn)定校驗條件 (3)max shii? 12 N es shi? ? ? 式中， esK 為電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)； NI1 為電流互感器的額定一次電流。39。39。I — 短路電流周期分量的起始有效值（ KA）； BI39。39。 （ 2） 電網(wǎng)電壓大幅下降。在能滿足電壓正常波動情況下一般采用無載調(diào)壓方式。對于 500KV 發(fā)電廠和變電所，應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證來確定選用三相變壓器還是單相變壓器組。 1. 廠用高壓工作變壓器容量，當(dāng)為雙繞組變壓器時按下式容量 ； lhr SSS ?? （ ） 式中 hS — 廠用電高壓計算負(fù)荷之和 ； 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 lS — 廠用電低壓計算負(fù)荷之和 ； 2. 當(dāng)分裂繞組變壓器時，其各繞組容量應(yīng)滿足 高壓繞組 r SSS ??1 （ ） 分裂繞組 SS ?2 （ ） 式中 1nS — 廠用變壓器高壓繞組容量； cS — 廠用變壓器分裂繞組計算負(fù)荷； lhc SSS ?? （ ） rS — 分裂繞組兩支重復(fù)計算負(fù)荷； （ ） 2nS — 廠用 lhr SSS ?? 變壓器分裂繞組容量； 3. 啟動 /備用變壓器容量 雙繞組變壓器 m axTPTN SSS ?? （ ） 分裂組變壓器 m a xTPTN SSS ?? （ ） 39。 3. 高壓啟動 /備用變壓器的臺數(shù) （ 1） 小型發(fā)電廠，一般沒 4～ 6 臺廠用高壓工作變壓器設(shè)置一臺廠用高壓備用電壓器。 變壓器原、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。 高低壓廠用電接線原則 根據(jù)《 DL_T_515320xx 火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定》 1. 高壓廠用電接線原則和方式 高壓廠用電接線原則 （ 1） 每臺 機組的高壓廠用電應(yīng)該相對獨立，對 200MW 及以上的機組尤為重要，防止某一臺機組的廠用電母線故障時，不影響其他機組的正常運行。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 圖 單母線接線形式 接線特點：所有電源及出線均接在同一母線上。 800kV 換流站，線路采用 4 JL/G1A400導(dǎo)線，長度約為 50km。高壓廠用母線一般按爐分段，即發(fā)電機供給各自機、爐的用電。可靠性的具體要求在于斷路器檢修時，不宜影響對電廠系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電。在發(fā)電機出口斷路器方面，已有 SF6 型（ GCB），它額定電流可達(dá) 24000A， 開斷能力 160kA，而且結(jié)構(gòu)緊湊，故障率更低 (%)，還可以集成 CT、 PT、接地開關(guān)等設(shè)備，成為多功能的組合電器。在采用母線管理制的中、小型發(fā)電廠中，往往 機、爐的數(shù)量是不對應(yīng)的，為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，高壓廠用母線均采用“按鍋爐分段”的原則，即將高壓廠用母線按鍋爐臺數(shù)分成若干獨立段，凡屬同一臺鍋爐的廠用負(fù)荷均接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機的廠用負(fù)荷一般也接在該段母線上，而該段母線由其對應(yīng)的發(fā)電機組供電。 對本課題的設(shè)計，是對已學(xué)知識的整理和進(jìn)一步的理解、認(rèn)識，學(xué)習(xí)和掌握火電發(fā)電廠廠用電設(shè)計的基本方法， 培養(yǎng)運用專業(yè)知識解決實際問題的能力、查詢資料的能力以及分析問題的能力，熟悉工程設(shè)計規(guī)范，掌握實際工程設(shè)計的基本技能，提高運用 CAD 繪圖能力，鍛煉了自己的操作能力，為進(jìn)入實際工作時打下基礎(chǔ)。在進(jìn)行高壓廠用電系統(tǒng)設(shè)計時，根 據(jù)供電要求，確定廠用電源的取得方式與廠用電電壓等級、廠用配電裝置布置形式、設(shè)備選型等，利用浩辰 CAD 實現(xiàn)高壓廠用電系統(tǒng)的設(shè)計。北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 編號： 1104010106 畢業(yè)論文（設(shè)計） 題目 火電廠廠用電系統(tǒng)一次設(shè)計 院 （系） 計算機與信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及自動化 學(xué)生姓名 符家曉 成 績 指導(dǎo)教師 劉雪連 （職稱） 講師 20xx 年 5 月 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下 ， 由我本人獨立完成 。對于廠用電變壓器的選擇，首先對火電廠各工藝設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷分類，其次進(jìn)行負(fù)荷計算，以此為依據(jù)選擇合適的變壓器容量與臺數(shù)。 火電廠廠用電是發(fā)電廠本身的用電，是非常重要的負(fù)荷，其電能主要取自 于發(fā)電廠本身發(fā)出的能量，因此廠用電設(shè)計對于火電廠有著很重要的影響。 火電廠廠用電接線形式大都采用單母線分段接線，并多以成套配電裝置接受和分配電能。 在發(fā)電廠電氣設(shè)備如高壓開關(guān)方面，向高電壓、大開斷容量、智能化方向發(fā)展。 1. 可靠性 主接線的可靠性包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設(shè)備的可靠程度。 （ 2） 本火電廠有無全 廠停電的可能性。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 （ 2） 設(shè)計一個 4 660MW 機組火電廠廠用電，發(fā)電機出口電壓 22kV， 起動 /備用電源從500kV 母線引入， 電廠本期 500kV 出線 2 回，均接至177。 1. 單母線接線形式，如圖 所示 。 本課題機組為 660MW 容量，所以高壓廠用電宜采用 10KV 電壓，低壓廠用電采用 400V 電壓。變壓器的選擇包括容量、臺數(shù)、類型的選擇。 （ 4） 1000MW 級機組的高壓廠用工作電源可采用 2 臺分裂變壓器或 1 臺分裂變壓器加 1 臺雙卷變壓器 2. 低壓廠用變壓器臺數(shù)是根據(jù)負(fù)荷工藝來決定，采用成對設(shè)置。 本設(shè)計是 4*660MW 級機組，工作電壓選擇為分裂變壓器，每兩臺機組設(shè)置一臺高壓啟動 /備用變壓器 變壓器容量的選擇原則 廠用電變壓器的容量必須滿足廠用電負(fù)荷從電源獲得足夠的功率，因此，對廠用高壓變壓器的容量應(yīng)按廠用電高壓計算負(fù)荷的 110%與廠用電低壓計算負(fù)荷之和進(jìn)行選擇；而廠用低壓工作變壓器的容量應(yīng)留有 10%左右的裕度。只有受變壓器的制造和運輸條件限制時，才考慮用單相變壓器組。 （ 4）調(diào)壓方式選擇 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 變壓器的調(diào)壓方式分帶負(fù)荷切換的有載（有勵磁）調(diào)壓方式和不帶負(fù)荷切換的無載（無勵磁）調(diào)壓方式兩種。短路時的故障電流可以達(dá)到正常負(fù)荷電流的十幾倍，高達(dá)幾萬甚至十幾萬安培，產(chǎn)生巨大的沖擊力和大量的熱量，引起設(shè)備損壞，危及人身安全。39。 10 ??? DeDqD IKI 式中 39。 （ 1） 三相短路電流周期分量的起始值 DB III 39。 3 ?? ??? XRUI B BeD II .339。 （ 1） 隔 離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗 a 動穩(wěn)定校驗條件 (3)max shii? (3)ax shIi? 式中： maxi maxI 為開關(guān)的動穩(wěn)定電流峰值和有效值 3shi 3shI 為開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 26 （ 3） 防雷接地：為雷電保護(hù)裝置向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。 按電源的種類分類 根據(jù)廠用電負(fù)荷所用電源的種類，可分為交流廠用負(fù)荷和直流廠用負(fù)荷，供電的電源也按其種類分為交流電源和直流電源。 2. Ⅱ類負(fù)荷 是指允許短時停電，但停電時間過長時有可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)的負(fù)荷，如輸煤設(shè)備、工業(yè)水泵、疏水泵等。因此不能將不屬于此范疇的其他負(fù)荷列為保安負(fù)荷，以免不必要地增加保安電源的容量。計算負(fù)荷確定得是否合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理，如果計算負(fù)荷確定的過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費，而變壓器負(fù)荷率較低運行時，也將造成長期低效率運行。 6. 對于分裂變壓器，其高低壓組中通過的負(fù)荷應(yīng)分別