4215200mw火力發電廠電氣部分設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 安全、可靠地工作，同時又力求節約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩定。（3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。（4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路電流為依據。（5）接地裝置的設計，也需用短路電流。 短路計算的一般規定 短路計算的一般規定（1）驗算導體和電器動穩定、熱穩定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計容量計算，并考慮電力系統的遠景發展規劃（一般為本期工程建成后5～10年）。確定短路電流時，硬干可能發生最大短路電流的正常接線方式，而不應按盡在切換過程中可能并列運行的接線方式。（2）在電氣連接的網絡中，選擇導體和電器用的短路電流，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。（3）選擇導體和電器時，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候短路電流為最大的地點。對帶電抗器的6～10kV出線與廠用分支回路，除其母線與母線隔離開關之間隔離板前的引線和套管的計算短路硬選擇在電抗器前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。（4）導體和電器的動穩定、熱穩定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統及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，應按嚴重情況計算。 系統簡化待設計火電廠所在系統的系統圖如下圖41所示：根據所給系統各元件參數，計算各元件等值阻抗后得到系統等值阻抗圖，如圖42所示。系統參數計算（取）：（1）已建成火電廠參數：PG=300MW，cosφ=，X’’d=%，XG= 其主變 SFPL360/220，360MVA，220kV，Uk%=，XT= Uk%Sb/100SN=X∑1=(XG+XT)/3=（2）已建成水電廠參數：TTSS1264/16048，300MW，cosφ=，d=28%，XG= 其主變SFPL360/220，360MVA，220kV，Uk%=，XT= Uk%Sb/100SN=X∑2=(XG+XT)=（3）線路參數歸算：L2：X2=300100/2302= L4：X4=150100/2302= L5：X5=200100/2302=圖42 系統等值電路系統△變星型連接，系統化簡后如圖43所示，則圖43 △變Y化簡X6=X2X4/(X2+X4+X5)=X7=X2X5/(X2+X4+X5)=X8=X5X4/(X2+X4+X5)=X9=(X1+X6)//(X3+X7)+X8=最終化簡如圖44所示。圖44 電力系統簡化圖電力系統網絡化簡完畢之后，結合給出的本廠各元件型號，參數計算列表見表51。表41各設備元件參數符號名稱型號參數Sb=100MVA參數G8，G9，G10，G11汽輪發電機QFQS2002SN=235MVAUN=IN=8625Acosφ=X’’d=%X2=%R=103ΩXN==Ta=80X’’d=%*=X1=R=104T9，T11主變壓器SFPL240000/220SN=240MVAUN=231/IN=UK%=13%Rh=RL=103ΩR∑=103ΩXN=Ta=56Xk=X2=R∑=104T2，T3，T4，T5高壓廠用變壓器SFPL40000/2500025000UN=SN=40MVA半穿越電抗Xd12’=Xd12’’=17%Xd12’=Xd12’’=T6，T7啟動/備用變壓器SFPL40000/2500025000UN=231/SN=40MVA半穿越電抗Xd12’=Xd12’’=%Xd12’=Xd12’’= 本廠等值電路圖中短路點的選取根據本廠主接線的特點，廠用變壓器和備用變壓器等值電抗的不同，以及選擇設備的要求，選擇六個短路點作為短路計算的短路點，這六個短路點位置見圖55：（1）k1在220KV母線上（2）k2在8發電機的出口（3）k3在8高壓廠用變壓器的低壓側（4）k4在2高壓啟動/備用變壓器的低壓側圖45發電廠等值電路圖 220kV母線（k1點）短路計算：等值電路化簡如圖46所示：（1）系統供給短路電流 支路基準電流Ib==100//230=；計算電抗Xcalc=I’’Z1====I1Z2=I1Z4==（41）沖擊電流（Ta=15，t=）ich1=（+I’’z）= （42）（2）G8，G9供給短路電流支路基準容量Sb=2PN/cos=2*200/=基準電流Ib==Xcalc=X10Sb/100=*支路時間常數 Ta=X∑/R∑=（+）/（+）/104= （43）注：發電機電抗取負序電抗。以Xcalc=：I’’Z3=b==b====b=I3Z2==I3Z4=b=沖擊電流（Ta=，t=）ich=（+I’’z）=G10//G11與G8//G9對稱，參數相同，則：k1點合成短路電流：I’’z=；ich=（k2）系統等值變換如圖47所示：∑Y法等效：∑Y=1/X13+1/X14+1/X15+1/X1+1/X2=C=X2∑Y=各支路電抗：X1k=CX1=；X13k=CX13==X14k=X15kX3k=CX3=計算周期電流及沖擊電流（1）系統所提供短路電流Ub=，計算電抗Xcalc=X1k= Ib= Ib==∑Y法等效：∑Y=1/X13+1/X14+1/X15+1/X1+1/X2=C=X2∑Y=各支路電抗：X1k=CX1=；X13k=CX13==X14k=X15kX3k=CX3=計算周期電流及沖擊電流（1）系統所提供短路電流Ub=，計算電抗Xcalc=X1k= Ib= Ib==各時刻短路周期分量：I’’Z1====I1Z2=I1Z4==沖擊電流（Ta=15，t=）ich=（+I’’z）=（2）G8所提供短路電流（Ub=）計算電抗 Xcalc=*235/100=基準電流 Ib==以Xcalc=，對應各時刻電流值：I’’Z=b==b====b=IZ2==IZ4=b=沖擊電流（Ta=，t=）ich=（+I’’z）=（3）G9所提供短路電流（Ub=）Xcalc=*235/100= Ib=以Xcalc=，各時刻電流值：I’’Z=b==b====b=IZ4=b=時間常數Ta=∑X/∑R=沖擊電流（Ta=，t=）ich=（+I’’z）=（4）G10與G11并聯運行時，所提供短路電流Ub=，Xcalc=，Ib=衰減時間常數對于k2點，G10（或G11）向短路點提供短路電流，串聯支路的元件為G10（或G11），10（或11）號主變以及8號主變，總參數為∑X=+2∑R=（+2）104Ta=∑X/∑R=以Xcalc=，各時刻短路電流：I’’Z=b=， 沖擊電流 ich=k2點短路電流總值 I’’Z= ich=（k3）短路等值變換如圖48所示：圖48 k3點短路等值電路圖a→b ∑Y1=1/X5+1/X6+1/X71/X1+1/X3=C1=X3∑Y1=X12=C1X1==X13=C1G9//G10//G11=b→c ∑Y2=1/X12+1/X4+1/X13+1/X2=C2=X2∑Y2==則各支路計算電抗：X1k=X12C2=，X2k=，X3k=（1）系統所提供短路電流（Ta=15，t=）計算電抗Xcalc=X1k=，Ub=Ib==I’’Z1====I1Z2=I1Z4==ich=（+I’’z）=（2）G8所提供短路電流（Ta=40，t=）計算電抗 Xcalc=X2kSN/100=235/100=，Ib=以Xcalc=，I’’z==ich=（+I’’z）=（3）G9，G10，G11所提供短路電流（Ta=40，t=）計算電抗 Xcalc=X3k3SN/100=3Ib=由于Xcalc3，故各時刻周期分量相等：I’’Z1====I1Z2=I1Z4==ich=（+I’’z）=（4）電動機反饋電流計算：+6445+1000=14645kW，UNM=6kV，ηMcos=，電動機啟動電流平均倍數Kqm=6電動機反饋電流周期分量起始有效值：I’’M=Kqm=614645//103=反饋電流沖擊值（沖擊系數）Kchk=ich=（chkI’’K）=（）=k3點短路總電流值 I’’z=，ich=（k4）短路圖49 k4點短路等值電路圖G8，G9合并為一條支路，G10，G11合并為一支路，系統化簡如圖59所示，∑Y=1/X1+1/（X2+X3）+1/（X4+X5）+1/（X6+X7）+1/（X8+X0）+1/X10=C=X10∑Y==X1k=X1C=，X2k=C[(X3+X4//(X5+X6)]==X3k（1）系統 Xcalc=X1k=，Ib=SN//UN=I’’Z1====I1Z2=I1Z4==沖擊電流（Ta=15，t=）ich=（+I’’z）=（2）G8與G9并列運行計算電抗 Xcalc=X2k2SN/100=3Ib=I’’Z1====I1Z2=I1Z4==沖擊電流 ich=（+I’’z）=（3）G10與G11并列運行，結果同上，不計及電動機反饋電流，則k4點短路電流總值為：I’’z=，ich=短路計算結果見表42表42 k1～k4點短路計算結果5部分電氣設備的選擇與校驗 電氣設備選擇的一般原則 選擇電氣一次設備遵循的條件電氣設備的選擇是變電所電氣設計的主要內容之一，正確的選擇電氣設備的目的是為了使導體和電器無論在正常情況或故障情況下，均能安全、經濟合理的運行。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩妥的采用新技術，并注意節約投資，選擇合適的電氣設備。 在發電廠和變電所中，采用的電氣設備種類很多，其作用和工作條件并不一樣，具體選擇的方法也不同，但對他們的基本要求都是相同的。 電氣設備的選擇的一般要求是：（1） 滿足工作要求。應滿足正常運行、檢修以及短路過電壓情況下的工作要求。（2） 適應環境條件。應按當地的環境條件進行校驗。（3） 先進合理。應力求技術先進和經濟合理。（4） 整體協調。應與整個工程的建設標準協調一致。（5） 適應發展。應適當考慮發展，留有一定的裕量。 電氣設備能安全、可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，斌干短路條件來校驗其動穩定和熱穩定。 按正常工作條件選擇（1）額定電壓 電氣設備的額定電壓是標示在其銘牌上的線電壓。電器可以長期在其額定電壓的110%115%下安全運行，這一電壓成為最高允許工作電壓。，當UNe為330500KV是， UNe。另外，電氣設備還有一個最高工作電壓，即允許長期運行的最高電壓，一般不得超過其額定電壓的10%~15%。在選擇時，電氣設備的額定電壓不應低于安裝地點的電網額定電壓，即UNe≥UNs （51）式中， UNe－電氣設備銘牌上所標示的額定電壓（KV）；UNs －電網額定工作電壓（KV）。 110KV以下電壓等級的電氣設備絕緣裕度較大。因此，在非高海拔地區，按所在電網的額定電壓選擇電氣設備的額定電壓即可滿足要求。 （2