發電機火力發電廠畢業設計-資料下載頁

　　

【正文】 壓器、電抗器等等）的電抗值，對于綜合負荷以及其它相關參數值做近似忽略不計。為了方便本次課題的短路電流計算，擬采用近似計算法，通過標幺值計算，選取基準容量SB=100MVA，基準電壓UB=Uav按照我國電網各個電壓等級的平均額定電壓進行選擇計算。發電機等值電抗XG＊：220kV側主變壓器等值電抗XT1*:500kV側主變壓器等值電抗XT2*:聯絡變壓器等值電抗:廠用高壓變壓器等值電抗XT3*:啟動備用變壓器等值電抗XT4*:220kV系統等值電抗X220*=。500kV系統等值電抗X500*=，(以下計算省略標幺值符號*)。 各個回路的短路電流及沖擊電流的計算 計算前的基本假定（1）系統在正常的運行工況下，三相電力系統是對稱運行的；（2）所有電源短路前是空載的，且電動勢的相位角也是相同的；（3）短路過程恰好發生在短路電流剛好達到最大的一瞬間；（5）不考慮短路時的電弧阻抗以及變壓器的勵磁電流。 短路電流的具體計算方法相對應系統在最大運行方式之下，按照無限大容量系統，進行相關的短路點在最嚴重情況之下的三相短路電流計算，求取I、ish值。I 表示為三相短路時的電流；ish 表示為三相短路時的最大沖擊電流。實際手工計算時，往往是采用近似的計算方法。即忽略綜合負荷，且認為短路前電源電動勢E乃至網絡各點電壓均為1，則有If=1/x∑。 系統短路前的等值電路圖圖61 系統等值電路圖 系統各回路短路電流和沖擊電流計算(1) 1號發電機出口短路時，短路等值電路圖如圖62所示，圖62（b）是網絡簡化圖圖62 發電機出口端短路等值電路圖1號或2號發電機端口處發生三相短路時：各回路有名值短路電流和沖擊電流：(2) 220kV母線處發生三相短路時，短路等值電路圖如圖63所示，圖63（b）是網絡簡化。圖63 220kV母線短路等值電路圖220kV母線處發生三相短路時各回路有名值短路電流和沖擊電流：.(3) 500kV母線處發生三相短路時，短路等值電路圖如圖64所示，圖64（b）是網絡簡化圖圖64 500kV母線短路等值電路圖500kV母線處發生三相短路時各回路有名值短路電流和沖擊電流：(4) 6kV母線處發生三相短路時，短路等值電路圖如圖65所示，圖65（b）是網絡簡化圖圖65 6kV母線短路等值電路圖6kV母線處發生三相短路時 短路電流計算結果通過上述短路電流的計算可得短路電流計算結果如下表所示：表61 短路電流計算結果數據表發電機端口出短路電流沖擊電流6kV母線處短路電流沖擊電流220kV母線處短路電流沖擊電流500kV母線處短路電流沖擊電流第七章 主要電氣設備選擇計算書 高壓斷路器的選擇計算 高壓斷路器的選擇計算高壓斷路器的額定電壓和額定電流要滿足：UN ≥ USN（電網額定工作電壓kV） IN ≥ Igmax（最大持續電流）（1）220kV側進出線回路以及主變壓器高壓側最大持續工作電流為：Igmax=992A由此擬選LW7220/3150，具體參數如下表所示：表71 LW7220/3150斷路器的主要技術參數斷路器型號額定電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）4s熱穩定電流（kA）極限動穩定電流峰值（kA）固有分閘時間（s）額定頻率（HZ）LW7220/31502203150502112550（1）斷路器動穩定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為斷路器極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時最大沖擊電流)。斷路器動穩定極限通過電流峰值：ies =125kA，而220kV側短路沖擊電流ish =，顯然該斷路器滿足動穩定性要求。（2）斷路器熱穩定性校驗：I2∞t ≥ Qk式中：I∞為穩態三相短路電流；tk為短路電流發熱等值時間；It為斷路器t秒熱穩定電流，；，；則有：tk =+++=顯然有：2124 ≥ ；即該斷路器滿足額穩定性要求。（2）500側進出線回路以及主變壓器高壓側最大持續工作電流為Igmax =由此擬選LW7500/3150，具體參數如下表所示：表72 LW7500/3150斷路器的主要技術參數斷路器型號額定電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）4s熱穩定電流（kA）極限動穩定電流峰值（kA）固有分閘時間（s）額定頻率（HZ）LW7—500/31505001500502112550（1）斷路器動穩定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為斷路器極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時的最大沖擊電流)。斷路器動穩定極限通過電流峰值：ies=125kA，而500kV側短路沖擊電流ish=，顯然該斷路器滿足動穩定性要求。（2）斷路器熱穩性校驗：I2∞t ≥ Qk式中：I∞為穩態三相短路電流；tk為短路電流發熱等值時間；It為斷路器t秒熱穩定電流，；；；則有：tk=+++=顯然有：2124 ≥ ；即該斷路器滿足額穩定性要求。 隔離開關的選擇計算 高壓隔離開關的選擇計算高壓隔離開關的額定電壓和額定電流要滿足UN ≥ USN（電網額定工作電壓kV）IN ≥ Igmax（最大持續電流）（1）220kV側進出線回路以及主變壓器高壓側最大持續工作電流為：Igmax=1984A由此擬選GW7220DW，具體參數如表73所示：（1）隔離開關的動穩定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為隔離開關極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時的最大沖擊電流)。高壓隔離開關動穩定極限通過電流峰值：ies=100kA，而220kV側短路沖擊電流ish=，顯然該隔離開關滿足動穩定性要求。表73 GW7220DW隔離開關的主要技術參數隔離開關型號額定電壓(kV)額定電流（A）4s熱穩定電流（kA）極限動穩定電流峰值kAGW7220DW220315040100（2）隔離開關的熱穩定性校驗：I2∞t ≥ Qk式中：I∞為穩態三相短路電流；tk為短路電流發熱等值時間；It為斷路器t秒熱穩定電流。；，由于隔離開關不能開合短路電流，可以適當取比斷路器更長一些時間用于校驗計算，故取tk=5s（下同）。顯然有：5024 ≥ ；即該隔離開關滿足動穩定性要求。（2）500kV側進出線回路以及主變壓器高壓側最大持續工作電流為：Igmax=由此擬選GW4500DW，具體參數如下表所示表74 GW4500DW隔離開關的主要技術參數隔離開關型號額定電壓(kV)額定電流（A）4s熱穩定電流（kA）極限動穩定電流峰值kAGW4500DW500315050125（1）隔離開關的動穩定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為隔離開關極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時的最大沖擊電流)。高壓隔離開關動穩定極限通過電流峰值：ies=125kA，而500kV側短路沖擊電流ish=，顯然該隔離開關滿足動穩定性要求。（2）隔離開關的熱穩定性校驗：I2∞t≥Qk式中：I∞為穩態三相短路電流；tk為短路電流發熱等值時間；It為隔離開關t秒熱穩定電流；；，取tk=5s。顯然有：4024 ≥ 5；即該隔離開關滿足動穩定性要求。 母線的選擇計算由前面計算可知220kV側母線上最大長期工作電流：Imax=1984A。本次課題設計采用按長期發熱電流選擇母線。根據年負荷最大利用小時數Tmax均為5000h以上，查表裸導體長期允許載流量和集膚效應系數Kf,擬選用兩條125mm8mm矩形鋁導體，其型號為LMJ125mm8mm。平放允許電流為2725A，Kf=，當環境溫度為35℃時，通過查裸導體載流量在不同海拔及環境溫度下的綜合校驗系數K，可得K=，則有：KIal=2725A=2398A ≥ Imax=1984A通過查表可以確定所選導體的臨界電壓Ucr大于其最高工作電壓Umax。（1）母線的熱穩定性校驗：正常運行時導體溫度θ：℃則有：θ=59℃，查表不同工作溫度下裸導體的C值，可得C=91。則滿足條件的發熱的最小導體截面積Smin，由短路時發熱的計算公式可得到短路熱穩定決定的導體最小面積Smin為：℃其中：Smin為根據熱穩定決定的導體最小允許截面（mm2）；C為熱穩定系數。顯然有S≥Smin，即滿足熱穩定性。（2）母線的動穩定性校驗：按所采用導線放置母線形式，抗彎矩為：（m3）母線導體最大相間計算應力σph為：(Pa)同相條間應力σb為：(Pa)顯然有。即所選導體母線滿足動穩定性。其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力（硬鋁70106Pa）。同理，500kV側最大持續工作電流Imax=。擬選用1條100mm8mm矩形鋁導體，其型號為LMJ100mm8mm。平放允許電流為1542A，Kf=，當環境溫度為35℃時，通過查裸導體載流量在不同海拔及環境溫度下的綜合校驗系數K，可得K=，則有：KIal=1542A=≥Imax=通過查表可以確定所選導體的臨界電壓Ucr大于其最高工作電壓Umax。（1）母線的熱穩定性校驗：正常運行時導體溫度θ：℃則有θ=℃，查表不同工作溫度下裸導體的C值，可得C=95。則滿足條件的發熱的最小導體截面積Smin，由短路時發熱的計算公式可得到短路熱穩定決定的導體最小面積Smin為：℃其中：Smin為根據熱穩定決定的導體最小允許截面（mm2）；C為熱穩定系數。顯然有S≥Smin，即滿足熱穩定性。（2）母線的動穩定性校驗：按所采用導線放置母線形式，抗彎矩為：（m3）母線導體最大相間計算應力σph為：(Pa)顯然有，即所選導體母線滿足動穩定性。其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力。同理，6kV側最大持續工作電流Imax=。擬選用兩條80mm10mm矩形鋁導體，其型號為LMJ80mm10mm。豎放允許電流為2373A，Kf=，當環境溫度為35℃時，通過查裸導體載流量在不同海拔及環境溫度下的綜合校驗系數K，可得K=，則有：KIal=2373A=≥Imax=（1）母線的熱穩定性校驗：正常運行時導體溫度θ：℃則有θ=℃，查表不同工作溫度下裸導體的C值，可得C=89。則滿足條件的發熱的最小導體截面積Smin，由短路時發熱的計算公式可得到短路熱穩定決定的導體最小面積Smin為：℃其中：Smin為根據熱穩定決定的導體最小允許截面（mm2）；C為熱穩定系數。而S=800mm2,顯然有S≥Smin，即滿足熱穩定性。（2）母線的動穩定性校驗：按所采用導線放置母線形式，抗彎矩為：（m3）母線導體最大相間計算應力σph為：(Pa)同相條間應力σb為：(Pa)其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力。顯然有。即所選導體母線滿足動穩定性。 絕緣子和穿墻套管的選擇計算本次課題設計只針對220kV側絕緣子和6kV側穿墻套管做出選擇計算 220kV側絕緣子的選擇計算根據電氣主系統條件，220kV側絕緣子擬選用復合棒形懸式絕緣子FXBW1220/100絕緣子。其參數如下表所示：表75 復合棒形懸式絕緣子FXBW1220/100技術參數型號額定電壓（kV）額定機械拉伸負荷（kN）結構高度（mm）最小電弧距離mmL均壓環尺寸Фd爬電距離（mm）FXBW1220/1002201002160+3019003005600絕緣子的動穩定性校驗：而 =100=60（kN）顯然有: 故滿足動穩定的條件。 6kV側穿墻套管選擇計算根據電氣主系統條件，6kV側絕緣子擬選用CWWL10/3150型穿戶內鋁導體穿墻套管，其參數如表76所示：表76 CWWL10/3150型穿墻套管技術參數型號額定電壓kV額定電流kA額定機械拉伸負荷kN結構高度mm最小電弧距離mmL均壓環尺寸Фd爬電距離mmCWWL10/315010031508670600301500穿墻套管的動穩定性校驗：而 =8=（kN）顯然有:綜上，穿墻套管滿足要求。 電流互感器的選擇計算 220kV母線側電流互感器的選擇根據220kV側母線最大可持續工作電流：Imax=1984A。擬選定LCWB220W型電流互感器，具體參數如表77所示：表77 LCWB220W型電流互感器參數表額定電壓（kV）額定電流比（A）短路時熱穩定電流（kA）動穩定電流（kA）1s熱穩定倍數準確級2202000/5408060、 注：L—電流互感器C—瓷絕緣B—帶有保護級W—污地區（1）電流互感器的動穩定性校驗：則有：即該型號電流互感器滿足動穩定性條件。（2）電流互感器的熱穩定性校驗：計算公式為：或式中：為電流互感器的1秒鐘熱穩定倍數。即有上述不等式顯然成立。故所選電流互感器同樣滿足動穩定性條件。 500kV母線側電流互感器的選擇根據500kV側母線最大可持續工作電流：Imax=。擬選定LB