火力發電廠電氣一次部分畢業設計-資料下載頁

【導讀】第1章主接線的設計·············································3. 1．1發電機臺數和參數的確定··································3. 1．3廠用電的設計的確定·····································4. 第2章短路電流計算點的確定和短路計算結果······················9. 2．3短路電流計算結果·······································16. 第3章主要電氣設備的配置和選擇··························&#1

　　

【正文】 差異。 1） 故障類型及危害 發電機結構主要由轉子與定子兩大部分組成，因而發電機故障包括定子與轉子故障。其故電力工程系畢業設計（論文） 27 障類型有： 定子繞組相間短路 定子繞組匝間短路 定子繞組單相短路 轉子繞組一點接地或兩點接地 轉子勵磁回路勵磁電流 急劇下降或消失 發電機故障將對發電機本身與系統都有相當大的危害：定子繞組相間短路會破壞絕緣，燒壞鐵心，以致毀壞機組：定子繞組匝間短路會破壞縱絕緣，進而發展為單相接地或相間短路；定子繞組單相接地時，接地點的電流將使鐵心局部熔化，給檢修工作帶來很大的困難；轉子回路一點接地雖然對發電機沒有直接危害，但如果不及時處理，再發生另外一點接地就造成兩點接地，對于水輪發電機和同步調相機，危害更大；發電機低勵磁或失磁時，發電機要從系統吸取大量的無功功率，引起定子過電流，同時發電機可能失去同步而進入異步運行，若系統無功儲備不足 ，將引起電壓下降，嚴重時會危及系統的穩定運行。 2） 異常工況狀態 異常工況狀態主要分為以下幾種： a) 由于外部短路引起的定子繞組過電流。 b) 由于負荷等超過發電機額定容量而引起的三相對稱過負荷；過電流與過負荷造成定子溫度升高，絕緣加速老化，機組壽命縮短。 c) 由于外部不對稱短路或不對稱負荷而引起的發電機負序過電流和過負荷；在轉子中感應出 100Hz 的倍頻電流，可使轉子局部灼傷或使護環受熱松脫，而導致發電機重大事故。此外，引起發電機的 100Hz 的振動。 d) 由于突然甩負荷引起的定子繞組過電壓；調速系統慣性較大的發電機，在突然甩負荷 時，可能出現過電壓，造成發電機繞組絕緣擊穿。 e) 由于勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉子繞組過負荷； f) 由于汽輪機主汽門突然關閉而引起的發電機逆功率；當機爐保護動作或調速控制回路故障以及某些認為因素造成發電機轉為電動機運行時，發電機將從系統吸收有功功率，即逆功率。 5． 2 發電機保護類型 針對上述故障類型及不正常運行狀態，發電機應裝設以下繼電保護裝置： 對于 1MW以上發電機的定子繞組及其引出線的相間短路，應裝設縱聯差動保護簡稱電力工程系畢業設計（論文） 28 縱差保護。 對于直接連于母線的發電機定子繞組單相接地故障，當發電機電壓網絡的階段電容電流大于或等于 5A 時（不考慮消弧線圈的補償作用），應裝設動作于跳閘的零序電流保護；當接地電容電流小于 5A時，則裝設作用于信號的接地保護。 對于發電機 — 變壓器組，一般在發電機電壓側裝設作用于信號的接地保護；當發電機電壓側接地電容電流大于 5A時，應該裝設消弧線圈。 容量在 100MW 及以上的發電機，應裝設保護區為 100%的定子接地保護。 對于發電機定子繞組的匝間短路，當繞組接成星形且沒相中有引出的并聯支路時，應裝設單繼電器式的橫聯差動保護簡稱橫差保護。 對于發電機外部短路引起的過電流，可采用下列保護方式： a、 負序過電 流及單相式低電壓啟動過電流保護，一般用于 50MW 及以上的發電機。 b、 負荷電壓（負序電壓及線電壓）啟動的過電流保護。 c、 過電流保護，用于 1MW 以下的小發電機。 對于由不對稱負荷或外部不對稱短路而引起的負序過電流，一般在 50MW 及以上的發電機上裝設負序電流保護。 對于由對稱負荷引起的發電機定子繞組過電流，應裝設接于一相電流的過負荷保護。 對于水輪發電機定子繞組過電壓，應裝設帶延時的過電壓保護。 對于發電機勵磁回路的接地故障，應采用以下保護措施： a、 水輪發電機一般裝設一點接地保護，小容量機組可采用定期絕緣檢測裝置。 b、 對 汽輪發電機勵磁回路的一點接地，一般采用定期檢測裝置；對大容量機組則可以裝設一點接地保護；對兩點接地故障，應裝設兩點接地保護，在勵磁回路發生一點接地后投入。 對于發電機勵磁消失的故障，在發電機不允許失磁運行時，應在自動滅磁開關斷開時聯鎖斷開發電機的斷路器；對采用半導體勵磁以及 100MW及其以上用同軸直流勵磁機的發電機，應增設直接反映發電機失磁時電氣參數變化的專用失磁保護。 對于轉子回路的過負荷，在 100MW及以上并采用半導體勵磁系統的發電機上應裝設轉子過負荷保護。 1對于汽輪發電機主汽門突然關閉，為 防止汽輪機遭到損壞，對大容量的發電機組可考慮裝設逆功率保護。 1其他的異常工況保護。 電力工程系畢業設計（論文） 29 如當電力系統振蕩影響機組安全運行時，在 300MW 及以上機組上宜裝設失步保護；當汽輪機低頻運行造成機械振動，葉片損傷對汽輪機危害極大時，可裝設低頻保護；當水內冷發電機斷水、漏水時，可裝設斷水或漏水保護；防止輸出斷路器斷口閃絡而裝設斷路器斷口閃絡保護等。 為了快速消除發電機內部的故障，在保護動作于發電機斷路器跳閘的同時，還必須動作于自動滅磁開關，斷開發電機勵磁回路，以使轉子回路電流不會在定子繞組中再感應電動勢，繼續供給短路 電流。 同步發電機的縱聯差動保護 對于 100MW 及以上的大容量發電機，我國目前均推薦采用有制動特性的差動繼電器， 即利用外部故障時的穿越電流實現制動，這樣既能保證發生區外故障時可靠地避開最大不平衡電流的影響，又能達到提高區內故障時的靈敏性這一目的。 同步發電機定子繞組匝間短路保護 發電機定子匝間短路保護可以有多種方案，應根據發電廠一次設備接線情況進行選擇。 橫聯差動保護（簡稱橫差保護） 發電機橫差保護，是發電機定子繞組匝間短路（同分支匝間短路及同相不同分支之間的匝間短路）、線棒開焊的主保護，也能保護定子繞組相 間短路。 反映轉子回路 2 次諧波電流的匝間短路保護 縱向零序電壓式匝間保護 發電機縱向零序電壓式匝間保護，是發電機同相分支匝間短路及同相不同分支之間匝間短路的主保護。 發電機的單相接地保護 根據安全要求，發電機的外殼都是接地的，因此，定子繞組因絕緣破壞而引起的單相接地故障比較普遍。當接地電流比較大，能在故障點引起電弧時，將使繞組的絕緣和定子鐵心燒壞，并且也容易發展成相間短路，造成更大的危害。我國規定，當接地電容電流等于或大于 5A 時，應裝設動作于跳閘的接地保護；當接地電流小于 5A時，一般裝設作用于信號的接地保 護。 過去認為發電機為全絕緣的設備，在正常運行中中性點電壓低，不容易發生接地故障，即使發生，由于接地電流較小，不會對鐵心造成故障。因此，允許單相接地保護在中性點附近一定的死去。但隨著單機容量的增大，特別是大型水內冷機組，要求在保護區內任何一點發生故障時均能反應。 電力工程系畢業設計（論文） 30 利用基波零序電壓構成的定子接地保護（可用于發電機 — 變壓器組） 目前， 100%定子接地保護裝置一般由兩部分組成：第一部分是基波零序電壓保護，如上所述它能保護定子繞組的 85%以上，第二部分保護則用來消除基波零序電壓保護不能保護的死區。為提高可靠性，兩部 分的保護區應相互重疊。 利用基波零序電壓和 3 次諧波電壓構成的 100%定子接地保護 同步發電機的負序電流保護和過負荷保護 當電力系統中發生不對稱短路或在正常運行情況下三相負荷不平衡時，在發電機定子繞組中將出現負序電流。此電流在發電機空氣隙中建立的負序旋轉磁場相對于轉子為兩倍的同步轉速，因此將在轉子繞組、阻尼繞組以及轉子鐵心等部件上感應出 100Hz 的倍頻電流，該電流使得轉子上電流密度很大的某些部位（如轉子端部、護環內表面等），可能出現局部的灼傷，甚至可能使護環受熱松脫，從而導致發電機的重大事故。此外，負序氣隙旋 轉磁場與轉子電流之間，以及正序氣隙旋轉磁場與定子負序電流之間所產生的 100Hz 交變電磁轉矩，將同時作用在轉子大軸和定子機座上，從而引起 100Hz 的振動。 定子不對稱過負荷保護 勵磁回路接地保護同步發電機失磁保護 。 5． 2 發 變壓器 保護類型 1）、瓦斯保護 2）、縱差保護 3）、電流速斷保護 4）、過電流保護 5）、零序電流保護 6）、過負荷保護 電力工程系畢業設計（論文） 31 附錄一 所選設備一覽表 發電機 2臺： 型號 額定 電壓 額定 電流 功率 因數 定子 接線 負序電抗（ %） 零序電抗（ %） 同步電抗（ %） 次暫 態電抗（ %） QFSN3002 18kV 11320A 2y 主變壓器 2臺： 型號 額定容量（ kVA） 額定高壓 （ kV） 額定低壓（ kV） 連接組別 阻抗電壓 (%) SFP7360000/220 360000 242 ? 2 % 18 YN,d11 起備變： 型號 容量（ kVA） 高壓 （ kV） 低壓 （ kV） 全穿越電抗（ %） 半穿越電抗（ %） 連接組別 SFPFZ40000/220 40000/2 20210 220? 8% 0 25 YN， d11，d11 220kV斷路器： 電壓等級 型號 額定電壓 額定電流 額定開斷電流（ kA） 極限過電流峰值（ kA） 熱穩定電流（ kA） 220kV LW12220 220kV 1000A 40 100 46(4s) 6kV開關柜： KYN310/13 名稱 參數 名稱 參數 額定電壓（ kV） 6 熱穩定電流（ kA） （ 4s） 最高工作電壓（ kV） 額定電流（ A） 2021 額定開斷電流峰值（ kA） 80 母線系統 單母線 額定動穩定電流（ kA） 80 操動機構 電磁型 /彈簧 隔離開關： 電壓等級 型號 額定電壓 額定電流 動穩定電流（ kA） 熱穩定電流（ kA） 220kV GW4220D/200 220kV 1000A 104 46(4s) 電力工程系畢業設計（論文） 32 6kV GN210/2021 6kV 2021A 85 51(5s) 電壓互感器： 位置 型號 額定電壓（ kV） 準確級 一次 二次 輔助線圈 220kV母線出線 YDR220 3/220 3/ 220kV母線 JCC5220 3/220 3/ 發電機出口 JSJW15 20 6kV母線 JSJB6 6 6kV JDZJ6 3/6 3/ 電流互感器 ： 電壓等級（ kV） 型號 額定電流比 /A 準確度 二次負荷 /Ω 熱穩定倍數（ 1s） 動穩定倍數 18 LMZ120 12021/5 220 LR1220 1200/5 60 60 6 LAJ10 2021/5 50 90 6kV母線：鋁絞線 型號： LJ625 載流量： 220kV母線：鋁錳合金 型號： 90100?? 載流量： 70℃ 80℃ ： 發電機端 主母線： 母 線類別 絕緣水平（ kV） 額定電流（ A） 外型尺寸（ mm） A? S H 主母線 24 12021 950 1300 730? 廠用分支母線 24 3000 600 850 515? 避雷器： 位置 型號 額定電壓有效值 系統電壓 220kV母線 Y10W1228/565 228kV 220kV 6kV母線 18kV發電機機端 BFYZ41300 41kV 20kV 主變壓器中性點 Y1W146/320 146kV 220kV 熔斷器： 位置 型號 額定電流 額定電壓 6kV電壓互感器 RN16/2 2A 6kV 18kV電壓互感器 RN220/ 20 kV 電力工程系畢業設計（論文） 33