题 专 班 姓 学.docx
- 文档编号:18014345
- 上传时间:2023-08-05
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:28.10KB
题 专 班 姓 学.docx
《题 专 班 姓 学.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《题 专 班 姓 学.docx(17页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
题专班姓学
专
业
课
程
设
计
姓名;杜红旗班级:
机电12级
目录
第一章、绪论第一章第二章、任务书第二章第三章、对原始资料的分析第三章
第一节、工程概况第二节、负荷情况
第四章、第四章、电气主接线的基本要求和设计程序
第一节、电气主接线的基本要求第二节、电气主接线的设计程序
第五章、发电机侧接线方案设计第五章
第一节单母线接线第二节单元接线与扩大单元接线第三节双母线接
第六章第六章、升压侧接线方案设计
第一节内桥接线第三节单母线分段接线第二节一台半断路器接线
第七章第七章、最优电气主接线设计第八章第八章、主要主电气的选择
第一节第二节电气设备选择的一般条件电气设备的选择
第九章第九章、厂用变压器引接及其容量
第一节厂用电负荷分类第二节厂用电变压器容量选择第三节厂用电变压器接线组选择
第十章第十章、总结第十一章第十一章、参考文献
绪
论
电力发电是可再生、无污染的生产过程,其运行费用低,便于进行电力调峰,产生的电能是清洁和环保的,大力发展水电有利于提高资源利用率和社会的经济综合效益。
电气主接线是发电电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节。
主接线代表了发电厂电气部分的主体结构,是电力系统网络结构的重要组成部分,直接影响运行的可靠性,灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定有决定性的关系。
本论文主要介绍了3台14MW的水力发电厂电气系统的设计,内容包括电气主接线,设备的选择,并依据电力设计手册确定了最后方案。
我在设计过程中,力求理论与实际相结合,加入一些比较新的技术,以适应水电技术发展需要,使设计更加具有实用性和先进性。
随着我国电力工业的快速发展,电力体制改革不断深化,水电已成为我国电力技术发展的主要方向。
而对于水电来说,至关重要的一个环节就是电气主系统的设计(电气主接线的设计)。
电气主接线又称电气一次接线,它是将电气设备以规定的图形和文字符号,暗点能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单向接线图。
主接线代表了发电厂或变电站高压、大电流分电器部分主体结构,市电力系统网络结构的重要组成部分。
他直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性,同时对电气设备选择、配电装置布置‘继电保护、自动装置和控制方面等诸多方面都有决定性的关系。
因此,主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较,综合考虑各个方面的影响因素,最终得到实际工程确认的最佳方案。
水电站变压器,一般应尽可能靠近主厂房,以缩短发电机电压母线,减少能源损失,并注意防火、防盗、防雷、放水雾、防雪和满足通风冷却以及便于设备运输和主变压器的安装、检修。
电力与人们的日常生活及工业生产密切相关,作为我国重要科学之一,电气工程科学近年来发展非常迅速,现在也比较成熟,已经成为高技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。
设计题目
1.某水电站,装机3台,发电机(14MW)SF14-20/4250,UN=10.5KV,1.
COS?
=0.8,无近区负荷,电站以110KV电压等级2回出线,送至95km处地
区变电所,电站的年利用小时数3900h/a。
第二节原始资料分析
一、工程概况
该水电站装有三台单机容量为14MW的机组,型号为SF14-20/4250属于发电厂。
根据原始资料,改水电厂主要承担调峰调频发电。
供电应经济可靠。
又该电厂设备年利用小时数为3900h/a,在3000-5000范围之内,故该电厂主要承担腰荷。
二、负荷情况
该水电站,发电机的出口电压是10.5KV,输电电压是110KV,有一回出线送至系统,一回作为备用。
发电机发出的电除了厂用,全部输送至局发电站95Km处的地区变电站。
原始资料对发电站的电力系统情况、环境情况及备用供货情况没有做具体说明,但我们还需按可靠性、灵活性、经济性原则选取最优发电厂电气系统主接线。
第四章电气主接线的基本要求和设计程序
第一节电气主接线设计基本要求
电气主接线的设计要求,概括地说应包括可靠性、灵活性和经性三方面。
1、可靠性安全可靠是电力生产的首要任务,保证供电可靠是电气主接线最基的要求,分析主接线可靠性时,从以下几个方面考虑:
断路器检修时,能否不影响供电,线路故障时,停运出线回路的多少和停电时间的长短,发电厂全部停电的可能性等。
2、灵活性电气主接线应能适应各种运行状态,并能灵活地进行运行方式的转换,要尽可能达到操作方便,调度方便,扩建方便。
3、经济性经济性主要从以下几个主面考虑:
(1)节省一次投资;
(2)占地面积少;(3)电能损耗少。
第二节电气主接线的设计程序
电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行。
按国家规定,发电厂和变电站基本建设的程序一般分为初步可行性研究、可行性研究、初步设计、
施工图设计四个阶段。
各阶段的主要工作是为以下4方面。
(1)初步可行性研究。
电气专业配合系统规划设计提出建厂(站)的必要性、负荷及出现条件等,并与相关部门一起进行建厂条件的调查分析,提供拟建厂(站)的地址、规模、分批投资控制和筹资措施,编制项目建议书。
(2)可行性研究。
这阶段是要落实建厂(站)的条件,明确主要设计原则,提供投资估算和经济效益评价。
电气专业须与系统设计配合提出电气主接线方案,并提供需要与相关专业部门协调的设备选型与布置、土建与交通等资料,编制设计任务书。
(3)初步设计。
更具上级批复的设计任务书,提出主要技术原则和建设标准,以及主要设备的投资概算;同时组织主要设备订货,为施工图设计提供依据。
(4)施工图设计。
更具初步设计审查文件和主要设备落实情况,提出符合质量和深度要求的施工图和说明书,满足施工、安装和订货要求。
第五章发电机侧接线方案设计
三台发电机为SF14-20/4250型号,容量为14MW,出口电压为10.5kv。
发电机侧接线,指的是发电机到主变压器低压侧之间的接线方式,其中还有断路器、隔离开关等二次设备用于保护和测量一次设备。
器接线方式应根据发电机的容量及水电站的作用进行设计。
根据原始资料我设计了三种接线方式,分别是:
单母线接线、扩大单元接线和双母线接线。
第一节单母线接线
可保证电源并列工作,又能让任意一条通往变压器的线路都可以从任一个电源或的电能,尽可能是符合均衡的分布在各个线路上,以减少过多功率的传输。
一、优点:
简单,经济.
①线简单(设备少),清晰,明了;②布置,安装简单,配电装置建造费用低;
③易扩建和采用成套式配电装置.
二、缺点:
不够可靠灵活.
①母线,母线隔离开关故障或检修,全厂停电;②任一回路断路器检修,该回路停电.
三、适用范围:
①小型骨干水电站4台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线;②6~10kV出线(含联络线)回路≤5回;③35kV出线(含联络线)回路≤3回;④110kV出线(含联络线)回路≤2回.接线图如下图:
10.5KVW
G1
G2
G3
单母线接线
单元接线与扩大单元接线第二节单元接线与扩大单元接线
单元接线是无母线接线中最简单的形式,也是所有主接线基本形式中最简单的一种。
当发电机容量不大,且在系统备用容量允许时,为了减少变压器台数和高压侧断路器目数,并节省配电装置占地面积,将两台变压器与一台变压器连接,组成扩大单元接线。
一、优点:
①接线简化,使用的电器最少,操作简便,降低故障的可能性,提高了工作的可靠性;②配电装置简单,投资少,占地小;③发电机出口短路电流小;④继电保护简单.
二、缺点
任一元件故障或检修全停,检修时灵活性差
三、适用范围:
①台数不多的大(b接线除外)中型区域发电厂;②分期投产或装机容量不等的无机压负荷的小型水电站。
扩大单元接线:
一、优点:
比单元接线少接一台主变压器,从而更加简单经济,并节省配电装置占地面积,一发电机停电不影响厂用电,厂用供电较可靠和灵活。
二、缺点:
主变压器故障或检修要全停
三、适用范围:
系统有备用容量时大中型水电厂有2~3台发电机,单机容量仅为系统容量的1%~2%或更小,而电厂的升高压等级又较高的情况。
其接线图如下图所示:
G1
G2
G3
单元接线和扩大单元接线混合接线
第三节双母线接
双母线接线有两组母线,互为备用。
每一电源电源和出线的回路都装有一台断路器,有两组母线隔离开关,可分别于两组母线连接。
一、优点:
①运行的可靠性和灵活性大为提高。
②供电可靠,调度灵活,扩建方便。
二、缺点:
有两组母线后,与单母线相比,投资有所增加。
三、适用范围
①进线回路较多,容量较大,出线带电抗器的6~10KV配电装置;②5~60KV出线数超过8回,或连接电源较大,负荷较大时;③110KV出线数为6回及以上;接线图如下图2.3.3:
双母线接线综合上述所有方案,对于发电机侧的接线方式,根据所给的资料考虑应选择单元接线方式。
第六章、升压侧接线方案设计第六章
升高压侧接线方式指的是从主变压器出来到出现回路之间的接线方式,其接线方式对系统的运行方式、主要电气设备的选择及二次设备的配置有重大影响。
根据原始资料我设计了三种接线方式,分别是:
内桥接线、一台半断路器接线、单母线接线。
第一节内桥接线
接线方式:
桥断路器位于线路断路器内侧.
一、优点:
①接线简单,经济(断路器最少);②布置简单占地小,可发展为单母线分段接线;;③线路投,切灵活,不影响其它电路的工作.。
二、缺点:
①变压器投切操作复杂,故障检修影响其它回路;②桥断路器故障检修全厂分列为两部分;
③出线断路器故障检修该回路停电.。
(②和③可通过设外跨条提高灵活性.)
三、适用范围
双线双变的水电站,变电所35~220kV侧:
线路较长(故障多),而主变年负荷利用小时数高(不经常切换)且无功率穿越的场合.其接线图如下图所示:
内桥形接线
第二节一台半断路器接线
每两个元件(出线、电源)用3台断路器构成一串接至两组母线,称为一台半断路器接线,又称三分之二接线。
在一串中,两个元件(进线、出线)各自经一台断路器接至不同母线,而两回路之间的断路器称为联络断路器。
一、优点:
①任一母线故障或检修,均不致停电;②任一断路器检修也不引起停电;③甚至于两组母线同时故障(或一组母线故障另一组母线检修)的极端情况下,功率仍能输出。
二、缺点:
①只适用于出线;②所用断路器数目多,经济性不好;
三、适用范围:
通常用在330KV~500KV配电装置中,当进线为6回以上,配电装置在系统中有重要地位,则已采用一台半断路器接线。
其接线图如下图所示:
一台半断路器接线
单母线分段分段接线第三节单母线分段接线
可保证电源并列工作,又能让任意一条通往变压器的线路都可以从任一个电源或的电能,尽可能是符合均衡的分布在各个线路上,以减少过多功率的传输。
一、优点:
1、用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,由两个电源供电。
2、当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
二、缺点:
1、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检修期间内停电。
2、当出线为双回路时,常使架空线路出线交叉跨越。
3、扩建时需向两个方向均衡扩建。
三、适用范围:
110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。
接线图如下图:
单母线分段接线综合上述所有方案,对于发电机侧的接线方式,根据所给的资料考虑应选择单母线接线方式。
第七章、最优电气主接线设计第七章
本设计最终采用了两个扩大单元接线和一个单元接线与110kv侧直接相连。
110kv侧为单母分段接线方式。
其特点是:
扩大单元接线接线方式简单清晰,运行维护方便,且减少了主变压器高压侧出现,简化了高压侧接线和布置,使整个电气接线设备较省。
单元接线的接线简单、清晰、运行灵活、维护工作量少且继电保护简单。
其110kv侧的单母分段接线方式增加了供电的可靠性,并且节省断路器和隔离开关等设备,从而经济性更加好,并且便于电厂的扩建。
其最终电路图如下图所示:
第八章、第八章、主要主电气的选择
第一节电气设备选择的一般条件
电气设备要能可靠的工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定一、按正常工作条件选择电气设备、1、额定电压选择电气设备时,一般可按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点的电网额定电压UNS的条件选择,即
UN≥UNS
2、额定电流电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度θ0下,电气设备的长期允许电流。
IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax,即
IN≥Imax
3、环境条件的影响当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超过一般电气设备使用条件时,应采取措施。
此外,还应按电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求,对电器进行种类和型式的选择。
二、按短路电流状态校验、1、短路热稳定校验短路电流通过电器时,电气设备各部件温度应不超过允许值。
I2≥Q
tk
满足热稳定的条件为
2、电动力热稳定校验es
i
≥
i
sh
满足动稳定的条件为
第二节电气设备的选择
一、最大工作电流的计算发电机G1G2G3:
Imax=1.05p3UNcos?
=1.05×30×1033×10.5×0.8=2165(A)
10KV母线:
Imax=1.05p3UNcos?
=1.05×30×1033×10.5×0.8=2165(A)
110KV母线:
Imax=1.05
p3UNcos?
=1.05×
30×1033×110×0.8
=207(A)
主变压器:
Imax=1.05二、电气设备选择、1、变压器选择
p3UN
=1.05×
30×1033×110
=165(A)
变压器容量为:
SN=0.6变比为110
10
Pmax=0.6×(30×103×3)=67500KVA0.8cos?
查《工厂常用电气设备手册》知,所选变压器型号
为:
SFPL1?
900002、断路器选择断路器形式的选择:
除需满足各项技术条件和环境条件外,还考虑便于安装调试和运行维护,并经技术经济比较后才能确定。
根据我国当前制造情况,电压6-220KV电网一般选用少油断路器,电压110-330KV电网,可选用SF6或空气断路器,大容量机组采用封闭母线时,如果需要装设断路器,宜选用发电机专用断路器断路器选择的条件如下:
1)电压:
Ug≤Un2)电流:
Ig.max≤InUg电网工作电压Ig.max最大持续工作电流
查《工厂常用电气设备手册》,各断路器的型号分别为:
发电机G1G2G3处:
SN3?
1010KV母线处:
SN3?
10110KV母线处:
SW4?
110主变压器T1、T2处:
SW4?
1103、隔离开关选择
同样根据额定电压、额定电流和最大电流查《工厂常用电气设备手册》得各处隔离开关型号分别为:
发电机G1G2G3处:
GN1?
1010KV母线处:
GN1?
10110KV母线及旁路母线处:
GW4?
110主变压器T1、T2处:
GW4?
1104、电流互感器的选择选择电电流互感器时,应根据安装地点(如屋内、屋外)和安装方式(如穿墙式、支持式、装入式等)选择其型式。
选用母线型电流互感器时应注意校核窗口尺寸。
一次回路额定电压UN和电流I1N应满足
UN≥UNs,I1N≥Imax
另外,为了保证测量仪表的准确度,电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。
装于重要回路(如发电机、变压器、出线等回路)中的电流互感器的准确级不应低于0.5级;对测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500KV级宜选用0.2级;对供运行监视、估算电能表和控制盘上仪表的电流互感器为0.5-1级;供只需估计电参数仪表的电流互感器可用3级。
电流互感器的二次侧额定电流有5A和1A两种,一般弱电系统用1A,强电系统用5A,当配电装置距离控制室较远时,亦可考虑用1A。
根据《工厂常用电气设备手册》得各处电流互感器分别为:
发电机G1G2G3处:
LMZD1?
10
10KV母线处:
LMZD1?
10110KV母线及旁路母线处:
LCMD?
110主变压器T1、T2处:
LCMD?
1105、电压互感器的选择电压互感器应根据装设地点和使用条件进行选择其种类和型式,6-35KV屋内配电装置中,一般采用油浸式或浇注式电压互感器;110-220KV配电装置特别是母线上装设的电压互感器,通常采用串级式电磁式电压互感器;当容量和准确级满足要求时,通常多在出线上采用电容式电压互感器。
3-35KV电压互感器一般经隔离开关和熔断器接入高压电网。
110K及以上的互感器可靠性较高。
电压互感器只经过隔离开关与电网连接。
根据《工厂常用电气设备手册》得各处电压互感器分别为:
发电机G1G2G3处:
JSJW?
1010KV母线处:
JDZ?
10110KV母线及旁路母线处:
JCC?
1106、避雷器的选择雷器有两种:
(1)阀型避雷器按其结构的不同,又分为普通
阀型避雷器和磁吹阀型避雷器:
(2)管型避雷器,利用绝缘管内间隙中的电弧所产生的气体把电弧吹灭。
用于线路作为防雷保护。
避雷器应选择条件是:
(1)额定电压:
避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。
(2)灭弧电压:
按照使用情况,校验避雷器安装地点可能出现的
最大的导线对地电压,是否等于或小于避雷器的最大容许电压(灭弧电压)在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压。
;在中性点直接接地的电网中应取设备最高运行线电压的80%。
根据以上条件查《工厂常用电气设备手册》,各处所选的避雷器型分别为:
发电机G1G2G3处:
FZ?
1010KV母线处:
FZ?
10110KV母线及旁路母线处:
FZ?
110主变压器T1、T2处:
FZ?
110
第九章厂用变压器引接及其容量
第一节厂用电负荷分类
厂用电负荷分类的目的是确定负荷重要性类别及其运行方式,从而分析计算出厂用电最大负荷,以确定水电站厂用电缆线方式及选择厂用电变压器的容量。
一、厂用电负荷分类说明
(1)类负荷除机组轴承润滑系统用电动机允许中断时间为电源I的操作切换时间外,其它负荷允许中断时间为10min以内。
Ⅱ类负荷允许中断数十分钟。
Ⅲ类负荷允许较长时间停电,不致直接影响电站的正常运行。
(2)连续负荷系指连续运转达2h以上。
短时负荷指连续运转2h以下的10min以上。
断续负荷指从运转到停止反复周期地工作,每个周期不超过10min。
二、厂用电最大负荷的分析计算1、厂用电的供电范围与运行方式为了选择厂用电变压器容量,必须分析计算出厂用电最大负荷。
当然,在分析计算前首先要确定厂用电的供电范围。
对于主副厂房范围内所有的用电设备都应计入。
对于机修设备及闸门启闭机用电设备,视其距厂房的远近而定;如距离较远,不能由厂内380V厂用电供电
(例如几百米或更远),则可又坝区配电变压器供电。
厂用电最大负荷的分析计算与水电站机组的运行方式密切相关。
厂用电最大负荷一般发生在下列两种运行方式之一:
(1)全部机组运行时;
(2)一台机组检修,其余机组均在运行时。
按以上两种运行方式分别对厂用电负荷进行分析计算,其最大值作为厂用电最大负荷计算值。
一般情况下,当机组台数不多,当一台机组检修时,厂房拆机、检修排水泵、检修试验电源以及电焊机等机修设备都在运行,而且检修机组,通常安排在冬季枯水季节,往往需要投入一些电热设备,因而厂用负荷增加较多,此运行方式下很可能出现厂用最大负荷。
2、厂用电最大负荷分析计算原则分析计算厂用电最大负荷还应考虑水电站厂用负荷的运行情况,首先应当将明显不可能同时运行的负荷分开,计算出可能参加同时运行的负荷。
厂用电量大负荷分析计算原则如下:
(1)经常连续及经常短时运行的负荷均应计算。
如机组技术供水泵、渗漏排水泵等。
(2)经常断续运行负荷应适当计入。
如对机组压油泵与漏油泵,应视机组特性及台数多少决定参加最大负荷同时运行的台数。
(3)不经常连续及不经常短时运行负荷除在事故情况下运行的负荷外,应按设备组合运行情况计算。
前者如检修排水泵、当闸门漏
水时,可仅计入一台排水泵。
后者如油处理设备,应按设备组合运行情况计算,不应计入全部油处理负荷。
(4)不以常断续运行负荷,一般仅计入在机组检修时经常驻使用的负荷。
如应计入厂内桥机、电焊机等负荷。
(5)互为备用电动机,有可能由同一厂用电源供电时,只计算参加运行的部分;由不同电源供电时,则应分别计入。
根据上述原则即可列表计算出可能参加同时运行的负荷。
3.厂用电最大负荷计算厂用电最大负荷计算值可按综合系数法确定。
综合系数法按下式计算Sjs=Kc∑PcSjs——厂用电最大负荷计算值,KVA;Kc——综合系数,Kc=0.75~0.81,水电站容量较大者取小值,反之取大值;∑Pc——可能参加同时运行的负荷总和,KW。
因为原始资料没有给出负荷,参照相近水电站负荷资料,初步列出以下负荷:
1#发电机油泵水泵2#发电机油泵调速器15KVA15KVA调速器15KVA15KVA15KVA
水泵3#发电机油泵水泵厂公用
15KVA调速器15KVA15KVA20KVA∑Pc=15*9+20=155(KVA)15KVA
因为该水电站的容量比较小,所以Kc=0.75因为该水电站的容量比较小Sjs=0.75*155=116.25(KVA)
第二节厂用电变压器容量选择厂用电变压器容量选择
厂用电变压器容量选择的原则厂用电变压器容量应按下列原一.则确定:
则确定:
(1)满足全厂厂用最大负荷需要满足全厂厂用最大负荷需要。
(2)互为备用的帮用电变压器当一台厂用电变压器退出运行互为备用的帮用电变压器,当一台厂用电变压器退出
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 题 专 班 姓 学.docx
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)