1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)摘 要本畢業(yè)設計是對發(fā)電廠廠用電進行設計，主要運用發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)自動化、電力系統(tǒng)繼電保護等專業(yè)知識完成“發(fā)電廠廠用電的設計”，具體設計內(nèi)容包括廠用電接線設計、負荷分析計算、變壓器選擇、電動機自啟動校驗，繼電保護設計、配電裝置設計、防雷設計、繪制廠用電接線圖、繼電保護二次回路接線圖、繪制配電裝置圖。本設計嚴格遵循發(fā)電廠電氣部分的設計原則，并結(jié)合實際情況確定了廠用電母線電壓等級確定為6KV，利用換算系數(shù)法進行負荷分析計算，變壓器選擇低壓分

2、裂三繞組變壓器，確定了合適的短路點進行短路電流計算。根據(jù)防雷保護要求確定避雷器；最后繪制了相關的圖紙。關鍵詞：發(fā)電廠；變壓器；繼電保護；避雷器.1 廠用電的電壓等級確定廠用電的電壓等級是根據(jù)發(fā)電機的額定電壓、廠用電動機的電壓和廠用電供電網(wǎng)絡的等因素，相互配合，經(jīng)過技術經(jīng)濟綜合比較決定的。為了簡化廠用電接線，且使運行維護方便，廠用電壓等級不宜過多。在發(fā)電廠和變電站中，低壓廠用電常采用400V，高壓廠用電電壓有3、6、10KV等。為了正確選擇高壓廠用電的電壓等級，需進行急速經(jīng)濟論證?；鹆Πl(fā)電廠常采用3、6、10KV作為廠用電電壓，發(fā)電廠中拖動各種廠用機械設備的電動機，容量相差懸殊，從數(shù)千瓦到數(shù)千千

3、瓦，而且和電動機的電壓和容量有關。在滿足技術要求的前提下優(yōu)先采用電壓較低的電動機，以獲得較高的經(jīng)濟效益；而高壓電動機，制造容量大、絕緣等級高、磁路較長、尺寸較大、價格高、空載和負載損耗均較大，效率較低。但是，結(jié)合廠用電供電網(wǎng)絡綜合考慮，電壓等級較高時，可選擇截面較小的電纜或?qū)Ь€，不僅節(jié)省有色金屬，還能降低供電網(wǎng)絡的投資。本設計2x300MW發(fā)電廠廠用電設計采用6KV作為廠用電電壓。6KV電動機的功率可制造的較大，以滿足大容量負荷的要求；6KV和3KV廠用電系統(tǒng)相比，不僅節(jié)省有色金屬和費用，而且短路電路亦較??；發(fā)電機電壓若為6KV時，可以省去高壓廠用變壓器，直接由發(fā)電機電壓母線經(jīng)電抗器供廠用電，

4、以防止廠用電系統(tǒng)故障直接威脅主系統(tǒng)并限制其短路電流。 廠用電接線設計300MW汽輪發(fā)電機組高壓廠用電系統(tǒng)有兩種接線方案，如圖所示。(a)所示方案，不設6KV公用負荷母線，將全廠公用負荷分別接在各機組A、B段母線上；如圖b所示方案，單獨設置二段公用負荷母線，集中供全廠公用負荷用電，該公用負荷母線段正常由啟動備用變壓器供電。方案的優(yōu)點是公用負荷集中，無過度問題，各單元機組獨立性強，便于各機組廠用母線清掃。其缺點是由于公用負荷集中，并因啟動備用變壓器要用工作變壓器做備用，故工作變壓器也要考慮在啟動備用變壓器檢修或故障時帶公用負荷母線段運行。因此，啟動備用變壓器和工作變壓器均較方案變壓器分支的容量大，

5、配電裝置也增多，投資較大。方案的優(yōu)點是公用負荷分接于不同機組變壓器上，供電可靠性高、投資省，但也由于公用負荷分接于各機組公用母線上，機組工作母線清掃時，將影響公用負荷的備用。另外，由于公用負荷分接于2臺機組的公用母線上，因此，在機組G1發(fā)電時，必須也安裝好機組G2的6KV廠用配電裝置，并啟動備用變壓器供電。這兩種方案各有優(yōu)缺點，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后選定方案。火電廠主要廠用電負荷及其類別負荷類別設備名稱電壓（kv）額定容量（kw）臺數(shù)汽輪機負荷電動給水泵655002循環(huán)水泵612506凝結(jié)水泵63154鍋爐負荷和輸煤負荷引風機622404送風機610004一次風機63004排粉機66808磨粉機6

6、10008凝結(jié)水升壓泵66304主汽機調(diào)速油泵63501碎煤機63202噴射水泵626021號皮帶機630024號皮帶機63002低壓負荷機爐變壓器1600（）4電除塵變壓器1250（）4化水變壓器1000（）2公用變壓器1000（）3輸煤變壓器1000（）3灰漿變壓器1000（）1負壓風機房變壓器1000（）1污水變壓器315（）2修配變壓器800（）1水源地變壓器1000（）2照明變壓器315（）2廠用負荷的計算方法 換算系數(shù)法 式中 廠用母線上的計算負荷，KVA電動機的計算功率，KW換算系數(shù)，可取表5-2所列的數(shù)值同時系數(shù)符合系數(shù)效率功率因數(shù)表2-2 換算系數(shù)機組容量（MW）給水泵及循環(huán)

7、水泵電動機凝結(jié)水泵電動機其他高壓電動機及廠用電低壓變壓器（KVA）其他低壓電動機 電動機計算功率確定對經(jīng)常、連續(xù)運行的設備和連續(xù)而不經(jīng)常運行的設備，即連續(xù)運行的電動機均應全部計入。按下式計算對經(jīng)常短時及經(jīng)常斷續(xù)運行的電動機應按下式計算 對不經(jīng)常短時及不經(jīng)常斷續(xù)運行的設備，一般可不與計算對中央修配廠的用電負荷，通常按下式計算式中全部電動機額定功率總和，KW其中最大5臺電動機的額定功率總和，KW煤場機械負荷中，對大型機械應根據(jù)機械具體情況具體分析確定。對中小型機械，應按下式計算翻斗機 輪斗機 式中 其中最大3臺電動機的額定功率之和，KW對照明負荷計算式為 式中 需要系數(shù)，一般 安裝容量，KW根據(jù)表

8、、和負荷運行方式及特點計算如下由公式S= A段負荷B段負荷 同理A段同理B段 廠用變壓器的選擇 額定電壓廠用變壓器的額定電壓應根據(jù)廠用電系統(tǒng)的電壓等級和電源引接出電壓確定,變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓相一致.各種變壓器的臺數(shù)和型式工作變壓器的臺數(shù)和型式主要與廠用高壓母線的段數(shù)有關,而母線的段數(shù)又與廠用高壓母線等級有關.當只有6kV一種電壓等級時，一般分兩段；當10kV與3kV電壓等級同時存在時，則分四段（10kV和3kV兩段）。當只有6kV一種電壓等級時，廠用高壓工作變壓器可選用1臺全容量的分裂繞組變壓器，兩個分裂支路分別供兩段母線；或者選用2臺50%容量的雙繞組變壓

9、器，分別供兩段母線。如出現(xiàn)10kV和3kV兩種電壓等級時，廠用高壓工作變壓器可選用2臺50%容量的三繞組變壓器，分別供四段母線。 廠用變壓器的容量廠用變壓器的容量必須滿足廠用電負荷從電源獲得足夠的功率。因此，對廠用高壓工作變壓器的容量應按廠用電高壓計算負荷的110%與廠用電低壓計算負荷之和進行選擇；而廠用低壓工作變壓器的容量應留有10%左右的裕度。廠用高壓工作變壓器容量。當為雙繞組變壓器時按下式選擇容量式中廠用電高壓計算負荷之和 廠用電低壓計算負荷之和當選用分裂繞組變壓器時，其各繞組容量應滿足高壓繞組分裂繞組式中廠用變壓器高壓繞組容量，KVA廠用變壓器分裂繞組容量，KVA廠用變壓器分裂繞組計算

10、負荷，KVA，分裂繞組兩支重復計算負荷，KVA廠用高壓備用變壓器容量。廠用高壓備用變壓器或啟動變壓器應與最大一臺廠用高壓工作變壓器的容量相同；廠用低壓備用變壓器的容量應于最大一臺廠用低壓工作變壓器容量相同。廠用低壓工作變壓器容量?？砂聪率竭x擇變壓器容量式中S廠用低壓工作變壓器容量，KVA變壓器溫度修正系數(shù)。一般對裝于屋外或由屋外進風小間內(nèi)的變壓器，可去=1，但宜將小間進出風溫差控制在10以內(nèi)；對由住廠進風小間內(nèi)的變壓器，當溫度變化較大時，隨地區(qū)而異，應當考慮溫度進行修正。廠用變壓器容量的選擇，除了考慮所接負荷的因素外，還應考慮：電動機自啟動時的電壓降；變壓器低壓側(cè)短路容量；留有一定的備用裕度。

11、廠用變壓器的阻抗變壓器的阻抗是廠用工作變壓器的一項重要指標。廠用工作變壓器的阻抗要求比一般動力變壓器的阻抗大，這是因為要限制變壓器低壓側(cè)的短路容量，否則將影響到開關設備的選擇，一般要求阻抗應大雨10%；但是，阻抗過大又將影響廠用電動機的自啟動。廠用工作變壓器如果選用分裂繞組變壓器，則能在一定程度上環(huán)節(jié)上訴矛盾，因為分裂繞組變壓器在正常工作時具有較小阻抗，而分裂繞組出口短路時則具有較大的阻抗。變壓器選擇計算A段 B段 段重復容量負荷A段分裂繞組負荷 KVAB段分裂繞組負荷 KVA重復分裂繞組負荷 KVA高壓繞組負荷 KVA根據(jù)計算選擇變壓器本設計選用三繞組低壓分裂變壓器，電壓比為18/6-6KV

12、,短路電壓為U(%)=15,容量比為40/20-20MVA。A段B段段重復容量負荷A段分裂繞組負荷 KVAB段分裂繞組負荷 KVA重復分裂繞組負荷 KVA高壓繞組負荷 KVA本設計選用三繞組低壓分裂變壓器，電壓比為18/6-6KV,短路電壓為U(%)=15,容量比為40/20-20MVA。短路計算及電氣設備選擇 短路計算的目的及意義短路計算的目的系統(tǒng)的設計和運行都必須考慮到可能發(fā)生的故障和不正常運行的情況。而這些故障多數(shù)是由于短路引起的，所以要靠短路電流來選擇校驗設備。短路計算的規(guī)定電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；所有電源的電動勢相位角相同；所有接線方式

13、，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式；計算容量應考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃；應按最嚴重的情況進行校驗；應注意選擇短路點。短路電流計算的意義電氣主接線的比選；選擇導體和電器；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安全距離；選擇繼電保護裝置和進行整定計算； 短路計算圖4-1 短路計算圖變壓器T=40MVA ，取MVA , 設a處得短路功率為1000MVA，則它的電抗標幺值變壓器電抗標幺值為在網(wǎng)絡電壓級的基準電流為點短路時短路電流為 點短路時短路點和電流相同不做計算基準容量：= 100MVA系統(tǒng)的正序阻抗為 發(fā)電機計算電抗為：根據(jù)汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表得 電氣設備選擇的要

14、求和原則應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；應力求技術先進和經(jīng)濟合理；與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致；同類設備應盡量減少品種；選用的新產(chǎn)品均應有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式驗定合格。在特殊情況 下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應經(jīng)上級批準。電壓： （4-1）式中： 電器允許最高工作電壓 最高運行電壓電流： （4-2）式中： 電器額定電流 持續(xù)工作電流由于變壓器短路時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度比較大，故其計算工作電流應根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。

15、 校驗的原則及熱穩(wěn)定條件校驗的一般原則：電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定效驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流,若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況校驗。用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定；當熔斷器有限流作用時，可不演算動穩(wěn)定；用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。短路的熱穩(wěn)定條件： （4-3） （4-4）式中： Qk 短路電流產(chǎn)生的熱效應電動力穩(wěn)定效驗： （4-5）式中： 短路沖擊電流幅值 電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值 下列幾種情況下可不效驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔

16、斷時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定；采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定；裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩(wěn)定。 電氣設備的選擇 斷路器參數(shù)的選擇按額定電壓選擇： 按額定電流選擇： 按開斷電流選擇： 按額定關合電流選擇： 熱穩(wěn)定效驗： 動穩(wěn)定效驗： 隔離開關參數(shù)的選擇按額定電壓選擇： 按額定電流選擇： 熱穩(wěn)定效驗： 動穩(wěn)定效驗： 形式選擇 斷路器的形式選擇，除應滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于施工調(diào)試的運行維護，并經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。發(fā)電機的主保護按種類和形式選擇：隔離開關的形式和種類的選擇應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用條件等因素進行綜合技術比較后確定。時間

17、 后備保護時間配電裝置內(nèi)最高室溫40發(fā)電機最大持續(xù)工作電流為根據(jù)發(fā)電機回路、及斷路器安裝在室內(nèi)的要求，查表，可選/3000少油斷路器短路計算電抗 短路計算時間根據(jù)短路計算電抗查短路電路計算曲線，并換算成有名值后，所得短路電路為由于，不計非周期熱效應。短路電流的熱效應等于周期分量熱效應,即S沖擊電流 表4-1 斷路器和隔離開關選擇結(jié)果及數(shù)據(jù)比較計算數(shù)據(jù)/3000型斷路器/3000型隔離開關 10KA 10 2246A 3000A 3000 4KA 130KA 3401(KA)It2 7499（KA）2sIt2 13005（KA）2s 130KA 85KA 電流互感器的選擇參數(shù)的選擇按一次額定電壓

18、選擇： 按一次額定電流選擇： 為了確保所供儀表的準確度，互感器的一次額定電流應盡可能與最大工作電流接近。按二次額定電流選擇：一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A，當配電裝置距離控制室較遠時亦可考慮用1A。按二次級數(shù)量選擇：二次級的數(shù)量決定于測量儀表、保護裝置和自動裝置的要求。一般情況下，測量儀表與保護裝置宜分別接于不同的二次繞組，否則應采取措施，避免互相影響。按準確度級選擇：為了保證測量儀表的準確度，電流互感器的準確級不得低于所測量儀表的準確級。因此，需先要知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確級的要求，并按準確等級要求最高的表計選擇電流互感器，具體要求如下：裝設在發(fā)電機、電力變壓器、

19、調(diào)相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表及所有用于計算電費的電度表用電流互感器，其準確等級應為級。供運行、監(jiān)視、估算電能的電度表、功率表和電流表用電流互感器，其準確等級應為1級。供指示被測數(shù)值是否存在或大致估計被監(jiān)測數(shù)值的表計用的電流互感器，其等級為3級和10級。熱穩(wěn)定效驗： 動穩(wěn)定校驗 型式的選擇動穩(wěn)定效驗： 10KV及以下配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。綜上所述：本設計電流互感器選用LA-10 50/5 級 電壓互感器的選擇參數(shù)的選擇1、按一次回路電壓選擇：為了保證電壓互感器的安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應在（）范圍內(nèi)變動，即應滿足下列條件

20、：2、按準確度級選擇：參照電流互感器的準確等級進行選擇。、按接線方式選擇在滿足二次電壓和負荷要求的條件下，電壓互感器應盡量采用簡單接線。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，采用三個單相三繞組電壓互感器。三個單相三線圈電壓互感器適用范圍：主二次繞組連接成星形以供電給測量表計、繼電器以及絕緣檢查電壓表。對于要求相電壓的測量表計，只有在系統(tǒng)中性點直接接地時才能接入。附加的二次繞組接成開口三角形，構(gòu)成零序電壓路過器供電給保護繼電器和接地信號（絕緣檢查）繼電器。表4-2 電壓互感器技術參數(shù)安裝地點型 號額定變比（KV）原繞組副繞組輔助繞組6KV側(cè)JDZJ66/ 母線的選擇 母線材料、形式、和布置方式的選擇由于鋁的導電性能好、成本低，因此，母線材料一般采用鋁或鋁合金材料。常用