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1、名目一、 前言21、设计内容：原始资料 16 .22、设计目的23、任务要求34、设计原则、依据3原则：35、设计根本要求3二 、 原始资料分析3三 、 主接线方案确定41 主接线方案拟定42 方案的比较与最终确定5四、 厂用电所用电的设计 . 5五、主变压器确实定 . 6六、短路电流的计算 . 7七、 电气设备的选择 . 8八、设计总结 .附录 A 主接线图另附图 .附录 B 短路电流的计算 .1. 11212附录 C :电气校验15、八、刖言1、设计内容：(原始资料 16)(1) 待设计的变电站为一发电厂升压站(2) 打算安装两台 200MW 汽轮发电机机组e发电机型号：QFSN-200-
2、2 U =15750Vcos =0.85 X=14.13%g(3)P =200MWe220KV 出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送容量200MVATmax=200MW(4) 当地最高温度 41.7 C,最热月平均最高温度 32.5 C,最低温度-18.6 C, 最热月地面下 0.8 米处土壤平均温度 25.3 C。(5) 厂用电率为 8%厂用电电压为 6KV 发电机出口电压为 15.75KV。(6) 本变电站地处 8 度地震区。(7) 在系统最大运行方式下，系统阻抗值为 0.054。(8) 设计电厂为一中型电厂，其容量为 2X200 MW=40MW 最大机组容量 200 MW 向系统
3、送电。(9) 变电站 220KV 与系统有 5 回馈线，呈强联系方式。2、设计目的发电厂电气局部课程设计是在学习电力系统根底课程后的一次综合性训练， 通过课程设 计的实践到达:(1) 稳固“发电厂电气局部”、“电力系统分析”等课程的理论学问。(2) 生疏国家能源开发策略和有关的技术标准、规定、导则等。(3) 把握发电厂(或变电所)电气局部设计的根本方法和内容。(4) 学习工程设计说明书的撰写。(5) 培育学生独立分析问题、解决问题的工作力量和实际工程设计的根本技能。3、任务要求1) 分析原始资料2) 设计主接线3) 计算短路电流4) 电气设备选择4、设计原则、依据原则：电气主接线的设计是发电厂
4、或变电站设计的主体。 电气主接线设计的根本原则是以设计 任务书为依据， 以国家经济建设的方针、 政策、技术规定和标准为准绳， 结合工程实际状况， 以保证供电牢靠、调度敏捷，在满足各项技术要求的前提下， 兼顾运行便利、尽可能节约投 资、就地取材，力争设备原件和设计的先进性与牢靠性，坚持牢靠、适用、先进、经济、美 观的原则。依据：(1) 发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用(2) 发电厂、变电所的分期和最终建设规模(3) 负荷大小和重要性(4) 系统备用容量大小(5) 设计题目的原始资料5、设计根本要求设计要满足牢靠性、敏捷性、经济性的要求二 、 原始资料分析设计的变电站为一发电厂升压站，其容量
5、为2X200=400 ( MW)由于发电机组的总装机容量为 400M0 所以此发电厂为大中容量发电厂。该厂为火电厂，在 电力系统中将主要担当基荷，从而发电厂升压站务必考虑其牢靠性。200MW 的发电机出口电压为 15.75KV,既无直接负荷，又无特别要求，拟采 用单元接线，可节约价格昂贵的发电机出口断路器，又利于配电装置的布置； 220KV 出线五回， 呈强联系方式，可见该厂 220KV 级的接线对牢靠性要求应当很三、主接线方案确定1 主接线方案拟定：依据对原始资料的分析，现将可能承受的较佳方案列出，进而一优化组合方 式，组成最正确可比方案。各种根本接线的的特点和使用范围级各自的优缺点a） 单
6、母线接线特点是整个配电装置只有一组母线， 全部电源和出线都在同 一组母线上。有简洁、清楚、设备少、投资少、运行操作且有利于扩建等优点，但牢靠性及敏捷性较差。适用于出线较少的配电装置。b） 双母线带旁路接线：双母线接线可以用母联断路器临时代替消灭断路器 工作，但出线数目较多时，母联断路器常常被占用，降低了工作的牢靠性和敏捷 性，为此可以设置旁路母线。220KV 电压级：出线回路大于 4 回，为使其出线断路器检修时不停电，应采 用单母线分段带旁路接线或双母线带旁路接线， 以保证其供电的牢靠性和敏捷性。 其进线仅是2 台 200MW 的机组按发电机-变压器单元接线形式接至母线上。 方案 I 图 a为
7、旁路断路器兼做分段断路器的接线；图 a图 b2 方案的比较与最终确定：在技术牢靠性和敏捷性上方案 II 明显占优势，这主要是由于双母带旁 路接线方式的高牢靠性指标，但在经济上不如方案I.鉴于大中型发电厂机组应以牢靠性和敏捷性为主，所以，综合分析，打算选图b 所示的方案 II 为设计最终方案。四、厂用电所用电的设计：a） 厂用工作电源引接：一次侧接在发电机出口侧上，二次侧输出为 6kV 电压供厂用电负荷使用。b） 厂用主变压器的选择：1 变压器、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应。2 连接组别的选择，宜使用同一电压级的厂用工作、 备用变压器输出电压的 相位全都。3 变压器的容
8、量必需保证常用机械及设备能从电源获得足够的功率。 确定厂用变压器的容量。c） 确定厂用主变压器的容量按厂用电率确定厂用电主变压器的容量NG厂用电率确定为 5=8% SG =P汇 Kp = 200x8% =8.824 MVAcosT 0.85所用电的变压器选型号为 SFF31500/35.5,型号容量(KVA)咼压(kV)低压(kV)连组接损耗KV空载电流空载短路总重(t)SFF-31500/31.53150015.75 士5%6.3D ,d11-d1127175阻 抗电 压 高中 0.451845.5五、主变压器确实定：a） 主变压器的高压侧与 220kV 母线相连。b） 容量单元接线中的主变
9、压器 SN 应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有 10%勺裕度。=1JPKSJPNG 发电机容量；PNG =200MWNG1-PCOS 艸K-KSN通过主变压器的容量。p厂用电率； P = 8%。cost - 发电机的额定功率；cost，=0.85.=1.1PNGKP =1.1 2023 -。08=238.12MVASM*cost0.85又发电机的参数和上述计算及变压器的选择规定，主变压器选用2 台 220kV 双绕组的变压器。型号含义：S三相SP-强迫油循环水冷L-铝芯由文献【2】可知双绕组主变压器：SSPL260000/220额定电压连接 组 损耗kW阻抗 电空载 电运输 重
10、4 -IV. 参 综合 投额定容 量考 价量标 号压流格资MVA高 压 低压空 载 短路%t万万元 元2321464140.96311991.7108.426022015.75Yod11六、短路电流的计算：a计算方法：sh对应系统最大运行方式，按无限大容量系统进展相关短路点的电流计算, 求得I 、ish、I值。I 三相短路电流；i三相短路冲击电流，用来校验电气的动稳定shshI三相短路全电流最大值，用来校验电器和载流导体的热稳定。BB注：S 容量MW S =100MVAUB- 基准电压 UB=U av = 1.05Ue 1 等值阻抗图：220kV 母线上发生短路简化图发电机-双绕组变压器发电机
11、出口短路d2简化图b短路电流计算表:短路点220kV 母线上短路di发电机-双绕组变压器发 电机出口短路d2电流值8.96kA99.97kA次暂态短路电流24.09kA268.62kA短路冲击电流14.5kA161.82kA短路全电流的最大有效 值15.75220kV 系统短路电流计算七、电气设备的选择:电气设备选择的要求a） 选择的一般要求（1） 、应满足正常运行、检修、短路和过电压状况的要求，并考虑远景的进展;（2） 、应按当地环境条件校核；（3） 、应力求技术先进和经济合理；（4） 、与整个工程的建设标准应协调全都；（5） 、同类产品应尽量削减品种；（6） 、选用的产品均应具有牢靠的试验
12、数据，并经正式鉴定合格。在技术条件 上， 选择的高压电器能在长期工作条件下和发生过电压、 过电流的状况下保持正 常运行。b按正常工作条件选择电器：1、额定电压和最高工作电压：所选电器允许最高工作电压 Ua1m 不得低于所接电网的最高运行电压 Usm，即： Ua1m Usm一般可依据电器的额定电压 UN 不低于装置地点电网额定电压 UNS 的条件选择， 即 UNUNS2、额定电流：电器的额定电流 IN 是指在额定四周环境温度下，电器的长期允许电流。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、按当地环境条件校核：我国目前生产的电器使用的额定环境温度
13、0 0= + 40 C，假设四周环境温度高于+ 40 C 但 W+ 60 C时，其允许电流一般可按每增高 1 C，额定电流削减 1.8% 进展修正，当环境温度低于+40 C 时，环境温度每降低 1C，额定电流可增加0.5 %，但其最大电流不得超过额定电流的 20 %。c 按短路状况校验： 1、短路热稳定校验：短路电流通过电器时，电器各部件温度或发热效应应不超过允许值。It 2t Qk 式中：Q短路电流产生的热效应It、t T 器允许通过的热稳定电流和时间2、电动力稳定校验：电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的力量， 亦称动稳定。满足动稳定的条件为：Ies Ish ies ish式中 Ies
14、ies 迪器允通过的动稳定电流的有效值及其幅值。Ish ish 短路冲击电流有效值及其幅值。以下几种状况可不校验热稳定或动稳定：1、用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。2、承受有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。3、装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。200 1000=9056A发电机的最大工作电流Ima) =1.05 述 =1.05315.75 0.85d) 15.75kV 设备选择:V3UCOSN名称型号主要参数发电机U =15750V C =0.85发电机型号：eX =14.13% P =200M WQFSN-200-2发电机侧隔离
15、开关GN14-20geLh=20kV额定电流 10000A200MV 发电 QLFM-10000/15.75-Z机引出导 线额定电压(KV) 15.75额定电流(A) 10000外形尺寸(mm) 外壳？ 850? 900 导体? 400重量(kg/m) 14015.75KV发电机电压互感器15.75KV发电机出 口电流互 感器JDZJ-15 型电压互感器LRZ-20 型电流互感器接线组别：1/1/1-12/12 一次额定电压：15/ KV 二次额定电压：100/ v二次关心线圈电压：100/3v 0.5 级(100VA )电压：20KV变比：12023/5Ze2=2.41s 热稳定倍数：40动
16、稳定倍数：90e) 220kV 设备选择220kV 侧母线上的最大工作电流为Ig.max220=1.05 汇So =1.05 沃今。“5 =2756Av”3U 0、3 汽 220过断路器的最大工作电流为 Ima=9056/ (220/15.75 ) =679.2A 220kV 侧设备明细表名称220kV 侧断路器型号LW6-220/3150主要参数L=220 (kV) I =3150AN额定断流量 50kA 极限通过电流125kA 固有分闸时间 0.03s合闸时间 0.09s220 侧咼压侧隔离开关L=220 (kV) I =1000ANGW4-220W/100极限电流峰值 80kA0-80热
17、稳定电流(4s) 23.7kA220kV 侧母线220kV 的电压互感器20125x8mrfi双条竖放铝母线允许载流量：2900AKf=1.4一次绕组 220/ J3TYD-220/ /-0.01H型电容 式电压互感器220kV 的电流互感器LCWB2-220W型电流互感器LCW-220 kV二次绕组0.1/J3 kV关心绕组 0.1 kV 准确等级 0.5 120VA 1 级220VA3 级400VA最大容量 1200 VA额定电流比 4*200/5220kV 串联电抗器CKSC-225/10-4.5K%= 4.5In A =2430八、设计总结：本次课程设计主要是对 15.75/220kV
18、 发电厂升压站电气局部的一次设备 进展设计。主要包括电气主接线的设计、所用电设计、主变压器的选择、短路电 流计算和电气设备的选择。在这次课程设计的过程中，自己能够查阅了相关资料，对课程设计的题目、 要求和具体内容深刻的分析，并完成了此次设计。通过本次设计，我能够稳固所 学的根本理论、专业学问，并综合运用所学学问来解决实际的工程问题，学习工 程设计的根本技能和根本方法。承受的电气主接线具有供电牢靠、调度敏捷、运行检修便利且具有经济性等 特点。选择的电气设备能够提高运行的牢靠性， 节约运行本钱。但由于设计时间 较短，且阅历缺乏，很多方面考虑不太全面，有待进一步改进。总之，此次课程设计，使我能把在课
19、堂上学习的理论学问应用到实践中，更好的觉察了自己在学习中的缺乏之处。在设计中，通过查阅资料，询问教师，解 决了在设计中所遇到的一些问题。通过此次课程设计，我受益匪浅，学到了很多 东西。参考文献：姚春球.发电厂电气局部 中国电力出版社熊信银.发电厂电气局部.中国电力出版社黄纯华.发电厂电气局部课程设计参考资料.中国电力出版社附录 A 主接线图另附图附录 B 短路电流的计算短路电流计算实际手算承受近似计算，即无视综合负荷，且认为短路前电源电 动势及至网络各点电压均为 1，a电抗的计算选取的基准容量 S =100MW UB基准电压= 1.05UNB以下各式中 Uk%变压器短路电压的百分数%S N最大
20、容量绕组的额定容量MVA均承受标幺值计算发电机：X=X2=Xg 汉一=0 1413 汉=0 06SBS / 200/0.85N COSS变压器 用=X4 =UB (% 理=0.14100 =0.054N260SN厂用变压器X5=X3=LB (% 鱼=0.18 型 =0.571b短路计算:31.51 220kV 母线上发生短路di 点的计算:1/X7=1.05 - N =1.05=9056AJ3UNcos丁 3 汉 15.75 汉 0.8510000A9056A满足电流选择条件满足电压选择b) 220kV 侧的高压断路器的校验(1) 断路器地点的工作电压为 220kV，断路器的额定电压为 220
21、kV,即 5 _UNS满足电压选择条件(2) 过断路器的最大持续工作电流 IMAX=679.2A ,实际环境温度为+ 41.7 C, le=3150A 修正后：3150x(1-3.6%)=3036.6 A 3036.6A 67902A 符合条件。(3) 断流力量校验INbr=50KA I“=8.96kA 符合条件。(4) 短路关合电流校验：iNc1=125 KAish= 24.09kA 符合条件。kk(5) 动稳定校验：ies=125KA ish= 24.09kA 符合条件(6 )热稳定校验：取 l = It /2 =l t由于 tk1s，故不计非周期重量热效应2(282.2961210 8.
22、968.96 )=160.56(kA)22.Slt2 t=10000(kA) 2.S Qk=160.56(kA) 2.S 符合条件c) 220kV 侧的隔离开关的校验(1) 额定电压为 220KVUN_UNS满足电压选择条件(2) 过隔离开关的最大持续工作电流 IMAX=679.2A, 实际环境温度为+ 41.7 C, Ie=1000A修正后：1000X(1-3.6%)=964 A 679.2A 满足电流选择条件(3) 动稳定校验：ies=80KAish= 24.09kA符合条件(4) (4)热稳定校验(短路切除电流时间 tk=2s)2 2 2lt2 t=23.7 x4=2246.76 (kA) .S Qk=160.56(kA).S 符合条件故 220KV 系统可选用 GW4-220W/1000-80 型隔离开关。