华北水利水电学院毕业设计
华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告
2009年3月10日
学生姓名 题目名称 课题来源 聂贞 学号 200505528 专业 电气工程及其自动化 J城市热电厂电气部分设计 模拟 一、设计的原始资料 （一）电厂的性质及规模： 该电厂近距离服务对象是一个以轻工业为主的新城市，以其电机电压直接供电的用户主要有：棉纺，印染，纺织机械，农副产品加工及市区用电（包括商业,交通，居民生活等），厂址交通方便，水源丰富,燃煤充足。 本电厂拟采用1条110kV输电线路（厂系统）直接与系统联系；另一条110kV输电线路（厂甲线）经过变电站甲与系统构成环网。该电厂还以双回110kV线路（厂乙线1，厂乙线11）向变电站乙供电。甲乙变电站的主要用户是煤矿，化肥厂，钢铁厂及乡镇工业，能副产品加工业，农业，生活用电等。 电厂装机容量 2*50MW+2*60MW 其中：QFQ-60-2, 10.5kV,2台 QFQ-50-2, 10.5kV,2台 （二）负荷资料和厂址地理置及环境条件： 1负荷情况 电压 线路名称 最大功CosΦ 率（KW） 厂系线 厂甲线 厂乙线 棉一厂线 45000 60000 4000 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 距离Tmax(h/y) 其它 （km） 100 80 50 5 3 3 3 5000 5000 5500 4000 5000 5000 联络线 东北方 西方 110kV 10kV
2500 棉二厂线 印染厂1线 4000 印染厂2线 3500 共 9 页 第 1 页
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化纤厂1线 4200 化纤厂2线 5200 2000 市区1线 市区2线 市区3线 备用1线 备用2线 机械厂线 5000 3000 5000 5000 2500 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 3 3 3 8 10 4 10 5 5000 5000 4000 4000 3500 4000 4000 5500 注：表中数据为最大负荷值，最小负荷值为70%，最大负荷同时率取0.85-0.95。 （三） 厂用电率：60MW相组取10%，50MW机组取8%。 （四） 厂址地理位置及环境条件 1、厂址地理位置 电力系统在热电厂正北方100km处，变电站甲在热电厂东北方80km处，变电站乙在热电厂60km处。 2、环境条件： 该地区年最高温度40?C，年最低温度?16?C，最热月平均最高温度?32C?，海拔高度200m，地震烈度6度，厂区无严重污染， 土壤热阻率???t?120C?cm/w, 土壤温度20C。 设计的任务与要求 （一）．电气一次部分 （1） 电气主接线及高压厂用电接线设计 （2） 短路电流的计算及设备的选择 （3） 配电装置设计 （二）．电气二次部分 （1）发电机、变压器、输电线路的保护配置设计； （2）变压器（或发电机）保护设计； （3）变压器保护整定计算；
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电气一次部分 1 主接线设计： 原则：1发电机容量台数的考虑；2电压等级和接入方式的考虑。 3保证负荷供电可靠考虑； 4其它方面考虑。 设计方案如下： 1．对于发电机出口母线：选用双母线接线或双母带旁母，将两台2?50MW发电机直接接在10kV积压母线上，然后再从母线上联络变压 器接于110kV电压等级。 2．将两台2?60MW发电机，经单元接线通过升压变压器直接送至110kV系统，提高供电可靠性。对以上几种情况分析，得出可行性方案。 110kV系统设计方案：采用双母线接线的方式 10kV系统设计方案：发电机出口电压选10kV，直接从发电机出口母线上拉出，采用双母分段的接线方式 主 要 内 容 2 厂用电接线 ： 分四段和一条备用段。直接从发电机出口母线拉出两段厂用母线，在10kV积压母线上拉出三段厂用母线，其中一回作为备用段。 3 短路计算： 1电源的合并 2路电流冲击系数， 3对电网负荷的处理 4系统等值电抗 这里的短路电流计算是为了校验电气设备。一般情况下，三相短路电流产生的热效应和电动力较大，所以这里只对三相短路电流进行计算。 短路电流可以手算也可以机算。手算三相短路电流的主要步骤如下： 1、根据本电站主接线图画出电力系统电气接线图； 2、根据规定的电气设备选择任务，确定所用的短路计算点； 3、计算各电气元件的电抗标幺值，画出等值电路图。 4、对各短路计算点进行网络化简，求出X*∑。 5、求出计算电抗X*js，当Sb不等于Se∑时，X*js?X*?Se?Sb，由X*js查运
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算曲线表， 求出各短路计算点不同时刻的三相短路电流。 4主要电气设备选择： （一）电气设备选择的一般原则和基本要求 1、基本要求 设备选择包括选型和确定技术参数。设备的选型和技术参数应能保证电站的安全运行和供电的可靠性，并留有适当的发展裕度，应尽量选用轻型设备和常用产品。在同一电站中，应尽量减少设备和材料的种类。 电气设备要能可靠工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其短路的热稳定和动稳定。 2、 最大长期工作电流的确定 变压器：Igmax?1.05Se3Ue 主母线及母联回路：取母线上最大一台发电机或综合负荷的Igmax； 母线分段回路：Igmax=（0.5～0.8）Iemax（母线上最大一台发电机或变压器的Ie） 用户线：单回线 Igmax双回线 Igmax??P3Uecos?(1?5%)(1?5%) 0.8P?3Uecos? 3、 周围空气温度的确定 室外部分取当地月平均最高温度：室内配电装置（10kV）取通风设计时采用的最高室温，若缺少设计数据时，按当地月平均最高温度+5℃考虑。 4、计算时间的确定 （1）开断计算时间tk为主保护动作时间tb1和断路器固有分闸时间tin之和，即tkd=tb1+tin。 （2）热稳定校验时间tr为保护时间tb和断路器的开断时间tkd之和，即tr= tb+tkd。 无时限的主保护时间tb1取0.05s。热稳定校验时，对于裸导体取tb为主保护时间tb1，对于电器取tb为后备保护时间tb2，其中110kV后备保护时
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间取4s，10kV线路后备保护时间取2s。tkd =tin+th，tin查有关手册求取，一般取0.06s；th为燃弧时间，一般取0.02～0.04s。 （二）硬母线及软导体的选择 硬导体包括矩形、槽形和管形等，软导体指钢芯铝绞线。硬母线和软导线应按长期发热允许电流选择截面和按经济电流密度选择截面。对于年最大负荷利用小时数较大，距离较长、传输容量也较大的回路（如发电机引出线回路和变压器引出线回路），一般按经济电流密度选择截面，其它较短导体（如汇流母线）一般按长期发热允许电流选择截面。 除按上述原则选择载流导体截面外，尚应进行热稳定、动稳定及电晕电压校验等。 1、按长期发热允许电流选择截面 （1）首先需求出最大长期工作电流Igmax； （2）温度修正系数 K???al???al??0?70??70?25 （3）Ial??K?Ial?Igmax,则满足长期发热要求。这里，?0和?分别为额定环境温度和实际环境温度；Ial和Ial?分别为导体额定环境温度和实际环境温度下的允许电流。 2、按经济电流密度选择截面 SJ=Igmax/J 式中：SJ——经济截面（mm2）；J——经济电流密度（A/mm2）， 查有关手册。 按经济电流密度选择截面还必须按长期发热进行校验。 3、按电晕电压校验 对110kV及以上电压的母线应校验母线电晕电压。使导线安装处的最高工作电压Ugmax小于临界电晕电压ULJ。即 Ugmax≤ULJ 4、热稳定校验 利用最小截面法校验。满足热稳定要求的最小截面。 Smin?I?CtdzKt
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