凝汽式火电厂一次部分课程设计(3)

2019-05-18 22:08

火电厂厂用电率较大,为了保证厂用电系统的供电可靠性与经济性,且便于运行、检修,一般都采用“按炉分段”的接线原则,即将厂用电母线按锅炉的台数分成若干独立段,既便于运行、检修,又能使事故影响范围局限在一机一炉,不致影响正常运行的完好机炉。低压380/220V厂用电的接线,对大型火电厂,一般采用单母分段接线,即按炉分段。

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第二短路电流的计算

短路计算在设计发电厂主接线的过程中有着重要作用,它为电气设备的选型、动稳定校正和热稳定校正提供依据。当短路发生时,对发电厂供电的可靠性可能会产生很大影响,严重时,可能导致电力系统失去稳定,甚至造成系统解列。因此,对短路事故的计算是非常有必要的,而且是必须进行一项工作。

1.短路计算的一般规则

短路电流计算中,采用以下假设条件和原则: (1) 正常工作时,三相系统对称运行。 (2) 所有电源的电动势相位角相同。

(3) 系统中的同步和异步电机均为理想电机,不考虑电机磁饱和、磁滞、

涡流及导体集肤效应等影响;转子结构完全对称;定子三相绕组空间位置相差120电气角度。

(4) 电力系统中各元件的磁路不饱和,即带铁芯的电气设备电抗值不随

电流大小发生变化。 短路计算的一般规定

(1) 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流,应按本工程的设计规划内容计算,并考虑电力系统的远景发展规划(一般为本工程建成后5至10年)。确定短路电流时,应按可能发生最大短路电流的正常接线方式,而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

(2) 选择导体和电器用的短路电流,在电气连接的网络中,应考虑具体反馈作用对异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

(3) 选择导体和电器时,对不带电抗器回路的计算短路点,应选择在正常接线方式时短路电流最大的点。对带电抗器的6KV至10KV出线与厂用分支回路,除其母线与母线隔离开关之间隔离板前的引线和套管的计算短路点选择在电抗器前外,其余导体和电器的计算短路点选择在电抗器后。

(4) 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流,一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的两相短路严重时,则应按严重的情况计算

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2 短路电流的计算

短路电流由于其值很大,在极短的时间内就能产生较大的损耗,由于来不急散发热量而造成电气设备的温度急剧升高,引起设备的老化或损坏,对供电的可靠性产生影响。当所选设备不能满足短路电流的限制时,对供电的可靠性将产生极为严重的影响。为此,在设计主接线时,应计算短路电流。

短路电流计算的目的是为设备的选型提供依据;初步考察短路事故对发电厂以及系统的可靠性和稳定性的影响,为电厂主接线形式的选定、继电保护装置的选择和整定计算提供依据。此外,通过对短路电流的计算,还可初步确定系统的损耗,为发电厂的经济运行提供依据。

本次短路计算中,选取了两个短路计算点,110KV母线和220KV母线上各一个;短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路。详细计算过程见附录I。

第三 :电气设备的选择

电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时,应根据工程实际情况,在保证安全可靠的前提下,积极而稳妥的采用新技术,并注意节省投资,选择合适的电器。

1电气设备选择的一般规则

(1) 所选设备应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展;在满足可靠性要求的前提下,应尽可能的选用技术先进和经济合理的设备,使其具有先进性;

(2) 应按当地环境条件对设备进行校准; (3) 所选设备应予整个工程的建设标准协调一致; (4) 同类设备应尽量减少品种;

(5) 选用新产品均应具有可靠的实验数据,并经正式鉴定合格。在特殊情况下,选用未经正式鉴定的新产品时,应经过上级批准。

2电气设备的选择条件

正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时,应根据工程实际情况,在保证安全可靠的前提下,积极

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而稳妥的采用新技术,并注意节省投资,选择合适的电器。电器要能可靠的工作,必须按正常条件下进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定。

按正常工作条件选择电气设备

(1)额定电压和最高工作电压所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压,即Ualm≥Usm。

一般情况下,当额定电压在220KV及以下时电器允许最高工作电压Ualm是 1.15UN;额定电压是330KV—500KV时为1.1UN。而实际电网的最高运行电压Usm不会超过电网额定电压的1.1倍,因此在选择电器时一般可按电器额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNs的条件选择,即UN≥UNs。

(2) 额定电流电器的额定电流IN是指额定周围环境温度下,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。

由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时,出力保持不变,故其相应回路的Imax为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍;若变压器有过负荷运行可能时,Imax应按过负荷确定(1.3-2倍变压器额定电流);母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax;母线分段电抗器的Imax应为母线上最大一台发电机跳闸时,保证该段母线负荷所需的电流,或最大一台发电机额定电流的50%~80%;出线回路的Imax除考虑正常负荷电流外,还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。

此外,还与电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求,对电器进行种类和形式的选择。

(3) 环境条件对电气设备选择的影响

在选择电器时,还应考虑电器安装地点的环境条件,当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时,应采取措施。

我国目前生产的电器使用的额定环境温度为40℃,如周围环境温度高于40℃(但≦60℃)时,其允许电流一般可按每增高1℃,额定电流减少1.8%进行修正,当环境温度低于+40℃时,额定电流可增加0.5%,但其最大电流

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不得超过额定电流的20%。

按短路状态校验 (1) 短路热稳定校验

短路电流通过电器时,电器各部分的温度应不超过允许值.满足热稳定的条件为

It×It×Tk≥Qk;式中Qk为短路电流产生的热效应,It、t分别为电器允许通

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能力,亦称动稳定。满足动稳定的条件为ies≥ish,Ies≥Ish;式中ish、Ish分别为短路冲击电流幅值和有效值,ies、Ies分别为电器允许的动稳定电流的幅值和有效值。 电气设备的具体选择与动稳定校验和热稳定校验过程见附录II。

3 电气设备的选择

高压断路器和隔离开关的选择 (1) 断路器的种类和形式的选择

因为110KV侧有8回出线,220KV侧有12回出线,所以接入110KV,220KV侧的高压断路器应选择SF6断路器。 (2) 额定电压的选择

110KV侧: UN=UNs=1.1×110KV=121KV 220KV侧: UN=UNs=1.1×220KV=242KV (3) 额定电流的选择

110KV侧: IN≥Imax=1.05×200×1000/3×110×0.85=1.373KA 220KV侧: IN≥Imax=1.05×200×1000/3×220×0.9=0.686KA (4) 开断电流的选择

高压断路器的额定开断电流INbr不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量IPt,为了简化计算可应用此暂态电流I\进行选择,即INbr≥I\。

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