发电厂电气部分课程设计-说明书

南京工程学院课程设计说明书(论文)题目发电厂电气部分课程设计课程名称电气部分课程设计院（系、部、中心）电力工程学院专业班级学生姓名学号设计地点南A102指导教师李伯雄设计起止时间：2014年12月22日至2015年1月2日成绩目录1.课程设计任务书......................................................12.课程设计说明书......................................................3(1).对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析.........3(2).选择待设计变电所主变的台数、容量、型式.....................3(3).分析确定高低压主接线及配电装置型式.........................5(4).分析确定所用电接线型式.....................................6(5).进行互感器的配置...........................................7(6).进行选择设备和导体所必须的短路电流计算.....................8(7).选择变电所高、低压侧的断路器、隔离开关.....................10(8).变电所10KV硬母线选择及校验...............................123.课程设计计算书......................................................144.参考资料............................................................2211课程设计任务书1.1变电所基本资料及设定1．设计变电所在发电厂附近,向附近的用户供电。2.确定本变电所的电压等级为110kV/10kV，110kV是本变电所的电源电压，10kV是二次电压。3.变电所的电源，由对侧110kV变电所B双回联络线路送到本变电所；在低压侧10kV母线，送出至地区负荷。4.110kV输电线路电抗按0.4Ω/km计。5.环境温度：最高温度40℃，最热月最高平均气温32℃6.变电所10kV侧过电流保护动作时间为1秒。1.2课程设计内容1.对C变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析。2.选择C变电所主变的台数、容量、型式。3.分析确定高低压主接线及配电装置型式4.分析确定所用电接线型式。5.进行互感器的配置。6.进行选择设备和导体所必须的短路电流计算。7.选择变电所高、低压侧的断路器、隔离开关、高压熔断器。8.设计10kV母线系统1.3相关数据1.变电所数据（本次设计C变电所）变电所编号最大负荷（MW）功率因数（COSφ）负荷曲线重要负荷（%）A390.9A65B340.9A70C300.9A552.线路长度数据L1L2L3L4223715291.4系统图2G：汽轮机QFQ－50－2，50MWCOSφ=0.8，X〃d=0.20T：变压器SF7－40000/121±2×2.5%Po=46kWPK=174kWIo%=0.8UK%=10.51.5典型日负荷曲线:32课程设计说明书1变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析1.1变电所在系统中的地位和作用根据发电厂电气部分P5页有关内容，电力系统中的变电所分为系统枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所。根据变电所是一个地区的主要变电所，对地区用户供电为主，电压一般为110―120kV；如发生停电仅使该地区中断供电。因此C变电所属于地区变电所。1.2变电所所供用户的分析根据电气设计手册P45页有关内容，用户负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。其中一级负荷、二级负荷属于重要负荷，重要负荷需要两个独立电源双回路供电，三级负荷只需要一个独立电源单回路供电。由本课程设计提供的原始资料可知，该用户总负荷为30MW，重要负荷比例为55%，重要负荷为16.5MW，三级负荷为13.5MW。假定每回馈电线路输送功率为2MW。则重要负荷8个，17回线；非重要负荷7个，7回线。总10kv出线回路数N=24回。2主变的台数、容量及型式选择2.1主变压器台数的选择由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是郊区110kV降压变电所，重要负荷比例达55%。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担65%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。根据35～110kV变电所设计规范（GB50059-1992）第3.1节及《电力工程电气设计手册》的要求，并结合本变电所的具体情况和可靠性的要求，选用两台同样型号的有载调压双绕组变压器。2.2主变容量的选择主变容量一般按变电所建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，并适当考虑远期10～20年的负4荷发展，对于变电所主变压器容量应当与规划相结合。根据35～110kV变电所设计规范（GB50059-1992）第3.1节，应按变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的60%～80%。该所只给定近期负荷，所以应按近期总负荷来选择主变的容量。由于重要负荷比例小于60%，应按最大负荷的65%计算主变的容量。NTS=0.65×1P/cos1P——A变电所最大负荷。根据条件以及考虑供电的可靠性和经济性（具体校验过程参照附计算书），初步运用两台S=20MVA的变压器。2.3主变压器型式的选择2.3.1主变压器相数的选择当不受运输条件限制时，在330kV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。故本次设计的变电所选用三相变压器。2.3.2绕组数的选择普通双绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。所以，本次设计的变电所，选择普通双绕组变压器。2.3.3连接组别的选择变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，江苏地区110kV系统一般为中性点直接接地系统，10kV系统一般为不接地系统。考虑到二次侧三次谐波的通路及江苏地区电网的使用习惯，连接组别选用YN，d11。2.3.4主变调压方式的选择为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，调压方式分为两种，不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±5%以内，另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。5由于该变电所的电压波动未给定，考虑到运行方式灵活，故选择有载调压方式。2.3.5结构型式的选择选择降压型变压器。2.3.6主变冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。自然风冷却:一般只适用于小容量变压器。强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却:虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择自然风冷却。因此确定选用主变型号为SFZ7-20000/110±3×2.5%，主要参数如表所示。主变的主要参数额定容量(kVA)电压组合和分接范围(kV)连接组损耗(kW)空载电流(%)阻抗电压(%)空载短路高压低压高-低2000011010.5YN，d1130.01041.210.5SFZ-20000/110型号中个符号表示意义：从左至右S――三相F――自然风冷却Z――有载调压7――性能水平号20000――额定容量110――电压等级3高低压主接线3.1.1电气主接线的设计原则电气主接线的设计原则为：以下达的设计任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展的方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。63.1.2110kV配电装置主接线选择110kV进线仅为两回，按照规程要求，宜采用桥式接线。同时，本工程110kV断路器采用SF6断路器，其检修周期长，可靠性高，故可不设旁路母线。根据《电力工程电气设计手册》（电气一次部分）P50页的要求，考虑到主变不会经常投切、线路较长故障率较高和对线路操作及检修的方便性，110kV配电装置采用内桥式接线。其优点是线路的投入和切除操作方便，线路故障时，进故障线路断路器断开，其他线路和变压器不受影响。图2-3内桥式接线3.1.310kV配电装置主接线选择10kV出线共24回，按照35～110kV变电所设计规范（GB50059-1992）第3.2.5条规程要求，6～10kV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。采用单母线分段接线，对重要回路，均以双回线路供电，保证供电的可靠性。考虑到减小配电装置占地和占用空间，消除火灾、爆炸的隐患及环境保护的要求，主接线不采用带旁路的接线，且断路器选用性能比少油断路器更好的真空断路器，配电装置采用封闭性好集成度高的JYN2–10型移开式交流金属封闭开关设备。4高低压配电装置型式4.2.1配电装置型式选择总的原则总的原则：高低压配电装置的设计须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规程、规范、技术要求，做到四点要求：1、节约用地。2、运行安全和操作巡视方便。3、便于检修和安装。4、节约三材，降低造价。4.2.2配电装置型式选择配电装置分为屋内配电装置和屋外配电装置两种。屋内配电装置占地面积小，运行维护和操作条件较好，电气设备受气候条件影响较小，但需建造房屋，投资大。屋外配电装置土建工作量小投7资少，建设工期短，易于扩建，但占地面积大，运行维护和操作条件较差，电气设备易受污染和气候条件影响。屋外配电装置分为中型、半高型、高型三种。110kV多采用中型。屋内配电装置分为单层、二层、三层。无出线电抗器的配电装置多为单层式，通常采用成套开关柜。根据高压配电装置设计技术规程（DL／T5352-2006）第8.3.5条，110kV侧电气接线采用内桥时，110kV配电装置宜采用室外中型布置，10kV配电装置为室内配电装置。参照江苏省公司110kV内桥接线变电所典型设计方案，主变布置在变电所中心，为满足防火要求，两主变中心距离为16米。主变于道路间布置4米宽混凝土路面，重型设备可以进入，方便检修，有利安全。10kV配电装置布置在10kV单层配电楼内，采用双列布置，配电楼开关室旁为主控室。10kV电容器组及消弧线圈成套装置采用户外布置，布置在110kV配电装置区运输道路对侧。综合以上条件，本设计变电所A采用：110KV侧中型屋外配电装置，10KV侧配电装置采用封闭性好集成度高的单层户内JYN2–10型移开式交流金属封闭开关设备。5互感器的配置5.1互感器的配置原则互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反应电气设备的正常运行和故障情况。它的选择应满足继保、自动装置和测量仪表的要求。因此互感器配置应于保护方式配合。5.2电流互感器选择5.2.1型式根据安装的场所和使用条件，选择电流互感器的绝缘（浇注式、瓷绝缘