東北電力大學(xué)電氣工程畢業(yè)設(shè)計(jì)申優(yōu)PPT

1、電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠變電所設(shè)計(jì)姓名：李寧坤學(xué)號(hào)：1003580515班級(jí):電自1013指導(dǎo)老師：趙珩電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠變電所設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠變電所設(shè)計(jì)電源規(guī)劃電網(wǎng)規(guī)劃主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)變壓器的選擇短路計(jì)算電氣設(shè)備的選擇潮流計(jì)算發(fā)電廠專(zhuān)題設(shè)計(jì)電壓調(diào)整防雷保護(hù)第一章：電源規(guī)劃分析原始負(fù)荷資料裝機(jī)容量變電所負(fù)荷機(jī)壓負(fù)荷近區(qū)負(fù)荷系統(tǒng)吸收綜合用電負(fù)荷綜合供電負(fù)荷綜合發(fā)電負(fù)荷負(fù)荷備用國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用事故備用檢修備用總裝機(jī)1035MW 4臺(tái)200MW2臺(tái)50MW機(jī)組3臺(tái)45MW機(jī)組第二章：電網(wǎng)規(guī)劃電網(wǎng)設(shè)計(jì)的基本原則：1、可靠性 滿(mǎn)足向用戶(hù)安全供電的要求，防止大面積的停電2、靈活性 考慮到遠(yuǎn)景發(fā)展便于過(guò)渡；調(diào)

2、度的靈活3、經(jīng)濟(jì)性 投資小，占地面積小，電能損耗小 相互之間可能是相互矛盾的電網(wǎng)設(shè)計(jì)的過(guò)程：1、電壓等級(jí)的確定額定電壓輸送容量輸送距離110KV10-50 MW50-150KM220KV100-500 MW100-300KM2、方案初選（1）線(xiàn)路長(zhǎng)度單回線(xiàn)：距離*1.1雙回線(xiàn)：距離*1.1*1.85（2）斷路器個(gè)數(shù)橋形接線(xiàn)：3個(gè)單回線(xiàn)：出線(xiàn)數(shù)雙回線(xiàn)：出線(xiàn)數(shù)+13、初選結(jié)果方案一：方案二：4、導(dǎo)線(xiàn)截面積的選擇與校驗(yàn)1、按經(jīng)濟(jì)電流密度 Sj=Imax/J Tmax=4500h J=1.15A/mm22、按允許載流量校驗(yàn)計(jì)算導(dǎo)線(xiàn)實(shí)際工作的最大工作電流3、電暈校驗(yàn)線(xiàn)路的最高工作電壓要小于導(dǎo)線(xiàn)的起暈電壓

3、4、機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)5、電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面積不得小于35mm2 兩種方案的導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)：LGJ-2405、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較經(jīng)濟(jì)性線(xiàn)路投資變電所投資斷路器投資年運(yùn)行費(fèi)由抵償年限法計(jì)算得：方案一：Z1=31090.1萬(wàn)元 U1=3698.9萬(wàn)元方案二：Z1=27918.6萬(wàn)元 U1=3556.3萬(wàn)元Z1Z2; U1U2 故選擇方案二第三章：主接線(xiàn)設(shè)計(jì)主接線(xiàn)的形式： 有母線(xiàn)：?jiǎn)文妇€(xiàn) 雙母線(xiàn) 單母分段帶旁路 雙母分段帶旁路 一臺(tái)半斷路器接線(xiàn) 雙母線(xiàn)雙斷路器接線(xiàn) 無(wú)母線(xiàn)： 橋形接線(xiàn) 角形接線(xiàn) 單元接線(xiàn)1、火電廠的主接線(xiàn)： （1）10KV側(cè)機(jī)壓母線(xiàn)考慮到有兩臺(tái)50MW機(jī)組，且存在機(jī)壓母線(xiàn)，綜合考慮采用雙母三分段接線(xiàn)

4、第三章：主接線(xiàn)設(shè)計(jì)（2）220KV側(cè)主接線(xiàn) 高壓側(cè)共八回出線(xiàn)，六回進(jìn)線(xiàn)故亦采用雙母三分段接線(xiàn)。200MW機(jī)組采用單元接線(xiàn)，為檢修調(diào)試方便在發(fā)電機(jī)變壓器之間裝設(shè)了可拆卸連接點(diǎn)。第三章：主接線(xiàn)設(shè)計(jì)2、水電廠主接線(xiàn) 水電廠有3臺(tái)45MW機(jī)組，基于水電廠可靠性經(jīng)濟(jì)性合理性考慮，水電廠采用五角星接線(xiàn)。第三章：主接線(xiàn)設(shè)計(jì)4、變電所主接線(xiàn)設(shè)計(jì)（1）變電所1、2出線(xiàn)為兩回一般采用橋形接線(xiàn)，且線(xiàn)路較長(zhǎng)，穿越功率較小故采用內(nèi)橋接線(xiàn)。（2）變電所3是環(huán)網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，故穿越功率較大，所以采用外橋接線(xiàn)。（3）變電所4地理位置非常重要，四回出線(xiàn)分別于火電廠水電廠連接，故采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。第四章：變壓器的選擇1、相數(shù)的選擇

5、330KV以下的電力系統(tǒng)在不受運(yùn)輸條件限制是，選用三相變壓器。本設(shè)計(jì)均采用三相變壓器。2、繞組的選擇 因本設(shè)計(jì)中只有兩個(gè)電壓等級(jí)，所以均選擇雙繞組變壓器。3、火電廠機(jī)壓母線(xiàn)上變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則（1）發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行，扣除最小機(jī)壓負(fù)荷和廠用電，主變可將機(jī)壓母線(xiàn)所剩功率送入系統(tǒng)。 （2）當(dāng)最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)檢修時(shí)，為保證機(jī)壓負(fù)荷，滿(mǎn)足其倒送功率。（3）兩臺(tái)主變其中一臺(tái)，退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)可輸送剩余功率的70%。第四章：變壓器的選擇4、單元接線(xiàn)主變壓器選擇其容量按發(fā)電機(jī)額定容量扣除機(jī)組廠用電后，留有10%的裕度來(lái)確定。5、變電所變壓器設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)程（1）當(dāng)一臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)，其余主變應(yīng)能輸送剩余

6、負(fù)荷的70%-80%（2）當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?cè)谟?jì)及過(guò)負(fù)荷時(shí)間內(nèi)，滿(mǎn)足對(duì)重要負(fù)荷供電。位置型號(hào)臺(tái)數(shù)機(jī)壓母線(xiàn)SFP7-90000/2202臺(tái)200MW單元接線(xiàn)SFP7-240000/2204臺(tái)水電廠SFP7-63000/2203臺(tái)所1SFP7-90000/2202臺(tái)所2SFP7-63000/2202臺(tái)所3SFP7-63000/2202臺(tái)所4SFP7-90000/2202臺(tái)第五章、短路計(jì)算1、短路計(jì)算的目的 （1）選擇高壓電器或?qū)@些設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn) （2）評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。 （3）分析計(jì)算送電線(xiàn)路對(duì)通訊設(shè)備的影響。2、短路電流的計(jì)算條件 （1）正常工作時(shí)，系統(tǒng)三相對(duì)稱(chēng)

7、（2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相角相同（3）短路發(fā)生在短路電流最大時(shí)刻（4）各元件電阻與線(xiàn)路電容均不計(jì)3、運(yùn)算曲線(xiàn)求短路電流的步驟 查運(yùn)算曲查運(yùn)算曲線(xiàn)找出個(gè)線(xiàn)找出個(gè)時(shí)刻短路時(shí)刻短路電流值電流值將轉(zhuǎn)移將轉(zhuǎn)移電抗化電抗化為計(jì)算為計(jì)算電抗電抗計(jì)算轉(zhuǎn)計(jì)算轉(zhuǎn)移電抗移電抗繪制等繪制等值電路值電路將標(biāo)幺值轉(zhuǎn)化為有名值，計(jì)算相應(yīng)沖擊電流4、短路計(jì)算結(jié)果短路地點(diǎn)0s電流KA 2s電流KA 4s電流KA機(jī)壓母線(xiàn)70.159.2959.389高壓母線(xiàn)17.27513.4213.339變電所15.2045.4985.498變電所26.4656.4656.4846變電所32.8822.8822.923變電所43.3383.33

8、83.361水廠高壓2.9252.9252.925第六章：電氣設(shè)備選擇1、電氣設(shè)備選擇的原則（1）按正常條件選擇 a.類(lèi)型和形式的選擇 根據(jù)設(shè)備的安裝地點(diǎn)確定戶(hù)外型戶(hù)內(nèi)型普通型防污型成套型裝配型等 b.額定電壓 不小于裝設(shè)地點(diǎn)的電路額定電壓 c.額定電流 不小于最大持續(xù)電流（2）按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)a.按熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 即最嚴(yán)重情況短路時(shí)發(fā)熱應(yīng)大于設(shè)備允許發(fā)熱。b.動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn) 即最嚴(yán)重短路情況下的沖擊電流小于設(shè)備允許的動(dòng)穩(wěn)定電流2、高壓斷路器的選擇一般6KV-35KV選用真空少油斷路器，35KV-500KV采用SF6斷路器。Un不小于UNSIN不小于ImaxINbrI0S熱穩(wěn)定校驗(yàn)It2tQK動(dòng)

9、穩(wěn)定校驗(yàn)iesish3、隔離開(kāi)關(guān)的選擇Un不小于UNSIN不小于Imax熱穩(wěn)定校驗(yàn)It2tQK動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)iesish4、電流互感器的選擇1、種類(lèi)的選擇 根據(jù)安裝地點(diǎn)選擇屋內(nèi)或屋外，根據(jù)安裝方式選擇支持式裝入式和穿墻式。6-20KV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器一般采用澆注絕緣型，35KV及以上配電裝置的電流互感器采用油浸瓷箱式。2、選擇條件 額定電壓不得低于安裝回路的額定電壓。 額定電流不小于回路最大持續(xù)工作電流。 為保證準(zhǔn)確級(jí)，最大工作電流應(yīng)接近額定電流。 電流互感器的二次側(cè)額定電流可根據(jù)二次回路的要求選用5A或1A。規(guī)定二次負(fù)荷變化范圍，一次電流為額定時(shí)的最大電流誤差百位數(shù)。4、電壓互感器的選擇

10、1、種類(lèi)和型式選擇 620KV屋內(nèi)配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。 35110KV配電裝置中一般采用油浸絕緣式的電磁式電壓互感器。 220KV及其以上的配電裝置中，當(dāng)準(zhǔn)確級(jí)滿(mǎn)足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。PT一次側(cè)額定電壓應(yīng)滿(mǎn)足電網(wǎng)電壓要求，二次側(cè)額定電壓已標(biāo)準(zhǔn)化為100V，具體的數(shù)值與它的相數(shù)與接線(xiàn)方式有關(guān)。準(zhǔn)確級(jí)即在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)載變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定時(shí)，最大電壓誤差百分?jǐn)?shù)。5、限流電抗器的選擇按額定電壓額定電流選擇：額定電壓不低于網(wǎng)絡(luò)額定電壓；額定電流不小于回路最大持續(xù)工作電流，分段電抗器按最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的50%-80%。

11、熱穩(wěn)定校驗(yàn):計(jì)算出流過(guò)電抗器的0s 2s 4s短路電流，算出Qk動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):計(jì)算出沖擊電流母線(xiàn)殘壓校驗(yàn)：計(jì)算流過(guò)電抗器的電流，算出電抗器電壓降落的百分?jǐn)?shù)，其值應(yīng)大于60%6、設(shè)備選擇結(jié)果位置斷路器隔離開(kāi)關(guān)火電廠220kv側(cè)LW6-220GW4-220W水電廠220kv側(cè)LW1-220GW4-220W變電所1LW1-220GW4-220W變電所2LW1-220GW4-220W變電所3LW1-220GW4-220W變電所4LW1-220GW4-220W6、設(shè)備選擇結(jié)果位置斷路器隔離開(kāi)關(guān)限流電抗器機(jī)壓母線(xiàn)SN4-10GGN10-10T-5000NKL-10-2000-10 位置設(shè)備 火電廠機(jī)壓母線(xiàn)側(cè)

12、水電廠火電廠高壓側(cè)變電所高壓側(cè)電流互感器LBJ-10LCWB2-220WLCW-220電壓互感器JSJW-10TYD-220TDR-220第七章、潮流計(jì)算1潮流計(jì)算的目的 潮流計(jì)算的目的是在給定某種運(yùn)行條件和系統(tǒng)接線(xiàn)方式下，闡明電網(wǎng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)。如變電所母線(xiàn)電壓，負(fù)荷功率及功率損耗。對(duì)于確定電網(wǎng)運(yùn)行方式，分析電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，潮流計(jì)算是這些問(wèn)題的基礎(chǔ)。2潮流計(jì)算的內(nèi)容潮流計(jì)算分為手算潮流和機(jī)算潮流。手算法物理概念清晰，用于計(jì)算簡(jiǎn)單的電力網(wǎng)絡(luò)；機(jī)算潮流即解非線(xiàn)性微分方程組，快速精準(zhǔn)，但物理概念不明顯。1、手算潮流 計(jì)算各元件 參數(shù) 繪制等值電路 設(shè)火電廠高壓母線(xiàn)為平衡節(jié)點(diǎn)242kv 相角為零

13、 系統(tǒng)為PV節(jié)點(diǎn)其他為PQ節(jié)點(diǎn)設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓為220kv計(jì)算功率損耗 再由計(jì)算所得首端功率及首端電壓計(jì)算電壓降落然后在此計(jì)算功率損耗迭代多次 前推回代2、計(jì)算機(jī)計(jì)算潮流 計(jì)算機(jī)計(jì)算潮流的數(shù)學(xué)模型是一組非線(xiàn)性代數(shù)方程，是由節(jié)點(diǎn)電壓方程演變來(lái)的。節(jié)點(diǎn)分類(lèi)：PV節(jié)點(diǎn) PQ節(jié)點(diǎn) 平衡節(jié)點(diǎn) 本設(shè)計(jì)選擇火電廠高壓側(cè)為平衡節(jié)點(diǎn)，水電廠、系統(tǒng)、機(jī)壓母線(xiàn)為PV節(jié)點(diǎn)，四個(gè)變電所為PQ節(jié)點(diǎn)。計(jì)算程序所用的矩陣參數(shù): B1為支路參數(shù)：支路首端號(hào)，支路末端號(hào)，支路阻抗，支路對(duì)地導(dǎo)納，支路變比，折算到哪側(cè)的標(biāo)志B2為節(jié)點(diǎn)參數(shù)：節(jié)點(diǎn)所接發(fā)電機(jī)功率，節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷功率，節(jié)點(diǎn)電壓的初值，PV節(jié)點(diǎn)U的給定值，節(jié)點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)償容量，節(jié)點(diǎn)分類(lèi)

14、標(biāo)號(hào)第八章、電壓調(diào)整與無(wú)功平衡無(wú)功電源：發(fā)電機(jī)電容器和調(diào)相機(jī)靜止補(bǔ)償器和靜止調(diào)相機(jī)無(wú)功平衡：無(wú)功電源供應(yīng)的無(wú)功功率等于無(wú)功負(fù)荷加變壓器無(wú)功損耗加線(xiàn)路無(wú)功損耗減去線(xiàn)路電容無(wú)功無(wú)功功率平衡和系統(tǒng)電壓水平的關(guān)系可知，當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功功率充足時(shí)電壓水平較高。電壓調(diào)整:調(diào)整的必要性： 電壓較低時(shí):發(fā)電機(jī)的定子電流將因其功率角的增大而增大，為使定子繞組不置過(guò)熱，從而減少發(fā)電機(jī)出力。 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率增大，電流將增大，溫升增加，效率降低，壽命降低。 電爐的有功功率與電壓成正比，影響產(chǎn)量。 電壓過(guò)高時(shí)：絕緣受損，壽命縮短。電壓管理:中樞點(diǎn)管理方式： 順調(diào)壓逆調(diào)壓常調(diào)壓1.0UN1.05UN1.025UN-1.075UN

15、1.02UN-1.05UN電壓調(diào)整措施：1、改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓 供電線(xiàn)路不長(zhǎng)，線(xiàn)路上電壓損失不很大，一般借調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)壓。2、借改變變壓器變比調(diào)壓 系統(tǒng)中無(wú)功功率不缺乏，采用改變變壓器變比調(diào)壓。3、借補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓 無(wú)功不足時(shí)，可增設(shè)電容器，調(diào)相機(jī)，靜止補(bǔ)償器。電壓調(diào)整措施: 冬季最小： 變電所1、4：+2.5% 夏季故障：變電所3：-2.5%無(wú)功補(bǔ)償20Mvar 冬季故障：變電所3：-5%無(wú)功補(bǔ)償30Mvar繼電保護(hù)配置220KV輸電線(xiàn)路保護(hù)：第一套保護(hù):光纖差動(dòng)保護(hù)（主保護(hù)）相間距離保護(hù) 零序電流保護(hù)（后備保護(hù)）綜合自動(dòng)重合閘裝置第二套保護(hù)：高頻保護(hù)（主保護(hù)）相間距離保護(hù) 接地距離保護(hù)（

16、后備）綜合自動(dòng)重合閘裝置220KV變壓器保護(hù)：主保護(hù)： 瓦斯保護(hù) 第一縱差保護(hù)（二次諧波制動(dòng)原理） 第二縱差保護(hù)（間斷角鑒別原理）后備保護(hù)： 復(fù)合序電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 零序電流保護(hù) 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 過(guò)勵(lì)磁保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)：不完全縱差動(dòng)保護(hù)（相間與匝間短路）單元件橫差保護(hù)（匝間短路）零序電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)三次諧波電壓構(gòu)成的定子繞組單相接地保護(hù)負(fù)序電流保護(hù)勵(lì)磁回路一點(diǎn)兩點(diǎn)接地保護(hù)失磁保護(hù) 逆功率保護(hù) 低頻保護(hù) 斷水保護(hù) 第九章 、廠用電設(shè)計(jì)1、廠用電： 電動(dòng)機(jī)及全廠的運(yùn)行操作檢修、照明用電都屬于廠用負(fù)荷，這些總的負(fù)荷即位廠用電。廠用電的可靠性對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行非常重要，提高廠用電可

17、靠性，可使電廠無(wú)故障運(yùn)行。2、廠用電源與備用電源高壓廠用工作電源的引接：（1）當(dāng)主接線(xiàn)具有發(fā)電機(jī)機(jī)壓母線(xiàn)時(shí)，高壓廠用工作電源一般由該機(jī)組所連接的母線(xiàn)段上引接。本設(shè)計(jì)50MW機(jī)組的廠用電即引接自機(jī)壓母線(xiàn)。（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器為單元接線(xiàn)時(shí)，則高壓廠用電從該單元主變壓器的低壓側(cè)引接。本設(shè)計(jì)200MW機(jī)組廠用電即引自主變低壓側(cè)。備用電源： 備用電源引自高壓母線(xiàn)。第九章 、廠用電設(shè)計(jì)3、廠用主接線(xiàn)確定 火電廠的高壓廠用母線(xiàn)采用 “按爐分段”，將高壓廠用母線(xiàn)按鍋爐臺(tái)數(shù)分為若干獨(dú)立段。本設(shè)計(jì)有4臺(tái)200MW機(jī)組，兩臺(tái)50MW機(jī)組，故采用每爐兩段，由分裂繞組變壓器供電。設(shè)置高壓公用負(fù)荷母線(xiàn)段，將全廠公用負(fù)

18、荷分別接在公用廠用母線(xiàn)段上，公用負(fù)荷集中，無(wú)過(guò)渡問(wèn)題，各單元機(jī)組獨(dú)立性強(qiáng)，便于各機(jī)組在公用廠用母線(xiàn)段的清掃。4、廠用變壓器的選擇 廠用電率按8%計(jì)算，廠用變壓器按廠用電容量留10%裕度來(lái)選擇。位置200MW機(jī)組廠用變備用變50MW機(jī)組廠用變型號(hào)SFP131500/15.75SFFZT-40000/220S7-6300/10第九章 、廠用電設(shè)計(jì)5、短路計(jì)算 短路點(diǎn)的選擇：200MW廠用變6KV側(cè)D1；50MW廠用變6KV側(cè)D2；備用變6KV側(cè)D3。短路點(diǎn)位置I0SI2SI4SD128.9928.9928.99D29.739.739.73D330.7230.7230.726、高壓開(kāi)關(guān)柜位置200MW廠用電低壓側(cè)50MW廠用電低壓側(cè)備用變壓器低壓側(cè)型號(hào)QFC-15GFC-3BQFC-15第十章 防雷保護(hù)一、對(duì)直擊雷的防護(hù)措施通