发电厂课程设计.doc
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第一章电气主接线设计
1.1对水力发电厂原始资料分析
(1)待设计发电厂类型:
水力发电厂;
(2)发电厂一次设计并建成,计划安装2×15MW的水力发电机组,利用小时数4000小时/年。
(3)待设计发电厂接入系统电压等级为110kV,距系统110kV发电厂45km;出线回路数为4回;
(4)电力系统的总装机容量为600MVA、归算后的电抗标幺值为0.3,基准容量Sj=100MVA;
(5)发电厂在电力系统中所处的地理位置、供电范围示意图如下所示。
(6)低压负荷:
厂用负荷(厂用电率)1.1%;
(7)高压负荷:
110kV电压级,出线4回,为Ⅰ级负荷,最大输送容量60MW,cosφ=0.8;
(8)环境条件:
海拔<1000m;本地区污秽等级2级;地震裂度<7级;最高气温36℃;最低温度-2.1℃;年平均温度18℃;最热月平均地下温度20℃;年平均雷电日T=56日/年;其他条件不限。
1.2电气主接线设计依据
电气主接线设计是水电站电气设计的主体。
它与电力系统、枢纽条件、电站动能参数以及电站运行的可靠性、经济性等密切相关,并对电气布置、设备选择、继电保护和控制方式等都有较大的影响,必须紧密结合所在电力系统和电站的具体情况,全面地分析有关影响因素,正确处理它们之间的关系,通过技术经济比较,合理地选定接线方案。
电气主接线的主要要求为:
(1)可靠性:
衡量可靠性的指标,一般是根据主接线型式及主要设备操作的可能方式,按一定的规律计算出“不允许”事件的规律,停运的持续时间期望值等指标,对几种接线形式的择优。
(2)灵活性:
投切发电机、变压器、线路断路器的操作要可靠方便、调度灵活。
(3)经济性:
通过优化比选,工程设计应尽力做到投资省、占地面积小、电能损耗小。
1.3主接线设计的一般步骤
(1)对设计依据和基础资料进行综合分析。
(2)确定主变的容量和台数,拟定可能采用的主接线形式。
(3)论证是否需要限制短路电流,并采取合理的措施。
(4)对选出来的方案进行技术和经济综合比较,确定最佳主接线方案。
1.4技术经济比较
1.4.1发电机电压(主)接线方案
根据我国现行的规范和成熟的运行经验,联系本小水电站的工程实际,满足可靠性、灵活性和经济性的前提下,发电机电压接线可采纳的接线方式有以下四种:
(一)单母线接线
(1)优点:
设备少,接线清晰,经济性好,操作简单方便,不易误操作,便于采用成套配电装置,并且母线便于向两端延伸,方便扩建。
(2)缺点:
可靠性偏差,母线或母线隔离开关检修或故障时,所有回路都要停止工作,也就是要造成全厂长期停电。
调度是很不方便,电源只能并列运行,不能分裂运行,并且线路侧发生短路时,有较大的短路电流。
(3)一般适用范围:
一般只用在出现回路少,并且没有重要负荷的发电厂。
(二)单元接线
(1)优点:
发电机与主变压器容量相同,接线最简明清晰,故障影响范围最小,运行可靠;发电机电压设备最少,布置最简单方便,维护工作量也最小;继电保护简单。
(2)缺点:
主变压器与高压断路器数量多,增加布置场地与设备的投资;主变压器高压侧出线回路多,布置复杂,对简化高压侧接线不利;主变压器故障时影响机组送电。
(3)一般适用范围:
单机容量一般在100MW及以上机组,且台数在6台及以下者;单机容量在45MW~80MW之间,经经济比较采用其它接线方式不合适时。
(三)单母线分段接线
(1)优点:
将母线分成几段,电源分别接到分段的母线上,出现也分别接到适当的母线上,提高了供电可靠性和灵活性。
(2)缺点:
当Ⅰ段母线及与之相联的母线隔离开关检修或发生故障时,断开分段断路器1QF,电站有半数电源及引出线停电。
(3)一般适用范围:
这种接线在机组台数为4台及以上且重要性较高的电站中得到采用。
(四)扩大单元接线
(1)优点:
接线简单清晰,运行维护方便;与单元接线比较,减少主变压器台数及其相应的高压设备,缩小布置场地,节省投资;与单元接线比较,任一机组停机,不影响厂用电源供电,本单元两台机组停机,仍可继续有系统主变压器倒送;减少主变压器高压侧出线,可简化布置和高压侧接线。
(2)缺点:
主变压器故障或检修时,两台机组容量不能送出;增加两台低压侧断路器,且增大发电机电压短路容量,对大型变压器低压侧可用分裂线圈以限制短路容量。
(3)一般适用范围:
适应范围较广,能较好的适应水电站布置的特点,只要电力系统运行和水库调节性能允许,一般都可使用;当水电站只有一个扩大单元时,除满足系统允许条件外,应注意避免在主变压器回路故障或检修时造成大量弃水、损失电能和影响下游供水,同时还应考虑有可靠的外来厂用电源。
1.4.2主接线方案拟定
110Kv侧由于本电站是小水电,不承担主要负荷,没有重要机端负荷,从接线的可靠性、经济性和灵活性考虑,在我国运行的成熟经验一般采用单母线接线方式。
所以本电站,110Kv侧采用单母线接线。
(一)根据以上四种主接线方式,并结合本设计水电站的实际,现拟定以下四种