小型水电站设计2×15MW的水力发电机组

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课程设计

目录

一选题背景 (3)

1.1原始资料 (3)

1.2设计任务 (3)

二电气主接线设计 (3)

2.1对原始资料的分析计算 (3)

2.2电气主接线设计依据 (4)

2.3 主接线设计的一般步骤 (4)

2.4 技术经济比较 (4)

2.4.1 发电机电侧电压(主)接线方案 (4)

2.4.2 主接线方案拟定 (4)

三变压器的选择 (7)

3. 1主变压器的选择 (7)

3.1.1相数的选择 (7)

3.1.2绕组数量和连接方式的选择 (7)

3.2 厂用变压器的选择 (8)

四.短路电流的计算 (9)

4.1电路简化图8: (9)

4.2计算各元件的标么值 (10)

4.3短路电流计算 (11)

4.3.1 d1点短路电流计算 (11)

4.3.2 d2点短路 (13)

五电气设备选择及校验 (15)

5.1电气设备选择的一般规定 (15)

5.1.1 按正常工作条件选择 (15)

5.1.2 按短路条件校验 (16)

5.2 导体、电缆的选择和校验 (16)

5.3 断路器和隔离开关的选择和校验 (17)

5.4 限流电抗器的选择和校验 (17)

课程设计

5.5 电流、电压互感器的选择和校验 (18)

5.6 避雷器的选择和校验 (18)

5.6.1 避雷器的选择 (18)

5.6.2 本水电站接地网的布置 (19)

六.设计体会 (19)

附录 (20)

参考文献 (21)

一选题背景

1.1原始资料

(1)、待设计发电厂为水力发电厂;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;

(2)、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;

(3)、电力系统的总装机容量为600MV A、归算后的电抗标幺值为0.3,基准容量Sj =100MV A;

(4)、低压负荷:厂用负荷(厂用电率)1.1%;

(5)、高压负荷:110kV电压级,出线4回, Ⅲ级负荷,最大输送容量60MW,cos φ=0.8;

(6)、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设计任务

(1)、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位,拟定本水电站的电气主接线方案。经过技术经济比较,确定推荐方案。

(2)、选择变压器台数、容量及型式。

(3)、进行短路电流计算。

(4)、导体和电气主设备(各电压等级断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电抗器(如有必要则选)、避雷器)的选择和校验。

(5)、厂用电接线设计。

(6)、绘制电气主接线图。

二电气主接线设计

2.1对原始资料的分析计算

为使发电厂的变压器主接线的选择准确,我们原始资料对分析计算如下;

根据原始资料中的最大有功及功率因数,算出最大无功,可得出以下数据

2.2电气主接线设计依据

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。

2.3 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。

2.4 技术经济比较

2.4.1 发电机电侧电压(主)接线方案

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。

2.4.2 主接线方案拟定

(一)根据我国现行的规范和成熟的运行经验,结合本设计水电站的实际,现拟定以下三种电气主接线方案(单相示意图):

(1)单母线接线其接线示意图如图4:

图4 单母线接线方案

(2)单元接线其接线示意图如图5

图5 单元接线方案

(3)扩大单元接线其接线示意图如图6

厂用电

厂用电

厂用电

图6 扩大单元接线

(二)主接线方案初步比较:

由以上三种接线方案的优缺点分析和接线示意图,本着可靠性、灵活性和经济性的原则,结合电厂实际综合分析,可以得出:

单母线和扩大单元接线相比较,其可靠性和灵活性都很相近,厂用电都是在发电机10.5KV侧取得,然而本电站只有两台发电机,比较特殊,所以单母线和扩大单元接线形式相近。单母线接线灵活性低。所以可以明显淘汰单母线接线方案。从而保留扩大单元接线和单元接线方案。

(三)主接线方案的确定

(1)技术比较

方案的技术特性分析,一般从以下几个方面进行分析:

①从供电的可靠性:对于方案2,厂用电从两台发电机上取得,即使检修其中一台变压器和两机组停机电厂也不会停电,然而两台变压器同时故障的可能性非常小。相比方案3,若检修变压器电厂就会停电,否则要另外接入厂用电源,这样投资就增加了。这样,方案2的可靠性相对高些。

②从运行安全和灵活性:方案2的变压器的短路容量比方案3小,对变压器和发电机的绝缘水平要求相对较低,安全性相对较高,其灵活性也比较好。

③从接线和继电保护:方案3的接线和继电保护都相对方案2较复杂。

④从维护与检修:方案3的维护相比方案2较复杂,方案3的检修相比方案2较方便。

说明:在比较接线方案时,应估计到接线中发电机、变压器、线路、母线等的继电保护能否实现及其复杂程度。对任何接线方案都能实现可靠的继电保护,由于一次设备投资远远大于二次设备的投资,所以即使某个别元件保护复杂化,也不能作为不采用较经济接线方案的理由。

(2)经济比较

经济比较中,一般只计算各方案不同的一次性投资及年运行费。

1、一次性投资

一次性投资包括主变压器、配电装置的综合投资。电气设备的综合投资是电气设备出厂价格、运输机安装费用的总和,又称电气设备的基建投资费。

一次性综合投资

0(1)()

100

d

O O

=+元

式中:0

O—主体设备基价,主要包括主变压器、开关设备;

d—设用于运输基础加工,土石方附加费的比例系数,通常对110KV取值90,35KV取值100。

②、年运行费用

年运行费用,包括个电气设备的每年折旧费及维护检修费。

电气设备年折旧费、维修费可以通过查表得到。

经过计算比较结果,选定方案2(单元接线)为主接线方案。

三变压器的选择

3. 1主变压器的选择

该水电站远离负荷中心,水电站的厂用电很少(1.1%),且没有地区负荷,因此,选择主变压器的容量应大致等于与其连接的发电机容量。水电厂多数担任峰荷,为了操作方便,其主变压器经常不从电网切开,因此要求变压器空载损耗尽量小。

3.1.1相数的选择

主变采用三相或单相,主要考虑变压器的可靠性要求及运输条件等因素。根据设计手册有关规定,当运输条件不受限制时,在330KV及以下的电厂及变电所均选用三相变压器。因为三相变压器比相同容量的单相变压器具有节省投资,占地面积小,运行过程损耗小的优点,同时本电厂的运输地理条件不受限制,因而选用三相变压器。

3.1.2绕组数量和连接方式的选择

(1)绕组数量选择:根据《电力工程电气设计手册》规定:“最大机组容量为125MW 及以下的发电厂,当有两种升高电压向用户供电与或与系统相连接时,宜采用三绕组变压器。结合本电厂实际,因而采用双绕组变压器。

Y连接,35KV (2)绕组连接方式选择:我国110KV及以上的电压,变压器绕组都采用0

一下电压,变压器绕组都采用 连接。结合很电厂实际,因而主变压器接线方式采用YN,d11。3.1.3主变压器的台数、容量及型式

在比较的三个方案中,需要两台同容量的110KV双绕组有载调压电力变压器:20MV A (两台)。结合本电厂实际,从经济性的角度出发,选择型式为:双绕组有载调压电力变压器。

通过查阅《电力工程电气设备手册,电气一次部分》可知其主变压器的参数如下表

3.2 厂用变压器的选择

选择原则:为满足厂内各种负荷的要求,装设两台厂用变压器,厂用电容量得确定,一般考虑厂用负荷为发电厂总负荷的1%~2%,此发电厂的厂用负荷为总负荷的1.1%。

S=1.1%×30000KV A=330KV A。

根据选择原则,并通过查找《电力工程电气设备手册,电气一次部分》选出厂用的两

通过对比两台厂用变压器的型号定为SZ6—400/10双绕组有载调压电力变压器,

两台厂用变分别接于主变低压侧,互为暗备用,平时半载运行,当一台故障时,另一台能够承但变电所的全部负荷。

由于厂用变压器是两台,互为暗备用,平时半载运行,当一台故障时,另一台能够承但变电所的全部负荷。所以其母线可采用单母线分段接线;

接线图如下图7:

图7接线图四.短路电流的计算

4.1电路简化图8:

图8电路简化

4.2计算各元件的标么值

取 查得 发电机

变压器 线路电抗

等值短路阻抗图9:

图9等值短路阻抗

MVA

S j 100=26

.0=d X 387.18

.015100

26.021=?

===n

j d

S S X X X 56

.03

.51005

.10100%2

43=?=

=n

j

S S

U

X X 148.025

.1104100454.02

5=???=

=j

j l U S

L

X X 448

.03.0148.076=+=+=c X X

X

4.3短路电流计算 4.3.1 d1点短路电流计算

①将X 1和X 2串联得X 7;

因系统及电站1、2发电机电源通过公共阻抗X3供电;故须进行简化,并按分布系数法求出短路点到各电源间的转移阻抗想X 10、X 11。

X 6与X 7并联为;

②计算阻抗

发电机

系统 ③求短路电流

发电机1~2为 查得运算曲线得;

364

.0947

.1448.0947

.1448.08=+?=

X 813

.06

81==X X

C 01877

8

2==

X X C 0924

56.0364.03810=+===X X X 14.1813.0924

.011011===C X X 94

.4187.0924.021012===C X X 26

.026.022==js js X X 14

.111==X X jsc 26

.02.1=js X

系统

d1点短路电流周期分量为;

d1点冲击电流及全电流最大有效值;

查得

9.1

=

ch

K

29

.4

*

=

''

z

I37

.3

1.0

*

=

z

I

253

.3

2.0

*

=

z

I

133

.3

2

*

=

z

I

098

.3

4

*

=

z

I

KA

U

S

I

j

n

n

329

.0

5.

10

3

6

3

2.1

2.1

=

?

=

=

KA

I

I

I

n

z

z

42

.1

342

.0

29

.4

*

2.1

=

?

=

''

=''

KA

I

I

I

n

z

z

11

.1

329

.0

375

.3

2.1

1.0

*

1.0

=

?

=

=

KA

I

I

I

z

z

z

094

.1

329

.0

253

.3

2

2.1

.0

*

2.0

=

?

=

=

KA

I

I

I

z

z

z

031

.1

329

.0

133

.3

2.1

2

*

2

=

?

=

=

KA

I

I

I

z

z

z

02

.1

329

.0

098

.3

2.1

4

*

4

=

?

=

=

MVA

S

I

S

n

z

d

57

.

26

6

429

.4

2.1

*

=

?

=

''

=

''

MVA

S

I

S

n

z

d

52

.

19

6

253

.3

*

2.1

2.0

2.0

=

?

=

=

''

KA

U

S

I

j

j

j

50

.5

5.

10

3

100

3

3.0

=

?

=

=

KA

I

I

I

I

I

jc

zc

zt

z

z

35

.5

10

.6

877

.0

*

=

?

=

=

=

''

=

MVA

S

I

S

S

jc

zc

d

7.

87

100

877

.0

*

2.1

=

?

=

=

=

''

KA

I

z

77

.6

35

.5

45

.1=

+

=''

KA

I

z

46

.6

35

.5

11

.1

1.0

=

+

=

KA

I

z

44

.6

35

.5

094

.1

2.0

=

+

=

KA

I

z

38

.6

5.

53

031

.1

2

=

+

=

KA

I

z

37

.6

35

.5

02

.1

4

=

+

=

MVA

S

d

27

.

114

7.

87

57

.

26=

+

=

''

MVA

S

d

22

.

108

7.

87

52

.

19

2.0

=

+

=

I

K

i

z

ch

ch

765

.6

9.1

2

2

?

?

=

''

=

877

.0

1

*

*

*

=

=

''

=

''

=

jsc

ztc

zc

zc X

I

I

I

查得 93.0=z K

d1点短路时,4s 热效应为,

周期分量热效应为;

非同期分量热效应为;

查得 Ta=0.2 则

4.3.2 d2点短路

计算电抗

②同期分量短路电流

发电机1~2

查得运算曲线为

KA

K K K I I z ch z z

ch 21.11765.6657.1)93.09.1(293.5076.6)(22222=?=-+=++''=fzt zt dt Q Q Q +=S

KA t

I I I Q zt t z z

zt 222222

22

50.1644

112

37.6381.610765.614

10=?+?+=++''=

S

KA I T Q z

a fzt 215.9765.62.022

=?=''=S

KA Q Q Q fzt zt dt 265.173153.950.164=+=+=947

.1247=+=X X X 9735.02

947

.18==

X 292.0100

30

973.02.18

2.1=?==j n js S S X X 14

.1=jsc X 292

.02.1=js X 845.3*=''z I 105

.31.0*=z I 085

.32.0*=z I 038

.32*=z I 032

.34*=z I KA U S I j n n 157.0110

33032.12.1?==

系统: ③d2点短路电流同期分量值为;

④d2点短路冲击电流及全电流最大值; 查得 d2点短路,4s 热效应为

KA I z 487.0157.0105.31.0=?=KA

I z 484.0157.0085.32.0=?=KA I z 478.0157.0038.32=?=KA

I z 476.00157032.34=?=MVA S I S n z d

35.11530845.32.1*=?=''=''MVA

S I S n z d 55.9230085.32.12.0*2.0=?==KA

U S I j j j 525.0110

3100

337=?==KA I I I zct zc

zc 60.0875

.0525

.0===''=MVA S S dt d

875100875.0=?==''875

.0875

.11

***===''=zt zc zc I I I KA I z

205.160.0605.0=+=''KA

I z 087.160.0487.01.0=+=KA

I z 084.160.0484.02.0=+=KA I z 078.160.0478.02=+=KA I z 076.160.0476.04=+=MVA S d

85.2025.8735.115=+=''MVA

S d 05.1805.8755.922.0=+=85.1=ch K 96

.0=z K KA I K i z

ch ch 15.3205.185.122=??=''=2

2)96.085.1(296.0205.1-+=ch I S

KA t

I I I Q zt

t

z z

zt 22222

22

281.44

12

076.1085.110205.112

10=?+?+=++''=

2z

a fzt I T Q ''=

Ta 应按发拉立支路的R X

值来计算;

查得 变压器 发电机

则支路的阻抗得;

五 电气设备选择及校验

5.1电气设备选择的一般规定

选择与校验电气设备时,一般应满足正常工作条件及承受短路电流的能力,并注意因地制宜,力求经济,同类设备尽量减少品种,同时考虑海拔、湿热带、污秽地区等特殊环境条件。

5.1.1 按正常工作条件选择

电器、电缆允许最高工作电压max U

不得低于该回路的最高运行电压g U ,即max g U U >;

电器、导体长期允许电流e I 不得小于该回路的最大持续工作电流max I

,即max g I I >。

在计算发电机变压器回路最大持续工作电流时,应按额定电流增加5%。这是考虑到在电压降低5%时,为确保功率输出额定,则电流允许超5%。

在选择导体、电器时,应注意环境条件:

①、按《交流高电压电器在长期工作时的发热规程》规定:电器使用在环境温度高于

+400C (但不高于600C )时,环境温度没增加10

C ,建议较少额定电流1.8%;当环境

温度低于+400C ,每低10

C ,建议增加额定电流0.5%,但最大过负荷不得超过额定电流的

20%。

②、110KV 及以下电器,用于海拔不超过2000米时,可选用一般产品。

02.0153

.0==

R 60=R

X

15=R

X

0043

.06026.0=R 56

.00243.0)26.03.0(0043.002.0j j jX R +=+++=+∑∑230243

.056.0==R X S

KA t Q fz 22160.0205.111.0=?=S

KA Q dt 297.41579.081.4=+=

5.1.2 按短路条件校验

包括动稳定、热稳定以及电器的开断电流,一般按三相短路验算。 ①、短路热稳定校验 dt z Q t I ≥2

式中:.t I t —电器设备允许通过的热稳定电流及相应时间

dt

Q —短路电流产生的热脉冲

计算用dt Q 下式:

22

22)10(12

I T I I I t Q t k dt ''+++''=

式中:"I 、/2k t I 、k t I —分别为短路发生瞬间、1

2

短路切除时间、短路切除时间的短路

电流周期性分量(KA )

k t

—短路切除(持续)时间,为继电保护时间与断路器的全开断时间之和(S )

T —短路电流非周期分量等效时间,对于发电机出口可取0.15~0.2S ,发电厂升压母线取0.08~0.1S ,一般变电所取0.05S 。若切除时间大于1S,只需考虑周期分量。

②、短路动稳定校验

动稳定校验一般采用短路冲击电流峰值,当回路的冲击系数与设备规定值不同,而且冲击电流值接近于设备极限通过电流峰值时,需要校验短路全电流有效值。

校验条件:

ch df i i ≤或ch df

I I ≤

式中:sh i

—短路冲击电流峰值(KA );

ch

I —短路全电流有效值(KA ); df

i —电器允许极限通过电流峰值(KA ); df

I —电器允许的极限通过电流有效值(KA )。

③、电器的开断电流校验时,电器的开断计算时间取主保护时间及断路器固有分闸时间之和。这里,我们按最坏的情况考虑,主保护失灵,机端断路器取后备保护时间2S ,其余的取4S 。

④、《导体和电器选择设计技术规定》

“用熔断保护的导体和电器可不验算热稳定,除用有限流作用的熔断器保护者外,导体和电器的动稳定仍应验算。” 5.2 导体、电缆的选择和校验

导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。对年负荷利用小时数max

5000T h

>,传输容量大,长度在20m 以上的导体如发电机、变压器的连接导体,其截

面一般按经济电流密度选择。在本水电站具体的情况下,10kv 机端母线及导体按经济电流密度选择,而110kv 母线及导体按长期发热允许电流选择。

选择结果:

①、110Kv 母线选择LGJ —800/55型钢芯铝绞线。

②、与系统相连的出线导线选择LGJ —800/55型钢芯铝绞线。 5.3 断路器和隔离开关的选择和校验

选择结果如下:

①机端断路器选择SN10—10Ⅲ/2000-43.3型断路器。 ②主变出口断路器选择SW4—110/1000型断路器。

③与系统相连的出线断路器选择SW4—110/1000型断路器。 ④厂用变进线选择断路器SN10—10Ⅰ/630-16型断路器。

动热稳定校验均满足,只有厂用变进线断路器加限流电抗器后才满足。 选择结果如下:

①、机端隔离开关选择GN1—10/2000—85型隔离开关。 ②、主变出口隔离开关选择GW4—110D/1000—80型隔离开关。

③、与系统相连的出线隔离开关选择GW4—110D/1000—80型隔离开关。 ④、厂用变进线隔离开关选择GN6—10/600—52型隔离开关。

动热稳定校验均满足,只有厂用变进线隔离开关加限流电抗器后才满足。 5.4 限流电抗器的选择和校验

本电厂只在厂用变进线处需加限流电抗器限流,此处只需要普通的电抗器即可满足要求。

一、额定电压和电流的选择条件为:

N Ns

U U ≥

max

N I I ≥,

二、按将短路电流限制到一定数值的要求来选择。

设电源至电抗器前的系统电抗标么值是'*X ∑,则所需电抗器的电抗标么值

'

***L x x x ∑∑=-。以额定参数下的百分电抗表示,则应选择电抗器的百分电抗为:

'

*"(%)(

)100%d N d L d N

I I U x x I I U ∑=-?

三、正常运行时电压损耗(%)U ?按下式校验。

max

(%)%

sin 5%L N

I U x I ??≈≤

四、母线残压按下式校验。

"

(%)%

(60%~70%)re L Ns N

I U x U I ?=≥

选择结果:NKSL —10—200—4型电抗器,满足限流条件和动热稳定校验条件。 ③、发电机、变压器连接导体(10kv )的选择3条100mm ×10mm 竖放矩形铝导体。 动热稳定均满足校验条件。 5.5 电流、电压互感器的选择和校验

根据相关规定,在机端和110kV 及以上等级的互感器的接线均采用三相星型接线,设互感器离测量仪表的距离均为100m ,,设互感器离测量仪表的距离为40m 。

选择步骤大致如下:

一、根据相关原始资料选择种类和型式。 二、一次回路额定电压和额定电流的选择。 三、准确级和额定容量的选择。 四、热稳定和动稳定的校验。 选择结果如下:

①、10kV 机端电流互感器选择LMZ1—10屋内型,变比2000/5。

②、110kV 母线及进出线电流互感器选择LCWD —110屋外型,变比1000/5。 ③、厂用变压器进线电流互感器选择LFZJ1—10屋内型,变比100/5。 ④、10kV 机端电压互感器选择JSJW —10型。

⑤、110kV 母线及进出线电压互感器选择JCC2—110型。 ⑥、厂用变压器进线电压互感器选择JSJW —10型。 动热稳定均满足校验条件。 5.6 避雷器的选择和校验 5.6.1 避雷器的选择

避雷器选择时,应考虑保护电器的绝缘水平,使用特点。根据避雷器选择原则,该发电厂避雷器选择结果如下表所示:

避雷器的选择结果

5.6.2 本水电站接地网的布置

根据以上接地装置的有关规定,由于待设计的水电站的土壤电阻率未知,按高电阻率考虑。所以采用6m等间距的环形布置,用L50×50×5L=5.0m的角钢作垂直接地体,,并埋深0.8m,并使整个接地电阻值要求在每个季节里都不大于0.5 ,对电站内房屋结构中的钢筋应焊接成网状,在每个柱角与接地网焊牢,并对接地网进行有效的防腐处理。

六.设计体会

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.对我们学工科的同学来说尤为重要!

回顾起此次发电厂课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从拿到题目到定稿,从理论到实践,在整整两星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,比如说变压器不懂怎么去选,不懂怎么去选互感器,对电气主接线图的选择掌握得不好……通过这次课程设计之后,一定把以前所学过的知识重新温故。

这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多专业知识问题,最后在老师的辛勤指导下,终于游逆而解。同时,在老师的身上我们学也到很多实用的知识,在次我们表示感谢!同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!

中型水力发电厂电气部分初步设计

专业 班级 学生姓名 指导教师 课程设计任务书

目录 1.前言 (2)

1.1.变电站设计原则………………………………………………(2 1.2.对电气主接线的基本要求………………………………………) 2 1.3.主接线的设计依据……………………………………………(3 1.4.设计题目 (3) 1.5.设计内容 (3) 2.课程设计的任务要求 (4) 2.1.原始资料分析 (4) 2.2.主接线方案的拟定 (5) 2.3. 厂用电的设计…………………………………………() 8 2.4.1.发电机的选择及参数…………………………………() 8 2.4.2.变压器的选择及参数…………………………………() 9 2.4. 3.厂用变的选择及参数…………………………()9 2.5.短路电流计算………………………………()10 2.6.主要电气设备的选择…………………………()11 2.7.配电装置的选择……………………………()13 3.设计总结 (15) 参考文献 (15) 附录A………………………………………………………() 16 附录B……………………………………………………() 17 附录C……………………………………………………………() 22

1.前言 变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节,是供配电系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电力系统中的这些互联元件可以分为两类,一类是电力元件,它们对电能进行生产(发电机),变换(变压器,整流器,逆变器),输送和分配(电力传输线,配电网),消费(负荷);另一类是控制元件,它们改变系统的运行状态,如同步发电机的励磁调节器,调速器以及继电器等。电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全厂(所)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 1.1变电站设计原则 1. 必须严格遵守国家的法律、法规、标准和规范,执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序,特别是应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。 2.必须从全局出发,按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划,合理确定整体设计方案。 3.应做到供电可靠、保证人身和设备安全。要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。设计应采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备。 1.2.对电气主接线的基本要求 变电站的电气主接线应满足供电可靠、调度灵活、运行,检修方便且具有经济性和扩建的可能性等基本要求。 1.供电可靠性:如何保证可靠地(不断地)向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电站的首要任务,尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。防止系统因为某设备出现故障而导致系统解裂,这是第一个基本要求。 2.灵活性:其含义是电气主接线能适应各种运行方式(包括正常、事故和检修运行方式)并能方便地通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回路检修时,不影响其他回路继续运行,灵活性还应包括将来扩建的可能性。

水力发电机组辅助设备课程设计报告

xx工程大学 水力发电机组辅助设备 课程设计 设计说明书 学院: 班级: 姓名: 学号: 指导老师:

目录 第一部分设计原始资料 (3) 第二部课程设计的任务和要求 (5) 第三部计算书和说明书 (7) 一、主阀 (7) 二、油系统 (7) 三、压缩空气系统 (14) 四、技术供水系统 (20) 五、排水系统 (22) 六、结束语 (25) 七、参考文献 (26)

第一部分:设计原始资料 一、水电站概况: 该水电厂位于海河流域,布置形式为坝后式水电站,坝型为土石坝,坝顶高程60.0m,水库调节库容2.6×108m3,属于不完全年调节水库。安装有1?~6?共6台轴流转桨式机组,其中1?机组在系统中承担调相任务。 二、水电站主要参数 1、电站水头H max=37.30m,H min=31.20m;H pj=34.50m 2、正常高水位:54.00m;正常尾水位:20.50m;最高尾水位20.9m;最低尾水位20.0m 3、装机容量N=6*17000KW 4、电站采用岔管引水方式,布置有三条引水总管,引水总管长度210m 三、水轮机和发电机技术资料

机型: ZZ440-LJ-330 SF17-28/550 额定出力: N r=17750KW; P r=17000KW 额定转速: n r=214.3r/min 水轮机安装安程:18.6m 水轮机导叶中心线D0=3.85m;导叶高度1.20m; 转轮标称直径D1=3.3m;尾水管直锥段上端直径3.5m,下端直径4.2m,直锥段高度6.6m;转轮占用体积6.76 m3;弯肘及扩散段体积27.52m3;检修时最低尾水位蜗壳残余水量15.0 m3 机组采用机械制动,制动耗气流量q z=65L/s 空气冷却器压力降△h=3-5m水柱 空气冷却器Q空=120m3/h 推力轴承及导轴承冷却器耗水量:26m3/h 四、调速器及油压装置 调速器型号: SDT-100 油压装置型号: YZ-2.5 -推力、上导轴承油槽的充油量3.0m3; 下导轴承油槽充油量1.5 m3 导水机构接力器充油量2×1.6 m3 水轮机转轮浆叶接力器充油量2.0 m3 主阀接力器充油量1.5m3 五、配电装置 主变: 3*40000KVA,冷却方式:风冷

水力发电厂电气一次部分设计罗开元

发电厂电气部分电气设计报告 题目:水力发电厂电气一次部分设计 班级:K0312417 姓名:罗开元 学号:K031241723 老师:高仕红 2015年 07 月 06 日

信息工程学院课程设计任务书 学号K031241711 学生姓名崔明专业(班级)电气工程及其 自动化 学号K031241723 学生姓名罗开元专业(班级)电气工程及其自动化 设计技术参数 1、电气主接线方案的拟定与方案确定; 2、主要设备的选择:主变压器的选择,变压器的选型,变压器容量的确定与计算,厂用电接线的设计; 3、短路点短路电流的计算所需的部分参数都已经标注在电路图中,本组成员计算所需的线路长度数据为(40 140 80 70 30)(单位:KM); 发电机:电压标幺值E=1.0,近似计算短路电流。 4、高压电气设备选择,断路器的选择,隔离开关的选择,电压互感器的选择,电流互感器的选择,母线选择; 5、屋内屋外配电装置的选择。 工 作 量所有工作由2人集体完成。

摘要 本文为4×15MW水力发电厂电气一次部分设计。通过对原始资料的详细分析,根据设计任务书的要求,进行了电气主接线方案的经济技术比较,厂用电设计,短路电流计算和电气设备的选择和校验,配电装置设计。编制了设计说明书,绘制了主接线图,厂用电接线图。 关键字:主接线、短路计算、设备选择、配电装置、设计说明书、主接线图、厂用电

Abstract This article is 4 x 15 mw hydropower plant electrical part design at a time. Through detailed analysis of original data, according to the requirements of the design plan descriptions of the economic and technical comparison, the main electrical wiring scheme design of auxiliary power, short circuit current calculation and selection of electrical equipment and calibration, power distribution equipment design. Compiled the design specification, draw the main wiring diagram, auxiliary power wiring diagram. The keyword :The main connection, short circuit calculation, equipment selection, power distribution equipment, design specifications, main wiring diagram, auxiliary power

水力发电与水轮机简介

troduction of hydro-electric power and hydraulicturbines Power may be developed from water by three fundamental processes : by action of its weight, of its pressure, or of its velocity, or by a combination of any or all three. In modern practice the Pelton or impulse wheel is the only type which obtains power by a single process the action of one or more high-velocity jets. This type of wheel is usually found in high-head developments. Faraday had shown that when a coil is rotat ed in a magnetic field electricity is generated. Thus, in order to produce electrical ener gy, it is necessary that we should produce mechanical energy, which can be used to rot ate the coil. The mechanical energy is produced by running a prime mover by the ene rgy of fuels or flowing water. This mechanical power is converted into electrical powe r by electric generator which is directly coupled to the shaft of turbine and is thus run by turbine. The electrical power, which is consequently obtaind at the terminals of the generator, is then transited to the area where it is to be used for doing work.he plant or machinery which is required to produce electricity is collectiv ely known as power plant. The building, in the entire machinery along with other aux iliary units is installed, is known as power house. Keywords hydraulic turbines hydro-electric power classification of hydel plants head scheme There has been practically no increase in the efficiency of hydraulic turbines sinc e about 1925, when maximum efficiencies reached 93% or more. As far as maximum efficiency is concerned, the hydraulic turbine has about reached the practicable limit o f development. Nevertheless, in recent years, there has been a rapid and marked increa se in the physical size and horsepower capacity of individual units. In addition, there has been considerable research into the cause and prevention of cavitation, which allows the advantages of higher specific speeds to be obtained at hig her heads than formerly were considered advisable. The net effect of this progress wit h larger units, higher specific speed, and simplification and improvements in design h as been to retain for the hydraulic turbine the important place which it has

水力发电厂电力一次系统设计

信息工程学院课程设计报告书 题目: 水力发电厂电气一次系统设计 专业:电气工程及其自动化 班级: 17 学号: 学生姓名: 指导教师: 2015年 7月 12 日

综合课程设计任务 1、题目 水力发电厂电气一次系统设计 2、原始资料 1、发电厂的建设规模 1:待设计发电厂类型(水利发电厂)。 2:发电厂一次设计并建成,计划安装(4 15MW)的水力发电机组,最大利用小时数(5000小时/年)。 2、发电厂与电力系统连接情况 1:待设计发电厂接入系统电压等级为(110kv),出线回路为(3回),其中一回线供20MW的一类负荷,水电站附近负荷3MW。 2:电力系统的总装机容量为(396MVA),全系统最大负荷340MW,最小负荷225MW。 3、环境条件 最热月地面下0.8m土壤平均温度28.6 C,多年最低气温-4 C;室内最热月平均温度34.1 C,户外最低气温40.1 C。 4、水电站位置和发展 水电站位于某河流上游,附近有城镇5座,各城镇发展远景如下: 5、系统连接图如下:

3、设计任务 1:电气主接线设计 2:厂用电设计 3:短路电流计算和电气设备选择 4:配电装置设计 4、设计成果 1:设计说明书一份 2:图纸3张(电气主接线图、屋内配电装置图、屋外配电装置图)

摘要 本文为4×15MW水力发电厂电气一次部分设计。通过对原始资料的详细分析,根据设计任务书的要求,进行了电气主接线方案的经济技术比较,厂用电设计,短路电流计算和电气设备的选择和校验,配电装置设计。编制了设计说明书,绘制了主接线图,厂用电接线图。 关键字:主接线、短路计算、设备选择、配电装置、设计说明书、主接线图、厂用电 Abstract This article is 4 x 15 mw hydropower plant electrical part design at a time. Through detailed analysis of original data, according to the requirements of the design plan descriptions of the economic and technical comparison, the main electrical wiring scheme design of auxiliary power, short circuit current calculation and selection of electrical equipment and calibration, power distribution equipment design. Compiled the design specification, draw the main wiring diagram, auxiliary power wiring diagram. The keyword :The main connection, short circuit calculation, equipment selection, power distribution equipment, design specifications, main wiring diagram, auxiliary power

课程设计发电厂

专业模块课程设计任务书 课程设计目的和要求 1.课程设计的目的: 专业模块课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训练,通过课程设计的实践达到: (1)巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”等课程的理论知识。 (2)熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。 (3)掌握发电厂(或变电所)电气部分设计的基本方法和内容。 (4)学习工程设计说明书的撰写。 (5)培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。 2.课程设计的任务要求: (1)分析原始资料(每个原始资料最多两人使用) (2)设计主接线 (3)设计厂用电(所用电)接线 (4)主变压器(或发电机)的选择 3.设计成果: (1)主接线图一张、含主变、厂(所)用电 (2)设计说明书一份

专业模块课程设计说明书 摘要,单独一页 目录 1.前言(简要介绍本次设计任务的内容、设计的原则、依据和要求) 2.原始资料分析 3.主接线方案确定 3.1 主接线方案拟定(2~3个,小图) 3.2 主接线方案评定(可靠、灵活、经济) (本章要求在说明书中明确画出方案拟定示意图,针对图示可以从主接线的三个基本要求列表评价所初选的方案,最终得出结论,对可靠性的定量计算评价,不做要求)。 4.厂用电(所用电)接线设计 5.主变压器(或发电机)的确定 (确定主变压器(或发电机)的型号、容量、台数,列出技术参数表,简要说明确定的理由) 6.结论 结论是课程设计的总结,单独作为一章编写,是整个设计的归宿。要求准确阐述自己的创造性工作或新的见解及其意义和作用,还可进一步提出需要讨论的问题和建议。 7.参考文献 附录 附录A 完整的主接线图

水电站辅助设备油水气系统

水电站辅助设备油、水、气系统水电站动力设备分为主机和辅助设备两大部分,辅助设备运行的好坏,将直接影响到主机的运行。辅助设备包括油、水、气系统和一些其他设备。水系统包括技术供水系统和排水系统,气(风)系统包括高压(4.0MPa)和低压(0.8MPa)两个等级。油、水、气都是流体,使用时必要有容器、输送的管道、控制的阀门和监控的装置等,为区别各个系统的阀门和管道,分别在阀门上编以不同的序号,在管道上喷涂不同颜色的油漆。阀门的编号,多采用四位数,其表示的意义如下: 阀门编号 1、油系统 系统编号2、水系统 3、气系统 机组编号,0表示公用系统 如1208阀表示1号机组第08号阀门。管道颜色所表示的含义如下: 颜色表示的管道颜色表示的管道 红色压力油管和进油管黑色排污管 草绿色排油管和漏油管白色气管 黄色排水管橘红色消防水管 深绿色进水管 一、水电站中,水轮发电机组转动部分的润滑与散热和调速系统中能量的传递等,一般都是用油作为介质来完成的。油系统是为水电站用

油设备服务的。油系统由一整套设备组成,用来完成用油设备的供油、排油、添油及净化处理等工作。 第一节水轮发电机组的油系统 一、水轮发电机组的油系统 在水电站调速器的操作中,负荷调节的液压操作、机组及辅助设备运转的润滑和散热,以及电气设备的绝缘和消弧等,都是以油为介质来完成的。不同类别的油,在机组正常运行中所起的作用是不同的。不同设备的工作条件及要求不同,使用油的种类和作用也不同,对油的质量要求也不同。 1、水电站的用油种类 根据设备用油的要求和条件,水电站的用油主要分为润滑油和绝缘油两类。 1)润滑油。润滑油按照使用对象的不同又分为汽轮机油、机械油、空压机油、润滑脂等四种。 汽轮机油(透平油)。调速器和水轮机主阀油装置液压操作用油、推力轴承油槽和发电机上下导轴承油槽以及润滑的水导轴承油槽用 油均为此类油。 汽轮机油粘度较小,用于滑动轴承的润滑、传递能量及散热作用的效果好。可在机组的运动件(轴)与约束件(轴承)间的间隙中形成油膜,以油膜的液态摩擦代替固体之间的干摩擦,从而降低摩擦系

水力发电机组辅助设备

1.设置进水阀门应符合一定的条件。对于最大水头小于120m的单元输水管一般设置(快速阀门) 2.在油的净化与处理方法中、真空过滤机的工作原理(利用油和水的汽化温度不同)、所以一般不去除机械杂质 3.压缩空气系统由(空气压缩装置)、供气管网、(用气设备)。他的任务是(满足用气量要求及压缩空气质量,满足对压力、清洁、干燥的要求。) 4.水电站技术供水方式因电站水头范围不同而不同,水电站水头在20-80采用(自流方式供水),水头在高于80和校友12m采用(水泵供水方式) 5.进水阀的操作方式有手动、电动、液压三种,对于大型机组水电站一般采用液压传动 6.水电站用油主要有润滑油和绝缘油两类,其中透平油和变压器油用油量较大 7.压缩空气系统中制动装置用气主要用于制动风闸充气和围带密封 8.压油槽中油气容积分别占总容积的比例为1/3和2/3 9.调速系统用油量包括油压装置、导水机构接力器、装桨式水轮机叶片的接力器和管道的用油量 10.活塞式空压机主要由气缸、进气阀、排气阀、活塞四部分组成 11.蝶阀球阀和闸阀分别适用于什么范围? 蝶阀一般适用于水头在250m以下,管道直径在1-6m 球阀一般适用于水头在200m以上,管道直径2-3m以下 闸阀对输水管径相对较小而工作水头较高的小型电站 12.水电站中压缩空气有哪些用途?用气设备对空气有何要求? 1)油压装置的压力油槽充气,为水轮机调节系统和机组控制系统的压油操作设 置提供操作能源,额定工作压力一般为2.5MPa,目前多采用4.0MPa的压力,并有进一步提高的趋势 2)机组停机时制动装置用气,额定压力为0.7MPa 3)机组调相运行时转轮室内压水用气,额定压力为0.7MPa 4)检修维护时风动工具及吹污清扫用气,额定压力为0.7MPa 5)水轮机导轴承检修密封围带充气,额定压力为0.7MPa 6)蝴蝶阀止水围带充气,额定压力视作用水头而定,一般比作用水头大 0.1-0.3MPa 7)寒冷地区的水工建筑闸门,拦污栅及调压井等处的防冻吹冰用气,工作压力 一般为0.3-0.4MPa,为了干燥的目的,压缩空气额定压力提高为工作压力的2-4倍 13.进水阀的种类、作用及其含义? 答:种类:蝴蝶阀、球阀、闸阀、筒形阀、转筒阀、快速闸门等; 作用:作为机组过速的后备保护;减少停机时的漏水量和缩短重新启动时间;提高水轮机运行的灵活性和速动性;对于岔管引水的电站可截断水流,构成机组检修安全工作的条件; 设置条件:对于一根压力输水总管分岔供给几台水轮机用时,每台水轮机前应设置进水阀;管道较短的单元压力输水管,水轮机不宜设置进水阀;对于水头大于150m的单元引水式机组,应在水轮机前设置进水阀,同时在进水口设置快速闸门,而最大水头小于150m且压力钢管较短的单元式机组,一般仅在进水口设置快速闸门;单元输水系统的水泵水轮机宜在每台机组蜗壳前装设进水阀;对于进水口仅设置了事故阀门并采用移动式启闭机操作的单元引水式电站,若无其他可

小型水力发电机

斜击式小型水力发电机 斜击式小型水力发电机5KW,需要水头为15-50米左右,水流量为:0.047-0.014立方米/秒。可以选配永磁单相发电机和励磁三相发电机。斜击式小型水力发电机5KW配永磁单相发电机重量约为:150kg。 一、小型水力发电站简介:建微水电站是在有一定水头落差的地方,通过筑坝拦集小溪流水,通过管道等将水引入水力发电机组,推动水轮带动电机发电,然后通过输电线供给用电户。 二、斜击式水力发电原理:在有水落差比较高的地方,用水管将水从高处引往低处,由于水位差高,水产生比较高的压力,在高压力的作用下,水的流速非常快。在水轮机处装有圆形的小喷口,高压高速的水流喷射到斗状的叶片上带动水轮机高速旋转,从而带动发电机发电。在这里主要就是利用水的高压高速能量,因此,高落差非常重要。水位差,或者说水流落差,我们简称为水头。 三、功率计算:水流量和水头就可以决定安装发电机组的功率。水流量一般是指一秒钟内流出的水的体积。以立方米/秒为单位。理想理论上安装功率的计算公式为:水头(m)×流量(m3/s)×9.8=功率(KW)。实际上机组的效率并不是100%,因此要把机组的效率算上。一般水头我们以H来表示,流量以Q来表示,机组效率为η来表示,一般η取0.7左右。g表示重力加速度,功率以P来表示,那么安装功率的计算公式为:P = HQηg 例如:水流量为0.02m3/s,水头为10米高,那么可以安装的功率为: 0.02×10×9.8×0.7 =1.372(KW),即实际可以安装功率为:1千瓦左右。 流量比较难测量一般以估算法来测。首先估算出水的流速,然后再估算出水流的横截面积大小,即可算出水流量大小。 流量(m3) Q = Sv 其中S为横段面积(m2),v为流速(m/s) ①、首先测量得水沟的横截面积S,比如可量得水沟的宽、高粗略算出横截面积S,如要测得更准确,可对水沟的横截面积进行分割细分测得各小块面积,然后再相加得出总面积。 ②、水流速的测法,可直接丢一漂浮物在水面上,然后看它在一定时间内漂流过的路程,然后再计算出其1秒内流过的路程,即为水的流速。 ③、还可以用一个比较大的水桶来直接接水,然后计算出流量。 估测流量时,要多次测量取平均值,还要考虑到每个季节的水量变化情况。四、斜击式小型水力发电机结构:斜击式小型水力发电机是专门针对高水头设计应用的。一般用在水头为6米-50米之间。典型的应用场合如:高落差的小溪旁、小瀑布边、小山水边等。斜击式小型水力发电机构造非常简单,由两大部分组成:斗式水轮机和发电机同轴构成。详细结构说明参照图“斜击式小型水力发电机结构图”。 五、主要规格及技术参数

电大水利水电 —水电站__课程设计 (本科)汇编

《某小型水电站设计》 课程设计 学生姓名: 学号: 专业:水利水电 指导教师:

第一章内容简介 内容摘要 本设计为一座引水式径流开发的水电站。 拦河坝的坝型为5.5米高的砌石滚水坝,在河流右岸开挖一条356米长的引水渠道,获得平均静水头57.0米,最小水头50m,最大水头65m。电站设计引用流量7.2立方米每秒,渠道采用梯形断面,边坡为1:1,底宽3.5米,水深1.8米,纵坡1:2500,糙率0.275,渠内流速按0.755米每秒设计,渠道超高0.5米。在渠末建一压力前池,按地形和地质条件,将前池布置成略呈曲线形。池底纵坡为1:10。通过计算得压力前池有效容积约320立方米。大约可以满足一台机组启动运行三分钟以上,压力前池内设有工作闸门、拦污栅、沉砂池和溢水堰等。整个设计根据地形及地质条件和相关资料、规格等要求,进行全面结合考虑,力图合理、科学,有较强的实用性。 关键词:引水式径流水电站设计规划

第二章有关设计资料 2.1 厂区地形和地质条件 水电站厂址及附近经地质工作后,认为山坡坡度约30度左右,下部较缓。沿山坡为坡积粘土和崩积滚石覆盖,厚度约1.5米。并夹有风化未透的碎块石,山脚可能较厚,估计深度约2~2.5米。以下为强风化和半风化石英班岩,厂房基础开挖至设计高程可能有弱风化岩石,作为小型水电站的厂址地质条件还是可以的。 2.2 水电站尾水位 厂址一般水位10.0米。 厂址调查洪水痕迹水位18.42米。 2.3 对外交通 厂房主要对外交通道为河流右岸的简易公路,然后进入国家主要交通道。 2.4 地震烈度 本地区地震烈度为六度,故设计时不考虑地震影响。

水轮发电机水力机械辅助设备安装作业指导书

水轮发电机水力机械辅助设备安装作业指导书 二零零七年月日实施 (一)电站概况朝阳水电站位于云南省保山市境内,为苏帕河干流规划五级电站的第二级,电站装机容量40MW。朝阳水电站为引水式电站,工程由首部枢纽及引水发电系统组成。厂区枢纽主要建筑物有:主副厂房、尾水渠、升压站等。各建筑物沿苏帕河顺河布置。主厂房由主机间和安装间组成,主机间尺寸为 28、7m× 15、9m× 25、35m(长×宽×高),安装间布置在主厂房左端,尺寸为 11、6m× 15、9m× 19、65m(长×宽×高)。副厂房由上游副厂房和端部副厂房组成,上游副厂房尺寸 28、7m× 6、8m× 14、75m(长×宽×高),端部副厂房尺寸 22、12m×10m× 10、1m(长×宽×高)。地面式升压站平面尺寸 69、5m× 58、4m,布置在主厂房右端。

(二)施工总则 1、认真熟悉制造厂家的随机文件和设计图纸,按照《水轮发电机组安装技术规范》(GB8564—88)要求进行组织施工。 2、根据制造厂家的随机文件和设计图纸与有关技术规范进行水轮机及其辅助设备,以及电气设备的安装、调整、试验。 3、凡制造厂家的说明书与其他技术文件未作明确规定和要求时,应同厂家、监理及业主协商确定。 4、作好各项安装、调整、试验记录,并报监理认可。 5、尊重甲方、设计和监理人员,在施工中发现问题,应及时进行沟通,征得他们同意后方可进行工作。 6、遵守国家的安全规章条令,制定安全施工措施,保护工程现场安全,维护工地的生产、生活秩序正常进展。 7、教育施工人员遵守国家的环境保护法令,保持好施工区和生活区的环境卫生,减少对环境的污染和流行疾病的发生。 (三)工程特点发电厂房布置在苏帕河左岸,发电机层地面高程14 52、85米。主厂房内安装二台型号SF20-10/3250;额定容量23529(KVA)混流式水轮发电机组及附属设备。 (四)水力机械辅助设备安装 1、工程范围应遵照招标及合同文件的规定承担下列各分项工程的设备催货、卸货、验收、保管、安装、调试及各系统非标准

水轮发电机选择

水轮发电机的选择计算 一、 发电机型式的选择 水轮发电机按其轴线位置可分为立式布置和卧式布置两类,大中型机组一般采用立式布置,卧式布置通常用于中小型机组及贯流式机组。本电站采用立式布置,立式布置又分为悬式和伞式两种。悬式布置和伞式布置的适用条件,查参考【2】P 149表3-1,悬式适用于转速大于150/min r ,伞式适用于转速小于150/min r 。因为水轮机的标准转速为166.7r/min ,所以水轮发电机选用悬式布置。水轮发电机的冷却方式采用径向通风密闭式空气循环冷却。 二、 主要尺寸估算 待选水轮发电机的有关参数如下: 发电机型式:悬式 标准转速:166.7r/min 磁极对数:18 外形尺寸计算如下: 1、极距τ 根据统计资料分析,极距与每极的容量关系如下: 42p s K f j =τ cm 参考【2】P 159公式3-2 式中 9 ,,,10~8,:18 ;:); (:本设计中取线速度高的取上限容量大一般为系数磁极对数发电机额定容量j f K P p KVA s = f s =N f /cos &, cos &为功率因数角,取cos &取0.875。 f s =247423/ 0.875=282769KV A 。 4 18 *2282769 *9=τ=84.73 cm

由上求出τ后,尚应校核发电机在飞逸状态下,转子飞逸线速度V f 是否在转子材料允许范围内。 V K V f f = 参考【2】P 160公式3-3 式中 飞逸线速度 秒时在数值上等于极距周当频率转子额定线速度的比值确定与额定转速机组的飞逸转速与水轮机型式有关或按飞逸系数:;/50,:;,:f e f f V f V n n K τ= f K = f n /e n =308.4/166.7=1.85; V =τ=84.73 cm. V K V f f ==1.85*84.73=156.75m /s 查参【2】P 160,转子磁轭的材料用整圆叠片。 2、定子内径i D 计算公式: τπ p D i 2== 3.784*18 *2π =971.43 cm 参考【2】P 160公式3-4 3、定子铁芯长度t l 计算公式: e i f t n CD S l 2= cm 参考【2】P 160公式3-5 式中: 冷却方式为空冷 取表见参考系数定子内径额定转速发电机额定容量,107,53]2[,:); (:);(:); (:6160-?=-C P C cm D rpm n KVA S i e f .7 166*3.4971*107282769 26-?= t l =256.79 cm

发电厂课程设计

1前言 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参熟、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关,并对电气设备选择和布置,继电保护和控制方式都有较大的影响。因此,设计主接线必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况,全面分析有关影响因素,正确处理它们之间的关系,经过技术、经济比较,合理选择主接线方案。 本次设计是对某火力发电厂的主接线设计,根据原始资料及相关参数分析,考虑电气主接线的基本要求,进行方案的经济比较,电气主接线的形式的比较,进行正确的主接线设计,并计算一次投资和年运行费用。

2 原始资料分析 2.1 原始资料 某火力发电厂原始资料如下:装机4台,分别为供热式机组2 ? 50MW(U N = 10.5kV),凝汽式机组2 ? 200MW(U N = 15.75kV),厂用电率6.3%,机组年利用小时T max = 6500h。 系统规划部门提供的电力负荷及与电力系统连接情况资料如下: (1) 10.5kV电压级最大负荷(20 + 10 ?13/25=25.2)MW,最小负荷(15 + 10 ?13/25=20.2)MW,cos? = 0.8,电缆馈线10回; (2) 220kV电压级最大负荷(250 + 10 ?13/25=255.2)MW,最小负荷(200 + 10 ?13/25=205.2)MW,cos? = 0.85,架空线5回; (3) 500kV电压级与容量为3500MW的电力系统连接,系统归算到本电厂500kV母线上的电抗标么值x S* = 0.021(基准容量为100MV A),500kV架空线4回,备用线1回。 2.2 工程情况 设计电厂为大中型火电厂,其容量为2×50+2×200=500MW,占电力系统总容量500/(500+3500)×100%=12.5%,超过了事故备用容量10%的限额,说明该厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要。一般,承担基荷为主的电厂年利用小时数在5000h以上;承担腰荷烦人发电厂在3000-5000h;承担峰荷的发电厂在3000h以下。设计内容中火力发电厂的年利用小时为6500>5000h。 且年利用小时数为6500h,远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数(如2006年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5221h)。该厂为火电厂,在电力系统中主要承担基荷,从而该厂主接线设计应着重考虑其可靠性。发电厂的运行方式及年利用小时,都直接影响着主接线设计。 2.3 电力系统情况 电力系统情况包括电力系统近期及远景发展规划,发电厂在电力系统中的地理位置和容量位置和作用。从负荷特点和电压等级可知,10.5KV电压上的地方负荷容量不大,共有10回电缆馈线,与50MW发电机机端电压相等,采用直馈线为宜。300MW发电机的机端电压为15.75KV。拟采用单元接线形式,不设发电机出口断路器,有利于节省投资及简化配电装

水电站辅助设备

进水阀的种类:蝶阀、球阀、闸阀。蝶阀的主要构件:阀体、活门、阀轴、轴承、密封装置和锁锭。活门种类:菱形、铁饼形、双平板形。用阀门种类:闸阀、截止阀、旋塞阀、(自动阀)止回阀、安全阀、减压阀。油的基本性质:物理性质、化学性质、电气性质、安定性。物理性质:粘度、闪点、凝固度、透明度、水分、机械杂质和灰分含量。油的作用:(透平油)润滑、散热、液压(绝缘油)绝缘、散热、消弧。油系统的组成:用油设备、油设备、油处理设备。常用油设备:净油桶、运行油桶、中间油桶、重力加油箱、事故排油池。油的净化和理处理方式:沉清、压力过滤、真空过滤。压缩空气的用途:油压装置压力油槽用气、变电站配油装置中空气断路器及气动的隔离开关的灭弧和操作用气、机组停机时制动装置用气、机组的调相压水用气、安装检修时风动工作及设备吹扫清污用气、水轮机导轴承检修密封围带充气、蝶阀止水围带充气、防冻吹冰用气。气体状态参数:温度、压力和体积。空压机的组成:(按动作方式)单动式和复动式(按压缩级数)单级空压机和多级空压机。(按中间冷却器)风冷和水冷。(按排气压力)低压、中压、高压、超高压。空气压缩装置其它附属设备: 气水分离器、储气罐、冷却器、空气过滤器。机组制动作用过程:自动操作、手动操作。调相压水的过程:发电机从电力网中吸收有功功率作同步电动机工况运行并输出感性无功功率,利用压缩空气把水轮机转轮室的水面压至转轮以下一定位置,以减少调相运行时的电能消耗常用的干燥方法:降温干燥法、吸附法、热力干燥法空气的要求:干燥、气压技术供水的对象及作用:冷却器:发电机空气冷却器、发电机推力轴承和导轴承油冷却器。水轮机导轴承水润滑、变压器冷却器、集油槽冷却及水冷载空压机冷却器技术供水的要求:水量、水温、水质、水压技术供水的净化和处理方法(水的净化):清除污物和清除泥沙;(水的处理);除垢、水生物防治、离子交换法除盐水源:上游水库、下游尾水、地下水源供水方式:自流供水、水泵供水、混合供水、射流泵供水设备的配置方式:集中供水、单元供水、分组供水水泵的启动引水方式:人工引水、用压力水管中的水倒灌引水、射流泵引水水泵常用的种类:离心泵、深井泵、潜水泵、射流泵常用的供水设备:供水泵、拦污栅、滤水器、阀门、管道消防供水水源:上游水库、下流尾水、地下水源、消防水库消防供水方式:自流供水、水泵供水、混合供水排水系统的分类和排水方式:生产用水的排水、渗漏排水和检修排水(分类)集水井排水、直接排水、廊道排水(方式)。水力监测内容、组成:测量元件、信号发送装置、转换元件、管路、显示仪表。水电站常用监测仪表:温度仪表、压力和差压仪表、液位仪表、流量计和示流器、电动单元组合仪表。流量测流方法:蜗壳测流法、水锤测流法、流速

水力机组辅助设备课程设计

目 主要符号 一、课程设计的目的和要求 一、水力机组辅助设备课程设计的性质、目的与任务 二、水力机组辅助设备课程设计的基本要求 三、设计内容 四、设计的原始资料 二、水电站油系统的设计 一、油系统的作用 二、用油量的技算 三、油系统设备的选择 四、油管选择 五、油分析化验设备的选择 六、油系统图及操作程序表 三、计算技术供水系统的设计计算 一、水系统的作用 二、水电站设计原始依据 三、供水方式的确定 四、供水设备的选择 五、技术供水系统图 六、设备列表

主要符号 V—体积,m3d—管材直径,mm H—水头,m t—时间,min或h Q—生产率,m3/h N—机组出力,KW 下脚标 j—净油槽y—运油槽 一、课程设计的目的和要求 一、水力机组辅助设备课程设计的性质、目的与任务 水力机组辅助设备课程设计的任务是在完成水力机组设备课程的学习之后,所进行的一次综合性课程实训与检验。通过本次设计综合掌握水力发电机组辅助设备基本原理和组成,培养独立工作能力,分析原始资料能力及相应的动手能力。要求学生按照设计指导教师给出的设计任务书,依据所掌握的职业知识,应用各种有效资料,独立完成计算说明书一份和油、水系统图。 二、水力机组辅助设备课程设计的基本要求 1、设计指导教师应在接受该任务之后编写完设计指导书,在设计开始时下发给学生。特别要注意结合课程的教学和行业的技术发展。 2、每一个学生独立完成计算说明书一份,油、水系统图,计算所用方法正确,系统设计合理,所绘的油、水系统图要符合生产实际的要求。 三、设计内容 1、设计地点 教室 2、设计内容 1)油系统:用油量计算。贮油设备及油处理设备的选择,油系统图及操作程序。2)水系统:技术供水,用水量计算,水源,供水方式及设备配置,检修排水,排水方式确定排水泵选择,集水井设计,系统图。 四、设计的原始资料 (一)水电站基本情况

水力机械辅助设备安装

说明 一、本章包括辅助设备、系统管路、机组管路安装、容器制作安装、联合操作平台制作安装、金属结构探伤共7节。 二、辅助设备安装 1.本节适用于电动空气压缩机、各型离心泵、深井水泵、油泵及真空泵等设备的安装。 2、工作内容:包括机座及基础螺栓安装、机体分解清扫安装、电动机就位安装联轴、附件安装、单机试运转。不包括电动机就位以外的电气设备安装、接线、干燥和试验,设备基础支架的制作安装(按第15章铁构件定额另行计算)。 3、本节以“t”为计量单位,按设备自重选用。设备自重应包括机座、机体、附件及电动机的全部重量。 4、油泵及真空泵安装,套用泵类定额时人工定额乘1.2系数。 5.滤水器安装,套用容器安装定额。 三、管路安装 1.系统管路 (1)本节适用于电站油、水、气系统的主干管及连接辅助设备的管路。 (2)本节以“1000m”为计算单位,按管子公称直径选用子目。 2、机组管路 (1)本节包括除系统管路及随机到货的管路以外的自水轮机吸出管底面高程以上,主厂房间隔内机组段的全部明敷和埋设的油、水、气管路及仪表器具等安装。 (2)本节以主机“台”为计量单位,按水轮发电机定子铁芯外径及环形水管公称

直径选用子目。 3、工作内容包括:管路的煨弯切割,弯头、三通、异径管的制作安装,法兰的焊接安装,阀门、表计等器具安装,管路安装、试压、涂漆,管路支架及管卡子的制作安装。不包括:管路安装中管路防凝结水防护层的安装。 4、未计价材料,包括管子、法兰、连接螺栓、阀门、表计及过滤器。 四、容器、联合操作平台制作安装 1、适用在施工现场制作及安装。 2、定额以“t”为计量单位,包括本体及附件等全部构件的重量。 3、工作内容: (1)油桶制作:钢板搬运、划线、弯卷、去锈、刷漆、探伤试验等。 (2)油桶安装:基础检查、制作和焊接吊挂、吊起、就位找正、质量自检。 (3)气罐制作:放样、号料、切割坡口、打头、滚圆、找圆、分节组对、头盖打凸翻边及分瓣组对焊接、挂脚及吊耳制作焊接,人手孔及接管制作安装,试验、刷底漆。 (4)气罐安装:工器具的准备、基础检查、铲麻面、放线、设备检查、清扫、搬运、就位、找正、固定、外壁刷漆、安装用脚手架搭拆。 (5)联合操作平台制作及安装:制作包括钢材搬运、划线、下料、组装、焊接、除锈、刷漆等;安装包括搬运就位、找正、固定、刷漆等。 五、无损探伤试验 1、适用于各种容器的板面、焊缝无损伤探伤检验。 2、工作内容: (1)X光透视:准备、机具搬运安装、焊缝除锈、固定清洗、拍片、暗室处理、

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