發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化</p><p>　　班 級： 電氣XXXX </p><p>　　姓 名： XXXX </p><p>　　學(xué) 號(hào)： XXXXXXX </p><p>　　

2、指導(dǎo)教師： XXXX </p><p>　　XXXXXXX自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院</p><p>　　2013 年7月 12日</p><p><b>　　1原始題目</b></p><p><b>　　1.1具體題目</b></p><p>　　某變電所裝

3、有六臺(tái)技術(shù)參數(shù)相同的SF7-25000/110雙繞組變壓器，其, ,，。負(fù)載功率因數(shù)，無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量取0.1。</p><p>　　(1) 5臺(tái)并列運(yùn)行時(shí)的綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)、最低綜合功率損耗率、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)及其優(yōu)選段；</p><p>　　(2) 6臺(tái)并列運(yùn)行時(shí)的綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)、最低綜合功率損耗率、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)及其優(yōu)選段；</p><p>　　(3) 5臺(tái)運(yùn)行和

4、6臺(tái)并列運(yùn)行的臨界負(fù)載功率。</p><p><b>　　1.2要完成的內(nèi)容</b></p><p>　　(1) 變壓器的綜合功率負(fù)載系數(shù)和最低綜合功率損耗率；</p><p>　　(2) 計(jì)算經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)及其優(yōu)選段；</p><p>　　(3) 比較兩種并列運(yùn)行方式的優(yōu)劣。</p><p>　　2

5、設(shè)計(jì)課題的計(jì)算與分析</p><p><b>　　2.1計(jì)算的意義</b></p><p>　　變壓器是電力網(wǎng)中的重要電氣設(shè)備，由于連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間長，為了使變壓器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及提高供電的可靠性和靈活性，在運(yùn)行中通常將兩臺(tái)或以上變壓器并列運(yùn)行。變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是尋求降低變壓器運(yùn)行中的有功功率損耗，提高其運(yùn)行效率，以及降壓變壓器的無功損耗，提高變壓器電源側(cè)的功率因數(shù)。同時(shí)

6、，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也是降低電力系統(tǒng)網(wǎng)損的重要措施。</p><p><b>　　2.2題目分析</b></p><p>　　(1) 單臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行</p><p>　　變壓器的有功功率損耗，無功功率損耗為</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　變

7、壓器的有功功率損耗及其因消耗無功功率而使電網(wǎng)增加有功功率損耗之和，稱為變壓器的綜合功率損耗，用表示。即：</p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　　(1)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量(),即

8、變壓器每損耗1的無功功率，在電力系統(tǒng)中所引起的有功損耗的增加值(kW)。一般，發(fā)電廠取0.02~0.04，變電所取0.07~0.1(二次變壓取下限，三次變壓器取上限)；</p><p>　　空載，額定負(fù)載綜合功率損耗，kW。</p><p><b>　　1) 綜合功率損耗</b></p><p><b>　　(2)</b>

9、</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　變壓器的輸入輸出有功功率，kW；</p><p><b>　　負(fù)載功率因數(shù)。</b></p><p>　　2) 綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)</p><p>　　是一條U形曲線，如圖1所示。</p>&l

10、t;p>　　將式(2)對求導(dǎo)并令，可得綜合功率損耗最低(即效率最高)時(shí)對應(yīng)的值，稱為綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)，用表示。有</p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　即(負(fù)載綜合功率損耗與空載功率損耗相等)時(shí)，綜合功率損耗最低，效率最高。</p><p><b>　　圖1</b></p>

11、<p>　　3) 最低綜合功率損耗率</p><p>　　將式(3)代入式(2)，可得最低綜合功率損耗率</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　(2) N臺(tái)變壓器并列運(yùn)行</p><p>　　由題設(shè)知，六臺(tái)變壓器技術(shù)參數(shù)相同，則負(fù)載按容量成比例分配，即負(fù)載系數(shù)相同。</p>

12、;<p>　　設(shè)第i臺(tái)變壓器的有功功率，無功功率為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　則N臺(tái)變壓器的綜合功率損耗為：</p><p><b>　　(5)</b></p><p><b>　　其中：</b></p>&l

13、t;p><b>　　(6)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　kW。</b></p><p>　　綜上可求得：綜合功率損耗率，綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)，最低綜合功率損耗為：</p><p><b>　　(7)</b

14、></p><p>　　(3) 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)</p><p>　　由于綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)只是綜合功率損耗曲線上的一點(diǎn)，因此國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13462—1992規(guī)定了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的概念。其確定原則是變壓器在額定負(fù)載下的運(yùn)行應(yīng)屬于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)。因此，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的上限值定位；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的下限為，其對應(yīng)的損耗與額定負(fù)載損耗率相等。</p><p><b>

15、;　　圖2</b></p><p>　　根據(jù)式(2)繪制的變壓器綜合功率的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間圖如圖2所示。</p><p>　　其中，經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)由式(3)計(jì)算；最低損耗率由式(4)計(jì)算；額定負(fù)載損耗率是將代入式(2)求得。</p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　據(jù)上述原則

16、，有：</b></p><p><b>　　分母中，，所以</b></p><p><b>　　即：</b></p><p>　　變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)在之間。但過低，降低了變壓器容量的利用率；在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的邊緣(負(fù)載系數(shù)接近和1)，其損耗率仍很高。所以，GB/T 13462—1992規(guī)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)優(yōu)選段的上限值和

17、下限值。</p><p><b>　　(8)</b></p><p>　　(4)（N-1）臺(tái)并列運(yùn)行與N臺(tái)并列運(yùn)行之間技術(shù)特性優(yōu)劣的判定</p><p>　　由單臺(tái)和兩臺(tái)并列運(yùn)行之間技術(shù)特性優(yōu)劣的判定可得綜合功率臨界負(fù)載功率為：</p><p><b>　　式中：</b></p>&l

18、t;p>　　計(jì)算中，總是把退出運(yùn)行的一臺(tái)當(dāng)作N臺(tái)。這種退出一臺(tái)及N臺(tái)均運(yùn)行，可能有N+1種運(yùn)行方式。</p><p>　　如果N臺(tái)變壓器技術(shù)參數(shù)完全相同時(shí)，有：</p><p><b>　　(9)</b></p><p><b>　　2.3詳細(xì)計(jì)算</b></p><p><b>　

19、　計(jì)算。</b></p><p><b>　　由式(1)可得：</b></p><p>　　(1) 5臺(tái)運(yùn)行時(shí)的，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)及優(yōu)選段計(jì)算</p><p><b>　　由式(6)得：</b></p><p>　　由式(7)得5臺(tái)運(yùn)行時(shí)的綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)為：</p><

20、;p><b>　　圖3</b></p><p>　　最低綜合功率損耗為：</p><p>　　即，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的負(fù)載系數(shù)為0.136~1,即3400~25000kVA。</p><p>　　由式(8)得經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)優(yōu)選段的上限值，下限值為：</p><p>　　即，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)優(yōu)選段負(fù)載系數(shù)為0.182~0.75,即45

21、50~18750kVA。如圖3所示。</p><p>　　(2) 6臺(tái)運(yùn)行時(shí)的，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)及優(yōu)選段計(jì)算</p><p>　　由于題設(shè)6臺(tái)變壓器技術(shù)參數(shù)相同，則由上面分析可知6臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)及優(yōu)選段跟5臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)完全相同。</p><p>　　(3) 5臺(tái)運(yùn)行和6臺(tái)運(yùn)行的臨界負(fù)載功率計(jì)算</p><p><b>　　

22、由式（9）可得：</b></p><p><b>　　即</b></p><p>　　5臺(tái)運(yùn)行和6臺(tái)運(yùn)行的臨界負(fù)載功率如圖4所示。</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)，5臺(tái)變壓器并列運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；</p><p>　　當(dāng)時(shí)，應(yīng)投入變壓器

23、6并列運(yùn)行，在段略高于5臺(tái)運(yùn)行；</p><p>　　當(dāng)時(shí)，6臺(tái)變壓器并列運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。</p><p><b>　　3總結(jié)</b></p><p>　　變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是尋求降低變壓器運(yùn)行中的有功功率損耗，提高其運(yùn)行效率，以及降壓變壓器的無功損耗，提高變壓器電源側(cè)的功率因數(shù)。同時(shí)，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也是降低電力系統(tǒng)網(wǎng)損的重要措施。變壓器的并聯(lián)運(yùn)行，不

24、僅可以提高供電的可靠性，而且可以提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性?？筛鶕?jù)負(fù)載的變化，調(diào)整投入并聯(lián)運(yùn)行變壓器的臺(tái)數(shù)，以減少電能損耗，提高運(yùn)行效率。減少總的備用容量，并可隨著負(fù)載的增加，分期安裝變壓器，以減少初期投資。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)的能力，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，系統(tǒng)全面的掌握所學(xué)知識(shí)，初步掌握了發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)方法，并在計(jì)算分析和解決問題方面的能力得到了訓(xùn)練，為以后從事電力系統(tǒng)及相