4300MW发电厂第二期工程电气部分初步设计书

4×300MW 发电厂第二期工程电气部分初步设计书第1章 发电机和主变压器的选择1.1发电机的选择发电机的选择原则：根据发的容量和出口电压来选择发电机的型号，并据此确定发电机的额定容量、额定电流、功率因数、超瞬变电抗等参数.本厂计划安装四台300MW 凝汽式火力发电机组，共分两期工程，共装设四台机组。

第一期工程装设两台N —300—2型发电机组，额定容量353MW ，额定功率为300MW,COS Φ＝0.85，额定电压20KV ，%59.15"dX 。

本期与第一期相同。

1.2主变压器的选择1.2.1主变压器与发电机的连接形式本厂单机容量为300MW ，据规程，200MW 及以上大机组一般都采用与双绕组变压器组成的单元接线而不与三绕组变压器组成单元接线。

1.2.2发电厂主变压器容量和台数的确定1.具有发电机电压母线接线的主变压器连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器容量，应按下列条件计算：(1)当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和元功容量送入系统，但不考虑稀有的最小负荷情况。

(2)当发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统供给了电机电压的最荷。

在电厂分期建设中，在事故断开最大一台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可考虑变压器的允许过负荷和限制非重要负荷。

(3)根据系统经济运行的要求（如充分利用丰水季节的水能），而限制本厂输出功率时，能供给发电机电压的最大负荷。

(4)按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。

特别应注意发电沈阳工程学院毕业设计厂初期运行，当发电机电压母线负荷不大时，能将发电机电压母线上的剩余容量送入系统。

(5)发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台。

对主要向发电机电压供电的地方电厂，而系统电源仅作为备用，则允许只装设一台主变压器作为发电厂与系统间的联络。

对小型发电厂，接在发电机电压母线上的主变压器宜设置一台。

对装设两台变压器的发电厂，当其中一台主变压器退出运行时，另一台变压器应能承担70%的容量。

2.单元接线的主变压器发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择：(1) 按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度。

(2 )按发电机的最续输出容量扣除本机组的厂用负荷。

3.连接两种升高电压母线的联络变压器(1)满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功功率和无功功率的交换。

(2)其容量一般不小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将其剩余容量送入另一系统。

(3)为了布置和引接线的方便，联络变压器一般装设一台，最多不超过两台。

(4)联络变压器的一般采用自耦变压器。

在按上述原则选择容量时，要注意低压侧接有大量无功设备的情况，必须全面考虑有功功率和无功功率的交换，以免限制自耦变压器容量的的充分利用。

1.2.3变压器型式的选择1.相数的选择主变压器采用三相或是单相，主要考虑主变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件因素。

在330KV及以下电力系统中，一般都选用三相变压器。

因为单相变压器绕组相对来讲投资大、占地多、运输损耗出较大，同时配电装置结构复杂，增加了维修工作量。

但是由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，尤其需考虑其运输可能性，从制造厂到发电厂(或变电所)之间，变压器尺寸是否超过运输途中隧道、涵洞、桥洞的允许通过限额，变压器重量是否超过运输途中车辆、船舶、码头、桥梁等运输工具或设施的允许承载能力。

若受到限制时，则宜选用两台小容量的在相变压器取代一台大容量的三相变压器，或者选用单相变压器组。

对500KV及以上电力系统中的主变压器相数的选择，除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重要的是考虑负荷和系统情况，保证供电可靠性，进行综合分析，在满足技术、经济的条件下来确定选用单相变压器还是三相变压器。

2.绕组数的确定国电力系统中采用的变压器按其绕组数分类有双绕组普通式、自耦式以及低压绕组分裂等型式变压器，发电厂如以两种升高电压级向用户供电或与系统连接时，可以采用二台双绕组变压器或三绕组变压器，亦可选用自耦变压器。

一般是当最大机组为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所使用的控制电路和辅助设备，与相应的两台双绕组变压器相比都较少。

但三绕组变压器的每个绕组通过容量应达到该变压器额定容量的15%及以上，反而不如选用两台比绕组变压器合理。

对于最大机组为200MW以上的发电厂，由于机组容量大，额定电流及短路电流都甚大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高，所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线。

而封闭母线回路中一般不装设断路器和隔离开关。

况且，三绕组变压器由于制造上的原因，中压侧不留分接头，只作死抽头，不利于高、中压侧的调压和负荷分配。

为此一般以采用双绕组变压器和联络变压器更为合理。

其联络变压器宜选用三绕组变压器，低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源，亦可连接无功补偿装置。

当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。

在110KV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场所，均可优先选用自耦变压器，它损耗小、体积小、效率高，但限制短路电流的效果较差，变比不宜过大。

3.绕组接线的组别的确定变压器三相绕组的接线组别小，必须和系统电压相位一致，否则，不能并列运行。

电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“D”两种。

因此变压器三相绕组的连”连接；接方式应根据具体工程来确定。

我国110KV及以上电压变压器三相绕组都采用“YN35KV采用“Y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地；35KV以下高压电压，变压器三相绕组都采用“D”连接。

沈阳工程学院毕业设计第2章电气主接线的设计2.1总则电气主接线发电厂、变电站设计的主体。

采用何种主接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性要求等密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定都有较大影响。

因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。

1.电气主接线的设计原则以下达的任务书为依据，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。

2.电气主接线的设计步骤(1) 原始资料分析。

(2) 对拟定的各方案进行技术、经济比较，选出最好的方案。

(3) 绘制电气主接线图。

3.对主接线设计的基本要求(1)可靠；为了向用户供应持续、优质的电力，主接线必须满足这一可靠性的要求。

1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电。

2）断路器母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。

3）尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。

4）大机组超高压主接线应满足可靠性的特殊要求。

(2)灵活性：在调度时，可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。

在检修时，可以方便停运断路器、母线及二次设备，并方便地设置安全措施，不影响电网的正常运行和对其他用户的供电。

(3)经济性：1）投资省2）占地面积小3）电能损耗小4）发展性大2.2大型电厂的电气主接线大型电厂一般指总容量为1000MW及以上、单机容量为200MW及以上，其接线的特点(1)采用简单可靠的单元接线方式。

有发电机—变压器单元接线、扩大单元接线和发电机—变压器—线路单元接线等，直接入高压或超高压配电装置。

(2)大型电厂的所有发电机—变压器单元有部分接入超高压配电装置、部分接入220KV 配电装置；也有全部接入超高压配电装置的。

2.2.1发电机—变压器组单元接线200MW及以上大机组一般都采用与双绕组变压器组成单元接线而不与三绕组变压器组成单元接线，当发电厂具有两种升高的电压等级时，则装设联络变压器。

大机组要求避免在出口处发生短路，除采用安全可靠的分相封闭母线外，主回路力求简单，尽量不装设断路器和隔离开关。

而采用双绕组变压器时，就可不装出口断路器和隔离开关。

2.2.2主变压器和发电机中性点接地方式1.主变压器中性点接地方式(1)主变在110～500KV侧采用中性点直接接地方式。

(2)主变在6～63KV侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。

2.发电机中性点接地方式(1)发电机中性点采用非直接接地方式。

(2)300MW发电机组采用发电机中性点经高电阻接地方式。

2.2.3母线接线本厂500KV出线最终为2回，故选择的电气主接线方案为：双母线带旁路或一台半断路器接线。

方案一：双母线带旁路方案二：一台半断路器接线沈阳工程学院毕业设计图2.1双母线带旁路图2.2 一台半断路器接线表2.1方案比较带旁路接线，所以采用一台半断路器接线。

第3章厂用电接线3.1厂用电接线设计原则厂用电系统应具有调度的供电可靠性和灵活性。

无论在机组起动、正常运行、正常停机和事故停机时，或在电力系统的某些部分发生短路的过渡状态下，或是由于机组热机部分缺陷造成机组解列，以及当电力系统频率与电压波动的情况下，均能可靠地向需要运行的厂用设备供电。

为此，厂用电接线应满足以下几点：1.按机组自成系统，大机组尤应如此。

每台机组的厂用电系统能在规定电压变化围工作，不受外部电力系统故障干扰，一台机组的故障、停运或其辅助设备的电气故障，不应影响另一台机组的正常运行。

2.保证在厂用工作电源故障、机组起动和停运过程中必需的厂用机械的供电，一般应配置备用电源或起动电源。

在机组起动、停运和事故时的切换操作要少，并能与工作电源短时并列（选择厂用工作变压器和厂用备用变压器绕组连接方式时，应计及此）。

3.在满足机组安全运行的前提下，设置数量少的厂用变压器和厂用母线段，使接线简单明了和操作方便。

4.充分考虑分期建设与连续施工过程中厂用电系统的运行方式。

5.合理配置厂用电系统的继电保护装置，正确选择保护装置的和备用电源自投装置的动作时间，使能迅速切除故障元件，保护人身和设备安全，缩小故障影响，提高厂用电系统的安全水平。

6.配备足够容量的交流事故保安电源，当厂用工作电源和备用电源均失效时，能够快沈阳工程学院毕业设计速起动和自动投入。

7.配备电能质量指标符合热工负荷要求的交流不间断供电装置。

注：6～ 7两条适用于200MW及以上容量的火力发电机组。

3.2厂用电供电电压等级的确定实践经验表明：对于火电厂，当发电机容量在60MW及以下，发电机电压为10.5KV时，可采用3KV作为厂用高压电压；当容量在100～300MW时，宜选用6KV作为厂用高压电压；当容量在300MW以上时，若技术经济合理，可采用两种高压厂用电压，即3KV和10KV两段电压。