火力发电厂电气主接线设计方案~EDD

摘要

发电厂是电力系统的重要组成部分，也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。

在本次设计中，主要针对了一次接线的设计。从主接线方案的确定到厂用电的设计以及电气设备的选择，都做了较为详尽的阐述。设计过程中，综合考虑了经济性、可靠性和可发展性等多方面因素，在确保可靠性的前提下，力争经济性。

关键词：凝汽式火电厂电气主接线

第一章发电厂电气主接线设计

1-1设计要求及原始资料分析

1、凝汽式发电机的规模

<1）装机容量装机5台容量3×25MW+2×50MW，U

N

=10.5KV

<2）机组年利用小时 T

MAX

=6500h/a

<3）厂用电率按8%考虑

<4）气象条件发电厂所在地最高温度38℃，年平均温度25℃。气象条件一般无特殊要求<台风、地震、海拔等）

2、电力负荷及电力系统连接情况

<1）10.5KV电压级电缆出线六回，输送距离最远8km，每回平均输送电量

4.2MW，10KV最大负荷25MW，最小负荷16.8MW，COSφ = 0.8，T

max

= 5200h/a。

<2）35KV电压级架空线六回，输送距离最远20km,每回平均输送容量为5.6MW。

35KV电压级最大负荷33.6MW，最小负荷为22.4MW。COSφ=0.8，T

max =5200h/a。

<3）110KV电压级架空线4回与电力系统连接，接受该厂的剩余功率，电力系统

容量为3500MW，当取基准容量为100MVA时，系统归算到110KV母线上的电抗X

*S

=

0.083。

<4）发电机出口处主保护动作时间t

pr1 = 0.1S，后备保护动作时间t

pr2

= 4S。

原始资料分析

设计电厂总容量3×25+2×50=175MW，在200MW以下，单机容量在50MW以下，为小型凝汽式火电厂。当本厂投产后，将占系统总容量为175/<3500+175）×100%=4.1%＜15%，未超过电力系统的检修备用容量和事故备用容量，说明该电厂在未来供电系统中的地位和作用不是很重要，但T

max

=6500h/a>5000h/a，又为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该电厂主接线的设计务必着重考虑其可靠性。从负荷特点及电压等级可知，它具有10.5KV，35KV，110KV三级电压负荷。

10.5KV容量不大，为地方负荷。110KV与系统有4回馈线，呈强联系形式，并接受本厂剩余功率。最大可能接受本厂送出电力为175-16.8-22.4-175×8%=121.8MW，最小可能接受本厂送出电力为175-25-33.6-175×8%=102.4MW，可见，该厂110KV接线对可靠性要求很高。35KV架空线出线6回，为提高其供电的可靠性，采用单母线分段带旁路母线的接线形式。10.5KV电压级共有6回电缆出线其电压恰与发电机端电压相符，采用直馈线为宜。

1-2 主接线方案的拟订

在对原始资料分析的基础上，结合对电气接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术，积极政策的前提下，力争使其技术先进，供电安全可靠、经济合理的主接线方案。

发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应保证其满发，满供，不积压发电能力。同时尽可能减少传输能量过程中的损失，以保证供电的连续性，因而根据对原始资料的分析，现将主接线方案拟订如下：<1）10KV电压级鉴于出线回路多，且为直馈线，电压较低，宜采用屋内配电。其负荷亦较小，因此采用单母线分段的接线形式。两台25MW机组分别接在两段母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压35KV。由于25MW机组均接于10KV母线上，可选择轻型设备，在分段处加装母线电抗器，各条电缆馈出线上装出线电抗器。

<2）35KV电压级出线6回，采用单母线分段带旁路接线形式。进线从10KV侧送来剩余容量3×25-[<175×8%）+25]=36MW，不能满足35KV最大及最小负荷的要求。为此以一台50MW机组按发电机一变压器单元接线形式接至35KV母线上，其剩余容量或机组检修时不足容量由联络变压器与110KV接线相连，相互交换功率。

<3）110KV电压级出线4回，为使出线断路器检修期间不停电，采用双母线带旁路母线接线，并装有专门的旁路断路器，其旁路母线只与各出线相连，以便不停电检修。其进线一路通过联络变压器与35KV连接，另一路为一台50MW机组与变压器组成单元接线，直接接入110KV，将功率送往电力系统。据以上分析，接线形式如下：

1-3主接线方案的评定

该电气主接线的设计始终遵循了可靠性、灵活性、经济性的要求。在确保可靠性、灵活性的同时，兼顾了经济性。在可靠性方面该主接线简单清晰，设备少，无论检修母线或设备故障检修，均不致造成全厂停电，每一种电压级中均有两台变压器联系，保证在变压器检修或故障时，不致使各级电压解列。机组的配置也比较合理，使传递能量在变压器中损耗最小。但是10KV及35KV母线检修将导致一半设备停运。在灵活性方面，运行方式较简单，调度灵活性差，但各种电压级接线都便于扩建和发展。在经济性方面，投资小，占地面积少，采用了单元接线及封闭母线，从而避免了选择大容量出口断路器，节省了投资，有很大的经济性。

通过以上分析，该主接线方案对所设计的这一小型火电厂而言，是比较合理的，可以采纳。

1-4发电机及变压器的选择

1、发电机的选择查《电力工程设计手册》<第三册），三台25MW发电机选用

QF

2-25-3型汽轮发电机，两台50MW的发电机选用QF

S

-50-2型汽轮发电机。

2、变压器的选择35KV电压母线所接的主变压器容量S = 50/0.8 =

62.5MW，查《电力工程设计手册》<第三册），变压器选用SSPL—60000/35型，其

短路电压百分数U

K

%=8.5；110KV电压母线所接的主变器容量S = 50/0.8 =

62.5MW，查《电力工程设计手册》<第三册），变压器选用SFPL

1

—63000/110型，

其短路电压百分数为U

K

%=10.5；用于联络三级电压的联络变压器，通过它向110KV 传输的最大容量为50-22.4+[<25×3）-16.8-175×8%]=71.8MW，当35KV母线所连机组和10.5KV母线所连机组各有一台检修时，通过联络变压器的最大容量为14.2+12=26.2MW。综合考虑，联络变压器应选48.8÷0.8=61MW，故选SFSL—

60000/110型，其中U

K(1-2>%=17.5，U

K(2-3>

%=6.5，U

K(3-1>

%=10.5。现将发电机和变压器

的选择结果列表如下，以供查询：

表1-1

第二章厂用电设计

2-1 负荷的分类与统计

发电厂在电力生产过程中，有大量的电动机械，用以保证主要设备和辅助设备的正常运行。这些电动机及全厂的运行操作、实验、修配、照明等用电设备的总耗电量，统称为厂用电或自用电。