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发电厂电气部分课程设计

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变压器接成的三相组。

2.2.1 主变压器选择

为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。

根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母线，发电机与变压器采用单元接线，保证了发电机电压出线的供电可靠，300MW发电机组的主变压器选用两绕组变压器2台。

单元接线中的主变压器容量SN 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择，为SN=1.1ΡNG(1-ΚP)

COSΦGΡNG—发电机容量； SN—通过主变的容量；

COSΦG—发电机的额定功率 COSΦG=0.85；??—厂用电率 6% 单元接线中的主变压器容量SN 应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10％的裕度选择。

发电机的额定容量为300MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为：S=1.1PNG(1-Kp)/cosφG=300×（1-6％）×（1+10％）／0. 85= 365MVA

故300MW发电机组所选主变压器型号为：SFP-360000/220 两台

表2.2 主变压器的选择

额定容

额定电压（kV）

量

（kVA） 高压 低压 360000

220±2*2

.5%

20

损耗（kW） 空载电阻抗电总量

流（%） 压（%） （t）

空载 短路

245

1.0

13.0

119

型号 SFP7-360000/220

连接组

YNd11 73

2.2.2 厂用变压器选择

根据资料：300MW机组的厂用电率为6%。本厂每台机组选用四段高压母线，1台高压厂用无载调压分裂变压器。并将高压负荷平均分置于四个高压段上。

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为了避免高压段故障而相互影响和限制短路电流，四段母线不能引接在高压变的同一低压绕组上。

分裂绕组变压器的用途

随着变压器容量的不断增大，当变压器副方发生短路时，短路电流数值很大，为了能有效地切除故障，必须在副方安装具有很大开断能力的断路器，从而增加了配电装置的投资。如果采用分裂绕组变压器，则能有效地限制短路电流，降低短路容量，从而可以采用轻型断路器以节省投资。现在大型电厂的启动变压器和高压厂用变压器一般均采用分裂绕组变压器。

分裂绕组变压器的特点

(1)能有效地限制低压侧的短路电流，因而可选用轻型开关设备，节省投资。 (2)在降压变电所，应用分裂变压器对两段母线供电时，当一段母线发生短路时，除能有效地限制短路电流外，另一段母线电压仍能保持一定的水平，不致影响供电。

(3)当分裂绕组变压器对两段低压母线供电时，若两段负荷不相等，则母线上的电压不等，损耗增大，所以分裂变压器适用于两段负荷均衡又需限制短路电流的场所。

(4)分裂变压器在制造上比较复杂，例如当低压绕组发生接地故障时，很大的电流流向一侧绕组，在分裂变压器铁芯中失去磁的平衡，在轴向上由于强大的电流产生巨大的机械应力，必须采取结实的支撑机构，因此在相同容量下，分裂变压器约比普通变压器贵20%。

对于分裂式变压器，其容量有如下关系： 高压绕组：Sts1Sc-St 分裂绕组：Sts2Sc 高压绕组：272.5% 低压绕组：6.32.5%

所以，查阅《新编工厂电气设备手册》[13]后，本次设计的两台台高厂变的容量均选择为34MVA，接线组别为D，yn1，yn1，其冷却方式为自然循环风冷

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结论

根据对原始资料的分析，以及电厂具体情况，对发电厂的电气部分做了初步设计。包括对发电机的选择、变压器的选择、电气主接线的设计、主要电气设备的选择、以及详细的叙述和计算。

此次设计与现在运行的火电厂相比，在保证可靠性的前提下，使用了新的电气设备与技术，提高了电厂的灵活性以及经济性。

1、在变压器的选择上，采用了节能型电力变压器，减少了电能损耗，安全性更高。

2、主接线设计，选择了双母线接线、双母线分段接线、双母线带旁路母线接线三种形式进行技术、经济比较，最后高压侧选用双母线接线，6KV厂用电采用单母线。发电机与变压器之间采用单元接线，封闭母线，在保证可靠性的同时最大化的实现了经济性。

3、选择了先进的SF6断路器、真空断路器、手车式开关柜，并且进行了动稳定性、热稳定性校验。

2.2.3 备用变压器选择

每台机组分别设置1台高压厂用无载调压分裂变压器，容量为68/34-34MVA。每台高压厂用工作变压器设有6kV工作母线段。变压器与开关柜之间采用小离相封闭母线相连。其中1台厂变主要向公用和辅助系统负载供电，包括脱硫系统负荷、备用电动给水泵等。全厂不设6kV公用段。正常运行时全厂公用负荷由各机组6kV工作段供电。

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第3章 电气主接线设计

3.1 电气主接线的基本要求

保证必要的供电可靠性和电能质量

安全可靠是电力生产的首要任务，停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更严重，往往比少发电能的损失大几十倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。

具有一定的灵活性和方便性

主接线不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。

具有经济性

在主接线设计时，在满足供电可靠的基础上，尽量使设备投资费和运行费为最少，注意节约占地面积和搬迁费用，在可能和允许条件下应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。

具有发展和扩建的可能性

在设计主接线时应留有余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。 3.2 设计步骤

电气主接线的一般设计步骤如下:

(1)对设计依据和基础资料进行综合分析；

(2)选择发电机台数和容量，拟定可能采用的主接线形式； (3)确定主变压器的台数和容量； (4)厂用电源的引接；

(5)论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施；

(6)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。

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3.3 电气设计方案的确定

300MW发电机采用单元接线通过双绕组的变压器与220KV母线相连，220KV电压级出线为4回，因此其供电要充分考虑其可靠性，所以我们采用双母线接线。这样一来就避免了断路器检修时，不影响对系统的供电，断路器或母线故障以及母线检修时，减少停运的回路数和停运时间，保证了可靠的供电。双母线的接线方式如下图所示

图3.1 双母线的接线方式

由双母线的接线方式可想到采用，一台半断路器设计,如图3.2所示

图3.2 一台半断路器接线的配置方式

综合成本考虑选址双母线接线