火电厂电气主系统设计(5)

2019-08-31 21:24

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3.1.2 变压器中性点接地方式

由上文110KV及以上电网采用中性点直接接地方式,由于主变压器中性点的接地方式由电力网中性点接地方式来决定,因此该接线方式同样可适用与主变压器的110-500KV侧。

(1)凡是自耦变压器,其中性点需要直接接地或经小阻抗接地。 (2)终端变电所的变压器中性点一般不接地。

(3)若需要灵活选择接地点使调度方便,那么所有的普通型变压器都要接地,此时需要用到隔离开关。

(4)选择接地时应保证任何故障形式都不应使电网解列成为中性点不接地的系统。双母线接线有两台以上主变压器时,可考虑两台主变压器中性点接地。

3.1.3 发电机中性点接地方式

发电机中性点采用非直接接地方式,当单相接地故障发生时,发电机定子绕组接地点有电流,该电流是它本身和它相连接元件的对地电容电流。

本次设计采用发电机中性点经消弧线圈接地方式。消弧线圈可接在直配线发电机的中性点上。当发电机为单元接线时,则应接在发电机的中性点上。

3.2 发电机的选型

3.2.1 选型

1.选择:QF—50—2 型号含义: 2——2极 50——额定容量 F——发电机 Q——汽轮机

QFSN-300-2

型号含义: 2——2极 300——额定容量

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N——氢内冷 F——发电机 Q——汽轮机 S——水内冷

表3 汽轮发电机主要参数

型号 额定容量(MW) 电压(KV) 电流(KA) 功率因数电抗(标幺值) cos? QF—50—2型 QFSN-300-2 50 300 10.5 20 3.44 1.01 0.85 0.85 0.124 0.171 本次设计内容装机容量装机4台,分别为供热式机组2×50MW, 凝气式机组2×300MW,所以可以选四台发电机。

3.3 变压器的选型

在发电厂中,用来向电力系统输送功率的变压器是主变压器。用于在两种电压等级之间起交换功率的变压器称之为联络变压器。

3.3.1.变压器容量的确定原则

当变压器为单元接线时,它的容量是发电机额定容量与本机组厂用负荷差值的1.1倍。分裂绕组变压器应该用于扩大单元接线比较合理,它的容量确定方法跟单元接线类似。主变压器容量和台数与主接线的形式相互影响,主接线形式最佳则主变压器的台数和容量的选型也会相对更优。不仅要从原始资料入手,还要看电力系统的发展规划,以及电压等级的大小和输送功率的多少,它们都对主变压器的选择有影响。容量选的大,比较浪费资源,不能将应有的作用发挥到极致,如果选的太小,又容易造成线路发生故障,导致严重损失。为此,在选择发电厂主变压器时,应遵循以下基本原则:

a.单元接线的主变压器容量应按下列条件中较大者选择。 b.发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后,留有10%裕度。

c.按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温升,在标准环境温度或冷却水温度不超过65K的条件进行选择。[6]浅谈

大容量机组主变压器的选择 王建方

该65℃是依据我国电力变压器标准,即在正常使用条件下,

油浸变压器在连续额定容量稳态下的绕组平均温度。

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(1)单元接线的主变压器:

Sn?(1?10%)PGN(1?KP)cos?GN(MVA)

式中 PGN--发电机的额定功率;

cos?GN--额定功率因数;

KP--厂用电率

该电厂#3、#4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:

Sn?1.1?300?(1?5%)0.85?368.8MVA

(2)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和系统间的主变压器的容量应考虑以下素: a.在发电机全部工作并且满足其供电的日最小负荷的情况下,主变

压器应该在去除厂用负荷后将母线上剩下的容量(有功和无功)输入到系统里。

b.在检修发电机电压母线上连着的最大一台机组时,或者热负荷的

变动使得本厂的输出功率被限制时,则主变压器需要具有从电力系统倒送功率的特点,这样才能满足电压母线的要求。

c.当有两台或者更多的主变压器接在发电机电压母线上时,由于某

种原因,最大容量的一台机组退出了运行,那么其余的主变压器为了满足运行要求,至少要输送大于70%的母线剩余功率。

综上,本设计各电压等级计算结果如下: a.10KV电压等级下的最大容量

S?(SG?SG?5%?Smin)?0.7/0.85?(50?50?0.05?15)?0.7/0.85?26.765MVA b.220KV 电压等级下的最大容量

S?Smax250??294.12MVA 0.850.85 c.500KV电压等级下的最大容量

S?(S10max?S220min)/0.85?(20?200)/0.85?258.82MVA

从上述计算结果可知低压侧的容量为最大,故以此为基准可以选择一个三绕组的变压器.

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3.3.2.变压器台数的确定原则

发电厂主变压器的台数与电压等级,接线形式,传输容量以及和系统的联系有密切关系,对于大中型火电厂在一种电压等级下,主变压器应不少于2台,而中小型发电厂,只装一台主变压器。

3.3.3.绕组连接方式的确定

变压器的连接方式必须和系统电压相位一致,否则无法并列运行。Y型和△型是电力系统中最常见的绕组连接方式,但是具体如何排列组合高中低三侧绕组视实际情况而定。

三相变压器的三个绕组在相同电压的条件下可以连接成星型、三角型、曲折型,通常,以字母Y、D或Z表示高压绕组,字母y、d 或z则表示中低压绕组。如果星型连接或曲折型连接的中性点是引出的,则分别以YN、ZN表示,带有星三角变换绕组的变压器,应在两个变换间以“-”隔开。

Y型绕组连接方式在我国110KV及以上的电压等级中,变压器绕组采用此种方式。35KV以下电压,变压器绕组都采用△连接。

3.3.4.变压器调整方式的选择

变压器有分接头,用作电压调整,即通过分接开关切换至不同的档位,改变了变压器的变比,从而改变电压。有两种切换方式,其中一种切换后电压调整范围在?5%左右,因为它不带负荷切换,故可以称为无励磁调压,另一种是带负载切换,称为有载调压,调整范围可达20%-30%。一般变压器在110KV以下电压等级时才考虑有载调压方式。综合考虑发电厂的发电机运行出力变化不大,所以在本次的设计中采用的变压器调整方式是无励磁调压。

3.3.5.变压器的选型

500KV发电机侧变压器 SFP-360000/500

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表4 SFP-360000/500型变压器参数

额定容量(KVA) 额定电压(KV) 高压 360000 525 低压 18 16 阻抗电压(%) 损耗(W) 空载 225 短路 1060

500KV母线侧变压器OSFPSZ-360000/500

表5 OSFPSZ-360000/500型变压器参数

额定容量(VA) 额定电压(KV) 高中 360000 高低 阻抗电压(%) 负载损耗(W) 中低 高中 高低 中低 高中 高低 中低 10 10 26 41 800 550 246?10%

3.4 电气设备的配置

3.4.1断路器的配置

断路器实际上是一种开关设备,在正常工作情况下接通电路,故障条件下则断开电路以保护线路。SF6断路器和真空断路器目前应用广泛,少油断路器因其成本低,结构简单,依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中,压缩空气断路器和多油断路器基本被淘汰。

3.4.2隔离开关的配置

隔离开关在10KV配电装置中的每回出线都应该装设,因为10KV出线上装设有电抗器来限制短路电流,并且断路器和电抗器为不同供电用户所共用。

1.接在变压器因出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。

2.当避雷器和电压互感器同时都接在母线上时,只需合用一组隔离开关。 接在母线上的避雷器和电压互感器可以合用一组隔离开关。

3.一组断路器应该配置两个隔离开关,在检修线路时,由于断路器的灭弧能力,应先断开断路器,隔离电源,防止事故发生。

4.当普通型变压器的接地方式为中性点直接接地时,应该通过隔离开关来接地。


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