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选用双绕组变压器。
3.主变调压方式的选择
为了保证发电厂的供电质量,电压必须维持在允许范围内,通过主变的分接开关切换,改变变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比,实现电压调整。切换方式有两种:一种是不带电切换,称为无载调压。调整范围通常在±2×2.5%以内;另一种是带负荷切换,称为有载调压。调整范围可达30%,但结构复杂,价格昂贵,只有在两种情况下才予以选用:接于出力变化大的发电厂主变压器,特别是潮流方向不固定,且要求变压器二次电压维持在一定水平时;接于时而为送电端,时而为受电端,具有可逆工作特点的联络变压器,为保证供电质量要求母线电压恒定时。
为了满足用户的用电质量和供电的可靠性,220KV及以上网络电压应符合以下标准:
①枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定,可为电网额定电压的1~1.3倍,在日负荷最大、最小的情况下,其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%,事故后不应低于电网额定电压的95%。
②电网任一点的运行电压,在任何情况下严禁超过电网最高电压,变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%~100%。
由于该电厂通过四回220KV线路分别与两个变电站相连,调节范围较小,一般在±5%以内,一年只能调节1~2次,故本次设计选用无载调压变压器。
4.联接组的选择
发电厂中大多数大容量主变压器都采用Y,d接线或者Y,y,d接线。其低绕组总是接成三角形。如果没有这个Δ绕组,变压器铁芯中的主磁通就会形成平顶波,其中包含较大的三次谐波磁通分量,会使变压器铁轭部件及油箱等磁通物体产生附加铁损,从而降低变压器的效率并引起局部过热。另一方面,线路上如果出现三次谐波电流则会对通信线路造成干扰。同时Δ绕组内部流通的三次谐波电流,对主磁通中的三次谐波分量产生强烈的去磁作用,从而使主磁通的波形变为正弦波,也使各相电压波形为正弦波。
全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点,而且全星形接法,零序电流没有通路,相当于和外电路断开,即零序阻抗相当于无穷大,对限制单相及两相接地短路都有利,同时便于接消弧线圈限制短路电流。但是三次谐波无通路,将引起正弦波的电压畸变,对通讯造成干扰,也影响保护整定的准确度和灵敏度。如果影响较大,还必须综合考虑系统发展才能选用。我国规定110KV以上的电压等级的变压器绕组常选用中性点直接地系统,变压器都采用Yo连接;而且要考虑到三次谐波的影响,会使电流、电压畸变,采用△接法可以消除三次谐波的
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影响,35KV以下电压变压器都采用Δ连接。故本次设计选用Yo/△-11接线的变压器。
5.主变压器冷却方式的选择
主变压器一般采用的冷却方式有:自然风冷却,强迫油循环风冷却,强迫油循环水冷却。
自然风冷却:一般只适用于小容量变压器。
强迫油循环水冷却,虽然散热效率高,节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件,冷却器的密封性能要求高,维护工作量较大。所以,选择强迫油循环风冷却。 本次设计变压器选择结果(见下表)
型号 SFP7-150000/220 SFP7-240000/220 额定电压(KV) 高压 242±2×2.5% 242±2×2.5% 额定容量联接组标号 Yo/△-11 Yo/△-11 损耗(KW) 短路 450 630 空载 140 200 阻抗电压(%) 12-14 12-14 空载电流(%) 0.8 0.7 低压 (MVA) 13.8 13.8 150 240 6.水库管理处变压器选择
该电厂发电机出口,除了接有厂用变外,还接有为水库管理处的船闸及泄洪闸提供电力的3150KVA,13.8/6KV两台变压器。选择环氧树脂浇注干式电力变压器,冷却方式为自然空气冷却。(见下表)
型号 SC-3150/13.8 额定电压(KV) 高压 13.8±2×2.5% 额定容量联接组标号 △/Yo-11 损耗(KW) 负载 23 空载 5.4 阻抗电压(%) 7 空载电流(%) 1.1 低压 (KVA) 6.3 3150 第三章 电气主接线设计
3.1 电气主接线的设计
主接线是电厂电气设计的主体,它是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路,也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体,枢纽条件,电站动能参数以及电站运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此,必须正确处理好各方面的关系。
电气主接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。
一、可靠性:安全可靠是电力生产的首要任务,保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求,而且也是电力生产和分配的首要要求。
1、主接线可靠性的具体要求:
(1)断路器检修时,不宜影响对系统的供电;
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(2)断路器或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,并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电;
(3)尽量避免电厂全部停运的可靠性。
二、灵活性:主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。
(1)为了调度的目的,可以灵活地操作,投入或切除某些变压器及线路,调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式,检修方式以及特殊运行方式下的调度要求;
(2)为了检修的目的:可以方便地停运断路器,母线及继电保护设备,进行安全检修,而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电;
(3)为了扩建的目的:可以容易地从初期过渡到其最终接线,使在扩建过渡时,无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。
三、经济性:主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。 (1)投资省:主接线应简单清晰,以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资,要能使控制保护不过复杂,以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资;要能限制短路电流,以便选择价格合理的电气设备或轻型电器;不要有多余的设备,性能也要适用即可;
(2)占地面积小,主接线要为配电装置布置创造条件,以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可,都采用三相变压器,以简化布置。
(3)电能损失少:经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量,避免两次变压而增加电能损失。 3.2 主接线的接线方式选择
电气主接线是根据电力系统具体条件确定的,它以电源和进出线为主体,在进出线路多时(一般超过四回)为便于电能的汇集和分配,常设置母线作为中间环节,使接线简单清晰、运行方便,有利于安装和扩建。而本厂各电压等级进出线均超过四回,采用有母线连接。
1.单母线接线
单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便,便于扩建和采用成套配电装置等优点,但是不够灵活可靠,任一元件(母线及母线隔离开关)等故障或检修时,均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时,全部回路仍需短时停电,在用隔离开关将故障的母线段分开后,才能恢复非故障段的供电,并且电压等级越高,所接的回路数越少,一般只适用于一台主变压器。
单母接线适用于:
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110~200KV配电装置的出线回路数不超过两回,35~63KV,配电装置的出线回路数不超过3回,6~10KV配电装置的出线回路数不超过5回,才采用单母线接线方式,故不选择单母接线。
2.单母分段接线
优点:母线经断路器分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个供电电源;一段母线故障时(或检修),仅停故障(或检修)段工作,非故障段仍可继续工作.
缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作;进出线断路器检修时,造成该回路停电。
适用范围:
这种接线方式:适用于进出线不多、容量不大的中小型发电厂及变电所较为实用,具有足够的可靠性和灵活性。具体应用范围如下:
①6-10KV配电装置总出线回路数位6回及以上,每一分段上所接容量不宜超过25MW。
② 35-60KV配电装置总出线回路数为4-8回时。 ③ 110-220KV配电装置总出线回路数为3-4回时。 其接线形式如下图 3.单母分段带旁路母线接线
这种接线方式:适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为35~110KV的变电所较为实用,具有足够的可靠性和灵活性。
4.一个半断路器接线
两个元件引线用三台断路器接往两组母线上组成一个半断路器,它具有较高的供电可靠性和运行灵活性,任一母线故障或检修均不致停电,但是它使用的设备较多,占地面积较大,增加了二次控制回路的接线和继电保护的复杂性,且投资大。
5.双母线接线
双母线接线有两种运行方式:
(1)一组母线工作(带电),另一组母线备用(不带电),此时母联断路器断开。——这种运行方式相当于单母线接线。
(2)形成部分电源及部分负荷连接至一组母线而其他电源及负荷接至二母线,此时母联断路器接通。——相当于单母线分段(仅在操作瞬间断电),也叫固定连接形式
母联断路器的作用:
(1)当相应的双母线运行方式为一组工作,另一组母线备用且要求备用母
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线带电(进入工作状态),此时用母联断路器对备用母线进行验电并充电。
(2)当相应的固定连接形式下,此时母联断路器相当于分段断路器,起分段断路器的功能,使母线上功率平衡。
(3)当出线侧断路器需要检修时,可通过引入跨条,利用母联断路器去代替需要检修的断路器。
双母线接线的优缺点:
优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后,能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便.
缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电,造价高。 适用范围:
① 6~10kV配电装置,当短路电流较大,出线需要带电抗器时
② 35~63kV配电装置,当出线回路数超过8回时,或连接的电源较多,负荷较大时
③ 110~220kV配电装置出线回路数为5回及以上时,或当110~220kV配电装置在系 统中居重要地位,出线回路数为4回及以上。
6.带旁路母线的双母线接线
双母线加旁路母线应设专用旁路断路器,规定220KV线路出线回路数为4回及以上;110KV线路回路数为6回及以上;35KV线路回路数为8回及以上。当220KV出线在5回以上,110KV出线为7回以上时,规定一般应装设专用旁路断路器。另外,我国曾特别规定110-220KV枢纽变电站,当220KV出线为4回或110KV出线为6回时,也可装设旁路断路器。
为了保证双母线的配电装置,在进出线断路器检修时(包括其保护装置和检修及调试),不中断对用户的供电,可增设旁路母线,或旁路断路器。
当110KV出线为7回及以上,220KV出线在4回以下时,可用母联断路器兼旁路断路器用,这样节省了断路器及配电装置间隔。
双母线带旁路母线接线的适用范围:
110-220KV配电装置的出线送电距离较长,输送功率较大,停电影响较大,且常用的少油断路器年均检修时间长达5-7天,因此较多设置旁路母线。如采用检修周期长达20年的SF6断路器,亦不必设置旁母。对于在系统中居重要地位的配电装置,对于总愦电回路有六回以上的110KV 变电所,220KV(4回及以上)也可装专用旁路断路器,同时变电所主变压器的110-220KV侧断路器也应接入旁路母线。而对于发电厂,因仅限断路器可配合发电机检修时进行检修,因此常不接入旁路母线。因为不仅要改调保护定值还要切换差动电流互感器,如果不慎,将造成CT开路甚至使保护误动。
当110KV配电装置为屋内型(或屋外型但出线数较少)时,为减少投资可
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