有新的公路、铁路通向矿区,交通方便。厂址附近有大河通过,水量丰富,属于5级地震区,厂址附近无严重空气污染;年平均温度+10℃,最高气温+38℃,最低温度-35℃。
1.4.2机组参数 锅炉: 4×HG-670/140-1 汽机:2×N200-130/535/535 发电机:4×QFSN-200-2 电力系统接线图,如图1-1
图1-1 电力系统接线图
1.4.3对原始资料的分析 根据原始资料,分析如下:
(1) 环境条件:本电厂处于5级地震区,在选择屋外配电装置以及电气设
备时应予以考虑;年平均温度+10℃,最高气温+38℃,最低温度-35℃,在选择导体与电器设备时应考虑温度修正系数。
(2) 本电厂容量为43200MW=800MW,因此该厂为大型火力发电厂;本电
厂所在的电力系统容量为43200+23300+23300+23100MW=2200MW,本厂占比36.4%,所以本电厂在电力系统中占有重要的地位,主要承担基本负荷,且本电厂通过7回220KV的线路与系统连接。
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2变压器的选择
2.1发电厂主变压器容量、台数、型号和参数的确定 主变压器容量、台数直接影响主接线的的形式和配电装置的结构。它的确定应综合各种因素进行分析,做出合理的选择。
2.1.1具有发电机电压母线接线的主变压器容量、台数、型号和参数的确定 (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无功容量送入系统。
(2)当接在发电机电压母线上最大一台发电机组停用时,主变压器应能从系统中倒送功率,以保证发电机电压母线上最大负荷的需要。
(3)根据系统经济运行的要求而限制本厂输出功率时,能供给发电机电压的最大负荷。
(4)发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台。对装设两台或以上主变压器的发电厂,当其中容量最大的一台因故退出运行时,其它主变压器在允许正常过负荷范围内,应能输送母线剩余功率的70%以上。
2.1.2单元接线的主变压器容量的确定
单元接线时变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后,留有10%的裕度来确定。采用扩大单元时,应尽可能采用分裂绕组变压器,其容量亦应等于按上述(1)或(2)算出的两台发电机容量之和。
2.2相数的选择
2.2.1发电厂 变压器相数的选择 变压器选择三相或单相,主要考虑变压器的制作条件、可靠性要求及运输条件等因素。特别是大型变压器,尤其需要考察其运输可能性,保证运输尺寸不超过隧道、涵洞、桥东的允许通过限额,运输重量不超过桥梁、车辆、船舶、等运输工具的允许承载能力。
变压器选择的原则
(1)但运输条件限制时,在330kv及以下的发电厂,均选用三相变压器。 (2)当发电厂与系统连接的电压为500kv时,宜经技术经济比较后,确定选用三相变压器、两台半容量三相变压器或单项变压器组。对于单容量为300MW,并直接升到500kv的,宜选用三相变压器。
2.3绕组数量和连接方式的选择 2.3.1发电厂主变压器绕组的数量
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(1)最大机组容量为125MW及以下的发电厂,当有两种升高电压向用户供电或与系统连接时,宜采用三相绕组变压器,每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%及以上。两种升高电压的三绕组变压器一般不超过两台。因为三绕组变压器比同容量上绕组变压器的价格高出40%~50%,运行检修比较困难,台数过多时会造成中压侧短路容量过大,且屋外配电装置布置复杂,故对其使用要给予限制。
(2)对于200MW及以上机组,其升压变压器一般不采用三绕组变压器。因为在发电机回路,及厂用分支回路均采用分相封闭母线,供电可靠性很高,而大电流的隔离开关发热问题比较突出,特别是设置在封闭母线中的隔离开关问题更多;同时发电机回路断路器的价格极为昂贵,故在封闭母线回路里一般不设置断路器和隔离开关,以提高供电的可靠性和经济性。此外,三绕组变压器的中压侧,由于制造上的原因一般不希望出现分接头,往往只制造死接头,从而对高中压侧调压及负荷分配不利。这样采用三绕组变压器就不如用双绕组变压器加联络变压器灵活方便。
2.3.2绕组连接方式
变压器绕组的连接方式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Y和△,高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压,变压器绕组都采用Y连接;35KV亦采用Y连接,其中性点经消弧线圈接地。35KV以下电压,变压器都采用△连接。由于35KV采用Y型连接,与220KV、110KV系统的相电压角移为0°(相位12点),这样当电压比为220/110/35KV,高中压为自偶连接时,变压器的第三绕组连接方式就不能用三角型连接,否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现三个或两个绕组全星形接线的变压器,全国投运这类变压器约为40~50台。
2.4根据原始资料比较选择
(1)根据主变压器相数选择原则:当不受运输条件限制时,在330KV及以下的发电厂和变电所,均应选用三相变压器。本次设计中,厂区地势较不平坦,地质条件好,有新的公路、铁路通向矿区,交通方便。故应选用三相变压器。
(2)根据主变压器绕组数确定原则:只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂,采用双绕组变压器。本次设计中,电厂生产的电能除用于厂用外,全部以7回220KV线路送入系统,故采用双绕组变压器。
(3) 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,所以不设发电机母系,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,本厂主变压器选用三相式变压器4台。
(4)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:
SN≈1.1PNG(1-KP)/ cosφ =1.13200(1-0.08)/0.85
=238.12MVA
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参照220KV双绕组变压器技术数据,选择主变压器如下: 型号 额定高压 低压 空载短路 空载 阻抗总重 台数
容量(KV) 损耗电流电压(t) (kVA) (KW) (%) (%) 240000 242+1-34*2.5% 15.75 200 630 0.7 14.0 251 4 SFP7-240000/220
2.5厂用变压器选择
2.5.1厂用变压器选择原则 1、变压器、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应。 2、连接组别的选择,宜使同一电压级的厂用工作、备用变压器输出电压的相位一致。
3、阻抗电压及调压型式的选择,宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内,厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的±5%。
4、变压器的容量必须保证常用机械及设备能从电源获得足够的功率。 2.5.2厂用备用变压器的选择 1、厂用变压器的选择
按厂用电率确定厂用电主变的容量,厂用电率确定为Kp=8%, SNG=PNG3KP/cosφG=20038%/0.85≈20MVA;
选型号为:SFF7-31500/15.75,额定容量为:31500/2320000, 电压比为:15.75±232.5%/6.3-6.3,连接组别:D,d0-d0 台数:4台。
2、备用变压器的选择
启备变的容量为厂用变的总和,4320MVA= 80MVA,因此选用两台40MVA的变压器。
选型号为:SFFZ7-40000/220,额定容量为:40000 KVA, 电压比为:220±831.25%/6.3,连接组别:YN,d11-d11
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选型号为:SFFZ-32000/220,额定容量为:32000/2×16000 KVA, 电压比为:220±831.25%/6.9,连接组别:YN,d11-d11
3 电气主接线的设计
3.1 主接线方案的设计原则 对电气主接线的基本要求,概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面,下面简要分析一下。 3.1.1可靠性
可靠安全是电力生产的首要任务,保证供电可靠是电气主接线最基本要求。它可以从以下几方面考虑:
1、发电厂或者变电所在电力系统中的地位和作用; 2、发电厂和变电所接入电力系统的方式; 3、发电厂和变电所的运行方式及负荷性质;
4、设备的可靠性程度直接影响着主接线的可靠性; 5、长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。 3.1.2灵活性 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。
1、调度时,应操作方便的基本要求,既能灵活的投入或切除某些机组、变压器或线路,调配电源和负荷,又能满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求;
2、检修时,可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电;
3、扩建时,可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下,投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰,并且对一次和二次部分的改建工作量最少。
3.1.3经济性 主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理。一般从以方面考虑。
1、投资省;
2、占地面积少; 3、电能损耗少。
此外,在系统规划设计中,要避免建立复杂的操作枢纽,为简化主接线,发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。
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
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