凝汽式火电厂一次部分课程设计Word下载.docx

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占主导作用和地位，主要是负责地区供电，而且年利用小时数为6000ha>

5000ha,又为火

电厂，在电力系统中将主要承担基荷，因此该电厂的电气主接线要求有较高的可靠性。

该

发电机端额定电压为20KV，电厂建成后以6KV电压供+给本厂负荷，厂用电为

6%。

以500KV电压等级供给系统，架空线3回，属于I级负荷，最大输送710MW，Tmax＝6000h/a并以220KV电压等级供给负荷，架空线5回，也属于I级负荷，最大输送330MW，Tmax＝6000h/a。

并且本设计需要做到的技术指标要求保证供

电安全、可靠、经济，且功率因数达到0.9。

（2）电力系统情况

该发电厂在电力系统中的作用与地位为地区电厂，地区电厂靠近城镇，电力系统总装机容量为16000MW，短路容量为12000MVA，该发电厂联入系统的电压等级为500KV。

（3）负荷分析

该发电厂有两个电压等级，其负荷分析分别如下：

220KV电压等级：

有架空线5回，备用一回，即六回出线，负荷类型为一级

负荷，最大输送330MW，最大负荷小时数为6000h/a，功率因数为0.9；

500KV

电压等级：

有架空线3回，即四回出线，负荷类型为一级负荷，最大输送710MW，

最大负荷小时数为6000h/a，功率因数为0.9。

由于两个电压等级所联负荷均为

一级负荷，且最大负荷小时数为6000h/a，故对主接线的可靠性要求很高。

（4）环境情况

由原始资料可知，当地海拔高600m，故可采用非高原型的电气设备。

当地

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年最高温度为40度，年最低温度为-32度，最热月平均最高温度为32度，最热月平均最低温度为25度，气象条件无其他特殊要求。

（5）设备情况

原始资料中给出了两台发电机的容量，这里对单台600MW发电机设备的型号进行选择。

根据原始资料中给出了发电机的容量，课选择出发电机的型号，选择结果如表1.1

表1.1

发电机参数

额定

次暂

额定

功率

暂态

负序

发电机

型号

电压

功率（MW）

态电

（KV）

因数

电抗

抗

G-1G-2

QFSN-600-2

20

600

0.90.203

0.26

0.20

71

112

型号含义；

2——2极

200/300

——额定容量

N

——氢内冷

F

——发电机

Q

——汽轮机

S

——水内冷

1.2主接线方案的拟定

1.2.1发电机-变压器单元接线

600MW发电机组大都采用发电机-双绕组变压器单

QS

QF

元接线，如图1.2所示。

这种接线开关设备少，操作简

T

便，有利于实现机、炉、电的集中控制。

由于省去了高

压配电装置，明显地减少了设备检修工作量，以及因不

设发电机电压级母线，在发电机出口可不装断路器，而

图1.2

发电机-双绕组变

压器单元接线

在发电机和变压器之间采用分相封闭母线，

使得在发电

机和变压器低压侧短路的几率和短路电流相对减小，避免了由于额定电流或短路

电流过大，使得选择出口断路器时，受制造条件或价格甚高等原因造成的困难。

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表1.3上海汽轮发电机有限公司

600MW发电机组主要技术规范

型号

相数

3相

型式

水氢压

额定氢压（MPa）

0.4

额定容量MVA

667

效率

99%

额定功率MW

短路比

0.54

最大连续出力MW

660

负序电抗

20.3%

功率因素（滞后）

0.9

零序电抗

9.59%

额定电压kV

直轴瞬变电抗

26.5%

额定电流A

19250

横轴瞬变电抗

39.5%

额定转速r/min

3000

直轴超瞬变电抗

20.5%

频率HZ

50

横轴超瞬变电抗

20.1%

1.3主接线方案

1）220KV电压等级：

出线为6回架空线路，承担一级负荷，为使其检修出线断路器时不停电，采用双母线带旁路母线的接线优点：

增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。

缺点：

多装

了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。

图1.4双母线接线方式

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2）500KV电压等级：

出线为4回架空线路，承担一级负荷，为了保证供电

可靠性，可采用双母线四分段接线或者一台半断路器接线。

但进出线共8回及以

下时，双母线四分段接线较贵（进出线6回时，共需10台断路器），占地面积大，

综上，我们选择一台半断路器接线。

图1.5一台半断路器接线

1.4厂用电接线方式的选择

厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等

一般要求外，尚应满足：

（1）充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。

（2）尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事

故。

对于200MW及以上的大型机组，厂用电应是独立的，以保证一台机组故障停运或其辅助机械的电气故障，不应影响到另一台机组的正常运行。

（3）便于分期扩建或连续施工，不致中断厂用电的供应。

对公用厂用负荷的供电，须结合远景规模统筹安排，尽量便于过渡且少改变接线和更换设备。

（4）对200MW及以上的大型机组应设置足够容量的交流事故保安电源。

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（5）积极慎重地采用经过试验鉴定的新技术和新设备，使厂用电系统达到先进性、经济合理，保证机组安全满发地运行。

1.4.1火力发电厂厂用电接线的设计原则

厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。

首先，应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；

其次，接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；

还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。

实践经验表明：

对于火电厂，当发电机容量在60MW及以下，发电机电压为10.5KV时，可采用3KV作为厂用高压电压；

当容量在100MW—300MW时，宜选用6KV作为厂用高压电压；

当容量在300MW以上时，若技术经济合理，可采用3KV

和10KV两段电压。

火电厂厂用电率较大，为了保证厂用电系统的供电可靠性与经济性，且便于

运行、检修，一般都采用“按炉分段”的接线原则，即将厂用电母线按锅炉的台

数分成若干独立段，既便于运行、检修，又能使事故影响范围局限在一机一炉，

不致影响正常运行的完好机炉。

低压380/220V厂用电的接线，对大型火电厂，

一般采用单母分段接线，即按炉分段。

1.4.2厂用电接线形式的拟定

600MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的有两种供电方案，见图1.6。

方

案Ⅰ（图1.6，a）为不设6KV公用负荷段，将全厂公用负荷分别接在各机组A、

B段母线上，而方案II（图1.6，b）为单独设置二段公用负荷母线，集中供全

厂公用负荷用电，该公用负荷段正常由起动备用变压器供电。

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启启

动备动备

厂用变厂用变

用高压器用高压器

压变压变

压器600压器600

去

6

66公用公用

66

（a）（b）

图1.6高压厂用电系统供电方案

（a）不设公用负荷母线；

（b）设置公用负荷母线

方案II的优点是公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独立性强，便于各机组厂用母线清扫。

其缺点是由于公用负荷集中，并因起动备用变压器要用工作变压器作备用（若无第二台起动备用变压器作备用时），故工作变压器也要考虑在起动备用变压器检修或故障时带公用段运行。

因此，起动备用变压器均较方案

I变压器分支的容量大，配电装备也增多，投资较大。

方案I的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上，供电可靠性高、投资

省，但也由于公用负荷接于各机组公用母线上，机组工作母线清扫时，将影响公

用负荷的备用。

另外，由于公用负荷分接于两台机组的公用母线上，因此，在#1

机发电时，必须也安装好#2机的6kV厂用配电装置，并用起动备用变压器供电。

由于二种方案各有优、缺点，应经过技术经济比较后选定。

而本设计采用上述方案II，厂用电压共分两级，高压为6kV，低压为380/220kV，厂用高压设全厂6kV公用厂用母线。

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2变压器的选择

变压器的选择包括容量、台数、型式和结构的选择。

（1）单元接线的主变压器容量的确定原则

单元接线时主变压器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。

采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容

量亦应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。

两台主变压器的容量为600-600×

6%=564MW，600MW发电机的功率因素为

0.9，所以这两台变压器的容量为564×

（1+0.1）/0.9=689.3MVA

（2）连接两种升高电压母线的联络变压器的确定原则