电气工程及其自动化专业实习总结.docx

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电气工程及其自动化专业实习总结

广东工业大学自动化学院

毕

业　

实

习

总

结

学习形式：

函授√　夜大　　脱产

学校：

　广东工业大学　

专　　业：

电气工程及其自动化

级　　别：

　2008级　　　

学生姓名：

　许茂生

学号：

0810********077

500kV福园变电站实习总结

本次实习目的主要是熟悉并了解500kV福园变电站的主要电气设备，通过学习理论知识，采用理论与实践相结合的方法对500kV福园变电站的主接线形式及其选择原则、主变压器型式及其选择方法进行分析，使自已能够更深入地掌握发电厂主接线形式、主变型式的选择与限制短路电流的方法。

一、500kV福园变电站的主接线形式

电气主接线采用发电机—主变压器单元制接线方式，发电机出口电压为20KV，由封闭母线直接连接主变压器，经主变压器升压后接入500KV系统。

发电机出口经封闭母线与主变压器及二台高压厂变连接，同时发电机出口由封闭母线直接与励磁变连接，厂变A低压侧送至6kVA及B工作母线,厂变B低压侧送至6kVC工作母线，励磁变低压侧经励磁系统控制整流后送到发电机转子供励磁。

采用发电机—主变压器单元接线有以下优点：

1）接线简单，开关设备少，操作简便；

2）故障可能性少，可靠性高；

3）由于没有发电机电压母线，无多台发电机并列，发电机出口短路电流有所减少。

4）发电机出口无断路器及汇流母线，配电装置结构简单，占地少，投资省。

其缺点：

单元中任一元件故障或检修都会影响整个单元的工作。

而接入电网系统的500kVGIS汇流母线采用3/2断路器接线主接线方式，即每2条回路共用3台断路器（每台回路一台半断路器），每串中间一台断路器为联络断路器。

正常运行时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电。

因此，具有很高的的可靠性和灵活性。

采用此接线形式主要是由于其具有以下的优点：

1）任一母线故障或检修（所有接于该母线上的断路器断开，），均不致停止供电。

2）当同一串中有一回出线、一回电源时，在两组母线同时故障或一组检修另一组故障的极端情况下，功率仍能经联络断路器继续输送。

3）除了联络断路器内部故障时（同串中的两侧断路器将自动跳闸）与其相连的两回路短时停电外，联络断路器外部故障或其他任何断路器故障最多停一个回路。

4）、任一断路器检修都不致停电，而且可同时检修多台断路器。

5）运行调度灵活，操作、检修方便，隔离开关仅作为检修时隔离安全隔离电器。

#3#4机组发电机—主变压器单元主接线上的设备选型相同。

与主变压器连接的各回路电气设备的型号、性能及主要参数如下：

表1、#3-4发电机参数表

厂名

珠海金湾

型号

QFSN—600—2

额定容量

667MVA

额定功率

600MW

功率因数

0.9（滞后）

出厂编号

制造厂家

上海汽轮发电有限公司

定子

额定电压

20KV

转子

励磁电压

407V/139V

额定电流

19250A

励磁电流

4145A/1480A

接线型式

Y

冷却方式

氢内冷

冷却方式

水氢氢

励磁方式

自并励静态励磁

接地方式

中性点经接高阻接地

强励倍数

≥2

响应比

≥3.58倍/秒

强励时间

≥10秒

直流电阻（

）

直流电阻（

）

直轴超瞬变电抗（不饱和值

，饱和值

）

21.12%，20.5%

直轴瞬变电抗（不饱和值

，饱和值

）

30.63%，26.5%

直轴同步电抗

215.5%

负序电抗（不饱和值

，饱和值

）

19.3%，20.3%

零序电抗（不饱和值

，饱和值

）

9.42%，9.59%

短路比

0.542

A相对地电容

0.21

负序电流承载能力（连续）

B相对地电容

0.21

负序电流承载能力（短时）

C相对地电容

0.21

发电机允许过电流

表2、#3-4主变参数表

厂名

珠海金湾

变压器号

#3-4主变

投产日期

容量

720MVA

容量比

相数

3相

电压比

525KV±2×2.5%/20KV

接线

Ynd11

电流

792/20785A

调压方式

无激磁调压

型式

SFP－720000/525

制造厂

常州东芝变压器有限公司

冷却方式

ODAF（强油风冷）

铁芯结构特点

双绕组

阻抗电压

15.6%

空载电流

0.14%（低压侧）

铁损

331.57KW

高压侧中性点接地

接地

铜损

1089.61KW

低压侧中性点接地

不接地

短路阻抗

59.17Ω

零序阻抗

59.88Ω

高压对低压绕组电容

16230PF

低压对高压绕组电容

35480PF

油顶温升

39.8K

绕组温升

37.4K

器身重

337t

绝缘油重

95t

充氮运输重

385t

总重

500t

表3、#3-4A高厂变参数表

厂名

珠海金湾

变压器号

A高厂变

投产日期

容量

31.5MVA

容量比

31.5/20-20MVA

相数

3相

电压比

20±2ⅹ2.5%/6.3-6.3KV

接线

D，yn1—yn1

电流

穿越909.3/1443-1443A、半穿越：

577.4/1833A

调压方式

无激磁调压

型式

SFF10-31500/20TH

制造厂

常州变压器有限公司

冷却方式

ONAN（67%）

ONAF（100%）（自循环风冷）

空载电流

不大于0.17%

穿越阻抗X1-2

7.33%

铁损+铜损

不大于22.31+133KW

半穿越阻抗X1-2’

16.50%

铁芯结构特点

分裂绕组

半穿越阻抗X1-2”

16.61%

中性点接地要求

高阻23Ω

分裂阻抗X2’-2”

37.0%

零序电抗

0.15Ω

分裂系数Kf

5.05

分裂绕组对高压绕组电容

13.6nF

高压绕组对分裂绕组1、2电容

14.61nF

油顶温升

39.2K

绕组温升

50.4K

表4、#3-4B高厂变参数表

厂名

珠海金湾

变压器号

B高厂变

投产日期

容量

25MVA

容量比

相数

3相

电压比

20±2ⅹ2.5%/6.3KV

接线

D，yn1

电流

721.7/2291A

调压方式

无激磁调压

型号

SFF-25000/20TH

制造厂

常州东芝变压器有限公司

冷却方式

ONAN（67%）

ONAF（100%）

空载电流

不大于0.16%

铁损

18.78KW

铜损

103.47KW

短路阻抗

7.88%

铁芯结构特点

双绕组

低压对高压绕组电容

16150PF

油顶温升

40K

绕组温升

43K

表5、#3-4励磁变参数表

厂名

珠海金湾

投产日期

型号

ZSCB9-6600/20

相数

3相

容量

6600KVA

短路阻抗

8.1%

电压比

20±2ⅹ2.5%/0.88KV

接线

Y，d11

电流

191A/4330A

调压方式

无激磁调压

型式

DTR306300

制造厂

顺德电气有限公司

发电厂中的主变压器主要是用于向电力系统输送功率的变压器，并具有升压作用。

单元接线中的主变压器的容量按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来选择，取厂用电率KP=5%,则金湾发电厂主变压器的容量SN=1.1PNG（1-KP）/COSØ=1.1X600（1-0.05）/0.9=696.7MVA.则主变压器额定容量应选取SN=720MVA.

二、金湾电厂主变压器型式的选择

主变压器型式的选择原则：

1、相数的确定

在330KV及以下的发电厂和变电所中,一般选用三相式变压器。

因为一台三相式较同容量的三台单相式投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。

如果受到制造、运输条件（如桥梁负重、遂道尺寸等）限制时，可选用两台容量较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器组。

在500KV及以上的发电厂和变电所中，应按其容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等，经技术经济比较后确定。

珠海金湾发电厂GIS出线架空线采用500KV高压输电，由于变压器的容量较大、厂区内扩建面积的限制以及考虑变压器损耗、投资小、厂区临海海上运输方便，且考察并借鉴其它电厂主变压器的选型经验，表明大容量三相变压器制造工艺已具有成熟的技术水平。

因此，综合考虑后选取三相式变压器。

2、绕组数的确定

1）、只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所，采用双绕组变压器。

2）、有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器（包括自耦变压器）。

（1）当最大机组容量为125MW及以下，而且变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上时（否则绕组利用率太低），应优先考虑采用三绕组变压器。

因为两台双绕组变压器才能起到联系三种电压级的作用，而一台三绕组变压器的价格、所用的控制电器及辅助设备比两台双绕组变压器少，运行维护也比较方便。

但一个电厂中的三绕组变压器一般不超过2台。

当送电方向主要由低压侧向中、高压侧，或由低、中压侧送向高压侧时，优先采用自耦变压器。

（2）当最大机组容量为125MW及以下，但变压器某侧绕组的通过容量小于变压器额定容量的15%时，可采用发电机—双绕组变压器单元加双绕组联络变压器。

（3）当最大机组容量为200MW及以上时，采用发电机—双绕组变压器单元加联络变压器。

其联络变压器宜选用三绕组（包括自耦变压器），低压绕组可作为厂用备用电源或启动电源，也可用来连接无功补偿装置。

（4）当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，以限制短路电流。

（5）在有三种电压的变电所中，如变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器容量的15%及以上，或低压侧虽无负荷，但需在该侧装无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。

当变压器需要与110kV及以上的两个中性点直接接地系统相连接时，可优先选用自耦变压器。

综上原则，根据金湾电厂的主接线的电压等级只有两种，且为发电机—变压器单元接线方式，故应选双绕组变压器。

3、绕组接线组别的确定

我国电力变压器的三相绕组所采用的连接方式为：

110kV及以上电压侧均为“YN”或“YN，d11”，即有中性点引出并直接接地；35kV作为高、中压侧时都可能采用“Y”，其中性点不接地或经消弧线圈接地，作为低压侧时可能用“Y”

方式。

组别“I，I0”表示单相双绕组变压器，用在500kV系统。

一般情况是：

（1）6~500kV均有双绕组变压器，其接线组别为“Y，d11”或“YN，d11"、“YN，yno".下标0和11，分别表示该侧的线电压与前一侧的线电压相位差0°和330°。

（2）110~500kV均有三绕组变压器，其接线组别为“YN,y0,d11”、“YN，yn0,d11”

，“YN，yn0,y0”，“YN,d11—d11”（表示有两个“D”接的低压分裂绕组）及“YN，a0,d11”（表示高、中压侧为自耦方式）等。

组别“I，I0，I0”及“I，a0,I0”表示单相三绕组变压器，用在500kV系统。

故金湾电厂主变的绕组组别选取“YN，D11”。

4、结构型式的选择

三绕组变压器或自耦变压器，在结构上有两种基本型式。

（1）升压型。

升压型的绕组排列为：

铁芯—中压绕组—低压绕组—高压绕组，高、中压绕组间的相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。

（2）降压型。

降压型的绕组排列为：

铁芯—低压绕组—中压绕组—高压绕组，高、低压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。

金湾电厂的变压器属于升压型双绕组变压器，故其绕组结构排列为：

铁芯—低压绕组—高压绕组。

5、调压方式的确定

变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，改变绕组匝数而改变其变比来实现。

无励磁调压变压器的分接头较少，调压范围只有10%（22.5%），且分接头必须在停电的情况下才能调节；有载调压变压器的分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂、价格贵。

发电厂的主变压器主要做为升压变压器用，考虑到有载调压变压器的分接头多、结构复杂与投资较大因素，且发电厂的电压调节可由励磁调节来调整无功输出来实现。

因此，选取无载调压型变压器。

6、冷却方式的确定

电力变压器的冷却方式，随其型式和容量不同而异，冷却方式有以下几种类型。

（1）自然风冷却。

无风扇，仅借助冷却器热辐射和空气自然对流冷却，额定容量在10000kVA及以下。

（2）强迫空气冷却。

简称风冷式，在冷却器间加装数台电风扇，使油迅速冷却，额定容量在8000kVA及以上。

（3）强迫油循环风冷却。

采用潜油泵强迫油循环，并用风扇对油管进行冷却，额定容量在40000kVA及以上。

（4）强迫油循环水冷却。

采用潜油泵强迫油循环，并用水对油管进行冷却，额定容量在120000kVA及以上。

由于铜管质量不过关，国内已很少应用。

（5）强迫油循环导向冷却。

采用潜油泵将油压入线圈之间、线饼之间和铁芯预先设计好的油道中进行冷却。

（6）水内冷。

将纯水注入空心绕组中，借助水的的不断循环，将变压器的热量带走。

金湾电厂主变容量选取为720MVA，考虑到设备工艺要求及结构复杂成本高、绝缘材料的绝缘水平等因素。

综合考虑，选取强迫油循环风冷却式比较经济且实用性强。

综上分析，金湾电厂主变压器选择为：

额定容量为720MVA，无激磁调压，接线组别为YN，D11，强迫油循环风冷式双绕组三相变压器。

3、金湾电厂限制短路电流的措施

发电厂限制短路电流的措施主要有：

1）选择适当的主接线形式和运行方式

在发电厂中，对适用采用单元接线的机组，尽量采用单元接线。

2）加装限流电抗器

加装普通电抗器：

母线电抗器与线路电抗器两种。

母线电抗器主要装于母线分段上或是主变压器低压侧回路中。

线路电抗器主要是装在各条输出线路中，限制负荷侧短路的短路电流影响电源侧母线或发电机机端设备的电流过大，保持电源侧母线或发电机机端有较高的残压而不致于电压过低，保持了较稳定的运行水平，同时使得设备可选轻型设备。

加装分裂电抗器，其比普通电抗器突出的优点：

正常运行时电压损失小和短路时有限流的作用。

3）采用低压分裂绕组变压器

用于发电机—主变压器扩大单元接线中，它可以限制发电机出口短路电流。

用作高压厂用变压器，两个分裂绕组分别接于厂用电不同的两段母线中，当厂用电母线侧短路，它可限制短路电流，使变压器高压侧及另一段母线有较高的残压，提高厂用电的可靠性。

金湾电厂采取限制短路电流的措施有：

1）、采用发电机—主变压器单元主接线形式。

2）、A高压厂变采用分裂变压器，分别为厂用6kVA、B工作段供电，提高厂用电的可靠性。

3）、A、B高压厂变中性点分别采取高阻接地，有效地限制厂用电系统接地短路电流。

4）、发电机中性点经消弧线圈接地，能够有效地限制接地短路电容电流。

4、金湾发电厂#3、#4机组的主接线图

五、实习小结

通过本次实习，使我能够更深刻地掌握了发电厂主接线的选择方法、主变压器的选择方法与发电厂采用限制短路电流的主要方法，同时也体会到其选择的目的与实际性作用。

与此同时，深刻地体会到通过本次的学历升级的学习，使我学习到了以前没有学到过的专业知识，掌握了自学的办法，提高了自已分析问题能力，意识到了日新月异的科学知识挑战性。

也正是如此，使得我不得不艰苦学习，不断地吸取并掌握新技术、新科学、新材料与新办法及其应用，巩固提高自已的专业技术知识水平与综合能力，方能更好地应用于工作当中，更好地服务于社会。

实习人：

张勇

2010-05-04