火电厂毕业设计论文说明书

第一部分 设计说明书

1 电气主接线的基本要求及设计原理

1.1对发电厂在电力系统中的地位、作用、及电力用户的分析

待建发电站在城市远郊，在发电厂附近有地区负荷，220KV架空出线4回，不同分段上与系统连接，110KV架空出线2回，每回输送功率20MW。10KV电缆出线6回，每回输送功率2MW。

1.1.1保证必要的供电可靠性和电能质量

(1) 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠性和电能质量是对主接线最基本的要求。停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更加严重，往往比少发电能的价值大几时倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损害司和政治影响，更难以估量。因此主接线的接线形式必须保证供电可靠。

(2) 必须具有一定的灵活性和方便性

电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。

(3) 具有经济性

在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费和运行费为最少，相应注意节约占地面积和搬迁费用，在可能和允许条件下应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。

1.1.2电气主接线的设计原则

主接线的设计是一个综合性问题，根据设计任务书提出原始资料为依据，以国家经济建设方针、政策及有关技术规范规程为准则，全面的综合分析，对主接线方式进行初选。具体应注意以下几个问题：

(1) 发电机的容量和台数的考虑。 (2) 电压等级及接入方式的考虑。

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(3) 保证负荷供电可靠性考虑 (4) 其他方面的综合考虑

1.2 电气主接线方式的比较

1.2.1 拟采用的主接线方式的比较

方案一 简图如下：

方案一中2台50MW发电机采用扩大单元接线方式，这种接线大大减少了电器的数量，简化了配电装置的结构，降低了工程投资。同时也减少了故障的可能性，降低了短路电流值。当某一元件故障或检修时，该单元全停。3台25MW发电机经2台3绕组变压器升至110KV，110KV侧出线2回，当只有2台变压器和2条线路时，采用桥行接线。这种接线相当2个变压器-线路单元接线增加一个桥连接，桥上布置一台桥断路器及其两侧的隔离开关。4条回路只用3台断路器，是最经济的接线形式。 方案二 简图如下：

方案二中2台50MW发电机采用扩大单元接线，这种接线可靠性相对较高，

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但选用设备较方案一多，造价比较高，维护检修成本也相应加大。

1.2.2 主接线方案的技术经济比较

在充分研究原始资料的基础上，先提出若干个基本可行的主接线方案，经分析评价逐渐淘汰，最后仍有几个方案都能满足技术要求时，需进一步作方案的经济比较。

经济比较主要是对方案的综合总投资、年运行费用和方案综合比较三方面内容，确定出最佳主接线方案。

(1) 计算综合投资。包括变压器综合投资、配电装置综合投资、输电线路综合投资等。

(2) 计算年运行费用。包括设备折旧费、维修费和电能损耗费三项。 (3) 各方案的综合比较。有静态比较和动态比较两种。

电气主接线的技术比较，主要是比较各方案的供电可靠性和运行灵活性。 (1) 对电气主接线可靠性的一般考虑。

① 运行实践是电气主接线可靠性的客观衡量标准。 ② 可靠性的概念不是绝对的。

(2) 一般衡量主接线可靠性的具体标志。

断路器检修时，能否不影响供电。

① 线路、断路器甚至母线故障时以及母线检修时，停运的回路数和停运时间的长短，能否保证对重要用户的供电。 ② 厂或变电所全部停运的可能性。

(3) 对大机组超高压主接线提出的可靠性准则。

① 何断路器检修，不得影响对用户的供电。

② 任何一台进出线断路器故障或拒动，不应切除一台以上机组和相应线路。

③ 任何一台断路器检修并与另一台断路器故障或拒动相重合，以及当分段或母联断路器故障或拒动时，不应切除两台以上发电机组，不应切除两回以上超高压线路。

④ 一段母线故障（或连接于母线上的进出线断路器故障或拒动），宜将故障范围限制到不超过整个母线的四分之一；当分段或母联断路器故障时，其故障范围宜限制到不超过整个母线的二分之一。

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⑤ 经过论证，在保证系统稳定和发电厂不致全停的条件下，允许切除两台以上300MW机组或故障范围大于上述要求。 (4) 电气主接线可靠性的计算。

(1) 假设采用单母线接线其具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建等优点，但可靠性和灵活性较差。当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，必须断开全部电源，造成全厂停电。

(2) 假设采用单母线分段加旁路接线，虽然此接线具有足够的可靠性和灵活性，但其配电装置和运行复杂，且出线回路不能太多，否则，由于母线隔离开关检修机会增多，使母线停电频繁。

(3) 假设采用双母线接线，它具有两组母线：工作母线和备用母线。每回路都经台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器连接，称为双母线接线。有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高，其特点如下：① 检修任一母线时，不会停止对用户连续供电。② 运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同运行方式。③ 线路断路器检修，可临时用母联断路器代替。④ 在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作，当个别回路需要独立工作或进行试验时，可将该回路单独接到备用母线上运行。当线路利用短路方式熔冰时，亦可腾出一条母线作为熔冰母线，不致影响其他回路工作。

1.2.3 结论

本工程采用2台50MW机组以发电机－变压器扩大单元接线形式接入220kV升压站母线；其余3台25MW机组采用发电机出口母线的形式经三绕组变压器升压至110KV。发电机与主变之间的连接采用槽型铝母线。220kV配电装置采用双母线接线。发电机－变压器单元接线的优点是接线简单，设备最少，不需高压配电装置。它的缺点是线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时，线路停运。 电气主接线见附图。

1.3 主变压器台数、容量的选择

1.3.1 具有发电机电压母线的主变压器

连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器容量，应按下列条件计算：

(1) 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，但不考虑最小负荷情况。

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(2) 电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统供给发电机电压的 最大负荷。

(3) 限制本厂输出功率时，能供给发电机电压的最大负荷。

1.3.2 单元接线的主变压器

发电厂如果没有发电机电压负荷，采用发电机—变压器单元接线时，主变压器容量只要和发电机容量相配套即可。

发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件选择：

(1) 按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的余度。 (2) 按发电机的的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。当采用扩大的单元接线时应采用分裂绕组变压器，其容量应等于按上述(1)或(2)算出的两台机容量之和。

1.3.3 主变压器型式的选择

相数的选择

选择主变压器相数时，应考虑以下问题：

(1) 在330V及以下电压系统中，一般都选三相变压器。以为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大。同时，配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。

(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或单相变压器。

1.3.4 绕组数量和连接方式的选择

(1) 双绕组还是三绕组变压器，普通型还是自耦型，发电厂如以两种升高电压向用户供电或与系统连接时，可以采用双绕组或三绕组变压器。一般应优先考虑采用三绕组变压器。

(2) 在考虑系统或机组的并列同期要求以及三次谐波的影响等因素，主变压器接线组别一般都选用Y/△-11常规接线。

1.3.5 主变压器选择结果

根据设计任务书的要求，系统为220kV的电压等级,需要2台主变压器接为三绕组变压器，1台主变压器接为两绕组变压器。#1,#2主变压器容量为63MVA，电压比 220±2x2.5%/110?2x2.5%/10.5 ，接线组别为 YN,yn0,d11 ，#3主变压

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