4x3000MW发电厂初步设计毕业论文.doc

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1、山西大学工程学院毕业论文前言本设计是山西大学工程学院2009届电气工程及其自动化专业毕业生的毕业设计论文，课题为4300MW发电厂初步设计。通过这次设计，我们充分应用和巩固所学专业知识，如发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护等，进行实际运算，熟悉了它们的现场使用情况，达到理论运用于实际的目的，使我们各门专业课所学的知识能够融会贯通，达到学以致用之目的；并且加深了我们对在校期间所学知识的理解和掌握，提高了我们分析计算的能力，同时训练了我们的综合运用能力和创造能力，让我们在即将毕业参加工程实际工作之前得到电气设计工程师的初步训练，为今后的工作打下了坚实的基础。发电厂是电力系统的重要组成环

2、节，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本设计主要完成电气主接线设计、短路电流的计算、电气设备的选择和配电装置的选择等内容。本设计由岑志刚老师指导，李思思、白利雨、魏慧君、杜蕾、马宏鹏、严志、韩晶亮巩婷共同设计完成。在设计过程中，岑志刚老师在百忙之中提供了大量的资料和有益的建议，对此表示衷心的感谢！ 李思思 2011年3月 1 绪论1.1 国内外研究现状1.1.1 电力系统的国内外发展概况新中国成立以后，特别是改革开放以来，我国电力工业得到了迅速发展。在党中央、国务院的正确领导下，广大电力职工奋发图强，辛勤耕耘，中国的电力工业取得了令人瞩目的成就。1987年，全国电力装机容量迈上1亿千瓦台

3、阶；1995年突破2亿千瓦；到2000年底，全国电力装机容量已达3.19亿千瓦。从1949年到改革开放前的1978年，我国电力装机由185万千瓦增加到5712万千瓦，增长了29.9倍；年发电量由43亿千瓦时增加到2566亿千瓦时，增长了58.7倍。而从1978年到二十世纪末，我国电力装机和年发电量又分别增长了4.58和4.33倍。目前，我国的电力装机容量和年发电量均居世界第2位；我国的电力工业也已从大电网、大机组、超高压、高自动化阶段，进入了优化资源配置、实施全国联网的新阶段。我国是发展中国家，我国的电力工业长期以来依靠多家办电的政策，吸引了投资，促进了我国电力工业的发展；并通过引进、消化和吸

4、收和技术创新，极大地提高了电力的技术水平和装备水平；通过十年的坚持不懈的达标、创一流工作，大大提高了电力企业的管理水平，很多电力企业，尤其是一些发电厂的管理水平可以与发达国家的电厂的管理一比高低。但是，我国人均用电水平还很低，面临着继续快速发展的巨大压力。自从加入了WTO以后，国家电力公司已经确定了“建成控股型、经营型、集团化、现代化、国际一流的电力公司”的战略目标，并已在2000年跻身世界500强，2001年在世界500强中位居77位。中国加入WTO对电力工业来说，是机遇与挑战并存，机遇大于挑战。1.1.2 火电厂设计研究的国内外发展概况在我国乃至全世界范围，火电厂的装机容量占总装机容量的7

5、0左右，发电量占总发电量的80左右。截止目前为止，我国火力发电厂单机容量以30万千瓦和60万千瓦机组为主，浙江省温州市玉环县的华能玉环电厂正在投建4台100万千瓦发电机组，首台机组预计今年投产发电。其100万千瓦超临界火力发电机组主蒸汽压力为25兆帕，主蒸汽和再热蒸汽温度均为600度，这不仅在我国是最高参数，在世界上也处于最前沿水平。此前，上海电气与西门子合作制造的上海外高桥2台90万千瓦火力机组是我国第一个超临界百万级项目，首台机组已于2006年开始发电。1.2 原始资料及分析1.2.1 原始资料 见任务书1.2.2 原始资料分析神华神东新疆准东五彩湾发电厂工程位于新疆维吾尔族自治区昌吉回族

6、自治州吉木萨尔县境内。厂址位于准东五彩湾煤电化工业基地规划区内，北距吉木萨尔县城约86km（直线距离），公路里程约150km。厂址南距准东公路约4.55km，西距216国道约22km。厂址北侧为神华新疆能源有限责任公司准东矿区五彩湾露天煤矿，距边线约1km。本设计遵循火力发电厂设计技术规程SDJ84等有关的部分，设计技术规程，规定和规范。设计力争反映90年代国产化、先进化、现代化电厂水平，使阳泉第二发电厂设计与山西经济发展相适应，整个电气部分设计力争体现下列特点：(1) 全厂各部分技术方统一组织，相互协调，电气设计采用新技术，新设备，做到全厂整体供电规划合理，便于生产管理、运行和检修。(2)

7、电气设备布置采用整洁清晰的方案，既保持运行维护安全的指标，又安装强调布置美感。(3) 电气系统设计和设备选型上要优化，优选，克服常见病，多发病。(4) 根据我国国情讲求实效，适用，在技术水平上具有一定的先进性，体现机组整体运行和90年代时代水平。(5) 严格控制占地，做好电气方案的优化设计和电气设备的比价择优工作，讲究技术经济指标。2 电气主接线选择2.1 概述电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。本章以电气主接线的设计为中心，从工程的观点出发，介绍对主接线的基本要求、典型接线形式以及主要设备的作用、配置原则等。综合阐述了发电厂电气接线的特点和主接线的原则、

8、步骤等。2.1.1 主接线的设计原则(1) 发电厂在电力系统中的地位和作用这是主要因素，很大程度上决定了发电厂的主接线形式。如发电厂是系统的大型主力电厂，还是属于地区或企业的中小型电厂；是带基本负荷的电厂，还是只负责腰荷或调峰的电厂。各类发电厂在系统中的地位和作用不同，对于主接线的可靠性，选择性和灵活性的要求也不同。(2) 电厂的分期和最终建设规模发电厂的机组容量，应该根据电力系统规划容量，负荷增长速度和电网结构等因素进行选择，最大机组的容量以占系统总容量的810为宜，且以一个厂房内的机组其台数以不超过6台，容量等级以不超过两种为宜。本设计发电厂分为两期建设，最终建设规模为1800MW。总之，

9、我们设计的电气主接线基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针，政策，技术规定，标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠，调度灵活，满足各项技术要求的前提下，兼顾运行，维护方便，尽可能地节约投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。2.1.2 主接线的要求(1) 可靠性： 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是对电气主接线最基本的要求，电气主接线必须保证供电可靠。电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂是可靠的，而对另一些发电厂则不一定能满足可靠性要求。在分析电气主接线可靠性时，要考虑发电厂在系统中的地位和作用

10、，用户的负荷类型和性质，设备运行制造水平及运行经验等。通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几方面考虑： 发电厂或变电所在电力系统中的地位和作用 发电厂接入电力系统的方式 运行方式和负荷性质 设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性 长期实践运行经验的积累提高可靠性是主要条件(2) 灵活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变。灵活性包括以下几个方面： 操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，结构简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便运行人员掌握，不致在操作过程中出错。 调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故

11、时，要尽快的切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不致过多的影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。 扩建的方便性。对将来要扩建的发电厂和变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。尤其是火电厂和变电站，在设计主接线时要留有发展扩建的余地。设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，将来可顺利完成过渡方案的实施，使改造工作量最少。(3) 经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性要从以下几方面考虑： 节省一次投资。主接线应

12、简单清晰，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器数量，选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。 占地面积小。主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积小，同时应注意节约搬迁费用，安装费用。对大容量发电厂或变电站，在可能和允许条件下，应采取一次设计，分期投资，投建，尽快发挥经济效益。 电能损耗小。在发电厂或变电站中，电能损耗主要来自变压器，应经济合理的选择变压器的型式，容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。2.1.3 电气主接线的设计程序电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段，初步设计阶段和施工设计阶段等四

13、个阶段。在各阶段中随要求，任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路，方法和步骤基本相同。设计步骤和内容如下：(1) 工程情况，对发电厂类型、设计规划容量、单机容量和台数、最大负荷利用小时数及可能的运行方式等的分析。发电厂容量的确定与国家经济发展规划，电力负荷增长速度，系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系统中的地位和作用。在设计时，对发展的电力系统可优先选用较为大型的机组。但是最大单机容量不宜大于系统总容量的10，以保证在该机检修或故障情况下系统的供电可靠性。发电厂运行方式及利用小时数直接影响着主接线设计。承担基荷为主的发电厂，设备利用率

14、高，一般年利用小时数在5000小时以上；承担腰荷的发电厂，设备利用小时数在30005000小时；承担峰荷的发电厂，设备利用小时数在3000小时以下。不同的发电厂其工作特性不同。对于核电厂或300MW及以上的火电厂以及径流式水电厂等应优先担任基荷，相应主接线应保证可靠性。对于水电厂，其具有灵活的机动性，故其主接线应保证调度灵活。(2) 电力系统情况，及对电力系统近期及远景发展规划，发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等的分析。发电厂的总容量与电力系统容量之比如果大于15时，则就可认为该厂在系统中处于重要地位，应选择可靠性较高的接线方式

15、。以防一旦全厂停电影响系统供电的可靠性。主变压器和发电机中性点接地方式与电压等级，单相接地短路电流，过电压水平，保护配置等有关，其直接影响电网的绝缘水平，系统供电的可靠性和连续性，主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。我国规定：一般35千伏及以下电压系统采用中性点非直接接地方式（中性点不接地或经消弧线圈接地）；110千伏及以上的高压系统采用中性点直接接地方式。发电机中性点都采用非直接接地方式，目前广泛采用经消弧线圈接地方式或经中性点接地变压器接地。(3) 负荷情况，及对负荷的性质及其地理位置，输电电压等级，出现回路数及输送容量等分析。在设计中，对电力负荷的预测不仅应有短期负荷预测，

16、还应有中期负荷预测，对电力负荷预测的准确性直接关系着发电厂或变电站电气主接线设计成果的质量。发电厂承担的负荷应仅可能的让全部机组安全满发，并按系统提出的运行方式，在机组间经济合理的分配负荷，减少母线上的电流流动，让发电机运转稳定和满足电能质量要求。2.2 主接线的基本接线形式电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，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如发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟订有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。2

17、.2.1 可选方案的确定据原始资料可知：220kV出线为八回，主变进线四回，厂用高压起动/备用变两回，进出线共计十四回。按手册：对主接线的基本要求为：安全性、可靠性、灵活性经济性。根据该电厂的具体情况以及手册要求，对各种基本接线的具体分析如下：(1) 单母线接线依手册可知，单母线适用于220kV配电装置的出线回路数不超过2回，而该电厂的出线数为8回，所以单母线接线不可选。(2) 单母线分段接线根据手册，单母分段接线适用于出线回路数为34回，但可靠性不高，所以该接线也不可选。(3) 双母线接线依手册，该接线适用于220kV配电装置的出线回路数为5回以上时；或220kV配电装置在系统中居重要地位，

18、出线数为4回及以上时，所以双母接线可选。(4) 双母线分段接线（包括双母线单分段和双母线双分段）按手册，双母分段接线适用于220kV配电装置的出线回路数为1014回时，所以该接线可选。(5) 双母线带旁路母线接线依据手册可知：220kV线路输送功率较多、送电距离较远、停电影响较大，并且220KV少油断路器平均每台每年检修时间约需5天及7天，停电时间较长，一般需设置旁路母线或旁路隔离开关。而且220kV出线为5回及以上时，一般装设专用旁路断路器。所以双母线带旁路母线接线可选，并且设置专用旁路断路器。(6) 一台半断路器接线查手册得：在特殊情况下，个别大型电厂和枢纽变电所未接入500kV系统而接入

19、220kV系统，致使其220kV配电装置在系统中的地位特别重要而采用了超高压配电装置应用的一台半断路器接线可选。(7) 桥形接线按照手册，桥形接线适用于较小容量的发电厂，而该发电厂为大容量的电厂，所以桥形接线不可选。(8) 35角形接线根据手册可知：多角形接线适用于最终进出线为35回的110kV及以上配电装置，所以多角形接线不可选。2.2.2 可选方案的分析当220kV进出线回路数甚多时，双母线需要分段，分段原则是：(1) 当进出线回路数为1014回时，在一组母线上用断路器分段，称为双母线单分段接线。(2) 当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段，称为双母线双分段接线。(3)

20、为了限制某种运行方式下220kV母线短路电流或系统解列运行的要求时，可根据需要将母线分段。综合以上分析可知：符合原始资料和规程规定的方案有：方案1：双母线单分段接线(如图2-1) 图2-1 双母线单分段接线方案2：双母线双分段接线(如图2-2)图2-2 双母线双分段接线双母线单分段或双母线双分段克服了双母线接线存在全停可能性的缺点，缩小了事故停电范围，提高了接线可靠性。特别是双母线双分段接线比双母线单分段接线只多一台分段断路器和一组母线电压互感器和避雷器，占地面积相同，但可靠性提高明显。双母线双分段接线具有很高的可靠性，可以做到在任何双重故障情况下不致造成配电装置全停。这种接线在系统运行中也很

21、灵活，可以通过分段断路器或母联断路器将系统分别割成几个互不相连接部分，达到限制短路电流、控制潮流、缩小故障停电范围等目的。双母线双分段接线母线保护接线比单分段母线保护接线简单，可靠性也较高。容量为200MW及以下的机组，当发电厂总装机容量在800MW及以上，且220kV配电装置进出线回路数达1014回时，可采用双母线单分段接线，当发电厂总装机容量在1000MW及以上，且220kV配电装置进出线回路数达15回及以上时，可采用双母线双分段接线。方案3：双母线单分段带旁路接线(如图2-3) 图2-3 双母线单分段带旁路接线方案4：双母线双分段带旁母接线(如图2-4) 图2-4 双母线双分段带旁母接线

22、对于旁路母线的分析：加旁路母线虽然解决了断路器和保护装置检修不停电的问题，但旁路母线也带来了如下的负面影响： (1) 旁路母线、旁路断路器及在各回路的旁路隔离开关，增强了配电装置的设备，增加了占地面积，也增加了工程投资。 (2) 旁路断路器代替各回路断路器的倒闸操作复杂，容易产生误操作，酿成事故。(3) 保护及二次回路接线复杂。(4) 用旁路代替各回路断路器的倒闸操作，需要人来完成，因此带旁路母线的接线不利于实现变电所的无人值班。近年来，系统的发展，系统接线可靠性的提高，新技术、新设备的采用，使得采用旁路母线的环境发生了较大变化，主要有以下几个方面： 电力系统接线的可靠性有了较大提高，220k

23、V以下电网建设的目标是逐步实现N1或N2的配置。这样有计划地进行设备检修，不会对用户的供电产生影响，不需要通过旁路断路器来代替检修的断路器。 由于设备制造水平的提高，高质量的断路器不断出现，即使有时因操作机构故障需要停电检修，检修的时间也很短。因此，断路器本身需要检修的几率不断减少，而每次检修的时间又非常短，旁路母线的使用几率也在逐年下降。 由于继电保护装置的微机化，维护工作大量减少，需要停电维护的几率很小。特别是双重化配置的保护，可以一套保护运行、另一套保护停用更换插件，不需要旁路保护代替。 220kV及以下新设计的变电站，一般都按无人值班方式设计。旁路母线给无人值班带来不便。鉴于上述情况，

24、旁路母线的作用已经逐渐减弱了。作为电气主接线的一个重要方案，带旁落母线的接线已经完成了它的历史作用，现在已经成为一种过时的接线方式。新建工程中基本上不再采用带旁路母线的接线方式。方案5：一台半断路器接线(如图2-5)图2-5 一台半断路器接线优点： (1) 在母线故障或断路器失灵时，使停电范围局限到最小。 (2) 断路器检修时，不影响线路供电。 (3) 需要用地较少。缺点： (1) 不便于分段运行，系统构成方式的自由度较小。 (2) 串联接入设备（断路器、隔离开关、电流互感器等）的额定电流，根据不同情况需为双母线四分段接线方式的两倍。 (3) 由于存在着电流互感器的电流误差以及电压互感器的电压

25、消失等继电保护方面的问题，必须采取相应措施，从而使运行变的复杂起来。 (4) 在母线发生故障时，即使能避免一次停电，但由于潮流分配的原因，也会使系统稳定性发生问题。当断路器为六氟化硫型时，采用单母线或双母线的110kV220kV配电装置不宜设旁路设施。当一台半断路器接线达三串及以上时，进、出线不宜装设隔离开关。若一台半断路器接线达三串及以上，即使进、出线不装设隔离开关，也不致因进、出线回路检修而引起配电装置开环运行。以下是五种接线方式电气设备台数的比较：表2-1 电气设备台数比较电气设备双母线单分段双母双分段双母双分段带旁母双母单分段带旁母一台半断路器1518181624电压互感器171819

26、1816电流互感器168186186174162隔离开关4044454362综合以上分析，双母线双分段的供电可靠性完全能满足大机组要求，双母线双分段接线方式简单清晰，操作量少，满足运行要求，适当阳泉第二发电厂的地理环境条件，配电装置占地面积小，土石方量小，为此推荐主接线方案采用双母线双分段接线。主接线图见附录1。2.2.3 单元接线（发电机与母线间的接线）单元接线是无母线中最简单的形式，它有三种常用形式：发电机双绕组变压器单元接线，发电机三绕组变压器单元接线，发电机变压器线路单元接线。(1) 发电机双绕组变压器单元接线是大型机组广泛采用的接线形式。发电机出口不装断路器，为调试发电机方便可装设隔

27、离开关，对200MW以上机组，发电机出口采用分相封闭母线，为了减少开断点，也可不装断路器，但应留有可拆点，以便机组调试。该种接线避免了额定电流或短路电流过大，从而造成在选择断路器时受到价格和制造条件的限制。但其也有缺陷： 当主变压器或厂总变压器发生故障时，除了跳主变压器高压出口断路器外，还需跳发电机磁场开关。而大型发电机时间常数较大，从而即使磁场开关跳开后，在一段时间内通过发电机变压器组的故障电流仍很大；如果磁场开关拒跳，后果会更严重。 发电机定子绕组本身故障时，如果变压器高压侧断路器失灵拒跳，就只能通过失灵保护出口启动母线差动保护或发远方跳闸信号使线路对侧断路器跳闸；如果由于通道原因远方跳闸

28、信号失效，就只能由对侧后备保护来切除故障，从而造成切除时间大大延长，导致发电机，变压器严重损坏。 发电机故障跳闸时，会失去厂用工作电源，如果此时备用电源切换不成功，厂用电就面临中断危险。(2) 发电机三绕组变压器单元接线，此种接线适用于送电至2个等级电网的电厂。为了在发电机停止工作时，仍能保持和中压电网的联系，在变压器的三侧均应装断路器。(3) 发电机变压器线路单元接线：用于一机、一变、一线的厂或站。单元接线简单，开关设备少，操作简便，以及因不设发电机电压母线，而在发电机和变压器低压侧短路的几率和短路电流相对于具有发电机电压母线时有所减小。此外单元接线还有扩大单元接线： 发电机双绕组变压器扩大

29、单元接线：当发电机单机容量不大，且在系统备用容量允许时，为了减少变压器台数和高压侧断路器数目，并节省配电装置占地面积，将两台变压器与一台变压器相连接构成扩大单元接线。 发电机分裂绕组变压器扩大单元接线：通常单机容量仅为系统容量的12或更小，而电厂的升高电压等级又较高时采用此种接线。本设计中发电机容量为300MW，发电机出口短路电流很大，考虑到其他条件，故采用发电机双绕组变压器单元接线，且采用分相封闭母线。总之，本设计中发电厂主接线采用双母线分段接线，每台发电机分别连接在每一条母线上，四台发电机独立并列运行。3 主变压器选择3.1 概述在发电厂中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压

30、器。主变压器的容量，台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划，输送功率大小，馈线回路数，电压等级等因素，进行综合分析和合理选择。依据电力工程电气设计手册可知：发电机与变压器单元接线时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择：(1) 电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10的裕度。(2) 按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。根据原始资料可知：该电厂的单机 为300MW，发电机与变压器系用单元接线。设该电厂厂用电率为5。则：S=300/0.85（1-5）（1+10）=368.82MVA3.2 主变的选择3.

31、2.1 变压器相数的选择容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大、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。但是，由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，需要考虑其运输可能性。若受到限制时，则可选用单相变压器组，所以本设计采用三相变压器。3.2.2 变压器绕组数与结构的选择规程中：机组容量为200MW以上的发电机采用发电机-双绕组变压器单元接线接入系统。故本设计采用双绕组变压器。3.2.3 变压器绕组接线组别的选择变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则，不能

32、并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。在发电厂中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，根据以上变压器绕组连接方式的原则，本设计中主变压器组别一般都选用YN,d11常规接线。3.2.4 变压器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。通过变压器的分接开关切换，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，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%。其结构较复杂，价格较贵，只在以下情况下予以选用：(1) 接于出力变化大的发电厂的主变压器，特别

33、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;(2) 接于时而为送端，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。而本设计发电厂为地区性电厂，负荷变化不大，潮流方向固定，一直处于送端，固采用较便宜的无激磁调压变压器。3.2.5 变压器冷却方式的选择电力变压器的冷却随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。通常依靠装在变压器油箱上的片状或管形辐射式冷却器及电动机风扇散发热量的自然风冷却及强迫风冷却，适用于中、小型变压器；大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却。本设计变压器额度容量为368.82MVA，容量较大，故

34、采用强迫油循环风冷却。依据以上分析结果，查电力工程电气设备手册，选用型号为SFPT-370000/220的变压器，其技术参数如表3-1。表3-1 主变压器参数型号额定容量（kVA）额定电压（kV）阻抗电压（）SFPT-370000/220370000高压242+22.5%14%低压20对应四台主变压器机组，都选择SFPT-370000/220变压器。4 厂用电接线及设计4.1 概述4.1.1 厂用电概述发电厂在启动、运转、停运、检修过程中，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰、及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明用设备等都

35、属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。厂用电的可靠性，对电力系统得安全运行非常重要。提高厂用电可靠性的目的，是使电厂长期无故障运行，不致因厂用电局部故障而被迫停机。4.1.2 厂用电率厂用电的电量,大都由发电厂本身供给.其耗电量与电厂类型、机械化和自动化程度、燃料种类及燃烧方式、蒸汽参数等因素有关。厂用电量占发电厂全部发电量的百分之数，称为厂用电率。厂用电率是发电厂运行的主要经济指标之一。一般凝汽式火电厂的厂用电率58，热电厂为813，水电厂为0.51.0。本设计中厂用电率为5%。厂用电率:=100， 其中: 厂用变压器额度容量（MVA）发电机额定有功功率（MW）4.1.3 厂用电负荷分类厂

36、用电负荷，根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度，按其重要性可分为以下几类：(1) 类厂用负荷。凡是属于短时停电，可能波及人身和设备的安全，使生产停顿或发电量大幅度下降的厂用负荷，都属于类负荷。如火电厂的给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机等等。通常它们都设有两套设备互为备用，分别接到有两个独立电源的母线上，工作电源故障后，备用电源自动投入。(2) 类厂用负荷。允许短时停电（几秒至几分钟），恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷，均属于类厂用负荷。如火电厂的工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤设备和化学水处理设备等。一般它们均应由两段母线供电，并采用手动切换。(3) 类厂用

37、负荷。较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上的不方便的厂用负荷。如实验室、修配厂、油处理室的负荷。通常它们由一个电源供电，但在大型发电厂也常采用两路电源供电。(4) 事故保安负荷。在200MW及以上机组的大容量电厂中,自动化程度较高,要求在事故停机过程中及停机后一段时间内,仍必须保证供电,否则可能引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷。按对电源要求的不同它又可分为：直流保安负荷交流保安负荷。(5) 不间断供电负荷。在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中，甚至在停机后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷，称为不间断供电负荷。一般采用由蓄电池供电所的电动发电

38、机组或配电数控的静态逆变装置。4.2 厂用电接线的设计原则和接线形式4.2.1 对厂用电接线的要求厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证机组安全、经济地运行。厂用电接线应满足下述要求：(1) 各机组的厂用电系统应是独立的。在任何运行方式下，一台机组故障停运或其铺机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并要求受厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复运行。(2) 全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。在厂用电接线中，不应存在可能导致切断多于一个单元机组的故障点，更不应存在导致全厂停

39、电的可能性，应尽量缩小故障影响范围。(3) 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，尽可能的使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。(4) 充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。(5) 200MW及其以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。另外，还要设计符合电能质量指标的交流不间断电源，以保证不允许间断供电的热工保护和计算机等负荷的用电。4.2.2 厂用电接线的设计原则厂用电接线的设计原则与主接线的设计原则基本相同，主要有

40、：(1) 厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运行运转;(2) 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；(3) 厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷有本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单；(4) 设计时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，使厂用电接线具有可行性和先进性；(5) 在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接触方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。4.2.3 厂用电的电压等级厂用电的电压等级是根据法电机额定电压，厂用电电动机的

41、电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。在发电厂和变电站中，低压厂用电压采用380V，高压厂用电压有3、6、10kV等。为了正确选择高压厂用电的电压等级，需进行技术经济论证。(1) 按发电机容量、电压确定高压厂用电压等级； 容量在60MW及以下，发电机电压为10.5kV，可采用3kV作为厂用高压电压； 当容量在100300MW时，宜采用6kV作为厂用高压电压； 当容量在300MW以上时，若技术经济合理，可采用两种高压厂用电压，即3kV和10kV两级电压。(2) 按常用电动机容量、厂用电供电网络确定高压厂用

42、电压等级 发电机中拖动各种厂用机械设备的电动机，容量相差悬殊，从数千瓦到数千千瓦，而且与电动机的电压和容量有关。在满载技术要求的前提下，优先采用较低电压的电动机，以获得较高的经济效益；而高压电动机，制造容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、价格高、空载和负载损耗均较大，效率较低。但是，结合厂用电供电网络综合考虑，电压等级较高时，可选择截面较小的电缆或导线，不仅节省有色金属，还能降低供电网络的投资。 火力发电厂采用3kV、6kV和10kV作为高压厂用电压，其特点分述如下：(1) 3kV电压： 3kV电动机效率比6kV电动机约高1%15%，价格约低20%； 将75kW以上的电动机接到3kV电压母

43、线上，可使0.4KV低压厂用变压器容量和台数减少； 由于减少了380V电动机数量，使较大截面的电缆数量减少，从而减少了有色金属消耗量。(2) 6kV电压： 6kV电动机的功率可制造的较大，以满足大容量符合要求； 6kV厂用电系统与3kV厂用电系统比较，不仅节省有色金属及费用，而且短路电流宜较小； 发电机电压若为6kV时，可以省去高压厂用变压器，直接有发电机电压母线经电抗器供厂用电，以纺织厂用电系统故障直接威胁主系统并限制其短路电流。(3) 10kV电压： 10kV电动机的功率可制造的更大一些，以满足大容量负荷，例如2000kW以上大容量电动机的要求； 适用于300MW以上大容量发电机组，但不能

44、为单一的高压厂用电压，因为它不能满足全厂所有高压电动机的要求。300MW汽轮发电机组的厂用电压分为两级，高压为6kV，低压为380V。本设计中发电机容量为330MW，考虑到其他因素，设计中采用高压厂用电电压为6kV，低压厂用电电压为380V。4.2.4 厂用电源及其引接(1) 工作电源发电厂的厂用工作电源，是保证正常运行的基本电源。通常，工作电源应不少于两个。高压厂用工作电源（变压器及电抗器）应由发电机电压回路引线，并尽量满足炉、机、电的对应性要求（即发电机供给各自炉、机和主变压器的厂用负荷）。高压厂用工作电源的各种引线方式可参见DL/T5153-2002及电力工程电气设计手册（电气一次部分）

45、的相关内容。 当有发电机电压母线时，高压厂用工作电源有各母线引接，供给接在该母线的机组的厂用负荷。12MW机组接在馈线不带电抗器的6kV主母线上时，采用轻型断路器即能满足母线短路容量的要求，而且200kW及以上容量的电动机很少，因此，高压常用电动机和低压厂用变压器均可接在主母线上，不另设高压常用母线。 当发电机与主变压其成单元连接时，高压常用工作电源一般有主变压器低压侧引接，供给该机组的厂用负荷。 当兼有发电机电压母线和单元连接时，根据上述原则引线接各自的高压常用工作电源。 容量为125MW及以下几组，在厂用分支线上宜装设断路器。当无需开短路电流器时，可采用能够满足动稳定要求的断路器，但应采取

46、相应的措施，是该断路器仅在其允许的开断路电流范围内切除短路故障；也可采用能满足动稳态要求的隔离开关或链接片等。当厂用分支线采用分相封闭母线时，在该分支线上不应装设断路器和隔离开关，但应有可拆连接片。 高压厂用电抗器宜装设在断路器后，但断路器的分断能力和动热稳定性，可按电抗器的短路条件进行验算。在布置上合理时，也可将电抗器装设在断路器之前。低压厂用电源引接方式： 按炉分段的低压厂用母线，其工作变压器应由对应的高压常用母线段供电。 当无高压厂用母线段时，可从发电机电压母线或发电机出口引接。本设计中采用厂用工作电源从主变压器低压侧引接，并且采用分相封闭母线。(2) 备用电源和启动电源我国目前对200MW以上大型发电机组，为了确保机组安全和厂用电的可靠性才设置厂用启动电源，且以启动电源兼作事故备用电源，统称启动（备用）电源。备用电源的引接应保证其独立性，并且具有足够的供电容量，以下是最常用的引接方式： 从发电机电压母线的不同分段上，通过