大中型火力发电厂毕业设计.doc

第一章 电气主接线设计1.1 概述1.1.1 电气主接线在电厂中的重要意义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。它反映各设备的作用、连接方式和回路间的互相关系。发电厂电气主接线的确定与机组容量、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式等的拟定有着密切的关系。主接线设计是否合理，不仅关系到电厂的安全经济运行，也关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。电厂容量越大，在系统中的地位越重要，则影响越大。因此，发电厂电气主接线的设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况,全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系,经过技术、经济比较,合理的选择主接线方案。并满足安全可靠、运行灵活、检修方便，远景发展等要求。1.2电气主接线方案确定1.2.1电气主接线设计的原则 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针政策、技术规定、标准为准绳，结合工程设计情况，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，尽可能的地节省投资，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、适用、经济、美观的原则。1.2.2 电气主接线的要求对电气主接线的基本要求主要包括：可靠性、灵活性、经济性、扩建的可能性四个方面。 1运行的可靠性 对于一般技术系统来说，可靠性是指一个元件、一个系统在规定的时间内及一定条件下完成预定功能的能力。电气主接线属可修复系统，其可靠性用可靠度表示，即主接线无故障工作时间的比例。安全可靠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的要求。停电不仅使国民经济造成损失，而且对国民经济各个部门带来的损失更加严重，往往比少发电能的价值大几十倍，甚至导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，主接线的形式必须保证供电可靠。因事故被迫中断供电的机会越少，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高，分析和评估主接线可靠性通常应从以下几方面综合考虑： 1）发电厂在电力系统中的地位和作用。 2）发电厂的运行方式及负荷性质。 3）发电厂接入电力系统的方式。4）设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。2调度的灵活性 电气主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。具体包括以下几方面： 1）操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不至在操作过程中出差错。 2）调度的灵活性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快地切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不至过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。 3）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，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑从初期接线过渡到最终接线的可能和分析阶段施工的可行方案，使其尽可能地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。 4）检修安全性。应能方便地停运断路器、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运行的经济性 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。通常设计时应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几方面考虑： 1）节省一次投资。主接线力求简单，以节省电气设备的投资，要能使继电保护和二次回路不过于复杂，节省二次设备和控制电缆，要能限制短路电流，以便选择廉价的电气设备和轻型设备。 2）占地面积少。主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。 3）年运行费用小。年运行费用包括电能损耗费用、折旧及大修费用、日常小修维护费用。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的形式、容量、台数及避免两次变压而增加电能损耗，后两项主要决定于工程综合投资。4. 扩建的可能性 根据电力系统发展需要，往往对已投产的发电厂或变电站进行扩建。尤其是火电厂，从发电机、变压器一直到馈线回路数均有可能扩建。所以，在设计主接线时应留有发挥扩建的余地，适应电力负荷增长的需要。1.2.3 原始资料分析：1. 凝汽式发电机规模（1）某地区根据西电东送要求，拟在该地区新建一座装机容量为4*300MW（凝汽式火力发电厂）机组型号为：QFSN-300-2.额定功率为300MW,额定电压为20kV，额定功率因数为0.85。 该厂为坑口电厂，附有大量煤厂，海拔高为1500米以下，水源，灰场和交通等符合要求。（2）机组年利用小时数Tmax=6500h/a。（3）气象条件，发电厂所在地最高温度为37度，年平均温度为25度，最低温度为-7度，气象条件一般无特殊要求。（4）厂用电率为5.67%。2. 电力负荷与电力系统情况。（1）本期工程一次建成，电厂建成后除厂用电外，全部电能送往系统，根据系统规划，N-Y电厂采用500kV电压等接入系统，500kV出线4回，本期工程出线2回至A-S电厂，预留2回备用。 电力系统容量为14908MW，当取基准容量为1000MVA时，系统将规算到500kV母线上X*s=0.089（2）发电机出口主保护动作时间取=0.1s.1.2.4 接线方案拟定 在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性、经济性等的基本要求，综合考虑，在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术先进，供电安全可靠，经济合理的主接线方案。 发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应满足其满发、满供，同时尽量减少传输能量损失，保证供电连续性。为此，对大型发电厂主接线可靠性，应满足以下要求：1. 断路检修，是否影响连续供电。2. 线路、断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成馈线停运的回路数多少和停电时间的长短，能否满足负荷对供电的要求。3. 该厂有无全厂停电的可能。4. 大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。因此，该厂由500kV电压等级接入系统，为保证其可靠性，采用一台半断路器接线方案较好。 据系统规划，本电厂建设规模为装机容量4×300MW，采用500KV电压等级向系统输送电力。共出线四回，本期工程出线二回至A-S.预留两回备用。本次设计共拟定了两个方案： 方案一：500KV配电装置采用一台半断路器接线，每台机组以发电机-变压器组的形势接入500KV配电装置，各回路线路接入500KV配电装置的另一侧。四台机组和四回线路形成四个串的接线，每个串上有三台断路器（本期500KV配电装置建设两个全串和两个不完全串） 方案二：500KV配电装置采用双母线三分段接线，每台机组以发电机-变压器组的形式接入500KV配电装置，各回路线路接入500KV配电装置的另一侧。四台机组和四回线路形成四进四出的双母线三分段接线（本期工程为四进二出），为检修运行方便，在其中一段母线上用刀闸进行分段。正常运行时，应尽量将四进四出共八个元件均分接在各段母线上。供电可靠性是对电气主接线的基本要求，下面就将各种故障情况下的停电范围对以上两个方案进行比较：表1.1 一台半断路器接线故障及其停电范围运行情况故障类别停电回路(回)停电百分比(%)无设备检修母线侧断路器故障112.5母线故障00中间断路器故障212.5有一台断路器检修母线侧断路器故障1212.525母线故障01012.5中间断路器故障225一组母线检修母线侧断路器故障225母线故障00中间断路器故障225图1.1一台半断路器主接线图表1.2 双母线三分段接线及其故障停电范围运行情况故障类别停电回路(回)停电百分比(%)无设备检修出线断路器故障112.5母线故障242550母联或分段断路器故障465075有一台断路器检修出线断路器故障225母线故障252562.5母联或分段断路器故障475087.5一组母线检修出线断路器故障112.5母线故障262575母联或分段断路器故障4850100图1. 2双母线三分段接线主接线图从以上分析可得出如下结论：(1)一台半断路器接线故障范围最大的停电百分比是25%，发生在一串的中间断路器故障时。(2)双母线三分段接线故障范围最大的停电百分比是100%，发生在一段母线检修期间又发生母联断路器故障时。(3)二种主接线相比较，可明显看出，一台半断路器接线的可靠性优于双母线三分段接线。1两个方案的技术经济比较从下表可以看出，技术经济的各项指标中，第二方案具有明显的优越性。 方 案项 目第一方案第二方案一个半断路器接线双母三分段接线占地2.13（km）4.2(km)，多投资93.15万元 主 要 设备断路器12组（190万元一组）断路器11组（190万元一组）隔离开关24组（48万元一组）隔离开关30组（48万元一组）电流互感器12组（36万元一组）电流互感器11组（36万元一组）合计3864万元合计3924万元运行多环状供电，运行调度灵活方便，二次回路及继电器接线较为复杂运行调度灵活性比第一方案差，但配电装置比第一方案清晰。二次继电保护较为简单，整定方便修检隔离开关仅作检修用，改变运行方式时，无大量倒闸操作。任一500KV断路器检修仍可按原方式运行检修不方便，改变运行方式要大量倒闸操作隔离开关可靠性可靠性高，发生母线故障时，任何回路可不停电，中间断路器拒动时，相应回路只是短时停电可靠性比第一方案差投资比较-155.15万元 0从上表可以看出，从技术经济考虑第一方案比较好一台半断路器接线方案，每一个发变组单独接到500KV母线上，运行较为灵活，系统所需的设备比较少，并且该接线在国内有较熟的运行经验，运行单位较为易接受。双母三分段接线，该接线在国内尤其是在220KV电压等级中被大量采用，运行经验较为丰富，特别是二次继电器保护方面更是如此，但是在投资费用、可靠性、运行、检修方便、都不及一个半断路器接线。1.2.5可靠性计算可靠性是指系统、设备在规定的条件下和预定的时间内，完成规定功率的效率。随着系统工程学的兴起，可靠性理论及其应用的迅速发展，对大型发电厂或变电所电气主接线设计时不能只凭借设计和运行人员的经验判断，做出决策，必须用定量计算的方法、制定出能够反映其可靠性性能的指标，来衡量主接线完成功能或丧失功能的判据，使主接线的设计与运行建立在更加科学的基础上。一般设备或系统可分为不可修复和可修复两大类。如果设备或系统运行一段时间发生故障后，经过检修就能恢复到原来的工作性能，设备或系统称为可恢复设备或系统；否则，就称为不可恢复设备或系统。电气主接线由发电机，变压器、开关电器，母线等设备组成的系统，大部分元件是可修复的。所以，主接线属于可修复系统。对不可修复的系统的可靠性指标通常采用可靠度。这是指设备或系统在预定时间内，没有发生故障这一事件的概率。对可修复系统，由于它在故障后还可以通过修理，重新投入工作，所以除计及故障的概率外，还要记及故障后修复的概率和修复后继续工作的概率。因此，称可修复系统的可靠性指标为可用度，即定义为“可修复系统在长期运行时间中，处于或准备处于工作中的时间所占的比例”，实际上仍是一个时间概率量。利用概率量来反映其可靠性，实际上是根据各种可能性的均值和几率来对未来的随机时间进行预测，不可能用确切的量来表明。主接线的可靠性计算，必须基于各种设备元件的可靠性基础数据来采用合理的计算方法。作为设备可靠性的基础资料，如设备的故障率（t），修复率（t），平均工作时间，平均停运时间以及检修时间和周期等都应来自长期运行实践的资料积累，且应符合生产设备的现状，所谓故障率，定义为单位时间（如一年）内设备发生故障而停运的次数。对于可修复设备，由于存在状态转移特性，通常把设备由于运行状态向停运状态的转移概率密度称为故障率（t）。相反，将设备从停运状态经过检修后，转向运行状态的的转移概率密度称为修复系数（t），也就是在单位时间内完成修理的瞬时概率。他表示设备修复能力的指标。电气主接线包含着许多相互连接的设备元件，其可靠性分析比较复杂。只为确定主接线方案为目的而进行主接线可靠性计算时，目前广泛采用表格法。他计算简便直观，易于理解且适于发电厂或变电站的任何主接线形式。逻辑表格法是以供电连续性作为系统可靠性工作的判据。其基本思想是针对主接线具体接线，分析因故障或计划检修切除某一设备（回路）时，应该将哪些相邻设备断开，即所有可能故障或检修设备（主要是断路器和母线）由于切除而对主接线的影响。对处于完好的，故障的以及某些设备检修时与另一台设备故障相重叠等情况一一列举出来，分别将计算其出现的概率，填入典型的表格中，然后根据全概率公式计算出设备在一年内平均切除的次数和停运时间的概率，从而表明其主接线的可靠性。用逻辑表格法计算主接线可靠性，应具备以下基本资料：（1）设备的故障率包括断路器故障率（f/a），母线故障率w，变压器故障率，发电机故障率，线路故障率f/(a.100km)等等。虽然在主接线中隔离开关数量很多，但均与断路器配套使用，且其故障率比断路器小一个数量级，为简化可靠性计算的工作量，常把隔离开关的故障率分别计入其相邻的断路器或母线中，不致影响可靠性计算的准确性。 （2）断路器故障停运时间（h）指查明和排除一次故障所需的平均时间。 （3）断路器大修周期o（r/a）指每台断路器每年的平均大修次数，其值随断路器类型及电压等级而异。 （4）断路器大修时间 (h)指每台断路器每次大修所需的平均时间。 （5）断路器小修时间(h)指每台断路器每次小修所需的平均时间。 （6）断路器小修周期（r/a）指每台断路器每年小修次数。 （7）母线故障停运时间（h）指母线因故障每次停运的平均时间。 （8）母线检修时间（r/a）指母线每年平均线修次数。 （9）母线检修停运时间（h）指母线每次检修平均时间。 （10）故障查明时间To（h）每次查明故障所需的平均时间。 （11）隔离开关（合）闸时间（h）指隔离开关操作一次（分或合）所需的平均时间。根据辅助资料进行以下辅助参数计算:（1）某台断路器故障率。同类型断路器在配电装置中位置不同，所承担的任务和工作状态不同，相应故障率也不同，应予以分别处理。如从母线引出的馈线断路器的故障率可用下式计算=+L/100+式中L线路长度。母线故障影响故障率，一般取为0.0020.004f/a。 对操作频繁的断路器须适当予以修正。如一台半断路器接线中，每串的中间断路器及双母线中的母联断路器等，可将上式中修正为2。必要时可以调整的取值。（2）某台断路器故障停运系数。指某台断路器一年中因断路器故障而停运的时间占全年时间的百分比，即 = /8760100%式中某断路器故障停运时间（h）。（3）某台断路器计划检修停运系数。指某台断路器一年中因大修与小修所花费的时间占全年时间的百分比，即 =o+ （-）/8760*100%（4）母线故障停运系数。指母线一年中故障停运时间占全年时间的百分比，即 =/8760*100%（5）母线计划检修停运系数。指母线一年中检修占全年时间的百分比，即 =/8760*100%（6）正常工作系数。至主接线中所有断路器与母线一年中处于完好运行状态的时间占全年时间的百分比，即=(1-)*100%式中n断路器台数。M母线条数。（7）故障时隔离开关切换操作时间T。指当断路器或母线发生故障时，从查明故障原因到倒闸操作完毕，是线路恢复供电所需要的时间。它应由两部分组成，即 T=式中n需要操作的隔离开关台数。（8）一台断路器检修期间，另一台断路器或母线故障，引起对应线路被迫停运的时间。设元件一检修时间为，元件二故障时间为。若元件一检修和元件故障相重叠，导致对应线路被迫停运。此时，可能有两种不同情况：1)、，对应线路被停运，将随检修结果而告终。由于故障发生是随机的，可以认为均匀的分布于之间，故对应线路被迫停运时间取其平均值为 =1/22）、当<。若元件二故障发生在（-）范围内，则同时停电将等于故障元件二的恢复时间；若故障发生在Trl末尾，则同时停电将随检修结束而完毕，其平均停电时间为1/2Tf2。那么，故障发生在（-）和的概率，分别为（-）/和/，按互斥事件的概率运算法则，同时停电时间为 =（-）/+1/2*/=- * /2 式中检修元件的停运时间。故障元件的停运时间。若<<,则=（9）一母线检修期间，另一元件故障，引起相应线路被停运的时间，即 =1/2（10）一元件检修，另一元件故障，引起相应元件被迫停运的概率，即为 =式中检修元件的停运系数故障元件的故障率（11）全部元件正常时，某元件故障引起相应元件被迫停运的概率，即 =可用概率计算求取电气主接线的可靠性指标： a、各回路故障率。它表明在各种工况下出现该回路被切除停运的总概率。 =+b、各回路故障停运时间。 它表明在各种工况下，各回路被切除停运的总时间 =+假设：（1）500KV采用用SF6断路器，输电线路长度为150Km，设备原始数据提取为：断路器故障率=0.014f/a,母线故障率w=0.1f/a,线路故障率=0.01 f/a，断路器大修周期o=0.2r/a，断路器小修周期r=1 r/a，断路器故障停运时间=40h，断路器大修时间=500h，断路器小修时间=90h，故障查明时间To=0.3h，隔离开关分合闸时间Tc=0.1h，母线故障停运时间Twf=8h,母线检修周期母线检修时间=1 r/a，母线检修停运时间母线检修停运时间=6h；（2）双母线三分段接线正常运行时T1、L1、L2接W1段和W3段母线上，T2、L3、L4接W2段和W3段母线上，母联断路器QF1、QF2投入运行，分段断路器QF3处于冷备用状态，以固定接线方式进行计为例，进行分析计算。（一）辅助系数。1. 断路器故障率 =+/100+其中对一串断路器的修正为2值。一台半断路器接线中断路器故障率断路器编号线路长度自身故障率（f/a）线路影响率/100（f/a）母线影响率（f/a）某断路器故障率（f/a）Q100.014000040.018Q21500.0140.0150.0040.033Q300.01400.0040.018Q41500.0140.0150.0040.033Q51500.0280.0150.0040.047Q61500.0280.0150.0040.047Q71500.0280.0150.0040.047Q81500.0280.0150.0040.047Q91500.0140.0150.0040.033Q1000.01400.0040.018Q111500.0140.0150.0040.033QQ1200.01400.0040.018 双母线三分段接线中断路器故障率编号线路长度L（km）自身故障率（f/a）线路影响率/100（f/a）母线影响率（f/a）某断路器故障率（f/a）Q11500.0140.0150.0020.031Q21500.0140.0150.0020.031Q31500.0140.0150.0020.031Q41500.0140.0150.0020.031Q500.01400.0020.016Q600.01400.0020.016Q70.014000.0020.016Q800.01400.0020.016Q900.02800.0040.032Q1000.02800.0040.032Q1100.02800.0040.0322. 断路器故障停运系数 （1）一台半断路器接线。 = /8760*100%=0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0.(2)双母三分段接线=0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. =0. 3. 断路器计划检修停运系数。 = + (-)/8760=0.01964. 母线故障停运系数。 =/8760=0.1×8/8760=0.5. 母线计划检修停运系数。 =/8760=1×6/8760=0.6. 正常工作系数。（1）一台半断路器接线 =1-=0.76413(2)双母三分段接线=0.778187. 一台断路器检修期间，另一台故障停运，引起对应线路被迫停运时间，分别计算断路器和母线故障。(1)断路器故障 =(-)/-+1/2*/ =-*/2=56.4(h)(2)母线故障=-*/2 =7.936(h)8. 一母线检修期间，另一台故障运行，引起对应线路被迫停运时间，分别计算断路器和母线故障。 （1）断路器故障 =1/2=1/26=3(h) （2）母线故障 =1/2=1/26=3(h)9. 断路器或其它元件故障，引起对应元件被迫停运时间，即对应元件经切换的恢复时间 T=+n=0.3+n0.1n隔离开关需切换的台数10. 全部元件正常时，某断路器或母线故障的停运频次有公式 =得。11. 某断路器检修时，另一台断路器或母线故障的停运次数由公式=得。（二）两方案可靠性计算结果分析停 运元 件停运频次（f/a）停运频次比每年停运时间停运时间比/ /L10.08560.32940.25990.16861.93430.0872L20.08450.22420.37690.14371.92390.0757L30.08460.32940.25680.14741.93430.0762L40.08510.22420.37960.14321.92390.0744T10.07150.32940.21710.12331.93430.0637T20.07100.22420.31670.11961.92390.0622T30.07150.32940.21710.12371.93430.0640T40.07000.22420.31220.13871.92390.0721方案为一台半断路器接线方案为双母三分段接线 由上式可见双母三分段接线各元件停运频次均比一台半断路器接线高，而且各元件的平均停运时间也比一台半断路器接线多。一台半断路器接线最多有二元件同时停运，而双母三分段接线会多个元件同时停运或全停。方案确定根据以上的定性分析以及定量分析的论证和比较，一个半断路器接线的方案是较为优越的方案，所以采用此方案。1.3主变压器的选择 一、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。他的确定除依据传递容量基本资料外，还应根据电力系统510的发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密成度等因素，进行综合分析和合理选择。如果容量选择过大、台数过多、则会增加投资、占地面积和损耗，不能充分发挥设备的效益，并增加设备运行和检修的工作量；如果容量选择得过小，台数过小，则可能封锁发电厂剩余功率的输送，限制变电所的负荷需要，影响系统不同电压等级之间的功率交换及设别运行的可靠性等。在选择发电厂主变压器时，应遵循以下规则。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容量SN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容量之和来确定。SN=1.1Png (1-Kp)/cos（MVA）Png发电机容量，在扩大单元接线中为两台发电机容量之和，MWcos发电机额定功率因数Kp厂用电率每单元的主变压器为一台SN=1.1×300×（1-5.67%）/0.85=366.22（MVA）2. 具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则。在选择发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量，应考虑以下因素：(1)当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。 SN=Png（1-Kp）/cos-Pmin/ cos/n (MVA)Png发电机电压母线上的发电机容量之和，MW Pmin发电机电压母线上的最小负荷，MW cos负荷功率因数 n发电机电压母线上的主变压器台数。 (2)当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时退出运行时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。 SN=Pmax/ cos-Png（1-Kp）/cos/n （MVA） Png发电机电压母线上除最大一台机组外，其他发电机容量之和，MW Pmax发电机电压母线上的最大负荷，MW(3)发电机电压母线上接有2台或以上的变压器时，当其中容量最大的一台因故障而退出运行时，其他主变压器在允许正常范围内，应能输送母线剩余功率的70%以上。 SN=Png（1-Kp）/cos-Pmin/ cos×70%/（n-1） （MVA）(4)水电比重较大的系统，由于经济运行的要求，应充分利用水能。在丰水期，有时可能停用火电厂的部分或全部机组，以节省燃料。此时火电厂主变压器应具有从系统到送功率的能力，应能满足发电机电压母线上最大负荷的要求。 二、主变压器的选择还要考虑到主变的相数、绕组数、绕组接线组别、结构型式、调压方式和冷却方式的选择。1、相数的选择三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资小，占地面积少，损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护方便，在考虑受到制造、运输等条件限制时，可选用两台容量较小的三相变压器。2、绕组数的选择（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(包括自藕变)，单发电机组容量为200MW及以上时，采用发电机-双绕组变压器单元接线。3、绕组接线组别可选择为高压侧（500KV侧）采用“YN”连接，低压侧（20KV侧）采用“d11”连接，选用升压型无励磁调节变压器，冷却方式为强迫空气冷却。发电厂和变电所主变压器的台数和电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。通常与系统具有强大联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台；而对弱联系的中、小型发电厂和低压侧电压为610KV变电所或与系统联系只有备用性质时，可以只装一台中型变压器；对地区性独立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器。根据上述变压器选择条件和计算要求，本厂选择4台主变压器，采用发电机-变压器组单元接线方式，每台主变压器选择如下: 型号： SFP10/500 额定容量：KVA 额定电压：550-22.5%/20KV 接线组别：YN，d11 阻抗电压：14%第二章 厂用电设计2.1 概述 现代大容量火力发电厂要求其在生产过程自动化和采用计算机控制，为了实现这一要求，需要有许多厂用机械和自动化监控设备为主要设备（汽轮机、锅炉、发电机等）和辅助设备服务，而其中绝大多数厂用机械采用电动机拖动，因此需要向这些电动机、自动化监控设备和计算机供电，这种电厂自用的供电系统称为厂用电系统。 厂用电系统的接线是否合理，对保证厂用负荷的连续供电和发电厂安全经济运行至关重要。由于厂用负荷多，分布广，工作环境差和操作频繁等因素，厂用电事故在电厂事故中占有很大比例。此外，还因为厂用电接线的过渡和设备的异动比主系统频繁，如若考虑不周到，也常常会埋下许多事故隐患。据统计表明，不少全厂停电的事故是由于厂用电事故引起的。因此，厂用电的合理设计及安全运行都非常重要。2.2 厂用电设计 2.2.1 对300MW汽轮发电机组厂用电设计的要求 1. 各机组常用电系统应该独立。厂用电接线在任何方式下运行，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并要求厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复本机组的运行。 2. 全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用负荷或公用负荷母线。在厂用电系统接线中，不应存在可能导致发电厂切断多于一个单元机组的故障点，更不应存在导致全厂停电的可能。 3. 厂用电的工作电源及备用电源接线应能保证各单元机组和全厂的安全运行。 4. 充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，便于过渡，尽量减少改变线路和更换设备。 5. 设置足够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事故保安电源箱负荷供电。另外，还要设计符合电能质量指标的交流不间断电源，以保证不许可间断供电的热工负荷和计算机的用电。2.2.2 常用负荷分类按其在生厂过程中的主重性， 300MW汽轮发电机组厂用负荷可分为以下几类： 1. 类负荷：短时（手动切断负荷供电所需的时间）的停电可能影响人生或设备安全，是生厂停顿或发电机组出力大量下降的负荷。 2. 类负荷：允许短时停电，但停电时间延长，有可能损害设备或影响正常生产的负荷。 3. 类负荷：长时间停电不会直接影响生厂的负荷。 4. 不停电负荷：在机运行时间，以及正常或事故停机过程中，甚至在停机后的一段时间内，需要进行连续供电的负荷，简称0I类负荷。 5. 事故保安负荷：在发生全厂停电时，为了保证机组安全的停止运行，事后又能很快地重新启动，或者为了防止危及人身安全等原因，需要在全厂停电时断续供电的负荷。按负荷所要求的电源为直流或交流，有可分为直流保安负荷和交流保安负荷。2.2.3 厂用电接线。 该厂厂用电压共分为两级，高压为6 KV,低压为380/220V。300MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的两种供电方案。方案一般不设6KV公用负荷段，将全厂公用负荷（如输煤、除碳、化水等）分别接在各机组A、B段母线上，而方案二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启动备用变压器供电。方案二的优点是公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独立性强，便于各机组常用母线清扫。其缺点是由于公用负荷集中，并因启动备用变压器要用工作变压器备用（若无第二台备用变压器备用时），故工作变压器也要考虑在启动备用变压器检修或故障时带公用段运行。因此，启动备用变压器和工作变压器均较方案一变压器分支的容量大，配电装置也增多，投资较大。方案一优点是公用负荷分接于不同的机组变压器上，供电可靠性高、投资省，但也由于公用负荷分接于各机组工作母线上，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工作母线上，因此，在1#机发电时，必须也安装好2#机的6KV厂用配电装置，并用启动变压器供电。 （一）6KV厂用电系统1.高压厂用电电压采用6KV。2.每台机组设一台高压厂用工作变压器。3.每台厂用工作变的电源由支持发电机出口的无激磁调压双分裂变压器的两个低压分裂绕组供给。4.高压厂用工作母线设A、B段，双套辅机电动机和低压变分接于两段母线上。（厂用工作变及备用工作变电源分别由高压厂变和起动/备用变接）5.有关规程规定，本工程设两台（高压厂用）启动/备用变作为高压厂用电源的备用电源。 1#启动/备用变作为1#、2#高压厂变备用。 2#启动/备用变作为3#、4#高压厂变备用。本工程高压厂用电电源接线有两种方案：方案一：本工程公用负荷较多，容量大，全厂公用负荷分别接于6KV公用段0IA、OIB段上。正常运行时，两段公用段分别接于未接电动给水泵的1#、2#机组6KV工作B段。由1#、2#机组工作