2×600MW机组火力发电厂升压站初步设计毕业设计.pdf

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1、摘 要 火力发电厂是电力系统的重要组成部分，也直接影响整个电力系统的安全与运行。发电厂升压站系统的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。因此，发电厂升压站系统的设计是否合理，对保证连续供电乃至发电厂和电力系统的安全经济运行至关重要。 本设计结合国电哈密发电厂 2600MW 超临界空冷机组工程的实际情况，主要阐述全论文说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据。 变压器的选择包括：发电厂主变压器、高压备用变压器及高压厂用变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合本厂要求的主接线

2、。短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、以及各短路点的计算等知识；高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压开关柜的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍。发电厂和变电所的防雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计。此外，在论文适当的位置还附加了图纸及表格以方便阅读、理解和应用。 通过对电气主接线的设计、厂用电的设计和计算、短路电流的计算、电气设备的选择和校验以及配电装置的设计，简要完成了 2600MW 超临界空冷机组的电气升压站的初步设计。 关键词：关键词：火力发电厂；电气一次部分；短

3、路电流；电气设备。 Abstract Thermal power plant is an important part of the power system, and also affect the whole power system security and operation.The design of power plant auxiliary power system is an essential project in the electric power industry construction. Therefore,whether the design of power p

4、lant auxiliary power system is reasonable, is very important to ensure that load of plant supply electric power continuously, even the safe and economic operation of the Power Plant and the Power System. This design is based on the actual situation of 2 * 600MW super air cooling units of hami power

5、plant, and mainly expounds the basic requirements and principle of the selection of various equipment. The selection of the transformer are as follows: the power of main transformer, high voltage stand-by transformer and high voltage plant determination of main technical data of the transformer unit

6、s, capacity, model; the main electrical wiring mainly introduces the main electrical connection of the importance, design basis, basic requirements, various lines of the form of advantages and disadvantages and the comparison and selection of main wiring, and to develop the suitable for the factory

7、main wiring. Short-circuit current calculation is the most important link, this paper detailed introduces the short-circuit current calculation, assumed conditions, general provisions, the component parameter calculation, and the short-circuit calculation of knowledge; selection of high voltage elec

8、trical equipment including bus, high voltage circuit breaker, isolating leave off, current transformer, voltage transformer, high voltage switch cabinet selection principles and requirements, and the equipment for verification and production are introduced in this paper. Lightning protection for pow

9、er plant and substation is mainly for the design of lightning rod and arrest. In addition, the appropriate location of the paper is also attached to the drawings and forms to facilitate reading, understanding and application. Through design and computation of the main electrical wiring and the auxil

10、iary power system, short-circuit current computation, electrical equipment choice and verification as well as power distribution equipment, this article briefly completed 2600MW super air-cooling units electrical partial designs Key Words Power system， The short-current calculation， The Electrical e

11、quipment choice，Bus，High voltage circuit breaker 目 录 摘 要 .I Abstract .II 目 录 .III 1 主变压器的选择 .1 1.1 型式和结构的选择 .1 1.2 绕组数与结构 .1 1.3 绕组接线组别 .1 1.4 调压方式 .2 1.5 冷却方法 .2 1.6 容量和台数的确定 .2 1.7 无功补偿装置的确定 .3 2 2600MW 机组电气主接线设计 .5 2.1 电气主接线概述 .5 2.2 600MW 机组电气主接线基本接线形式 .5 2.3 电气主接线形式的确定 .8 3 2600MW 机组厂用电设计 .10 3

12、.1 厂用电概述及设计原则 .10 3.2 厂用电的电压等级确定 .11 3.3 厂用电源及其引接方式 .11 3.4 厂用电接线设计 .13 3.5 厂用负荷计算 .14 3.6 厂用变压器的选择 .15 4 最大持续工作电流及短路计算 .17 4.1 各回路最大持续工作电流 .17 4.2 短路电流计算的主要目的 .17 4.3 一般规定 .17 4.4 短路电流计算步骤 .18 4.5 计算公式 .19 4.6 短路电流计算 .21 5 电气设备和导体的选择 .31 5.1 电气设备选择的一般原则 .31 5.2 500kV 高压设备的选择 .32 5.3 10KV 高压开关柜的选择 .

13、35 5.4 裸导体的选择 .36 5.5 电气设备和导体的选择计算 .38 6 继电保护和自动装置配置 .44 6.1 继电保护配置 .44 2) 零序电流保护 .46 5） 后备保护：复合电压过电流保护 .48 6.2 自动装置配置 .51 7 防雷保护设计 .52 7.1 雷害来源 .52 7.2 直击雷的防护 .52 7.3 入浸雷的防护 .53 7.4 防雷接地 .54 7.5 防雷保护设计计算 .54 总 结 .57 致 谢 .58 参考文献 .59 附 录 .60 1 主变压器的选择 1 1 主变压器的选择 1.1 型式和结构的选择 主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造

14、条件、可靠性要求及运输条件等因素。由于大型变压器随着容量的增大，尺寸和重量也增大。所以当发电厂与系统连接的电压等级为 500kV 时， 600MW 机组单元连接的主变压器综合考虑运输和制造条件，经技术经济比较，可采用单相组成的三相变压器。 采用单相变压器时,由于备用单相变压器一次性投资大,利用率不高,故应综合考虑系统要求、设备质量以及按变压器故障率引起的停电损失费用等因素，确定是否装设备用单相变压器。若确需装设，可按地区（运输条件允许）或同一电厂 23 组的单相变压器（容量、变比与阻抗均相同） ，合设一台备用单相变压器考虑。 1.2 绕组数与结构 电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更

15、多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。 容量为 200MW 以上大机组都采用与双绕组变压器成单元接线，而不于三绕组变压器组成单元接线。这是由于机组容量大，其额定电流及短路电流都很大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高，所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，而封闭母线回路中一般不装高断路器和隔离开关。 1.3 绕组接线组别 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。而在发电厂中，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

16、电源的影响等因素，主变压器接线组别一般都选用 YN，d11 常规接线。 全星形接线变压器用于中性点不接地系统时，3 次谐波无通路，将引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。在我国，全星形接线变压器均为自耦变压器，电压变比多为新疆工程学院毕业设计2220/110/35、330/220/35、330/110/35、500/220/110kV，由于 500、330、220、110kV 均系中性点直接接地系统，系统的零序阻抗较小，所以自耦变压器设置三角形绕组用以对线路 3 次谐波的分流作用已显得不十分必要。 1.4 调压方式 调压是通过变压器的分接开关切换

17、，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压的调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达，但结构复杂、价格昂贵。 1.5 冷却方法 电力变压器的冷却方式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、强迫循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却，在发电厂水源充足的情况下，为压缩占地面积，也可采用强迫油循环水冷却。强迫油循环水冷却的散热效率高，节省材料，减小变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件，在冷却器中，油与水不是直接接触，在设计时和运行中，以

18、防止万一产生泄漏时，水不至于进入变压器内，严重地影响油的绝缘性能，故对冷却器的密封性能要求较高。 1.6 容量和台数的确定 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。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦的变电设备投资。为此，必须合理地选择变压器。 对单元接线的变压器,其容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有的裕度来确定，即 变压器的容量： （1.1） 式中： BS为变压器的计算容量K

19、VA； PN 为发电机的额定功率KW； K 为发电机的厂用电率，一般取 8%；cos 为发电机的功率因数，一般取 0.85。 BS=1.1（1-0.08）/0.856001000=714353KV.A NPBPKScos)1 (1 . 1主变压器的选择3由于本工程采用发电机变压器单元接线，主变压器容量一般按变电所建成后 510 年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期 1020 年的负荷发展。根据 DL50002000火力发电厂设计技术规定：“主变压器的容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷后留有 10%的裕度选择 参见GBT_6451-2008_三相油浸式电力变压器技术参数和

20、要求规定，主变压器容量选择 720MVA 可以满足要求。考虑到运输条件的限制主变压器选用三相双绕组强迫油循环风冷铜线圈 720MVA 无励磁调压电力变压器，电压变比55022.5%/22kV，连接组标号：YN，d11,空载损耗 360kW，负载损耗1620kW，空载电流 0.15%，阻抗电压 16%。主变压器 SFP10-720000/500 主要技术参数如 表 1-1 主变压器主要技术参数 型号：SFP10-720000/500 额定容量：720MW.A 连接组标号: YN，d11 高压：55022.5%kV 低压：20kV 阻抗电压：41.25KV 空载损耗：360kW 负载损耗：1620

21、kW 空载电流：0.15%KA 1.7 无功补偿装置的确定 提高自然因数的方法： 1). 恰当选择电动机容量，减少电动机无功消耗，防止“大马拉小车” 。 2). 对平均负荷小于其额定容量 40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三角形接法（或自动转换） 。 3). 避免电机或设备空载运行。 4). 合理配置变压器，恰当地选择其容量。 5). 调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电负荷率。 6). 改善配电线路布局，避免曲折迂回等。 人工补偿法： 实际中可使用电路电容器或调相机，一般多采用电力电容器补尝无功，即：在感性负载上并联电容器。一下为理论解释： 在感性负载上并联电容器的方法可用电容器的无功功率

22、来补偿感性负载的无功功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。 在交流电路中，纯电阻电路，负载中的电流与电压同相位，纯电感负载中的新疆工程学院毕业设计4电流滞后于电压 90，而纯电容的电流则超前于电压 90，电容中的电流与电感中的电流相差 180，能相互抵消。 电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流将滞后电压一个角度，将并联电容器与负载并联，则电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流减小，功率因数将提高。 并联电容器的补偿方法又可分为： 1.个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设

23、备附近。 适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。 2.分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。 优点是电容器利用率较高且补尝效果也较理想（比较折中） 。 3.集中补偿。即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线 上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。 优点:是电容器利用率高，能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷。缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷。发电厂的功率因数一般为 0.850.8

24、9，要达到 0.930.95 的功率因数，需要无功功率补偿。现已 0.93 为例； 无功补偿前的功率因数； 21211111cosQPPSP 8995. 0667600cos1 （1.2） 无功补偿后的功率因数 221211212)(cosQQPPSP 2222)93.0600(291.357600）（Q （1.3） 主变压器的选择5无功补偿容量；)tan(tan2112 PQ （1.4） 54.22MvarQ22 2*600MW 机组电气主接线设计62 2600MW 机组电气主接线设计 2.1 电气主接线概述 将高压电气设备（包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、线路等）的图形用单线绘

25、制成的接线图，称为电气主接线。电气主接线方式的选择，是为满足功率传输要求，对安全性、经济性、可靠性、灵活性的输送电能起着决定性作用。 对一个装有 600MW 机组的电厂而言，电气主接线在电厂设计时就已经根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位、供电负荷的距离等，以及保证输、供电可靠性、运行灵活性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，并经综合比较后确定。 2.2 600MW 机组电气主接线基本接线形式 本节主要介绍装有大容量（600MW 及以上）汽轮发电机组的发电厂有关的基本主接线形式。 一、 双母线接线 1一般双母线接线 如图 2-1 所示，它具有两组母线：工作母线和备用母线。每回进出线均

26、经一组断路器和两组母线隔离开关分别接至两组母线，两组母线间通过母线联络断路器 QFc 相连。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）检修任意一组母线时，不会停止对用户的连续供电。例如，检修母线时，可把全部电源和复合线路切换到母线上。 （2）运行调度灵活，通过倒换操作可以实现不同形式的运行方式。当母联断路器 QFc 闭合，进出线适当地分配在两组母线上，形成双母线同时运行的状态（相当于单母线分段的运行方式） 。有时为了系统的需要，亦可图 2-1 一般双母线接线QFc2 2*600MW 机组电气主接线设计7将母联断路器断开（处于热备用状态） ，两组母线同时运行。这时该电厂相

27、当于分裂成两个电厂各自向系统送电。显然，两组母线同时运行的供电可靠性比只有一组母线运行时高。 2双母线带旁路母线接线 一般双母线接线的主要缺点是，检修线路断路器会造成该回路停电。为了检修线路断路器时不致造成停电，可采用带旁路母线的双母线（应该注意的是旁路母线只为检修断路器时不中断供电而设，它不能代替汇流母线） ，如图 2-2 所示。在每一回路的线路侧装设一组隔离开关（旁路隔离开关）QS，接到旁路母线上，而旁路母线再经旁路断路器和旁路隔离开关接到两组母线上。图 2-2 中设有专用的旁路断路器 QF，要检修某一线路的断路器时，基本操作步骤：先合旁路断路器两侧的隔离开关（母线侧合上一个） ，再合上旁

28、路断路器 QF 对旁路母线进行充电与检查；若旁路母线正常，则待检修的断路器回路上的旁路隔离开关两侧已经等电位，可以合上该旁路隔离开关；此后可断开带检修短路器及其两侧的隔离开关，对断路器进行检修。此时已通过旁路断路器、旁路母线及有关旁路隔离开关想起供电。 3双母线分段接线 双母线接线难以满足大型电厂和变电所对主接线可靠性的要求：不分段的双母线接线在母联断路器故障或一组母线检修，另一组运行母线故障时，有可能造成严重的或全厂（所）停电事故。 如图 2-3 为双母线分段接线。用分段断路器 图 2-2 双母线带旁母接线QFcQSQF 图 2-3 双母线分段接线A BQF1QF2QF3新疆工程学院毕业设计

29、8QF3 把工作母线分段，每段分别用母联断路器 QF1 和 QF2 与备用母线相连。这种接线比一般的双母线接线具有更高的供电可靠性与灵活性。但由于断路器较多，投资较大，一般在进出线路较多（如多于 8 回线路）时可能用这种接线。 以上三种双母线接线方式具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点，在国内大中型电厂和变电所广泛采用。但是这种接线所用设备多，在运行中隔离开关作为操作电器，交易发生误操作。特别是当母线系统发生故障时，需要短时间内切除较多电源和线路，这对于特别重要的大型发电厂变电所是不容许的。 二、3/2 断路器接线 如图 2-4 所示，在上和下两组母线之间有 3 个断路器构成一串，

30、给 2个元件（出线或电源）使用，每个元件占用 3/2 断路器。称为 3/2 断路器接线，又称 3/2 接线。 正常运行时，两组母线和同一串的三个断路器都投入运行，称为完整串运行，形形成多环路状供电，具有很高的可靠性。 其主要特点是，任一组母线故障或检修时，只断开与此母线相连的所有断路器，所有回路都不会停电。 任一断路器检修时，所有回路都不会停电(每个回路都经过两台断路器供电)。甚至在一组母线检修另一组母线故障或两组母线同时故障的极端情况下，也不中断供电。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完全串运行，此此时任然不影响任何元件的运行。这种接线运行方便、操作简单，隔离开关只在检修时

31、作为隔离电器用。 在装设 600MW 机组的大容量电厂中，广泛采用 3/2 断路器接线。在电厂一期工程中，一般机组和出现数较少。如本期 2600MW 工程，只有两台发电机和两回出线（一回送至霍州 500kV 变电所，一回备用） ，构成只有两串的 3/2断路器接线。在此情况下，电源（进线）和出线的接入点可采用两种方式：一图 2-4 3/2 接线2 2*600MW 机组电气主接线设计9种是交叉接线，如图 2-5（a）所示，将两个同名元件（电源或出线）分别布置在不同串上，并且分别靠近不同母线接入，即电源（变压器）和出线相互交叉配置；另一种是非交叉接线，如图 2-5（b）所示，它也将同名元件（电源或出

32、线）分别布置在不同串上，但所有同名元件都靠近同一母线一侧（进线都靠近一组母线，出线都靠近一组母线） 。 通过分析可知：3/2 交叉接线比 3/2 非交叉接线具有更高的运行可靠性，可以减少特殊运行方式下事故扩大。例如，一串中的联络断路器（设 502）在检修或停用，当另一串的联络断路器发生异常跳闸或事故跳闸（出线 L2 故障或进线 T2 回路故障）时，对非交叉接线将造成切除两个电源，相应的两台发电机甩负荷至零，电厂与系统完全解列；而对交叉接线而言，至少还有一个电源（发电机变压器）可向系统送电，L2 故障时 T2 向 L1 送电，T2 故障时 T1 向 L2 送电，仅是联络断路器 505 异常跳开时

33、也不破坏两台发电机向系统送电。 应当指出，当 3/2 接线的串数多于两串时，由于线路本身构成的闭环回路不止一个，一个串中的联络断路器检修或停用时，任然还有闭环回路，因此不存在交叉接线的优点。 2.3 电气主接线形式的确定 本期工程 2600MW 超临界空冷凝汽机组以 500kV 一级电压接入系统，电厂出线 1 回，接入郑州 500kV 变电站。500kV 系统采用一般双母线接线。 考虑到电厂长期运行，本期工程电气采用联合单元接线，主变侧设有断路器，可避免一台机组检修和投运时影响另一台机组的正常运行；结合系统总体规划及本工程近期规划情况，从确保系统可靠性、减少运行维护工作量、降低工程造价等方面考

34、虑，本工程发电机与主变之间的连接采用全连式分相封闭母线。发电机与主变压器之间不装设断路器，只设可拆连接片，以供检修和调试图 2-5 3/2 交叉接线 3/2 非交叉接线 501502503504505506L1L2 501502503504505506L1L2新疆工程学院毕业设计10使用。 （发电机出口不装设断路器，其理由是，大电流大容量断路器投资较大，而且发电机出口到主变压器和厂用工作母线采用全连式分相封闭母线后，此段线路范围内，相间短路故障的可能性亦已降低。 ）此方案接线简单、投资低、布置简单。 高压厂用变压器和励磁变压器由发电机与主变低压侧之间引接。新疆工程学院毕业设计113 2600M

35、W 机组厂用电设计 3.1 厂用电概述及设计原则 发电厂在启动、运转、停转、检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备。用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰，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、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。 厂用电设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证机组安全、经济和满足发电运行。 现代大容量火力发电厂要求其生产过程是自动化和采用计算机控制的，为了实现这一要求 ，就需要许多厂用

36、机械和自动化监控设备（如锅炉 汽轮机 发电机)和辅助设备服务，而绝大多数机械采用电动拖动，因此，需要向这些电动机 自动化监控设备和计算机供电，这种供电系统称为厂用电系统。 厂用电系统设置有完备的监视仪表、控制系统、保护连锁及自动装置等。 厂用电源的可靠性是决定整个电厂安全运行的关键，因此厂用电源系统在设计上应满足以下基本要求： (1)系统应安全可靠 厂用电源系统的接线方式和电源容量应能适应正常供况、事故异 常和检修状态等各种工况的供电要求，同时还应考虑到机组启停过程中的供电，并方便电源的切换操作。一般各机组的厂用电系统应尽可能相互独立，当某一台机组的厂用电源系统故障或其相关设备故障时，只会影响

37、到该机组的运行，而不致影响到其他机组的正常运行，同时能在短时间内将本机组恢复运行。对公用负荷的供电方式要合理布置，使发生事故时影响范围最小。 (2) 系统接线简明、运行灵活 厂用电源系统分期建设和现场施工中厂用电系统的扩建方便和可靠切换运行，应结合远景规划，统一安排，便于过渡，尽可能减少改变接线和变换设备。同时要与电气主接线的方式相结合来考虑，尤其是在备用电源引线时。 (3)符合经济性要求 新疆工程学院毕业设计12在满足可靠性的同时，还应注意厂用电源系统的经济性，压宿投资，降低运行费用。 3.2 厂用电的电压等级确定 600MW 机组厂用电电压的选取，与很多因素有关，如厂用电接线方式，短路电流

38、水平，母线电压水平，设备制造水平等。 对 600MW 机组的厂用电，根据国内以往若干电厂的设置情况，可分为以下两种： 方案一：厂用电采用 6kV 和 380V 两个电压等级。配电原则是：200kW 及以上的电动机采用 6kV 电压供电，200kW 以下的电动机采用 380V 电压供电。 方案二：厂用电采用 10kV、3kV 和 380V 三个电压等级。配电原则是：2000kW 及以上的电动机采用 10kV 电压供电，2002000kW 的电动机采用 3kV电压供电，200kW 以下的电动机采用 380V 电压供电。 方案已采用一个 6kV 等级的厂用高压，而方案二采用了 10kV 和 3kV

39、两个等级的厂用高压。原则上，前者可使厂用电系统简化、设备减少，但是许多2000kW 以上的大容量电动机接在 6kV 母线上，也会带来设备选择和运行方面的问题，如 9000kW 电动给水泵的启动就要考虑许多因素。600MW 机组厂用电压等级采用哪一种方案，在设计时都要经过诸多因素的综合比较后予以确定 由于本期工程厂用负荷较大，高压电机数量较多，厂用高压母线短路故障时，电动机的反馈电流大，在此种情况下，考虑到国内电机产品 10kV 系列中、小容量电动机生产、制造不存在问题。其余配电设备，因为 10kV 是我国标准配电电压等级，10kV 开关柜、变压器、电缆，因此本工程选用 10kV 一级电压。 3

40、.3 厂用电源及其引接方式 发电厂的厂用电源必须供电可靠，且能满足电厂各种工作状态的要求，除应具有正常的工作电源外，还应设置启动/备用电源和事故保安电源。下面简绍本工程 600MW 机组的厂用电源引接方式。 1 厂用工作电源及其引接 3 2600MW 机组厂用电设计13对于大容量机组，各台机组的厂用工作电源必须是独立的，保证机组正常运行最基本的电源，要求供电可靠，而且要满足整套机炉的全部厂用负荷要求。 本工程 600MW 机组采用发电机变压器组电源接线，并采用全连式分相封闭母线。主变压器侧设有断路器，可避免一台机组检修和投运时影响另一台机组的正常运行。机组厂用电源从发电机 G 到主变压器 T

41、之间的全连式分相封闭母线引接，即从发电机出口经高压厂用变压器将发电机出口 22kV 电压降到所需的 10kV 厂用高压。600MW 机组的厂用分支上不装设断路器，主要原因是：开断电流很大，断路器难以选择，而且发电机出口到主变压器和厂用工作母线采用全连式分相封闭母线后，此段线路范围内，相间短路故障的可能性亦已降低。也不装设隔离开关，只设置可拆连接片，以供检修和调试用。此方案接线简单、投资低、布置简单。 低压 380V 厂用工作电源，由 10kV 高压厂用工作母线通过低压厂用工作变压器引接。 2 启动/备用电源及其引接 备用电源用于因工作电源事故或检修时带提工作电源，起到后备作用。备用电源应具有独

42、立性和足够的容量，最好能与电力系统紧密联系，在全长停电的情况下任然能从系统获得厂用电源。 启动电源一般是指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供电的情况下为该机组的厂用负荷提供电源。 本工程 2 台 600MW 机组启动、备用厂用电源和其它机组一样，采用采用启动电源兼做备用电源的方式设置，启动/备用电源可由用现有的霍州寺庄220kV 变电所引接。 对于 380V 低压厂用备用电源，与低压工作电源的引接方法类似，也从高压厂用母线经低压变压器引接，但低压工作电源与备用电源取至不同的厂用高压母线分段上。 3 事故保安电源及其引接 对于大容量发电机组，当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保能安全停

43、机，应该设置事故保安电源。通常采用的事故保安电源有蓄电池组、柴油新疆工程学院毕业设计14发电机、外接电源。本工程每台机组设置一套 380V、三相、50Hz 柴油发电机组作为机组的事故保安电源。柴油发电机组连接到保安电动机控制中心。当失去厂用电源时，柴油发电机组能在 1015s 之内快速启动，向保安负荷供电。 3.4 厂用电接线设计 厂用电接线方式合理与否，对机、炉、电的辅机以及整个发电厂的工作可靠性有很大的影响。厂用电的接线应保证厂用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可靠、灵活、方便等要求。 1 10kV 高压厂用母线接线设计 本工程 2 台 600MW 超临界空冷机组 10kV

44、 高压厂用母线的接线形式：单母线分段接线，且按炉分段（将厂用母线按锅炉台数分成若干独立段，凡属同一台锅炉的厂用负荷均接在同一段母线上，与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷也接在该段上，而该段母线由其对应的发电机组供电） 。 图 3-1 10kv 高压厂用电接线图 因此，每台机组设置 A、B 两段 10kV 母线，由双分裂厂用变压器供电，锅炉、汽机的双套辅机由 A、B 段母线供电。全厂公用负荷分摊到 A、B 两段母线。10kV 高压工作母线向全厂低压厂用变压器和大于、等于 200kW 的电动机供电。 如图 3-1 所示，每台机组设置一台分裂绕组高压厂用变压器，容量为45MVA；两台机组设置 1 台起动/

45、备用变压器，容量为 65/45-45MVA。每台机组共 2 段 10kV 工作母线。该方案的优点是：接线简单清晰，共箱封闭母线布置方便，占地面积最小，最适应现场场地条件。 3 2600MW 机组厂用电设计15.2 380/220V 低压厂用电系统接线设计 本工程低压厂用电系统采用 380/220V 中性点直接接地系统，PC-MCC 供电方式。PC-MCC 的设置原则为：成对的两台低压厂用变压器低压侧设立两段 PC母线，用断路器分段。正常工作时，断路器打开，不设置自动切换。但允许短时合上断路器，以便正常检修时转移负荷。在负荷中心设立 MCC 母线，向就近负荷供电，其电源由相应 PC 引接两路，一

46、路工作，一路备用，采用手动或自动切换方式。 动力中心 PC 主要供电给下列负荷：大于等于 75kW，小于 200kW 的电动机；大于等于 100kVA 静态负荷。 电动机控制中心 MCC 主要供电给下列负荷：75kW 以下的电动机和小于100kVA 的静态负荷由电动机控制中心供电。 成对的低压电动机分别由对应的动力中心和电动机控制中心供电。 主厂房内每台机、炉的两台低压厂用工作变压器互为备用，两台公用变压器互为备用。每台机组设 1 台容量为 500kVA 检修变压器和 1 台容量为500kVA 照明变压器。两台机组的检修变压器、照明变压器互为备用。厂区内其它厂用变压器根据分片集中供电的原则设置

47、。所有低压变压器接线组别为D，yn11，型式为干式。 3.5 厂用负荷计算 大型火电厂厂用负荷可达上千台，主要分布于汽水系统、循环水和供水系统、开式和闭式冷却水系统、润滑油系统、制粉系统、燃烧系统、输煤系统、燃油或点火油系统、水预处理和化学水系统、除灰系统、控制系统及电气、修配、暖通等公用负荷。厂用负荷按其在生产过程中的重要性可划分为： 1）类负荷：如火力发电厂送、引风机、给粉机、给水泵、凝结水泵、循环水泵等。通常它们都设有两套或多套相同设备。如：2100%表示有两套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带满负荷；正常运行时，一套运行，另一套备用或检修，可以相互连锁切换，如凝结水泵、工业

48、水泵、疏水泵等。250%表示有两套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带 50%负荷；正常运行时，两套同时运行，没有备用，其中一套因故障停运时，则主机降低出力到 50%，如引风机、送风机、二次风机等。350%表示新疆工程学院毕业设计16有三套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带 50%负荷；正常运行时，两套同时运行，另一套备用或检修，可以相互连锁切换；其中一套因故障停运时，不影响主机的出力，如真空泵、电动给水泵。 2）类负荷：允许短时间停电，但如果停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产，如钢球磨煤机、碎煤机等。类负荷与类负荷的供电方式基本相同，所不同的仅是备用电源不用自动

49、投入，而用手动投入即可。 3）类负荷：一般与生产工艺过程无直接关系，即便较长时间停电，也不会直接影响到正常运行，如油处理设施及中央修配厂等负荷，这类负荷允许只有一个电源，在有条件情况下也设有备用电源，但没有备用设备。 表 3-1 火力发电厂主要厂用电负荷及其分类表 1 厂用负荷的计算方法 厂用负荷的计算常采用“换算系数法”： S厂用分段母线上的计算负荷，kVA P电动机的计算功率 kW； K换算系数（具体取值参见下表） 表 3-2 换算系数 机组容量（MW） 125 200 机组容量（MW） 125 200 给水泵及循环水泵电动机 1.0 1.0 其它高压电动机 0.8 0.85 凝结水泵电动

50、机 0.8 1.0 其它低压电动机 0.8 0.7 分 类 名 称 负荷类别 运行方式 备 注 引风机 类 经常、连续 送风机 类 经常、连续 二次风机 类 经常、连续 空气预热器 类 经常、连续 炉水循环泵 类 经常、连续 磨煤机 类、类 经常、连续 储库式制粉系统为类 给煤机 类、类 经常、连续 储库式制粉系统为类 排粉机 类、类 不经常、连续 储库式制粉系统为类 锅 炉 负 荷 给粉机 类、类 不经常、连续 储库式制粉系统为类 3 2600MW 机组厂用电设计173.6 厂用变压器的选择 1 变压器选择的基本原则和应考虑的因素 （1）变压器、原副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定