2×200MW发电机组电气部分设计

内容提要 我这次设计主要针对一次系统为主、二次设计为辅的原则，主要对2200MW发电机组接线形式的选择、220KV主接线形式的选择、高压断路器、隔离刀闸的选择、电压互感器和电流互感器的选择，以及进行了短路计算，并对发电机和变压器的主爱护进行了简洁的配置。在电力系统中，大、中型电厂起着举足轻重的作用，一旦故障轻则引起大面积停电，重则可能引起电网崩溃。本次设计的电厂220KV变电站是豫北电网和河南主网联系的纽带，一旦发生事故将引起河南主网的解裂，所以对220KV变电站接线形式进行了具体的分析比较，以期找到一种平安经济成熟的主接线形式。 引言 本次设计是在毕业设计任务书的基础上进行的，依靠大专三年所学的专业理论学问，结合自己参与工作几年来的阅历，旨在提高自己的技术理论水平，以达到理论联系实际，学以致用的目的。 本次设计参考电力工程电气设计手册、发电厂电气部分、电力系统分析、大型火力发电厂厂用电系统等技术资料，对本设计进行经济技术上的选择，主要是对电气一次系统主接线及设备进行选择。 通过本次对发电厂发电机、变压器、主接线的选择及短路电流的计算、部分高压设备的选择，以达到理论联系实际的目的。 这次设计能够顺当完成，与指导老师的大力帮助是分不开的，同时也吸取了同学们的珍贵阅历，在此向他们表示诚心的感谢。 由于本人水平有限，设计中难免存在不足之处，希望大家不惜多加指正。 2200MW发电厂电气部分设计 一、 原始资料 1．发电厂类型 火力发电厂 1、 本厂设计规模 依据系统规划本厂 安排安装200MW汽轮发电机组两台，设计工作一次完成。 2、 厂址地理条件 本厂厂址地势平坦，平均海拔不超过50米，年最高温度40度，本厂位于县郊，距离负荷中心仅20余公里，供电半径70公里，四周有一些水泥厂，所以选择应选择抗污实力强的电气设备，并每年对220KV变电站进行带电水冲洗。 3、 系统参数 当装机容量为2200MW时，220KV母线系统正序阻抗为0.011；零序阻抗为0.03。 依据系统220KV母线最低电压为205KV，最高电压为252KV。 220KV引出线依据用户须要，工程引出线为5回，发电机电压无引出线向外供电。 第一节发电机、主变压器的选择 一、发电机的选择 由火力发电厂设计技术规程可知 1、 发电机的额定容量应与汽轮机的额定出力相匹配；发电机的最大连续输出容量应与汽轮机的最大进汽量工况下的出力相匹配，其功率因数和氢压均应与额定值相同。 2、 汽轮发电机的轴系自然扭振频率应躲开工频及两倍工频。 3、 汽轮发电机组应有承受高压输电线出口单相重合闸实力。 4、 发电机应具有肯定的汲取无功功率、调峰及失磁后短时异步运行的实力。 5、 励磁系统的参数、特性应满意电力系统各种运行方式的要求。 6、 本厂设计规划为2200MW汽轮机组。 经选择比较最终选择QFSN2002型汽轮发电机。 其参数Pe200MW Ue15.75KV COSφ0.85 n98.7％ 接法YY Xd22.2％ 二、 主变的选择 容量 1、 主变压器的容量、台数干脆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，还应依据电力系统5～10年发展规划、输送功率大小；馈线回路数电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。 2、 单元接线时，变压器的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10％的裕度来确定。 3、 对于200MW发电机组一般接受发电机变压器组单元接线。 4、 我国国家标准GB1094电力变压器确定R10容量系列。容量有100、125、160、200、250、315KV.A等。 本机接受发电机变压器组单元接线。235-2357％＋（235-2357％）10％240MV.A。 相数 1、 变压器接受三相或单相，主要考虑变压器的制造条件、牢靠性要求及运输条件等因素； 2、 在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来讲投资大，占地多，运行损耗也较大，同时配电装置结构困难，也增加修理工作； 因本厂靠近京广铁路，所以不必考虑运输条件限制。 台数 1、 变压器是一种静止电器，运行实践证明他的工作是比较牢靠的。一般寿命为20年，事故率较小。通常设计时，不必考虑另设专用备用变压器。 2、 容量为200MW及以上的机组在技术经济合理时，可接受发电机、变压器、线路组的 单元接线。 3、 本厂是2200MW机组，且只有一种电压等级，故本次设计为发电机、变压器单元接线。 绕组数和连接方式 1、对于200MW以上机组，其升压变压器一般不接受三绕组变压器；对于最大机组为200MW以上的发电机，由于机组容量大，额定电流及短路电流都很大，发电机出口短路器制造困难，价格昂贵，且对供电牢靠性要求较高。所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均接受分相封闭母线，而封闭母线回路中一般不装置断路器和隔离开关。 2、对于200MW以上机组，其升压变压器一般不接受三绕组变压器；变压器三相绕组的接线组别必需和系统电压相位一样，否则，不能并列运行。我国110KV及以上电压，变压器三相绕组都接受“YN”连接；35KV以下高压电压，变压器三相绕组都接受“D”连接；在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，依据以上绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般都选用Y，d11常规接线。 调压方式的确定 1、 与发电机作单元连接的双绕组变压器，可以由发电机调压，一般不须有载调压。本厂发电机变压器组接受单元接线，故由发电机调压。 型号选择 SFP7240000/220 额定电压 242000/15750 高压 24222.5/100 高压分接范围22.5％ 低压 15.75KV 空载损耗176KW 负载损耗653KW 空载电流0.36％ 阻抗电压13％ 三、 高压厂变的选择 1、 高压厂用工作变压器的容量应按在各种运行状况下满意厂用电的要求来考虑； 2、 为保证厂用电的牢靠性，大中型的电厂高压厂用工作变压器多接受分裂变压器； 3、 机组通过升压变压器干脆送入较高的电力电网，则从发电机的出口引线处干脆引取高压电源； 4、 各机组的高压厂用电系统应当相对独立，这一条对200MW以上的机组尤为重要； 5、 高压负荷一般都比较重要，为使工作与备用设备不会因母线故障而全部停运，设计中又将母线分为两段，把互为备用的设备接于不同段上； 6、 为给发电机组正常启动时供应电源，必需供应一启动电源，为保证高压厂用电系统的运行平安，设置厂用备用电源也是特别必要的 7、 200～300MW机组高压厂用电源由发电机的出口引接，经一台分裂变压器降压后，分别向两段高