火电厂电气一次部分设计研究

摘 要：设计工作是工程建设的关键环节，做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。本文主要介绍了2×300MW总装机容量为600MW的火电厂电气一次部分的设计。

关键词：火电厂；电气一次；设计

Abstract: The design work is a key link of engineering construction, good design, overall duration, quality, investment and completed and put into production after the operation safety and reliability and economic benefits of production to the engineering construction, plays a decisive role in. This paper mainly introduces the 2 × 300MW total installed capacity of 600MW thermal power plant electrical part design.

Key words: thermal power plant; electrical primary design;

中图分类号：TU2

0前言

随着国家改革开放的不断深入和国民经济的蓬勃发展，为了提供充足、可靠和质量合格的电能，优化发展具有可靠性、灵活性和经济性的火电厂是当前一大任务。本文对某2×3OOMW凝气式区域性火力发电厂进行电气一次部分及厂用电高压部分的设计。在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证了该火电厂实际设计的合理性与经济性。

火电厂工程概况

本工程为大型凝气式火电厂，其容量2×3OOMW，最大单机容量为300MW，当电厂全部机组投入运行后，将占电力系统总容量约为10%，主要是供给地区用电。本电厂年利用小时数为6500h/a，本电厂具有110KV和220KV两级电压负荷，110KV电压等级有8回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为110MW、最大年利用小时数为4000h/a，说明对其可靠性有一定要求。220KV电压等级有10回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为500MW，最大年利用小时数为4500h/a，其可靠性要求较高。为保证检修出线断路器不致对该回路断电，采用带旁路母线接线形式。

电气一次设计

2.1主接线方案的选择

1）主接线的可靠性和经济性应综合考虑，在满意技术要求的前提下，尽可能投资省、占地面积少、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。

110KV电压级：出线回路数8回且为Ⅰ级负荷，应采用双母或双母带旁路，以保证其供电的可靠性和灵活性。

220KV电压级：出线回路数10回且为Ⅰ级负荷，应采用双母带旁路一台半。

2）主接线方案

方案一：220KV采用双母带旁路，110KV采用双母线接线。可靠性较高。

各电压级接线方式灵活性都好；220KV电压级接线易于扩建；110KV电压级用联络变压器连接，灵活性好。无论是110KV，220KV设备比较多，投资较大，经济性差。

方案二：220KV采用双母带旁路，可靠性较高。110KV侧采用单母分段带旁路，对于出线回路数多带一级负荷来说，可靠性低。220KV电压级接线方式灵活。

采用单母线分段兼旁路接线，进出线不多时有足够多的灵活性。110KV设备相对少，投资较小，220KV设备都比较多，投资较大，经济性差。

本方案主要考虑主接线的可靠性和灵活性，经济性只做参考，所以通过比较，现确定第一方案为设计最终方案。

2.2主变压器的选择与计算

1）变压器的台数的确定

通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和重要的变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台。本电厂有2台300MW发电机，且电厂和系统有较强的联系，故220KV电压等级接两台主变压器。

2）主变压器的型式的确定原则

选择主变压器型式时，应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑，通常只考虑相数的绕组数以及绕组接线组别，在330KV及以下电力系统，一般都选用三相变压器。一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，对于最大机组容量为300MW及以上的发电厂，通常采用双绕组变压器加联络变压器，当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。

本电厂接于330KV以下电力系统，变压器相数先三相，又最大机组容量为300MW，则选双绕组变压器加联络变。110KV及以上电压等级，变压器的接线方式为“YN”连接，选常规接线YN，d11常规接线。本电厂主接线采用三相双绕组主变压器和一络变压器。两台主变压器分别和两台发电机组组成单元接线。主变每台等级360MVW的三相双绕组升压变压器，型号SFP7-360000/220。联络变压器型号SSPSO-360000/220。厂用变压器需要两台，为限制短路电流，提高可靠性，两台变压器均采用低压分裂绕组变压器，联系变压器低压侧电压为15.75KV,具体型号SFF-31500/15.75。

3）厂用电接线形式的拟定

依据对厂用电接线的基本要求，在本次设计中，厂用电接线采用单母线分段的接线方式，分段采取“按炉分段”接线原则，选用6KV作为厂用高压电压，380V作为厂用低压电压。

2.3短路电流的计算

短路电流由于其值很大，在极短的时间内就能产生较大的损耗，由于来不及散发热量而造成电气设备的温度急剧升高，引起设备的老化或损坏，对供电的可靠性产生影响。当所选设备不能满足短路电流的限制时，对供电的可靠性将产生极为严重的影响。为此，在设计主接线时，应计算短路电流。

短路电流计算的目的是为设备的选型提供依据；初步考察短路事故对发电厂以及系统的可靠性和稳定性的影响，为电厂主接线形式的选定、继电保护装置的选择和整定计算提供依据。此外，通过对短路电流的计算，还可初步确定系统的损耗，为发电厂的经济运行提供依据。

本次短路计算中，选取了两个短路计算点，110KV母线和220KV母线上各一个，短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路。计算过程如下：

3、电气设备的选择

选择并校验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等，选用设备的型号。正确的选择电气设备的目的是为了事导体和电器无论在正常情况或故障情况下，均能安全、及经济合理的运行、在进行设备选择时，应根据工程实际情况、在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采取新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。

4、总结

火电厂的电气一次设计是对电气专业知识的一次综合性运用，能够为设计人员的工作实践打下良好基础。本文以2×3OOMW火力发电厂为例，主要论述了火力发电厂电气一次部分设计的主要内容及基本思想，涉及设计的功能、技术指标及工作步骤。希望能为电气领域的同仁提供必要的借鉴。

参考资料：

[1]西北电力设计院.电力工程设计手册[M].中国电力出版社