摘 要 由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通 过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。 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及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、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定有较大的影响。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本文是对配有4台200MW汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验; 并作了变压器保护。 关键词： 发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备
电气部分
1 电气主接线
本工程系新建工程,容量为2×300MW，考虑再扩建条件。根据系统电气原则接线方案规划，本期两台300MW发电机组以发电机-变压器组单元接线接入厂内220kV升压站。220kV采用双母线接线，220kV配电装置本期出线2回。
2 起动/备用电源引接
本期起动/备用电源考虑由厂内220kV母线引接。
3 厂用电系统
3.1 中压厂用电系统
每台机设置一台高压厂用分裂绕组变压器，变压器的高压侧电源由本机组发电机引出线上支接。高压厂用电电压采用6kV一级电压， 6kV采用单母线，每台机组设A、B 两段6kV工作母线，分别采用共箱母线引接自高压厂用分裂绕组变压器低压侧两个分裂绕组。互为备用及成对出现的高压厂用电动机及低压厂用变压器分别由不同的6kV段上引接。6kV采用中电阻接地方式。
本工程两台机组设置一台有载调压分裂绕组变压器作为起动/备用变压器，电源引自厂内220kV母线。
3.2 主厂房低压厂用电系统
低压厂用电系统电压采用400/230V。低压厂用电系统均采用中性点直接接地方式。
主厂房每台机设汽机动力中心和锅炉动力中心，汽机段和锅炉段采用单母线分段接线。
每台机设一台照明变压器，两台机照明变压器互为备用。
每台机设一个公用变和公用动力中心，两台机公用变互为备用。
主厂房每台机设空冷动力中心，空冷PC段采用单母线分段接线。
本工程不设专用检修PC段及检修变，检修电源从公用PC段引接。
3.3 辅助厂房低压厂用电系统
辅助厂房设电除尘动力中心、化学补给水动力中心、供水动力中心、输煤动力中心，每个动力中心设两台互为备用的变压器。
4 主要电气设备选择：
1)发电机
发电机额定容量：300MW级， 额定电压：20kV ，额定频率：50Hz， 额定功率因素：COSф=0.85、额定转速：3000r/min ，冷却方式：水氢氢，励磁方式：机端自并励。
2)主变压器
主变压器采用三相强迫油循环风冷变压器，其容量为370MVA，主变采用无载调压。
5 主要电气设备布置：
主变、起/备变、厂高变及空冷配电间布置在主厂房A排外空冷平台下。
发电机引出线与变压器和厂高变的联接采用离相封闭母线。
220kV双母线接线布置型式采用户外中型布置。本期进、出线及起/备变间、母联、母线设备隔共6个间隔。
6 直流及交流不停电电源系统
本工程每台机设一套220V动力用蓄电池，两台机之间设联络。每台机组设两套控制用220V蓄电池。网络继电器室设两套200V动力、控制用蓄电池。
每台机主厂房设一套2×40kVA的双机并联UPS供DCS等负荷，网络继电器室设一套10kV 的UPS。MIS的UPS由MIS成套供应。
7 二次线、继电保护和控制系统
本期工程主机采用集控室控制方案，两机设一个集控室。在集控室控制的电气设备有发电机变压器组、高压厂用工作变压器、启动/备用变压器、高压厂用电源、低压厂用工作和公用变压器及保安PC工作和备用电源进线开关等。
7.1集控室的控制和测量
本期工程采用机、炉、电DCS集中控制方式，发变组和厂用电部分的电气监测纳入DCS。为节省控制电缆、减少施工工作量、提高自动化水平和管理水平，在厂用电系统采用分层分布式计算机监控系统，厂用电智能终端设备(即6kV测控一体化综合保护、380V系统智能监控单元和马达控制器等)组网，通过现场总线将处理好的信号上传及控制层的指令下达，实现对电气设备的控制、监视功能及厂用电电能管理。与DCS具有通讯接口。
7.2升压站电气设备的控制
按照本工程最终确定的接线方式，220kV升压站通过NCS对其进行监控。在升压站建设一个网络继电器室布置升压站的就地保护和控制设备。NCS与DCS具有通讯接口。
7.3 其它电气设备的控制
其它电气设备的控制包括柴油发电机组、除尘器系统、运煤系统等设备控制。
柴油发电机组除采用自起动外并采用就地控制方式，在集控室内设有必要的表计和信号以及起动按钮。
除尘器的电控设备采用微机型或PLC，运煤系统采用专用PLC监控。同时为提高运行水平，在输煤系统设工业电视系统。
7.4保护
发电机变压器组、厂用电系统、启动备用变压器均采用微机型保护。厂用电切换装置、自动准同期装置亦采用微机型。每台机组设置一台发电机变压器组故障录波器。发电机变压器组保护和起动备用变压器保护配置：将主要根据《继电保护和安全自动装置技术规程》进行配置，同时，按反措25条实现主要保护的双重化。
【110/20kV变电站电气一次部分设计】
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