发电厂电气部分第五章.ppt

第五章 厂用电接线及设计,第一节 概述,,一、基本概念 1、什么叫厂用电？ 是指发电厂或变电所在生产过程中自身所使用的电能在现代发电厂中，为保证主体设备（锅炉、汽轮机或水轮机、发电机）正常运行，需要许多由电动机拖动的机械为发电厂的主要设备和辅助设备服务这些机械称为自用机械1）热电厂的主要自用机械 ——保证锅炉给水的机械（给水泵）；保证锅炉燃烧的机械（给粉机、送粉机、引风机等） ——保证汽轮机冷凝设备正常运行的设备（循环水泵、凝结水泵等） ——保证发电机和主变压器冷却的机械（发电机空气冷却器、油泵、水泵、通风机等）,——运煤系统的机械（抓煤机、推煤机等）；煤粉制备机械（球磨机、输煤机、给煤机） ——化学净水处理及除灰设备的机械等2）水电厂的主要自用机械 ——保证水轮发电机组调速和润滑的机械，如调速器、油泵、空气压缩机及发电机冷却系统和机组润滑系统等水泵等 ——保证变压器冷却的机械：如通风机、油泵、水泵等 ——全厂公用的机械，如供水泵、排水泵、闸门起重设备、充电机、浮充电机、整流装置、滤油机、厂房通风机及厂房内桥式起重机等3）变电所的自用电负荷 在中小型降压变电所中，自用电的负荷主要是照明、蓄电池的充电设备、硅整流设备、变压器的冷却风扇、采暖、通风、油处理设备、检修器具以及供水水泵等。

其中，重要负荷有主变压器的冷却风扇或强迫油循环冷却装置的油泵、水泵、风扇以及整流操作电源等2、厂用电率 厂用电耗电量占同一时期内全厂总发电量的百分数——厂用电平均功率因素，一般取0.8,——厂计算负荷,——发电机的额定功率,,,发电厂的类型不同， 也不同： ——凝气式火电厂为5%~8% ——热电厂为8%~10% ——水电厂为0.5%~1.0% ——1000MW超超临界发电机组，4.45%,二、厂用电负荷分类 （1）Ⅰ类厂用负荷： 短时停电也可能造成发电厂的主要设备损坏、危及人身安全、主机停运和大量影响电厂出力的厂用负荷； 由于不允许停电，保证措施：,①设两套设备或多套设备； ②分别接到两个独立电源上供电母线； ③加装备用电源自投装置； ④电动机全部自启动措施：,（2）Ⅱ类厂用负荷： 仅允许短时停电（几秒至几分钟），再恢复供电后，不致造成生产紊乱，损坏设备或影响机组正常运行的厂用负荷 保证措施： 1）接到两个独立电源供电母线上，采用手动切换； 2）有条件的参加自启动；,（3）Ⅲ类厂用负荷： 较长时间（几小时甚至更长时间）停电，不会直接影响电厂生产，仅造成生产上不方便地厂用负荷 一般由单电源供电，电源故障时允许检修或更换，但在大型发电厂也常采用两路电源供电。

④不间断供电负荷 要求在正常或事故停机过程中及停机后一段时间内， 需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷如实时控制用 的计算机、热工保护、自动装置等措施：采用专用的不停电电源（USP）供电 1）采用由蓄电池组供电的电动发电机组供电； 2）接于蓄电池组的数控的静态逆变装置；,⑤事故保安负荷： 事故停机过程及停机后一段时间内，停电会引起主要设备损坏、重要的 自动控制失灵或危及人身安全的负荷 按对电源的要求不同分为： 直流保安负荷：由蓄电池组供电； 交流保安负荷：如大型机组的盘车电动机，平时由交流厂用电源供电，事故后，由快速启动的柴油发电机组自动投入供电；,（二）按运行方式分类： 按使用机会分类： 1）“经常”使用的用电设备（负荷）：即电厂在生产过 程中，每天都 投入使用的用电设备（负荷）； 2）“不经常”使用的用电设备：只有在检修、事故、机 组启停期间内使用按每次使用时间的长短分类： 1）“连续”运行：每次使用时，连续运转2h以上者； 2）“短时”运行：每次使用时，运转10~120min的用电 设备； 3)”断续“运行：从运行到停止，反复周期性地运行，每 一周期时间不超过10min的用电设备。

第二节 厂用电接线的设计原则和接线形式 一、对厂用电接线的基本要求 1、对厂用电接线的基本要求： ——运行安全、可靠，保证连续供电； ­——运行、检修、操作和发展要方便灵活； ——技术先进、设备新颖，并且经济合理2、厂用电接线应满足下列要求： 1、各机组的厂用电系统应该是相互独立的并具有对应供 电性，特别是200MW及以上的大型机组； 2、全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公 用负荷母线； 3、接线方式和电源容量，应满足厂用设备在正常、事故、 检修、起动和停运等运行方式下的供电要求；,4、对200MW及以上的大型机组，应设置足够容量的 交流事故保安电源及电能质量指标合格的交流不间断 供电电源； 5、充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系 统的运行方式二、厂用电接线的设计原则 ①应保证对厂用负荷的可靠和连续供电，使主机安全运 转； ②接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式 的要求； ③厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组 供电；,④还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎 重地采用新技术、新设备； ⑤在设计厂用系统接线时，还应考虑厂用电的电压 等级、中性点接地方式及厂用电源的引接等问题。

三、厂用电的电压等级 取决于发电机额定电压、额定容量、厂用电动机的电压、容量和数量等因素 高压厂用电的电压等级：3KV、6KV、10KV 低压厂用电的电压等级：380V/220V,1、影响厂用电电压等级的因素： 1）发电机电压和容量：由电力系统规划确定 ①火力发电厂： a.单机容量 发电机电压 ： 3KV和380/220V ：6KV和380/220V b.单机容量 ：6KV和380/220V c.单机容量 ：6KV和380/220V,,,,,,②水电厂： 380/220V或380/220V+坝区变压器6KV或10KV ③变电站： 一般只采用380/220V一级厂用电压即可2）厂用电动机的容量 我国生产的电动机的电压与容量的关系如下表所示：,电动机的电压选择，实践经验表明： 电动机的容量小于75KW时，只能选380/220V； 电动机的容量在75~200KW时，只能选380/220V、3KV； 电动机的容量在200~300KW时，只能选380/220V、3、6、10KV； 电动机的容量大于300KW时，只能选3、6、10KV；,3）厂用电网络的可靠、经济运行 低压电动机，有较高的经济效益，但大容量不能做成低压； 高压电动机的制造容量大、价格高、运行损耗较大、效率较低； 电动机的容量在200~300KW时，应综合考虑厂用电网络的可靠和经济运行。

2、厂用电电压等级的确定,四、厂用电系统中性点接地方式 1、确定中性点接地方式的一般原则 1）单相接地故障对连续供电的影响最小； 2）单相接地故障时，健全相的过电压倍数较低； 3）发生单相接地故障时，能将故障电流对电动机、电缆等的危害限制到最低程度，有利于实现接地保护； 4）尽量减少厂用设备相互间的影响； 5）接地保护简单2、厂用电系统中性点的运行方式 1）高电压厂用电系统的中性点运行方式 中性点不接地 中性点经高电阻接地 中性点经消弧线圈接地 2）低电压厂用电系统的中性点运行方式 中性点经高电阻接地 中性点直接接地,五、厂用电源及其引接方式,1、设置原则 在发电厂中，为了保证厂用电供电的可靠，除设置有正 常工作电源外，还应设置备用电源对P单≥200MW的 发电厂，还应设置启动和事故保安电源2、工作电源及其接线方式 ——是保证机组正常运转所必须的电源 1）引接要求: ①供电可靠；②容量满足负荷的要求；③不应少于两个 2)其引接原则: (1)高压厂用工作电源 ——从发电机回路引接,（1）当主接线具有发电机电压母线时，一般直接从该机 组所连接的母线上引接，,,（2）当发电机与主变压器为单元接线或扩大单元接线 时，则高压厂用工作电源从主变压器的低压侧引接，,,③扩大单元接线时，应从发电机出口或主变低压侧引接。

2）低压厂用工作电源的引接 ①一般由对应的高压厂用母线段上经低厂变引接若高压 厂用电设有3KV和10kv两个电压等级，一般由10KV高压 厂用母线上引接； ②对于不设高压厂用母线段的发电厂，低压厂用工作电源 可从发电机电压母线上或发电机出口引接； ③按锅炉分段的低压厂用母线，其工作变压器应由对应的 高压厂用母线段供电；,为了提高厂用电系统的工作的可靠性，减小主系统和个别厂用电设备故障的影响范围，一般采取下列安全措施： 厂用电母线分段； 各段厂用电母线装有备用电源、备用电源自动投入装置,3、备用电源 1)引接要求: ①独立性；②足够的供电容量 2)其引接方式:,①当有机压母线时，由与工作 电源不同的分段上引接②当无机压母线时，由与电力系统连接的最低一级电压母线上引接，或由联络变的第三绕组引接③可由外部电网获得独立的启动/备用电源,3)备用电源的备用方式: 厂用备用电源有明备用和暗备用两种①明备用:专门设置一台备用变压器(或线路)，它的容量 应等于它所代替的厂用工作变中容量最大的一台的容量②暗备用(互为备用)：不另设专用的备用变(或线路)，而 将每台工作变的容量加大正常工作时，每台工作变在欠 载下运行，当任一台工作变因故被切除后，其厂用负荷由 完好的工作变承担。

4、启动电源 一般是指电厂机组首次启动或工作电源完全消失的情 况下，为保证机组快速启动，向必要的辅助设备供电 的电源对P单≥200MW的大型机组，厂用备用电源必须具有启 动电源的功能①由与电力系统连接的最低一级电压母线上引接，或由联络变的第三绕组引接 ②从外部电网引接专用线路5、事故保安电源,事故保安电源是为保证事故保安负荷的用电而设置的， 并能自动投入事故保安电源必须是一种独立而又十分 可靠的电源蓄电池组以及逆变器或逆变机组； 采用快速自动程序启动的柴油发电机组； 对于300MW及以上的发电机组还应由110KV及以上电网引入独立可靠的外部电源，作为事故备用保安电源6、交流不间断供电电源 由于快速柴油发电机组的启动和切换需要时间，这短时的供电中断对某些保安负荷（如实时控制用的计算机等）也是不允许的此时可由蓄电池经静态逆变装置或逆变机组将直流变为交流，向不允许中断供电的交流负荷供电某电厂200MW发电机的 事故保安电源接线示意图,六、站（所）用电源引接方式 站用电源由变电站低压母线上引接； 两台站用变压器由主变压器低压侧和站外电源上引接； 500KV变电站多由附近的发电厂或变电站引接专用线作为站用电源。

七、厂用电接线的基本形式 1、接线形式 发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能 （1）高压厂用母线 1）火电厂的高压厂用母线一般采用“按炉分段”接线原则，即将高压厂用母线按锅炉台数分成若干独立段；,2）当锅炉容量为400t/h以下，每炉设一段；当容量为400t/h以上，每炉的每级高压厂用母线至少设两段，两段母线可由一台高压厂用变压器供电 3）当厂用高压母线为两段式，厂用负荷在各母线上尽可能均匀分配，且符合生产程序要求2、低压厂用母线： 1）大型火电厂亦按炉分段； 2）水电厂按水轮发电机组分段； 3）在中、小型发电厂和变电所中，则根据具体的情况和厂用低压负荷的大小和重要性程度，全厂可分为二段或三段,3、厂用公用母线段 全厂公用性负荷，应根据负荷功率及可靠性的要求，分别接在各段母线上，做到尽量均匀分配； 对于200MW及以上的大型机组，如厂用公用负荷较多，容量也较大，当采用集中供电方式合理时，可设置公用母线段，正常运行时，可由启动/备用变压器向公用母线段供电 4、站（所）用电接线 1）变电站站用电只需380/220V一级； 2）小型变电站，只装一台站用变，从主变低压侧主母线上引接； 3）大中型变电站或装调相机变电站，通常装两台，分别接自主变压器低压侧母线的不同分段上,5、厂用电母线接线的特点 厂用电母线均采。