第五章厂用电接线及设计

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1、第五章 厂用电接线及设计,发电厂电气部分,第五章 厂用电接线及设计,5-1 概述 一、厂用电,发电厂中为了保证主要设备正常运行设置了许多辅助机械设备，它们大都是由电动机拖动的。数量多，容量大小不等，这些电动机以及运行、操作、试验、修配、照明等用电设备的总耗电量，统称为厂用电或自用电。,厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。一般凝汽式火电厂厂用电率为5%8%，热电厂为8%10%，水电厂为0.5%2%。 厂用电率是发电厂的一项重要经济指标。降低厂用电率即可降低发电成本，增大对系统的售电量，有着巨大的经济效益。,厂用电系统的可靠性，对发电厂乃至整个电力系统的可靠运行都有直接的

2、影响。 任何情况下，厂用电都是最重要的负荷，必须能满足发电厂正常运行、事故处理和检修试验等的需求，尽量缩小厂用电系统发生故障时的影响范围，避免因此造成全厂停电事故。,二、厂用电负荷的分类,1、I 类负荷,短时停电会造成人身伤亡或设备安全，机组停运或出力降低的负荷。如火电厂中的给水泵、凝结水泵、循环水泵、吸风机、送风机、给粉机以及水电厂中的调速器、压油泵、润滑油泵等。通常设置两套设备，互为备用，分别接到两个独立电源的母线上。要求有两个电源供电，采取自动投入方式。,2、II类负荷,允许短时停电(几秒至几分钟)，但较长时间的停电有可能损坏设备或影响机组的正常运行。如火电厂中的输煤设备、工业水泵、疏水

3、泵、灰浆泵和化学水处理设备，水电厂中的吊车、整流设备、漏油泵等。类负荷一般由两段母线供电，采用手动切换。,3、III类负荷,允许较长时间停电而不会直接影响生产。如试验室、油处理室及中央修配厂的用电设备等。由一个电源供电。,4、事故保安负荷,在200MW及以上机组的大容量电厂中，自动化程度较高，要求在事故停机过程中及停机后的一段时间内，仍必须保证供电，否则可能引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷，称为事故保安负荷。,由蓄电池组供电，直流润滑油泵、事故氢密封油泵等。,(1)直流保安负荷,(2)交流保安负荷,平时由交流厂用电供电，失去厂用电源时，一般由快速自起动的柴油发电机组自动

4、投入供电，如200MW及以上机组的盘车电动机、交流润滑油泵等。 通常，由蓄电池组、柴油发电机组、燃汽轮机组或可靠的外部独立电源作为事故保安负荷的备用电源。,5、不间断供电负荷,实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装置等。不间断供电电源一般采用由蓄电池供电的电动发电机组或配备数控的静态逆变装置。,在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中，甚至在停机后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频、恒压特性的负荷，称为不间断供电负荷。,发电厂电气部分,第五章 厂用电接线及设计,5-2 厂用电接线的设计原则和接线形式 一、对厂用电接线的要求,按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用

5、成熟的新技术和新设备，使设计经济合理、技术先进，保证机组安全、经济地运行。,(1)各机组的厂用电系统应是独立的,特别是200MW及以上机组，应做到这一点。在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并要求受厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复运行。,(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)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动(备用)电源能在短时内投入。,(4)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，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接

6、线和更换设置。 (5)200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。,发电厂电气部分,第五章 厂用电接线及设计,二、厂用电接线的设计原则,5-2 厂用电接线的设计原则和接线形式 一、对厂用电接线的要求,厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电； 能灵活适应正常、事故、检修等各种运行方式要求； 厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单； 设计时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，使厂用电接线具有可行性和先进性； 在

7、设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。,发电厂电气部分,第五章 厂用电接线及设计,三、厂用电的电压等级,二、厂用电接线的设计原则,5-2 厂用电接线的设计原则和接线形式 一、对厂用电接线的要求,厂用电的电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。 为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。 在发电厂和变电站中，低压厂用电压常采用400V，高压厂用电压有3、6、10kV等。,各种厂用机械的电动机容量差别很大，从几瓦到几千千瓦，而电动机的容

8、量与其额定电压有关。,选用厂用电动机时，在满足技术要求前提下优先采用较低电压等级，少数大容量电动机才选用高电压等级。 因为高压电动机绝缘要求高、尺寸大、价格贵、磁路长、损耗大、效率低(但供电导体截面小，电缆投资和损耗也小)。,厂用电压等级一般分为高压和低压两级。 低压级为0.4kV(380/220V)，高压级可在3、6、10kV中选用一种。大容量机组(如600MW)则可选用两级高压。,1、高压采用3kV,发电机容量在60MW及以下，电压为10.5kV时，100kW以上的电动机用3kV，100kW以下的电动机用380V。,2、高压采用6kV,发电机容量在100300MW时，200kW以上的电动机

9、用6kV，200kW以下的电动机用380V。,3、高压采用3kV和10kV两级,发电机容量为300MW以上，如600MW时，200kW以下的电动机用380V，2001800kW的电动机用3kV，超过1800kW电动机用10kV。,4、不设高压等级,水电厂厂用机械少，电动机容量也不大，通常只设380/220V一种厂用电电压。 如果坝区有大型机械，如闸门启闭机、船闸或升船机等，则需要专设坝区变压器，以6kV或10kV供电。,四、厂用电系统中性点接地方式,1、高压厂用电系统中性点接地方式,当接地电容电流小于10A时，可采用不接地或高电阻接地方式；当接地电容电流大于10A时，可采用经消弧线圈或消弧线圈

10、并联高电阻的接地方式。一般发电厂的高压厂用电系统多采用中性点经高电阻接地方式。,2、低压厂用电系统的中性点接地方式,低压厂用电系统中性点接地方式主要有中性点经高电阻接地和中性点直接接地两种接地方式。,发电厂电气部分,第五章 厂用电接线及设计,五、厂用电源及其引接,发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作状态的要求，除应具有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。一般电厂中，都以启动电源兼作备用电源。,1、工作电源,厂用工作电源，是保证正常运行的基本电源。,具有发电机电压母线时工作电源的引接,当发电机和主变压器为单元接线时工作电源的引接,2、备用电源和启动电源,备用电

11、源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。 备用电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得厂用电源。 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工况下为该机组的厂用负荷提供的电源。因此，启动电源实质上也是一个备用电源。,对200MW以上大型发电机组，为了确保机组安全和厂用电的可靠才设置厂用启动电源，且以启动电源兼作事故备用电源，统称启动/备用电源。,从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器引接。,从发电厂联络变压器的低压绕组引接，但应保证在机组全停情况下，能够获得足够的电源容量。,从与电力系统联系紧密、

12、供电可靠的最低一级电压母线引接。,当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。,发电厂电气部分,第五章 厂用电接线及设计,备用电源的备用方式 明备用方式：设置专用的备用变压器，经常处于备用状态，当工作电源因故断开时，由备用电源自动投入装置进行切换接通，代替工作电源，承担全部厂用负荷。 暗备用方式：不设专用的备用变压器，而将每台工作变压器容量增大，相互备用，当其中任一台厂用工作变压器退出运行时，该台工作变压器所承担负荷由另一台厂用工作变压器供电。这种备用方式，正常工作时，每台变压器只在半载下运行，投资较大，运行费用高。 在大中型发电厂特别是火电厂中，由于每

13、台机炉的厂用负荷很大，为了不使每台厂用变压器的容量过大，一般均采取明备用方式；中小型水电厂和降压变电站，多采用暗备用方式。,3、事故保安电源,200MW及以上的大容量机组，当工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源，以保证事故保安负荷供电，如润滑油泵、密封油泵、热工仪表及自动装置、盘车装置、顶轴油泵、事故照明和计算机等。 事故保安电源通常采用快速自动程序启动的柴油发电机组、蓄电池组以及逆变器将直流变为交流作为交流事故保安电源。,交流保安电源通常采用380/220V电压，每台机组设一段事故保安母线，每2台发电机组设1台柴油发电机组作为事

14、故保安电源，热工仪表和自动装置等要求连续供电的负荷，则由直流逆变器供电。,六、厂用电接线形式,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。,火电厂的厂用电负荷容量较大，分布面较广，尤以锅炉的辅助机械设备耗电量大，如吸风机、送风机、排粉机、磨煤机、给粉机、电动给水泵等大型设备，其用电量约占厂用电量的60%以上。,为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂用母线均采取按锅炉分段的原则，即将高压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一般也接在该段母线上，而该段母线由其对应的发电机组供电。

15、每台锅炉的重要辅助机械设备(如引风机、送风机)各装设2台，在锅炉满负荷时，必须同时投入运行，所以可将它们接在同一段母线上。但每台汽轮机均装设2台循环水泵和凝结水泵，其中一台纯属备用，故允许分别接在不同母线段上。,全厂公用负荷，应根据负荷功率及可靠性的要求，分别接到各段母线上，各段母线上的负荷应尽可能均匀分配。当公用负荷大时，可设公用母线段。 对于400t/h及以上锅炉,每台锅炉设两段高压厂用母线。,低压厂用母线一般也按锅炉分段，厂用电源则由相应的高压厂用母线供电。,按锅炉分段接线特点 若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响范围局限在一机一炉； 厂用电系统发生短路时，短路

16、电流较小，有利于电气设备的选择； 将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运行管理和安排检修。,发电厂电气部分,第五章 厂用电接线及设计,5-3 不同类型发电厂的厂用电接线 一、火电厂厂用电接线 1、300MW汽轮发电机组高压厂用电接线,方案I：不设6kV公用负荷母线段，将全厂公用负荷(如输煤、除灰、化水等)分别接在各机组A、B段母线上；,优点：供电可靠性、投资省；缺点：当工作母线清扫时，将影响公用负荷。由于公用负荷分接于2台机组的工作母线上，在机组G1发电时，必须安装好机组G2的6kV厂用配电装置，并启动备用变压器供电。,方案：单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电，该公用母线段正常由启动备用变压器供电。,优点：公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独立性强，便于各机组厂用母线清扫。,