（电气工程专业论文）1000mw机组高压厂用电电压等级及接线选择研究.pdf

广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有。除己注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究 成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮 助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名： 焱 学位论文使用授权说明 加f o 年月心日 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容； 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 吨函时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名： 枣葭导师签名：拉6 专 知p 年6月rr 1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 摘要 随着我国经济及技术的发展，我国的电力工业也得到了迅猛发展。我 国的火电主力机型已从5 0 、6 0 、7 0 年代的5 0 m w 、1 0 0m w 、2 0 0m w ， 逐步发展到了3 0 0m w 和6 0 0m w 。进入新世纪以来，我国1 0 0 0 m w 超超 临界机组引进技术国产化进程明显加快，单机容量1 0 0 0 m w 的超超临界机 组开始兴建。1 0 0 0 m w 机组的主要辅机的容量和厂用电系统的规模与 6 0 0 m w 机组相比有较大幅度的提高，从而带来高压厂用电系统的短路水平 增大和单台最大容量电动机起动困难等诸多问题。如何解决好上述问题， 如何合理地选择1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线成为1 0 0 0 m w 机组电气设计面临的一个重要课题。 本论文以规划建设的某2 1 0 0 0 m w 机组工程为例，根据该工程的具 体情况，提出了几个可能的高压厂用电电压等级及接线方案，对各个方案 分别进行了技术上和经济上的分析与比较，最终得出了适合该工程的推荐 方案，从而对1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择进行了研究。 关键词：1 0 0 0 m w ；厂用电；电压等级；接线 s t u d yo ns e l e c t i o no fh i g hv o i j a g ea u x i l u 妊y p o w e rv o l t a g eg r a d ea n dw i i u n g f o r10 0 0 m wp o w e ru n i t s a b s t r a c t a sc h i n a se c o n o m i ca n d t e c h n o l o g i c a ld e v e l o p m e n t , c h i n a sp o w e ri n d u s t r y h a sa l s ob e e nr a p i dd e v e l o p m e n t c h i n a st h e r m a lp o w e rf r o mt h em a i nm o d e l s 5 0 ，6 0 ，7 0e r a5 0 m w , 1 0 0m w ；2 0 0m w ；a n dg r a d u a l l yd e v e l o p e di n t o3 0 0m wa n d 6 0 0m w ：i n t ot h en e wc e n t u r y , 1 0 0 0 m wu l t r a - s u p e r c r i t i c a lu n i t si nc h i n at o i n t r o d u c ea d v a n c e dt e c h n o l o g ym a d et h ep r o c e s ss i g n i f i c a n t l yf a s t e r , s t a n d - a l o n e c a p a c i t y o f1 0 0 0 m wu l t r a - s u p e r c r i t i c a lu n i t si nt h es t a r to fc o n s t r u c t i o n t h e 1 0 0 0 m wu n i tm a i na u x i l i a r yu n i tc a p a c i t ya n da u x i l i a r yp o w e rs y s t e ms i z eh a v ea m o r es u b s t a n t i a li n c r e a s et h a n6 0 0 m w u n i t , l e a d i n gt ot h el e v e lo fs h o r t - c i r c u i th v p o w e rs y s t e m si n c r e a s e ，t h em a x i m u mc a p a c i t yo fas i n g l em o t o rs t a r t i n gd i f f i c u l t i e s a n dm a n yo t h e ri s s u e s h o wt os o l v et h ea b o v ep r o b l e m s ，t h er e a s o n a b l es e l e c t i o no f h i g hv o l t a g ea u x i l i a r yp o w e rv o l t a g eg r a d ea n dw i r i n gf o r1 0 0 0 m wp o w e ru n i t si n t o e l e c t r i c a ld e s i g n1 0 0 0 m w p o w e ru n i t s f a c e sa ni m p o r t a n ts u b j e c t t h i sp a p e rt ot h ep l a n n i n ga n dc o n s t r u c t i o no fa2x1 0 0 0 m wu n i t sp r o j e c t , f o r e x a m p l e ，a c c o r d i n gt ot h es p e c i f i cc i r c u m s t a n c e so ft h ep r o j e c tp u tf o r w a r ds e v e r a l p o s s i b l eh i g h - v o l t a g ea u x i l i a r yp o w e rv o l t a g el e v e la n dw i r i n gp r o g r a m s ，i n d i v i d u a l p r o g r a m sw e r ec a r r i e do u tt e c h n i c a la n de c o n o m i ca n a l y s i sa n dc o m p a r i s o n ， c o n c l u d e dt h a tt h er e c o m m e n d a t i o ni ss u i t a b l ef o rt h ep r o j e c tp r o g r a m , w h i c hp a i r s s e l e c t i o no fh i g hv o l t a g ea u x i l i a r yp o w e rv o l t a g eg r a d ea n dw i r i n gf o ri0 0 0 m w p o w e ru n i t sw e r es t u d i e d k e yw o r d s ：1 0 0 0 m w ；a u x i l i a r yp o w e r ；v o l t a g eg r a d e ；w i r i n g 目录 第一章绪论1 1 1 项目研究的意义1 1 2 国外研究现状l 1 3 国内研究现状2 1 4 本课题研究的意义4 1 5 研究目标4 1 6 研究内容4 1 7 研究方法及技术路线6 1 8 本章小结7 第二章高压厂用电电压等级及接线方案8 2 1 工程概况8 2 1 1 前期工程概况8 2 1 2 本期工程概况9 2 2 高压厂用电电压等级及接线方案l o 2 2 16 k v 一级电压接线方案1 2 2 2 2l o k v 一级电压接线方案1 8 2 2 33 k v 、l o k v 两级电压接线方案2 4 2 2 46 k v 、1 0 k v 两级电压接线方案2 8 2 3 本章小结3 2 第三章技术分析与比较0 0 00 0000 00 3 3 3 1 厂用电系统的短路水平及断路器的开断电流3 3 3 2 电动机起动时的电压校验3 5 3 3 高压变压器阻抗选择范围3 8 3 4 各方案技术比较3 9 3 5 本章小结4 2 第四章经济分析与比较4 3 1 4 1 各可行方案的高压变压器阻抗选择结果4 3 4 2 主要设备的配套供货情况4 4 4 3 经济比较范围4 6 4 4 经济比较4 6 4 5 本章小结5 2 第五章推荐方案5 3 第六章结论5 4 参考文献5 5 附录5 7 致谢6 2 攻读学位期间发表论文情况6 3 广西大掌工程硕士学位论文1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 第一章绪论 1 1 项目研究的意义 随着我国经济及技术的发展，我国的电力工业也得到了迅猛发展，机组参数等级、 效率不断提高。我国的火电主力机型已从5 0 、6 0 、7 0 年代的5 0 m w 、1 0 0m 1 | 、2 0 0 m w ， 逐步发展到了3 0 0m w 和6 0 0m w 。 进入新世纪以来，我国1 0 0 0 m w 超超临界机组引进技术国产化进程明显加快，单机 容量1 0 0 0 m w 的超超临界机组开始兴建。与3 0 0m w 和6 0 0m w 机组相比，1 0 0 0 m w 机组的 热效率更高，相应的煤耗、厂用电率更低，在提高机组效率，降低消耗，节约能源方面 有着实际的意义。随着2 0 0 3 年上海外高桥电厂2 9 0 0 l w 燃煤机组的顺利并网发电，我 国目前在建和规划的1 0 0 0 m w 等级大容量超超临界机组越来越多，到2 0 1 0 年将有l o 台 以上1 0 0 0 m w 超超临界机组投产。1 0 0 0 m w 机组今后必将成为我国电力系统的主力机组， 为我国的电力供应发挥重大作用。因此，对1 0 0 0 砌机组进行研究，优化1 0 0 0 m w 机组的 设计有着重要意义。 随着机组容量的加大，机组的厂用负荷容量也相应增加。负荷增加主要是由于原有 工艺流程中机组辅机容量的增大，以及政府颁布环境保护法律、法规所引起工艺流程的 增加，从而增加了大量辅机。 1 0 0 0 m w 机组的主要辅机的容量和厂用电系统的规模与6 0 0 m w 机组相比有较大幅度 的提高，从而带来高压厂用电系统的短路水平增大和单台最大容量电动机起动困难等诸 多问题。如何解决好上述问题，如何合理地选择1 0 0 0 i 岍机组高压厂用电电压等级及接 线成为1 0 0 0 i 唧机组电气设计面临的一个重要课题。 1 2 国外研究现状n 的n 刀 随着2 0 世纪9 0 年代初材料技术的突破，超超临界机组的单机容量稳步跨上了 1 0 0 0 r 阑的台阶。在日本、德国、美国等均投建了1 0 0 0 m w 级超超临界机组。目前，随着 欧洲掀起的新一轮上大压小和批量建设超超临界机组高潮，在德国、荷兰及英国等，也 有相当一批新的8 0 0 - 11 0 0m w 超超临界机组正在开工建设或规划中。 近1 0 年来，世界超超临界机组技术的发展以同本和德国最为前沿。日本在数量上 领先，但德国在综合技术性能，特别是技术经济指标方面，则占有明显的优势。 基于资源约束等方面的原因，德国建设超超临界机组的热情和力度远大于其他国 厂西大掌工程硕士掌位论文1 0 0 0 m w 书l 组高压厂用电电压等级及接线选择研究 家。同时，在燃煤超超临界技术发展和应用上，德国有着很好的战略布局。与我国不同， 虽然德国的1 0 0 0 m w 等级的超超临界机组已经成熟，但在目前需要大批量建设时，德国 却主要选择8 0 0 m w 等级。以德国r w e 公司为例，当前正在建设的项目有2 1 1 0 0m w 和6 8 0 0m 1 】| 超超临界机组。但其目的性不同，建设2 1 1 0 0m w 超超临界机组，旨在稳步 推进超超临界技术和单机容量的发展，其建成后将是世界上单机容量最大的超超临界机 组。而同时批量建设的8 0 0 m w 超超临界机组，则基于现今的技术条件，以追求项目最佳 的技术经济性为主要目的。 在1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择方面，各国选择并不一样。日本的 1 0 0 0 i 唧级机组通常只采用6 6 k v 一级高压厂用电电压。因为通常日本的1 0 0 0 1 唧级机组 的电动给水泵只考虑起动，不考虑作为汽动给水泵的备用，所以容量相对较小。而当电 动给水泵或其它电动机容量较大时，日本的1 0 0 0 m w 级机组就采用2 台电动机拖动l 台 水泵或风机的方案，使得单台电动机最大容量基本上不超过5 5 0 0 k w ，解决了采用6 6 k v 一级电压时单台最大容量电动机起动困难的问题。德国的1 0 0 0 m w 级机组通常只采用 l o k v 一级高压厂用电电压。美国的1 0 0 0 m w 级机组通常采用4 1 6k v 和1 3 8 k v 两级高 压厂用电电压。 1 3 国内研究现状 我国是进入新世纪以来才开始兴建1 0 0 0 m w 机组的，1 0 0 0 m w 机组的设计经验不多， 已投产1 0 0 0 i v l w 机组的运行经验也少，对于1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线该如 何选择，尚有许多问题有待进一步探讨和研究。 在我国的火力发电厂中，一般高压厂用电电压有3 k v 、6 k v 及l o k v 三种。其中，6 k v 是我国的火力发电厂中最常见的高压厂用电电压等级。而在我国少数老电厂或从国外引 进的大机组电厂中，也存在3 k v 及l o k v 的电压等级。老电厂的3 k v 电压等级系统是由 解放前延续而来，现已基本改造完毕。个别与国外联合设计的新型大容量电厂，因考虑 发电机进相运行时大电动机的自起动电压要求，也出现过3 k v 及l o k v 两个高压厂用电 电压等级。 目前，我国火电机组高压厂用电电压等级及接线选择设计主要依据中华人民共和国 电力行业标准火力发电厂设计技术规程( d l5 0 0 0 2 0 0 0 ) 和火力发电厂厂用电设 计规定( d l t5 1 5 3 2 0 0 2 ) 。火力发电厂设计技术规程( d l5 0 0 0 2 0 0 0 ) 适用于汽轮 发电机组容量为1 2 5 m w 、6 0 0 m w 级机组的凝汽式火力发电厂，6 0 0 m 1 j l 级以上的机组可参照 使用，其第1 3 3 1 条规定“发电厂可采用3 ，6 ，l o k v 作为高压厂用电的电压。容量为 2 广西大学工程硕士掌位论文1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 6 0 m w 及以下的机组，发电机电压为1 0 5 k v 时，可采用3 k v ；发电机电压为6 3 k v 时， 可采用6 k v ；容量为10 0 m w - 一3 0 0 m w 的机组，宜采用6 k v ；容量为6 0 0 m w 的机组可根据工 程具体条件采用6 k v 种或3 ，l o k v 两种高压厂用电电压。 玎1 。火力发电厂厂用电设 计规定( d l t5 1 5 3 - 2 0 0 2 ) 适用于汽轮发电机组容量为1 2 5 m w 及以上新建或扩建的凝 汽式发电厂，其第4 4 1 条规定“发电厂可采用3 ，6 ，l o k v 作为高压厂用电的电压。 容量为6 0 m 1 j y 及以下的机组，发电机电压为i 0 5 k v 时，可采用3 k v ( 或l ok v ) ；发电机 电压为6 3 k v 时，可采用6 k v ；容量为1 2 5 m w - 3 0 0 m w 级的机组，宜采用6 k v ；容量为6 0 0 m 1 】 及以上的机组，可根据工程具体条件采用6 k v 一级或3 ，l o k v 二级高压厂用电电压。 口1 。 可见，对于1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择并没有明确的规定。 因此，目前我国在建和已建的1 0 0 0 m w 等级机组中，高压厂用电采用的电压等级及 接线并不相同，有采用l o k v 一级电压的，例如山东邹县发电厂采用了4 段1 0k v 母线； 有采用6 k v 一级电压的，例如华能玉环电厂采用了4 段6k v 母线；有采用3k v 、l o k v 两级电压的，例如上海外高桥电厂采用了2 段3k v 母线和2 段1 0k v 母线；有采用6 k v 、l o k v 两级电压的，例如国电泰州电厂采用了2 段6k v 母线和2 段1 0k v 母线：埔。 山东邹县发电厂的高压厂用电接线具体如图l 所示：发电机出1 = i 不设断路器；每 台机组均设置2 台高压厂用工作变压器，高压厂用工作变采用6 8 3 4 3 4 m v a 的无载调压 分裂变压器，电源由相应发电机组的出口引接；两台机组合设2 台高压起动备用变压 器，高压起动备用变压器采用6 8 3 4 - 3 4 m v a 的有载调压分裂变压器；高压厂用电电压 采用l ok v 一级电压，1 0k v 母线为单母线，每台机组设置4 段工作母线，不设公用母 线和备用母线盱1 。 图l 山东邹县发电厂高压厂用电接线示意图 3 广西大掌工程硕士掌位论文1 0 0 l m w 机组高压厂用电电压等级圆j 妻线选择研究 华能玉环电厂的高压厂用电接线具体如图2 所示：发电机出口设断路器；每台机 组均设置2 台高压厂用工作变压器，高压厂用工作变采用6 8 3 4 3 4 m v a 的无载调压分裂 变压器，电源由相应发电机组出口断路器与主变压器之间引接；两台机组与后期建设的 另两台机组合设1 台高压停机备用变压器，高压停机备用变压器采用6 8 3 4 3 4 m v a 的 有载调压分裂变压器；高压厂用电电压采用6 “一级电压，6k v 母线为单母线，每台 机组设置4 段工作母线，不设公用母线，设2 段备用母线，2 段备用母线采用共箱绝缘 母线分别连接到各机组的4 段工作母线，作为它们的备用进线电源们。 图2 华能玉环电厂高压厂用电接线示意图 1 4 本课题研究的意义 1 0 0 0 m 1 | 机组容量大，为电力供应发挥重大作用的同时，对电力系统的运行也会产生 重大影响，一旦故障停机或运行波动大，都将对电力系统造成冲击。而厂用电系统是发 电厂的重要组成部分，合理的厂用电的接线，对于保证机组的安全连续满发运行，降低 厂用电率，方便操作和维护，节省投资等都有着重要的作用。因此，根据工程具体情况， 结合机组工艺系统的配置以及负荷的运行特点，对1 0 0 0m w 级机组的高压厂用电电压等 级及接线进行合理的选择，使机组运行安全可靠、投资经济有着重大的意义。 1 5 研究目标 本论文将对1 0 0 0 唧机组高压厂用电电压等级及接线选择进行研究，根据规划建设 的某2 1 0 0 0 m w 机组工程的具体情况，为该工程推荐适合的高压厂用电电压等级及接线 方案。 1 6 研究内容 目前我国在建和己建的1 0 0 ( ) m w 机组中采用的高压厂用电电压等级及接线方案共有 4 广西大掌工程硕士学位论文1 0 0 0 m w 机组商压厂用电电压等级及接线选择研3 宅 四种，除了火力发电厂厂用电设计规定( d l t5 1 5 3 - 2 0 0 2 ) 推荐采用的6 k v 一级或 3k v 、l o k v 两级电压方案外，还有采用l o k v 一级或6k v 、l o k v 两级电压方案。 ( 一) 6 k v 或l o k v 一级电压方案 采用一级电压方案，厂用电接线比较简单，运行管理方便，同时设备统一，维护简 单，可以减少设备的备品备件。 6 k v 电压是我国发电厂高压厂用电系统中最常用的电压，具有丰富的运行经验，而 且国内的许多开关设备、电动机制造厂都能够提供技术成熟、质量可靠、品种齐全的6 k v 系列产品，市场上设备货源充足、价格合理，采购方便。因此，6 k v 电压方案最容易实 现。在我国目前的主力机组6 0 0 m w 机组中，采用得最多的高压厂用电电压等级及接线方 案就是6 k v 一级电压方案。 然而，当1 0 0 0 i 删机组的厂用负荷和单台电动机容量较大时，采用6 k v 一级电压方 案容易出现短路电流过大的问题，为了限制短路电流，需增加高压变压器的阻抗，但高 压变压器阻抗的增加又会带来单台最大容量电动机起动困难的问题，最终导致高压变压 器阻抗选择困难。 为了解决短路电流和最大容量电动机起动之间的矛盾，1 0 0 0 1 唧机组的一级电压方案 可以采用l o k v 一级电压。但l o k v 一级电压方案经济性较差，由于绝缘等级提高，高压 电动机的成本增加。同种规格的l o k v 电动机与6 k v 电动机相比较，l o k v 电动机尺寸偏 大，电动机基础工程量相对偏大，同时电动机价格偏高，价格约增加1 5 - - 5 0 不等，而 且电动机功率越小增加幅度越大。 ( - - ) 3 k v 、l o k v 或6 k v 、l o k v 两级电压方案 采用两级电压方案主要是为了在解决短路电流和最大容量电动机起动之间矛盾的 同时兼顾工程的经济性。 火力发电厂厂用电设计规定( d l t5 1 5 3 - 2 0 0 2 ) 第6 2 1 条规定“当高压厂用 电压为l o k v 及3 k v2 级时，1 8 0 0 k w 以上的电动机宜采用l o k v ，2 0 0 1 8 0 0 k w 电动机宜采 用3 k v ，2 0 0 k w 以下的电动机宜采用3 8 0 v ，2 0 0 k w 及1 8 0 0 k w 左右的电动机可按工程的具 体情况确定。抬j 。采用3 k v 、l o k v 两级电压方案，主要是通过l o k v 电压等级解决短路 电流和最大容量电动机起动之间的矛盾，同时通过功率较小的电动机采用3 k v 电动机， 减少l o k v 电动机的使用，降低工程造价。 两级电压方案除了3 k v 、l o k v 两级电压方案外，还可以考虑6 k v 、l o k v 两级电压方 案。从理论上分析，大功率的电动机采用高电压等级比较经济，而小功率的电动机采用 5 广西大掌工程硕士掌位论文 1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 低电压等级比较经济，采用两级电压方案时，采用电压等级相差较大的3 k v 、l o k v 两级 电压方案更合理。但是，由于3 k v 电压等级仅在以前的小容量的发电厂应用较多，近年 来在发电厂厂用电系统应用较少，市场上3 k v 电压等级的开关设备、电动机等品种并不 齐全，一般采用6k v 或1 0k v 电压等级产品改造而成，或者直接采用6k v 或1 0k v 电 压等级产品代替，并不能节约多少投资，反而令设备选择和采购困难。因此，用6 k y 电 压等级代替3 k v 电压等级，更有利于设备的选择和采购。 虽然采用两级电压方案可以在解决短路电流和最大容量电动机起动之间矛盾的同 时兼顾工程的经济性，但采用两级电压方案，厂用电接线比较复杂，运行管理不太方便， 同时由于设备不统一，维护工作较复杂，需要的设备的备品备件也较多。 1 7 研究方法及技术路线 决定高压厂用电电压采用3 k v 、6 k v 、l o k v 的考虑因素主要有两项，一是厂用电系 统的短路水平及断路器的开断电流，二是电动机起动时的电压校验。 ( 一) 厂用电系统的短路水平及断路器的开断电流 高压厂用断路器的开断电流间接地限制了变压器阻抗的任意下降，因此与电压等级 的选择也有极大的关系。根据目前我国的断路器制造水平，3 1 0 k v 的断路器的开断电 流一般限制在4 0 k a ( 周期分量、有效值) 以内。当需采用5 0k a 的开断电流时，断路器 的大部分主要元件都需要进口。而当短路电流水平达到6 3 k h 及以上时，世界上只有很 少厂家能制造。所以，从国内实际技术水平出发，将高压厂用电系统的短路电流水平限 制在4 0 k a 及以下，是合适的。在短路电流确实较高时，可将厂用电系统分为两个电压 等级，采用分裂绕组变压器或适当增加变压器的阻抗等，以满足短路电流要求。 ( 二) 电动机起动时的电压校验 电动机起动瞬间会有5 7 倍额定电流的起动电流，该电流在厂用变压器和馈线中 将产生压降，使厂用母线电压下降。选择厂用电压时，应使上述压降在允许范围内，满 足安全运行要求。 对于单台电动机起动时的厂用母线电压要求，我国火力发电厂厂用电设计规定 ( d l t5 1 5 3 2 0 0 2 ) 第5 4 1 条规定“最大容量的电动机正常起动时，厂用母线的电压 应不低于额定电压的8 0 。容易起动的电动机起动时电动机的端电压应不低于额定电压 7 0 ，对于起动特别困难的电动机，当制造厂有明确合理的起动电压要求时，应满足制 造厂的要求。”b 1 。电厂一般给水泵容量最大，它将成为影响厂用电的电压等级参数的 主要因素。 6 广西大掌工程硕士掌位论文1 0 0 0 m w 机组商压厂用电电压等级及接线选择研究 对于成组电动机自起动时的厂用母线电压要求，我国火力发电厂厂用电设计规定 ( d l t5 1 5 3 2 0 0 2 ) 第5 5 1 、5 5 2 条规定自起动要求的高压厂用母线的最低母线电 压为额定电压的6 5 - - 7 0 ，厂用工作电源可只考虑失压自起动，而厂用备用或起动备用 电源应考虑空载、失压及带负荷自起动三种方式。其中，空载自起动是指备用电源空载 状态自动投入失去电源的工作段时形成的自起动；失压自起动是指运行中突然出现事故 低电压，当事故消除、电压恢复时形成的自起动；带负荷自起动是指备用电源已带一部 分负荷，又自动投入失去电源的工作段时形成的自起动心3 。 除了上述两大因素，高压厂用电电压等级及接线的选择还应考虑工程的经济性，尽 量减少高压变压器和母线段的数量，减少工程造价，同时也要考虑国内电气设备的配套 情况。如果大部分设备无法系列配套，即使计算结果再好，设计方案再佳，也会很难实 现。例如电动机，可能按计算结果采用l o k v 电压等级是最佳，但如果因为国内适用于 电厂的l o k y 电动机系列并不配套，致使电厂内的大多数电动机需特殊订货，货源和工 期都没有保障，在这种情况下，就应将电动机配套情况也纳入考虑中，从而采用一个符 合国情的电压等级。 本论文将根据规划建设的某2 1 0 0 0 m w 机组工程的具体情况，提出几个可能的高压 厂用电电压等级及接线方案，针对上述因素，对各个方案分别进行技术上和经济上的分 析与比较，最终得出适合该工程的推荐方案，从而对1 0 0 0 1 哪机组高压厂用电电压等级 及接线选择应用进行研究。 1 8 本章小结 本章介绍了1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线的研究意义及国内、外研究现 状，提出了本论文的研究目标、研究内容、研究方法及技术路线。 7 广西大掌工程硕士掌位论文1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 第二章高压厂用电电压等级及接线方案 2 1 工程概况 某规划建设的2 1 0 0 0 m w 机组工程为扩建工程，前期已建设2 6 0 0 m 1 】i 超临界燃煤 发电机组，本期拟在前期工程预留的扩建端建设2 1 0 0 0 m w 超超临界燃煤发电机组。 2 1 1 前期工程概况 前期2 6 0 0 m w 机组工程，2 台机组均通过发电机一变压器一线路组接线方式以 5 0 0 k v 一级电压接入电厂外的5 0 0 k v 变电站，发电机出口不设断路器，主变压器高压侧 装设断路器。 每台机组设2 台高压厂用变压器，分别为1 台5 0 3 1 5 3 1 5 m v a 无载调压型分裂变 压器和l 台2 5 m v a 无载调压型双卷变压器，引接于发电机与主变低压侧之间。 两台机组合设2 台起动备用变压器，分别为l 台5 0 3 1 5 3 1 5 m v a 有载调压型分 裂变压器和l 台2 5 m v a 有载调压型双卷变压器，起动备用电源从附近的2 2 0 k v 变电站 引接，两台起动备用变压器共用一台2 2 0 k v 断路器。 高压厂用电源采用6 k v 低阻接地系统。每台机炉设a 、b 、c 三段6 k v 母线，双 套辅机及互为备用的低压厂变分接在a 、b 两段上，给水泵及公用负荷接在c 段上。6 k v a 、b 段由l 号高压厂用分裂变压器供电，6 k vc 段由2 号高压厂用双卷变压器供电。 在输煤综合楼设6 k v 综合段，输煤系统和附近辅助车间的6 k v 负荷从输煤6 k v 综合段 引接。输煤综合楼6 k v 综合段为单母线分断接线，分别由主厂房l 、2 号机的6 k v c 段 供电。每台机组设一段6 k v 脱硫工作段，由主厂房6 k v a 、b 段提供两路互为备用的电 源，专门对脱硫系统供电。高压厂用电接线具体见图3 所示。 图3 前期2 6 0 0 m w 机组工程高压厂用电接线示意图 8 广西大掌工程硕士掌位论文1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 6 k v 开关设备除1 2 5 0 k v a 及以下容量的低厂变、1 0 0 0 k w 及以下容量的泵和8 0 0 k w 及以下容量的风机回路采用f c 方案供电外，其它全部采用真空断路器供电，f c 柜采 用单回路柜。 2 1 2 本期工程概况 本期2 1 0 0 0 m w 机组工程，2 台机组均拟通过发电机一变压器一线路组接线方式以 5 0 0 k v 一级电压接入电厂外的5 0 0 k v 变电站，发电机出口不设断路器，主变压器高压侧 装设断路器。起动备用电源拟从电厂外的5 0 0 k v 变电站的2 2 0 k v 母线引接。 本期工程新增的输煤负荷约为2 7 0 0 k v a ，为节省投资，方便运行管理，考虑将新增 的输煤负荷接到前期2 6 0 0 m 1 j i 机组工程已有的输煤段。经核算，前期2 6 0 0 m w 机组工 程可满足要求。 其它高压厂用负荷情况见表l 所示。 表1 高压厂用负荷情况表 序额定功率安装工作 设备名称备注 号( k w )数量数量 l凝结水泵1 5 0 0 2x32 2 二用一备 2汽动泵前置泵8 0 0 2 22 2 3工业水泵5 5 02 2 2 1 一用一备 4送风机2 5 0 02 22 2 5引风机6 0 0 0 2 22 2 6次风机3 4 0 02 22 2 7磨煤机 2 5 0 0 2 52 5 8锅炉启动循环泵6 3 02 1 2 1 9循环水泵3 4 0 0 2 32 3 1 0汽机变 2 5 0 0 2 22 1互为暗备用 1 l锅炉变2 5 0 02 22 l互为暗备用 1 2除尘变2 0 0 02 3 2 2用一各 1 3照明变6 3 02 12 l 1 4检修变 6 3 0 ll 1 5除灰变1 2 5 021互为暗备用 9 广西大掌工程司e 士学位论文 1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 序额定功率安装工作 设备名称备注 口 ( k w ) 数量数量丐 空压机系统 1螺杆式空压机 2 8 0 4 3三用一备 2除灰空压机3 7 565五用一各 脱硫系统 1增压风机 2 3 0 0 2 22x2 2循环泵a7 3 7 2 l2 l 3循环泵b8 0 5 2 12 xl 4循环泵c 8 7 5 2 l2 l 5循环泵d9 4 4 2 12 1 6循环泵e1 0 1 3 2 12 l 7氧化风机5 4 0 2 22 2 8湿式球磨机7 0 0 2 12 1 9真空泵4 6 0 2 12 1 1 0脱硫变1 6 0 021互为暗备用 2 2 高压厂用电电压等级及接线方案 高压厂用电电压等级及接线方案分别考虑6 k v 一级电压接线方案、l o k v 一级电压 接线方案、3 k v 、l o k v 两级电压接线方案和6 k v 、l o k v 两级电压接线方案共四种电压接 线方案。 根据火力发电厂厂用电设计规定( d l t5 1 5 3 2 0 0 2 ) 的规定，本工程高压厂用 电接线方案需满足如下要求：船1 ( 1 ) 高压厂用母线应采用单母线接线。每台锅炉每一级高压厂用电压应不少于2 段，并将双套辅机的电动机分接在两段母线上，2 段母线可由1 台变压器供电。对脱硫 负荷可根据工艺流程及工程具体情况接入工作段母线、公用段母线或设立专用的脱硫段 母线。 1 0 广西大掌工程硕士掌位论文1 0 0 0 m w 机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 ( 2 ) 如公用负荷较多、容量较大、采用组合供电方式合理时，可设立高压公用母 线段，但应保证重要公用负荷的供电可靠性。 ( 3 ) 高压厂用工作电源由主变压器低压侧引接，供给该机组的厂用负荷。 ( 4 ) 广用分支线上不应装设断路器和隔离开关，但应有可拆连接片。 ( 5 ) 高压厂用工作电源可采用一台或两台变压器。 ( 6 ) 全厂应设置可靠的高压厂用起动备用电源。 ( 7 ) 每两台机组应设l 台或2 台高压厂用起动备用变压器，且在配置2 台时应考 虑1 台高压厂用起动备用变压器检修时，不影响任台机组的起停。当公用负荷由两 台具有部分互为备用功能的高压厂用起动备用变压器供电时，每台高压厂用起动备用 变压器高压侧应装设1 台断路器；当公用负荷由每两台机组配置的2 台高压厂用起动 备用变压器供电，并由高压厂用工作变压器作为其备用电源或公用负荷由高压厂用工作 变压器供电时，2 台高压厂用起动备用变压器高压侧可共用1 台断路器。 ( 8 ) 全厂只有1 个高压厂用起动备用电源时，与各厂用母线段的连接方式宜采用 分组支接的方式，每组支接的母线段可为2 4 段。 ( 9 ) 锅炉和汽轮发电机组用的高压电动机应分别连接到与其相应的高压厂用母线 段上。每炉有2 段厂用母线时，应将双套辅机分接在2 段母线上。对于工艺上有连锁要 求的i 类高压电动机，应接于同一条电源通道上。当无公用母线段时，全厂公用性负荷 应根据负荷容量和对供电可靠性的要求，分别接在各段厂用母线上，但应适当集中。当 有公用母线段时，相同的i 类公用电动机不应全部接在同一公用母线段上。公用负荷也 可由起动备用变压器供电。 ( 1 0 ) 主厂房附近的高压厂用电动机和低压厂用变压器宜由主厂房内的母线单独供 电。在经济上合理时，可以采用组合供电方式。即在负荷中心设立2 段公用母线段，其 电源可分别从第1 第2 台机组的厂用工作母线段上引接，也可由起动备用变压器供电。 ( 1 1 ) 对远离主厂房的高压电动机，当系单元机组单独使用时，应接自本机组的高 压厂用工作母线段；如系2 台及以上机组公用时，经技术经济比较，可采用下列接线方 式：1 ) 在负荷中心设置配电装置，从不同机组的高压厂用工作母线段或从带公用负荷 的高压厂用起动备用变压器引接2 回或2 回以上线路作为工作电源和备用电源。备用 电源也可由外部电网引接。2 ) 在负荷中心设置变电所，从不同机组的高压厂用工作母 线段或从带公用负荷的并由高压起动厂备用变压器供电的母线段经升压变压器引接2 回 线路；或从发电厂内l l o k v 以下配电装置的不同母线段引接2 回线路作为工作电源和备 1 1 广西大掌工程硕士掌位论文1 0 0 0 1 唧机组高压厂用电电压等级及接线选择研究 用电源。 2 2 16 k v 一级电压接线方案 2 2 1 1 方案一 每台机组设1 台高压厂用无载调压分裂变压器，引接于发电机与主变低压侧之间。 两台机组合设1 台起动备用有载调压分裂变压器，电源从电厂外的5 0 0 k v 变电站的 2 2 0 k v 母线引接。每台机组设a 、b 两段6 k v 工作母线段，工作电源从高压厂用无载调 压分裂变压器引接，备用电源从起动备用有载调压分裂变压器引接。设两段6 k v 空压 机母线段，工作电源分别从两台机组的6 k v 工作母线段引接，母线间设联络开关，互为 备用。 负荷统计计算见下表2 ： 1 2 i 蜊 邶s o ooo卜 ooooooooooooooo 1 1 噩 ；谗邑 l q ，_ 叫 墓 冀 ooooooo oo ooooooooo ，叫 o十 o o 一旧 ooo卜oo弋中o 卜 nt - -n 中 n 。 盛 整 邶1 ooooooo oo 曲 oooooooooooo卜 oo 中o ，_ 呕婶邑 o 中 o o弋一 。o 。 旧弋一 卜 n卜nn ，、 世枷soo 卜 卜 已 h谗立 ooo ooi _ f 0旧n d o吲 卜 not - -旧 o 口)卜 曾 c o ，_ ，一 o 吲 ool f oo 吲 nu ，no ，_ 吲 叫o 卜 昌 n h 世姐籁 nooooo 嵌群姐藕 no oooo 嚣蒋 冀 ooooooo卜 中 f o o ooooooooo ，_ 。 ol oo c v ，oo弋， o 弋，ooo 。o 旧o一o 卜o r _ u 0卜 ，_o nn 整 璺 姗f ooooooo卜 弋一 o ooooooo oo o o 中 _ _oo 呕译星 。 o o 一 ooo 中ooo 卜 ，_ 卜 - - -o n旧n 2 乏 世 删 oo i j o一 ooo l qooo吲 o g h谗杰 卜 no 旧 - _ t _ ，一no oon- 一oo nn 一 ，-n o飞一 一。 。o h 世姐氟 nnoooo 懈蜊寸藕 nnoooo 琳籁 旧旧 。 。 。 。o 。 辎谣 o oooooooooooooooo h 世姐藕 nn nnn ne a 稍蜊啦籁 nnnnn旧nf 。 e q ，- _ 馊删soooooooooo卜 中 a 3 o o oo ooooo ot -甘 r _