火电厂电气主系统 PPT课件

集控运行人员培训课件 主讲人 陈瑞明 1 培训内容 一 临河电厂330KV系统二 临河电厂厂用电配电系统三 临河电厂直流系统四 临河电厂UPS系统五 临河电厂柴油发电机系统 2 一 临河电厂330KV系统 1 发电厂电气主接线是由各种电气元件 如发电机 变压器 开关 刀闸等 及其连接线所组成的输送和分配电能的电路 又称一次接线或电气主系统 3 2 电气主接线应满足下列基本要求 1 运行的可靠性 2 具有一定的灵活性 3 应力求简单 清晰 操作简便 便于运行人员掌握 4 合理的经济性 5 应具有扩建的可能性 4 3 电气主接线的方式电气主接线的基本形式可分为有母线接线和无母线接线两大类 有母线的主接线形式包括 单母线接线 单母分段接线 双母线接线 一台半断路器接线等多种形式 无母线的主接线形式主要有F B L接线 桥形接线和角形接线等 临河发电公司采用双母线 一台半断路器接线方式 5 4 临河电厂330kV升压站为屋外平环式布置 电气主接线采用双母线 一个半断路器接线 两台机双回线 共设3串 其中第1串 第2串为完整串 第3串为不完整串 接线布置上 第1串设 1发电机 变压器组进线和 01启动 备用变出线间隔 第2串设 2发电机 变压器组进线和柳徐 回线出线间隔 第3串设柳徐I回线出线间隔 并预留 3发电机 变压器组进线间隔 330kV双回线引接至330kV徐家庄变电站 6 7 5 中性点运行方式 1 330KV系统为大电流接地系统 正常运行中330KV系统应始终保持有2个中性接地点运行 即通过 1主变高压侧中性点接地刀闸和 01启备变高压侧中性固定直接接地点接地 2 当 01启备变或 1主变退出运行前 应合上 2主变高压侧中性点接地刀闸 3 中性点接地刀闸的切换操作 应先合后断 并保证在系统无接地故障时进行 8 6 正常运行方式 1 330kV系统正常时三个串均闭环运行 形成多路环状供电 具有较高的供电可靠性 2 第1串为完全串 1发电机 变压器组通过3311开关接于330kVI母线 01启 备变通过3312开关接于330kV 母线 该串联络开关3310在合位 3 第2串为完全串 临徐 线通过3321开关接于330kVI母线 2发电机 变压器组通过3322开关接于330kV 母线 该串联络开关3320在合位 4 第3串为不完全串 临徐 线通过3331开关 3330开关接于330kVI 母线 9 7 非正常运行方式 1 单母线运行 330KV任一条母线故障或检修时的运行方式 2 开串运行 某一串中任一开关处于断开位置时的运行方式 此时330KV系统仍保持环状供电 1 任一开关检修 2 线路故障跳闸或检修 3 主 厂变压器组故障跳闸或检修 3 开环运行 任两个串开串运行 330KVI 母线通过唯一串开关联络 4 分串运行 330KVI 母线同时故障或退出运行 330KV系统开环 2发电机 变压器组通过中间开关和临徐I线联络 此方式下 1发电机 变压器组 01启动 备用变 临徐 线与系统解列 5 分母运行 三个串各有一个及以上开关断开 330KVI 母线失去联络 10 8 电气 五防 1 防止带负荷拉 合隔离开关 2 防止带电挂接地线 3 防止带接地线合闸 4 防止误拉 合开关 5 防止误入带电间隔 11 二 临河电厂厂用电配电系统 1 发电厂在电力生产过程中 有大量以电动机拖动的机械设备 用以保证主要设备 锅炉 汽轮机 发电机等 和辅助设备的正常运行 这些电动机以及全厂的运行操作 试验 修配 照明 电焊等用电设备的总耗电量 统称为厂用电 12 2 厂用电压等级 对于火电厂 当发电机容量在60MW及以下 发电机电压为10 5KV时 可采用3KV作为厂用高压电压 当发电机容量在100 300MW时 宜选用6KV作为厂用高压电压 当发电机容量在300MW以上时 可采用两种厂用电压 即3KV和10KV两种电压 当厂用高压为3KV时 100KW以上的电动机一般采用3KV 100KW以下者采用380V 当厂用高压为6KV时 200KW以上的电动机采用6KV 200KW以下者采用380V 当厂用高压采用3KV和10KV两种电压时 200 1800KW的电动机采用3KV 大于1800KW的电动机采用10KV 小于200KW的电动机采用380V 13 3 厂用负荷的供电类别 按负荷的重要性分为 I类负荷 类负荷 类负荷 事故保安负荷 不间断供电负荷 I类负荷 短时 手动切换恢复供电所需时间 的停电可能影响人身或设备安全 使生产停顿或发电机组出力大量下降的负荷 例如 给水泵 锅炉引风机 一次风机和送风机 直吹式磨煤机 凝结水泵和凝结水升压泵等 14 类负荷 允许短时停电 但停电时间延长 有可能损坏设备或影响正常生产的负荷 例如 有中间粉仓的制粉系统设备 类负荷 长时间停电不会影响生产的负荷 例如修配车间的电源 不停电负荷 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 需要进行连续供电的负荷 简称0 类负荷 例如 电子计算机 热工保护 自动控制和调节装置等 事故保安负荷 在发生全厂停电时 为了保证机组安全地停止运行 事后又能很快地重新启动 或者为了防止危及人身安全等原因 需要在全厂停电时继续供电的负荷 按负荷所要求的电源为直流或交流 又可分为直流保安负荷 如汽机直流润滑油泵 发电机氢侧和空侧密封直流油泵等 和交流保安负荷 如交流润滑油泵 盘车电动机 顶轴油泵等 15 4 厂用电源厂用电源分为工作电源 备用电源和启动电源 其中备用电源分为明备用和暗备用 明备用即电厂中装设的专门的备用电源 此类备用电源在正常情况下不工作或只带少量的公用负荷 而当某一工作电源失去时 它就能自动投入以完全代替之 但在小型火电厂或水电厂中也有不另设专用备用电源 而由两个厂用工作电源相互作为备用 称作暗备用 16 17 18 5 厂用6 3kV系统 1 正常运行方式 1 2高厂变分别接带6 3kV厂用1A 1B 2A 2B段母线 01启 备变处于充电备用状态 做厂用1A段 1B段和厂用2A段 2B段的备用电源 2 非正常运行方式 1 机组在启动 停机时 相应机组6 3kV厂用电由 01启 备变接带 2 1 或 2 号机组掉机后 01启 备变自动接带 1 或 2 机组的6 3kV厂用1A 1B 或2A 2B 段 3 当任意一段6 3kV厂用母线失电 通过快切装置 自动切换到 01启 备变接带 4 01启 备变带某一台机的A段与另一台机的B段 19 6 400 230V系统PC段 1 正常运行方式 汽机变 锅炉变 除尘变1A 2A 1B 2B 分别接带本段负荷 并互为暗备用 空冷变1A 2A 1B 2B 分别接带本段负荷 空冷备用变1C 2C 做为空冷变1A 2A 空冷变1B 2B 的备用电源 空冷工作段 备自投 投入 供水变 化水变 输煤变 公用变 照明变A B分别接带各机相应段负荷 并互为暗备用 厂前区变接带厂前区PC段负荷 400V保安PCA B段分别由400V锅炉PCA B段接带 本机的柴油发电机作为紧急备用电源 2 非正常运行方式 400V汽机 锅炉 除尘段 任意一台变压器退出运行时 相应的另一段母线通过母线联络开关接带其所有负荷 400V空冷A B段 任意一台变压器退出运行时 备用变压器通过相应段的备用进线开关接带其所有负荷 400V供水 化水 输煤 公用 照明段 任意一台变压器退出运行时 另一台机组相应的母线通过联络开关接带其所有负荷 保安PCA段与B段中任何一段失电 都将启动本机柴油发电机 接带其负荷 并作为另一段的备用电源 20 7 厂用电系统的切换 1 6 3kV厂用电系统6 3kV厂用电系统工作电源与备用电源之间均设有厂用电快切装置 厂用电的正常与事故切换都由快切装置来完成 6 3kV厂用电进行正常切换时 须先检查待并开关两侧的电压差 5 必要时调整启 备变分接头或发电机无功 使电压差达到要求 在启 停机过程中 6 3kV厂用电的切换操作 一般在发电机负荷达到50 时进行 厂用电的正常切换由手动起动 在DCS画面上进行 切换方式采用并联自动切换 事故切换由保护装置出口起动 为单向切换 只能由高厂变切向 01启 备变 切换方式采用串联自动切换 21 2 400V厂用电系统机 炉400VPC段电源正常倒换采用手动瞬间并列方式 事故情况下 采用另一段无压合闸方式 其它PC段进行电源切换时 应采用瞬停的切换方法 400VMCC盘进行电源切换时 应采用先断后合方式 在就地MCC盘上将刀开关切至备用电源 对于正常切换电源瞬间失电的PC段和MCC盘 在切换前应检查PC段和MCC盘所带负荷的运行情况 必要时进行负荷倒换 以防影响机组的安全运行 400V事故保安段工作电源与备用电源的正常切换采用手动同期并列方式 事故情况下 工作电源开关断开 事故电源开关将自动合上 22 8 断路器 1 作用 它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流 而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用 切断过负荷电流和短路电流 它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力 可分为 油断路器 多油断路器 少油断路器 六氟化硫断路器 SF6断路器 真空断路器 压缩空气断路器等 2 临河电厂330kV升压站所属断路器为弹簧操作机构的SF6断路器 6 3kV厂用电系统断路器为F C和真空断路器 400V厂用电系统断路器为抽屉式和塑壳式空气断路器 23 三 临河电厂直流系统 每段直流系统包括下列装置一组蓄电池 一套充电装置 一组充电母线 一组负荷母线 一组微机监控器 一套微机绝缘监察装置 一套蓄电池巡检仪 主厂房和网控继电器室各自的两套直流系统均采用单母线接线 两段母线间经过联络开关可以互相联络备用 充电装置交流输入电源有两路 互为备用 自动联锁 24 1 直流220V系统运行方式正常运行方式每台机组220V直流系统两段母线分段运行 联络开关QS断开 组蓄电池与 1 2 充电装置并联在直流母线上运行 接带相应段直流母线负荷 蓄电池组处于浮充电运行状态 网控继电器室220V直流系统两段母线分段运行 联络开关断开 组蓄电池与 1 2 充电装置并联在直流母线上运行 接带相应段直流母线负荷 蓄电池组处于浮充电运行状态 3充电装置作为 1 2 充电装置的备用 25 非正常运行方式交叉运行方式 段直流母线并联运行 仅一组蓄电池与另一段上的充电装置并列浮充运行 单侧运行方式 段直流母线并联运行 仅某一段上的蓄电池与充电装置并列浮充运行 26 27 2 直流系统运行注意事项在直流系统进行倒换操作前 应仔细核对各刀闸状态正确无误 并做好相关事故预想 在倒换过程中 如造成直流系统失电 应立即恢复原运行方式 恢复供电 并查明原因 待条件允许后方可再进行倒换操作 直流系统的任何倒换操作均不得使直流母线瞬时失电 也不应使两组蓄电池长期并列运行 当任一母线上的蓄电池退出运行时 应合上 段工作母线之间的联络开关QS 并退出一套充电装置 28 直流220V系统正常工作电压为230V 电压允许波动范围为225 240V 直流系统充电装置投运时 应先合上充电装置交流侧电源开关 待充电装置工作正常且直流电压略高于直流母线电压时 方可合上充电装置出口开关 严禁直流母线向充电装置反充电 一般情况下 不允许由充电装置单独接带直流母线运行 直流系统并列前 必须确认并列的两段母线极性相同 电压相等 而且两段母线无不同极性接地故障 否则禁止并列 新安装或检修后初次投入的母线须核对极性正确 29 3 蓄电池每台机组设置两组直流220V铅酸蓄电池组 每组103只 容量为1500Ah 每组蓄电池配一套PZ61 Z 330A 220V型智能高频开关整流充电装置 网控继电器室设置两组220V铅酸蓄电池组 每组103只 容量为300Ah 每组蓄电池配置一套PZ61 Z 100A 220V型智能高频开关整流器 另设一套备用智能高频开关整流充电装置 30 4 蓄电池充电方式 1 恒流充电 主充 工作方式 当蓄电池充电电流达到0 1C10A 220V蓄电池120A 时 充电装置自动转入恒流限压充电工作方式 定量限流向蓄电池进行充电 2 恒压充电 均充 工作方式 当蓄电池端电压达到设定的均衡充电电压时 自动转入恒压限流充电 蓄电池端电压不再上升 充电电流在电池容量逐渐趋向满容量的同时不断减小 3 浮充电工作方式 当蓄电池的充电电流小于0 008 0 01C10A 设定3A 延时3小时 自动转入浮充电工作方式 31 四 临河电厂UPS系统 1 概念与要求 UPS 不停电电源或不间断电源 随着电网内的发电机组向着大容量 高参数发展 机组的自动化水平也日益提高 各种自动控制系统和自动装置 保护装置已成为大容量发电机组安全运行必不可少的保证 所以 目前在300MW等大型发电设备上 已越来越多地广泛采用了各种先进的热工自动化控制设备和自动化仪表等 用以对运行中的机组进行自动控制 监测 调节和保护 32 以上设备由于十分重要 所以对供电电源的要求非常高 主要应符合以下几点 1 供电电源不能中断 大机组的热工自动装置 保护装置的供电电源运行中不能中断 有的设备供电电源中断几十毫秒 就不能正常工作 甚至在某些情况下中断供电还会发生机组掉闸和重要设备损坏的事故 电源中断还会造成机组热工保护不起作用 控制系统失灵等问题危及机组的安全运行 所以 供给这些设备的电源应保证在任何情况下不得中断 包括在机组正常运行时和事故停运时 甚至在机组停机期间也不能中断供电 33 2 供电电源的品质合格除要求电源不中断外 为了保证计算机和自动控制系统的正常工作 供电电源的电压波动不得过大 电源频率应稳定 电压波形不应有大的起畸变 34 2 主要负荷 1 机组计算机系统电源 2 汽机的电调装置 3 机组的热工保护联锁装置 4 程序控制装置 5 主要的热工测量仪表的电源 6 电气仪表的电源 7 远动装置变送器电源 8 某些电气控制电源等 35 3 临河电厂UPS共有三路电源 即交流工作电源 直流备用电源 交流旁路电源 正常运行时 工作电源经整流器 逆变器向UPS负荷供电 直流电源作为UPS系统的一级备用电源 交流旁路电源作为UPS系统的二级备用电源 整流器主电源取自保安段 逆变器由整流器和220V直流系统提供直流电源 当整流器主电源因故障失去时 逆变器将自动 无延时切至由直流220V系统供电 当UPS过负荷或逆变器故障时 UPS的静态开关将自动切至旁路电源供电 36 37 3 UPS工作模式UPS有四种工作模式 正常工作模式 直流后备模式 旁路备用电源模式 维护旁路模式 1 正常工作模式 此工作模式下 由保安段来的主电源向整流器供电 整流器将交流转换为直流电源后 供电给逆变器 在将交流电整流为直流电时 整流器能将交流中所产生的异常突波 噪声及频率不稳定等问题消除 使逆变器提供更稳定更干净的电源给负载 38 2 直流后备模式 停电模式 当主电源输入发生异常时 由直流电源迅速替代整流器为逆变器提供直流电输入 此时 经逆变器转换输出交流电的将不会有任何中断 输出端所连接的负载可以得到很好的保护 39 3 旁路备用电源模式 当逆变器发生异常状况 如超温 短路 输出电压异常 过载等 逆变器会自动停止工作以防损坏 若此时旁路交流电源正常时 静态开关会自动切至旁路备用电源 由旁路电源供电 40 4 维护旁路模式 当UPS需要进行维修或更换电池而负荷又不能停电时 应先切断逆变器开关 然后合上旁路开关 再将整流器和备用电源开关切断 在手动维护旁路转换的过程中 交流电源经维护旁路开关继续供电给负载 此时 UPS内部将不存有电力 维护人员可以安全的进行维护 41 五 临河电厂柴油发电机系统 1 保安电源的作用保安电源是专为大型汽轮发电机组配置的电源系统 在发电厂的锅炉 汽机和电气设备中 都有部分设备不但在机组运行中不能停电 而且在机组停机后的相当一段时间内也不能中断供电 还有一些设备需在机组事故停机时立即从备用状态投入运行 另有部分设备例如蓄电池组的充电设备则不论机组运行与否都不能较长时间失电 也就是说 它们对保证设备安全具有非常重要的意义 因此 供电给这些设备的电源系统应比一般的厂用电系统更可靠 这就是设置保安电源系统的原因 42 交流保安电源供电的负荷一般是允许短时间停电的即允许短时间间断供电的 这是保安电源与不停电电源的区别 在设计规程中保安电源上的负荷是指在发生全厂停电时保证机炉安全停运 过后能很快起动 或为防止危及人身安全需在全厂停电时继续供电的负荷 这些负荷大都是允许短时间中断供电的低压厂用负荷 它包括旋转电机负荷和静止负荷 主要有以下设备 43 1 汽轮发电机组的盘车电机和顶轴油泵 停机后仍需继续运转 2 机组的润滑油泵和密封油泵 停机后需继续运转 3 锅炉给水泵的润滑油泵 4 回转式空气预热器 它在锅炉停运后的一段时间内仍需继续转动以防止设备损坏 5 其它各种辅机的润滑油泵 例如风机 磨煤机的润滑油泵等 6 蓄电池组的充电装置 目前普遍都采用了硅整流充电装置 它在任何情况下不应长时间失电 当发生全厂停电事故的情况下 它应能承担装置额定容量30 50 的负荷 所以需由保安段供电 44 7 事故照明设备 过去中小容量电厂事故照明大部分都采用直流蓄电池供电 在大型电厂中 由于事故照明需供电的范围大 电源容量要求大 仅靠直流蓄电池已无法承担 所以 除一部分特别重要的事故照明仍由直流供电外 大部分机炉内及其它事故照明由保安电源供电 这样既减轻了蓄电池负担 又能保证在全厂停电时不中断照明 8 其它与机组运行安全关系密切的设备 例如 重要设备的通风 冷却电源 电梯电源 部分热工控