第八单元-自用电PPT课件

1 自用电 自用电 是指发电厂和变电站本身的用电 对于发电厂 尤其是火力发电厂 其自身的用电占发电负荷很大的比重 并且是非常重要的负荷 厂用电率是发电厂的重要经济指标 自用电也是发电厂或变电所的最重要的负荷 其供电电源 接线和设备必须可靠 以保证发电厂或变电所的安全可靠 经济合理地运行 2 课题一厂用电及厂用负荷一 厂用电及厂用电率1 厂用电的作用及重要性尤其是发电厂 为了保证电厂的正常生产 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 这些机械被称为厂用机械 此外 还要为运行 检修和试验提供用电 自用电供电安全与否 将直接影响发电厂 变电站的安全 经济运行 是发电厂或变电站的最重要的负荷 其供电电源 接线和设备必须可靠 以保证发电厂或变电站安全可靠 经济合理地运行 3 发电厂在一定时间内 厂用电所消耗的电量占发电厂总发电量的百分数 称为厂用电率 其计算公式为 式中KCY 厂用电率 ACY 厂用电量 kW h AG 总发电量 kW h 2 厂用电率 4 火电厂的厂用电率 5 8 热电厂的厂用电率 8 12 水电厂的厂用电率 0 3 0 8 降低厂用电率是发电厂节能的重要方面 减少厂用电的耗电量 不仅能降低发电成本 提高发电厂的经济效益 而且还可以增加对系统的供电量 发电厂的厂用电率与电厂类型 容量 自动化水平 运行水平等多种因素有关 5 一 厂用负荷 1 火电厂的厂用电机械主要有如下几类 输煤部分 如输煤皮带 碎煤机 磁铁分离器 筛煤机 给煤机 运煤机 抓煤机和卸煤小车等 锅炉部分 如引风机 送风机 排粉机 磨煤机 给煤机 给粉机 一次风机 螺旋输粉机 炉水循环泵等 汽轮机部分 如凝结水泵 循环水泵 给水泵 给水泵油泵 备用给水泵 备用励磁机 疏水泵 工业水泵等 二 厂用负荷及分类 6 电器及公用部分 如充电机 空压机 变压器冷却风机 变压器强油水冷却电源 机炉自动电源 硅整流装置 通信电源等 事故保安负荷 如润滑油泵 盘车电动机 顶轴油泵 浮充电装置 事故照明 热工自动装置电源 实时控制电子计算机等 出灰部分 如冲灰水泵 灰浆泵 碎渣机 除灰皮带机 电气除尘器 除尘水泵等 厂外水工部分 如中央循环水泵 消防水泵 真空泵 补给水泵 冷却塔通风机 生活水泵等 7 化学水处理部分 如清水泵 中间水泵 除盐水泵 自用水泵等 废水处理部分 如废水处理输送泵 机械搅拌器 刮泥机 排泥泵 污水泵等 辅助车间 如油处理设备 中央修配厂 起重机械 电气实验室等 8 2 水力发电厂的主要厂用机械 1 水轮发电机组的辅机 有调速及润滑系统的油泵 空气压缩机 发电机冷却系统以及机组润滑系统的水泵 行车等 2 变压器冷却用通风机 油泵 水泵等 3 大坝及船闸设备 如闸门启闭机 升船机 起重机 卷扬机 电梯等 4 其他辅机 如供水泵 排水泵 9 二 厂用负荷分类 10 1 按运行方式分类 1 A类负荷 经常连续运转的负荷 2 B类负荷 经常短时断续运转的负荷 3 C类负荷 不经常连续运转的负荷 4 D类负荷 偶然启动运转的负荷2 按是否自起动分类指在电源消失时停止运行后无需运行人员作起动操作即可自行起动 迅速恢复运转 1 能自启动电动机 2 不能自启动电动机 11 3 按重要性分类 课本内容 1 类厂用负荷短时停电 包括手动操作恢复供电所需的时间 会造成设备损环 危及人身安全 使发电厂无法正常运行或出力明显下降的厂用负荷 如火电厂的给水泵 凝结水泵 循环水泵 引风机 送风机 给粉机及水电厂中的调速器 压油泵 润滑油泵等 对于 类负荷 应由两个独立电源供电 当一个电源消失后 另一个电源要立即自动投入继续供电 它只允许瞬间中断电源 为此 应配置备用电源自动投入装置 12 2 类厂用负荷允许短时停电 但停电时间过长有可能损坏设备或影响正常生产的负荷 如火电厂的工业水泵 疏水泵 灰浆泵 输煤系统机械 化学水处理设备及水电厂中的压油装置用的空压机 主厂房桥机 渗漏排水泵及厂内照明等 对于 类负荷 应由两个独立电源供电 一般备用电源采用自动或手动切换方式投入 其允许停电时间一般不超过十几分钟 13 3 类厂用负荷 类负荷是指较长时间停电不会直接影响发电厂生产的负荷 如机修间 试验室 油处理设备等 对于 类负荷 一般由一个电源供电 不需要考虑备用电源 4 事故保安负荷事故保安负荷是指在主发电机停机过程及停机后的一段时间内 仍应保证供电 否则可能引起主要设备损坏 自动控制失灵以及危及人身安全的厂用负荷 14 I类厂用负荷 短时停电将造成主辅设备损坏 危及人身安全 主机停运 影响大 允许短时停电 几秒至几分钟 恢复供电后不致造成生产紊乱 较长时间停电不会直接影响生产 仅会造成生产上的不方便 单机在200MW及以上的大容量电厂中 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 重要自动控制失灵或危及人身安全 总结 15 1 火电厂的厂用机械负荷主要有哪些 2 什么是厂用电率 各类电厂的厂用电率有何区别 16 课题二厂用电接线原则 一 工作电源与备用电源1 厂用电供电电压厂用负荷的供电电压 主要取决于发电机的额定容量 额定电压 厂用电动机的电压 容量等因素 按实践经验 容量在75kW以下的电动机采用380V电压 220kW及以上的电动机采用6kV电压 1000kW以上的电动机采用10kV电压具有比较好的经济性 大中型火力发电厂厂用电 一般均用两级电压 大多为6kV及380 220V两个等级 水力发电厂的厂用电动机容量均不大 通常只设380 220V一个电压等级 大型水电厂中 在坝区和水利枢纽装设有大型机械 如船闸或升船机 闸门启闭装置等 这些设备距主厂房较远 需在那里设专用变压器 采用6kV或10kV供电 17 2 工作电源工作电源是指保证发电厂或变电所正常运行的电源 工作电源应不仅要供电可靠 而且要满足厂用负荷容量的要求 厂用工作电源一般取自发电机电压母线 由厂用低压变压器获得 18 厂用工作电源的引接方式 厂用工作电源引接方式a从发电机电压母线引接b c从主变压器低压侧引接 19 3 备用电源为了提高可靠性 每一段厂用母线至少要由两个电源供电 其中一个为工作电源 另一个为备用电源 当工作电源故障或检修时 仍能不间断地由备用电源供电 厂用备用电源有明备用和暗备用两种方式 明备用就是专门设置一台变压器 或线路 它经常处于备用状态 停运 暗备用就是不设专用的备用变压器 而将每台工作变压器的容量加大 正常运行时 每台变压器都在半载下运行 互为备用状态 厂用备用电源应尽量保证其独立性 即失去工作电源时 不应影响备用电源的供电 此外 还应装设备用电源自动投入装置 20 备用电源 厂用备用电源的两种接线方式a明备用b暗备用 21 4 备用电源自投装置 为了做到对厂用电不间断供电 还应装设备用电源自动投入装置 当故障使工作电源切除时 此装置能自动 有选择地把备用电源自动投入到停电的那段母线上 22 例 当1号厂用变压器T1出故障时 备用电源如何自投装置 QF4 QF5自动跳闸 然后QF1 QF2自动投入 厂用备变压器T3运行 拖动机械的电动机仍在惰行 当2号厂用变压器T2出故障时 23 5 交流不间断电源 计算机控制系统用电 24 交流不间断电源 25 工作过程例 见121页 26 1 厂用电接线的基本要求厂用电接线应满足下列要求 1 供电可靠 灵活性 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 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 并能在短期内恢复运行 充分考虑机组启动和停运过程中的供电要求 一般均应配置可靠的启动电源 在机组启动 停运和事故时的切换操作要少 并能与工作电源短时并列 二 厂用电接线 27 2 接线简单清晰 投资少 运行费低 3 厂用电源的对应供电性 4 接线的整体性 5 电厂分期建设时厂用电接线的合理性 28 厂用电接线的基本形式 高压厂用母线分段 a 一炉一段 有专用备用电源 b 一炉两段 由变压器供电 c 用断路器分成两个半段 d 用两组隔离开关分成两个半段 e 用两组隔离开关分成两个半段 f 两段经断路器连接 互为备用 g 两段隔离开关连接 29 2 厂用母线的分段原则发电厂的厂用电系统通常采用单母线不分段或分段接线 在火电厂中 因为锅炉的辅助设备多 容量大 所以高压厂用母线都按锅炉台数分段 凡属同一台锅炉的厂用电动机都接在同一段母线上 与锅炉同组的汽轮机的厂用电动机一般也接在该段母线上 但每台汽轮机组有两台循环水泵和两台凝结水泵时 因其中一台属备用性质 允许分别接在不同分段上 锅炉容量在400 1000t h时 每一高压厂用母线应分为两段 30 对于低压厂用母线 当锅炉容量在230t h及以下时 一般也按机炉数对应分段 并用闸刀开关将母线分为两段 锅炉容量在400t h及以上时 每台机炉一般由两段母线供电 两段母线可由同一台变压器供电 锅炉容量在1000t h上时 每段母线可由一台变压器供电 对于水电厂 其高压和低压的厂用电接线一般采用单母线不分段或分段形式 31 厂用母线按炉分段的优点如下 1 一段母线故障时 仅影响一台锅炉运行 2 锅炉的辅助机械可与锅炉一起检修 3 因各段母线分开运行 故可限制厂用电路内的短路电流 32 按是否自启动分类按是否自启动 自用负荷分为具有自启动和不具有自启动两类 三 厂用电动机自启动 33 电动机自启动 运行中的电动机 当断开电源或厂用电压降低时 电动机转速下降 甚至会停止运行 这一转速下降的过程称惰行 若电动机失去电压后 不与电源断开 在很短时间内 0 5 1 5S 厂用电压恢复或通过自动切换装置将备用电源投入 此时电动机憜行未结束 又自动启动恢复到稳定状态运行 这一过程称为 对一些不允许长时间停电的I 部分 类负荷来说是很重要的 34 因为自用变压器的容量有限 不可能使所有的电动机都参与自启动 另外有部分电动机短时停电对发电厂正常运行不会造成直接影响 所以自用电动机可分为具有自启动和不具有自启动两类 一般 类和部分 类自用负荷无需自启动 35 四 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 并能自动投入运行 事故保安电源必须是一种独立而又十分可靠的电源 它分直流事故保安电源和交流事故保安电源两种 前者由蓄电池组供电 后者宜采用快速启动的柴油发电机组或由外部引来的可靠交流电源供电 此外 还应设置交流不停电电源 交流不停电电源宜采用接在直流母线上的逆变机组或静态逆变装置 交流事故保安电源接线如所示 36 交流事故保安电源接线示意图 37 一 火电厂的厂用电接线图6 6所示为某中型热电厂的厂用电接线图 该电厂共有三台发电机组 因此高压厂用母线按锅炉数分为三段 厂用高压电压等级为6kV 通过T1 T2 T3三台高压工作厂用变压器分别从三台主变压器低压侧引过来 由于机组容量不是很大 低压厂用母线分为两段 备用电源采用明备用方式 即专门设置了高压备用厂用变压器T4和低压备用厂用变压器T6 对厂用电动机的供电 可分为分别供电和成组供电两种方式 课题三发电厂 变电站自用电接 38 图6 6某中型热电厂用电接线 39 火电厂厂用电接线方式实例 大型火电厂厂用电接线G 发电机 1T 2T 工作高压厂用变压器 3T 启动 备用高压厂用变压器 40 四 厂用电的接线方式2 火电厂厂用电接线方式实例 41 对水电厂来说 厂用电负荷属重要负荷之一 水电厂厂用机械的数量 容量及重要程度等与机组容量有关 并受水头 流量和水轮机型式以及运行方式等条件影响 一般水电厂最基本的厂用电负荷是水轮机调速系统和润滑系统油泵 压缩空气系统的空气压缩机 发电机冷却系统和润滑系统的水泵 全厂辅助机械系统的电动机 闸门启闭设备 照明及水利枢纽等设施用电 水电厂厂用电接线一般采用单母线分段接线形式 二 水电厂的厂用电接线 42 图6 7所示为某大型水电厂的厂用电接线图 该电厂共有四台发电机组 厂用高压为10kV 通过T21 T22 T23 T24四台高压工作厂用变压器分别从四台主变压器低压侧引过来 另外还从降压站引接一条全厂的备用线过来 以保证发电机全部停电时 仍可从该段取得电源 低压厂用母线共分为5段 它们之间互为暗备用 10kV的母线通过电缆线一方面接到低压厂用变压器降为380 220V电压等级供电给低压负荷 另一方面接到升船机等高压负荷 43 图6 7某大型水电厂厂用电接线 44 变电站的主要站用电负荷是变压器冷却装置 直流系统中的充放电装置和晶闸管整流设备 照明 检修及供水和消防系统 对500kV变电站 还包括高压断路器和隔离开关的操动机构电源 尽管这些负荷的容量并不太大 但由于500kV变电站在电力系统中的枢纽地位 出于运行安全的考虑 其站用电系统必须具有高度的可靠性 三 变电站的自用电接线 45 图6 8所示为某变电站自用电网络的接线图 由主变压器低压侧35kV母线引接两台500kV A站用变压器 备用变压器电源由附近的变电站10kV母线引接 在主要车间设置专用屏 通过双投刀开关由 或 段站用母线上引接电源 46 图6 8500kV变电站的站用电接线示意图 47 对所用电源的要求 1 220KV变电所 有两台及以上主变时 宜从主变低压侧分别引接两台容量相同 可互为备用 分裂运行的所用工作变 每台工作变按全所计算负荷选择 只有一台主变时 其中一台所用变宜从所外电源引接 2 330 500KV变电站 有两台及以上主变时 从主变低压侧引接的所用工作变不宜少于两台 并应装设一台从所外可靠电源引接的专用备用变压器 每台工作变压器