发电厂和变电所的自用电山东电力院发输变电义PPT课件

1 第14章发电厂和变电所的自用电 2 发电厂和变电所自用电设计必须贯彻国家的技术经济政策 同时要考虑全厂 所 发展规划和分期建设的情况 以达到安全可靠 经济适用 符合国情的要求 在设计中要积极慎重地采用经过运行考验并通过鉴定的新技术 新设备 3 14 1自用电负荷的分类和自用电电压的选择 14 1 1火力发电厂自用电负荷的分类和自用电电压14 1 1 1自用负荷包括机组本体负荷和全厂公用负荷 按运行方式可分为经常连续 经常短时 经常断续 不经常连续 不经常短时和不经常断续等六种类型 14 1 1 2按重要性分类 发电厂自用电负荷按生产过程中的重要性可分为下列三类 1 I类负荷 短时 手动切换恢复供电所需的时间 停电可能影响人身或设备安全 使生产停顿或发电量大量下降的负荷 2 类负荷 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 3 类负荷 长时间停电不会直接影响生产的负荷 4 14 1 1 3在机组运行期间 以及停机 包括事故停机 过程中 甚至在停机以后的一段时间内 需要进行连续供电的负荷称为不停电负荷 简称 0I 类负荷 14 1 1 4在发生全厂停电或在单元机组失去厂用电时 为了保证机炉的安全停运 过后能很快地重新起动 或者为了防止危及人身安全等原因 需要在停电时继续进行供电的负荷 称为事故保安负荷 按保安负荷对供电电源的要求不同 可以分为 1 直流保安负荷 简称 0 类负荷 2 交流保安负荷 简称 0III 类负荷 14 1 1 5与发电厂生产无关的负荷不应接入厂用电系统 行政办公楼 值班人员宿舍等少量场前区负荷可通过专用低压厂用压器 接入高压厂用电系统 5 14 1 1 6对I类负荷的电动机 必须保证自起动 接有I类负荷的高 低压厂用母线 应设置备用电源 当备用电源变采用明备用方式时 应装设备用电源自动投入装置 14 1 1 7对接有 类负荷的厂用母线 应由两个独立电源供电 一般采用手动切换 14 1 1 8对于III类负荷 一般由一个电源供电 14 1 1 9根据对电源的不同要求 事故保安负荷的供电要求如下 1 直流保安负荷 由蓄电池组供电 如发电机的直流润滑油泵等 2 交流保安负荷 平时由交流厂用电供电 失去厂用工作和备用电源时 交流保安电源 一般采用快速自起动的柴油发电机组 应自动投入 如200MW及以上机组的盘车电动机 6 14 1 1 10不间断供电装置一般采用由蓄电池组供电的电动发电机组或配备静态开关的静态逆变装置 14 1 1 11发电厂可采用3 6 10kV作为高压厂用电的电压 容量为600MW及以下的机组 发电机电压为10 5kV时 可采用3kV 或lOkV 发电机电压为6 3kV时 可采用6kV 容量为125 300MW级的机组 宜采用6kV 容量为600MW及以上的机组 可根据工程具体条件采用6kV1级或3 lOkV2级高压厂用电压 14 1 1 12容量为200MW及以上的机组 主厂房内的低压厂用电系统应采用动力与照明分开供电的方式 动力网络的电压宜采用380V 7 14 1 1 13发电厂厂用电系统中性点接地方式的原则 1 单相接地故障对连续供电的影响最小 厂用设备能够继续运行较长时间 2 单相接地故障时 健全相的过电压倍数较低 不致破坏厂用电系统绝缘水平 发展为相间短路 对于低压厂用电系统 并能减少因熔断器一相熔断造成的电动机两相运行的几率 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限度 同时又利于实现灵敏而有选择性的接地保护 4 尽量减少厂用设备相互间的影响 如照明 检修网络单相短路时对动力回路的影响和电动机起动时电压波动对照明的影响等 5 接地设备易于订货 接地保护简单 投资少 8 14 1 1 14厂用电系统中性点的接地方式 1 当高压厂用电系统的接地电容电流小于或等于7A时 其中性点宜采用高电阻接地方式 也可采用不接地方式 当接地电容电流大于7A时 其中性点宜采用低电阻接地方式 也可采用不接地方式 2 主厂房内的低压厂用电系统宜采用三相三线制 中性点经高电阻接地的方式 也可采用动力与照明共用的三相四线制中性线直接接地的方式 9 14 1 1 15电容电流计算 在确定厂用电系统中性点接地方式时 应首先计算容量最大的一台厂用变压器 高压厂用电系统一般为带有公用负荷的起动 备用变压器 所连接供电网络的单相接地电容电流 并据以确定接地方式 选择设备和整定继电保护 1 高压厂用电系统的电容以电缆的电容为主 将求得的电缆总电容值乘以1 25即为全系统总的电容近似值 即包括厂用变压器绕组 电动机以及配电装置等的电容 单相接地电容电流可由式 14 1 1 求出Ic 3 0 5Uc Cx10 3 14 1 1 2 fcIc 单相接地电容电流 A Uc 厂用电系统额定线电压 kV 角频率 fc 额定频率 Hz C 厂用电系统每相对地电容 F 10 2 6 10kV电缆和架空线路的单相接地电容电流Ic也可通过式14 1 2 式 14 1 5 求出近似值 6kV电缆线路Ic 95 2 84S Uc 2200 6S 14 1 2 10kV电缆线路Ic 95 1 44S Uc 2200 0 23S 14 1 3 式中S 电缆截面 mm2 Uc 厂用电系统额定线电压 kV 6kV架空线路Ic 0 015 A km 14 1 4 10kV架空线路Ic 0 025 A km 14 1 5 3 380V厂用电系统的接地电容电流一般不超过lA 其数值的大小与电缆的选型有关 当采用全塑型电缆时 其接地电容电流已接近于零 如某厂1000kVA变压器采用全塑电缆供电的网络 接地电容电流仅50mA 中性点接地设备的选择计算方法可参照DL T5153 2002 火力发电厂厂用电设计技术规定 附录C 11 14 1 2水力发电厂自用电负荷的分类和自用电电压14 1 2 1水力发电厂厂用负荷按重要性分为三类 1 I类负荷 停止此类负荷供电 将使水电厂不能正常运行或停止运行 应保证其供电的可靠性 允许中断供电的时间根据负荷情况可为自动或人工切换电源的时间 2 类负荷 短时停止此类负荷供电不会影响水电厂正常运行 应尽量保证其供电可靠性 其允许中断供电的时间为人工切换操作或紧急修复的时间 3 类负荷 允许较长时间的停电而不会影响水电厂正常运行 按负荷重要性分类的各种负荷见DL T5164 2002 水力发电厂厂用电设计技术规范 附录A 12 14 1 2 2厂用电系统由一级低压供电或由高 低两级电压供电 应根据厂用电负荷大小 枢纽布置 厂坝区负荷分布及地区电网等条件进行技术经济比较确定 中型水电厂的厂内用电宜采用380V一级电压供电 14 1 2 3高压厂用电电压 应根据发电机电压 厂用电动机电压 地区电源电压 施工用电电压及负荷分布等情况综合比较确定 一般采用10kV 或6kV 电压级 14 1 2 4低压厂用电电压应采用380 220V三相四线制系统 中性点直接接地 13 14 1 3变电所自用电负荷的分类和自用电电压14 1 3 1220 500kV变电所宜从主变低压侧 分别引接两台容量相同可互为备用的所用变压器 每台工作变压器的容量按全所计算负荷选择 只有一台主变压器时 其中一台所用变压器宜从所外电源引接 14 1 3 2330 500kV变电所的主变压器为两台 组 以上时 所用工作变压器的台数不宜少于两台 并应装设一台专用的所用变压器 其容量与工作变压器相同 电源宜从所外电源引接 当有专用备用所用变压器时 应装设备用电源自动投入装置 14 1 3 335 1lOkV变电所有两台及以上主变压器时 宜装设两台容量相同可互为备用的所用变压器 如能从变压器外引入一个可靠的低压备用所用电源时 宜可装设一台所用变压器 当35kV变电所只有一回电源进线及一台主变压器时 可在电源进线断路器之前装设一台所用变压器 14 14 1 3 435 1lOkV无人值班变电所中 在有两台及以上主变压器的变电所 宜装设两台容量相同可互为备用的所用变压器 每台所用变压器容量按全所计算负荷选择 两台所用变压器可分别接自主变压器最低电压级不同段母线 如有可靠的6 35kV电源联络线 也可一台接于电源联络线断路器外侧 以所用电作为交流控制电源的35kV变电所 当只有一回电源进线时 宜在电源进线断路器之前装设一台所用变压器 对采用直流控制电源的35kV及以上变电所 当只有一回电源进线 并选用自冷式变压器时 可在主变压器最低电压母线上引接一台所用变压器 15 14 2自用电接线要求 备用方式和配置原则 14 2 1火力发电厂自用电接线要求 备用方式和配置原则14 2 1 1按锅炉容量决定厂用母线分段 1 高压厂用母线应采用单母线接线 锅炉容量为400t h以下时 每台锅炉可由1段母线供电 锅炉容量为400t h及以上时 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 2 低压厂用母线也应采用单母线接线 锅炉容量为220t h级 且在母线上接有机炉的I类负荷时 宜按炉或机对应分段 锅炉容量为400 670t h级时 每台锅炉可由2段母线供电 并将双套辅机的电动机分接在2段母线上 两段母线可由1台变压器供电 锅炉容量为1000t h级及以上时 每台锅炉应设置2段及以上母线 16 14 2 1 3公用母线段的位置容量为200MW及以上的机组 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 其主要特点如下 1 加强了机组的单元性 2 利于全厂公用负荷的集中管理 3 配合机组检修 停运以及检修本机组所属厂用配电装置均较为方便 4 当1号机组 2号机组分期建设时 公用负荷的供电不存在过渡问题 当不设公用母线段时 需提前安装由2号机组厂用母线供电的公用负荷开关柜 由1号机组的高压厂用工作母线或由备用电源临时供电 5 可能要加大高压厂用备用变压器的容量 而这一变压器又需经常处于低负荷情况下运行 6 当全厂仅设置一台高压厂用备用 兼公用 变压器时 高压公用负荷的备用电源只能借助于高压厂用工作变压器的手动切换 实现逆备用 因此不适用于接有I类公用负荷的情况 17 14 2 1 4照明母线的设置独立供电的主厂房照明母线应采用单母线接线 容量为200MW及以上的机组 每个单元机组可设1台照明变压器 当设有检修变压器时可从检修变压器取得备用电源 也可采用2台机组互为互为备用的方式 照明母线的电源进线上宜装设分级补偿的有载自动调压器 使照明母线的电压自动调整在380 220V的0 5 以内 备用的方式 照明母线的电源进线上宜装设分级补偿的有载自动调压器 使照明母线的电压自动调整在380 220V的0 5 以内 18 14 2 1 5高压厂用工作电源引接方式高压厂用工作电源 变压器或电抗器 应由发电机电压回路引接 并尽量满足炉 机 电的对应性要求 即发电机供给各自炉 机和主变压器的厂用负荷 高压厂用工作电源的各种引接方式 1 当有发电机电压母线时 高压厂用工作电源由各母线段引接 供给接在该母线段的机组的厂用负荷 12MW机组接在馈线不带电抗器的6kV主母线上时 采用轻型断路器 如SNl0 10系列 即能满足母线短路容量的要求 而且200kW及以上容量的电动机很少 因此 高压厂用电动机和低压厂用变压器均可接在主母线上 不另设高压厂用母线段 2 当发电机与主变压器成单元连接时 高压厂用工作电源一般由主变压器低压侧引接 供给该机组的厂用负荷 19 3 当兼有发电机电压母线和单元连接机组时 根据上述原则引接各自的高压厂用工作电源 4 容量为125MW及以下机组 在厂用分支线上宜装设断路器 当无所需开断短路电流的断路器时 可采用能够满足动稳定要求的断路器 但应采取相应的措施 使该断路器仅在其允许的开断短路电流范围内切除短路故障 也可采用能满足动稳定要求的隔离开关或连接片等 当厂用分支线采用分相封闭母线时 在该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 高压厂用电抗器宜装设在断路器之后 但断路器的分断能力和动热稳定性 可按电抗器的短路条件进行验算 在布置上合理时 也可将电抗器装设在断路器之前 20 14 2 1 6低压厂用工作电源引接方式 1 按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 2 当无高压厂用母线段时 可从发电机电压主母线或发电机出口引接 14 2 1 7高压厂用工作变压器的确定 200 300MW机组的高压厂用工作电源宜采用1台分裂变压器 600MW机组的高压厂用工作电源可采用一台或两台变压器 对于600MW机组 可根据高压厂用断路器的开断水平 及各电厂的具体负荷情况 如是否采用电动给水泵 是否具有脱硫负荷 以及电动机起动时的母线压降等因素 经过综合技术经济比较 来确定高压厂用高压变压器采用一台分裂变压器 两台分裂变压器或一台分裂变压器加一台双卷变压器的方式 21 14 2 1 8接有I类负荷的高压和低压明 暗 备用动力中心的厂用母线应设置备用电源 当备用电源采用明 专用 备用方式时 还应装设备用电源自动投入装置 当备用电源采用暗 互为 备用方式时 暗 互为 备用的联络断路器宜采用手动切换 接有 类负荷的高压和低压明 暗 备用动力中心的厂用母线 应设置手动切换的备用电源 只有 类负荷的厂用母线 可不设置备用电源 14 2 1 9全厂应设置可靠的高压厂用备用或起动 备用电源 1 125MW及以下机组的高压厂用备用变压器 或电抗器 主要作为事故备用电源 兼作机炉检修 起动或停用时的电源 2 200MW及以上机组的高压厂用起动 备用变压器 主要作为机组起动或停机的电源 兼作厂用备用电源 22 14 2 1 10高压厂用备用 起动 备用 变压器 电抗器 的设置条件如下 1 容量为IOOMW及以下的机组 高压厂用工作变压器 电抗器 的数量在6台 组 及以上时 可设置第二台 组 高压厂用备用变压器 电抗器 容量为100 125MW的机组采用单元制时 高压厂用工作变压器的数量在5台及以以上时 可增设第二台高压厂用备用变压器 2 容量为200 300MW的机组 每两台机组可设1台 组 高压厂用起动 备用变压器 3 容量为600MW的机组 当发电机出口不装设断路器或负荷开关时 每两台机组应设1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 不影响任一台机组的起停 当发电机出口装有断路器或负荷开关时 4台及以下机组可设置1台高压厂用起动 备用变压器 其容量可为1台高压厂用工作变压器的60 100 全厂有同容量5台及以上机组时 可再设置1台不接线的高压厂用工作变压器作为备品 23 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 1台 高压厂用起动 备用变压器高压侧断路器 应由1回 个 线路 电源 供电 2台及以上 高压厂用起动 备用变压器高压侧断路器 应由2回 个 线路 电源 供电 14 2 1 11当低压厂用备用电源采用明 专用 备用变压器时 容量为125MW及以下的机组 低压厂用工作变压器的数量在8台及以上时 可增设第二台低压厂用备用变压器 容量为200MW的机组 每2台机组可合用1台低压厂用备用变压器 容量为300MW及以上的机组 每台机组宜设1台低压厂用备用变压器 当低压厂用变压器采用两台变压器互为 暗 备用时 互为备用的负荷应分别由两台变压器供电 两台变压器之间不宜装设自动投人装置 远离主厂房的 类负荷 宜采用邻近的两台变压器互为备用的方式 互为备用的低压厂用变压器不应再设专用的备用变压器 24 14 2 1 12高压厂用备用或起动 备用电源 可采用下列引接方式 1 当无发电机电压母线时 由高压母线中电源可靠的最低一级电压母线或由联络变压器的第三 低压 绕组引接 并应保证在全厂停电的情况下 能从外部电力系统取得足够的电源 包括三绕组变压器的中压侧从高压侧取得电源 2 当有发电机电压母线时 由该母线引接1个备用电源 3 当技术经济合理时 可由外部电网引接专用线路供给 4 全厂需要2个及以上高压厂用备用或起动 备用电源时 应引接两个相对独立的电源 5 从220kV及以上中性点直接接地的电力系统中引接的高压厂用备用或起动 备用变压器 其中性点的接地线上不应装设隔离开关 14 2 1 13低压厂用备用变压器不宜与需要由其自动投入的低压厂用工作变压器接在同一高压母线段上 25 14 2 1 14厂用变压器接线组别的选择 应使厂用工作电源与备用电源之间的相位一致 以便厂用电源的切换可采用并联切换的方式 低压厂用变压器宜采用 Dyn 的接线 14 2 1 15全厂只有1个高压或低压厂用备用或起动 备用电源时 与各厂用母线段的连接方式如下 1 宜采用分组支接的方式 每组支接的母线段可为2 4段 2 在备用或起动 备用变压器的低压侧总出口处宜装设隔离电器 26 14 2 2水力发电厂自用电接线要求 备用方式和配置原则14 2 2 1水力发电厂厂用电源必须符合以下基本要求 1 满足各种运行方式下的厂用电负荷需要 并保证供电 2 电源相对独立 3 当一个电源故障时 另一电源应能自动或远方操作切换投入 14 2 2 2厂用电电源首先应考虑从发电机电压母线或单元分支线上引接 由本厂机组供电 当单元接线上装设断路器或隔离开关时 厂用电电源宜在主变压器低压侧引接 对抽水蓄能电厂当发电机电压母线上装有倒相开关时 则应从倒相开关与主变压器低压侧之间引接 27 14 2 2 3当厂用电需要外来电源 非本厂发电机组供电的电源 时 其取得方式一般如下 1 通过主变压器倒送厂用电 2 取自高压联络自耦变压器的第三绕组 3 取自与系统连接的地区电网 近区或保留的施工变电所 地方小水电或地理位置相近的水电厂之间的联络线等电源 4 从电厂的高压侧母线引接 14 2 2 4从电厂的110kV及以上电压级的高压母线上引接厂用电电源必须通过技术经济比较论证确定 14 2 2 5对担任系统峰荷 经常全厂停机的特别重要的大型水电厂或抽水蓄能电厂 如有可能与系统失去联系 又无其他可靠的厂用电外来电源 致使机组无法启动 影响大坝度汛安全或厂房可能被淹而危及人身或设备安全时 经过技术经济比较论证 可设置柴油发电机组或逆变电源装置作应急电源 包括黑启动电源 28 14 2 2 6水电厂在各种运行方式下 所连接的厂用电电源的数量应满足下列要求 1 全厂机组运行时 大型水电厂应不少于3个厂用电电源 中型水电厂应不少于2个厂用电电源 2 当部分机组运行时 大型水电厂至少应有2个厂用电电源同时供电 中型水电厂也应有2个厂用电电源 但允许其中1个处于备用状态 3 全厂停机时 大型水电厂应有2个厂用电电源 但允许其中一个处于备用状态 中型水电厂允许1个厂用电电源供电 4 当机组 主变压器或引水隧洞等大修而使全厂停机时 允许仅1个厂用电电源供电 5 在厂用电电源设备检修期间 允许适当减少厂用电电源数量 29 14 2 2 7第一台机组发电时 厂用电电源数量应满足14 2 2 6第 2 项要求 其中1个电源应由本厂供给 14 2 2 8高压厂用电系统一般采用单母线分段或分段环形接线 分段数应根据电源情况确定 14 2 2 9厂用电采用两级电压的大型水电厂 宜将机组自用电与全厂公用电分别用不同变压器组供电 14 2 2 10大型水电厂的机组自用电变压器宜接至高压厂用电母线上 当机组台数多 单机容量大 单机自用电负荷超过100kVA时 对担任基荷并采用单元接线的大型水电厂 此单机自用电负荷可由接至机端的单机自用电变压器供电 对担任峰荷的大型水电厂 单机自用电负荷不宜由接机端的单机自用电变压器供电 宜由接至高压厂用电母线的单机自用电变压器供电 14 2 2 11中型水电厂机组自用电与全厂公用电宜采用混合供电方式 30 14 2 2 12当发电机引出线及其分支线均采用离相封闭母线 且分支回路采用单相设备或分相隔离措施时 厂用电变压器的高压侧可不装设断路器和隔离开关 当厂用电分支线未采用离相封闭母线时 厂用电变压器高压侧宜装设断路器 若不装设 则需采取下列措施 1 采用负荷开关 隔离开关或连接片 但应满足动热稳定的要求或采取防止相间短路的措施 当采用隔离开关时 应使隔离开关能拉切所连接变压器的空载电流 2 采取限制短路电流措施 以便能采用额定短路开断电流较小的断路器 14 2 2 13对装机容量为200MW以下 单机容量在100MW及以下且发电机引出线未采用离相封闭母线 厂用变压器容量在800kVA以下的水电厂 如高压熔断器或高压限流熔断器分断能力能满足厂用电分支线处预期短路电流值要求 厂用电变压器高压侧可采用高压熔断器或高压限流熔断器组合保护装置保护 但与上述熔断器配套使用的负荷开关应能可靠地开断过负荷电流 并应设闭锁装置保证负荷开关不误切短路电流 同时宜校验厂用电变压器高 低压侧保护动作的选择性 31 14 2 2 14中型水电厂厂内用电变压器与坝区用电变压器的高压侧不宜合用一组断路器 厂用电变压器与近区用电变压器的高压侧不应合用一组断路器 也不应以三绕组变压器供电 14 2 2 15高压厂用电负荷的连接原则 1 厂 坝区的厂用电高压电动机和低压厂用电变压器宜由厂用电高压母线直接供给 同一用途的高压厂用电电动机 低压厂用电变压器应分别接至不同分段的高压母线上 2 当有地区电网时 不宜从高压厂用电母线上引接回路供给近区及水电厂生活区用电 3 厂 坝区负荷 如容量较大 距离较远时 宜装设单独配电变压器供电 32 14 2 2 16对有紧急泄洪要求的大坝闸门启闭机 应有两个电源 当特别重要的泄洪设施无法以手动方式开启闸门满足泄洪要求时 经论证可设第三个电源 14 2 2 17厂内及其附近的厂用电低压负荷宜以主 分配电屏双层辐射式供电 分配电屏布置于所供电的负荷附近 靠近主配电屏或容量较大或可靠性要求较高的负荷 也可从主配电屏直接引出 以单层辐射式供电 为了保护动作的选择性 重要负荷辐射式供电的级数不宜大于两级 14 2 2 18对机组台数较少 且容量较小的水电厂 可以单层辐射式供电 即自主配电屏直接引出回路供给负荷 33 14 2 2 19对工类负荷应由两个电源供电 其供电方式如下 1 机械上互为备用的I类负荷应从不同分段的主配电屏或自不同分段主配电屏所供给的分配电屏分别引出电源供电 2 机械上只有一套的I类负荷 也应从不同分段的主配电屏或自不同分段主配电屏所供给的分配电屏分别引出电源供电 两个电源经切换操作可互为备用 3 向I类负荷供电的不同电源的两分配电屏之间设联络线互为备用时 该联络线上应装设操作电器 4 向I类负荷供电的分配电屏 以双投刀开关或其他方式与不同分段的主配电屏连接 5 装有双电源切换装置的分配电箱或控制箱宜尽量靠近用电负荷 6 向 无人值班 少人值守 水电厂I类负荷供电的两个电源 应能自动切换 互为备用 34 14 2 2 20对 类负荷的供电方式如下 1 从主配电屏或分配电屏以单层辐射或双层辐射式供电 2 对数量较多 但不同时运行的负荷以环形供电方式供电 环形供电的两端宜接至不同电源的配电屏上 14 2 2 21对 类负荷可采用干线式供电 14 2 2 22在分配电屏的电源进线上应装设隔离电器 但不宜装设保护电器 14 2 2 23应适当预留备用出线回路 14 2 2 24在检修负荷集中的地点应装设专用检修配电屏 箱 检修配电屏 箱 宜单独计量电量 其装设地点和数量根据工程具体情况确定 14 2 2 25对检修负荷特别大的大型水电厂 可设置检修专用变压器 14 2 2 26检修配电屏 箱 宜由低压厂用电主配电屏直接引出回路供电 对离主配电屏较远的检修配电屏 箱 或其他检修负荷 也可由就近的分配电屏引接 14 2 2 27厂用电备用电源变压器可兼供检修用电 35 14 2 3变电所自用电接线要求 备用方式和配置原则14 2 3 1所用电母线采用按工作变压器划分的单母线接线 各所用变压器之间不考虑并列运行要求 向同一负荷供电的两个回路应分别接在不同的母线上 14 2 3 2所用电低压配电宜采用中性点直接接地的TN系统 动力和照明共用的供电方式 额定电压为380 220V 14 2 3 3所用电系统采用380 220V中性点直接接地的三相四线制 动力与照明合用一个电源 所用变压器低压侧多采用单母线接线方式 当有两台变压器时 采用单母线分段接线方式 平时分列运行 以限制故障范围 提高供电可靠性 14 2 3 4所用电负荷一般由所用配电屏直配供电 对重要负荷应采用双回路供电方式 36 14 2 3 5强油风 水 冷主变压器的冷却装置 有载调压装置及带电滤油装置宜按下列方式共同设置可互为备用的双回路电源进线 并只在冷却装置控制箱内自动相互切换 1 主变压器为三相变压器时 宜按台分别设置 2 主变压器由单相变压器组成时 宜按组分别设置双回路 各相变压器的用电负荷接在经切换后的进线上 3 330 500kV变电所的控制楼 通信楼可根据负荷需要分别设置专用配电屏 向楼内负荷供电 专用屏采用单母线接线 其电源进线应为互为备用的双回路 14 2 3 6断路器 隔离开关的操作及屋外机构 端子箱加热负荷 宜按配电装置的电压级别分设双回路环形网络供电 并在环网中设置刀开关开环运行 在严格限制所用变压器并列运行的情况下 也可采用由双回路电缆形成的双母线供电方式 每个间隔的电源宜采用双投刀开关以手动切换 37 14 2 3 7检修电源供电网络一般采用单回路按配电装置分组串接的供电方式 14 2 3 8调相机专用负荷优先采用由所用变低压侧直接供电的方式 14 2 3 9当远动及所内自动化需要时 变电所应装设一套不停电电源 UPS 作为远动和所内微机监测的可靠备用电源 330 500kV变电所的主变压器为两台 组 及以上时 所用工作变压器的台数不宜少于两台 并应装设一台专用的所用备用变压器 其容量与工作变压器相同 14 2 3 10变电所中所用变压器台数的配置见GB50059 1992 35 110kV变电所设计规范 DL T5103 1999 35 110kV无人值班变电所设计规范 SDJ2 1988 220 500kV变电所设计技术规程 38 14 3自用电系统的设备选择 14 3 1火力发电厂自用电系统的设备选择条件14 3 1 1一般条件 1 应满足正常运行 检修 短路和过电压情况下的要求 并考虑远景发展 2 应按环境条件校核 3 应考虑技术先进 并且要经济合理 4 与整个工程的建设标准相一致 5 所选的产品应成熟可靠 并有一定的实际运行经验 39 14 3 1 2技术条件 1 各种厂用电器的一般技术条件见表14 3 1 2 长期工作条件 1 电压 选用的电器允许最高工作电压Umax 不得低于该回路的最高运行电压Uz 即Umax Uz 14 3 1 式中Umax 电气设备允许的最高工作电压 V Uz 回路的最高运行电压 V 三相交流3kV及以上设备的最高电压见表14 3 2 40 2 电流 选用的电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Iz 即IN Iz 14 3 2 式中IN 电气设备的额定电流 A Iz 回路各种运行方式下的持续工作电流 A 由于变压器短路时过载能力很大 双回路出线的工作电流变化幅度也较大 故其计算工作电流应根据实际需要确定 选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流 41 3 机械荷载 所选电器端子的允许荷载 在正常运行和短路时 电器引线的最大作用力不应大于电器端子允许值 3 短路稳定条件 1 校验的一般原则 a 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动 热稳定校验 b 用熔断器保护的导体和电器可不验算热稳定 除用有限流作用的熔断器保护者外 裸导体和电器的动稳定仍应验算 用熔断器保护的电压互感器回路 可不验算动 热稳定 42 2 短路的热稳定条件 短路的热稳定条件如下I2tt Qdt 14 3 3 Qat 在计算时间t s 内 短路电流的热效应 kA2 s It t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值 kA t 设备允许通过的热稳定电流时间 s 校验短路热稳定所用的计算时间tfs按下式计算tfs tb td 14 3 4 式中tb 继电保护装置后备保护动作时间 s td 断路器的全分闸时间 s 43 3 短路的动稳定条件 短路的动稳定条件如下jch idf 14 3 5 Ich Idf式中ich 短路冲击电流峰值 kA Ich 短路全电流有效值 kA idf 电器允许的极限通过电流峰值 kA Idf 电器允许的极限通过电流有效值 kA 4 绝缘水平 在工作电压和过电压的作用下 电器的内 外绝缘应保证必要的可靠性 14 3 1 3环境条件 选择导体和电器时 应按当地环境条件校核 当气温 风速 湿度 污秽 海拔 地震 覆冰等环境条件超出一般电器的基本使用条件时 应通过技术经济比较 分别采取下列措施 1 向制造部门提出补充要求 订制符合当地环境条件的产品 2 在设计或运行中采取相应的防护措施 如根据开关柜 电动机的安装场所选择相应的防护等级 通风措施等 44 14 3 2火力发电厂厂用变压器的选择14 3 2 1容量选择原则 1 高压厂用工作变压器的容量宜按高压电动机厂用计算负荷与低压厂用电的计算负荷之和选择 如公用负荷正常由第一台 组 高压厂用起动 备用变压器供电 则应考虑起动 备用变压器检修时 由第一台 组 高压厂用工作变压器接带全部公用负荷 也可由第一台 组 与第二台 组 高压厂用工作变压器各接带50 公用负荷 2 低压厂用工作变压器的容量宜留有10 的裕度 45 3 发电厂厂用备用变压器 电抗器 或起动 备用变压器的容量 应按下列要求选择 1 高压厂用备用变压器 电抗器 或起动 备用变压器的容量不应小于最大一台 组 高压厂用工作变压器 电抗器 的容量 当起动 备用变压器带有公用负荷时 其容量还应满足最大一台 组 高压厂用工作变压器备用要求 对于单元制接线的发电机 当发电机出口装有断路器或负荷开关时 高压厂用备用变压器 电抗器 的容量可为1台高压厂用工作变压器 电抗器 的60 100 2 低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器的容量相同 4 装于屋外或屋外进风小间内的变压器 其容量一般不考虑温度修正 但南方地区宜将小间进出风温差控制在10 2以内 主厂房进风小间内的变压器容量 北部和中部地区一般亦无需按温度修正 但中南地区宜将进出风温差控制在10 C 南方地区负荷较满时应考虑温度修正 46 14 3 2 2计算公式 1 高压厂用工作变压器 1 双绕组变压器 SH Sg Sd 14 3 6 2 分裂绕组变压器 分裂绕组 S2H S2H1 14 3 7 S2H1 Sg Sd 14 3 6 高压绕组 SH S2H1 Sa 14 3 8 以上式中SH 厂用变压器高压绕组额定容量 kVA S2H 厂用变压器分裂绕组额定容量 kVA S2H1 厂用变压器分裂绕组计算负荷 kVA Sg 高压电动机计算负荷之和 Sd 低压厂用计算负荷之和 S2H1 分裂绕组两分支计算负荷之和 kVA Sa 分裂绕组两分支重复计算负荷 kVA 47 2 高压起动 备用变压器分裂绕组变压器 分裂绕组 S2H S2H1 14 3 9 S2H1 Sg01 Sg1 14 3 10 高压绕组 SH S2H1 Sa 14 3 11 以上式中Sg01 起动 备用变压器本段负荷 kVA Sg1 最大一台工作变压器分支计算负荷 kVA 3 低压厂用工作变压器Sd二1 1Sc 14 3 12 Sc 低压计算负荷 48 14 3 2 3电压调整 1 在正常的电源电压偏移和厂用负荷波动的情况下 厂用电各级母线的电压偏移应不超过额定电压的土5 2 电源电压的波动范围应根据各电厂的具体情况确定 发电机出口电压的波动范围 可按5 考虑 当发电机出口无断路器或负荷开关时 为了提高单元机组的运行可靠性 出口引接的高压厂用工作变压器不应采用有载调压变压器 为了满足 1 的要求 高压厂用工作变压器的阻抗电压 对分裂变压器为分裂绕组额定容量为基准的穿越阻抗电压 不宜大于10 5 对于有进相运行要求的大容量发电机 厂用变压器的阻抗选择及调压方式应通过全面的技术经济比较后确定 49 3 当高压厂用备用变压器的阻抗电压在10 5 以上时 或引接地点的电压波动超过土5 时 应采用有载调压变压器 备用变压器引接地点的电压波动应计及全厂停电时负荷潮流变化引起的电压变化 其分接开关的参数宜按下列要求确定 1 调压范围尽量采用20 从正分接到负分接 2 调压装置级电压不宜过大 对220kV级变压器一般采用1 46 发电机电压级的变压器最大不超过2 5 3 额定分接位置宜在调压范围的中间 50 14 3 2 4电压调整计算公式 1 无励磁调压变压器 当电源电压和厂用负荷正常变动时 厂用母线电压可按下列条件及式 14 3 13 计算 算式中各标么值的基准电压取0 38 3 6kV或lOkV 基准容量取变压器低压绕组的额定容量S2T 1 按电源电压最低 厂用负荷最大 计算厂用母线的最低电压Um min 并宜满足Um min 0 95 标么值 2 按电源电压最高 厂用负荷最小 计算厂用母线的最高电压U 并宜满足Um max 1 05 标么值 厂用母线电压的算式如下Um U0 SZ 14 3 13 Z RTcos XTsin 14 3 14 51 式中Um 厂用母线电压 标么值 S 厂用负荷 标么值 Z 负荷压降阻抗 标么值 RT 变压器的电阻 标么值 RT 1 1 Pt S2T XT 1 1 Ud 100 S2T ST Pt 对双绕组变压器为变压器的额定铜耗Pr 对分裂变压器为单侧通过电流低压侧分裂绕组为额定电流时的铜耗 cos 负荷功率因数 取0 8 XT 变压器的电抗 标么值 ST 变压器的额定容量 kVA S2T 低压或分裂绕组的额定容量 kVA Ud 对双绕组变压器为变压器的阻抗电压百分值 对分裂变压器为以变压器高压绕组额定容量为基准的阻抗电压百分值 52 U0 变压器低压侧的空载电压 标么值 其算式见式 14 3 15 对连接于电压较稳定的电源上的变压器 最低电源电压取0 975 U0相应为1 024 最高电源电压取1 025 Uo相应为1 08 Uo UgU 2N 1 n u 100 14 3 15 式中Ug 电源电压 标么值 Ug UG U1NUc 电源电压 kV U1N 变压器高压侧额定电压 kV U 2N U2N UiU2N 变压器低压侧额定电压 kV Ui 变压器低压侧母线的基准电压 kV n 分接位置 n为整数 负分接时为负值 u 分接开关的级电压 53 3 计算表明 当变压器阻抗电压不大于10 5 对分裂变压器是以S2T为基准值的阻抗电压 且分接开关的参数符合下列要求时 选用无励磁调压变压器通常能满足电压调整的要求 a 为适应近 远期电源电压的正常波动 分接开关的调压范围取10 从正分接到负分接 b 分接开关的级电压采用2 5 c 额定分接位置宜在调压范围的中间 54 2 有载调压变压器 母线电压的计算见式 14 3 13 式 14 3 14 但应计及分接头位置可变的因素 即以与不同的电源电压和负荷相适应的分接头位置计算空载电压Uo 变压器阻抗电压大于10 5 时 为满足电压调整的要求 宜选用有载调压变压器 分接开关的选择应满足下列要求 1 调压范围应采用20 从正分接到负分接 2 调压装置的级电压不宜过大 可采用1 25 3 额定分接位置宜在调压范围的中间 55 14 3 2 5电动机正常起动时的电压校验 1 正常单台起动母线电压校验 1 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80 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70 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 2 当电动机的功率 kW 为电源容量 kVA 的20 以上时 应验算正常起动时的电压水平 但对2MW及以下的6kV电动机 可不必校验 2 成组电动机自起动时厂用母线电压的校验 1 为了保证I类电动机的自起动 应对成组电动机自起动时的厂用母线电压进行校验 56 自起动时 厂用母线电压应不低于表14 3 3的规定 2 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 a 空载自起动 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 b 失压自起动 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 c 带负荷自起动 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 对于低压厂用变压器尚需校验高 低压厂用母线串接自起动的工况 57 14 3 2 6电动机正常起动时的电压校验计算公式 1 单台电动机起动 电动机正常起动时的母线电压按式 14 3 16 计算 算式中各标么值的基准电压取0 38 3 6kV或lOkV 对变压器基准容量取低压绕组的额定容量S2T kVA Um U0 1 SX 14 3 16 式中Um 电动机正常起动时的母线电压 标么值 Uo 厂用母线上的空载电压 标么值 对电抗器取1 对无励磁调压变压器取1 05 对有载调压变压器取1 1 X 变压器或电抗器的电抗 标么值 对变压器可按XT算式计算 S 合成负荷 标么值 可按式 14 3 17 计算 58 S S1 SqSq Kq PN S2T d cos d 式中S1 电动机起动前 厂用母线上的已有负荷 标么值 Sq 起动电动机的起动容量 标么值 Kq 电动机的起动电流倍数 PN 电动机的额定功率 kW d 电动机的额定效率 cos d 电动机的额定功率因数 59 2 电动机成组自起动时的厂用母线电压按式 14 3 18 计算 算式中各标么值的基准电压取0 38 3 6kV或10kV 对变压器基准容量取低压绕组的额定容量S2T kVA Um U0 1 SX 14 3 18 式中Um 电动机正常起动时的母线电压 标么值 Uo 厂用母线上的空载电压 标么值 对电抗器取1 对无励磁调压变压器取1 05 对有载调压变压器取1 1 X 变压器或电抗器的电抗 标么值 对变压器可按XT算式计算 S 合成负荷 标么值 可按式 14 3 19 计算 60 S S1 SqSq Kqz PN S2T d cos d 式中S1 自起动前厂用电源已带的负荷 标么值 失压自起动或空载自起动时 S1 0 Sqz 自起动容量 标么值 Kqz 自起动电流倍数 备用电源为快速切换时取2 5 慢速切换时取5 此处慢速切换是指其备有电源自动切换过程的总时间大于0 8s 快速切换是指切换过程总时间小于0 8s PN 参加自起动的电动机额定功率总和 kW d cos d 电动机的额定效率和额定功率因数的乘积 可取0 8 61 3 高 低压厂用母线串接自起动时的厂用母线电压按式 14 3 20 计算 高压厂用母线的电压为Ugm U0 1 SgXg 14 3 20 式中Ugm 自起动时 高压厂用母线电压 标么值 Sg 高压厂用母线上的合成负荷 标么值 Xg 高压厂用变压器或电抗器的电抗 标么值 对变压器可按XT计算 62 低压厂用母线的电压为Udm Ugm 1 SdXd 14 3 21 式中Udm 自起动时 高压厂用母线电压 标么值 Sd 低压厂用母线上的合成负荷 标么值 Xd 低压厂用变压器或电抗器的电抗 标么值 对变压器可按XT计算 63 14 3 2 7高压厂用变压器阻抗选择 高压厂用变压器或电抗器的阻抗选择 应使厂用电系统能采用轻型的电器设备 满足电动机正常起动和成组自起动时的电压水平 考虑对电缆热稳定的影响 此外 对电抗器尚应满足其本身的动 热稳定的要求 低压厂用变压器的阻抗应按低压电器对短路电流的承受能力来确定 14 3 3火力发电厂厂用电抗器的选择 64 14 3 4火力发电厂高压厂用设备的选型14 3 4 1容量为125MW及以下机组的高压厂用断路器宜采用少油型 对启停频繁的高压厂用电回路宜采用真空断路器或高压熔断器串真空接触器组合设备 容量为200MW及以上机组可采用真空断路器与高压熔断器串真空接触器的组合设备 14 3 4 2容量为200MW及以上的机组 主厂房及网控楼内的低压厂用变压器应采用干式变压器 14 3 4 3高压熔断器串真空接触器的选择 1 高压熔断器应根据被保护设备的特性 选择专用的高压限流型熔断器 高压限流熔断器不宜并联使用 也不宜降压使用 2 高压熔断器的额定开断电流应大于回路中最大预期短路电流周期分量有效值 3 在架空线路和变压器架空线路组回路中 不宜采用高压熔断器串真空接触器作为保护和操作设备 4 真空接触器应能承受和关合限流熔断器的切断电流 具体选择方法详见 高压熔断器串真空接触器回路设计技术规定 14 3 4 4高压厂用电气设备的选择应满足14 3 1条中的各项要求 65 14 3 5火力发电厂厂用低压电气设备的选择14 3 5 1断路器和熔断器的额定短路分断能力校验 1 断路器和熔断器安装地点的短路功率因数值应不低于断路器和熔断器的额定短路功率因数值 2 断路器和熔断器安装地点的预期短路电流值 周期分量有效值 应不大于允许的额定短路分断能力 当电源为下进线时 要考虑其对断路器分断能力的影响 断路器的分断能力尚应符合以下规定 a 当利用断路器本身的瞬时过电流脱扣器作为短路保护时 采用断路器的额定短路分断能力校验 b 当利用断路器本身的延时过电流脱扣器作为短路保护时 应采用断路器相应延时下的短路分断能力校验 c 当另装继电保护时 如其动作时间未超过该断路器延时脱扣器的最长延时时 则额定短路分断能力应采用延时脱扣下的短路分断能力 如另加继电保护的动作时间超过该断路器延时脱扣器的最长延时 则额定短路分断能力应按产品制造厂的规定 66 3 安装地点的预期短路电流值 系指分断瞬间一个周波内的周期性分量有效值 对于动作时间大于4个周波的断路器 可不计异步电动机的反馈电流 4 当安装地点的短路功率因数低于断路器和熔断器的额定短路功率因数时 额定短路分断能力宜留有适当裕度 对于已满足额定短路分断能力的断路器 可不再校验其动 热稳定 但另装继电保护时 应校验断路器的热稳定 断路器的瞬时或短延时脱扣器的整定电流 应按躲过电动机起动电流的条件选择 并按最小短路电流校验灵敏系数 短路电流计算方法参照DL T5153 2002 火力发电厂厂用电设计技术规定 附录N 提示的附录 在中性点直接接地的系统中 断路器过电流脱扣器的数量应选用3个 分励脱扣器和失压脱扣器的参数及辅助触头的数量 应满足控制和保护的要求 67 14 3 5 2熔断器的熔件应按通过正常的短时最大电流不熔断的条件来校验 如系电动机回路的熔件 则应按起动电流校验 其校验方法参照DL T5153