第五章第一节5-2厂用电接线的设计原则和接线形式剖析.ppt

第五章厂用电接线及设计,主要内容1.掌握用电的设计原则3.掌握厂用电接线的主要形式第一节概述,一、厂用电火电厂的主要厂用机械,煤场及输煤系统的机械：抓斗起重机、扒煤机、推煤机、碎煤机、提升机械、输煤皮带等。,制粉机械：磨煤机、给煤机、排粉机、螺旋输粉机等。,锅炉辅机：给粉机、送风机、引风机、给水泵、除灰泵等,汽机辅机：凝结水泵和循环水泵,变压器冷却用通风机、油泵、水泵等,热电厂的热网给水泵和凝结水泵,其它辅机：油泵、消防泵、疏水泵、行车、电除尘、直流系统的充电设备、备用励磁机、各种电动阀门等。,化学水处理车间、修配车间等用电设备。,变电所的耗电设备,大型变电所中主要所用负荷是变压器强油循环冷却装置的油泵、水泵、风扇、蓄电池充电设备、油处理设备、空气压缩机、变压器检修间、采暖通风等。中小型变电所中主要是变压器的冷却风扇、蓄电池和充电设备或整流操作电源、采暖通风、断路器油的加热设备、照明和检修用电等。,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，称厂用电或自用电。,作用：保证主要设备（锅炉、汽机、发电机）及辅助设备的正常运行。,厂用电率：,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。,-计算负荷,-平均功率因数，一般取0.8,厂用电率是发电厂主要的运行经济指标之一。火电厂5%-8%，热电厂8%-10%，水电厂0.3%-2%。,二、厂用负荷的分类：,根据厂用电设备在发电厂生产过程中的作用，厂用电供电中断时对人身、设备及电能生产造成的危害程度可分为：,I类厂用负荷：,凡短时(0.5秒以内)停电(包括手动操作恢复供电)会造成设备损坏、危及人身安全、主机停运的负荷。,给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机、水电厂的调速器、压油泵等。,措施：（1）设两套互为备用；（2）分别接到两独立电源母线上；（3）电动机全部自启动；（4）电源自动投入,工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤设备、化学水处理设备等。,措施（1）两段母线分段；（2）手动切换；（3）有条件时参加自启动,II类厂用负荷：,允许短时停电(几秒至几分钟)，恢复供电后，不致造成生产混乱的厂用负荷。,III类厂用负荷：,实验室、中央修配厂、油处理室等负荷。,措施：由一个电源供电,较长时间停电(几个小时)，不会直接影响生产，仅造成生产上不方便的负荷。,事故保安负荷：,0类负荷（直流保安负荷）：继电保护和自动装置、信号设备、控制设备、发电机组的直流润滑油泵等。,在P单20万kW的大容量发电厂，自动化程度比较高，要求在事故停机过程中及停机后一段时间内，仍必须保证供电，否则，引起主设备损坏，重要自动控制失灵或危机人身安全的负荷。,实时控制用电子计算机,措施：UPS电源供电。,不停电负荷（0类负荷）：中断供电造成数据丢失或设备失控，酿成严重后果。例如机组的计算机控制系统要求停电不超过5ms。,措施：（大机组）由蓄电池组、柴油发电机组、燃汽轮机组或有可靠外部独立电源进行供电。,0类负荷（交流保安负荷）：盘车电动机、交流润滑油泵等。,第二节厂用电接线的设计原则,一、厂用电接线应满足下述要求：(1)供电可靠，运行灵活。(2)各机组的厂用电系统应该是独立的，特别是200MW及以上机组应该做到这一点。(3)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。(4)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启停等运行方式下的供电要求，一般均应配备可靠的启动/备用电源，尽可能地使切换操作简便，启动/备用电源能在短时间内投入。,（5）供电电源应尽量与电力系统保持紧密的联系。（6）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，尽量减少改变接线和更换设置。,二、厂用电接线的设计原则,其设计原则基本上与主接线的设计相同。主要有：应保证对厂用负荷的可靠和连续供电，使主机安全运转；接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电；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；在设计厂用系统接线时，还应考虑厂用电的电压等级、中性点接地方式及厂用电源的引接等问题。,三、厂用电的电压等级,考虑因素有三:低压为380V，高压有3kV、6kV、10kV.1、发电机额定电压：1)发电机容量在60MW及以下，发电机电压10.5kV，采用3kV厂用高压，发电机电压6.3kV，采用6kV厂用高压；2）发电机容量在100-300MW时，采用6kV厂用高压；3）发电机容量在600MW以上，采用6kV厂用高压或3kV和6kV两级电压作为厂用电。2、厂用电动机的电压其容量差别很大，从几瓦到几千千瓦，因此只有一种电压等级显然是不合理的。应设厂用高压，厂用低压。,3、厂用电网络的供电可靠性要求电压等级不宜过多。高压供电网络的电压，需进行技术经济论证(3kV、6kV、10kV），低压0.38/0.22kV。,考虑到电厂用电动机的容量、我国电动机的生产状况，其电压与容量的相互关系、供电系统的经济性，一般供电网络的电压为低压0.4kV，高压3、6、10kV。分析各高压供电网的特点，结合实践经验，得出如下结论：,发电机：,单机容量PN300MW，宜用10kV、3kV、380/220V,低电压等级,电动机,高电压等级,容量大,绝缘要求高,体积大,磁路长,效率低,损耗大,电流小,节省导线,容量小,效率高,厂用电压等级的应用,火电厂：发电机单机容量小于60MW，且发电机出口电压为10.5kV时，应采用3kV；当发电机单机容量在100-300MW时，应采用6kV；当发电机单机容量在300MW以上时，宜采用10kV、3kV两种电压作为厂用高压。水电厂：通常只设0.38/0.22kV一种厂用等级，动力与照明共用的三相四线制系统供电。但是坝区和水利枢纽，常另设坝区变压器。小容量的发电厂或变电所：只设0.38/0.22kV一种等级。,对于600MW机组的厂用电，有如下两种方案：（1）厂用电采用6kV和400V两个电压等级。配置原则：200kW以上的电动机采用6kV电压供电，200kW以下的电动机采用400V电压供电。（2）厂用电采用10kV、3kV和400V两个电压等级。配置原则：2000kW以上的电动机采用10kV电压供电，2002000kW的电动机采用3kV电压供电，200kW以下的采用400V电压供电。,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（3kV、6kV、10kV）接地方式的选择与接地容性电流的大小有关。其接地有如下三种形式：中性点不接地方式：适用于单相接地容性电流小于10A的厂用电系统。其特点是，当厂用系统发生单相接地时，三相线电压基本对称，接地相的对地电压降低（理想值为0），非接地相的对地电压升高（理想值到线电压），可以带病运行2个小时（供电可靠性高）。广泛采用。,中性点经高电阻接地方式：适用于单相接地容性电流小于10A的厂用电系统。可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数不超过额定相电压的2.6倍。常采用二次侧接电阻的配电变接地方式，当发生单相接地故障时，短路点流过固定的电阻性电流，有利于馈线的零序保护动作。中性点经消弧线圈接地方式：适用于单相接地容性电流大于10A的大机组厂用电系统。补偿方式采用过补偿。,2、低压厂用电系统的中性点接地方式【380/220V】中性点经高电阻接地方式：可以防止由于熔断器一相熔断所造成的电动机两相运转，提高了厂用电系统的运行可靠性。600MW机组单元厂用电400V系统广泛采用。中性点直接接地方式：适用于动力与照明共用的三相四线制系统，但供电可靠性较低，发生单相接地时，动作于跳闸。,五、厂用电源及其引接,1、设置原则在发电厂中，为了保证厂用电供电的可靠，除设置有正常工作电源外，还应设置备用电源。对P单200MW的发电厂，还应设置启动和事故保安电源。2、工作电源及其接线方式是保证机组正常运转所必须的电源。引接要求:供电可靠；容量满足负荷的要求；不应少于两个。,引接原则:(1)高压厂用工作电源应从发电机回路引接，其引接方式与电气主接线形式有关。当有机压母线时，应从各母线段引接，供给接在该母线段的机组的厂用负荷单元接线时，应从主变低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。扩大单元接线时，应从发电机出口或主变低压侧引接。P发125MW，一般在厂用分支上装设QF，P发200MW，厂用分支不装设QF，而采用分相封闭母线。,厂用电源及其引接,(2)低压厂用工作电源(380V/220V)一般由高压厂用母线上取得（经低压厂用变压器引接）。,3、备用电源及其引接方式1)引接要求:独立性；足够的供电容量。2)其引接方式当有机压母线时，由与工作电源不同的分段上引接。当无机压母线时，由与电力系统连接的最低一级电压母线上引接（投资大,但供电可靠性较高），或由联络变的第三绕组引接。,3)备用电源的两种设置方式:明备用和暗备用明备用:专门设置一台备用变压器(或线路)，它的容量应等于它所代替的厂用工作变中容量最大的一台的容量。在大型电厂，特别是火电厂，由于每台机组厂用负荷较大，常采用明备用【配置原则见下表所示】。,暗备用(互为备用)：不另设专用的备用变(或线路)，而将每台工作变的容量加大。正常工作时，每台工作变在欠载下运行，当任一台工作变因故被切除后，其厂用负荷由完好的工作变承担。在水电厂和变电站中广泛采用。,4、启动电源对P单200MW的大型机组，考虑全厂首次启动而设置的电源。启动电源一般和备用电源合并，称为启备变。由与电力系统连接的最低一级电压母线上引接，或由联络变的第三绕组引接。从外部引接。,事故保安电源,当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故状态下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电，保证事故保安负荷连续供电。,蓄电池组,柴油发电机,外接电源,六、厂用电接线形式,通常都采用单母线分段接线形式.1、按炉分段为提高厂用电系统的供电可靠性，高压厂用母线按锅炉的台数分成若干独立工作段。其优越性：即便于运行、检修，又能使故障局限在一机一炉,不致过多的干扰正常运行机炉，同时可以减小厂用系统的短路电流。,2、各段上的负荷分配1)同一机炉或在生产过程上相互有关的电动机和其他用电设备应