600MW机组厂用电系统培训教材

1、600MW 机组厂用电系统培训教材第一节厂用电基本接线形式及运行方式发电厂在启动、停机、检修过程中，有大量电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤、除灰、除尘及 水处理等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、检修、照明等用电设备都属于厂用负荷， 其总的耗电量，统称为厂用电。厂用电的电量，大都由发电 厂本身供给。其耗电量与电厂类型、机械化和自动化程度、 燃料种类及其燃烧方式、蒸汽参数等因素有关。厂用电耗电 量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。厂用电率 是发电厂运行的主要经济指标之一，一般火电空冷机组的厂 用电率为6%8%，降低厂用电率可以降低电能成本，同时

2、相应增大了对系统的供电量。一、厂用电源及其引接方式发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足电厂各种 工作状态的要求，除应具有正常的工作电源外，还应设置备 用电源、启动电源和事故保安电源，一般电厂中都以启动电 源兼作备用电源。河曲二期600MW机组的厂用电经过诸多因素的综合比较后，选择两个电压等级(10KV 400V)的配电系统，400V工作电源从10.5KV厂用母线引接。1. 厂用工作电源及其引接对于大容量机组，各机组的厂用工作电源必须是独立的，而且是保证机组正常运行最基本的电源，必须要求供电 可靠，还要满足整套机炉的全部厂用负荷要求，并可能还要 承担部分公用负荷。600MW机组一般采用发电机

3、变压器组 单元接线，并采用分相封闭母线。机组厂用电源都从发电机 至主变压器之间的封闭母线引接，即从发电机出口经高压厂 用工作变压器（简称高厂变）将发电机出口电压降至所要求 的厂用高压。在这种接线方式下，发电机、主变、高厂变以 及相互连接的导体，任何元件故障都要断开主变高压侧的断 路器并停机。当发电机处于正常运行时，才能对厂用负荷供 电；在发电机处于停机状态、启动时发电机电压未建立之前 或停机使电压下降时，都不能对厂用负荷供电。这就说明， 需要另外设置独立可靠的启动和停机用的电源，停机电源是 指保证发电机安全停机的某些厂用负荷继续运行一段时间 所需的电源。另外，低压 400V厂用工作电源，一般由

4、高压 厂用母线通过低压厂用变压器引接。2. 厂用备用电源与启动电源厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替 代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的 供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电下仍能 从系统获得厂用电源。启动电源一般是指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供电的工况下为该机组的厂用负荷提供电源。600MW机组的厂用备用电源，一般采用启动电源兼备用电源的方式 设置，而且一般都从系统经启动/备用变压器引接，从500KV系统引接具有很高的可靠性。这种电源除起备用电源和启动 电源的作用外，也承担了发电机停机电源的作用，这种由启 动兼备用的电源变压器，从备用的角度

5、看是一种明备用，平 时不接通高压厂用母线，不带机组负荷，当工作电源故障断 开时，由快切装置进行切换接通，代替故障的工作电源，承 担全部厂用负荷。对 600MW机组，一般每两台机组设一套公 用的启动/备用变压器。对于低压400V的备用电源，与低压工作电源的引接相似，从厂用母线经低压变压器引接，但 低压工作电源与备用电源多取自高压厂用母线的不同分段 上。3. 事故保安电源对大容量发电机组，当厂用工作电源和备用电源都消失 时，为确保在严重事故状态下能安全停机，应设置事故保安 电源，以满足事故保安负荷的连续供电。采用的事故保安电 源通常是：蓄电池组和柴油发电机。(1) 蓄电池组。它是一种独立而十分可靠

6、的保安电源。 蓄电池组不仅在正常运行时承担控制操作、信号设备、继电 保护等直流负荷，而且在事故情况下，仍能提供直流保安负 荷用电，如：直流润滑油泵、密封油直流泵、事故照明等。 同时，还可经过逆变器将直流变为交流，兼作交流事故保安 电源，向不允许间断供电的交流负荷供电。由于蓄电池容量 有限，故不能带很多的事故保安负荷，且持续供电时间一般 不超过68小时。(2) 柴油发电机。它是一种广泛采用的事故保安电源，当失去厂用电源时，柴油发电机能在 012s之内向保安负 荷供电。一般每台600MW机组厂用负荷设置一套 400V、三相、 50Hz柴油发电机组，作为交流事故保安电源。(3) 外接电源。当发电厂附

7、近有可靠的变电所或者有另 外的发电厂时，事故保安电源还可以由附近的变电所或发电 厂引接，作为第三备用电源。4. 交流不停电电源(UPS交流不停电电源 UPS般为单相或三相正弦波输出，为 机组的计算机控制，数据采集系统，重要机、电、炉保护， 测量仪表及重要电磁阀等负荷，提供与系统隔离防止干扰 的、可靠的不停电交流电源。正常情况下来自400V保安电源，特殊情况下由直流 220V系统逆变为交流220V,继续供 电。二、厂用电基本接线形式厂用电接线方式合理与否，对机、炉、电的辅机以及整 个发电厂的工作可靠性有很大影响。厂用电的接线应保证厂 用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可 靠、灵活

8、方便等要求。600MW机组通常都为机炉单元式设置，采用机、炉、电为单元的控制方式。因此，厂用系统也必须 按单元设置，各台机组机、炉、电的厂用系统必须是独立的， 厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线形式，并多以成 套配电装置接受和分配电能。火电厂的厂用负荷容量较大， 分布面较广，尤以锅炉的辅助机械设备耗电量大，如吸风机、送风机、磨煤机、一次风机、电动给水泵等大型设备，其用 电量约占厂用电量的 60%以上。为了保证厂用电系统的供电 可靠性与经济性，且便于灵活调度，一般都采用按炉分段的 接线原则，既便于运行、检修，又能使事故影响范围局限在 机炉单元，不致过多干扰正常运行的其他机炉。当锅炉容量 较大

9、及辅助设备容量较大时，每台锅炉可由24段厂用母线供电，厂用负荷在各段上应尽可能分配均匀，且符合生产 程序要求。低压220/380V厂用电的接线，对于大型火电厂， 一般亦采用单母线分段接线，即按炉分段或按机组分段。三、二期高压厂用电系统及运行方式(1) 我厂二期10.5kV高压厂用电系统按每台机组一台容量为63/35-35MVA的高压厂用变压器，两段10.5kV母线设置，由高厂变供两段10.5kV母线。(2) 两台机组设置一台容量为63/35-35MVA的变压器作 为启动/备用电源，低压侧通过共箱母线与厂用母线备用分 支开关柜连接，启备变为有载调压变压器。(3) 每台机脱硫系统设置一段10.5k

10、V母线，通过每台机10.5KV母线A、B段各供一路电源，正常运行A段母线供电， B段母线电源备用，两路电源采用并联切换。(4) 高压厂用电系统运行方式正常运行时，我厂每台机两段10.5kV高压厂用母线均由 高压厂用工作变压器供电，启动/备用变压器处于热备用状态，当高压工作回路故障或机组停机时，可将10.5kV高压厂用母线电源经快切装置切换至备用电源供电，确保厂用电 正常供给。每台机脱硫系统一段 10.5kV高压母线，正常时由相应主 厂房A段10.5kV母线经电缆供电。当本段电源发生故障时， 在确认工作电源开关确已跳闸时，可以手动合上脱硫10KVB段电源开关，暂时恢复供电，当工作电源恢复正常后，

11、恢 复正常供电方式。四、低压厂用系统及运行方式二期低压厂用系统电压为 400V和400/230V，中性点 全部采用直接接地。中性点直接接地系统的优点：是在单相接地时中性点的电位接近于零，未接地相对地电压接近于相 电压。这样，设备和线路对地的绝缘可以按相电压设计，从 而可大约降低20%左右的造价。中性点直接接地系统的缺点：1. 在单相接地短路时必须断开故障线路，中断用户供 电，供电可靠性较差。2. 单相接地短路时短路电流很大，甚至可能超过三相短路电流，因此必须选用较大容量开关设备（一）主厂房低压厂用系统我厂每台机组主厂房低压厂用电源由本机10.5kV高压厂用母线引接，共设置十一段 400V动力配

12、电中心（P。，供 给本机组400V机炉辅机低压负荷用电，包括汽机400V PC两 段、锅炉400V PC两段、空冷400V PC四段，事故保安 400V PC 一段，检修400V PC 一段，照明400V PC 一段。机、炉 400V PC两段母线间设联络开关互为备用（暗备用）；空冷400V PC四段，设一台容量和工作变压器相同的备用变压器（明备用）。两台机公用PC:等离子400V PC 一段，除灰空压机 400V PC两段（设一台容量和工作变压器相同的备用变压器），升压泵变400V PC两段。每段400V动力配电中心由一台低压 厂用变压器供电，两段400V动力配电中心之间可经联络开关 联接。

13、低压厂用变压器采用互为备用的暗备用方式，变压器 容量均按两段动力配电中心的负荷容量选择。正常运行时两 段动力配电中心的联络开关断开，在两个变压器进线开关和联络开关之间设置电气闭锁使两台变压器不能并列运行。马达控制中心（MCC）:根据负荷分布情况分散就近配 置。互为备用及成对出现的负荷分别由对应的两段MCC供电，每段MCC采用双电源供电方式，两路电源通过单刀双掷开关 实现一路工作，一路备用，且两路电源不能并列，另外，各负荷MCC由相应动力配电中心供电机组交流保安电源系统：二期每台机的交流保安电源由柴油发电机组、一段 400V保安PC 一段机保安 MCC段 炉保安MCC及自动转换开关等组成。每台机

14、组配置一套快速 启动的柴油发电机组，柴油发电机组为河柴重工生产的 1200GFZ-B型四冲程闭式水循环风冷发电机组，额定出力 1200KW低压厂用电系统运行方式：空冷及除灰空压机400V PC段以外的PC段正常运行时，各 400V PC段分别由各自低压 厂用变压器供电，当本段工作电源发生故障时，在确认工作 电源开关确已跳闸时，确认不是本段母线故障后，可以手动 合上A、B段400V PC母线联络开关，对该段母线供电。空冷及除灰空压机 400V PC段，正常运行时，各 PC段母线由各自低压厂用变压器供电，当本段工作电源发生故障 时，备用电源自投装置动作，将备用电源开关合闸，恢复对 该段母线供电。汽

15、机PC,锅炉PC空冷PC段正常切换时采用并联切换， 除灰空压机PCB段采用并联切换，检修PC照明PC等离子PC升压泵房PC段正常切换时采用串联切换，除灰空压 机PCA段采用串联切换。各MCCt源正常由相应 400V PC段供电,MCC采用双电源供电方式，正常运行时，只能投入一路电源供电，另一路电源作为备用，且优先考虑投入对应400V PC供电；当工作电源故障或停电时，采用先断后合的方式切至另一电源供电， 原工作电源恢复正常时，再及时采用先断后合的方式恢复原 供电方式；每台机的事故照明MCCE常由本机照明 PC供电，事故时由ATS自动转换开关切换至汽机保安 MCC供电；每台 机的给煤机 MCC正

16、常由本机锅炉 PCA段供电，事故时由 ATS 自动转换开关切换至锅炉 PCB段供电；每台机组设置十二段 MCC汽机MCC两段，锅炉MCC两段，煤仓间 MCC两段，给煤 机MCC-段，汽机采暖通风 MCC一段，锅炉采暖通风 MCC- 段，汽机保安 MCC一段,锅炉保安MCC一段，脱硫MCC一段； 两台机公用MCG七段，汽机运转层 MCC集控采暖通风 MCC 凝结水再生间 MCC加药间 MCC化学水 MCC灰库MCC辅 机水泵房MCC（二）关于空冷 PC及除灰空压机PC注意事项每台机4段空冷PC并设有一台容量相同的备用变压器（空冷变压器的过负荷能力St=2500KVA*1.1=2750KVA 其中

17、2500KVA为空冷变容量，1.1为干式变的过负荷系数）。1. 当一段空冷PC失电时，备自投正常自动动作；2. 当两段空冷PC同时失电时，失电风机负荷是P2max=110KW*28=3080KV此时以风扇电机的最大负荷计算， 其中110KW为空冷风机电机额定功率，28为两段PC所供风机数量），St/P2max= 0.9，所以当空冷 PC两段失电时，应该采取减负荷或者限制失电两段PC（失电PC匀切换至空冷备用变压器）所带风机的数量等措施，且负荷的最低值能保证 大于90%同时为避免空冷备用变压器过负荷，还应将备自 投装置闭锁，因为三段空冷 PC的负荷 P3max=110KW*42=4620KW其中

18、42为三段PC所供风机数量）， 其负荷已经远超出了空冷备用变压器的容量。二期空冷变压器采用四运一备的原因：1. 同类型空冷机组运行经验表明，空冷PC两段及以上同时失电或故障的可能性较低；2. 一台备用变压器可以满足空冷PC两段同时失电后至少90%勺负荷；3. 减少了干式变，开关，电缆等设备的一次投资，还可减少空冷变的空载损耗，一年约节省电量2.6万度。除灰空压机PC切换注意事项，除灰空压机A变属于#3机负荷，而除灰空压机B变及除灰空压机备变属于 #4机的负 荷，当事故切换时，除灰空压机的备自投自动动作即可，因 为备自投的串联切换不会造成除灰空压机PC段的并联；当除灰空压机变检修或其他工作需停运

19、除灰空压机变时，需特 别注意，除灰空压机 PCA段切换，采用串联切换，而除灰空 压机PCB段的切换可采用并联切换也可采用串联切换。五、厂用电系统的操作原则1. 高压工作变与启备变之间正常时相互切换，应经过同期检查合闸2. 互为备用的厂用变压器之间在进行母线电源切换时 应采用母线短时并环方式进行倒换。3. 厂用系统送电时，应先合上电源侧开关，后合上负荷 侧开关，逐级操作；停电时先拉开负荷侧开关，后拉开电源 侧开关。4. 拉合刀闸前，必须检查开关在断开位置， 拉合刀闸后， 应检查刀闸的位置是否正确，机构是否锁紧。5. 厂用母线送电时，各出线回路的开关和刀闸应在断开 位置。应先装上电压互感器一次回路

20、保险，将电压互感器小 车推入工作位置，合上二次回路小开关。厂用母线送电后， 须检查三相电压正常后，方可对各供电回路送电。6. 厂用母线停电前，应先停用该母线的各供电回路，在 断开电源进线开关后，检查母线三相电压表无指示后，再拉 开电压互感器的刀闸，拉开二次回路小开关，取下一次回路 保险。7. 厂用变压器送电时先合高压侧开关，后合低压侧开 关，停电顺序相反，禁止低压侧对低厂变充电。8. 由于启备变容量按一台机组厂用负荷设计，在一台机 组启动过程中，应将另一台机组厂用快切解除。六、厂用电系统中性点接地方式1. 高压厂用电系统的中性点接地方式：高压（10KV）厂用电系统中性点接地方式的选择，与接 地电容电流的大小有关，当接地电容电流小于10A时，可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10A时，可采用中电阻接地方式，也可采用电感补偿或 电感补偿并联高电阻的接地方式。目前电厂的高压厂用电系 统多采用中性点经电阻接地的方式。中性点经电阻接地的主要特点是：（1）选择适当的电阻，可以抑制单相接地故障时非故障相的过电压倍数不超过额定相电压幅值的2.6倍，避免故障扩大。（2）当发生单相接地故障时，故障点流过一固定的电 阻性电流，有利于确保馈线的零序保护动作。（3）接地总电流小于 15A时（大电阻接地方式，一般按I R&