第九章自用电接线PPT课件

1 第九章发电厂自用电接线 2 自用电概念 发电厂在启动 运转 停役 检修过程中 拖动厂用机械设备的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 称为厂用电或自用电 9 1概述 3 一 发电厂和变电站的主要厂用机械 1 火电厂 1 输煤负荷 抓斗起重机 扒煤机 推煤机 碎煤机 提升机械 输煤皮带等 2 制粉负荷 磨煤机 给煤机 排粉机 螺旋输粉机等 3 锅炉负荷 送风机 引风机 排粉机 磨煤机 给煤机 给粉机 除灰泵 螺旋输粉机等 4 汽机负荷 凝结水泵 循环水泵 给水泵 5 电气及公共负荷 变压器冷却通风机 空压机 水泵 6 事故保安负荷 盘车电动机 顶轴油泵 交流润滑油 7 其它辅机 化学水处理车间 修配车间等用电设备 油泵 消防泵 疏水泵 各种电动阀门 起重机械等 4 2 水电厂 1 水轮机的辅机 调速及润滑系统的油泵 空气压缩机 发电机冷却系统及机组润滑系统的水泵 行车等 2 电气部分 变压器冷却用通风机 油泵 水泵等 3 大坝及船闸设备 闸门启闭机 升船机 起重机 卷扬机等 4 其它辅机 供水泵 排水泵 直流系统的充电设备 备用励磁机 修理厂设备及厂房通风机等 5 常用照明和事故照明设备 3 变电所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 5 一 厂用电率 平均功率因数 一般取0 8 不同类型电厂的厂用电率 火电厂 5 8 热电厂 8 13 水电厂 0 5 1 0 发电机的额定功率 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 6 二 厂用负荷分类 按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度可分为六类 短时 手动切换恢复供电所需要的时间 停电会造成主辅设备损坏 危及人身安全 主机停运及影响大量出力的厂用负荷 通常它们都设有两套设备互为备用 如 火电厂 给水泵 凝结水泵等 水电厂 调速器 润滑油泵等 即使电压下降或消失 也不与电源断开 必须保证自启动供电方式 两个独立的电源供电 当一个电源断电后 另一个电源立即自动投入 类厂用负荷 7 二 厂用负荷分类 允许短时停电 几秒至几分钟 恢复供电后 不致造成生产紊乱的厂用负荷 如 工业水泵 疏水泵 灰浆泵 输煤设备 化学水处理设备等供电方式 两个独立的电源供电 并采用手动切换 按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度可分为六类 类厂用负荷 8 二 厂用负荷分类 较长时间停电 不会直接影响生产 仅造成生产上的不方便的厂用负荷 如 实验室 中央修配厂 油处理室等负荷供电方式 由一个电源供电 但在大型发电厂 也常采用两路电源供电 按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度可分为六类 类厂用负荷 9 二 厂用负荷分类 0 类负荷 不停电负荷 停电会造成数据遗失或生产设备失控 酿成严重后果 如 实时控制用的计算机 热工保护 自动装置等 供电方式 由不停电电源 UPS 供电 5 0 类负荷 直流保安负荷 发电厂的继电保护 自动装置 信号设备 控制设备 发电机组的直流润滑油泵 事故氢密封油泵称为直流保安负荷直流保安负荷的直流电源由蓄电池组或整流装置供电 10 二 厂用负荷分类 在200MW及以上机组的大容量电厂中 自动化程度较高 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 否则可能引起主要设备损坏 重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷 交流保安负荷 如盘车电动机 交流密封油泵 实时控制用的电子计算机等 供电方式 由快速自启动柴油发电机组且有自动投入装置功能 或燃气轮机组 或具有可靠的外部独立电源供电 对交流不间断供电负荷 可接于蓄电池组的逆变装置 0 类厂用负荷 交流保安负荷 11 9 2自用电 厂用电 接线 12 一 对厂用电接线的要求 各机组的厂用电系统应是独立的 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 充分考虑发电厂正常 事故 检修 启动等运行方式下的供电要求 尽可能地使切换操作简便 启动 备用 电源能在短时内投入 充分考虑发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 对200MW及以上大型机组应设置足够容量的交流事故保安电源 13 二 厂用电接线的设计原则 保证对厂用负荷可靠和连续供电 使发电厂主机安全运转 接线应能灵活地适应正常 事故 检修等各种运行方式的需要 厂用电源的对应供电性 本机 炉的厂用负荷由本机组供电 适当注意经济性和发展的可能性 并积极慎重地采用新技术 新设备 使其具有可行性和先进性 对厂用电的电压等级 中性点接地方式 厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证 14 三 厂用电的电压等级 厂用电的电压等级是根据发电机额定电压 厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素 相互配合 经过技术经济综合比较后确定的 假设电动机容量为S 若UN增大 则IN减小 导线及电缆截面减小 但绝缘投资增加 若UN减小 则绝缘投资降低 但IN增大 导线及电缆截面增大 结论 对于一定的容量S 应有一个经济电压 15 三 厂用电的电压等级 为了简化厂用电接线 且使运行维护方便 厂用电电压等级不宜过多 火电厂 低压 0 4kV 380 220V 高压 3kVPN300MW 水电厂 一般只设0 4kV一种厂用电压等级 对坝区和水利枢纽需另设专用变压器 变电所及小容量发电厂 只设0 4kV一级电压 16 300MW机组 6kV和400V200kW以上的电动机 6kV200kW以下的电动机 400V600MW有两种方案 1 6kV和400V 华电哈尔滨第三电厂和华能石洞口二厂 200kW以上的电动机 6kV200kW以下的电动机 400V 2 10kV 3kV和400V 中电投平圩电厂 宁波北仑港北仑发电厂 2000kW以上的电动机 10kV200 2000kW的电动机 3kV200kW以下的 400V 17 按厂用电压划分电动机容量范围 1 当厂用电压3kV时 100kW以上的电动机一般采用3kV 100kW以下的电动机一般采用380V 2 当厂用电压6kV时 200kW以上的电动机一般采用6kV 200kW以下的电动机一般采用380V 3 当厂用电压既有3kV时又有10kV两级电压时 200kW 1800kW的电动机一般采用3kV 1800kW以上的电动机一般采用10kV 200kW以下的电动机一般采用380V 18 四 厂用电系统中性点接地方式 高压 3 6 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 可采用不接地方式 也可采用高电阻接地方式 当接地电容电流大于10A时 可采用经消弧线圈或消弧线圈并联高电阻的接地方式 一般发电厂的高压厂用电系统多采用中性点经高电阻接地方式 1 高压厂用电系统中性点接地方式 19 四 厂用电系统中性点接地方式 中性点经高电阻接地方式优点 发生单相接地故障时 可以避免开关立即跳闸和电动机停运 也防止了由于熔断器一相熔断所造成的电动机两相运转 提高了运行可靠性 600MW机组单元厂用电系统多采用此种接地方式 中性点直接接地方式特点 发生单相接地故障时 相电压不会不对称和过电压 保护装置立即动作于跳闸 低压厂用网络比较简单 动力和照明 检修回路可以共用 但会降低可靠性 大容量电动机启动会影响照明 火力发电厂低压厂用电系统宜采用此种接地方式 2 低压厂用电系统中性点接地方式 20 五 厂用电源及其引接 含义 保证正常运行的基本电源要求 供电可靠电压和容量满足要求引接方式 有机压母线的机组 从该母线上引接 单元接线的机组 从主变低压侧引接 扩大单元接线的机组 从发电机出口或主变低压侧引接 1 工作电源 21 注 对于单元接线 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 1 高压厂用工作电源 3kV 6kV 10kV 22 注 对于单元接线 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 2 低压厂用工作电源 380V 220V 一般由高压厂用母线上取得 23 五 厂用电源及其引接 含义用于事故情况失去工作电源时 起后备作用的电源要求 供电独立性足够的供电容量引接方式 从发电机电压母线的不同分段上引接 从与系统连接紧密 供电可靠的最低一级电压母线上引接 从联络变压器的低压绕组引接 2 备用电源 24 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 或由联络变的第三绕组引接 25 五 厂用电源及其引接 设置方式 明备用 专门设置一台备用变压器 它的容量等于厂用变压器中最大一台的容量 多用于大中型电厂 特别是火电厂 暗备用 不另设专用的备用变压器 而将每台工作变压器的容量加大 多用于中小型水电厂或变电所 2 备用电源 26 27 备用电源配置 火电厂中 高 低压备用电源的数量与发电厂装机台数 单机容量 主接线形式及控制方式等因素有关 一般按照下表的原则配置 28 五 厂用电源及其引接 含义 在厂用工作电源完全消失情况下 为保证机组快速启动 向必要的辅助设备供电的电源实质上它也是一个备用电源 只对200MW以上机组 用于工作电源完全消失时保证机组快速启动的电源 引接方式 从与系统联系紧密 供电可靠的最低一级电压母线上引接 从联络变压器的低压绕组引接 从外部电网通过专用线路引接 3 启动电源 29 五 厂用电源及其引接 含义 用于工作 备用电源都消失时 向事故保安负荷供电的电源 4 事故保安电源 30 五 厂用电源及其引接 引接方式 蓄电池组 一种独立而又十分可靠的保安电源正常运行时 承担全厂直流负荷用电 事故情况下 一方面提供直流保安负荷用电 另一方面经过逆变器将直流变为交流 兼作交流保安电源 柴油发电机组 一种广泛采用的事故保安电源 通常与蓄电池配合使用 通常每2台发电机组设1台柴油发电机组 可靠的外部独立电源 从外部系统引进独立专用线路 4 事故保安电源 31 交流不停电电源 每台机组设置一套两台并联运行容量为60kVA静止型交流不停电电源装置 UPS UPS采用引进的静态逆变装置 由整流器 逆变器 静态转换开关 隔离变压器 稳压调压器和馈线柜等组成 UPS交流输入电压为三相三线380V士10 50Hz 输出交流电压为单相220V 50Hz 正常运行时由事故保安段供交流380V电源给整流器 经逆变器逆变后由静态开关向负荷供电 当事故停电失去交流电源时 或整流器发生故障时 由单元机组220V蓄电池组经逆变后向负荷供电 若逆变器故障 静态开关自动切换至旁路系统 由事故保安段经隔离变压器 稳压调压器 静态开关向负荷供电 32 五 厂用电源及其引接 4 事故保安电源 33 六 厂用电接线形式 通常采用单母线接线形式 火电厂一般都采用 按炉分段 的接线原则 即将厂用电母线按照锅炉的台数分成若干独立段 可靠性高 故障范围在一机一炉 调度灵活 运行 检修方便 对大容量锅炉 大于400t h 每台锅炉可由两段母线供电 34 六 厂用电接线形式 低压380 220V厂用电的接线 大型火 水 电厂 采用单母线分段接线 按炉 或水轮发电机组 分段 中 小型电厂和变电所 全厂 或全所 只分二段或三段 35 9 3不同类型发电厂厂用电接线 36 37 一 火电厂厂用电接线 方案 不设公用负荷母线 1 300MW汽轮发电机组高压厂用电接线 38 一 火电厂厂用电接线 方案 设置公用负荷母线 1 300MW汽轮发电机组高压厂用电接线 39 40 一 火电厂厂用电接线 方案 高压厂用电采用6kV一个电压等级 2 600MW汽轮发电机组高压厂用电接线 41 一 火电厂厂用电接线 方案 高压厂用电采用10kV和3kV两个电压等级 2 600MW汽轮发电机组高压厂用电接线 42 二 水电厂厂用电接线 4台大容量机组 均采用发电机 双绕组变压器组单元接线 G2和G3的出口处只设隔离开关 G1和G4的出口处装设断路器和隔离开关 1 低压厂用电系统采用380 220V电压等级 按机组台数分段 分别由接自发电机出口的厂用变压器T21 T24供电 2 高压厂用电系统供给坝区闸门及水利枢纽的防洪 灌溉取水 船闸或升船机等大功率设施用电 设有两段6kV高压母线段 分别由专用的坝区变压器T11和T12供电 均采用暗备用方式 分别由 1和 4机组的主变压器低压侧引接 在发电厂首次启动或全厂停电时 可由系统通过主变压器倒送功率向厂用电系统供给电能 43 三 变电站站用电接线 1 220kV变电站 有两台及以上主变压器时 宜从主变压器低压侧分别引接两台容量相同 可互为备用 分列运行的站用工作变压器 只有一台主变压器时 其中一台站用变压器宜从站外电源引接 2 330 500kV变电站 有两台 组 及以上主变压器时 从主变压器低压侧引接的站用工作变压器不宜少于两台 并装设一台从站外可靠电源引接的专用备用变压器 初期只有一台 组 主变压器时 除由站内引接一台工作变压器外 应再设置一台由站外可靠电源引接的站用工作变压器 1 对站用电源的要求 44 三 变电站站用电接线 3 35 110kV变电站 有两台及以上主变压器时 宜装设两台容量相同 可互为备用的站用工作变压器 两台站用变压器可分别由主变压器最低电压级的不同母线段引接 如有可靠的6 35kV电源联络线 也可将一台接于联络线断路器外侧 如能从变电站外引入可靠的低压站用备用电源时 亦可装设一台站用变压器 只有一回电源进线时 如果采用交流控制电源 宜在电源进线断路器外侧装设一台站用变压器 如果采用直流控制电源 并且主变压器为自冷式时 可在主变压器最低电压级母线上装设一台站用变压器 45 三 变电站站用电接线 4 变电站的交流不停电电源 宜采用成套UPS装置 或由直流系统和逆变器联合组成 5 直流电源设置 1 500kV变电站 装设两组110V或220V蓄电池组 当采用弱电控制 信号时 还应装设两组48V蓄电池组 2 220 330kV变电站 重要的35 110kV变电站及无人值班变电站 装设一组110V或220V蓄电池组 一般的35 110kV变电站 装设一组成套的小容量镉镍电池装置或电容储能装置 46 三 变电站站用电接线 2 站用电源的引接 1 当站内有较低电压母线时 一般均由较低电压母线上引接1 2台站用变压器 这种引接方式具有经济性和可靠性较高的特点 47 三 变电站站用电接线 2 站用电源的引接 2 当有可靠的6 35kV电源联络线 将一台站用变压器接于联络线断路器外侧 这种引接方式对采用交流操作的变电站及取消蓄电池而采用硅整流或复式整流装置取得直流电源的变电站尤为必要 48 三 变电站站用电接线 2 站用电源的引接 3 由主变压器第三绕组引接 l号站用变压器由主变压器第三绕组引接 2号站用变压器及调相机的启动变压器由站外电源引接 4 从站外低压电网引接站用备用电源用于只有一台主变压器或一段较低电压母线时的过渡阶段 500kV变电站多由附近的发电厂或变电站引接专用线路作为站用备用电源 49 50 51 52 设计出该发电厂的高压工作电源和备用电源 53 9 4厂用电源的切换 概述 机组启动