发电厂厂用电保护配置及整定1

1、发电厂厂用电保护配置及整定计算华北电力大学电力系智能控制与仿真教研室 张 旭厂用电接线形式一、基本概念：厂用电概念：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。 二、厂用负荷分类：1、I类厂用负荷：短时（手动切换恢复供电所需时间）停电可能影响人身和设备安全，使生产停顿或发电量大量下降。如：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2、II类厂用负荷：允许

2、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：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 3、III类厂用负荷：长期停电不会直接影响生产的负荷。如：实验室、中央修配厂、油处理室等负荷措施：由一个电源供电。4、不停电负荷（UPS）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，需要进行连续供电的负荷。如：实时控制用的计算机，热工保护，自动控制和调节装置等。一般由蓄电池供电的电动发电机组或配备数控的静态逆变装置。简称为“OI”类负荷5、事故保安负荷：在发生全厂停电或单元机组失

3、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，或为了防止危机人身安全等原因，需要在停电时继续进行供电的负荷直流保安负荷（OII类）：发电机组的直流润滑油泵。交流保安负荷（OIII类）：盘车电动机、实时控制用电子计算机。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。三、三、厂用电接线的设计原则和接线形式厂用电接线的设计原则和接线形式 1 1、厂用电供电电压等级的确定、厂用电供电电压等级的确定 发电厂厂用电系统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网络的可靠性等因素，相互配合，经经济、技术综合比较后确定的。 火力发电厂火力发电厂 单机

4、容量单机容量PN 300MW： 10KV、3KV、380/220V水电厂：水电厂：0.4KV变电所：变电所：0.4KV 2、厂用供电电源及其引接厂用供电电源及其引接供电电源：供电电源：工作电源工作电源、备用电源备用电源，单机容量在单机容量在200MW200MW及以上的发电厂还应考虑及以上的发电厂还应考虑设置设置启动电源启动电源和和事故保安电源。事故保安电源。 工作电源工作电源备用电源和启动电源备用电源和启动电源（1）备用电源备用电源（事故备用电源）是事故或检修情况下失去工作电源时，起后备作用的电源。要求供电独立，有足够的供电容量。（2）启动电源启动电源：厂用工作电源完全消失情况下，为保证机组快

5、速启动，向必要的辅助设备供电的电源。一般用快速柴油发电机组作为启动电源，也可从外部的可靠独立电源经专用厂高变作为启动电源。 我国目前仅在200MW及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安全和厂用电 可靠才设启动电源。启动电源可兼作备用电源和事故保安电源。 备用电源的常用的引接方式1）发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器（电抗器）引接。2）从与电力系统连接的最低一级电压母线上，通过厂高变引接。3） 从联络变的低压绕组引接。 4）由外部电网引接专用线路，经变压器获得独立的备用电源或启动电源。 备用电源的设置方式中小型水电厂和变电所： 暗备用-每台工作变压器不满载运行。大型火电厂： 明备用

6、-专门设一台备用变压器。 事故保安电源事故保安电源 设置事故保安电源的目的：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。事故保安电源： 快速自启动的柴油发电机组 蓄电池组 蓄电池组+逆变器 独立可靠的专用线路 （300MW及以上应由110KV及以上电网引入） 四、中性点接地方式：高压厂用电系统接地电容电流小于或等于7A时，其中性点采用高电阻接地方式，也可采用不接地方式；当接地电容电流不大于7A时，其中性点采用低电阻接地方式，也可采用不接地方式。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

7、力与照明公用的三相四线制中性点直接接地方式。五、厂用电接线的基本形式单母分段接线，单母分段接线， 按炉分段按炉分段接线形式1接线形式二厂用电继电保护系统一、一般要求：各种继电保护的灵敏度不宜低于如下数值：纵联差动 2 ；电流速断保护 2（按保护安装处短路计算）过电流 1.5动作于信号的单相接地保护 1.2动作于跳闸的单相接地保护 1.5二、高压厂用变压器保护纵联差动保护电流速断保护瓦斯保护 过电流单相接地保护 低压侧分支差动保护三、高压厂用备用或起动/备用变压器 纵联差动过电流速断瓦斯保护 过电流 单相接地 零序电流 备用分支的过电流保护 四、低压厂用变压器保护 纵联差动过电流速断 瓦斯保护

8、过电流单相接地短路保护单相接地 温度保护五、高压电动机的保护纵联差动电流速断保护过电流保护 单相接地 过负荷低电压保护 六、低压电动机相间短路保护单相接地短路保护 单相接地保护 过负荷保护两相运行保护低电压保护 七、厂用线路保护 3kV10kV线路 相间短路单相接地保护低压厂用线路 相间短路保护单相接地短路保护单相接地保护 八、柴油发电机保护过电流 纵联差动单相接地保护短路电流计算一、一般概念1、平均额定电压UnUnUnUav05.121 .1常用各个电压等级的平均额定电压Un(kV)361035110220330500Uav(kV)3.156.310.537115230345525GT-1T

9、-2LK(3)30MVA10.5kVX=0.26E = 11kV31.5MVA10.5/121UK% = 10.580kmX=0.4/km15MVA110/6.6UK% = 10.56kV0.3kAxT% = 52.5kmX=0.08/km例： 对如下输电系统进行标么值参数和三相短路电流计算取SB 100MVA，各段的基准电压和基准电流分别为： )(2 .93 .63100),(3 .6)3()3(kAIkVUBB)(5.55.103100),(5.10)1()1(kAIkVUBB)(5 .01153100),(115)2()2(kAIkVUBB87.03010026.0*1x发电机：33.0

10、5.31100105.01*2xT：变压器7.015100105.02*4xT：变压器46.13.62.93.0605.0*5x电抗器：24.0115100804.02*3x输电线路：504.03.61005.208.02*6x电缆线路：各元件标么值如下：）（短路处的有名值电流：）（发电机段有名值电流：短路电流标么值：电源电动势的标么值为对短路点的总电抗为：AIIIAIIIxEIExbKgbKgKk36.22.9256.0k41.15.5256.0256.011.405.105.15.101111.4504.046.17.024.033.087.0)3(*)1(*2、运算曲线和运算曲线数字表

11、它是采集200MW及以上的各种常用机组参数，分析电力系统负荷分布状况，采用概率统计的方法在计算机上得到得结果。运算曲线运算曲线数字表二、网络变换 网络变换的基本公式见电力工程电气设计手册电气一次部分P124表45，厂用网络电抗变换公式见表66。三、三相短路电流周期分量计算电抗有名值电源对短路点的等值有效值短路电流周期分量的电抗标么值电源对短路点的等值下的计算电抗额定容量为电网的平均电压，此时：不考虑周期分相的衰减时，为基准）计算电抗（以供电电源当供电电源为无穷大或路电流、无限大电源供给的短XkAIXSXkVUXUXIISSXXXzejsppjsezjejsjs)()(331*104741446

12、42IXXXjsjs周期分量的标么值），即可得到短路电流表手册表表（电力工程电气设计的发电机运算曲线数字），或查相应图手册图线（电力工程电气设计曲值查相应的发电机运算，然后按基准的计算电抗归算到以电容容量为值电抗先将电源对短路点的等电流、有限电源供给的短路三、不对称短路电流计算JEnSSXXXXXXXXXXXXXX）（单相短路：两相短路：三相短路：）（）（3js1)n(njs02)1(2)2()3()(1*10型有关系附加阻抗，与短路类标么值零序网络合成阻抗的标么值，负序网络合成阻抗的标么值正序网络合成阻抗的阻抗，正序短路电流的合成)n(021*XXXXX正序电流Id1（n） 各种短路形式的正

13、序短路电流Id1（n）计算方法与三相短路电流相同，可以采用同一计算法。 当计算电抗Xjs(n)=3时，可按照系统为无穷大系统计算，其标么值为： )(1)(1*1nndXXI 在有限电源系统中，按Xjs(n)直接查发电机运算曲线，即得不对称短路得正序电流标么值I*d1(t)(n)entdntdIII)()(1*)()(1正序电流得有名值： 合成电流：短路点合成电流按下式计算：331)(1)(mmmmIIndnd单相短路：两相短路：三项短路：四、厂用电系统短路电流计算1、6kV厂用电系统三相短路电流周期分量的起始值：么值厂用变压器的电抗标系统电抗标么值，基准电流分量的起始有效值电动机反馈电流周期期

14、分量的起始有效值厂用电源短路电流周始值短路电流周期分量的起BXDbDeDdDBXbDbXXIIIIIKIXXIIIIIf 3, f 10定电流之和计及反馈的电动机额流倍数，电动机的平均反馈电DeDdIK,2、380V厂用电系统的短路电流计算 a、一般原则：1）计及电阻2）低压厂用变压器高压侧的电压在短路时可以认为不变3）在动力中心（PC）的馈线回路短路时，应计及馈线回路的阻抗，但可不计及异步电动机的反馈电流b、三相短路电流周期分量的计算)(,)(400)(,107 . 333 )3(3 )3(22 )3( )3( )3( )3(ABIemXRVVUIBIeIXRUZUIIIIDbDb流变压器低压侧的额定电电抗每相回路的总电阻和