电气培训教材-初稿

1、北方魏家峁煤电有限责任公司煤电一体化电厂一期工程 电气培训教材 微软中国键入文档标题键入文档副标题微软用户选取日期目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc9941 前 言 PAGEREF _Toc9941 4 HYPERLINK l _Toc12328 第一章 电气系统概述 PAGEREF _Toc12328 5 HYPERLINK l _Toc31829 第一节 全厂概况 PAGEREF _Toc31829 5 HYPERLINK l _Toc23184 第二节 全厂电气系统概述 PAGEREF _Toc23184 5 HYPERLINK l _Toc17932

2、 第二章 电气主接线 PAGEREF _Toc17932 9 HYPERLINK l _Toc17854 第一节 发电厂电气主接线的基本形式 PAGEREF _Toc17854 9 HYPERLINK l _Toc16929 第二节 魏家峁煤电公司2660MW机组电气主接线系统 PAGEREF _Toc16929 14 HYPERLINK l _Toc21695 第三章 厂用电系统 PAGEREF _Toc21695 16 HYPERLINK l _Toc22277 第一节 厂用电基本接线形式 PAGEREF _Toc22277 16 HYPERLINK l _Toc28038 第二节 厂用电

3、系统中性点接地方式 PAGEREF _Toc28038 20 HYPERLINK l _Toc12027 第三节 厂用变压器的选择及其综合保护 PAGEREF _Toc12027 22 HYPERLINK l _Toc1248 第四节 厂用、公用电源的切换及备用电源自动技术 PAGEREF _Toc1248 25 HYPERLINK l _Toc30926 第五节 厂用电动机及其综合保护 PAGEREF _Toc30926 50 HYPERLINK l _Toc11998 第六节 启动/备用电源系统 PAGEREF _Toc11998 56 HYPERLINK l _Toc16147 第七节

4、厂用电源切断时的事故处理 PAGEREF _Toc16147 57 HYPERLINK l _Toc32632 第四章660MW发电机结构及其冷却系统 PAGEREF _Toc32632 58 HYPERLINK l _Toc4784 第一节 660MW发电机的概述 PAGEREF _Toc4784 58 HYPERLINK l _Toc9602 第二节 660MW发电机的技术参数 PAGEREF _Toc9602 60 HYPERLINK l _Toc27272 第三节 发电机的结构 PAGEREF _Toc27272 61 HYPERLINK l _Toc14899 第四节 水氢氢660M

5、W汽轮发电机的通风系统 PAGEREF _Toc14899 67 HYPERLINK l _Toc26989 第五节 发电机的密封油系统 PAGEREF _Toc26989 70 HYPERLINK l _Toc20923 第六节 发电机的氢气系统 PAGEREF _Toc20923 73 HYPERLINK l _Toc1232 第七节 发电机定子绕组的冷却水系统 PAGEREF _Toc1232 81 HYPERLINK l _Toc32196 第八节 魏家峁电厂定子冷却水系统 PAGEREF _Toc32196 85 HYPERLINK l _Toc6598 第五章 同步发电机励磁系统

6、PAGEREF _Toc6598 87 HYPERLINK l _Toc14548 第一节 概 述 PAGEREF _Toc14548 88 HYPERLINK l _Toc11097 第二节 励磁调节系统的作用和基本要求 PAGEREF _Toc11097 92 HYPERLINK l _Toc10731 第三节 励磁调节系统的静态特性和动态特性 PAGEREF _Toc10731 102 HYPERLINK l _Toc7232 第四节 并列发电机组间的无功功率分配 PAGEREF _Toc7232 107 HYPERLINK l _Toc27086 第五节 汽轮发电机低励和失磁的危害 P

7、AGEREF _Toc27086 111 HYPERLINK l _Toc1904 第六节 三相全控桥式整流电路 PAGEREF _Toc1904 113 HYPERLINK l _Toc32727 第七节 自动励磁调节装置原理 PAGEREF _Toc32727 117 HYPERLINK l _Toc13864 第八节 魏家峁煤电公司一期660MW发电机的励磁系统 PAGEREF _Toc13864 118 HYPERLINK l _Toc14933 第六章 变压器 PAGEREF _Toc14933 132 HYPERLINK l _Toc26467 第一节 变压器的概述 PAGEREF

8、 _Toc26467 133 HYPERLINK l _Toc26287 第二节 变压器的基本原理及参数 PAGEREF _Toc26287 133 HYPERLINK l _Toc31701 第三节 变压器的结构及附件 PAGEREF _Toc31701 136 HYPERLINK l _Toc20466 第四节 变压器的冷却系统 PAGEREF _Toc20466 144 HYPERLINK l _Toc29410 第五节 变压器的安全保护装置 PAGEREF _Toc29410 147 HYPERLINK l _Toc24172 第六节 变压器的绝缘结构及老化 PAGEREF _Toc2

9、4172 149 HYPERLINK l _Toc18477 第七节 变压器的温升及过负荷 PAGEREF _Toc18477 151 HYPERLINK l _Toc18817 第八节 变压器本体的监测 PAGEREF _Toc18817 153 HYPERLINK l _Toc32427 第九节 变压器的干燥 PAGEREF _Toc32427 156 HYPERLINK l _Toc5353 第十节 变压器油的气相色谱分析 PAGEREF _Toc5353 160 HYPERLINK l _Toc19819 第十一节 其他变压器 PAGEREF _Toc19819 162 HYPERLI

10、NK l _Toc7398 第十二节 魏家峁电厂干式励磁变压器 PAGEREF _Toc7398 165 HYPERLINK l _Toc17255 第十三节 变压器故障 PAGEREF _Toc17255 169 HYPERLINK l _Toc20797 第七章 开关电器 PAGEREF _Toc20797 170 HYPERLINK l _Toc8991 第一节 概 述 PAGEREF _Toc8991 171 HYPERLINK l _Toc31996 第二节 高压断路器的基本参数 PAGEREF _Toc31996 172 HYPERLINK l _Toc31694 第三节 六氟化硫

11、（SF6）断路器 PAGEREF _Toc31694 175 HYPERLINK l _Toc10568 第四节 真空断路器 PAGEREF _Toc10568 179 HYPERLINK l _Toc30069 第五节 断路器的操动机构 PAGEREF _Toc30069 180 HYPERLINK l _Toc23502 第六节 隔离开关 PAGEREF _Toc23502 183 HYPERLINK l _Toc11794 第七节 低压开关 PAGEREF _Toc11794 186 HYPERLINK l _Toc13708 第八节 开关电器故障 PAGEREF _Toc13708 1

12、87 HYPERLINK l _Toc14779 第八章 互感器 PAGEREF _Toc14779 188 HYPERLINK l _Toc23818 第一节 概 述 PAGEREF _Toc23818 189 HYPERLINK l _Toc9339 第二节 电磁式电流互感器 PAGEREF _Toc9339 189 HYPERLINK l _Toc14142 第三节 电压互感器 PAGEREF _Toc14142 194 HYPERLINK l _Toc3102 第四节 互感器故障 PAGEREF _Toc3102 199 HYPERLINK l _Toc19634 第九章 直流系统 P

13、AGEREF _Toc19634 200 HYPERLINK l _Toc22862 第一节 直流电源的设置 PAGEREF _Toc22862 201 HYPERLINK l _Toc25757 第二节 蓄电池组的运行方式 PAGEREF _Toc25757 210 HYPERLINK l _Toc6836 第三节 铅酸蓄电池的构造与特性 PAGEREF _Toc6836 211 HYPERLINK l _Toc28181 第四节 直流系统故障 PAGEREF _Toc28181 219 HYPERLINK l _Toc23028 第十章 封闭母线 PAGEREF _Toc23028 221

14、 HYPERLINK l _Toc20355 第一节 封闭母线概述 PAGEREF _Toc20355 222 HYPERLINK l _Toc16832 第二节 封闭母线分类 PAGEREF _Toc16832 222 HYPERLINK l _Toc14078 第十一章 交流不停电电源系统（UPS） PAGEREF _Toc14078 237 HYPERLINK l _Toc25944 第一节 概述 PAGEREF _Toc25944 238 HYPERLINK l _Toc6714 第二节 UPS系统故障 PAGEREF _Toc6714 245 HYPERLINK l _Toc1566

15、5 第十二章 保安电源系统 PAGEREF _Toc15665 246 HYPERLINK l _Toc19243 第一节 保安系统简介 PAGEREF _Toc19243 247 HYPERLINK l _Toc18833 第二节 柴油发电机检查及异常处理 PAGEREF _Toc18833 255前 言北方魏家峁煤电一体化电厂一期工程2660MW国产超临界间接空冷燃煤发电机组，计划2016年相继投产发电。该机组的锅炉、汽轮机、发电机均由上海电气集团股份有限公司三大动力厂生产制造。本培训教材依据各设备厂家技术协议书、电力设计院资料及部颁规程和标准，并参考有关电厂同类机组的培训资料和我公司的工

16、程初步设计资料编写而成。本书主要讲述了超临界机组发展前景、汽水系统工作特点，以及制粉系统、烟风系统等辅助设备的工作原理、结构特点、运行特性，同时讲述锅炉启动、停止、正常调整等相关运行方面知识。为我们从事超临界间接空冷机组提供一些借鉴。由于设备资料缺乏，加之编者水平有限，有些数据仅是技术协议中摘得，故书中错误和不足在所难免，请各位读者批评指正，以便下一步进行完善。 2015年12月第一章 电气系统概述第一节 全厂概况华能魏家峁煤电公司厂址位于内蒙古自治区鄂尔多斯市的准格尔旗的魏家峁村境内，距准格尔旗政府约50公里。电厂燃料由魏家峁矿区供给，电厂距煤源供应基地魏家峁煤矿约4.5km，是准格尔能源基

17、地采用煤电一体化运营模式建设的大型坑口火力发电厂。根据国家“上大关小”的节能政策，魏家峁电厂一期工程计划建设2660MW空冷机组，规划接入蒙西-天津南1000kV特高压输电系统。本工程水源为万家寨水库水，燃料由魏家峁矿区供给。机组采用国产超临界、一次中间再热、燃煤凝汽式空冷机组，锅炉为超临界压力、单炉膛、P型布置，对冲或四角切园燃烧、一次中间再热，平衡通风、固态排渣、全钢构架悬吊结构、紧身封闭布置。汽轮机为超临界蒸汽参数、一次中间再热、间接空冷凝汽式汽轮机。 第二节 全厂电气系统概述1.电气主接线概述魏家峁煤电公司一期安装两台660MW超临界燃煤发电机组，发电机出口额定电压为20kV，经一台容

18、量为780MVA的主变升压后送至500kV系统。电气主接线采用3/2接线方式，发电机出口不装设断路器。魏家峁煤电公司设计为京津地区送电。电厂首先将500KV超高压电送至距离电厂1.5公里的特高压线路换流站，再由变电所转换为1000kV特高压送往天津南。500kV系统主接线采用一个半断路器接线，发电机出口不设置断路器。按规划容量，500kV配电装置主变进线2回出线2回，构成2个完整串； 设置一台三绕组降压变（500/110/35kV），构成一个不完整串。110kV配电装置系统电源有两路电源供电，一路由#1降压变110kV侧引接，另一路由电网110kV线路引接，经厂内110kV配电装置及启动/备用

19、变压器降压后作为#1、#2机组6kV厂用电后备电源，在发变组停运后给6kV厂用段供电。110kV线路由薛家湾供电局所辖变电站引接。2台机组设1台三相分裂绕组有载调压启动/备用变压器，额定容量为50MVA。2.发电机概述华能北方魏家峁煤电有限责任公司一期工程发电机是上海电机有限公司生产的660MW水氢氢高速发电机，发电机型号为QFSN-660-2。发电机采用YY（双星型） 型接线，中性点经二次侧带有电阻的配电变压器接地。发电机定子线圈和转子线圈，包括相线和中性点引出线均采用F 级绝缘，温升和温度不超过B 级绝缘允许值；发电机采用水氢氢冷（定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，定子铁芯及定、转子表面构件

20、氢冷）冷却方式。发电机与励磁变、主变、高厂变之间的连接均采用全连式分相封闭母线，高厂变从发电机与主变低压侧之间T接。厂用变压器分支引出线和电压互感器分支引出线采用分相封闭母线。励磁系统采用全静态可控硅整流的自并励方式，其励磁变电源从发电机与主变低压侧之间引接。主变压器中性点直接接地。3.主变概述主变采用河北保定天威保变电气股份有限公司的2台500kV、780MVA三相油浸变压器，电压变比550-22.5%/20kV，调压方式为无励磁调压，额定电流818.8/22516.6A，接线组别Yn，d11。4.励磁系统概述华能魏家峁电厂励磁系统采用GE公司生产的自并激静止可控硅整流励磁系统(除励磁变外全

21、套进口)，系统采用自并励励磁方式，励磁变从发电机出口封闭母线引接，三相全控整流桥将交流电整流成直流电经直流灭磁开关送至碳刷架，通过碳刷、滑环向发电机转子绕组提供励磁电源。励磁系统采用GE公司制造的EX2100型全静态励磁装置，装置采用冗余控制多桥配置，主要由三相全控桥式整流装置、手动交流隔离刀闸、直流灭磁开关、灭磁及直流侧过电压保护装置、起励装置、线路滤波和交流侧过电压保护装置、轴电压抑制器、转子接地保护装置、微机励磁调节器等部分组成。5.6kV厂用系统接线及设备概述5.1 6KV 厂用电系统接线（1）每台机组设6KV 厂用1A（2A）段和6KV 厂用1B（2B） 段，正常时两段母线由一台高厂

22、变的两个分裂绕组分别各带一段厂用6KV母线，为本台机组的负荷以及部分两台机组的公用负荷供电。当厂用6KV工作电源失电后，启动快切装置自动切换至高压启动/备用变供电，保证机组正常停运。5.2 6KV厂用电系统设备概况（1）魏家峁电厂高压厂用变压器采用特变电工沈阳变压器有限公司生产的分裂绕组变压器，正常时向机组提供6KV厂用电源。变压器的调压方式为无载调压；高厂变的冷却方式为自然油循环自冷/自然油循环风冷，高厂变低压侧中性点经电阻接地，限制6KV厂用电系统的操作过电压。（2）6KV系统开关柜采用吉林省金冠电气股份有限公司的金属铠装手车式6kV开关柜，开关柜的断路器为真空断路器/F-C断路器。开关柜

23、的操作具有五防功能，在部分开关柜安装氧化锌避雷器，主要用来限制断路器跳闸瞬时的操作过电压。（3）6KV系统主母线和母线引线采用铜排，使用焊接或螺栓连接，所有螺栓连接的主母线和母线引线接头均采用镀银压花；接地母线由铜排连续焊接或螺栓连接，接地母线材料与主母线和母线引线一致。（4）6KV系统电压互感器安装在手车内，电压互感器一次回路装设限流熔断器，其容许遮断电流不小于断路器的容许开断电流。6. 380V厂用电系统接线及设备概况6.1 380V厂用电系统接线380V厂用电采用动力中心（PC）和电动机控制中心（MCC）的供电方式。动力中心和电动机控制中心一般成对设置。动力中心采用暗备用方式，每段母线由

24、一台干式变压器供电，母联开关在热备用状态，通过远方手动断电进行切换；电动机控制中心由动力中心供电。低压厂用电系统除主厂房照明和检修系统为三相四线中性点直接接地外，其余低压厂用电系统均为三相三线，中性点经高阻接地。6.2 380V厂用电系统设备概况（1）厂用380V PC和MCC段采用GE公司生产的框架式断路器及塑壳式开关。（2）380V低压变压器主要采用环氧树脂浇注干式变压器，绝缘等级H，接线方式为D.yn11，其冷却方式为自然风冷/强迫风冷。（3）380V电动机负荷按容量大小布置，一般大于75KW而小于200KW的电动机由PC 段供电，小于75KW 的电动机由MCC 段供电。7. 保安电源系

25、统接线及设备概况7.1 每台机组设两段保安PC和两段锅炉保安MCC段、一段汽机保安MCC，正常运行时两段保安PC段分别由相对应的两段380V锅炉PC段供电，柴油发电机作为备用电源，当保安PC段工作电源失去时，柴油发电机自启动并自动接带机组保安PC段负荷。两段锅炉保安MCC段分别由相对应的两段380V保安PC段供电。汽机保安MCC由两段380V保安PC段供电。7.2 每套保安柴油发电机组由一台柴油机和一台由柴油机驱动的同步发电机，以及成套控制盘和相关的运行辅助设备组成。柴油机采用排汽涡轮增压型，水循环冷却方式，直流电电动启动。同步发电机为水平卧式，定、转子采用H级绝缘，发电机采用星形接线，中性点

26、经高阻接地，无刷旋转励磁。无刷励磁装置有与发电机相匹配的绝缘和温升水平，且与发电机同轴安装。8. 集控直流系统和交流不停电电源（UPS）系统概述单元集控设110V、220V 两级电压的直流系统。110V 直流系统为机组的控制、测量、保护、信号、DCS 系统及热工专业的保护、控制等负荷供电。220V 直流系统为直流动力负荷、直流事故照明、交流不停电电源装置等供电。每台机组的110V直流系统由两段直流母线、四台充电柜、两台母联柜及两组蓄电池组成。每组蓄电池52个。110V直流系统采用单母线分段接线方式，两段直流母线之间设联络刀闸，并有防止两组蓄电池并列运行的闭锁措施。在两组直流母线上各装有一套直流

27、绝缘监测装置。两台机组的220V直流系统由两段直流母线、四台充电柜、两台母联柜及两组蓄电池组成。每组蓄电池103 个。220V直流系统采用单母线分段接线方式，1、2号机的220V直流母线之间设联络刀闸，并有防止两组蓄电池并列运行的闭锁措施。在两组直流母线上各装有一套直流绝缘监测装置。每台机组设两套80KVA交流不停电电源（UPS），双机双路电源运行向机组的分散控制系统（DCS）、锅炉安全监视系统、汽轮机监视仪表、火灾探测报警及控制系统集中报警控制盘、电气测量变送器、其它自动调节、监视和保护设备等不能停电的负荷供电。交流不停电电源系统由整流器、逆变器、静态开关、手动维修旁路开关、隔离调压变压器等

28、组成。第二章 电气主接线电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送方式和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、线路等。它们的连接方式，对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、中性点设备、电容器以及载波通信用的通道加工元件如阻波器等也表示出来。对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性

29、、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。第一节 发电厂电气主接线的基本形式660MW汽轮发电机组电厂有关的基本接线形式有：双母线接线、一个半断路器接线（32接线）、桥型接线、单元接线等。1 双母线接线1.1 一般双母线接线如图21所示，它具有两组母线：工作母线和备用母线。每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别接至两组母线，母线之间通过母线联络断路器（简称母联）QFb连接，称为双母线接线。有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高，其特点如下：（1）检修任一组母线时，不会停止对用户连续供电。例如：检修母线时，

30、可把全部电源和负荷线路切换到母线上。（2）运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同的运行方式。当母联断路器闭合，进出线适当分配接到两组母线上，形成双母线同时运行的状态。有时为了系统的需要，亦可将母联断路器断开（处于热备用状态），两组母线同时运行。此时这个电厂相当于分裂为两个电厂各自向系统送电。显然，两组母线同时运行的供电可靠性比仅用一组母线运行时高。（3）在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作。当个别回路需要独立工作或进行试验（如发电机或线路检修后需要试验）时，可将该回路单独接到备用母线上进行。1.2 带有旁路母线的双母线接线一般双母线接线的主要缺点是：检修线路断路器会造成该回路停电。

31、为了检修线路断路器时不致造成停电，可采用带旁路母线的双母线接线，如图22所示。在每一回路的线路侧装一组隔离开关（旁路隔离开关）QS，接至旁路母线上，而旁路母线再经旁路断路器及隔离开关接至两组母线上。图22中设有专用的旁路断路器QF。要检修某一线路断路器时，基本操作步骤是：先合旁路断路器两侧的隔离开关（母线侧合上一个），再合上旁路断路器QF对旁路母线进行充电与检查；若旁路母线正常，则待修断路器回路上的旁路隔离开关两侧已为等电位，可合上该旁路隔离开关；此后可断开待修断路器及其两侧隔离开关，对断路器进行检修。此时该回路已通过旁路断路器、旁路母线及有关旁路隔离开关向其送电。1.3 双母线分段接线图23

32、为双母线分段接线。用分段断路器QF3把工作母线分段，每段分别用母联断路器QF1和QF2与备用母线相连。这种接线比一般双母线接线具有更高的供电可靠性和灵活性。但由于断路器较多，投资大，一般在进出线路数较多（如多于8回线路）时可能用这种接线。双母线接线具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点，在我国大中型电厂和变电所中广泛采用。但这种接线所用设备多，在运行中隔离开关作为操作电器，较易发生误操作。特别是，当母线系统发生故障时，需短时切除较多电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电所是不允许的。 2 一个半断路器接线如图24所示，每两个元件（出线或进线）用三台断路器构成一串接至两组母线，称为

33、一个半断路器接线，又称32接线。在一串中，两个元件（进线或出线）各自经一台断路器接至不同母线，两回路之间的断路器称为联络断路器。运行时，两组母线和同一串的三个断路器都投入工作，称为完整串运行，形成多环路状供电，具有很高的可靠性。其主要特点是：任一母线故障或检修，均不致停电；任一断路器检修也不引起停电；甚至于两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端情况下，功率仍能继续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不完整串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行方便、操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离电器。 在装设600MW机组及以上等级的大容量电厂中，广泛采用

34、32接线。在电厂第一期工程中，一般是机组和出线较少，例如：只有两台发电机和两回出线，构成只有两串32接线。在此情况下，电源（进线）和出线的接入点可采用两种方式：一种是交叉接线，如图25（a）所示，将两个同名元件（电源或出线）分别布置在不同串上，并且分别靠近不同母线接入，即电源（变压器）和出线相互交叉配置；另一种是非交叉接线（或称常规接线），如图25（b）所示，它也将同名元件分别布置在不同串上，但所有同名元件都靠近某一母线一侧（进线都靠近一组母线，出线都靠近另一组母线）。通过分析可知，32交叉接线比32非交叉接线具有更高的运行可靠性，可减少特殊运行方式下事故扩大。例如：一串中的联络断路器（设50

35、2）在检修或停用，当另一串的联络断路器（505）发生异常跳闸或事故跳闸（出线L2故障或进线T2回路故障）时，对非交叉接线将造成切除两个电源，相应的两台发电机甩负荷，电厂与系统完全解列；而对交叉接线而言，至少还有一个电源（发电机变压器组）可向系统送电，L2故障时T2向L1送电，T2故障时T1向L2送电，仅是联络断路器505异常跳开时也不破坏两台发电机向系统送电。交叉接线的配电装置的布置比较复杂，需增加一个间隔。应当指出，当32接线的串数多于两串时，由于接线本身构成的闭环回路不止一个，一个串中的联络断路器检修或停用时，仍然还有闭环回路，因此不存在上述差异。3 桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路

36、时，采用桥式接线的断路器最少，如图26所示。依照连接桥对于变压器的位置可分为内桥和外桥。运行时，桥臂上的联络断路器QF处于闭合状态。当输电线路较长故障机率较多两台变压器又都经常运行时，采用内桥接线较适宜；而在输电线路（以下简称线路）较短、且变压器随经济运行要求需经常切换或系统有穿越功率流经本厂（如两回线路均接入环形电网）时，则采用外桥接线更为适宜。在内桥接线中，当变压器故障时，需停相应线路；在外桥接线中，当线路故障时，需停相应的变压器；而且在桥式接线中，隔离开关又作为操作电器，所以桥式接线可靠性较差。但由于这种接线使用的断路器少、布置简单、造价低，往往在35220KV配电装置中得到采用。在66

37、0MW机组的发电厂中，桥式接线只可能在停机备用变压器的高压侧使用，而不使用于主机。4 单元接线4.1 发电机变压器组单元接线发电机出口，直接经变压器接入高电压系统的接线，称为发电机变压器组单元接线。实际上，这种单元接线往往只是电厂主接线中的一部分或一条回路。根据以往事故经验及世界发展方向，600MW及以上机组出口装设断路器有其突出优点，故我厂发电机出口安装一台断路器和一台隔离开关。发电机出口装设断路器有其突出的优点，理由是：（1）发电机组解、并列时，可减少主变压器高压侧断路器操作次数，特别是750KV或500KV为一个半断路器接线时，能始终保持一串内的完整性。当电厂接线串数较少时，保持各串不断

38、开（不致开环），对提高供电送电的可靠性有明显的作用。（2）起停机组时，可用厂用高压工作变压器、公用高压变压器供厂用电，减少了厂用及公用高压系统的倒闸操作，从而提高了运行可靠性。当厂用工作变压器与厂用停机/备用变压器之间的电气功角相差较大（一般大于15）时，这种运行方式更为需要。（3）当发电机出口有断路器时，厂用备用变压器的容量可与工作变压器容量相等，甚至更小，且厂用高压备用变压器的台数可以减少。如我国规程规定，两台机组（不设出口断路器）要设置一台厂用备用变压器，而前苏联的设计一般为6台机组设置一台厂用备用变压器。发电机出口装设断路器所带来的缺点是：（1）在发电机回路增加了一个可能的事故点。（2

39、）大电流大容量断路器投资较大。4.2 发电机变压器线路组单元接线发电厂每台主变压器高压侧直接与一条输电线路相连接，单独送电。发电厂内不设开关站。单元接线系统内各台主变压器之间没有电气连接。厂内主变压器台数与线路条数相等。每台发电机变压器组单元各自单独送电至一个或多个开关站或变电所。主变压器高压侧在厂内也可装设一台高压断路器，作为元件保护和线路保护的断开点，也可作为同期操作之用。综合以上各种电气主接线形式运行的可靠性、灵活性及经济性，京能宁东电厂主接线采用3/2接线方式，并在发电机出口设置断路器及隔离开关，一期两台机组均具有FCB功能，可以在电力系统故障的情况下孤岛运行，作为系统的黑启动电源。第

40、二节 魏家峁煤电公司2660MW机组电气主接线系统魏家峁煤电公司一期安装两台660MW超临界燃煤发电机组，发电机经主变压器输送至500kV系统。发电机出口额定电压为20kV，经一台容量为780MVA的主变升压后送至500kV系统。电气主接线采用3/2接线方式，发电机出口不装设断路器。1 500kV系统概述魏家峁煤电公司设计为京津地区送电。电厂首先将500KV超高压电送至距离电厂1.5公里的特高压线路换流站，再由变电所转换为1000kV特高压送往天津南。500kV系统主接线采用一个半断路器接线，发电机出口不设置断路器。按规划容量，500kV配电装置主变进线2回出线2回，构成2个完整串； 设置一台

41、三绕组降压变（500/110/35kV），构成一个不完整串。500kV隔离开关的配置：断路器两侧均装设隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源；为方便主变、高厂变、高公变及线路检修，500KV系统进出线回路均装设隔离开关。500kV电压互感器的配置：每回进出线的三相上装设电压互感器；每组母线的C相上装设电压互感器；母线电压互感器有3个二次线圈、其余电压互感器有4个二次线圈。500kV电流互感器的配置：每个完整串设置64组电流互感器。发电机出线端和中性点端的出线套管上各装设4组电流互感器，发电机出线端配置3组电压互感器和1组避雷器。发电机出口断路器出口配置1组电压互感器和1组避雷器。发电机中性点经二

42、次侧带有接地电阻的配电变压器接地。目的是限制发电机系统发生弧光接地时所产生过电压不超过额定电压的2.6倍，以保证发电机及其他设备的绝缘不被击穿。其二次侧负荷电阻作用是消除谐振，并在电阻上并联接地检测继电器，提供发电机定子绕组接地保护。国内有专家极力推荐用消弧线圈接地，因为经配电变压器高阻接地方式使接地故障电流比自然电容电流大1.414倍以上，但是经消弧线圈谐振接地缺乏实践，特别是在大型汽轮发电机上的经验积累。目前，大多数660MW机组还是采用经配电变压器高阻接地。发电机与励磁变、主变、高厂变之间的连接均采用全连式分相封闭母线，高厂变从发电机与主变低压侧之间T接。厂用变压器分支引出线和电压互感器

43、分支引出线采用分相封闭母线。励磁系统采用全静态可控硅整流的自并励方式，其励磁变电源从发电机与主变低压侧之间引接。主变压器中性点直接接地。110kV配电装置系统电源有两路电源供电，一路由#1降压变110kV侧引接，另一路由电网110kV线路引接，经厂内110kV配电装置及启动/备用变压器降压后作为#1、#2机组6kV厂用电后备电源，在发变组停运后给6kV厂用段供电。110kV线路由薛家湾供电局所辖变电站引接。2台机组设1台三相分裂绕组有载调压启动/备用变压器，额定容量为50MVA。2 500kV主接线形式和特点在发电机-变压器组接线中，发变组经过出口隔离开关和两台断路器与500kV系统相连。主变

44、出口的两台断路器作为发变组保护和线路保护的断开点，也作为同期操作用。500kV升压站设置两条母线，两回进线、两回出线构成两个完整串，一台降压变构成一个不完整串。此接线方式正常运行时，两组母线和同一串的三个断路器都投入工作，形成多环路状供电，具有很高的可靠性和灵活性。500kV系统中性点采用直接接地方式，500kV线路出口装设一组隔离开关，线路总长约1.5km。32交叉接线比32非交叉接线具有更高的运行可靠性，可减少特殊运行方式下事故扩大。主要优点是：（1）任一母线故障或检修，均不会停止供电。（2）任一断路器检修也不会影响供电。（3）甚至两组母线同时故障或一组母线检修另一组母线故障的极端情况下，

45、功率仍然能够继续输送。（4）一串中任何一台断路器退出或检修时，仍然不影响任何一个元件的运行。（5）这种接线运行方便、操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离电气。第三章 厂用电系统第一节 厂用电基本接线形式发电厂在启动、运转、停运、检修过程中，有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤、碎煤、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，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

46、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。一般凝汽式电厂的厂用电率为58。降低厂用电率可以降低电能成本，同时相应增大了对系统的供电量。1. 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。根据电动机的容量需要，有的电厂厂用电采用6KV和400V两个电压等级；有的电厂厂用电采用10KV、3KV与380V（或称10.5KV、3.15KV与400V）三个电压等级。后者的配电原则是2000KW及以上的电动机采用10KV电压供电，2002000KW的电动机由3KV电压供电，200KW以

47、下的电动机采用400V电压供电。原则上，前者可使厂用电系统简化、设备减少，但许多2000KW以上的大容量电动机接在6.3KV母线上，也会带来设备选择和运行方面的问题。如：厂用电负荷中最大的6850KW引风机的起动就要考虑许多因素。为了提高热力系统的循环效率，许多电厂的给水泵都采用汽动给水泵，此时只配一台30容量的电动给水泵作为启动和备用；但也有全部采用电动给水泵的。究竟是否全部采用电动给水泵，对厂用电系统的接线、电压等级、厂用变压器容量的选择等都有影响。1.1 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，是保证机组正常运行最基本的电源，要求供电可靠，而且要满足整套机炉

48、的全部厂用负荷要求，并可能还要承担部分公用负荷。660MW等级机组都采用发电机变压器组单元接线，并采用分相封闭母线。机组厂用电源从发电机出口断路器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。发电机出口装设断路器的接线方式下，主变、高厂变、高公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及发电机出口断路器，并停机。在发电机处于停机、系统处于停运状态时，不能对厂用负荷供电。这就说明，需要另外设置独立可靠的停机用的电源。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。低压380V厂用、公用

49、工作电源，由6KV厂用通过低压厂用变压器引接。1.2 厂用备用电源与停机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。停机电源一般是指机组在停运过程中，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，保证机组的安全停运。660MW机组的厂用备用电源，一般采用停机电源兼备用电源的方式设置，而且一般都从系统经停机备用变压器引接，从110KV系统引接具有很高的可靠性。这种由停机兼备用的电源变压器，从备用的角度看是一种明备用（另一种是暗备用），平时不接通高压厂用母线及高

50、压公用母线，不带机组负荷，当工作电源故障断开时，由厂用电快切装置自动进行切换接通，代替故障的工作电源，承担全部厂用负荷。停机备用变压器平时是否处于运行工况，要看其平时是否带公用负荷。如果全厂的公用负荷由各机组的变压器分担，停机备用变压器平时不带公用负荷，则停机备用变压器平时不投入，一次侧断开，可省去空载损耗，其容量也可减小；但工作变压器容量稍有增大，故障时动作的断路器较多，可靠性略有降低。另一种方式是：停机备用变压器平时带有较多的公用负荷，容量较大，而工作变压器的容量相应减小，停机备用变压器替代工作电源时，动作的断路器较少，可靠性有所提高，但停机备用变压器将长期带电，使损耗增加。对660MW等

51、级机组，一般每两台机组设一套公用的停机备用变压器。对于低压400V的备用电源，与低压工作电源的引接相似，也从高压厂用母线（亦称中压厂用母线）经低压变压器引接，但低压工作电源与备用电源取自高压厂用母线的不同分段上，从备用的角度看是一种暗备用。1.3 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。对660MW等级机组单元厂用备用电源（停备变），通常接于110KV系统，供电的可靠性已相当高，但仍需设置后备的备用电源，即事故保安电源。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

52、一种独立而十分可靠的保安电源。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：润滑油泵、氢密封油泵、直流事故照明等。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l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1015s之内向保安负荷供电。一般每台660MW等级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。当一个发电厂有两个以上单元机组时

53、，各个单元机组的柴油发电机保安母线之间也可设置联络线，以保证互为备用。（3）外接电源。当发电厂附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。1.4 交流不停电电源（UPS）交流不停电电源UPS（Uninterruptible Power System）一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。正常情况下工作电源来自400V事故保安电源，特殊情况下由直流220V系统逆变为交流220V，继续供电。2. 660MW等级机组厂用电基

54、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、灵活方便等要求。660MW等级机组通常都为一机一炉单元式设置，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，各台机组单元（包括机、炉、电）的厂用系统必须是独立的，而且采用多段（两段或四段）单母线供电。2.1 高压厂用电系统基本接线高压厂用电系统，是指高厂变和停备变以下310KV电压等级的厂用电系统。660MW等级机组单元高压厂用电系统的接线，与采用的电压等级、高厂变的型式和台数、停备变的型式和台数、停备变平时是否

55、带公用负荷等因素有关。国内660MW等级机组电厂的高压厂用系统接线，基本上可分如下两种：第一种接线，如图31，高压厂用电采用6KV一个电压等级，设置一台高压厂用三相三绕组（或分裂中压绕组）的工作变压器、两台三相双绕组停备变，停备变平时带公用负荷。这种厂用电接线的主要特点是：（1）机组单元（机、炉、电）厂用负荷由两段高压厂用母线（1A和1B）分担，正常运行由高厂变供电，有双套或更多套设备的，可均匀地分接在两段母线上，以提高可靠性。高厂变不带公用负荷，故其容量较小。（2）公用负荷由两段厂用公用母线（C1和C2）分担。正常运行时，两台停备变各带一段公用母线（亦称公用段），两段公用母线分开运行。由于该

56、厂的停备变经常带公用负荷，故也称其为“公备变”。（3）当一台停备变停役或由于其他设备有异常使一台停备变不能运行时，可由另一台停备变带两段公用母线。因此，对公用负荷而言，两台停备变是互为备用的电源。在这种接线方式中，三相三绕组（或分裂绕组）工作变压器也可用两台三相双绕组工作变压器所代替，但需作技术经济比较。第二种接线，如图32，每个机组单元设置两台三绕组或分裂绕组的工作变压器，每两台机组设公用的两台三绕组或分裂绕组变压器作停机兼备用变压器。这种接线的特点是：工作电源经两台三绕组或分裂中压绕组变压器，分接至四段高压厂用母线，既带机组单元负荷，又带公用负荷。停备变平时不带负荷。这种高压厂用电系统接线

57、形式，既可用于采用6KV一个电压等级的接线，也可用于采用10.5KV和3.15KV两个电压等级的高压厂用电系统接线。第三种接线，如图3-3，每个机组单元设置一台高压厂用变压器、一台高压公用变压器，每两台机机组设一台双绕组停机/备用变压器。这种接线的特点是：每台机组的厂用负荷由一台高压厂用变压器、一半全厂的公用负荷由高压公用变压器带，既带机组单元负荷，又带公用负荷，正常运行时停机/备用变压器不带负荷。2.2 380V厂用电系统基本接线660MW机组单元低压厂用电系统，其工作电源和备用电源都从高压厂用母线上引接。400V（或380V）低压厂用电系统，通常在一个单元中设有若干个动力中心（简称PC）和

58、由PC供电的若干个电动机（马达）控制中心（简称MCC）。一般容量在75200KW之间的电动机和150650KW之间的静态负荷接于动力中心（PC），容量小于75KW的电动机和小功率加热器等杂散负荷接于电动机控制中心（MCC）。从电动机控制中心又可接出至车间就地配电屏（PDP），供本车间小容量杂散负荷。380V各动力中心成对设计，如汽机PC、锅炉PC、除灰PC、化学水处理PC等，基本接线为单母线分段。每一个380V的PC单元设两段母线，每段母线通过一台低压厂用变压器供电，两台变压器的高压侧分别接至厂用高压母线的不同分段上或两台机公用高压母线上。两段低压母线之间设一联络断路器。工作电源与备用电源之间

59、的关系，采用暗备用方式，即两台低压厂用变压器（简称低厂变）互为备用，一台低厂变故障或其他原因停运时，另一台低厂变能满足同时带两段母线的负荷运行的要求。也就是说，一台低厂变退出工作后，可合上两段母线的联络断路器，由另一台低厂变带两段母线的负荷。但在正常运行时，一般两台低厂变是不能并联工作的，即不可合上联络断路器，因为PC的所有设备的短路容量均按一台低厂变提供的短路电流选择的。2.3 380V保安电源基本接线对于在失去正常厂用电的事故中，会危及机组主、辅机安全，造成永久性损坏的负荷，即机组的保安负荷，由专门设置的保安电动机控制中心（MCC）或保安动力中心（PC）对其集中供电。每台660MW等级机组

60、设置一台柴油发电机作为交流保安负荷的备用电源（也称交流保安电源）。660MW机组单元一般设置有汽轮机保安MCC和锅炉保安MCC，也有只设一段母线的保安MCC，基本接线如图34所示。图（a）中保安PC每段有二个电源。正常运行时，每段保安PC由机组单元低压厂用动力中心供电。当保安PC失电时，柴油发电机自动投入，一般15s内可向失电的保安PC恢复供电。图（b）中保安段母线有三路电源，即机组单元厂用PC、公用PC、柴油发电机。正常运行时，由机组单元厂用PC供电；当保安MCC母线失电时，自动切换至公用PC供电，同时启动柴油发电机。如果柴油发电机电压已达到额定值（约经10s），而保安MCC母线仍然为低电压