一般发电厂厂用电保护配置与整定

一般发电厂厂用电保护配置与整定第一页，共48页。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。第二页，共48页。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）电源自动投入第三页，共48页。2、II类厂用负荷： 允许短时停电，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第四页，共48页。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。第五页，共48页。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”类负荷第六页，共48页。5、事故保安负荷： 在发生全厂停电或单元机组失去厂用电时，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。第七页，共48页。三、厂用电接线的设计原则和接线形式

1、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。

第八页，共48页。火力发电厂单机容量PN<60MW，发电机电压UN=10.5KV：

3KV和380/220V

单机容量PN（100~300MW）：

6KV和380/220V

单机容量PN>300MW：

10KV、3KV、380/220V水电厂：0.4KV变电所：0.4KV

第九页，共48页。2、厂用供电电源及其引接供电电源：工作电源、备用电源，单机容量在200MW及以上的发电厂还应考虑设置启动电源和事故保安电源。

第十页，共48页。工作电源第十一页，共48页。备用电源和启动电源（1）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：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。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。

第十二页，共48页。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）

第十三页，共48页。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，也可采用动力与照明公用的三相四线制中性点直接接地方式。第十四页，共48页。五、厂用电接线的基本形式

单母分段接线，按炉分段第十五页，共48页。接线形式1第十六页，共48页。接线形式二第十七页，共48页。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第十八页，共48页。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第十九页，共48页。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第二十页，共48页。四、低压厂用变压器保护纵联差动过电流速断瓦斯保护过电流单相接地短路保护单相接地温度保护第二十一页，共48页。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

第二十二页，共48页。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第二十三页，共48页。七、厂用线路保护3kV－10kV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第二十四页，共48页。八、柴油发电机保护过电流纵联差动单相接地保护第二十五页，共48页。短路电流计算一、一般概念1、平均额定电压第二十六页，共48页。常用各个电压等级的平均额定电压Un(kV)361035110220330500Uav(kV)3.156.310.537115230345525第二十七页，共48页。2.高压电网只计及电抗典型线路Π型等值电路故障分析线路等值模型（高压电网）故障分析线路等值模型（低压部分）第二十八页，共48页。短路回路总阻抗包括电阻和电抗，考虑简化计算和允许误差，当在高压电网才计算电阻，一般都不计算电阻；通常只有在1kV以下低压系统才计算电阻第二十九页，共48页。GT-1T-2LK(3)30MVA10.5kVX=0.26E=11kV31.5MVA10.5/121UK%=10.580kmX=0.4Ω/km15MVA110/6.6UK%=10.56kV0.3kAxT%=52.5kmX=0.08Ω/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第三十页，共48页。取SB

＝100MVA，各段的基准电压和基准电流分别为：

第三十一页，共48页。各元件标么值如下：第三十二页，共48页。第三十三页，共48页。2、运算曲线和运算曲线数字表它是采集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

第三十四页，共48页。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4－5，厂用网络电抗变换公式见表6－6。第三十五页，共48页。三、三相短路电流周期分量计算第三十六页，共48页。第三十七页，共48页。三、不对称短路电流计算

第三十八页，共48页。正序电流Id1（n）各种短路形式的正序短路电流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：

第三十九页，共48页。

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)第四十页，共48页。

合成电流： 短路点合成电流按下式计算：第四十一页，共48页。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：第四十二页，共48页。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第四十三页，共48页。b、三相短路电流周期分量的计算第四十四页，共48页。五、短路电流计算的过程

1、计算网络中各元件的电抗标么值

2、网络变换

3、求得短路到各个电源的计算电抗