第五章 主要内容: ? 厂用电接线及设计 厂用电率、厂用负荷分类 ? 厂用电系统的供电电源、电压等级和接线形式 厂用变压器的选择和厂用电动机的自启动 ? ? 厂用电概念: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。 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。 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臵的油泵、 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。 二、厂用负荷的分类 根据厂用负荷在电厂运行中起的作用、供电中断对人身设备及生产造成的 影响程度而分为五类: 1、I类厂用负荷:短时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。 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。 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:较长时间停电,不会直接影响生产,仅造成生产上不方 便的厂用负荷。 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、事故保安负荷:在200MW及以上的大容量电厂中,在事故停机 过程中及停机后的一段时间内,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。 直流保安负荷:发电机组的直流润滑油泵、事故氢密封油泵。 交流保安负荷:盘车电动机、交流润滑油泵、交流密封油泵、 消防水泵。 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。 5、不间断供电负荷:在正常运行期间,以及正常或事故停机过程 中,甚至在停机后的一段时间内,需要连续供电并具有恒频恒 压特性的负荷。 如:实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装臵等。 措施:由蓄电池供电的电动发电机组、配备数控的静态逆变装臵 三、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。 厂用电率是发电厂主要的运行经济指标之一。 火电厂: 5% ~ 8% 热电厂: 8% ~ 13% 水电厂: 0.5% ~ 1% 四、厂用电接线的基本要求 ★ 各机组特别是200MW及以上大型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单,启动(备用)电源能在短时 内投入。 ★充分考虑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,尽量便于过渡且少改 变接线和更换设备。 ★200MW及以上机组应设臵足够容量的交流事故保安电源。设计符 合电能质量指标的交流不间断电源。 五、厂用电的电压等级 --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。 为简化厂用接线,运行维护方便,发电厂和变电站中,厂用低 压采用400V,厂用高压有3kV、6kV、10kV等。 按发电机容量、电压决定高压厂用电压: 火力发电厂 单机容量PN <60MW,发电机电压UN=10.5kV: 3kV和380V 单机容量PN(100~300MW): 6kV和380V 单机容量PN(600MW): (10kV 3kV)(6kV)和380V 单机容量PN(1000MW):(10kV)(6kV)(10kV 3kV)(10kV 6kV) 和380V 水电厂:0.4kV 变电所:0.4kV ? ? ? 300MW机组: 6kV和400V 200kW以上的电动机:6kV 200kW以下的电动机:400V 600MW有两种方案: (1)6kV和400V(哈尔滨第三电厂和石洞口二厂) 200kW以上的电动机:6kV 200kW以下的电动机:400V (2)10kV、3kV和400V(平圩、北仑港) 2000kW以上的电动机: 10kV 200~2000kW的电动机:3kV 200kW以下的: 400V 六、厂用电源及其引接 1、工作电源。保证正常运行的基本电源 ? 不少于两个,既可从发电机取得电源,又可从系统取得电源 ? 引接方式:从发电机电压母线上引、从主变低压侧引 ? 厂用分支上的断路器设臵 ? 低压400V从厂用高压母线通过厂用低压变压器引接 2、备用电源和启动电源 备用电源:工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源 启动电源:机组在启动或停运过程中,工作电源不可能供电的 情况下为该机组的厂用负荷供电。 ? 单机容量在200MW及以上的发电厂,考虑设臵启动电源,且启 动电源兼作备用电源,统称启动(备用)电源。 ? 备用电源的引接应保证其独立性,且有足够的供电容量: 引接方式: (1)从发电机电压母线的不同分段上, 通过厂用备用变压器引 (2)从发电厂联络变的低压绕组引接。 (3)从与系统联系紧密、供电可靠的最低一级电压母线引接。 (4)由外网引接专用线路,通过变压器取得独立的备用或启动 电源。 ? 备用方式: (1)明备用,有专用备用变压器(或线路),用于大型电厂 (2)暗备用,没有专用设备,变压器不满载,用于中小型水电 厂和降压变电站 3、事故保安电源 ? 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:独立 可靠 快速自启动的柴油发电机组 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) 4、厂用电接线的基本形式 单母分段接线,按炉分段 ? 高压厂用母线按锅炉台数分成若干独立段,凡属同一台锅炉的 负荷和与锅炉同组的汽机负荷,均接在同一段母线上。 ? 全厂公用负荷均分在各段母线上,公用负荷较大可设公用母线 ? 对于400t/h及以上的大型锅炉,每台锅炉设两段高压厂用母线 ? 低压厂用母线也按炉分段。 特点: (1)若某段母线故障,只影响一台锅炉运行,使事故影响范围局 限在一机一炉 (2)厂用电系统发生短路时,短路电流较小,有利于电气设备的 选择 (3)便于运行管理和安排检修。 不同类型发电厂的厂用电接线 1、300MW机组高压厂用电接线 2、600MW机组高压厂用电接线 3、水电厂厂用电接线 4、变电站站用电接线 三、厂用变压器的选择 1、额定电压 厂用变压器