华电发电厂电气部分第8讲.ppt

发电厂电气部分（32学时）,第八讲主讲：刘君E-mail:liujunlishuTel:80798449,第五章厂用电接线及设计(1),基本要求：1、厂用电率2、厂用电接线的设计原则厂用电源的引入厂用电压等级的设置厂用电系统的接线形式,问题：,火电厂的厂用机械负荷主要有哪些？厂用电系统的供电电源？电压等级？接线形式？,影响厂用电的因素：电厂类型机械化和自动化程度燃料种类及燃烧方式蒸汽参数。,一、厂用电与厂用电率,-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、厂用电与厂用电率,定义：厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。凝汽式火电厂：5%8%热电厂：8%10%水电厂：0.5%1.0%,厂用电率是发电厂主要的运行经济指标之一。,厂用电耗电量（kWh）,同一时期发电厂总发电量（kWh）,二、发电厂/变电站的主要厂用机械,1、火电厂（1）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。（2）汽机负荷：凝结水泵、循环水泵、给水泵（3）电气及公共负荷：变压器冷却通风机、空压机、水泵等（4）事故保安负荷：盘车电动机、顶轴油泵、交流润滑油泵（5）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。（6）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。,二、发电厂/变电站的主要厂用机械,3、变电所大型变电所：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、变压器检修间、采暖通风等。当采用压缩空气断路器或气动操作机构时，有空气压缩机；当装有同步调相机时，还有调相机的空气冷却器和润滑系统的油泵和水泵等。（一般为200700KVA）中小型变电所：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。（一般只有20KVA左右）,二、发电厂/变电站的主要厂用机械,三、厂用负荷的分类,I类厂用负荷,II类厂用负荷,III类厂用负荷,事故保安负荷,不间断供电负荷或0I类负荷,短时停电将造成主辅设备损坏、危及人身安全、主机停运、影响大量出力。,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。,较长时间停电不会直接影响生产，仅会造成生产上的不方便。,单机在200MW及以上的大容量电厂中，要求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、重要自动控制失灵或危及人身安全。,机组运行、正常或事故停机过程中甚至停机后的一段时间内需连续供电并具有恒频恒压特性的负荷。,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：,I类厂用负荷：火电厂：给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机等水电厂：调速器、压油泵、润滑油泵等,措施：1）设两套设备或多套设备；2）分别接到有两独立电源供电的母线上；3）电动机全部自启动；4）电源自动投入。,备注：措施2）接有I类负荷的高低压厂用母线，应有两个独立电源，即设置工作电源和备用电源。,三、厂用负荷的分类,II类厂用负荷：火电厂的工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤设备、化学水处理设备等；水电厂的绝大部分厂用电动机负荷。措施：1）接到有两个独立电源供电的母线上；2）手动切换；3）有条件时参加自启动。,III类厂用负荷：实验室、中央修配厂、油处理室等负荷措施：由一个电源供电。（大型电厂也采用两路电源供电）,三、厂用负荷的分类,不间断供电负荷（0I类负荷）计算机实时监控系统措施：不停电电源（UPS）供电,事故保安负荷：直流保安负荷（0II）：发电机组的直流润滑油泵、事故氢密封油泵、继电保护和自动装置、信号设备、控制设备等。-由蓄电池组或整流装置供电。交流保安负荷（0III）：200MW及以上机组的盘车电动机、交流润滑油泵、交流密封油泵、消防水泵。-正常运行时由交流厂用电源供电；失去厂用工作电源和备用电源时由交流保安电源供电：、柴油发电机组、燃汽轮机组或有可靠外部独立电源,三、厂用负荷的分类,按重要性：分为五类；按运行方式：有无联锁要求：为了在生产工艺流程遭到破坏时保证人身和设备的安全，在互相有紧密联系的厂用辅机之间建立联锁关系。如制粉系统辅机的启动顺序为：排粉机磨煤机给粉机是否易于过负荷：如引风机、排粉机、磨煤机、给煤机、给粉机、输煤皮带、灰浆泵等按控制地点：集中、就地,经常使用-除检修和事故外每天都投入使用的设备不经常使用-检修、事故、机炉启停期间使用的设备,连续-每次使用连续带负荷在2h以上短时-每次使用连续带负荷运行在10120min断续-每个工作周期不超过10min,三、厂用负荷的分类,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,1、对厂用电接线的要求供电可靠，运行灵活。配备可靠的工作电源、备用/启动电源，供电电源与系统联系紧密；接线方式合理，操作简单；配备完善的继电保护和自动装置，备用电源短时投入；正确选择厂用电动机等设备。各机组（特别是200MW及以上）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。充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用系统的运行方式，尽量便于过渡且少改变接线和更换设备。,2、厂用电接线的设计原则接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使主机安全运转；接线应能灵活适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；厂用电源的对应供电性：发电机供给各自的炉、机和主变的厂用负荷适当注意接线的经济性和发展的可能性，积极并慎重采用新技术、新设备，使接线既有可行性有优先进性。应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接、厂用电接线形式等问题进行分析和论证。,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,3、厂用电供电电压等级的确定-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。高压厂用电压一般采用3KV、6KV、10KV，在满足技术要求的前提下优先选择较低的电压，以获得较高的经济效益。200MW及以上机组，主厂房内的低压厂用系统应采用动力与照明分开供电的方式，动力网电压宜用380V，也可采用660V；照明网络采用220V。一般按照发电机的容量和电压决定高压厂用电压，按厂用电压划分电动机容量范围。,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,厂用电供电电压等级的确定,火力发电厂单机容量PN300MW（600MW）：6kV+380/220V（哈三发、石洞口二厂）或10KV+3KV+380/220V（平圩、北仑港）单机容量PN=1000MW：方案1:6KV+380/220V方案2:10KV+6KV+380/220V方案3：10KV+3KV+380/220V方案4：10KV+380/220V,厂用电供电电压等级的确定,水电厂：380/220V或380/220V+坝区变压器6kV或10kV变电所：0.4KV,电动机的电压与容量的关系,小于75kW的电动机电压必为380/220V；介于75kW至200kW的电动机电压可能是380/220V或3kV；介于200kW至300kW的电动机电压可能是380/220V、3kV、6kV或10kV；大于300kW的电动机电压可能是3、6或10kV。,大容量电动机应选择高压还是低压,电动机的电压越高，绝缘越要加强，尺寸越大，价格越贵；电压越高，空载和负荷损耗越大，效率越低；电压越高，配电装置的价格越贵；-优先采用较低电压等级的电动机同容量的电动机，额定电压越高，额定电流越小，供电电缆的截面越小，有色金属消耗越少；电压越高网络线损越小，传输越经济；增加低压电动机数量导致增加低压厂用变压器的容量和台数，采用高压电动机可减少低压厂用变的容量和台数，对高压厂用变的影响不大。-优先采用较高电压等级的电动机结论：大容量电动机采用低压时一般不经济，选哪种电压一般由发电机的额定容量、电压决定。,按厂用电压划分电动机容量范围,厂用电压为3KV时，100KW以上的电动机一般采用3KV，100KW以下的一般采用380V。厂用电压为6KV时，200KW以上的电动机一般采用6KV，200KW以下的一般采用380V。600MW机组采用3KV和10KV两级高压厂用电压时，2002000KW的电动机采用3KV，大于2000KW的采用10KV，小于200KW的采用380V；采用6KV一级高压厂用电压时，200KW及以上的电动机采用6KV，200KW及以下的电动机采用380V。,4、厂用电系统中性点接地方式高压厂用电系统中性点不接地：单相接地电容电流10A（二次侧并联电阻，且有与消弧线圈分接头匹配的调节分接头）低压厂用电系统中性点经高电阻接地：600KW机组多采用该方式中性点直接接地,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,5、厂用电源及其引接1）工作电源个数不少于2个，引接方式与主接线有关。,当有发电机电压母线时，高压厂用工作电源由各母线段引接，供给接在该母线段的机组的厂用负荷。,当发电机与主变压器成单元连接时，高压厂用工作电源一般由主变压器低压侧引接，供给该机组的厂用负荷。,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,当兼有发电机电压母线和单元连接机组时，根据上述原则引接各自的高压厂用工作电源。,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,1）工作电源,2）备用电源和启动电源备用电源-工作电源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能供电的情况下为该机组的厂用负荷供电。-200MW及以上大容量机组的发电厂中才设启动电源。启动电源可兼作事故备用电源。高压厂用备用电源的引接：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。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。从联络变的低压绕组引接。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。,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,2）备用电源和启动电源低压厂用备用电源的引接：避免与需要它充当备用电源的低压厂用变压器接在同一段高压母线上；对于200MW及以上的机组，低压厂用备用变宜由经常带电运行的高压厂用启动/备用变压器引接；当发电机电压母线上的馈线不带电抗器时，低压厂用备用变压器可由该母线引接。,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,2）备用电源和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-工作变压器不满载运行。大型火电厂：明备用-专门设有备用变压器。,3）事故保安电源-工作电源和备用电源都消失时为事故保安负荷供电，保证事故状态下能安全停机、事故消除后能及时恢复供电。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、厂用电接线的设计原则和接线形式,6、厂用电接线的基本形式单母分段接线火电厂高压母线：按炉分段低压母线：按炉分段,同一锅炉的负荷、同组汽轮机的负荷接在该段母线上，由对应的发电机供电，2台引风机、送风机等接在同一段，循环水泵、凝结水泵等可接在不同母线上；全厂公用负荷可分别接在各段母线上，当公用负荷大时可设公用母线段；400t/h及以上的锅炉每台设2段高压厂用母线。,厂用电源由相应的高压厂用母线供电,优点：母线故障时事故影响局限在一机一炉；厂用电系统短路电流小；便于运行管理和安排检修。,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,6、厂用电接线的基本形式水电厂中小型水电厂：厂用母线只分为2段，两台厂用变压器以暗备用方式向两段母线供电；大容量水电厂：厂用母线按机组台数分段，由单独厂用变压器供电，设置专用备用变压器，坝区设专用变压器。,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,7、变电站站用电的相关问题小型变电站：一台站用变，从变电站低压母线上引接，二次侧为中性点直接接地的三相四线制；中型变电站：2台站用变，分别接在变电站低压母线的不同分段上，380V站用母线采用自动空气开关进行分段；500kV变电站：设2台或以上站用工作变，有可靠外接电源时一般设1台与站用工作变容量相同的备用变，无可靠外接电源时，设1台自启动的柴油发电机组作为备用。变电站设有备用变压器时，一般均装设电源自动投入装置。站用电源引接方式：变电站主变压器第三绕组站内较低电压母线附近发电厂或变电站的低压母线,四、厂用电接线的设计原则和接线形式,个别供电,成组供电,小结,厂用负荷的分类厂用电率的概念厂用系统的供电电压供电电源的引接方式厂用电接线的基本形式,思考题,1、何谓厂用电率？水、火电厂的厂用电率有何区别？2、发电厂的工作电源、备用电源从何处引入？3、为提高火电厂厂用电系统的可靠性，通常采用哪些措施？4、火电厂有哪些主要的机械设备？厂用母线电压下降时会对生产造成什么影响？,