30. 厂用电系统的组成及各自用途

厂用电系统的概念
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。 厂用电率是发电厂运行的主要经济指标之一。一般 凝汽式发电厂的厂用电率为5%～8%。降低厂用电率可
以降低电能成本，同时相应增大了机组对系统的供电量， 增大电厂效益。
厂用电系统的组成
第二部分
厂用电系统的组成
厂用电系统的组成
厂用电源及其引接方式
厂用电系统的组成
生产高压开关柜的厂家很多，目前新建的大型电厂采用的6kV 高压开关柜(6KV Switchboard)一般有两种,一种是由ABB公司 生产的高压开关柜，另外一种是由上海通用电气（GE公司）生 产的高压开关柜。 ABB公司的产品技术成熟，电气、机械性能优良，安装和运行过程 中很少出现故障； GE公司生产的开关柜常常出现机械方面问题，二次插头接触不牢靠 且很容易烧毁。
厂用电系统的组成
四、事故保安电源
对于大容量的发电机组，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。 大型机组一般都设置事故保安段，一些对机组启动、运行 和停机有重要作用负荷的电源均接到此处。 事故保安段的电源设计有很多种，因各个设计院及电厂实 际情况而异，下面我们给大家展示的是国华台山电厂#2、#3机 组、湖南湘潭电厂#3机组、华能玉环电厂#2、#4机组的保安段 接线图。
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。 一般电厂中都以启动电源兼做备用电源。 根据电动机的容量需要，电厂厂用电基本采用 0.4、3、6、10kV四个电压等级。目前，在新建的电 厂中，基本采用0.4、6kV这两个电压等级。具体配电 原则是：200kW以下的电动机采用400V电压供电， 200kW以上的电动机采用6kV电压供电。
厂用电系统的组成
厂用系统简介：
高压厂用工作变压器高压侧的电源取自主变压器与 发电机出口断路器之间的主封闭母线。这样设计的优点 是：发电机出口装设了断路器，当发电机启动和停机时，只需 断开出口断路器，厂用负荷仍可从系统经主变压器，再经高厂 变供电，不需另外设置电源。 高压厂用工作变压器的低压侧一般为2个分裂绕组，出口 电压等级均为6.3kV，电源经高厂变低压侧共箱母线或小离相 母线送至厂用工作6kV段工作电源进线柜，给厂用工作6kV段提 供工作电源。然后通过干式变压器将高压6kV电源转换成低压 380V电源，给低压厂用工作PC段供电。 保安段电源一般有3路，其中2路来自低压厂用工作 PC段，另外1路电源取自柴油发电机。
厂用电系统的组成
典型的厂用电系统接线图
系统 系统
主变压器 高压厂用工作变压器
启动/备用变压器
发电机出口断路器 厂用6kV母线 厂用6kV母线
Ⅰ
柴油发电机 ～
Ⅱ
发电机
G ～
厂用干式变压器
厂用干式变压器
低压厂用PC母线
保安段
低压厂用PC母线
电动机、MCC
电动机
电动机、MCC
厂用电系统的组成
一次系统简介：
高温高压的蒸汽推动汽轮机转子扇叶以3000转/分 的速度高速旋转，汽轮机转子与发电机转子同轴，发电 机转子也以 3000转/分的速度旋转。将励磁系统产生的直流电 引入转子励磁绕组，产生磁场。定子绕组（也称电枢绕组）不 断的切割磁力线，就在其中感应出电动势来，产生三相交流电。 三相交流电通过主封闭母线经过发电机出口断路器送到主变压 器，经过主变压器升压后，送到电网。 600MW汽轮发电机出口电压等级常见的一般为20kV和24kV两 种，玉环现场为1000MW机组，发电机出口电压为27kV。主变压 器高压侧电压等级常见的有220kV和500kV两种。国内生产 的主变压器一般为单相变压器，也有三相一体的 （如台山现场的主变压器，厂家为常州东芝）。
厂用电系统的组成
以上为典型机组厂用电系统接线图，下面我们将按以下的顺序一一介绍：
1、高压厂用工作6kV段 2、厂用干式变压器 3、低压厂用PC、MCC段 4、事故保安电源 5、交流不停电电源 6、厂用电系统就地设备
厂用电系统的组成
一、高压厂用ຫໍສະໝຸດ Baidu作6kV段
高压厂用工作6kV段电源一般有两路，分别为工作电源和备 用电源：工作电源来自高压厂用工作变压器的低压侧分裂绕组， 备用电源一般来自厂内启动备用变压器的低压侧绕组，两路电源可以互 相切换。正常情况下，由工作电源给高压厂用母线供电，备用电源处于 热备用状态。当工作电源故障断开时，通过快切装置使备用电源开关合 闸，代替故障的工作电源，承担全部厂用负荷。 高压厂用工作6kV段所带负荷一般如下： 1、容量在200kW以上的电动机（如磨煤机、电动给水泵、凝结水泵等）; 2、干式变压器（如汽机变、锅炉变、保安变、电除尘变、照明变等）； 3、一些距离主厂房较远且需要大容量电源的系统（如：输煤系统 6kV电源、脱硫系统6kV电源、循环水泵房6kV电源等）。
二、全厂设置四段保安段，汽机、锅炉的保安段分开，汽机、锅 炉的重要负荷电源均设置到自身的保安段上，典型图如下所示：
柴油发电机 ～
柴油机保安PC 段
汽机保安 A段
汽机保安 B段
锅炉保安 A段
锅炉保安 B段
汽机PC A段母线
汽机PC B段母线
锅炉PC A段母线
锅炉PC B段母线
湖南湘潭电厂#3机组（600MW）保安段接线图
左图中：母联隔离开 关正常运行时总处于 合闸状态，工作电源 进线开关1、工作电 源进线开关2、母联 断路器这三个开关在 任何情况下最多只能 任意同时有两个开关 合闸，即“3取2”。
低压厂用PC段
低压厂用MCC段
厂用电系统的组成
厂用负荷分配原则如下：
为了使厂用电负荷在各段上尽可能的分配均匀，应遵守以下 原则： （1）同一机炉或在生产程序上相互有关的电动机和其他厂用电设备，应 接在同一分段上； （2）若同一机炉的厂用机械有两套，其中一套纯属于备用（如凝泵电 机），为了提高供电可靠性，一般采用交叉供电，即接到不同的母 线段上。 （3）附属设备离主厂房较远，其容量较大时，应采用单独的变压器供电。 为满足供电的可靠性，一般设有两台变压器，其电源分别从不同高 压母线段引接，两台变压器各带一段母线，母线段之间经联络断路 器相互备用。
厂用电系统的组成
两台低厂变是不能并联工作的，即不能合上联络断路器，因为PC的所 有设备的短路容量是均按一台低厂变提供的短路电流选择的。
厂用6kV母线A段 厂用6kV母线B段
厂用干式变压器 A
母联断路器
母联隔离开关
厂用干式变压器 B
工作电源进线开关2
工作电源进线开关1 低压厂用PC A段
低压厂用PC B段
厂用电系统的组成
三、全厂设置一段保安段，保安段电源直接取自厂用6kV盘柜， 典型图如下所示：
柴油发电机
～
保安PC＆MCC 段
保安 A干式变
保安 B干式变
高压厂用工作6kV A 段
高压厂用工作6kV B段
华能玉环电厂#2、#4机组（1000MW）保安段接线图
厂用电系统的组成
事故保安段负荷分配原则如下：
厂用电系统的组成
一、全厂设置两段保安段（A段和B段），汽机、锅炉的一些重要 负荷全部集中接到此处，典型图如下所示：
柴油发电机 ～
保安 A段母线
保安 B段母线
汽机PC A段母线
汽机PC B段母线
锅炉PC A段母线
锅炉PC B段母线
国华台山电厂#2、#3机组（600MW）保安段接线图
厂用电系统的组成
环氧树脂浇注干式 变压器
厂用电系统的组成
三、低压厂用PC、MCC
PC（Power Center），即动力中心，其母线电源取自干式变压器低压 侧。MCC（Moter Control Center），即电动机控制中心，其电源取自 PC段。 低压厂用PC段所带负荷一般如下： 1、功率为75kW～200kW的电动机； 2、MCC（马达控制中心）； 3、隔离变压器； 4、一些就地设备的电源； 低压厂用MCC段所带负荷一般为75kW以下的电动机。 通常在一个厂用电系统中设有若干个动力中心，其基本接线为单母线分段， 每一个400V的PC单元设两段母线，每段母线通过一台低压厂用干式变压器供电，两 台干式变压器的高压侧分别接至厂用高压母线的不同分段上。两段低压母线之间设 一联络断路器。工作电源与备用电源的关系，采用暗备用方式，即两台低厂变互为 备用，一台低厂变故障或其他原因停电时，另一台低厂变能满足同时带两段母线的 负荷的运行要求。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
厂用电系统的组成
600MW机组单元厂用备用电源（启/备变）通常接于220kV
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。 说到蓄电池组，我们必须先从电厂内的直流系统说起。
1、直流系统
直流系统一般分为110V直流系统和220V直流系统。 110V直流系统用于给电厂内的控制设备、继电保护、仪表和信号装置 等提供直流电源。一般机组主厂房部分的直流110V系统均设置2段直流母线， 两段母线之间设联络开关，一段直流母线电源故障的情况下可以切换到另一 段供电。 220V直流系统用于给主厂房内的动力负荷（直流电机）、重要场所的 事故照明（如集控室内）、UPS、热工220V直流柜等提供电源。一般每台机 组均设置1段220V直流母线，为了提高供电的可靠性，一些电厂还 设计成两台机组220V系统间设联络开关，有故障时可互相进行切换。
厂用电系统的组成
强迫风冷（AF）是在变压器绕组下部装有电源为交流220V的风扇，风 扇的启停由干式变压器温控箱自动控制，当绕组温度达到预定高值时 风扇自启动，当绕组温度下降到预定低值时，风扇自停。 一般干式变压器温度设定值如下： 100℃---冷却风扇启动 80℃----冷却风扇停止 130℃---高温报警 150℃---变压器高温跳闸 干式变压器的接线组别一般为D，y11，即高压侧采用△接法，低压侧采用Y接， 低压侧引出的中性线的接地方式主要有两种，即：中性点直接接地方式和中性点经高 电阻接地方式。 目前，生产干式变压器的厂家很多，如广东顺特、山东金曼克、山东鲁能、许 继变压器有限公司等。
GE公司的VB1型真空断路器、FC开关柜
二、厂用干式变压器（dry transformer）
厂用电系统的组成
所谓干式变压器，就是用空气作为冷却介质，是相对于湿式变压器来 说的。在电力系统中，一般汽机变、锅炉变、除灰变、除尘变、脱硫变等小容量变 压器都是干式变。干式变的变比为6000V/400V，其高压侧有可调片，改变可调片的 连接方式就可以调节变压器低压侧的电压。 干式变压器的主要用途是将高电压转换成低电压，用于带额定电压为380V的负 载。其高压侧电源取自工作6kV母线，低压侧接380V PC段母线，为其提供工作电源。 目前各个新建大型电厂采用的干式变压器均为环氧树脂浇注干式变压器，这是 因为与其它类型变压器比较，环氧树脂浇注干式变压器有如下优点： 1、整体机械强度好，耐受短路能力强； 2、防潮及耐腐蚀性能好，尤其适合极端恶劣条件下工作； 3、局放小，运行寿命长 ； 4、损耗低，过负荷能力强； 5、可以立即从备用状态投入运行而无须预热去潮。 干式变压器的冷却方式有空气自冷（AN）和强迫风冷（AF）两种，
在保安电源上所带的负荷主要有以下几类： （1）在机组正常运行或停机中，防止设备损坏的机炉负荷， 如：大型给水泵的辅助油泵、锅炉空气预热器、火焰监视冷却风机等。 （2）发电机在停机过程中和停机后，仍需要运转的设备，如： 汽轮发电机的交流润滑油泵、顶轴油泵、密封油泵、盘车等。 （3）蓄电池的充电设备，如：供给直流220V的动力、控制电源 充电的硅整流器。 （4）与本机组有关的运行设备，如：事故照明、重要设备的通 风机等。 （5）按机炉保护的要求，供给热控的负荷，如：热控自动 控制电源、交流不停电（UPS）的备用电源。
提 纲
一、厂用电系统的概念
二、厂用电系统的组成
厂用电系统的组成及各自用途
第一部分
厂用电系统的概念
厂用电系统的概念
发电厂在启动、运转、停机、检修过程 中，有大量用电动机拖动的机械设备，用以 保证机组本身的主要设备和输煤、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、通风等用电设备 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、燃料种类及燃烧方式、蒸汽参数 等因素有关。