厂用电系统

4.直流系统
概述
✓ 发电厂的直流系统，主要用于对开关电器的远距离操作 、信号设备、继电保护、自动装置及其他一些重要的直 流负荷(如事故油泵、事故照明和不停电电源)的供电。
✓ 在大型发电厂直流系统中采用蓄电池组作为直流电源。 ✓ 大型发电厂中设有多个彼此独立的直流系统。 ✓ 一般每台发电机组设置两套110V直流电源系统。 ✓ 每台机组另设一套220V直流系统，该系统特点是，平时
2.低压厂用变压器的运行
干式变压器的优点
❖ 优点： （1）结构简化，省去了一般变压器油和油
箱。 （2）维护比较简单，省去了变压器的加装
和处理，一般故障比较直观，容易发现和 查找。 （3）安装和运输方便，省去了充油和处理 的过程，减轻了运输负担。 （4）防火性能好。
干式变压器的缺点
❖ 缺点： （1）要求安装地点必须是室内，应具有 良好的防雨、防潮、防尘和通风的环境。 （2）要求具有良好的防护措施，设围栏 和顶罩，以防止触电和变压器上落物影响 其安全运行。 （3）容量不能太大，否则需加装强迫冷 却的风扇。
柴油发电机具有的功能
➢ 自启动功能 ➢ 带负荷稳定运行功能 ➢ 自动调节功能 ➢ 自动控制功能 ➢ 模拟试验功能 ➢ 并列运行功能
柴油发电机信号
按装设地点分，分为就地盘上信号和DCS 信号；按故障性质分，分为预告信号和事 故信号。预告信号作用于光字牌和电铃， 事故信号作用于光字牌和蜂鸣器。 以下保护发预告信号并引入DCS系统 冷却水温低、冷却水位低、电池电压低、 充电器故障、燃料液位低、机油压力低、 发动机高温预警、机组不在自动状态
❖ 第二类负荷：可以短时停用，虽然影响锅 炉、汽轮机的出力，但在短时间内能够恢 复生产的电动机：如灰浆泵、输煤皮带等， 它也有两套电动机，由两个独立的电源供 电，当一个电源失电时，另一个电源迅速 手动进行切换，使其恢复供电。
❖ 第三类负荷：停电与锅炉、汽轮机的出力 没有直接关系，如：修配、化验、电焊等， 这类负荷一般由单电源供电。
交流输入电压范围：380±20% V
直流输出电压范围：180 ~ 320V连续无级可调
直流系统设备规范
系统 项目 蓄电池容量 蓄电池个数 单体电池额定电压 单体电池浮充电电压 单体电池均衡充电电压 单体电池放电终止电压
220V直流
2000Ah 105个
2V 2.23V 2.33V 1.85V
110V直流
厂用电系统
XYKONG
1.厂用电系统接线
火力发电厂的厂用负荷
❖ 火力发电厂的厂用负荷主要是电动 机所带的机械，作为锅炉汽轮机的 辅机部分。根据厂用机械在发电厂 生产过程中的作用，以及供电中断 对人身、设备的影响，厂用电动机 可分为三类：
❖ 第一类负荷：短时的停用可能影响人身和 设备的安全，使锅炉、汽轮机的出力减少。 其中，高压设备有：引风机、送风机、一 次风机、给水泵、凝结水泵等；低压设备 有：闭式水泵、抗燃油泵、发电机定子冷 却水泵等。 对第一类厂用负荷应有两套 电动机，必须保证自启动，并由两个独立 的电源供电。
运行负荷很小，而机组事故时负荷很大。 ✓ 两套110V直流系统和一套220V直流系统均采用单母线、
两线制、不接地系统。每套直流系统均设有相应电压的 一组铅酸蓄电池、一套充电器。
充电电源
✓目前，在国内市场上应用的充电电源主要有旋转直流充电机、晶 闸管整流器和高频开关充电电源等三类，其中前二者推广应用的时 间已久，仍存在许多不足之处，如体积庞大、笨重、效率低、可靠 性差、系统纹波电压大、不便于计算机监控等。 ✓高频开关技术是采用高频功率半导体器件和脉宽调制（PWM）技术 的新型功率变换技术。由于工作频率高，电路中滤波电感及电容的 体积可大大缩小；同时，高频变压器取代了工频变压器，则变压器 的体积减小、重量降低；另外,由于开关管高频工作，功率损耗小， 因而开关电源效率高。 ✓将高频开关技术应用于充电电源，不但有利于充电电源的小型化 和高效化，而且易于产生极性相反的高频脉冲电流，从而实现蓄电 池脉冲快速充电。 ✓充电装置参数：
6kV厂用电系统接线及运行方式
(以华润电厂为例)
400V厂用电系统接线及运行方式
(以华润常熟电厂为例)
❖ 400V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)和由PC供电 的若干个电动机控制中心(简称MCC)。
❖ 400V各动力中心，如汽轮机PC、锅炉PC、 输煤PC、化学补给水PC等，基本接线为单 母线分段 。
以下保护发事故信号并引入DCS系统 过电流保护(反时限、定时限) 差动保护 过电压保护失磁保护 超速保护 机油压力低保护 发动机温度过高 自启动失败
启动前的检查和维护
❖ 启动前检查 1 机组的运行方式选择开关应在“自动”位置。 2 检查燃油充足(应至少有6小时的燃油量)。 3 检查柴油机机油和冷却液已加至高位。 4 检查所有软管无损坏和松脱现象。 5 检查系统无跑、冒、滴、漏现象。 6 检查附属系统在正常热备用状态。 7 检查冷却水预热投停正常。 8 检查启动和控制用蓄电池电压正常，自动充电正常。
1500Ah 52×2个
2V 2.23V 2.33V 1.8V
蓄电池的充电方式
蓄电池组的运行方有两种：充放电方式与浮充电方式 。发电厂中的蓄电池组普遍采用浮充电方式运行。
蓄电池组浮充电方式：充电器经常与蓄电池组并列运 行，充电器除供给经常性直流负荷外，还以较小的电 流——浮充电电流向蓄电池组进行浮充电，以补偿蓄 电池的自放电损耗，使蓄电池经常处于完全充足电的 状态。出现短时大负荷时，例如当断路器合闸、许多 断路器同时跳闸、直流电动机、直流事故照明等，则 主要由蓄电池组以大电流放电来供电的，而充电器一 般只能提供略大于其额定输出的电流值(由其自身的 限流特性决定)。在充电器的交流电源消失时，充电 器便停止工作，所有直流负荷完全由蓄电池组供电。
干式变压器的结构
❖ 绕组：高低压绕组均采用箔式结构铜绕组 ❖ 铁心：采用优质晶粒取向冷轧硅钢片 ❖ 温度测量：是利用预埋在绕组和铁芯中的
热电阻来实现的 ❖ 变压器带本体小车，需要时打开门即可拉
出变压器 。 ❖ 变压器顶部设置专用的风道,并在外壳上留
有引出风口。
干式变压器的结构
干式变的主要参数
❖ 电压等级： 6.3KV ❖ 最高工作电压： 7.2 KV ❖ 额定电压变比： 6.3KV±2×2.5%/0.4KV ❖ 额定频率： 50 Hz ❖ 联接组标号： D, Yn-11 ❖ 冷却方式： 自然风冷 ❖ 绝缘等级：高压侧F级，低压侧F级
运行中的检查和维护
❖ 运行中检查： 1 机组的运转声音和振动应正常； 2 发电机的出口电压、电流、频率、有功功率、无功功
率、励磁电压、励磁电流不超额定值。 3 发动机的温度、各个轴承温度、各处润滑油温度及机
组冷却水温度均正常。 4 燃油箱的油位、冷却水水位不低。 5 机油压力不低。 6 无异味、异常报警。
❖ 备用电源应具有独立性和足够的供电容量， 且与电力系统联系紧密。我厂停机备用变 是从常电公司220KV升压站引接的，具有 很高的可靠性。
❖ 低压400V的备用电源，一种方式是从不同 段的高压厂用母线经低压变压器引接，一 种方式是通过联络开关从另一低压母线引 接。
典型的厂用备用电源的引接方式
明备用与暗备用
保安系统正常运行方式
一段PC母线失电时
机组厂用电失去时
工作电源电压恢复时操作
柴油发电机
江苏泰州生产的柴油发电机组
柴油发电机设备规范
❖ 型式 发动机：固定型,封闭冷却,高转速,废气涡轮增压型柴 油机 发电机：三相同步发电机
❖ 设备参数 额定容量：1000KW 额定电压：400V 频率：50Hz 功率因数：0.8 中性点接地方式：直接接地 排烟温度：542℃ 额定工况时效率：≥96% 电压波动率：≤±0.4% 频率波动率：≤0.5%
❖ 200kW以下的电动机采用低压。75～200kW的电 动机接在PC段上，75kW以下的电动机接在MCC 段上。
PC与MCC关系图
对厂用电接线的基本要求
❖ 对厂用电接线的基本要求是：可靠、灵活、 经济、检修及运行操作方便。厂用电系统 应具有高度的供电可靠性和灵活性。无论 在机组起动、正常运行、正常停机和事故 停机时，或在电力系统的某些部分(线路、 变电所)发生短路的过渡状态下， 或是由 于机组热机部分缺陷造成机组解列，以及 当电力系统频率与电压波动的情况下，均 能可靠地向需要运行的厂用设备供电。
浮充电运行方式
充放电运行方式
试验
铅酸蓄电池的基本知识
目前电厂中普遍采用固定式铅酸蓄电池。铅酸蓄电池主要组 成部分为正极板、负极板、电解液和容器。 ➢ 铅酸蓄电池正极板一般做成玻璃丝管式结构，玻璃丝管内部 充填有多孔性的有效物质，通常为褐色的二氧化铅(PbO2)。 ➢ 铅酸蓄电池负极板为涂膏式结构，即将铅粉用稀硫酸及少量 的硫酸钡、松香等调制成糊状混合物，填在铅质(或铅合金)栅 格骨架上。负极的有效物为灰色的铅棉(海绵状铅Pb)。 ➢ 铅酸蓄电池正负极浸没于电解液中，。电解液是由纯硫酸 (H2SO4)和蒸馏水配制面成的稀硫酸。电解液密度的高低，影 响着蓄电池容量的大小，电解液密度过小，产生的离子少， 蓄电池的内阻相加大，使放电时消耗的电能加大，容量减小 。电解液密度愈大，蓄电容量愈大，但如果电解液密度过高 ，蓄电池的极板受腐蚀和隔离物损坏也就愈快，缩短了蓄电 池的寿命。
保安动力中心接线图
厂用电率
❖ 厂用电率整体反映发电厂厂用电设备经济运行的 水平，它是火电厂的主要技术经济指标之一。凝 汽式电厂，只对外供电，不对外供热，所以厂用 电率就是发电厂用电率，也就是发电厂生产电能 过程中消耗的电量（即厂用电量）与发电量的比 率。用下式计算： e=Ep/E×100%
❖ 一 期 厂 用 电 率 计 算 值 为 7.09%（ 已 包 括 脱 硫 负 荷）。二期厂用电率计算值为6.13%（已包括脱 硫负荷）。
干式变运行中的检查与维护
❖ 变压器外罩前后门应锁紧，严禁运行时 门敞开，严禁运行中触摸变压器本体；
❖ 高低压侧接头无过热，电缆头无漏油、 渗油现象；
❖ 变压器绝缘表面无放电痕迹； ❖ 变压器外罩上的温度计指示不超限； ❖ 变压器内无异味，运行声音正常，室温
正常； ❖ 变压器室内屋顶无漏水的电压等级与电动机的容量直接有关。容 量大电动机宜采用较高的电压， 而厂用电的电 压与采用的电动机电压相匹配。对于大中型机组 的火力发电厂，厂用电系统一般设置两个电压等 级 ： 厂 用 高 压 （ 一 般 为 6KV ） 和 厂 用 低 压 （400V）。
❖ 200kW以上的电动机采用高压。
厂用工作电源
❖ 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 套机炉的全部厂用负荷要求，并可能还要 承担部分共用负荷。
两种典型厂用工作电源的引接方式
厂用备用电源
❖ 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。
柴油发电机组成
❖ 包括以下几个系统： 燃油系统：燃油喷射器,燃油泵,滤网,燃油滤清器 润滑系统：油泵,润滑油冷却器,润滑油滤清器 空气系统：经空气滤清器过滤, 在涡轮增压器中压
缩,送入气缸与雾化后的燃油混合 冷却系统：散热器,离心泵,水管 电气系统：起动电机,蓄电池,充电器 调速系统：自动控制进入发动机的燃油输入量 排气系统：排气管→涡轮增压器→大气
❖ 400V各动力中心，从工作电源与备用电源 之间的关系上分，有明备用和暗备用两种 方式。 （详见附图）
保安动力中心介绍
(以华润常熟电厂为例)
❖ 400V保安系统每台机设2段保安PC，每段 有两个电源。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。每段 保安PC下设3个保安MCC段。
保安电源原理
保安动力中心的组成
❖ 每台机组设置一个保安动力中心。
❖ 保安动力中心由一台柴油发电机、两个保 安PC段、六个保安MCC段及断路器组成。
❖ 保安负荷：UPS柜,220V直流充电器,汽机交 流润滑油泵,小机主油泵,锅炉电动门配电 箱,110V直流充电器,火检冷却风机,磨油站, 风机油站,事故照明
干式变的绝缘电阻测定
❖ 新安装或检修后的变压器在投入运行前均 应测量绕组绝缘合格后方可投入运行。
❖ 测量绝缘电阻时干式变必须各侧都停电， 验明无电并放电后进行 。选用的兆欧表的 电压等级为2500V。
❖ 绝缘电阻应不低于干式变出厂试验值的 70% 。
3.事故保安系统
事故保安电源的作用
❖ 发电厂中的柴油发电机组，是专门为大型 单元机组配置的交流事故保安电源。当电 网发生事故或其他原因致使发电厂厂用电 长时间停电时，它可以给机组提 供安全停 机所必需的交流电源，如汽轮机的盘车电 动机电源 、顶轴油泵电源，交流润滑油泵 电源等等，从而保证了机组在停机过程中 不受损坏。