厂用电接线及设计说明

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厂用电接线及设计
5.1 概述 5.2 厂用电接线的设计原则和接线形式 5.3 不同类型发电厂的厂用电接线 5.4 厂用变压器的选择 5.5 厂用电动机的选择和自启动校验 5.6 厂用电源的切换
一、厂用电
5.1 概述
在电力生产过程中,有大量电动机拖动的机械 设备,为发电厂的主要设备(锅炉、汽轮机或水轮机、 发电机)和辅助设备保证运行。这些电动机再加上全 厂的运行、操作、试验、修配、照明等用电设备的总 耗电量,统称为厂用电或自用电。
厂用电大都由发电厂本身供给而且为重要负荷之一。 厂用电耗电量与发电厂类型、燃料的种类及其燃烧 方式、蒸汽参数以及机械化程度有关。
❖在一定时间内,厂用电耗电量占全部发电量的百分 数,称为“厂用电率”。
kP = (SC / SN)×100% kP = (SC · cosΦav / PN)×100%
其中:
一、火电厂厂用电接线
❖小容量火电厂的厂用电接线 该发电厂装有二机二炉,因机 组容量不大,不设高压厂用母 线,少量大功率厂用电动机直 接接在机端母线上。 380/220V低压厂用母线按炉分 段。
作者: 版权所有
❖中型热电厂的厂用电接线
该发电厂装有二机三炉(母管 制供气。高压厂用母线按炉分 三段。
380/220V低压厂用母线按机组 分二段。
3kV电压供电的优点: 3kV电动机效率比6kV电动机效率高,价格较低 3kV电动机的最小容量(75kW)比6kV电动机最小
容量(200kW)小 较大截面的电缆数量减少,减少有色金属消耗量
6kV电压供电的优点:
6kV网络节省有色金属及费用,而且短路电流小
6kV电动机的功率可制造的较大,以满足大容量负 荷的要求
❖火电厂厂用电负荷包括了全厂锅炉、汽机、电气、燃 运等各个方面的设备,面广量大,且随各厂机炉类型、 容量、燃料种类、供水条件等而差异较大。
❖在生产过程中,厂用机械设备的使用情况是不同的。 “经常”:每天都要使用 “不经常”:只在检修、事故或机炉启停期间使用
“连续”:每次带负荷运转120min以上 “短时”:每次带负荷运转在10-120min之间 “断续”:每次使用从带负荷到空载或停止,反复周期 性地工作,其每一周期不超过10min
②Ⅱ类厂用负荷:允许短时停电(几秒至几分钟) 由两个电源供电,并采用手动切换。
③Ⅲ类厂用负荷:允许较长时间停电 一般由一个电源供电。
5.2 厂用电接线的设计原则和接线形式
• 一、对厂用电接线的的要求
• 二、厂用电接线的设计原则
三、厂用电的电压等级
电动机电压(V) 220 380 3000 6000 10000 生产容量范围(kW) <140 <300 >75 >200 >200
G1 厂用
B.当采用发电机-变压器单元接线时,
厂用高压工作电源一般由主变低压侧引 接,供本机组厂用负荷。
T
优点:厂用电源电压波动小,不受负荷变 化时主变压器电压波动的影响;当升高电 压侧断路器跳闸后,仍可由发电机供给厂 用工作电源;若接在主变低压侧,则可由 系统倒送厂用电。
G 厂用
厂用分支回路上一般应装设高压断路 器,该断路器按发电机机端短路进行选 择和校验。(可以考虑加装电抗器或用 低压分裂绕组变压器)
电压一般只采用380/220V,动力与照明混合供电方 式。小型变电所,大多只装一台所用变压器,由最 低一级电压引接。
❖大、中型变电所或装有调相机的变电所,通常装设 两台所用变压器,分别接在最低一级电压母线的不同 分段上。另设一台备用变压器。
5.4 厂用变压器的选择 一、火电厂主要厂用负荷
❖为了正确选择火电厂厂用变压器容量、首先应对厂用 主要用电设备的容量、数量及其特点有所了解,并逐项 予以统计、分类、综合分析。
可省去高压厂用变压器,直接由发电机电压母线经 厂用电抗器供电,并可限制短路电流
10kV电压供电的优点: 1000kW以上的电动机采用10kV电压供电比较经济 合理。 10kV电动机的功率可制造得更大,以满足大容量负
荷的要求
设计技术规程规定厂用高压的确定原则如下: 火电厂:发电机容量在60MW以下,UN=10.5kV时,则厂 高压用3kV 发电机容量在100MW~300MW时,厂高压用6kV 发电机容量在300MW及以上时,若技术经济合理,可用 3kV、10kV两个厂高压 水电厂:0.4kV一个等级 变电所:0.4kV,但是容量一般不超过750kVA
六、厂用电接线的基本形式
❖发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分 段接线,并以成套配电装置接受和分配电能。
❖因火电厂的厂用负荷大多集中在锅炉的辅助 机械设备 中,因此一般采用“按炉分段”的接线原则, 将厂用高压母线按锅炉台数分成若干独立段。
按炉分段的好处: 便于管理,检修; 缩小故障影响范围。一段母线故障,仅影响一台锅炉; 母线分段运行,可限制短路电流水平,从而选用轻型 电器设备。
无发电机电压母线时,由供电可靠的有两个电源的 最低一级电压母线引接。优点:可靠性高;缺点:投 资大。
由联络变压器低压绕组引接,但要保证足够的供电 容量。多用作第二个备用电源。此时,备用变压器须 采用有载调压方式。
当技术经济合理时,可由外部电网引接专用线路供 给。
厂用电源的备用方式有“明备用”或“暗备用” 两种。
▪交流保安负荷:快速启动的柴油发电机组或外部 引入的可靠电源 ▪直流保安负荷:蓄电池组 ▪交流不停电负荷(热工仪表和自动装置):直流 逆变器
3. 事故保安电源
图为某电厂200MW发电 机组的事故保安电源接 线示意图
1.每台机组设置一段事 故保安母线,两个机组 共用一台柴油发电机组。
2.热工仪表及自动装置 由直流逆变器供电(每 台机组设置一段)
❖水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。
❖对中小型水电厂,一般采用一级380/220V电压, 母线通常只分为两段,由两台厂用变压器以暗备用 方式向两段厂用母线供电。
二、水电厂厂用电接线
❖对大容量水电厂,一般采用 6/10kV和380/220V两级电压,母 线按机组台数分段,每段由单独的 厂用变压器供电,并设置专用备用 变压器。
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二、水电厂厂用电接线
❖水电厂的厂用电相比同容量的火电厂要简单得多,因 为水力辅助机械比热力辅助机械不仅数量少,而且容量 也小。但是,对水电厂来说,厂用负荷仍然是最重要的 负荷之一。
❖水电厂厂用机械的数量、容量及重要程度等与机组容 量有关,并受水头、流量和水轮机型式以及运行方式等 条件影响。
一般水电厂最基本的厂用负荷是水轮机调速系统和 润滑系统的油泵、压缩空气系统的空气压缩机、发 电机冷却系统和润滑系统的水泵、全厂辅助机械水 系统的电动机、闸门启闭设备、照明及水利枢纽等 设施用电。
厂用电动机额定电压确定原则如下:
厂高压 3kV 6kV
10kV
电动机功率
>100kW <100kW >200kW <200kW >1800kW 200kW~1800kW <200kW
额定电压
用3kV 用380V 用6kV 用380V 用10kV 用3kV 用380V
五、厂用供电电源及其引接
1. 工作电源
SC - 厂用计算负荷
SN -发电机额定视在功率
cosΦav - 平均功率因数 PN - 发电机额定功率
作者: 版权所有
❖厂用电率是发电厂主要运行经济指标。
凝汽式火电厂: 5% ~ 8%
热电厂:
8% ~ 13%
水电厂:
0.5% ~ 1%
❖降低厂用电率可以降低发电成本,并增加对系统的 供电量。
二、厂用负荷分类 ①Ⅰ类厂用负荷:不允许停电 通常设有两套设备互为备用,分别接到两个独立电源 的母线上,设有电源自动投入装置(自动切换)。 Ⅰ类厂用电动机必须保证自启动。
二、火电厂厂用负荷的统计
❖一般由厂用变压器引出厂用母线,而用电设备从母线 引接。为了合理正确地选择厂用变压器的容量,需对每 段母线上引接的电动机的台数和容量进行统计和计算。
❖厂用负荷的计算常采用“换算系数法”。公式如下:
▪在200MW及以上大容量机组的发电厂中,为了机组的安 全和厂用电的可靠,才设置厂用启动电源,并兼作厂用 备用电源。
备用电源的引接应保证其独立性,并且有足够的容量, 且最好能与系统有较紧密的联系。
有发电机电压母线时,从母线段上由备用变压器或 电抗器引接一个备用电源,但不能从该母线段上引接 第二个备用电源。
❖大型火电厂的厂用电接线 方案1:不设公用负荷母线段,图5-3(a)
❖高压厂用公用负荷分 别接于各机组厂用母线 A,B段上。
优点:供电可靠性高, 投资省。
缺点:高压厂用母线清 扫时,影响公用负荷的 备用。
方案2:设公用负荷母线段, 图5-3(b)
公用负荷集中,无过 渡问题。各单元机组 独立性强,便于各机 组厂用母线清扫。
❖明备用
指在正常运行中全厂专设一台平时不工作的厂用变 压器作为备用电源,当任一台厂用工作变压器检修或 故障以及机、炉起停用时,可将厂用备用变压器投入, 以保持厂用电设备的正常工作。
大型火电厂采用,工作变压器容量小(备用变压器 容量与最大一台工作变压器容量相同),有利于经济 运行,投资少。但需装设备用电源自动投入装置。
是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。
(1)高压
A.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, 供接在该段母线上的机组的厂用 电负荷。
G1 厂用
优点:供电可靠,运行简单,调 度方便,投资和运行费用较低,可 以直接启动大容量电动机。同时, 也可由系统取得厂用电源
缺点:发电机电压母线发生短路, 发电机母线电压下降,厂用电网络 电压降低,影响电动机运行。母线 故障,厂用电源部分或全部失去。
❖低压厂用母线也采用单母线分段 ▪大型电厂:按机或按炉分段 ▪中小型电厂或变电所:分为两段或三段 ▪采用低压成套配电装置。
5.3 不同类型发电厂的厂用电接线
一、火电厂厂用电接线 火电厂的辅助机械多、容量大、供电网络复杂, 其主要负荷分布在锅炉、汽机、电气、输煤、除 灰、化学水处理以及辅助车间和公用电部分,因 此厂用电电压必须由6kV和0.4kV两级电压,以单 母线分段接线形式合理地分配厂用各级负荷。
❖为了供给厂外坝区闸门及水利枢 纽防洪、灌溉取水、船闸或升船机、 筏道等设施用电,可设专用坝区变 压器供电。
三、变电所所用电接线
❖所用电负荷一般都比较小,其可靠性要求不如发电厂 那样高。
❖主要所用电负荷是变压器冷却装置(包括风扇、油泵、 水泵)、直流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气 压缩机、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、 供水等。 ❖当变电所装有同步调相机时,还有调相机的空气冷却 器和润滑系统的油泵和水泵等负荷。
不得超过750kVA。
2. 备用和启动电源
❖备用电源主要指由于事故而失去工作电源时,保证给 厂用电供电的电源,故又称事故备用电源。
❖启动电源是指在厂用工作电源完全消失的情况下,保 证使机组快速启动,向必需的辅助设备供电的电源,其 实质也是一个备用电源。
▪125MW及以下的机组的厂用备用电源兼作启动电源
❖同样功率的电动机,额定电压越高,自身尺寸越大, 重量越大,功率因数低,价格贵;但因工作电流小, 可减小供电电缆截面,节约有色金属,降低电能损耗 和运行费用。
❖因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用 电动机的电压和厂用电网络来确定。 ❖厂用高压:3kV,6kV,10kV ❖厂用低压:0.4kV(380/220V)
❖暗备用
不设专用的备用变压器,而
是当厂用工作变压器成对出现
时,将每台工作变压器的容量
加大。正常运行时不满载,互
T1 T2
为备用状态。不应装设备用电
G 1
G 2
源自动投入装置。
水电厂采用,工作变压器容量比明备用时大。
3. 事故保安电源
❖供给事故保安负荷的电源。 ❖对200MW及以上大容量机组,当厂用电源完全消失时, 为确保在事故状态下能安全停机,应设事故保安电源。 必须是独立而又十分可靠的电源,采用380/220V电压。
200MW及以上机组,由于短路电流很 大,可不装设断路器,而采用分相 封闭母线(包括厂用分支),但应 保留可拆连接点。变压器低压侧需 装设断路器。
T
G 厂用
(2)低压
低压厂用工作电源采用380/220电压。 一般由高压厂用母线上通过低压厂用变压器取得。 为了限制短路电流,单台厂用低压变压器容量最大
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