第五章廠用電接線及設(shè)計(1)基本要求：1、廠用電率2、廠用電接線的設(shè)計原則廠用電源的引入廠用電壓等級的設(shè)置廠用電系統(tǒng)的接線形式第1頁/共35頁問題：火電廠的廠用機械負(fù)荷主要有哪些？廠用電系統(tǒng)的供電電源？電壓等級？接線形式？第2頁/共35頁影響廠用電的因素：電廠類型機械化和自動化程度燃料種類及燃燒方式蒸汽參數(shù)。。。

一、廠用電與廠用電率------發(fā)電廠在啟動、運轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，拖動廠用機械設(shè)備的電動機以及全廠的運行、操作、試驗、修配、照明、電焊等用電設(shè)備的總耗電量，稱為廠用電或自用電。第3頁/共35頁一、廠用電與廠用電率定義：廠用電耗電量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。凝汽式火電廠：5%~8%熱電廠：8%~10%水電廠：0.5%~1.0%廠用電率是發(fā)電廠主要的運行經(jīng)濟指標(biāo)之一。廠用電耗電量（kW?h）同一時期發(fā)電廠總發(fā)電量（kW?h）第4頁/共35頁二、發(fā)電廠/變電站的主要廠用機械

1、火電廠（1）鍋爐負(fù)荷：送風(fēng)機、引風(fēng)機、排粉機、磨煤機、給煤機、給粉機、除灰泵、螺旋輸粉機等。（2）汽機負(fù)荷：凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、給水泵（3）電氣及公共負(fù)荷：變壓器冷卻通風(fēng)機、空壓機、水泵等（4）事故保安負(fù)荷：盤車電動機、頂軸油泵、交流潤滑油泵（5）輸煤負(fù)荷：抓斗起重機、扒煤機、推煤機、碎煤機、提升機械、輸煤皮帶等。（6）其它輔機：化學(xué)水處理車間、修配車間等用電設(shè)備、油泵、消防泵、疏水泵、各種電動閥門、起重機械等。第5頁/共35頁2、水電廠（1）

水輪機的輔機：調(diào)速及潤滑系統(tǒng)的油泵、空氣壓縮機、發(fā)電機冷卻系統(tǒng)及機組潤滑系統(tǒng)的水泵、行車等。（2）

電氣部分：變壓器冷卻用通風(fēng)機、油泵、水泵等。（3）大壩及船閘設(shè)備：閘門啟閉機、升船機、起重機、卷揚機等。（4）

其它輔機：供水泵、排水泵、直流系統(tǒng)的充電設(shè)備、備用勵磁機、修理廠設(shè)備及廠房通風(fēng)機等。（5）常用照明和事故照明設(shè)備。

二、發(fā)電廠/變電站的主要廠用機械

第6頁/共35頁3、變電所大型變電所：變壓器強油循環(huán)冷卻裝置的油泵、水泵、風(fēng)扇、蓄電池充電設(shè)備、油處理設(shè)備、變壓器檢修間、采暖通風(fēng)等。當(dāng)采用壓縮空氣斷路器或氣動操作機構(gòu)時，有空氣壓縮機；當(dāng)裝有同步調(diào)相機時，還有調(diào)相機的空氣冷卻器和潤滑系統(tǒng)的油泵和水泵等。（一般為200~700KVA）中小型變電所：變壓器的冷卻風(fēng)扇、蓄電池和充電設(shè)備或整流操作電源、采暖通風(fēng)、斷路器油的加熱設(shè)備、照明和檢修用電等。（一般只有20KVA左右）

二、發(fā)電廠/變電站的主要廠用機械

第7頁/共35頁三、廠用負(fù)荷的分類I類廠用負(fù)荷II類廠用負(fù)荷III類廠用負(fù)荷事故保安負(fù)荷不間斷供電負(fù)荷或0I類負(fù)荷短時停電將造成主輔設(shè)備損壞、危及人身安全、主機停運、影響大量出力。允許短時停電（幾秒至幾分鐘），恢復(fù)供電后不致造成生產(chǎn)紊亂。較長時間停電不會直接影響生產(chǎn)，僅會造成生產(chǎn)上的不方便。單機在200MW及以上的大容量電廠中，要求在事故停機過程中及停機后的一段時間內(nèi)仍必須保證供電，否則可能引起主要設(shè)備損壞、重要自動控制失靈或危及人身安全。機組運行、正常或事故停機過程中甚至停機后的一段時間內(nèi)需連續(xù)供電并具有恒頻恒壓特性的負(fù)荷。根據(jù)廠用負(fù)荷在電廠運行中起的作用、供電中斷對人身設(shè)備及生產(chǎn)造成的影響程度而分為五類：第8頁/共35頁I類廠用負(fù)荷：火電廠：給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、引風(fēng)機、送風(fēng)機、給粉機等水電廠：調(diào)速器、壓油泵、潤滑油泵等措施：1）設(shè)兩套設(shè)備或多套設(shè)備；2）分別接到有兩獨立電源供電的母線上；3）電動機全部自啟動；4）電源自動投入。備注：措施2）接有I類負(fù)荷的高低壓廠用母線，應(yīng)有兩個獨立電源，即設(shè)置工作電源和備用電源。三、廠用負(fù)荷的分類第9頁/共35頁II類廠用負(fù)荷：火電廠的工業(yè)水泵、疏水泵、灰漿泵、輸煤設(shè)備、化學(xué)水處理設(shè)備等；水電廠的絕大部分廠用電動機負(fù)荷。

措施：1）接到有兩個獨立電源供電的母線上；2）手動切換；3）有條件時參加自啟動。III類廠用負(fù)荷：實驗室、中央修配廠、油處理室等負(fù)荷措施：由一個電源供電。（大型電廠也采用兩路電源供電）三、廠用負(fù)荷的分類不間斷供電負(fù)荷（0I類負(fù)荷）

計算機實時監(jiān)控系統(tǒng)措施：不停電電源（UPS）供電第10頁/共35頁事故保安負(fù)荷：直流保安負(fù)荷（0II）：發(fā)電機組的直流潤滑油泵、事故氫密封油泵、繼電保護和自動裝置、信號設(shè)備、控制設(shè)備等。----由蓄電池組或整流裝置供電。交流保安負(fù)荷（0III）：200MW及以上機組的盤車電動機、交流潤滑油泵、交流密封油泵、消防水泵。----正常運行時由交流廠用電源供電；失去廠用工作電源和備用電源時由交流保安電源供電：、柴油發(fā)電機組、燃汽輪機組或有可靠外部獨立電源三、廠用負(fù)荷的分類第11頁/共35頁按重要性：分為五類；

按運行方式：有無聯(lián)鎖要求：為了在生產(chǎn)工藝流程遭到破壞時保證人身和設(shè)備的安全，在互相有緊密聯(lián)系的廠用輔機之間建立聯(lián)鎖關(guān)系。如制粉系統(tǒng)輔機的啟動順序為：排粉機—磨煤機—給粉機是否易于過負(fù)荷：如引風(fēng)機、排粉機、磨煤機、給煤機、給粉機、輸煤皮帶、灰漿泵等按控制地點：集中、就地經(jīng)常使用---除檢修和事故外每天都投入使用的設(shè)備不經(jīng)常使用---檢修、事故、機爐啟停期間使用的設(shè)備連續(xù)---每次使用連續(xù)帶負(fù)荷在2h以上短時---每次使用連續(xù)帶負(fù)荷運行在10~120min斷續(xù)---每個工作周期不超過10min三、廠用負(fù)荷的分類第12頁/共35頁四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

1、對廠用電接線的要求★供電可靠，運行靈活。配備可靠的工作電源、備用/啟動電源，供電電源與系統(tǒng)聯(lián)系緊密；接線方式合理，操作簡單；配備完善的繼電保護和自動裝置，備用電源短時投入；正確選擇廠用電動機等設(shè)備?！锔鳈C組（特別是200MW及以上）的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨立的?！锶珡S性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機組的廠用母線或公用母線?！锍浞挚紤]電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用系統(tǒng)的運行方式，盡量便于過渡且少改變接線和更換設(shè)備

。第13頁/共35頁2、廠用電接線的設(shè)計原則★接線應(yīng)保證對廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使主機安全運轉(zhuǎn)；★接線應(yīng)能靈活適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運行方式的要求；★廠用電源的對應(yīng)供電性：發(fā)電機供給各自的爐、機和主變的廠用負(fù)荷★適當(dāng)注意接線的經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性，積極并慎重采用新技術(shù)、新設(shè)備，使接線既有可行性有優(yōu)先進性。★應(yīng)對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接、廠用電接線形式等問題進行分析和論證。四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

第14頁/共35頁3、廠用電供電電壓等級的確定----根據(jù)發(fā)電機額定電壓、廠用電動機的電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠性等因素，相互配合，經(jīng)經(jīng)濟、技術(shù)綜合比較后確定的。高壓廠用電壓一般采用3KV、6KV、10KV，在滿足技術(shù)要求的前提下優(yōu)先選擇較低的電壓，以獲得較高的經(jīng)濟效益。200MW及以上機組，主廠房內(nèi)的低壓廠用系統(tǒng)應(yīng)采用動力與照明分開供電的方式，動力網(wǎng)電壓宜用380V，也可采用660V；照明網(wǎng)絡(luò)采用220V。一般按照發(fā)電機的容量和電壓決定高壓廠用電壓，按廠用電壓劃分電動機容量范圍。四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

第15頁/共35頁廠用電供電電壓等級的確定火力發(fā)電廠單機容量PN<60MW，發(fā)電機電壓UN=10.5KV：

3KV和380/220V發(fā)電機電壓UN=6.3KV：

6KV和380/220V單機容量PN=100~300MW：6KV和380/220V

單機容量PN>300MW（600MW）：

6kV+380/220V（哈三發(fā)、石洞口二廠）或

10KV+3KV+380/220V（平圩、北侖港）單機容量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第16頁/共35頁廠用電供電電壓等級的確定水電廠：

380/220V或380/220V+壩區(qū)變壓器6kV或10kV變電所：0.4KV第17頁/共35頁電動機的電壓與容量的關(guān)系電動機電壓（V）2203803000600010000生產(chǎn)容量范圍（kW）小于140小于300大于75大于200大于200小于75kW的電動機電壓必為380/220V；介于75kW至200kW的電動機電壓可能是380/220V或3kV；介于200kW至300kW的電動機電壓可能是380/220V、3kV、6kV或10kV；大于300kW的電動機電壓可能是3、6或10kV。第18頁/共35頁大容量電動機應(yīng)選擇高壓還是低壓電動機的電壓越高，絕緣越要加強，尺寸越大，價格越貴；電壓越高，空載和負(fù)荷損耗越大，效率越低；電壓越高，配電裝置的價格越貴；------優(yōu)先采用較低電壓等級的電動機同容量的電動機，額定電壓越高，額定電流越小，供電電纜的截面越小，有色金屬消耗越少；電壓越高網(wǎng)絡(luò)線損越小，傳輸越經(jīng)濟；增加低壓電動機數(shù)量導(dǎo)致增加低壓廠用變壓器的容量和臺數(shù)，采用高壓電動機可減少低壓廠用變的容量和臺數(shù)，對高壓廠用變的影響不大。

------優(yōu)先采用較高電壓等級的電動機結(jié)論：大容量電動機采用低壓時一般不經(jīng)濟，選哪種電壓一般由發(fā)電機的額定容量、電壓決定。第19頁/共35頁按廠用電壓劃分電動機容量范圍廠用電壓為3KV時，100KW以上的電動機一般采用3KV，100KW以下的一般采用380V。廠用電壓為6KV時，200KW以上的電動機一般采用6KV，200KW以下的一般采用380V。600MW機組采用3KV和10KV兩級高壓廠用電壓時，200~2000KW的電動機采用3KV，大于2000KW的采用10KV，小于200KW的采用380V；采用6KV一級高壓廠用電壓時，200KW及以上的電動機采用6KV，200KW及以下的電動機采用380V。第20頁/共35頁4、廠用電系統(tǒng)中性點接地方式高壓廠用電系統(tǒng)中性點不接地：單相接地電容電流<10A

中性點經(jīng)高電阻接地：電容電流<10A

（二次側(cè)接小電阻的配電變壓器的接地方式）中性點經(jīng)消弧線圈接地方式：電容電流>10A（二次側(cè)并聯(lián)電阻，且有與消弧線圈分接頭匹配的調(diào)節(jié)分接頭）低壓廠用電系統(tǒng)中性點經(jīng)高電阻接地：600KW機組多采用該方式中性點直接接地四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

第21頁/共35頁5、廠用電源及其引接1）工作電源個數(shù)不少于2個，引接方式與主接線有關(guān)。當(dāng)有發(fā)電機電壓母線時，高壓廠用工作電源由各母線段引接，供給接在該母線段的機組的廠用負(fù)荷。當(dāng)發(fā)電機與主變壓器成單元連接時，高壓廠用工作電源一般由主變壓器低壓側(cè)引接，供給該機組的廠用負(fù)荷。四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

第22頁/共35頁當(dāng)兼有發(fā)電機電壓母線和單元連接機組時，根據(jù)上述原則引接各自的高壓廠用工作電源。四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

1）工作電源第23頁/共35頁2）備用電源和啟動電源

備用電源------工作電源事故或檢修而失電時替代工作電源。

啟動電源------機組在啟動或停運過程中工作電源不能供電的情況下為該機組的廠用負(fù)荷供電。------200MW及以上大容量機組的發(fā)電廠中才設(shè)啟動電源。啟動電源可兼作事故備用電源。

高壓廠用備用電源的引接：

①發(fā)電機電壓母線的不同分段上，通過廠用備用變壓器（電抗器）引接。

②從與電力系統(tǒng)連接的最低一級電壓母線上，通過廠高變引接。

③

從聯(lián)絡(luò)變的低壓繞組引接。④由外部電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)變壓器獲得獨立的備用電源或啟動電源。四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

第24頁/共35頁第25頁/共35頁2）備用電源和啟動電源低壓廠用備用電源的引接：①避免與需要它充當(dāng)備用電源的低壓廠用變壓器接在同一段高壓母線上；②對于200MW及以上的機組，低壓廠用備用變宜由經(jīng)常帶電運行的高壓廠用啟動/備用變壓器引接；

③當(dāng)發(fā)電機電壓母線上的饋線不帶電抗器時，低壓廠用備用變壓器可由該母線引接。四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

第26頁/共35頁2）備用電源和啟動電源備用電源的設(shè)置方式：中小型水電廠和變電所：暗備用----工作變壓器不滿載運行。大型火電廠：明備用----專門設(shè)有備用變壓器。

電廠類別高壓廠用備用電源低壓廠用電源一般電廠與第6個工作電源同時設(shè)置第2個備用電源與第8臺低壓廠用工作變壓器同時設(shè)置第2個備用電源單元控制的100~125MW機組與第5個工作電源同時設(shè)置第2個備用電源200MW機組3臺機組及以下設(shè)1臺，超過3臺時，每2臺機組設(shè)1個啟動（備用）電源2臺機組設(shè)1臺備用變壓器300MW機組每2臺機組設(shè)1臺備用變壓器，或采用2臺變壓器互為備用的方式。600MW機組當(dāng)高壓廠用啟動（備用變壓器檢修時）時不應(yīng)影響機組的啟停。第27頁/共35頁3）事故保安電源

-----工作電源和備用電源都消失時為事故保安負(fù)荷供電，保證事故狀態(tài)下能安全停機、事故消除后能及時恢復(fù)供電。快速自啟動的柴油發(fā)電機組蓄電池組蓄電池組+逆變器獨立可靠的專用線路（300MW及以上應(yīng)由110KV及以上電網(wǎng)引入）四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

第28頁/共35頁6、廠用電接線的基本形式單母分段接線火電廠高壓母線：按爐分段低壓母線：按爐分段同一鍋爐的負(fù)荷、同組汽輪機的負(fù)荷接在該段母線上，由對應(yīng)的發(fā)電機供電，2臺引風(fēng)機、送風(fēng)機等接在同一段，循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵等可接在不同母線上；全廠公用負(fù)荷可分別接在各段母線上，當(dāng)公用負(fù)荷大時可設(shè)公用母線段；400t/h及以上的鍋爐每臺設(shè)2段高壓廠用母線。廠用電源由相應(yīng)的高壓廠用母線供電優(yōu)點：母線故障時事故影響局限在一機一爐；廠用電系統(tǒng)短路電流小；便于運行管理和安排檢修。四、廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式

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