發(fā)電廠電氣部分廠用電接線及設(shè)計(三)

1、發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)第五章 廠用電電氣接線及設(shè)計發(fā)電廠電氣部分課題組電力工程學(xué)院電氣工程系1一、火電廠廠用電接線 廠用電接線方式合理與否，對機(jī)、爐、電的輔機(jī)以及整個發(fā)電廠的運(yùn)行可靠性有很大影響。廠用電接線應(yīng)保證廠用供電的連續(xù)性，使發(fā)電廠能安全滿發(fā)，并滿足運(yùn)行安全可靠、靈活方便等要求。(一）300MW汽輪發(fā)電機(jī)組高壓廠用電接線 300MW汽輪發(fā)電機(jī)組高壓廠用電系統(tǒng)常用的有兩種接線方案，如圖5-3所示。圖5-3（a）所示方案1，不設(shè)6kV公用負(fù)荷母線段，將全廠公用負(fù)荷（如輸煤、除灰、化水等）分別接在各機(jī)組A、B段母線上；第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線2 圖5-3（b）所示方案2，單獨設(shè)置二段

2、公用負(fù)荷母線，集中供全廠公用負(fù)荷用電，該公用負(fù)荷母線段正常由啟動備用變壓器供電。圖5-3 高壓廠用電系統(tǒng)供電方案 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線3 （a）圖所示方案1的優(yōu)點是公用負(fù)荷分接于不同機(jī)組變壓器上，供電可靠性高、投資省，但也由于公用負(fù)荷分接于各機(jī)組工作母線上，機(jī)組工作母線清掃時，將影響公用負(fù)荷的備用。另外，由于公用負(fù)荷分接于兩臺機(jī)組的工作母線上，因此，在機(jī)組G1發(fā)電時，必須也安裝好機(jī)組G2的6kV廠用配電裝置，并由啟動/備用變壓器供電。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線4 （b)圖所示方案2的優(yōu)點：公用負(fù)荷集中，無過渡問題，各單元機(jī)組獨立性強(qiáng)，便于各機(jī)組廠用母線清掃。 其缺點：由于

3、公用負(fù)荷集中，并因啟動/備用變壓器要用工作變壓器作備用（若無第二臺啟動/備用變壓器作備用時），故工作變壓器也要考慮在啟動/備用變壓器檢修或故障時帶公用負(fù)荷母線段運(yùn)行。因此，啟動/備用變壓器和工作變壓器均較方案1變壓器分支的容量大，配電裝置也增多，投資較大。 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線5 300MW汽輪發(fā)電機(jī)組廠用電接線舉例。某廠廠用電接線如圖5-4所示。廠用電壓共分兩級，高壓為6kV，低壓為380/220V，不設(shè)全廠6kV公用廠用母線。圖5-4 300MW汽輪發(fā)電機(jī)組廠用電系統(tǒng)接線圖 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線6 每臺300MW汽輪發(fā)電機(jī)從各單元機(jī)組的變壓器低壓側(cè)接引一臺高壓廠

4、用工作變壓器作為6kV廠用電系統(tǒng)的工作電源。為了限制短路電流，選用分裂繞組變壓器，啟動/備用變壓器引自升高電壓用線，采用明備用。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線7 600MW機(jī)組單元高壓廠用電系統(tǒng)的接線，與采用的電壓等級數(shù)、廠用工作變壓器的型式和臺數(shù)、啟動備用變壓器的型式和臺數(shù)、啟動備用變壓器平時是否帶公用負(fù)荷等因素有關(guān)。 600MW機(jī)組通常都為一機(jī)一爐單元設(shè)置，采用機(jī)、爐、電為一單元的控制方式，因此，廠用電系統(tǒng)也必須按單元設(shè)置，各臺機(jī)組單元（包括機(jī)、爐、電）的廠用電系統(tǒng)必須是獨立的，而且采用單母線多分段（兩段或四段）接線供電。 600MW機(jī)組高壓廠用電系統(tǒng)有下述兩種接線形式。(二）600M

5、W汽輪發(fā)電機(jī)組高壓廠用電接線第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線8 方案1。高壓廠用電采用6kV一個電壓等級。如圖5-5所示，高壓廠用電壓采用6kV，設(shè)置一臺高壓廠用三相三繞組（或分裂繞組）工作變壓器T1AB、兩臺三相雙繞組啟動/備用變壓器Tfal、Tfa2，啟動/備用變壓器平時帶公用負(fù)荷。 圖5-5 600MW機(jī)組高壓廠用電6KV系統(tǒng)接線第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線9 高壓廠用電采用6kV電壓等級接線的主要特點是： （1）機(jī)組單元（機(jī)、爐、電）廠用負(fù)荷由兩段高壓廠用母線（1A和1B）分擔(dān)。正常運(yùn)行時由高壓廠用工作變壓器供電，將雙套或更多套設(shè)備均勻地分接在兩段母線上，以提高供電可靠性。高壓

6、廠用工作變壓器不帶公用負(fù)荷，故其容量較小。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線10（2）公用負(fù)荷由兩段廠用公用母線（C1和C2）分擔(dān)。正常運(yùn)行時，兩臺啟動/備用變壓器各帶一段公用母線（亦稱公用段），兩段公用母線分開運(yùn)行。由于啟動/備用變壓器常帶公用負(fù)荷，故又稱其為公用備用變壓器。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線11（3）當(dāng)一臺啟動/備用變壓器停役或由于其他設(shè)備有異常使一臺啟動/備用變壓器不能運(yùn)行時，可由另一臺啟動/備用變壓器帶兩段公用母線。因此，對公用負(fù)荷而言，2臺啟動/備用變壓器是互為備用的電源。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線12 方案2。高壓廠用電采用10kV和3kV兩個電壓等級。如圖

7、5-6所示，每個機(jī)組單元設(shè)置2臺三相三繞組工作變壓器（高壓廠用變壓器）T1A、T1B，分接至四段高壓廠用母線，既帶機(jī)組單元負(fù)荷，又帶公用負(fù)荷。每兩臺機(jī)組設(shè)公用的2臺三繞組變壓器作啟動/備用變壓器T12A、T12B，平時不帶負(fù)荷。 圖5-6 600MW機(jī)組高壓廠用電10kV和3kV系統(tǒng)接線 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線13 高壓廠用電采用10kV和3kV兩個電壓等級接線的特點：工作電源經(jīng)2臺三繞組變壓器，啟動/備用變壓器第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線14 某廠1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組高壓廠用電系統(tǒng)接線，如圖5-7所示。 (三）1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組高壓廠用電接線 圖5-7 1000M

8、W機(jī)組高壓廠用電10kV系統(tǒng)接線 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線15 由圖可以看出，高壓廠用電壓采用10kV，高壓廠用電系統(tǒng)采用單母線接線，每臺機(jī)組設(shè)置10kV高壓廠用工作母線A、B、C、D四段，分別由兩臺分裂低壓繞組的高壓廠用工作變壓器供電。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線16 工作變壓器的高壓側(cè)電源由本機(jī)組發(fā)電機(jī)引出線上引接，其中A、B段10kV母線由第一臺高壓廠用工作變壓器的兩個低壓分裂繞組經(jīng)共箱母線引接；C、D段10kV母線由第二臺高壓廠用工作變壓器的兩個低壓分裂繞組經(jīng)共箱母線引接?；閭溆眉俺蓪Τ霈F(xiàn)的高壓廠用電動機(jī)及低壓廠用變壓器分別由不同的10kV母線段上引接。 第三節(jié) 不同

9、類型發(fā)電廠的廠用電接線17 啟動/備用變壓器10kV側(cè)通過共箱母線連接到每臺機(jī)組的四段10kV工作母線上作為備用電源，A、B段10kV母線由第一臺啟動/備用變壓器的兩個低壓分裂繞組經(jīng)共箱母線引接；C、D段10kV母線由第二臺啟動/備用變壓器的兩個低壓分裂繞組經(jīng)共箱母線引接。 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線18 廠用高壓變壓器、啟動/備用變壓器低壓中性點采用低電阻接地方式，接地電阻為60。兩臺啟動/備用變壓器分別由220kV升壓站各引接一回電源，確保在一臺啟動/備用電源檢修或其他情況下，可保證有一臺啟動/備用變壓器投入工作。高壓廠用工作變壓器與啟動/備用變壓器裝有備用電源快速切換裝置。第三節(jié)

10、 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線19 這種高壓廠用電系統(tǒng)接線的特點是，高壓廠用母線設(shè)4 段，互為備用的負(fù)荷接入兩臺廠用變壓器的兩個低壓分裂繞組上?？膳c啟動/備用變壓器組成一對一的接線方式，任何一臺廠用變壓器停運(yùn)，只要投入相應(yīng)的啟動/備用變壓器即可供電，可靠性極高，調(diào)度也非常靈活。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線20二、水電廠廠用電接線 對水電廠來說，廠用電負(fù)荷屬最重要負(fù)荷之一。水電廠廠用機(jī)械的數(shù)量、容量及重要程度等與機(jī)組容量有關(guān)，并受水頭、流量和水輪機(jī)型式以及運(yùn)行方式等條件影響。 一般水電廠最基本的廠用負(fù)荷是水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)油泵、壓縮空氣系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的水泵、

11、全廠輔助機(jī)械系統(tǒng)的電動機(jī)、閘門啟閉設(shè)備、照明及水利樞紐等設(shè)施用電。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線21 水電廠的廠用電接線也都采用單母線分段形式。 中、小型水電廠通常廠用母線只分為兩段，由兩臺廠用變壓器以暗備用方式給兩段廠用母線供電； 大容量水電廠，廠用母線則按機(jī)組臺數(shù)分段，每段由單獨廠用變壓器供電，并設(shè)置專用備用變壓器。 為了供給廠外壩區(qū)閘門及水利樞紐防洪、灌溉取水、船閘或升船機(jī)、筏道、魚梯等設(shè)施用電，可設(shè)專用壩區(qū)變壓器，按其距主廠房遠(yuǎn)近、負(fù)荷大小以及發(fā)電機(jī)電壓等條件，可采用6kV或10kV電壓供電，其余廠用電負(fù)荷均以380/220V供電。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線22 圖5-8所

12、示為大型水電廠的廠用電接線。 圖5-8 大型水電廠廠用電接線 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線23 該廠裝有4臺發(fā)電機(jī)組，具有6kV大容量電動機(jī)拖動的壩區(qū)機(jī)械設(shè)備，且距廠房較遠(yuǎn)，同時水庫還兼有防洪、航運(yùn)等任務(wù)，因此，廠用電采用6kV及380V兩級電壓。 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線24 6kV公用系統(tǒng)為單母線分段接線，由高壓廠用變壓器T9和T10供電，備用方式為暗備用方式，每臺機(jī)組的廠用電負(fù)荷采用了380/220V電壓，分別由廠用變壓器T5T8供電，從各自的發(fā)電機(jī)出口處引接。 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線25 此外，還在2臺發(fā)電機(jī)組的出口處裝設(shè)了斷路器QF1和QF2，這樣，即使在

13、全廠停運(yùn)時，仍可以從電力系統(tǒng)取得廠用電源，即廠用電由變壓器T1或T4低壓側(cè)取得電源。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線26三、變電站站用電接線 變電站的主要站用電負(fù)荷是變壓器冷卻裝置，直流系統(tǒng)中的充放電裝置和晶閘管整流設(shè)備，照明、檢修及供水和消防系統(tǒng)，對500kV變電站，還包括高壓斷路器和隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)電源。盡管這些負(fù)荷的容量并不太大，但由于500kV變電站在電力系統(tǒng)中的樞紐地位，出于運(yùn)行安全的考慮，其站用電系統(tǒng)必須具有高度的可靠性。 小型變電站，大多只裝一臺站用變壓器，從變電站低壓母線上引接，站用變壓器二次側(cè)為380/220V中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)。 第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用

14、電接線27 對于中型變電站或裝有調(diào)相機(jī)的變電站，通常都裝設(shè)2臺站用變壓器，分別接在變電站低壓母線的不同分段上，380V站用電母線采用低壓斷路器（即自動空氣開關(guān)）進(jìn)行分段，并以低壓成套配電裝置供電。 小型變電站，大多只裝一臺站用變壓器，從變電站低壓母線上引接，站用變壓器二次側(cè)為380/220V中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)。 500kV變電站必須裝設(shè)2臺或2臺以上的站用工作變壓器。當(dāng)有可靠的外接電源時，一般設(shè)置1臺與站用工作變壓器容量相同的備用變壓器作為備用電源，并且裝設(shè)備用電源自動投入裝置，以保證工作變壓器因故退出運(yùn)行時，備用變壓器能自動投入運(yùn)行。 當(dāng)無可靠的外接電源時，可設(shè)1臺自啟動的柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，其容量應(yīng)至少滿足主變壓器的冷卻裝置負(fù)荷和斷路器及隔離開關(guān)的操動機(jī)構(gòu)電源的需要。第三節(jié) 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線28 500kV變電站的站用電源引接方式，有下述三種：（1）由變電站內(nèi)主變壓器第三繞組引接，站用變壓器