廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘要：電廠的廠用電系統(tǒng)配置在電力系統(tǒng)中起著重要的作用，而廠用電部分設(shè)計(jì)關(guān)系到電廠投資的大小、運(yùn)行的靈活性、經(jīng)濟(jì)性及供電的可靠性。因此對(duì)火電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。通過(guò)對(duì)原始資料的詳細(xì)分析，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)合理?xiàng)l件下，進(jìn)行廠用電部分設(shè)計(jì)。主要進(jìn)行廠用電接線設(shè)計(jì)，主要配

2、電裝置的規(guī)劃及布置，并編制了設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制了廠用電接線圖。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：廠用電；電氣設(shè)備；配電裝置 </p><p>　　Abstract: Power plant electrical system configuration plays an important role in power system, and the electric power plant d

3、esign in relation to the power plant investment size, operating flexibility, economy and reliability of power supply. The electric power plant system is also put forward higher requirements. Through the detailed analysis

4、 of the original data, according to the requirements of the mission design, to ensure the safe and stable operation of power system, economic and reasonabl</p><p>　　Key words: electric power plant; electrica

5、l equipment; electrical distribution device </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU2 </p><p>　　發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過(guò)程中，有大量由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備和輸煤、碎煤、除塵及水處理的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)以及全廠的運(yùn)行、操作、試驗(yàn)、檢修、照明用電設(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量，通稱為廠用電。 </

6、p><p>　　1、廠用電系統(tǒng)要求 </p><p>　　發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇，直接關(guān)系到電廠的安全運(yùn)行和設(shè)備的可靠，對(duì)它的要求主要有： </p><p>　　1.1保證廠用電源的可靠性，各機(jī)組的廠用系統(tǒng)應(yīng)該相對(duì)獨(dú)立，防止一臺(tái)機(jī)組廠用電母線故障，影響其它機(jī)組的正常運(yùn)行。 </p><p>　　1.2根據(jù)用電設(shè)備的要求，對(duì)廠用工作、啟動(dòng)

7、/備用電源，保安電源和交流不停電電源等容量必須可靠和充裕，限制事故波及范圍，迅速進(jìn)行事故處理，首先保證主要設(shè)備不損壞，并使機(jī)組快速恢復(fù)運(yùn)行。 </p><p>　　1.3要考慮全廠的擴(kuò)建和發(fā)展規(guī)劃，與機(jī)務(wù)工藝專業(yè)等密切配合，廠用配電裝置布置合理，便于維護(hù)管理。對(duì)全廠公用系統(tǒng)的容量應(yīng)滿足擴(kuò)建的需要，適當(dāng)留有裕度。 </p><p>　　1.4調(diào)度靈活可靠，檢修調(diào)試安全方便。系統(tǒng)接線要清晰、簡(jiǎn)

8、單，便于機(jī)組的啟、停操作及事故處理。 </p><p>　　1.5設(shè)備選用合理、技術(shù)先進(jìn)、注意節(jié)約投資，減少電纜用量。 </p><p>　　2、廠用電負(fù)荷分類 </p><p>　　廠用電負(fù)荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度，按其重要性分為四類： </p><p>　　2.1Ⅰ類廠用負(fù)荷。凡屬于短時(shí)停電會(huì)造成主輔

9、設(shè)備損壞、危害人身安全、主機(jī)停運(yùn)及影響大量出力的廠用負(fù)荷。通常它們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接到有兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上，當(dāng)有一個(gè)電源斷電后，另一個(gè)電源立即自動(dòng)投入。 </p><p>　　2.2 Ⅱ類廠用負(fù)荷。允許短時(shí)停電，恢復(fù)供電后，不至于造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷。一般它們均應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換。 </p><p>　　2.3 Ⅲ類廠用負(fù)荷。較長(zhǎng)時(shí)間停電，不會(huì)直接影響生產(chǎn)，僅

10、造成生產(chǎn)上不方便的廠用負(fù)荷。通常它們由一個(gè)電源供電，但在大型發(fā)電廠，也常采用兩路電源供電。 </p><p>　　2.4 事故保安負(fù)荷。在200MW及其以上機(jī)組的大容量電廠中，自動(dòng)化程度較高，要求在事故停機(jī)過(guò)程中及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，仍必須保證供電，否則可能引起主要設(shè)備損壞、重要的自動(dòng)控制失靈或危及人身安全的負(fù)荷。按對(duì)電源要求的不同它又可分為直流保安負(fù)荷和交流保安負(fù)荷。通常由蓄電池組、柴油發(fā)電機(jī)組、燃汽輪機(jī)組或者

11、可靠的外部獨(dú)立電源作為事故保安負(fù)荷備用電源。 </p><p>　　2.5不間斷供電負(fù)荷。在機(jī)組運(yùn)行期間，以及正?；蚴鹿释C(jī)過(guò)程中，甚至在停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，需要連續(xù)供電并具有恒頻恒壓特性的負(fù)荷。一般采用由蓄電池供電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或配備數(shù)控的靜態(tài)逆變裝置。 </p><p>　　3、廠用電設(shè)計(jì)原則和接線形式 </p><p>　　3.1對(duì)廠用電接線的要求 </

12、p><p>　　廠用電接線的設(shè)計(jì)應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。 </p><p>　　廠用電接線應(yīng)滿足以下要求: </p><p>　　（1）各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的。特別是200WM以上機(jī)組，應(yīng)該做到這一點(diǎn)，在任何運(yùn)行方式下，一臺(tái)機(jī)組故障停運(yùn)或其輔機(jī)的電氣

13、故障不影響另一臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行，并要求受廠用電故障影響而停運(yùn)的機(jī)組應(yīng)能在短時(shí)間恢復(fù)運(yùn)行。 </p><p>　　（2）全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。在廠用電接線中，不應(yīng)存在可能導(dǎo)致切斷多于一個(gè)單元機(jī)組的故障點(diǎn)，更不應(yīng)該存在導(dǎo)致全廠停電的可能性，應(yīng)盡量縮小故障影響范圍。 </p><p>　　（3）充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使

14、切換操作簡(jiǎn)便，啟動(dòng)(備用)電源能在短時(shí)內(nèi)投入。 </p><p>　　（4）充分考慮發(fā)電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過(guò)程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，特別要注意對(duì)公用負(fù)荷供電的影響，要便于過(guò)渡，盡量減少改變接線和更換設(shè)備。 </p><p>　?。?）200MW及以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。當(dāng)全廠停電時(shí)，可以快速的啟動(dòng)和自動(dòng)投入向保安負(fù)荷供電。另外，還要設(shè)計(jì)符合電能質(zhì)量指標(biāo)的交流不間斷電源

15、，以保證不允許間斷供電的熱工保護(hù)和計(jì)算機(jī)等負(fù)荷的用電。 </p><p>　　3.2廠用電的電壓等級(jí) </p><p>　　廠用電的電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓、廠用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠用電供電網(wǎng)絡(luò)等因素，相互配合，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比較后確定。為了簡(jiǎn)化廠用電接線，且使運(yùn)行維護(hù)方便，廠用電電壓等級(jí)不宜過(guò)多。 </p><p>　　發(fā)電廠廠用高壓電壓，根據(jù)規(guī)定：發(fā)電廠可采用

16、3、6、10kV作為高壓廠用電；容量為60MW及以下機(jī)組，發(fā)電機(jī)電壓為10.5kV時(shí)，可采用3kV；發(fā)電機(jī)電壓為6kV時(shí)，可采用6kV；容量為100MW～300MW的機(jī)組，宜采用6kV；容量為600MW的機(jī)組可根據(jù)工程的具體條件采用6kV一級(jí)或3、10kV兩級(jí)高壓廠用電壓。 </p><p>　　發(fā)電廠廠用低壓電壓，主廠房?jī)?nèi)的低壓廠用電系統(tǒng)采用動(dòng)力與照明分開(kāi)供電方式。 </p><p>　

17、　3.3廠用電源及其引接 </p><p>　　發(fā)電廠的廠用電源，必須供電可靠，且能滿足各種工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具有正常的工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備用電源、啟動(dòng)電源和事故保安電源。一般電廠中，都以啟動(dòng)電源兼作備用電源。 </p><p>　　3.3.1工作電源 </p><p>　　發(fā)電廠或變電站的廠用工作電源，是保證正常運(yùn)行的基本電源。通常，工作電源應(yīng)不少于兩個(gè)。現(xiàn)代

18、發(fā)電廠，一般都投入系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行。若從發(fā)電機(jī)電壓回路通過(guò)廠用高壓變壓器取得廠用高壓工作電源，即使發(fā)電機(jī)機(jī)組全部停止運(yùn)行，仍可從電力系統(tǒng)倒送電能供給廠用電源。這種引接方式，供電可靠、操作簡(jiǎn)單、調(diào)度方便、投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較省，常被采用。廠用高壓工作電源從發(fā)電機(jī)電壓回路的引接方式與主接線形式有密切的聯(lián)系。當(dāng)主接線具有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，則廠用工作電源一般直接從母線上引接，如圖3.3(a)所示；當(dāng)發(fā)電機(jī)和主變壓器為單元接線時(shí)，則廠用工作電源從主變

19、壓器的低壓側(cè)引接，如圖3.3(b)所示。 </p><p>　　圖3.3 廠用工作電源引接方式 </p><p>　　(a)從發(fā)電機(jī)電壓母線上引接 </p><p>　　(b)從變壓器低壓側(cè)引接 </p><p>　　3.3.2備用電源和啟動(dòng)電源 </p><p>　　廠用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時(shí)替代工

20、作電源，其后備作用。備用電源應(yīng)具有獨(dú)立性和足夠的供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電的情況下仍能從系統(tǒng)中取得廠用電源。 </p><p>　　啟動(dòng)電源一般是指機(jī)組在啟動(dòng)或者停運(yùn)過(guò)程中，工作電源不可能供電的情況下為該機(jī)組廠用負(fù)荷提供的電源。因此，啟動(dòng)電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)備用電源。 </p><p>　　備用電源有明備用和暗備用兩種方式。在大中型發(fā)電廠特別是火電廠中，由于每臺(tái)機(jī)組機(jī)爐的

21、廠用負(fù)荷很大，為了不使每臺(tái)機(jī)組廠用變壓器的容量過(guò)大，一般采用明備用方式；中小型水電廠和降壓變電站，多采用暗備用方式。 </p><p>　　3.3.3事故保安電源 </p><p>　　事故保安電源必須是一種獨(dú)立而十分可靠的電源，通常采用快速自動(dòng)程序啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組、蓄電池組以及逆變器將直流變?yōu)榻涣魇鹿时０搽娫础?duì)于300MW以上機(jī)組還應(yīng)由附近的110kV及以上變電站或發(fā)電廠引入獨(dú)立可靠

22、的專用線路，作為事故備用保安電源。 </p><p>　　3.4廠用電接線形式 </p><p>　　發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。 </p><p>　　火電廠的廠用負(fù)荷容量較大，分布面較廣，尤以鍋爐的輔助機(jī)械設(shè)備耗電量大，其用電量約占廠用電量的60%以上。為保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，高壓廠用母線均采

23、取按鍋爐分段的原則，低壓廠用母線一般也按鍋爐分段，廠用電源則由相應(yīng)的高壓廠用母線供電。 </p><p>　　3.5廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及確定 </p><p>　　根據(jù)相關(guān)規(guī)程，本廠的廠用高壓電壓采用3kV和6kV兩個(gè)電壓等級(jí)，對(duì)于50MW機(jī)組其廠用高壓電壓采用3kV，300MW機(jī)組其廠用高壓電壓采用6kV，廠用低壓電壓采用380/220V 。 </p><p>　　

24、該發(fā)電廠的工作電源采用兩種方式獲得，對(duì)于50MW機(jī)組由于其采取的發(fā)電機(jī)電壓母線連接，所以廠用工作電源直接從母線上引接；對(duì)于300MW機(jī)組由于其采取的為單元接線，所以廠用工作電源從主變壓器的低壓側(cè)引接；其備用電源和啟動(dòng)電源與220kV和330kV系統(tǒng)相連接，即使在全廠停電的情況下仍能從系統(tǒng)中取得廠用電源，事故保安電源采用快速自動(dòng)程序啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組、蓄電池組以及逆變器將直流變?yōu)榻涣魇鹿时０搽娫?；?duì)于300MW機(jī)組還可從220 kV和33