发电厂电气部分第五章厂用电接线及设计(三)

发电厂变电所电气主系统1发电厂变电所电气主系统第五章厂用电电气接线及设计《发电厂电气部分》课题组电力工程学院电气工程系发电厂变电所电气主系统2一、火电厂厂用电接线厂用电接线方式合理与否，对机、炉、电的辅机以及整个发电厂的运行可靠性有很大影响。厂用电接线应保证厂用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可靠、灵活方便等要求。(一）300MW汽轮发电机组高压厂用电接线300MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的有两种接线方案，如图5-3所示。图5-3（a）所示方案1，不设6kV公用负荷母线段，将全厂公用负荷（如输煤、除灰、化水等）分别接在各机组A、B段母线上；第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统3图5-3（b）所示方案2，单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电，该公用负荷母线段正常由启动备用变压器供电。图5-3高压厂用电系统供电方案第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统4（a）图所示方案1的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上，供电可靠性高、投资省，但也由于公用负荷分接于各机组工作母线上，机组工作母线清扫时，将影响公用负荷的备用。另外，由于公用负荷分接于两台机组的工作母线上，因此，在机组G1发电时，必须也安装好机组G2的6kV厂用配电装置，并由启动/备用变压器供电。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统5（b)图所示方案2的优点：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。其缺点：由于公用负荷集中，并因启动/备用变压器要用工作变压器作备用（若无第二台启动/备用变压器作备用时），故工作变压器也要考虑在启动/备用变压器检修或故障时带公用负荷母线段运行。因此，启动/备用变压器和工作变压器均较方案1变压器分支的容量大，配电装置也增多，投资较大。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统6300MW汽轮发电机组厂用电接线举例。某厂厂用电接线如图5-4所示。厂用电压共分两级，高压为6kV，低压为380/220V，不设全厂6kV公用厂用母线。图5-4300MW汽轮发电机组厂用电系统接线图第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统7每台300MW汽轮发电机从各单元机组的变压器低压侧接引一台高压厂用工作变压器作为6kV厂用电系统的工作电源。为了限制短路电流，选用分裂绕组变压器，启动/备用变压器引自升高电压用线，采用明备用。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统8600MW机组单元高压厂用电系统的接线，与采用的电压等级数、厂用工作变压器的型式和台数、启动备用变压器的型式和台数、启动备用变压器平时是否带公用负荷等因素有关。600MW机组通常都为一机一炉单元设置，采用机、炉、电为一单元的控制方式，因此，厂用电系统也必须按单元设置，各台机组单元（包括机、炉、电）的厂用电系统必须是独立的，而且采用单母线多分段（两段或四段）接线供电。600MW机组高压厂用电系统有下述两种接线形式。(二）600MW汽轮发电机组高压厂用电接线第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统9方案1。高压厂用电采用6kV一个电压等级。如图5-5所示，高压厂用电压采用6kV，设置一台高压厂用三相三绕组（或分裂绕组）工作变压器T1AB、两台三相双绕组启动/备用变压器Tfal、Tfa2，启动/备用变压器平时带公用负荷。图5-5600MW机组高压厂用电6KV系统接线第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统10高压厂用电采用6kV电压等级接线的主要特点是：（1）机组单元（机、炉、电）厂用负荷由两段高压厂用母线（1A和1B）分担。正常运行时由高压厂用工作变压器供电，将双套或更多套设备均匀地分接在两段母线上，以提高供电可靠性。高压厂用工作变压器不带公用负荷，故其容量较小。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统11（2）公用负荷由两段厂用公用母线（C1和C2）分担。正常运行时，两台启动/备用变压器各带一段公用母线（亦称公用段），两段公用母线分开运行。由于启动/备用变压器常带公用负荷，故又称其为公用备用变压器。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统12（3）当一台启动/备用变压器停役或由于其他设备有异常使一台启动/备用变压器不能运行时，可由另一台启动/备用变压器带两段公用母线。因此，对公用负荷而言，2台启动/备用变压器是互为备用的电源。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统13方案2。高压厂用电采用10kV和3kV两个电压等级。如图5-6所示，每个机组单元设置2台三相三绕组工作变压器（高压厂用变压器）T1A、T1B，分接至四段高压厂用母线，既带机组单元负荷，又带公用负荷。每两台机组设公用的2台三绕组变压器作启动/备用变压器T12A、T12B，平时不带负荷。图5-6600MW机组高压厂用电10kV和3kV系统接线第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统14高压厂用电采用10kV和3kV两个电压等级接线的特点：工作电源经2台三绕组变压器，启动/备用变压器第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统15某厂1000MW汽轮发电机组高压厂用电系统接线，如图5-7所示。(三）1000MW汽轮发电机组高压厂用电接线图5-71000MW机组高压厂用电10kV系统接线第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统16由图可以看出，高压厂用电压采用10kV，高压厂用电系统采用单母线接线，每台机组设置10kV高压厂用工作母线A、B、C、D四段，分别由两台分裂低压绕组的高压厂用工作变压器供电。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统17工作变压器的高压侧电源由本机组发电机引出线上引接，其中A、B段10kV母线由第一台高压厂用工作变压器的两个低压分裂绕组经共箱母线引接；C、D段10kV母线由第二台高压厂用工作变压器的两个低压分裂绕组经共箱母线引接。互为备用及成对出现的高压厂用电动机及低压厂用变压器分别由不同的10kV母线段上引接。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统18启动/备用变压器10kV侧通过共箱母线连接到每台机组的四段10kV工作母线上作为备用电源，A、B段10kV母线由第一台启动/备用变压器的两个低压分裂绕组经共箱母线引接；C、D段10kV母线由第二台启动/备用变压器的两个低压分裂绕组经共箱母线引接。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统19厂用高压变压器、启动/备用变压器低压中性点采用低电阻接地方式，接地电阻为60Ω。两台启动/备用变压器分别由220kV升压站各引接一回电源，确保在一台启动/备用电源检修或其他情况下，可保证有一台启动/备用变压器投入工作。高压厂用工作变压器与启动/备用变压器装有备用电源快速切换装置。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统20这种高压厂用电系统接线的特点是，高压厂用母线设4段，互为备用的负荷接入两台厂用变压器的两个低压分裂绕组上。可与启动/备用变压器组成一对一的接线方式，任何一台厂用变压器停运，只要投入相应的启动/备用变压器即可供电，可靠性极高，调度也非常灵活。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统21二、水电厂厂用电接线对水电厂来说，厂用电负荷属最重要负荷之一。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、全厂辅助机械系统的电动机、闸门启闭设备、照明及水利枢纽等设施用电。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统22水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。中、小型水电厂通常厂用母线只分为两段，由两台厂用变压器以暗备用方式给两段厂用母线供电；大容量水电厂，厂用母线则按机组台数分段，每段由单独厂用变压器供电，并设置专用备用变压器。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、鱼梯等设施用电，可设专用坝区变压器，按其距主厂房远近、负荷大小以及发电机电压等条件，可采用6kV或10kV电压供电，其余厂用电负荷均以380/220V供电。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统23图5-8所示为大型水电厂的厂用电接线。图5-8大型水电厂厂用电接线第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统24该厂装有4台发电机组，具有6kV大容量电动机拖动的坝区机械设备，且距厂房较远，同时水库还兼有防洪、航运等任务，因此，厂用电采用6kV及380V两级电压。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统256kV公用系统为单母线分段接线，由高压厂用变压器T9和T10供电，备用方式为暗备用方式，每台机组的厂用电负荷采用了380/220V电压，分别由厂用变压器T5~T8供电，从各自的发电机出口处引接。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统26此外，还在2台发电机组的出口处装设了断路器QF1和QF2，这样，即使在全厂停运时，仍可以从电力系统取得厂用电源，即厂用电由变压器T1或T4低压侧取得电源。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统27三、变电站站用电接线变电站的主要站用电负荷是变压器冷却装置，直流系统中的充放电装置和晶闸管整流设备，照明、检修及供水和消防系统，对500kV变电站，还包括高压断路器和隔离开关的操作机构电源。尽管这些负荷的容量并不太大，但由于500kV变电站在电力系统中的枢纽地位，出于运行安全的考虑，其站用电系统必须具有高度的可靠性。小型变电站，大多只装一台站用变压器，从变电站低压母线上引接，站用变压器二次侧为380/220V中性点直接接地的三相四线制系统。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统28对于中型变电站或装有调相机的变电站，通常都装设2台站用变压器，分别接在变电站低压母线的不同分段上，380V站用电母线采用低压断路器（即自动空气开关）进行分段，并以低压成套配电装置供电。小型变电站，大多只装一台站用变压器，从变电站低压母线上引接，站用变压器二次侧为380/220V中性点直接接地的三相四线制系统。500kV变电站必须装设2台或2台以上的站用工作变压器。当有可靠的外接电源时，一般设置1台与站用工作变压器容量相同的备用变压器作为备用电源，并且装设备用电源自动投入装置，以保证工作变压器因故退出运行时，备用变压器能自动投入运行。当无可靠的外接电源时，可设1台自启动的柴油发电机组作为备用电源，其容量应至少满足主变压器的冷却装置负荷和断路器及隔离开关的操动机构电源的需要。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统29500kV变电站的站用电源引接方式，有下述三种：（1）由变电站内主变压器第三绕组引接，站用变压器高压侧要选用较大断流容量的开关设备，否则要加限流电抗器。（2）当站内有较低电压母线时，一般由这类电压母线上引接2个站用电源，这种站用电源引接方式具有经济性好和可靠性高的特点。（3）500kV变电站的外接站用电源多由附近的发电厂或变电站的低压母线引接。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统30图5-9500kV变电站的站用电接线示意图。第三节不同类型发电厂的厂用电接线发电厂变电所电气主系统31本章内容结束，请听下一章（节）第四节厂用变压器的选择第五章厂用电接线及设计