厂用电接线系统(第一章)

电气设备及系统-170-第四篇厂用电系统第一章厂用电接线系统第一节厂用电系统介绍一、概述现代大容量火力发电厂要求其生产过程自动化和采用计算机控制，为了实现这一要求，需要有许多厂用机械和自动化监控设备为主要设备（汽轮机、锅炉、发电机等）和辅助设备服务，而其中绝大多数厂用机械采用电动机拖动，因此，需要向这些电动机、自动化监控设备和计算机供电，这种电厂自用的供电系统称为厂用电系统。厂用电系统的接线是否合理，对保证厂用负荷的连续供电和发电厂安全经济运行至关重要。由于厂用电负荷多、分布广、工作环境差和操作频繁等原因，厂用电事故在电厂事故中占有很大的比例。此外，还因为厂用电接线的过渡和设备的异动比主系统频繁，如若考不周，也常常会埋下事故的隐患。此外人们对厂用电往往不如对主系统那么重视，这就很容易让事故钻空子。统计表明，不少全厂停电事故是由于厂用电事故引起的。因此，必须把厂用用电系统的合理性及安全运行提到应有的高度来认识。对300MW汽轮发电机组厂用电接线的要求是：（1）各机组的厂用电系统应是独立的。厂用电接线在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并要求受厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复本机组的运行。（2）全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。在厂用电系统接线中，不应存在可能导致发电厂切断多于一个单元机组的故障点，更不应存在导致全厂停电的可能性。（3）厂用电的工作电源及备用电源接线应能保证各单元机组和全厂的安全运行。（4）充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设备。（5）设置足够的交流事故保安电源，当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。另外，还要设计符合电能质量指标的交流不间断电源，以保证不允许间断供电的热工负荷和计算机的用电。二、厂用负荷分类按其在生产过程中的重要性，300MW汽轮发电机组厂用负荷可分为以下几类：（1）I类负荷：短时（手动切换恢复供电所需时间）停电可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电机组出力大量下降的负荷。例如：给水泵、锅炉引风机、一次风机和送风机、直吹式磨煤机、凝结水泵和凝结水升压泵等。（2）II类负荷：允许短时停电，但停电时间延长，有可能损坏设备或影响正常生产的负荷。（3）III类负荷：长时间停电不会直接影响生产的负荷，例如修配车间的电源。电气设备及系统-171-（4）不停电负荷：在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中，甚至在停机后的一段时间内，需要进行连续供电的负荷，简称0I类负荷。例如，电子计算机、热工保护、自动控制和调节装置等。事故保安负荷：在发生全厂停电时，为了保证机组安全地停止运行，事后又能很快地重新启动，或者为了防止危及人身安全等原因，需要在全厂停电时继续供电的负荷。按负荷所要求的电源为直流或交流，又可分为直流保安负荷（如汽机直流润滑油泵、发电机氢侧和空侧密封直流油泵等）和交流保安负荷（如交流润滑油泵、盘车电动机、顶轴油泵等）。三、南埔电厂厂用电接线1.厂用电系统电压本工程分别采用6kV及380V作为厂用电高压厂用电源及低压厂用电源（见图4-1-1）。2.高压厂用电接线本期每台机组设一台分裂绕组高压厂用工作变压器，其高压侧从发电机主回路离相封闭母线上T接，低压侧分别带两段6kV工作母线，机组高压厂用单元负荷和主厂房成对设置的变压器分别接于两段母线。主厂房内设两段6kV公用母线，供给全厂的公用负荷，在码头附近设置码头6kV工作母线，为码头负荷、海水制氯及附近的低压变压器供电，电源从6kV公用母线引接。2台机组设1台分裂绕组高压启动/备用变压器，厂用电6kV系统中性点采用低电阻接地方式。考虑“厂网分开”的原则，6kV公用段正常时均考虑由机组6kV工作段供电，每台机组带一段6kV公用段，每一段公用段直接从启动/备用变压器引接一回备用电源，即6kV0IA段公用段接于＃1机6kVIB工作段和启动/备用变压器低压侧上，6kV0IB公用段接于＃2机6kVIIB工作段和启动/备用变压器低压侧上。正常运行时，公用6kV0IA段由＃1机6kVIB段带，公用6kV0IB段由＃2机6kVIIB段带，启动/备用变压器做备用。任一台机组检修时，由该机组带的公用段，可继续由该机组工作段带（工作段由启动/备用变压器带），或由启动/备用变压器直接带，无备用电源。＃2机未投产时，公用6kV0IB段暂时由＃1机6kVIA段带，若此时6kVIB段故障，接于该段的汽动给水泵前置泵停运，将启动接在6kVIA段上的电动给水泵、脱硫同时切换到6kVIA段运行，6kVIA段有可能过负荷，可考虑公用6kV0IB段切换到启动/备用变压器。这种接线方式的优点是运行可靠性高，只有机组检修时有一段公用段仅单电源，但由于两段公用段的负荷是成对设置的，因此其可靠性能满足要求。＃2机未投产时，公用负荷全部由＃1机带，启动/备用变压器空载运行，可节省电费。高厂变、启动/备用变可选40/25-25MVA，节省投资。这种接线方式的缺点是在一台机组检修时，其中一段公用负荷由启动/备用变压器带，不省电，但时间不长，并可调整公用负荷，尽量让启动/备用变压器少带负荷。3.脱硫负荷的引接脱硫区布置在烟囱后面，距主厂房有一定距离，负荷较为集中，且高压负荷较多，负荷较大，在脱硫区设置6KV段，运行管理比较独立，设计施工界线明显，投资上差别不大，而且脱硫岛的施工、调试、投产可不影响机组的正常运行。4.低压厂用电接线全厂采用动力中心（PC）和电动机控制中心（MCC）供电方式。原则上75KW及以上电动机从PC供电，75KW以下的电动机从MCC供电。（1）主厂房采用动力与照明、检修网络分开的供电系统，采用中性点直接电气设备及系统-172-接地系统。每台机组设置2台1600KVA互为备用的低压工作变，1台500KVA的有载调压照明变，两台机设2台1250KVA互为备用的公用变，1台500KVA的检修变，两台机组的照明变互为备用。每台炉设置2台1250KVA互为备用的电除尘变，供一台炉的2台电除尘负荷。汽机房和锅炉房的动力中心、控制中心成对设置，建立双回路电源通道，2台低压工作变及2台公用变互为备用，自动切换，成对出现的电动机控制中心，由成对的动力中心单电源供电，成对的电动机由对应的动力中心和电动机控制中心供电，对于单台的I、II类负荷，设1台双电源供电的电动机控制中心，双电源分别从不同的动力中心供电。（2）全厂辅助车间采用动力与照明、检修网络合并的供电系统，采用中性点直接接地系统，在负荷相对集中的地方成对设置以下低压厂用变压器对低压负荷供电：两台机组设两台除灰变，容量为400KVA，电源由主厂房6KV0IA、0IB公有段引接，为除灰空压机房、启动锅炉房等负荷供电。全厂设两台化水水工变，容量为1000KVA，电源由6KVA0IB、0IB公用段引接，为锅炉补给水处理室、综合水泵房等负荷供电。全厂设两台除灰燃油变，容量为1600KVA，电源由6KVA0IB、0IB公有段引接，为除灰供水泵房、干灰库、脱水仓、燃油泵房、生活及含油污水处理站、雨水泵站等负荷供电。全厂设两台输煤变，容量为1000KVA，电源由6KVA0IB、0IB公用段引接，为部分转运站、碎煤机室、推煤机库、输煤综合楼负荷供电。全厂设两台输煤循环水变，容量为1250KVA，电源由码头6KVA、B段引接，为码头附近的转动站、循环水泵房、海水制氯间等负荷供电。在脱硫区设两台脱硫变，容量为2500KVA，电源由脱硫6KVI、II段引接，为脱硫区低压负荷供电；脱硫区不单独设事故柴油发电机，设置脱硫保安MCC，电源由#1机有柴油发电机供给，接在#1机保安PC上，容量按120KVA考虑。全厂设一台厂前区变，容量为800KVA，电源由6KV0IB公用段引接，为厂前区负荷、综合检修楼、试验楼、材料库等负荷供电。在灰场管理站设一台灰场变，容量为80KVA，电源由6KVA0IA公用段引接，为灰场管理站内负荷供电。5.事故保安和不停电电源1)事故保安电源每台机组各设置一段事故保安PC和三段事故保安MCC，为本机炉交流事故保安负荷、主厂房事故照明等负荷供电。正常运行时交流事故保安MCC由各相应动力中心供电，其备用电源为快速启动的应急式柴油发电机。其中#1机组配备的柴油发电机兼给脱硫事故保安MCC供电，容量为600KW，#2机组配备的柴油发电机容量为500KW。柴油发电机中性点直接接地。柴油发电机布置在主厂房集控偻0m层，保安PC、MCC布置在集控楼6米层。2)不停电电源交流不停电电源系统（UPS）采用静态逆变装置。当全厂停电时，由机组动力用220V蓄电池供给直流电源，经逆变后向负荷供电。当逆变器故障，UPS将以静态开关无扰动切换至旁路电源供电。交流电源消失情况下UPS装置连续供电时间为0.5小时。每台机组设置一套容量为80KVA的单相交流不停电电源装置，由一套整流装置、逆变装置及旁路装置及馈线屏组成。电气设备及系统-173-第二节厂用电系统运行一、厂用电系统运行方式1.正常运行方式当＃1、＃2机组正常运行时，6kV厂用电系统的正常运行方式为：＃1高压厂用变压器供6kV1A和1B段母线，＃2高压厂用变压器供2A和2B6kV母线，＃01启动备用变压器作为＃1、＃2高压厂用变压器的联动备用。公用6kV0IA段由＃1机6kVIB段带，公用6kV0IB段由＃2机6kVIIB段带，启动/备用变压器做备用。＃2机未投产时，公用6kV0IB段暂时由＃1机6kVIA段带.各机组的低压工作变压器1A、1B、2A、2B，低压公用变压器＃1、＃2、照明变压器＃1、＃2，除尘变压器＃1、＃2，化学水变压器＃1、＃2，检修变压器，输煤变压器＃1、＃2、＃3、＃4及循泵房低压变压器＃1、＃2等均投入运行，低压备用变压器＃01、＃02，除尘备用变压器，输煤备用变压器作联动备用。2.非正常运行方式当#1机组处于检修、启动或停机过程中，＃01启动备用变压器运行，供6kV1A和1B段母线，并作＃2高压厂用变压器的备用。若＃2机组处于检修、启动或停机过程中，#01启动备用变压器运行，供6kV2A和2B段母线，并作为＃1高压厂用变压器备用。此外，为提高备用电源供电的可靠性，在上述检修方式下，＃01启动备用变压器与另一台运行的高压厂用变压器的机组，应在220kV不同母线段上运行。由于＃1、＃2高压厂用变压器未设高压侧断路器，因此，在＃1、＃2机组正常运行时，不安排＃1或＃2高压厂用变压器的检修，它们只能配合机组停役时进行大、小修或临时检修。当然，这并不影响＃1或＃2高压厂用变压器6kV分支断路器的临时性检修，但每次只能安排一台分支断路器检修，此时由启动备用变压器向该段母线供电，并可作其他段的联动备用。任一台机组检修时，由该机组带的公用段，可继续由该机组工作段带（工作段由启动/备用变压器带），或由启动/备用变压器直接带，无备用电源。若此时6kVIB段故障，接于该段的汽动给水泵前置泵停运，将启动接在6kVIA段上的电动给水泵、脱硫同时切换到6kVIA段运行，6kVIA段有可能过负荷，可考虑公用6kV0IB段切换到启动/备用变压器6kV各段母线的检修应配合对应机组停役时进行。考虑到6kV母线上尚有公用负荷，故A、B段应轮流进行检修，并尽量缩短停役时间。此外，还要注意因母线停役受其影响的公用系统中可供使用的同类辅机是否有缺陷，如有缺陷，则必须先消除该辅机的缺陷之后再停母线。各机组的低压厂用变压器（如低压工作变压器、除尘变压器）的大修，一般也应配合机组大修时进行。但若限于检修力量，需要安排一定设备预检修时，对＃1、＃2机组宜预修1B和2B低压变压器，而将1A和2A低压变压器的检修安排在该机组大修的同时进行。这是因为，＃01低压备用变压器与2B低压工作变压器同时在6kV1B段，而＃02低压备用变压器与2B低压工作变压器同在6kV2B段，当1A或2A低压工作变压器停役时，形成工作和备变压器（即两台工作变压器）同在B段母线运行的不安全局面