發(fā)電廠廠用電保護(hù)配置及整定

1、發(fā)電廠廠用電保護(hù)配置及整定計(jì)算華北電力大學(xué)電力系智能控制與仿真教研室 張 旭廠用電接線形式一、基本概念：廠用電概念：電動(dòng)機(jī)以及全廠的運(yùn)行操作、試驗(yàn)、修配、照明、電焊等用電設(shè)備的總耗電量，稱廠用電或自用電。作用：保證主要設(shè)備（鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)）及輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。 二、廠用負(fù)荷分類：1、I類廠用負(fù)荷：短時(shí)（手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需時(shí)間）停電可能影響人身和設(shè)備安全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降。如：給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)、水電廠的調(diào)速器、壓油泵等。措施：（1）設(shè)兩套互為備用；（2）分別接到兩獨(dú)立電源母線上；（3）電動(dòng)機(jī)全部自啟動(dòng)；（4）電源自動(dòng)投入2、II類廠用負(fù)荷：允許

2、短時(shí)停電，但停電時(shí)間過長(zhǎng)，有可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)的負(fù)荷。如：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。措施：（1）兩段母線分段；（2）手動(dòng)切換；（3）有條件時(shí)參加自啟動(dòng) 3、III類廠用負(fù)荷：長(zhǎng)期停電不會(huì)直接影響生產(chǎn)的負(fù)荷。如：實(shí)驗(yàn)室、中央修配廠、油處理室等負(fù)荷措施：由一個(gè)電源供電。4、不停電負(fù)荷（UPS）在機(jī)組運(yùn)行期間，以及停機(jī)（包括事故停機(jī)）過程中，甚至在停機(jī)以后的一段時(shí)間，需要進(jìn)行連續(xù)供電的負(fù)荷。如：實(shí)時(shí)控制用的計(jì)算機(jī)，熱工保護(hù)，自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)裝置等。一般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。簡(jiǎn)稱為“OI”類負(fù)荷5、事故保安負(fù)荷：在發(fā)生全廠停電或單元機(jī)組失

3、去廠用電時(shí)，為了保證機(jī)爐的安全停運(yùn)，過后能很快地重新起動(dòng)，或?yàn)榱朔乐刮C(jī)人身安全等原因，需要在停電時(shí)繼續(xù)進(jìn)行供電的負(fù)荷直流保安負(fù)荷（OII類）：發(fā)電機(jī)組的直流潤(rùn)滑油泵。交流保安負(fù)荷（OIII類）：盤車電動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)控制用電子計(jì)算機(jī)。措施：（大機(jī)組）由蓄電池組、柴油發(fā)電機(jī)組、燃汽輪機(jī)組或有可靠外部獨(dú)立電源進(jìn)行供電。三、三、廠用電接線的設(shè)計(jì)原則和接線形式廠用電接線的設(shè)計(jì)原則和接線形式 1 1、廠用電供電電壓等級(jí)的確定、廠用電供電電壓等級(jí)的確定 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)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)的電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠性等因素，相互配合，經(jīng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)綜合比較后確定的。 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠 單機(jī)

4、容量單機(jī)容量PN 300MW： 10KV、3KV、380/220V水電廠：水電廠：0.4KV變電所：變電所：0.4KV 2、廠用供電電源及其引接廠用供電電源及其引接供電電源：供電電源：工作電源工作電源、備用電源備用電源，單機(jī)容量在單機(jī)容量在200MW200MW及以上的發(fā)電廠還應(yīng)考慮及以上的發(fā)電廠還應(yīng)考慮設(shè)置設(shè)置啟動(dòng)電源啟動(dòng)電源和和事故保安電源。事故保安電源。 工作電源工作電源備用電源和啟動(dòng)電源備用電源和啟動(dòng)電源（1）備用電源備用電源（事故備用電源）是事故或檢修情況下失去工作電源時(shí)，起后備作用的電源。要求供電獨(dú)立，有足夠的供電容量。（2）啟動(dòng)電源啟動(dòng)電源：廠用工作電源完全消失情況下，為保證機(jī)組快

5、速啟動(dòng)，向必要的輔助設(shè)備供電的電源。一般用快速柴油發(fā)電機(jī)組作為啟動(dòng)電源，也可從外部的可靠獨(dú)立電源經(jīng)專用廠高變作為啟動(dòng)電源。 我國(guó)目前僅在200MW及以上大容量機(jī)組的發(fā)電廠中，為了機(jī)組的安全和廠用電 可靠才設(shè)啟動(dòng)電源。啟動(dòng)電源可兼作備用電源和事故保安電源。 事故保安電源事故保安電源 設(shè)置事故保安電源的目的：當(dāng)廠用工作電源和備用電源都消失時(shí)，為確保在事故狀態(tài)下能安全停機(jī)，事故消除后又能及時(shí)恢復(fù)供電，保證事故保安負(fù)荷連續(xù)供電。事故保安電源： 快速自啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組 蓄電池組 蓄電池組+逆變器 獨(dú)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、中性點(diǎn)接地方式：高壓廠用電系統(tǒng)接

6、地電容電流小于或等于7A時(shí)，其中性點(diǎn)采用高電阻接地方式，也可采用不接地方式；當(dāng)接地電容電流不大于7A時(shí)，其中性點(diǎn)采用低電阻接地方式，也可采用不接地方式。主廠房?jī)?nèi)的低壓廠用電系統(tǒng)宜采用三相三線制，中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的方式，也可采用動(dòng)力與照明公用的三相四線制中性點(diǎn)直接接地方式。五、廠用電接線的基本形式單母分段接線，單母分段接線， 按爐分段按爐分段接線形式1接線形式二廠用電繼電保護(hù)系統(tǒng)一、一般要求：各種繼電保護(hù)的靈敏度不宜低于如下數(shù)值：縱聯(lián)差動(dòng) 2 ；電流速斷保護(hù) 2（按保護(hù)安裝處短路計(jì)算）過電流 1.5動(dòng)作于信號(hào)的單相接地保護(hù) 1.2動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù) 1.5二、高壓廠用變壓器保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保

7、護(hù)電流速斷保護(hù)瓦斯保護(hù) 過電流單相接地保護(hù) 低壓側(cè)分支差動(dòng)保護(hù)三、高壓廠用備用或起動(dòng)/備用變壓器 縱聯(lián)差動(dòng)過電流速斷瓦斯保護(hù) 過電流 單相接地 零序電流 備用分支的過電流保護(hù) 四、低壓廠用變壓器保護(hù) 縱聯(lián)差動(dòng)過電流速斷 瓦斯保護(hù) 過電流單相接地短路保護(hù)單相接地 溫度保護(hù)五、高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)電流速斷保護(hù)過電流保護(hù) 單相接地 過負(fù)荷低電壓保護(hù) 六、低壓電動(dòng)機(jī)相間短路保護(hù)單相接地短路保護(hù) 單相接地保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù)兩相運(yùn)行保護(hù)低電壓保護(hù) 七、廠用線路保護(hù) 3kV10kV線路 相間短路單相接地保護(hù)低壓廠用線路 相間短路保護(hù)單相接地短路保護(hù)單相接地保護(hù) 八、柴油發(fā)電機(jī)保護(hù)過電流 縱聯(lián)差動(dòng)單相接地保

8、護(hù)短路電流計(jì)算一、一般概念1、平均額定電壓UnUnUnUav05.121 .1常用各個(gè)電壓等級(jí)的平均額定電壓Un(kV)361035110220330500Uav(kV)3.156.310.5371152303455252.高壓電網(wǎng)只計(jì)及電抗典型線路型等值電路故障分析線路等值模型（高壓電網(wǎng)）故障分析線路等值模型（低壓部分）短路回路總阻抗包括電阻和電抗，考慮簡(jiǎn)化計(jì)算和允許誤差，當(dāng)ddXR31在高壓電網(wǎng)才計(jì)算電阻，一般都不計(jì)算電阻；通常只有在1kV以下低壓系統(tǒng)才計(jì)算電阻GT-1T-2LK(3)30MVA10.5kVX=0.26E = 11kV31.5MVA10.5/121UK% = 10.580k

9、mX=0.4/km15MVA110/6.6UK% = 10.56kV0.3kAxT% = 52.5kmX=0.08/km例： 對(duì)如下輸電系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)么值參數(shù)和三相短路電流計(jì)算取SB 100MVA，各段的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流分別為： )(2 .93 .63100),(3 .6)3()3(kAIkVUBB)(5.55.103100),(5.10)1()1(kAIkVUBB)(5 .01153100),(115)2()2(kAIkVUBB87.03010026.0*1x發(fā)電機(jī)：33.05.31100105.01*2xT：變壓器7.015100105.02*4xT：變壓器46.13.62.93.0605.

10、0*5x電抗器：24.0115100804.02*3x輸電線路：504.03.61005.208.02*6x電纜線路：各元件標(biāo)么值如下：）（短路處的有名值電流：）（發(fā)電機(jī)段有名值電流：短路電流標(biāo)么值：電源電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)么值為對(duì)短路點(diǎn)的總電抗為：AIIIAIIIxEIExbKgbKgKk36.22.9256.0k41.15.5256.0256.011.405.105.15.101111.4504.046.17.024.033.087.0)3(*)1(*2、運(yùn)算曲線和運(yùn)算曲線數(shù)字表 它是采集200MW及以上的各種常用機(jī)組參數(shù)，分析電力系統(tǒng)負(fù)荷分布狀況，采用概率統(tǒng)計(jì)的方法在計(jì)算機(jī)上得到得結(jié)果。運(yùn)算曲線運(yùn)

11、算曲線數(shù)字表二、網(wǎng)絡(luò)變換 網(wǎng)絡(luò)變換的基本公式見電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分P124表45，廠用網(wǎng)絡(luò)電抗變換公式見表66。三、三相短路電流周期分量計(jì)算電抗有名值電源對(duì)短路點(diǎn)的等值有效值短路電流周期分量的電抗標(biāo)么值電源對(duì)短路點(diǎn)的等值下的計(jì)算電抗額定容量為電網(wǎng)的平均電壓，此時(shí)：不考慮周期分相的衰減時(shí)，為基準(zhǔn)）計(jì)算電抗（以供電電源當(dāng)供電電源為無窮大或路電流、無限大電源供給的短XkAIXSXkVUXUXIISSXXXzejsppjsezjejsjs)()(331*10474144642IXXXjsjs周期分量的標(biāo)么值），即可得到短路電流表手冊(cè)表表（電力工程電氣設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線數(shù)字），或查相應(yīng)圖手

12、冊(cè)圖線（電力工程電氣設(shè)計(jì)曲值查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算，然后按基準(zhǔn)的計(jì)算電抗歸算到以電容容量為值電抗先將電源對(duì)短路點(diǎn)的等電流、有限電源供給的短路三、不對(duì)稱短路電流計(jì)算JEnSSXXXXXXXXXXXXXX）（單相短路：兩相短路：三相短路：）（）（3js1)n(njs02)1(2)2()3()(1*10型有關(guān)系附加阻抗，與短路類標(biāo)么值零序網(wǎng)絡(luò)合成阻抗的標(biāo)么值，負(fù)序網(wǎng)絡(luò)合成阻抗的標(biāo)么值正序網(wǎng)絡(luò)合成阻抗的阻抗，正序短路電流的合成)n(021*XXXXX正序電流Id1（n） 各種短路形式的正序短路電流Id1（n）計(jì)算方法與三相短路電流相同，可以采用同一計(jì)算法。 當(dāng)計(jì)算電抗Xjs(n)=3時(shí)，可按照系統(tǒng)為無窮大

13、系統(tǒng)計(jì)算，其標(biāo)么值為： )(1)(1*1nndXXI 在有限電源系統(tǒng)中，按Xjs(n)直接查發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，即得不對(duì)稱短路得正序電流標(biāo)么值I*d1(t)(n)entdntdIII)()(1*)()(1正序電流得有名值： 合成電流：短路點(diǎn)合成電流按下式計(jì)算：331)(1)(mmmmIIndnd單相短路：兩相短路：三項(xiàng)短路：四、廠用電系統(tǒng)短路電流計(jì)算1、6kV廠用電系統(tǒng)三相短路電流周期分量的起始值：么值廠用變壓器的電抗標(biāo)系統(tǒng)電抗標(biāo)么值，基準(zhǔn)電流分量的起始有效值電動(dòng)機(jī)反饋電流周期期分量的起始有效值廠用電源短路電流周始值短路電流周期分量的起B(yǎng)XDbDeDdDBXbDbXXIIIIIKIXXIIIIIf 3, f 10定電流之和計(jì)及反饋的電動(dòng)機(jī)額流倍數(shù)，電動(dòng)機(jī)的平均反饋電DeDdIK,2、380V廠用電系統(tǒng)的短路電流計(jì)算 a、一般原則：1）計(jì)及電阻2）低壓廠用變壓器高壓側(cè)的電壓在短路時(shí)可以認(rèn)為不變3）在動(dòng)力中心（PC）的饋線回路短路時(shí)，應(yīng)計(jì)及饋線回路的阻抗，但可不計(jì)及異步電動(dòng)機(jī)的反饋電流b、三相短路電流周期分量的計(jì)算)(,)(400)(,107 . 333 )3(3 )3(22 )3( )3( )3( )3(ABIemXRVVUIBIeIXRUZUIIIIDbDb流變壓器低壓側(cè)的額定電電抗每相回路的總電阻和總、，