600MW機組廠用電系統(tǒng)培訓教材

1、600MW 機組廠用電系統(tǒng)培訓教材第一節(jié)廠用電基本接線形式及運行方式發(fā)電廠在啟動、停機、檢修過程中，有大量電動機拖動的機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤、除灰、除塵及 水處理等輔助設備的正常運行，這些電動機以及全廠的運 行、操作、試驗、檢修、照明等用電設備都屬于廠用負荷， 其總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電的電量，大都由發(fā)電 廠本身供給。其耗電量與電廠類型、機械化和自動化程度、 燃料種類及其燃燒方式、蒸汽參數(shù)等因素有關。廠用電耗電 量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分數(shù)，稱為廠用電率。廠用電率 是發(fā)電廠運行的主要經(jīng)濟指標之一，一般火電空冷機組的廠 用電率為6%8%，降低廠用電率可以降低電能成本，同時

2、相應增大了對系統(tǒng)的供電量。一、廠用電源及其引接方式發(fā)電廠的廠用電源，必須供電可靠，且能滿足電廠各種 工作狀態(tài)的要求，除應具有正常的工作電源外，還應設置備 用電源、啟動電源和事故保安電源，一般電廠中都以啟動電 源兼作備用電源。河曲二期600MW機組的廠用電經(jīng)過諸多因素的綜合比較后，選擇兩個電壓等級(10KV 400V)的配電系統(tǒng)，400V工作電源從10.5KV廠用母線引接。1. 廠用工作電源及其引接對于大容量機組，各機組的廠用工作電源必須是獨立的，而且是保證機組正常運行最基本的電源，必須要求供電 可靠，還要滿足整套機爐的全部廠用負荷要求，并可能還要 承擔部分公用負荷。600MW機組一般采用發(fā)電機

3、變壓器組 單元接線，并采用分相封閉母線。機組廠用電源都從發(fā)電機 至主變壓器之間的封閉母線引接，即從發(fā)電機出口經(jīng)高壓廠 用工作變壓器（簡稱高廠變）將發(fā)電機出口電壓降至所要求 的廠用高壓。在這種接線方式下，發(fā)電機、主變、高廠變以 及相互連接的導體，任何元件故障都要斷開主變高壓側的斷 路器并停機。當發(fā)電機處于正常運行時，才能對廠用負荷供 電；在發(fā)電機處于停機狀態(tài)、啟動時發(fā)電機電壓未建立之前 或停機使電壓下降時，都不能對廠用負荷供電。這就說明， 需要另外設置獨立可靠的啟動和停機用的電源，停機電源是 指保證發(fā)電機安全停機的某些廠用負荷繼續(xù)運行一段時間 所需的電源。另外，低壓 400V廠用工作電源，一般由

4、高壓 廠用母線通過低壓廠用變壓器引接。2. 廠用備用電源與啟動電源廠用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時替 代工作電源，起后備作用。備用電源應具有獨立性和足夠的 供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電下仍能 從系統(tǒng)獲得廠用電源。啟動電源一般是指機組在啟動或停運過程中，工作電源不可能供電的工況下為該機組的廠用負荷提供電源。600MW機組的廠用備用電源，一般采用啟動電源兼?zhèn)溆秒娫吹姆绞?設置，而且一般都從系統(tǒng)經(jīng)啟動/備用變壓器引接，從500KV系統(tǒng)引接具有很高的可靠性。這種電源除起備用電源和啟動 電源的作用外，也承擔了發(fā)電機停機電源的作用，這種由啟 動兼?zhèn)溆玫碾娫醋儔浩鳎瑥膫溆玫慕嵌?/p>

5、看是一種明備用，平 時不接通高壓廠用母線，不帶機組負荷，當工作電源故障斷 開時，由快切裝置進行切換接通，代替故障的工作電源，承 擔全部廠用負荷。對 600MW機組，一般每兩臺機組設一套公 用的啟動/備用變壓器。對于低壓400V的備用電源，與低壓工作電源的引接相似，從廠用母線經(jīng)低壓變壓器引接，但 低壓工作電源與備用電源多取自高壓廠用母線的不同分段 上。3. 事故保安電源對大容量發(fā)電機組，當廠用工作電源和備用電源都消失 時，為確保在嚴重事故狀態(tài)下能安全停機，應設置事故保安 電源，以滿足事故保安負荷的連續(xù)供電。采用的事故保安電 源通常是：蓄電池組和柴油發(fā)電機。(1) 蓄電池組。它是一種獨立而十分可靠

6、的保安電源。 蓄電池組不僅在正常運行時承擔控制操作、信號設備、繼電 保護等直流負荷，而且在事故情況下，仍能提供直流保安負 荷用電，如：直流潤滑油泵、密封油直流泵、事故照明等。 同時，還可經(jīng)過逆變器將直流變?yōu)榻涣?，兼作交流事故保?電源，向不允許間斷供電的交流負荷供電。由于蓄電池容量 有限，故不能帶很多的事故保安負荷，且持續(xù)供電時間一般 不超過68小時。(2) 柴油發(fā)電機。它是一種廣泛采用的事故保安電源，當失去廠用電源時，柴油發(fā)電機能在 012s之內(nèi)向保安負 荷供電。一般每臺600MW機組廠用負荷設置一套 400V、三相、 50Hz柴油發(fā)電機組，作為交流事故保安電源。(3) 外接電源。當發(fā)電廠附

7、近有可靠的變電所或者有另 外的發(fā)電廠時，事故保安電源還可以由附近的變電所或發(fā)電 廠引接，作為第三備用電源。4. 交流不停電電源(UPS交流不停電電源 UPS般為單相或三相正弦波輸出，為 機組的計算機控制，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，重要機、電、爐保護， 測量儀表及重要電磁閥等負荷，提供與系統(tǒng)隔離防止干擾 的、可靠的不停電交流電源。正常情況下來自400V保安電源，特殊情況下由直流 220V系統(tǒng)逆變?yōu)榻涣?20V,繼續(xù)供 電。二、廠用電基本接線形式廠用電接線方式合理與否，對機、爐、電的輔機以及整 個發(fā)電廠的工作可靠性有很大影響。廠用電的接線應保證廠 用供電的連續(xù)性，使發(fā)電廠能安全滿發(fā)，并滿足運行安全可 靠、靈活

8、方便等要求。600MW機組通常都為機爐單元式設置，采用機、爐、電為單元的控制方式。因此，廠用系統(tǒng)也必須 按單元設置，各臺機組機、爐、電的廠用系統(tǒng)必須是獨立的， 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。火電廠的廠用負荷容量較大， 分布面較廣，尤以鍋爐的輔助機械設備耗電量大，如吸風機、送風機、磨煤機、一次風機、電動給水泵等大型設備，其用 電量約占廠用電量的 60%以上。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電 可靠性與經(jīng)濟性，且便于靈活調(diào)度，一般都采用按爐分段的 接線原則，既便于運行、檢修，又能使事故影響范圍局限在 機爐單元，不致過多干擾正常運行的其他機爐。當鍋爐容量 較大

9、及輔助設備容量較大時，每臺鍋爐可由24段廠用母線供電，廠用負荷在各段上應盡可能分配均勻，且符合生產(chǎn) 程序要求。低壓220/380V廠用電的接線，對于大型火電廠， 一般亦采用單母線分段接線，即按爐分段或按機組分段。三、二期高壓廠用電系統(tǒng)及運行方式(1) 我廠二期10.5kV高壓廠用電系統(tǒng)按每臺機組一臺容量為63/35-35MVA的高壓廠用變壓器，兩段10.5kV母線設置，由高廠變供兩段10.5kV母線。(2) 兩臺機組設置一臺容量為63/35-35MVA的變壓器作 為啟動/備用電源，低壓側通過共箱母線與廠用母線備用分 支開關柜連接，啟備變?yōu)橛休d調(diào)壓變壓器。(3) 每臺機脫硫系統(tǒng)設置一段10.5k

10、V母線，通過每臺機10.5KV母線A、B段各供一路電源，正常運行A段母線供電， B段母線電源備用，兩路電源采用并聯(lián)切換。(4) 高壓廠用電系統(tǒng)運行方式正常運行時，我廠每臺機兩段10.5kV高壓廠用母線均由 高壓廠用工作變壓器供電，啟動/備用變壓器處于熱備用狀態(tài)，當高壓工作回路故障或機組停機時，可將10.5kV高壓廠用母線電源經(jīng)快切裝置切換至備用電源供電，確保廠用電 正常供給。每臺機脫硫系統(tǒng)一段 10.5kV高壓母線，正常時由相應主 廠房A段10.5kV母線經(jīng)電纜供電。當本段電源發(fā)生故障時， 在確認工作電源開關確已跳閘時，可以手動合上脫硫10KVB段電源開關，暫時恢復供電，當工作電源恢復正常后，

11、恢 復正常供電方式。四、低壓廠用系統(tǒng)及運行方式二期低壓廠用系統(tǒng)電壓為 400V和400/230V，中性點 全部采用直接接地。中性點直接接地系統(tǒng)的優(yōu)點：是在單相接地時中性點的電位接近于零，未接地相對地電壓接近于相 電壓。這樣，設備和線路對地的絕緣可以按相電壓設計，從 而可大約降低20%左右的造價。中性點直接接地系統(tǒng)的缺點：1. 在單相接地短路時必須斷開故障線路，中斷用戶供 電，供電可靠性較差。2. 單相接地短路時短路電流很大，甚至可能超過三相短路電流，因此必須選用較大容量開關設備（一）主廠房低壓廠用系統(tǒng)我廠每臺機組主廠房低壓廠用電源由本機10.5kV高壓廠用母線引接，共設置十一段 400V動力配

12、電中心（P。，供 給本機組400V機爐輔機低壓負荷用電，包括汽機400V PC兩 段、鍋爐400V PC兩段、空冷400V PC四段，事故保安 400V PC 一段，檢修400V PC 一段，照明400V PC 一段。機、爐 400V PC兩段母線間設聯(lián)絡開關互為備用（暗備用）；空冷400V PC四段，設一臺容量和工作變壓器相同的備用變壓器（明備用）。兩臺機公用PC:等離子400V PC 一段，除灰空壓機 400V PC兩段（設一臺容量和工作變壓器相同的備用變壓器），升壓泵變400V PC兩段。每段400V動力配電中心由一臺低壓 廠用變壓器供電，兩段400V動力配電中心之間可經(jīng)聯(lián)絡開關 聯(lián)接。

13、低壓廠用變壓器采用互為備用的暗備用方式，變壓器 容量均按兩段動力配電中心的負荷容量選擇。正常運行時兩 段動力配電中心的聯(lián)絡開關斷開，在兩個變壓器進線開關和聯(lián)絡開關之間設置電氣閉鎖使兩臺變壓器不能并列運行。馬達控制中心（MCC）:根據(jù)負荷分布情況分散就近配 置。互為備用及成對出現(xiàn)的負荷分別由對應的兩段MCC供電，每段MCC采用雙電源供電方式，兩路電源通過單刀雙擲開關 實現(xiàn)一路工作，一路備用，且兩路電源不能并列，另外，各負荷MCC由相應動力配電中心供電機組交流保安電源系統(tǒng)：二期每臺機的交流保安電源由柴油發(fā)電機組、一段 400V保安PC 一段機保安 MCC段 爐保安MCC及自動轉換開關等組成。每臺機

14、組配置一套快速 啟動的柴油發(fā)電機組，柴油發(fā)電機組為河柴重工生產(chǎn)的 1200GFZ-B型四沖程閉式水循環(huán)風冷發(fā)電機組，額定出力 1200KW低壓廠用電系統(tǒng)運行方式：空冷及除灰空壓機400V PC段以外的PC段正常運行時，各 400V PC段分別由各自低壓 廠用變壓器供電，當本段工作電源發(fā)生故障時，在確認工作 電源開關確已跳閘時，確認不是本段母線故障后，可以手動 合上A、B段400V PC母線聯(lián)絡開關，對該段母線供電?？绽浼俺铱諌簷C 400V PC段，正常運行時，各 PC段母線由各自低壓廠用變壓器供電，當本段工作電源發(fā)生故障 時，備用電源自投裝置動作，將備用電源開關合閘，恢復對 該段母線供電。汽

15、機PC,鍋爐PC空冷PC段正常切換時采用并聯(lián)切換， 除灰空壓機PCB段采用并聯(lián)切換，檢修PC照明PC等離子PC升壓泵房PC段正常切換時采用串聯(lián)切換，除灰空壓 機PCA段采用串聯(lián)切換。各MCCt源正常由相應 400V PC段供電,MCC采用雙電源供電方式，正常運行時，只能投入一路電源供電，另一路電源作為備用，且優(yōu)先考慮投入對應400V PC供電；當工作電源故障或停電時，采用先斷后合的方式切至另一電源供電， 原工作電源恢復正常時，再及時采用先斷后合的方式恢復原 供電方式；每臺機的事故照明MCCE常由本機照明 PC供電，事故時由ATS自動轉換開關切換至汽機保安 MCC供電；每臺 機的給煤機 MCC正

16、常由本機鍋爐 PCA段供電，事故時由 ATS 自動轉換開關切換至鍋爐 PCB段供電；每臺機組設置十二段 MCC汽機MCC兩段，鍋爐MCC兩段，煤倉間 MCC兩段，給煤 機MCC-段，汽機采暖通風 MCC一段，鍋爐采暖通風 MCC- 段，汽機保安 MCC一段,鍋爐保安MCC一段，脫硫MCC一段； 兩臺機公用MCG七段，汽機運轉層 MCC集控采暖通風 MCC 凝結水再生間 MCC加藥間 MCC化學水 MCC灰?guī)霱CC輔 機水泵房MCC（二）關于空冷 PC及除灰空壓機PC注意事項每臺機4段空冷PC并設有一臺容量相同的備用變壓器（空冷變壓器的過負荷能力St=2500KVA*1.1=2750KVA 其中

17、2500KVA為空冷變?nèi)萘浚?.1為干式變的過負荷系數(shù)）。1. 當一段空冷PC失電時，備自投正常自動動作；2. 當兩段空冷PC同時失電時，失電風機負荷是P2max=110KW*28=3080KV此時以風扇電機的最大負荷計算， 其中110KW為空冷風機電機額定功率，28為兩段PC所供風機數(shù)量），St/P2max= 0.9，所以當空冷 PC兩段失電時，應該采取減負荷或者限制失電兩段PC（失電PC勻切換至空冷備用變壓器）所帶風機的數(shù)量等措施，且負荷的最低值能保證 大于90%同時為避免空冷備用變壓器過負荷，還應將備自 投裝置閉鎖，因為三段空冷 PC的負荷 P3max=110KW*42=4620KW其中

18、42為三段PC所供風機數(shù)量）， 其負荷已經(jīng)遠超出了空冷備用變壓器的容量。二期空冷變壓器采用四運一備的原因：1. 同類型空冷機組運行經(jīng)驗表明，空冷PC兩段及以上同時失電或故障的可能性較低；2. 一臺備用變壓器可以滿足空冷PC兩段同時失電后至少90%勺負荷；3. 減少了干式變，開關，電纜等設備的一次投資，還可減少空冷變的空載損耗，一年約節(jié)省電量2.6萬度。除灰空壓機PC切換注意事項，除灰空壓機A變屬于#3機負荷，而除灰空壓機B變及除灰空壓機備變屬于 #4機的負 荷，當事故切換時，除灰空壓機的備自投自動動作即可，因 為備自投的串聯(lián)切換不會造成除灰空壓機PC段的并聯(lián)；當除灰空壓機變檢修或其他工作需停運

19、除灰空壓機變時，需特 別注意，除灰空壓機 PCA段切換，采用串聯(lián)切換，而除灰空 壓機PCB段的切換可采用并聯(lián)切換也可采用串聯(lián)切換。五、廠用電系統(tǒng)的操作原則1. 高壓工作變與啟備變之間正常時相互切換，應經(jīng)過同期檢查合閘2. 互為備用的廠用變壓器之間在進行母線電源切換時 應采用母線短時并環(huán)方式進行倒換。3. 廠用系統(tǒng)送電時，應先合上電源側開關，后合上負荷 側開關，逐級操作；停電時先拉開負荷側開關，后拉開電源 側開關。4. 拉合刀閘前，必須檢查開關在斷開位置， 拉合刀閘后， 應檢查刀閘的位置是否正確，機構是否鎖緊。5. 廠用母線送電時，各出線回路的開關和刀閘應在斷開 位置。應先裝上電壓互感器一次回路

20、保險，將電壓互感器小 車推入工作位置，合上二次回路小開關。廠用母線送電后， 須檢查三相電壓正常后，方可對各供電回路送電。6. 廠用母線停電前，應先停用該母線的各供電回路，在 斷開電源進線開關后，檢查母線三相電壓表無指示后，再拉 開電壓互感器的刀閘，拉開二次回路小開關，取下一次回路 保險。7. 廠用變壓器送電時先合高壓側開關，后合低壓側開 關，停電順序相反，禁止低壓側對低廠變充電。8. 由于啟備變?nèi)萘堪匆慌_機組廠用負荷設計，在一臺機 組啟動過程中，應將另一臺機組廠用快切解除。六、廠用電系統(tǒng)中性點接地方式1. 高壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式：高壓（10KV）廠用電系統(tǒng)中性點接地方式的選擇，與接 地電容電流的大小有關，當接地電容電流小于10A時，可采用高電阻接地方式，也可采用不接地方式；當接地電容電流 大于10A時，可采用中電阻接地方式，也可采用電感補償或 電感補償并聯(lián)高電阻的接地方式。目前電廠的高壓廠用電系 統(tǒng)多采用中性點經(jīng)電阻接地的方式。中性點經(jīng)電阻接地的主要特點是：（1）選擇適當?shù)碾娮瑁梢砸种茊蜗嘟拥毓收蠒r非故障相的過電壓倍數(shù)不超過額定相電壓幅值的2.6倍，避免故障擴大。（2）當發(fā)生單相接地故障時，故障點流過一固定的電 阻性電流，有利于確保饋線的零序保護動作。（3）接地總電流小于 15A時（大電阻接地方式，一般按I R&