厂用电的设计原则和接线形式优秀课件.ppt

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1、厂用电的设计原则和接线形式第1页，本讲稿共24页教学内容教学内容本节教学内容本节教学内容一、对厂用电接线的基本要求一、对厂用电接线的基本要求二、厂用电接线的设计原则二、厂用电接线的设计原则三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级四、厂用电系统中性点接地方式四、厂用电系统中性点接地方式五、厂用电源及其引接五、厂用电源及其引接六、厂用电接线形式六、厂用电接线形式首页第2页，本讲稿共24页一、对厂用电接线的要求一、对厂用电接线的要求 一、对厂用电接线的基本要求：一、对厂用电接线的基本要求：（1）各机组的厂用电系统应是独立的。）各机组的厂用电系统应是独立的。（2）全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用

2、母线）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。或公用负荷母线。（3）充分考虑发电厂正常、事故、检修和启动等运行）充分考虑发电厂正常、事故、检修和启动等运行方式下的供电要求。方式下的供电要求。（4）充分考虑发电厂分期建设和连续施工过程中厂用）充分考虑发电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式。电系统的运行方式。（5）200MW200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。安电源。第3页，本讲稿共24页二、厂用电接线的设计原则二、厂用电接线的设计原则 二、厂用电接线的设计原则：二、厂用电接线的设计原则：（1）厂用电接线应保证对厂

3、用负荷可靠和连续供电。）厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电。（2）接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运）接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求。行方式的要求。（3）厂用电源的对应供电性）厂用电源的对应供电性,本机、炉的厂用负荷由本本机、炉的厂用负荷由本机组供电。机组供电。（4）积极慎重地采用新技术、新设备）积极慎重地采用新技术、新设备,使厂用电接线具使厂用电接线具有可行性和先进性。有可行性和先进性。（5）在设计厂用电接线时）在设计厂用电接线时,还应对厂用电的电压等级、还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形中性点接地方式、厂用电源及其引

4、接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。式等问题进行分析和论证。第4页，本讲稿共24页三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级 1.影响厂用电电压等级的因素影响厂用电电压等级的因素（1）发电机电压和容量）发电机电压和容量 如果发电机电压为如果发电机电压为6.3kV，应选，应选6kV作为厂用作为厂用高压电压。发电机容量越大，厂用高压电压越高。高压电压。发电机容量越大，厂用高压电压越高。高压厂用电的电压等级：高压厂用电的电压等级：3、6、10kV。低压厂用电的电压等级：低压厂用电的电压等级：380/220V。（2）厂用电动机的容量）厂用电动机的容量 我国生产

5、的电动机的电压与容量的关系如下表所示。我国生产的电动机的电压与容量的关系如下表所示。电动机电压/V2203803000600010000生产容量范围/kW14030075200200电动机的容量小于电动机的容量小于75kW时，只能选时，只能选380/220V。电动机的容量在电动机的容量在75200kW时，只能选时，只能选380/220V、3kV。第5页，本讲稿共24页三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级 电动机的容量大于电动机的容量大于300kW时，只能选时，只能选3、6、10kV。电动机的容量在电动机的容量在200300kW时，可选时，可选380/220V、3、6、10kV。（3）厂用厂

6、用电电网网络络的可靠、的可靠、经济经济运行运行 由于发电厂的电动机种类较多，只用一种电压等级的电动机不能满足要求。由于发电厂的电动机种类较多，只用一种电压等级的电动机不能满足要求。低压电动机，绝缘等级低、磁路较短、尺寸较小、运行损耗小、价格便宜，低压电动机，绝缘等级低、磁路较短、尺寸较小、运行损耗小、价格便宜，有较高的经济效益。但大容量不能做成低压。有较高的经济效益。但大容量不能做成低压。高压电动机的制造容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、价格高、运行高压电动机的制造容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、价格高、运行损耗较大、效率较低。损耗较大、效率较低。结合厂用电供电网络综合考虑，用较

7、高电压等级时，可选择截面较小的电缆和导线，结合厂用电供电网络综合考虑，用较高电压等级时，可选择截面较小的电缆和导线，既减少了有色金属的消耗，也降低了厂用供电网络的投资。既减少了有色金属的消耗，也降低了厂用供电网络的投资。电动机的容量在电动机的容量在200300kW时，应综合考虑时，应综合考虑厂用厂用电电网网络络的可靠和的可靠和经济经济运行运行。第6页，本讲稿共24页三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级2.厂用电电压等级的确定厂用电电压等级的确定 (1)(1)火力火力发电发电厂厂 高高压压厂用厂用电压为电压为：发电发电机机组组容量在容量在60MW60MW及以下，及以下，发电发电机机电压为电压

8、为10.5kV10.5kV时时，可采用可采用3kV3kV；发电发电机机组组容量在容量在60MW60MW及以下，及以下，发电发电机机电压为电压为6.3kV6.3kV时时，宜，宜采用采用6kV6kV；发电发电机机组组容量在容量在100100300MW300MW时时，宜采用，宜采用6kV6kV；发电发电机机组组容量在容量在600MW600MW及以上及以上时时，经经技技术经济术经济比比较较，可采，可采用用6kV6kV一一级级，也可采用，也可采用3kV3kV和和10kV10kV两两级电压级电压。低压厂用电压采用低压厂用电压采用380/220V380/220V电压级。电压级。第7页，本讲稿共24页三、厂用

9、电的电压等级三、厂用电的电压等级 (2)水电厂水电厂 厂内用电：只设一个厂内用电：只设一个380/220V电压等级，这是因为水轮发电电压等级，这是因为水轮发电机组的辅助设备容量不大。机组的辅助设备容量不大。坝区用电：坝区用电：6kV或或10kV供电，因在坝区和水利枢纽装设有供电，因在坝区和水利枢纽装设有大型机械，如船闸、闸门启闭装置等，这些设备距主厂房较大型机械，如船闸、闸门启闭装置等，这些设备距主厂房较远，需在那里另设坝区专用变压器。远，需在那里另设坝区专用变压器。(3)(3)小容量发电厂和变电所小容量发电厂和变电所 单机容量在单机容量在12MW12MW及以下的小容量发电厂和变电所，一般及以

10、下的小容量发电厂和变电所，一般厂用电动机容量都不大，只采用厂用电动机容量都不大，只采用380/220 V380/220 V一级厂用电压即一级厂用电压即可。可。第8页，本讲稿共24页四、厂用电系统中性点接地方式 1.1.高压厂用电系统中性点接地方式高压厂用电系统中性点接地方式 高压高压(3(3、6 6、10kV)10kV)厂用电系统中性点接地方式的选择厂用电系统中性点接地方式的选择,与接地电容电流的与接地电容电流的大小有关大小有关.(1)(1)中性点不接地方式中性点不接地方式 单相电容电流小于单相电容电流小于10A10A时时,允许继续运行允许继续运行2 2小时小时.(2)(2)中性点经高阻抗接地

11、方式中性点经高阻抗接地方式 可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数不超过额定相电压的可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数不超过额定相电压的2.62.6倍倍.(3)(3)中性点经消弧线圈接地方式中性点经消弧线圈接地方式 发生单相接地故障时发生单相接地故障时,中性点的位移电压产生感性电流流过接地点中性点的位移电压产生感性电流流过接地点,补上偿电容补上偿电容电流电流,将接地点的综合电流限制到将接地点的综合电流限制到10A10A以下以下.四、厂用电系统中性点接地方式四、厂用电系统中性点接地方式第9页，本讲稿共24页四、厂用电系统中性点接地方式 2.2.低压厂用电系统中性点接地方式低压厂用电系统中

12、性点接地方式 低压厂用电系统中性点接地方式主要有中性点经高阻抗低压厂用电系统中性点接地方式主要有中性点经高阻抗接地和中性点直接接地两种接地方式接地和中性点直接接地两种接地方式.(1)(1)中性点经高阻抗接地方式中性点经高阻抗接地方式 在低压厂用电系统中在低压厂用电系统中,发生单相接地故障时发生单相接地故障时,可以避免开关立刻可以避免开关立刻跳闸和电动机停运跳闸和电动机停运.(2)(2)中性点直接接地方式中性点直接接地方式 在低压厂用电系统中在低压厂用电系统中,发生单相接地故障时发生单相接地故障时,中性点不发生位移中性点不发生位移,防止了相电压出现不对称和超过防止了相电压出现不对称和超过250V

13、,250V,保护装置立刻动作于跳闸保护装置立刻动作于跳闸.第10页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接五、厂用电源及其引接五、厂用电源及其引接 为了使供电可靠，厂用电源的设置不应少于两个，所有发电厂都为了使供电可靠，厂用电源的设置不应少于两个，所有发电厂都设有工作电源和备用电源。对单机容量在设有工作电源和备用电源。对单机容量在200MW200MW及以上的大型发电厂及以上的大型发电厂还应设置启动电源和事故保安电源。还应设置启动电源和事故保安电源。1.1.厂用工作电源及其引接方式厂用工作电源及其引接方式 发电厂（或变电所）的工作电源是保证发电厂（或变电所）发电厂（或变电所）的工作电源是保证发电厂（

14、或变电所）正常运行的基本电源。要保证其可靠性，独立性和具有对应供电正常运行的基本电源。要保证其可靠性，独立性和具有对应供电性。性。高压厂用工作电源的引接高压厂用工作电源的引接 1)1)当主接线具有发电机电压母线时，一般直接从该机组当主接线具有发电机电压母线时，一般直接从该机组所连接的母线上引接，如图所连接的母线上引接，如图5-1a5-1a所示。所示。第11页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接 2)当发电机与主变压器为单元接线或扩大单元接线时，则高当发电机与主变压器为单元接线或扩大单元接线时，则高压厂用工作电源从主变压器的低压侧引接，如图压厂用工作电源从主变压器的低压侧引接，如图5-1b所示。

15、所示。对于容量为对于容量为125MW125MW及以下的机及以下的机组组，厂用分支上一般装厂用分支上一般装设设高高压压断路器，当断路器，当开断开断电电流不能流不能满满足要求足要求时时，只用以，只用以进进行正常操作，当断路器后行正常操作，当断路器后发发生短路生短路时时，应应立即停机；立即停机；对对于容量于容量为为200MW200MW及以上及以上的机的机组组，厂用分支都采用分相封，厂用分支都采用分相封闭闭母母线线，故障率很小，可不装，故障率很小，可不装设设断路器，断路器，这时这时，在厂用，在厂用变压变压器低器低压侧压侧必必须须装装设设断路器。断路器。图图5-15-1第12页，本讲稿共24页五、厂用电

16、源及其引接 低压厂用工作电源的引接低压厂用工作电源的引接 一般由对应的高压厂用母线段上经低厂变引接。对于不设一般由对应的高压厂用母线段上经低厂变引接。对于不设高压厂用母线段的发电厂，低压厂用工作电源可从发电机电压高压厂用母线段的发电厂，低压厂用工作电源可从发电机电压母线上或发电机出口引接。母线上或发电机出口引接。第13页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接2.2.备用电源和启动电源及其引接方式备用电源和启动电源及其引接方式 （1 1）备用电源：当工作电源故障或检修退出运行时代替工作电）备用电源：当工作电源故障或检修退出运行时代替工作电源的工作。备用电源应具有独立性，与工作电源无关联，有足够的源

17、的工作。备用电源应具有独立性，与工作电源无关联，有足够的容量，应与电力系统紧密联系，在全厂停电时仍能从系统取得厂用容量，应与电力系统紧密联系，在全厂停电时仍能从系统取得厂用电源。电源。（2 2）启动电源：指电厂机组首次启动或工作电源完全消失的情况下，）启动电源：指电厂机组首次启动或工作电源完全消失的情况下，为保证机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源。在正常运行情况为保证机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源。在正常运行情况下，这些辅助设备由工作电源供电，只有当工作电源消失后才自动切换下，这些辅助设备由工作电源供电，只有当工作电源消失后才自动切换到启动电源供电，因此，启动电源实质上在兼作事

18、故备用电源到启动电源供电，因此，启动电源实质上在兼作事故备用电源,称作启称作启动动/备用电源，不过它对供电的可靠性要求更高。对于备用电源，不过它对供电的可靠性要求更高。对于200MW200MW及以上及以上的大型机组的厂用备用电源必须具有启动电源的功能。的大型机组的厂用备用电源必须具有启动电源的功能。第14页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接（3）高压厂用备用电源的引接方式）高压厂用备用电源的引接方式 1)从发电机电压母线的不同分段上从发电机电压母线的不同分段上(不与接有厂用工作电源的不与接有厂用工作电源的母线同段母线同段)，通过厂用备用变压器，通过厂用备用变压器(或电抗器或电抗器)引接。引接

19、。2)从与电力系统联系紧密，最低一级升高电压母线上引从与电力系统联系紧密，最低一级升高电压母线上引接。接。3)从联络变压器的低压绕组引接。从联络变压器的低压绕组引接。4)当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路经过变压当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路经过变压器获得独立的启动器获得独立的启动/备用电源。备用电源。第15页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接（4 4）备用电源的备用方式）备用电源的备用方式 1)暗备用：是指不另设专门的备用变压器，工作变压器之间互暗备用：是指不另设专门的备用变压器，工作变压器之间互为备用。这种备用方式，需要将每台工作变压器的容量加大，正常运为备用。这种备

20、用方式，需要将每台工作变压器的容量加大，正常运行时均在轻载状态下运行。厂用负荷较小，厂用工作变压器的容量也行时均在轻载状态下运行。厂用负荷较小，厂用工作变压器的容量也较小时可采用这种方式，如水电厂和变电所通常采用暗备用方式。较小时可采用这种方式，如水电厂和变电所通常采用暗备用方式。2)明备用：是指设有专门的备用变压器，当某个厂用工作电源故明备用：是指设有专门的备用变压器，当某个厂用工作电源故障退出后，备用电源自动投入，恢复对该厂用母线段的供电。这种备障退出后，备用电源自动投入，恢复对该厂用母线段的供电。这种备用方式，备用电源容量应等于最大一台工作变压器的容量。大型火电用方式，备用电源容量应等于

21、最大一台工作变压器的容量。大型火电厂厂用负荷很大，厂用工作变压器的容量也很大，通常采用明备用方厂厂用负荷很大，厂用工作变压器的容量也很大，通常采用明备用方式。式。第16页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接从从最低一级升高电压母线上引接最低一级升高电压母线上引接高压厂用备用变压器高压厂用备用变压器(右右)第17页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接3.3.事故保安电源和交流不间断供电电源事故保安电源和交流不间断供电电源 事故保安电源事故保安电源 对对200MW200MW及以上的发电机组，当厂用工作电源和备用电源都及以上的发电机组，当厂用工作电源和备用电源都消失消失时时，为为保保证证事故状事故状

22、态态下安全停机，事故消除后又能及下安全停机，事故消除后又能及时时恢复机恢复机组组运行，运行，应设应设置事故保安置事故保安电电源。源。事故保安事故保安电电源有以下几种源有以下几种类类型：型：蓄蓄电电池池组组以及逆以及逆变变器或逆器或逆变变机机组组；采用快速自采用快速自动动程序启程序启动动的柴油的柴油发电发电机机组组；对对于于300MW及以上的及以上的发电发电机机组还应组还应由由110kV及以上及以上电电网引网引入独立可靠的外部入独立可靠的外部电电源，作源，作为为事故事故备备用保安用保安电电源。源。第18页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接 交流不间断供电电源交流不间断供电电源(UPS)(UPS

23、)由于快速柴油发电机组的启动和切换需要时间，这短时的由于快速柴油发电机组的启动和切换需要时间，这短时的供电中断对于某些保安负荷供电中断对于某些保安负荷(如实时控制用的计算机等如实时控制用的计算机等)也是不也是不允许的，此时可由蓄电池经静态逆变装置或逆变机组将直允许的，此时可由蓄电池经静态逆变装置或逆变机组将直流流变为变为交流，交流，向不允向不允许许中断供中断供电电的交流的交流负负荷供荷供电电。由于目前生。由于目前生产产的蓄的蓄电电池池组组最大容量最大容量有限，所以需要柴油有限，所以需要柴油发电发电机机组组或外接或外接电电源配合工作。源配合工作。第19页，本讲稿共24页五、厂用电源及其引接 (2

24、)(2)热工仪表和自动装置等要热工仪表和自动装置等要求不间断供电的负荷，则由直流逆变求不间断供电的负荷，则由直流逆变器器 (每台机组设置一段每台机组设置一段)供电，其电供电，其电压为压为220V220V。图图5-25-2为某电厂为某电厂200MW200MW发电机组发电机组的事故保安电源接线示意图。的事故保安电源接线示意图。(1)(1)交流保安电源通常都采用交流保安电源通常都采用380/220V380/220V电压，每台机组设置一段事电压，每台机组设置一段事故保安母线，采用单母线接线。每故保安母线，采用单母线接线。每2 2台发电机组设置台发电机组设置1 1台柴油发电机组台柴油发电机组作为事故保安

25、电源。作为事故保安电源。图图5-25-2第20页，本讲稿共24页六、厂用电接线形式三、厂用电接线的基本形式厂用电接线的基本形式 厂用电接线通常都采用单母线厂用电接线通常都采用单母线(或称单母线独立分段或称单母线独立分段)接线形式，一段母线故障不接线形式，一段母线故障不影响其他母线段。影响其他母线段。高压厂用母线高压厂用母线 火电厂的高压厂用母线一般都采用火电厂的高压厂用母线一般都采用“按炉分段按炉分段”的接线原则。这是因为锅炉的耗电的接线原则。这是因为锅炉的耗电量很大，约占厂用电量的量很大，约占厂用电量的6060以上，按炉分段便于运行、检修，能使故障影响范围局限在一以上，按炉分段便于运行、检修

26、，能使故障影响范围局限在一机一炉，不致影响正常运行的完好机炉。当锅炉容量为机一炉，不致影响正常运行的完好机炉。当锅炉容量为400t/h400t/h及以上时，每炉的高压厂用及以上时，每炉的高压厂用母线至少设两段，两段母线可由一台高压厂用变压器供电。母线至少设两段，两段母线可由一台高压厂用变压器供电。大型火电厂亦按炉分段；大型火电厂亦按炉分段；水电厂按水轮发电机组分段；水电厂按水轮发电机组分段；在中、小型发电厂和变电所中，则根据电厂的具体情况，厂用低压负荷的大小和重在中、小型发电厂和变电所中，则根据电厂的具体情况，厂用低压负荷的大小和重要程度，全厂可分为二段或三段。要程度，全厂可分为二段或三段。低

27、压厂用母线低压厂用母线 第21页，本讲稿共24页六、厂用电接线形式 全厂公用性负荷，应根据负荷功率及可靠性的要求，分别接全厂公用性负荷，应根据负荷功率及可靠性的要求，分别接在各段母线上，做到尽量均匀分配。对于在各段母线上，做到尽量均匀分配。对于200MW200MW及以上的大型机组，及以上的大型机组，如厂用公用负荷较多，容量也较大，当采用集中供电方式合理如厂用公用负荷较多，容量也较大，当采用集中供电方式合理时，可设置公用母线段。时，可设置公用母线段。正常运行时，可由启动正常运行时，可由启动/备用变压器向备用变压器向公用母线段供电。公用母线段供电。厂用公用母线段厂用公用母线段 第22页，本讲稿共24页思考练习思考练习思考练习思考练习1.1.厂用电的作用和意义是什么厂用电的作用和意义是什么?2.2.厂用电负荷分为哪几大类厂用电负荷分为哪几大类?第23页，本讲稿共24页第24页，本讲稿共24页