大型火电厂厂用电系统课件.ppt

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1、1讲座主要内容n n一、电气设备概述一、电气设备概述一、电气设备概述一、电气设备概述n n二、大型火电厂电气主接线概述二、大型火电厂电气主接线概述二、大型火电厂电气主接线概述二、大型火电厂电气主接线概述n n三、大型火电厂厂用电系统简介三、大型火电厂厂用电系统简介三、大型火电厂厂用电系统简介三、大型火电厂厂用电系统简介n n（一）主要厂用电负荷及分类（一）主要厂用电负荷及分类（一）主要厂用电负荷及分类（一）主要厂用电负荷及分类n n（二）厂用电的电压等级（二）厂用电的电压等级（二）厂用电的电压等级（二）厂用电的电压等级n n（三）厂用电源分类及引接（三）厂用电源分类及引接（三）厂用电源分类及引

2、接（三）厂用电源分类及引接n n（四）厂用电接线形式（四）厂用电接线形式（四）厂用电接线形式（四）厂用电接线形式n n（五）（五）（五）（五）300MW/600MW300MW/600MW300MW/600MW300MW/600MW汽轮发电机组高压厂用电系统汽轮发电机组高压厂用电系统汽轮发电机组高压厂用电系统汽轮发电机组高压厂用电系统n n四、厂用电源的切换四、厂用电源的切换四、厂用电源的切换四、厂用电源的切换n n五、大型火电厂变压器概述五、大型火电厂变压器概述五、大型火电厂变压器概述五、大型火电厂变压器概述n n六、发电机变压器组保护简介六、发电机变压器组保护简介六、发电机变压器组保护简介六

3、、发电机变压器组保护简介2三、大型火电厂厂用电系统简介三、大型火电厂厂用电系统简介（一）主要厂用电负荷及分类（二）厂用电的电压等级（三）厂用电源及引接（四）厂用电接线形式（五）300MW/600MW汽轮发电机组高压厂用电系统3大型火电厂电气系统4厂用工作变压器主变压器5厂用工作变压器6（一）火电厂的主要厂用电负荷及分类（一）火电厂的主要厂用电负荷及分类7火电厂的主要厂用负荷火电厂的主要厂用负荷（1 1）锅炉部分）锅炉部分（2 2）汽机部分）汽机部分（3 3）电气及公用部分）电气及公用部分（4 4）事故保安负荷）事故保安负荷（5 5）输煤部分）输煤部分（6 6）出灰部分）出灰部分（7 7）厂外水

4、工部分）厂外水工部分（8 8）化学水处理部分）化学水处理部分（9 9）废水处理部分）废水处理部分（1010）辅助车间）辅助车间8大型火电厂厂用电系统简介大型火电厂厂用电系统简介大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点9（1 1）锅炉部分：）锅炉部分：10（2 2）汽机部分：）汽机部分：11（3 3）电气及公用部分）电气及公用部分12（4 4）事故保安负荷）事故保安负荷13 （5 5）输煤部分）输煤部分14 （6 6）出灰部分）出灰部分15（7 7）16（8 8）17（9 9）

5、18（1010）19 火电厂的厂用负荷分类火电厂的厂用负荷分类 根据自用负荷在发电厂运行中所起的作用及根据自用负荷在发电厂运行中所起的作用及其供电中断对人身、设备及生产所造成的影响程其供电中断对人身、设备及生产所造成的影响程度，将其度，将其 分为五类分为五类分为五类分为五类 ：（1 1）I I类负荷类负荷 （2 2）类负荷类负荷（3 3）类负荷类负荷（4 4）事故保安负荷）事故保安负荷（5 5）交流不间断供电负荷）交流不间断供电负荷20（1 1）I I类负荷及对供电的要求类负荷及对供电的要求I I类负荷：类负荷：指短时指短时(手动切换恢复供电所需的时间手动切换恢复供电所需的时间)停电停电也可能

6、影响人身或设备安全，使生产停顿或发电也可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。量大量下降的负荷。火电厂的火电厂的I I类负荷：类负荷：给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机及水电厂的调速器、压油泵、润滑油泵等。给粉机及水电厂的调速器、压油泵、润滑油泵等。21I I类负荷对供电的要求类负荷对供电的要求 对接有对接有I I类负荷的高、低压厂用母线，应有类负荷的高、低压厂用母线，应有两个独立电源，即应设置两个独立电源，即应设置工作电源工作电源和和备用电源备用电源，并应能并应能自动切换自动切换。I I类负荷通常装有类负荷通常装有

7、两套两套或多套设备。或多套设备。I I类负荷的电动机必须保证能类负荷的电动机必须保证能自启动自启动。22 电动机自起动：电动机自起动：是指当自用电源短时消失后又恢复是指当自用电源短时消失后又恢复(如切换电源和故障后如切换电源和故障后恢复恢复)时，原来运转的自用电动机在电源消失时停止运行后无时，原来运转的自用电动机在电源消失时停止运行后无需运行人员作起动操作即可自行起动，迅速恢复运转。需运行人员作起动操作即可自行起动，迅速恢复运转。自起动能大大缩短电动机重新起动的时间，对一些不允许自起动能大大缩短电动机重新起动的时间，对一些不允许自起动能大大缩短电动机重新起动的时间，对一些不允许自起动能大大缩短

8、电动机重新起动的时间，对一些不允许长时间停电的长时间停电的长时间停电的长时间停电的I I I I、类负荷来说是很重要的。类负荷来说是很重要的。类负荷来说是很重要的。类负荷来说是很重要的。由于自用变压器的容量有限，不可能所有的电动机都参与由于自用变压器的容量有限，不可能所有的电动机都参与自起动，另外有部分电动机短时停电对发电厂正常运行不会自起动，另外有部分电动机短时停电对发电厂正常运行不会造成直接影响。所以自用电动机可分为具有自起动和不具有造成直接影响。所以自用电动机可分为具有自起动和不具有自起动两类。自起动两类。一般一般类和部分类和部分类负荷不参加自启动。类负荷不参加自启动。23（2）类负荷及

9、对供电的要求类负荷及对供电的要求类负荷指：允许短时停电，但较长时间停电有可能损允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷坏设备或影响机组正常运行的负荷。如火电厂的如火电厂的类负荷如：工业水泵、疏水类负荷如：工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤系统机械和有中间煤仓的制泵、灰浆泵、输煤系统机械和有中间煤仓的制粉机械、电动阀门、化学水处理设备等，以及粉机械、电动阀门、化学水处理设备等，以及水电厂中的绝大部分厂用电动机负荷。水电厂中的绝大部分厂用电动机负荷。24类负荷对供电的要求：类负荷对供电的要求：对接有类负荷的厂用母线，也应对接有类负荷的厂用母线，也应有有两个独立电源两个独立电源

10、 供电，一般采用供电，一般采用手手动切换动切换。25（3）类负荷及对供电的要求类负荷及对供电的要求 类负荷指:长时间长时间(几小时或更长时间几小时或更长时间)停电也不致直停电也不致直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。如修配车间、试验室、油处理室等的负荷。如修配车间、试验室、油处理室等的负荷。26类负荷对供电的要求：类负荷对供电的要求：对对类负荷，一般由类负荷，一般由一个电源一个电源供电。供电。在大型电厂中，也常采用两路电源在大型电厂中，也常采用两路电源供电。供电。27（4 4）事故保安负荷）事故保安负荷事故保安负荷指:200MW及以上机组在事故停机

11、过程中及停机后的一段时间内仍必须保证供电，否则可能引起主设备损坏、重要的自动控制装置失灵或危及人身安全的负荷。28事故保安负荷分两类事故保安负荷分两类1)1)直流保安负荷，直流保安负荷，简称“0”类负荷。如汽机、给水泵的直流润滑油泵，发电机的直流氢密封油泵等，其电源为蓄电池组。2)2)允许短时停电的交流保安负荷，允许短时停电的交流保安负荷，简称“0”类负荷。如200MW及以上机组的盘车电动机、交流润滑油泵、交流氢密封油泵、除灰用事故冲洗水泵、消防水泵等。平时由交流厂用电源供电，失去厂用工作电源和备用电源时，交流保安电源(如柴油发电机组、燃气轮机组或外部独立电源等)应自动投入。29（5 5）交流

12、不间断供电负荷交流不间断供电负荷 交流不间断供电负荷简称“0I”类负荷，指在机组启动、运行及停机(包括事故停机)过程中，甚至停机以后的一段时间内，要求连续提供具有恒频恒压特性电源的负荷。如实时控制用电子计算机、热工仪表及自动装置等。一般由接于蓄电池组的逆变装置或由蓄电池供电的直流电动发电机组供电。30（二）厂用电的电压等级（二）厂用电的电压等级1.1.厂用高压电压：厂用高压电压：10kV10kV、300MW300MW机组机组6kV6kV、3kV3kV2.2.厂用低压电压：厂用低压电压：220220380V380V3.3.直流电源：直流电源：220V220V或或110V110V31（三）厂用电源

13、分类及引接（三）厂用电源分类及引接1.厂用电源种类：工作电源 备用电源 启动电源 事故保安电源 交流不停电电源(UPS)322 2、厂用工作电源的引接、厂用工作电源的引接厂用工作电源的作用：是保证发电厂正常运行最基本的电源。厂用工作电源分两类：高压厂用工作电源 低压厂用工作电源33 1）高压厂用工作电源及引接高压厂用工作电源及引接高压厂用变压器主变压器34 在大型发电厂，发电机与主变压器成单元接线，高压厂用工作电源（变压器）由该单元主变压器低压侧引接。高压厂用变压器3536高压厂用工高压厂用工作变压器作变压器372 2）低压厂用工作电源及引接）低压厂用工作电源及引接低压厂用变压器种类：工作变压

14、器、公用变压器、除尘变压器、照明变压器、输煤变压器、化水变压器、检修变压器、江边变压器等38 低压厂用工作变压器高压侧一般由对应的高压厂用母线段上引接；各低压侧分别接至相应低压厂用母线段。39低压厂用母线段高压厂用母线段低压厂用变压器低压厂用工作变压器的引接低压厂用工作变压器的引接403、厂用备用电源和启动电源的引接厂用备用电源的作用：主要作为事故备用，即在工作电源故障时代替工作电源的工作。大型火电厂采用明备用方式，即设置一台专设置一台专门的备用变压器。门的备用变压器。41备用电源的设置方式专门的备用变压器大型火电厂高压厂用电源采用明备用两台工作变压器互为备用42明备用 正常运行时，备用变压器

15、不承担任何负荷或只承担公用负荷，当某厂用工作母线段失去电源时，借助于备用电源自动投入装置将相应的备用分支断路器投入，迅速恢复对该厂用工作母线段供电。备用变压器的容量一般等于最大一台厂用工作变压器的容量，当承担有公用负荷时，尚需考虑公用负荷。备用变压器43备用变压器的台数备用变压器的台数 在引接第二个备用电源时，应保证对第一个备用电源的相对独立性，当其中一台检修时，另一台作为全厂备用。44启动电源的作用：电厂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，向必需的辅助设备供电的电源。启动电源实质上是兼作事故备用电源，故称启动备用电源启动备用电源启动备用电源启动备用电源，不过对供电可靠性的

16、要求比备用电源更高。45200MW200MW及以上及以上大型机组才设置启动电源，因其出口不装断路器不装断路器，不可能由主变压器倒送电启动(单元并入系统前，主变压器高压侧断路器是断的)。工作变压器启动/备用变压器46厂用工作电源可以作为启动电源发电机出口装有断路器高压厂用备用电源47300MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的两种方案：48600MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的两种方案（一）49600MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的两种方案（二）5051低压低压厂用备用电厂用备用电源的引接源的引接524 4、事故保安电源（1）事故保安电源的作用 对200MW及以上的发电机组，当厂用工作电源

17、和备用电源都消失时，为确保事故状态下安全停机，事故消失后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源，以满足事故保安负荷的连续供电。事故保安电源属后备的备用电源。53（2）事故保安电源类型 1)柴油发电机组 柴油发电机组是一种广泛采用的事故保安电源，其容量按照事故负荷选择，并采用快速自动程序启动(20秒）。54事故保安电源类型2)外接电源。当发电厂附近有可靠的变电站或另外的发电厂时，事故保安电源也可以从附近的变电站或发电厂引接。3)蓄电池组。蓄电池组是一种独立而又十分可靠的保安电源。正常情况下，它承担全厂的操作、信号、保护及其他直流负荷用电；事故情况下，它能提供直流保安负荷用电，如润滑油泵、氢密封油泵

18、及事故照明等。55某200MW机组事故保安电源接线图 565 5、交流不停电电源、交流不停电电源(UPS)(UPS)作用：向 不允许间断供电不允许间断供电 的交流负荷供电。由于目前生产的蓄电池组蓄电池组蓄电池组蓄电池组最大容量有限，故不能带很多事故保安负荷，且持续供电时间亦不能超过1 1小时小时小时小时，所以，也需要柴油发电机组或外接电源配合工作。上述柴油发电机组柴油发电机组柴油发电机组柴油发电机组一般不允许在厂用电系统并列运行，所以，当厂用工作电源和备用电源都消失时，有短暂的自动切换过程，这短时的间断供电短时的间断供电短时的间断供电短时的间断供电对于某些保安负荷(如实时控制用电子计算机等)也

19、是不允许的。57交流不停电电源（交流不停电电源（UPS)UPS)种类种类 由蓄电池经静态逆变装置 逆变机组(直流电动机交流发电机组)将直流变为交流 58（四）厂用电接线形式（四）厂用电接线形式1、“按炉分段”原则 即将厂用电母线按锅炉台数分成若干独立段。同一单元的辅机独立接至同一段；并由一台高压厂用变压器供电。592.高压厂用母线分段形式 锅炉容量为400th以下时，每炉设一段；锅炉容量为400th及以上时，每炉的每级高压厂用母线不少于两段，两段母线可由一台高压厂用变压器供电。60备用联络开关工作电源开关61备用联络开关工作电源开关62备用联络开关工作电源开关63备用联络开关工作电源开关64备

20、用联络开关工作电源开关65备用联络开关工作电源开关66备用联络隔离开关工作电源开关673 3、低压、低压380380220V220V厂用母线厂接线形式厂用母线厂接线形式 大型火电厂低压厂用母线：一般亦按炉分段 分段方式与高压厂用母线基本相似。68对火电厂具体情况是：锅炉容量为锅炉容量为锅炉容量为锅炉容量为220t220th h，且在母线上接有机炉的I类负荷时，宜按炉或机分段；锅炉容量为锅炉容量为锅炉容量为锅炉容量为400t400th670th670th h时时时时，每炉设两段(可由一台低压厂用变压器供电)；锅炉容量为锅炉容量为锅炉容量为锅炉容量为1000t1000th h及以上时及以上时及以上

21、时及以上时，每炉设两段及以上。69厂用电接线的基本形式厂用电接线的基本形式4、公用负荷接线 200MW及以上大容量机组，如公用负荷较多、容量较大，当采用集中供电方式合理时，可设立高压公用母线段。705、大容量机组新型的低压厂用电系统采用动力中心（动力中心（PC）电动机控电动机控制中心制中心(MCC)的组合方式。71 在一个单元机组中设有若干个动力动力 中心中心(PC)：由低压厂用变压器的低压侧直接供电的部分，直接供电给容量较大的电动机和直接供电给容量较大的电动机和容量较大的静态负荷；容量较大的静态负荷；72 由动力中心动力中心(PC)引接若干个电动机控制中电动机控制中心心(MCC)：供电给容量

22、较小的电动机容量较小的电动机和容量较小的杂容量较小的杂散负荷散负荷，其保护、操作设备集中，取消了就地动力箱；73 再由电动机控制中心电动机控制中心(MCC)引接车间就地引接车间就地配电屏配电屏(PDP)：供电给本车间小容量的杂散负荷。74动力中心动力中心动力中心动力中心 (PC PC)引接若干个电动机控制中心电动机控制中心电动机控制中心电动机控制中心(MCCMCC)；再由电动机控制中心电动机控制中心电动机控制中心电动机控制中心(MCCMCC)引接车引接车引接车引接车间就地配电屏间就地配电屏间就地配电屏间就地配电屏(PDPPDP)。就地配电屏(PDP)：电动机控制中心(MCC)动力中心(PC)个

23、别供电成组供电75一般情况是：75kW75kW及以上及以上及以上及以上的电动机由PCPC直接直接直接直接供电供电供电供电（个别供电个别供电个别供电个别供电）；75kW75kW以下以下以下以下的电动机由MCCMCC供电供电供电供电（成组成组成组成组供电供电）。76个别供电个别供电个别供电个别供电 是指每台电动机经一条馈电线路直接接在相应电压(高压或低压)的厂用母线段上。所有高压厂用电动机及容量较大的低压电动机都是采用个别供电方式。个别供电个别供电77成组供电成组供电 一般只用于低压电动机。由低压厂用母线段经一条馈电线路供电给电动机控制中心(MCC)或车间配电屏(PDP)，然后将一组较小容量电动机

24、连接在MCC或PDP母线上，即厂用母线上的一条线路供一组电动机。成组供电成组供电78 各PC一般均设两段母线，每段母线由一台低压厂用变压器供电，两台低压厂用变压器分别接至厂用高压母线的不同分段上，其备用方式可以是明备用明备用或暗备用暗备用。PC和MCC均采用抽屉式开关柜。79 老式的低压厂用电系统采用中央配电屏一车间配电盘动力箱的组合方式，其中央屏设备采用普通配电屏(如PGL、GGD等)，车间盘采用普通配电箱(如XILF等，其中只能用熔断器，不能用断路器)，可靠性、灵活性较差。80 容量400th及以上的锅炉有两段高、低压厂用母线，其锅炉或汽机同一用途的甲、乙辅机，如甲、乙凝结水泵，甲、乙引风

25、机，甲、乙送风机等，应分别接在本机组的两段厂用母线上；工艺上属于同一系统的两台及以上的辅机，如同一制粉系统中的排粉机和磨煤机，应接在本机组的同一段厂用母线上。81 400th以下的锅炉，每炉只有一段高、低压厂用母线，有时甚至没有对应的低压母线，其互为备用的重要设备(如凝结水泵)可采用交叉供电方式，即甲接在本炉的厂用母线段，乙接在另一炉的厂用母线段。82（五）300MW/600MW汽轮发电机组高压厂用电系统838485小结：发电厂厂用电是指发电厂本身的用电，是非常重要的负荷，其电能主要取自电厂本身发出的能量。为了保证发电机组在启停、正常运行和发生故障等工况下能对厂用机械设备可靠地供电，厂用电源及

26、其引接必须可靠，要求除有工作厂用电源外，还应设有备用电源。对200MW及以上机组的火力发电厂，还应增设启动电源和事故保安电源。根据具体情况和要求，可以把备用电源、启动电源和事故保安电源等予以综合考虑，相互兼顾，合理地引接与配置。火电厂的厂用电系统大都采取单母线分段接线形式，并按锅炉分段，以6kV及380V两级电压供电。对于600MW机组的厂用电压，既可选用6kV和380V，也可选用10kV和380V，须经论证后确定。通常，每段母线上接一台厂用变压器。备用电源应尽可能地从可靠性较高的独立电源处引接，例如从另一分段母线或220kV及以下电力系统中引接等。厂用电负荷按其重要性可分为I、II、III类，事故保安负荷和不间断供电负荷五大类。86结束结束谢谢大家谢谢大家87