1、電氣運行技術與管理第1頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五 第二章 電氣一次系統及運行21 電氣設備的主接線 22 廠用電系統及接線23 電氣主接線運行方式電氣運行技術與管理第2頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線 一、廠用負荷的分類二、廠用電壓等級三、廠用電系統接線的基本要求 四、高壓廠用電系統接線五、低壓廠用電系統接線六、直流系統及保安系統電氣運行技術與管理第二章 電氣一次系統及運行 第3頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線 廠用電：發電廠用于保證發電機組的主要設備（鍋爐、汽輪機或水輪機、

2、發電機等）和輸煤、磨煤、除塵、水處理等設備正常運行的用電，以及全廠的運行、操作、試驗、檢修、照明等用電設備的用電統稱為“廠用電”。 廠用電率：廠用電耗電量占發電廠全部發電量的百分數。 凝汽式火電廠：5%8% 熱電廠：8%13% 水電廠：0.5%1%第4頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線一、廠用負荷的分類 根據用電設備在生產中的作用及突然供電中斷時造成危害的程度，可分為五類：（1）類負荷不允許停電的負荷短時（一般指手動切換恢復供電所需的時間）停電將影響人身或設備安全，使機組運轉停頓或發電量大幅度下降的負荷，如給水泵、凝結水泵、送風機、吸風機等。通常有兩

3、套電源互為備用，分別接到有兩個獨立電源的母線上，自動切換。第5頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線一、廠用負荷的分類（2）II類負荷 指允許短時停電（幾秒至幾分鐘），但較長時間停電可能損壞設備或影響機組的負荷，如輸煤設備、工業水泵、疏水泵等。對接有II類負荷的廠用母線，應由兩個獨立電源供電，一般采用手動切換。（3）III類負荷 指長時間停電不會直接影響生產的負荷。如試驗室和中央修配廠的用電設備等。對于III類負荷一般由一個電源供電。 第6頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線一、廠用負荷的分類（4）事故保安負荷

4、停機過程中及停機后一段時間內應保證供電的負荷。這類負荷停電將引起主要設備損壞，重要的自動控制失靈或推遲恢復供電。 根據對電源要求不同，事故保安負荷分為兩種： 直流保安負荷（零II）由蓄電池組供電，如發電機的直流潤滑油泵等； 交流保安負荷（零III）,平時由交流廠用電供電，失去廠用電源時，交流保安電源一般采用快速自啟動的柴油發電機組自動投入供電，如200MW及以上機組的盤車電動機。 第7頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線一、廠用負荷的分類（5）不間斷供電負荷（零I） 在機組啟動、運行和停機過程中，甚至停機以后的一段時間內，需要連續供電并具有恒頻恒壓特性

5、的負荷，如實時控制用電子計算機，不間斷供電裝置等，一般采用蓄電池組供電的電動機發電機組或配備靜態開關的靜態逆變裝置向其供電。 第8頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線二、廠用電壓等級 發電廠廠用電系統電壓等級是根據發電機額定電壓、廠用電動機的電壓和廠用電網絡的可靠運行等諸方面因素，經過經濟、技術綜合比較后確定的。 發電廠中廠用電一般采用的供電網絡的電壓： 低壓供電網絡為0.4KV(380/220V); 髙壓供電網絡有3KV、6KV、10KV等。 第9頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線二、廠用電壓等級 目前，我

6、國600MW機組廠用電電壓等級廣泛使用如下兩種方案： （1）采用3KV、10KV兩級廠用電壓。2000KW及以上的電動機采用10KV，200-2000KW電動機采用3KV電壓，75200KW電動機接于400V動力中心配電，5KW以下由電動機控制中心配電。 （2）采用6KV級廠用電壓等級。200KW及以上的電動機由6KV供電，200KW及以下電動機由400V供電。 目前國內新建600MW機組電廠基本上采用6KV個廠用電壓等級。第10頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線三、廠用電系統接線的基本要求 由于廠用電負荷多、分布廣、工作環境差和操作頻繁等原因，廠用

7、電事故在發電廠事故中占有很大的比例。很多全廠停電事故是由于廠用電事故引起的。因此，必須對廠用電系統進行合理設計從而保證安全運行。第11頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線三、廠用電系統接線的基本要求 對大型汽輪發電機組的廠用電接線有如下要求：（1）每臺機組的廠用電系統必須獨立。廠用電接線在任何運行方式下，因一臺機組故障而停減其輔機的電氣故障不應影響其他機組的運行，并要求受廠用電故障影響而停運的機組應能在短期內恢復本機組的運行。（2）全廠性公用負荷應分散接入不同機組的廠用母線或公用負荷母線。在廠用電系統接線中，不應存在導致全廠停電的可能性。這就要求發電廠

8、不能切斷多于一個單元機組的故障點。第12頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線三、廠用電系統接線的基本要求 （3）廠用電的工作電源及備用電源接線應能保證各單元機組和全廠的安全運行。高壓廠用電系統應設有啟動/備用電源，該電源設置方式根據機組容量大小和它在系統中的重要性而異，但必須可靠，并且與正常的工作電源能短時并列運行，以滿足機組在啟動和停運過程中的供電要求。（4）充分考慮發電廠分期建設和連續施工過程中廠用電系統的運行方式，特別要注意對公用負荷供電的影響，要便于過渡，盡量減少改變接線和更換設備。第13頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2

9、-2 廠用電系統及接線三、廠用電系統接線的基本要求 （5）設置足夠的交流事故保安電源，當全廠停電時，可以快速啟動和自動投入向保安負荷供電。另外，還要設置符合電能質量指標的交流不間斷電源，以保證不允許間斷供電的熱 工負荷和計算機的用電。 第14頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線廠用電電源包括：工作電源、備用電源、啟動電源、事故保安電源工作電源是指保證發電廠或變電所正常運行的電源。工作電源應不僅要供電可靠，而且要滿足廠用負荷容量的要求。廠用低壓工作電源，一般采用0.4kV電壓等級，由廠用低壓變壓器獲得。備用電源為了提高可靠性，每一段

10、廠用母線至少應由兩個電源供電，其中一個為工作電源，另一個為備用電源。當工作電源故障或檢修時，仍能不間斷地由備用電源供電。廠用備用電源有明備用和暗備用兩種方式。 第15頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線廠用電電源包括：工作電源、備用電源、啟動電源、事故保安電源啟動電源廠用工作電源完全消失時，保證機組快速起動時向必要的輔助設備供電。實質是備用電源。事故保安電源廠用工作電源和備用電源都沒有時，確保在事故狀態下安全停機，事故消除后及時恢復供電，設置事故保安電源第16頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統

11、及接線四、高壓廠用電系統接線(一）高壓工作電源引接 發電廠的廠用工作電源，是保證機組正常運行的基本電源，不僅要求供電可靠、而且應滿足各級廠用電壓負荷容量的要求。 通常，廠用電電源應不少于兩個。 從發電機電壓回路通過廠用高壓變壓器或電抗器取得廠用髙壓工作電源 ，當發電機組全部停止運行時，也能從電力系統倒送電能供給廠用電源。這種引接方式操作簡單、調度方便、投資和運行費都比較低。 第17頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線(一）高壓工作電源引接從發電機電壓回路通過廠用高壓變壓器取得廠用髙壓工作電源 ，當主接線具有發電機電壓母線時，一般直

12、接從該機組所連接的母線上引接，如圖a所示。當發電機與主變壓器為單元接線或擴大單元接線時，則高壓廠用工作電源從主變壓器的低壓側引接，如圖b所示。 當發電機組全部停止運行時，也能從電力系統倒送電能供給廠用電源。此法操作簡單、調度方便、投資和運行費都比較低。 第18頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線(一）高壓工作電源引接第19頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五第20頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線(一）高壓工作電源引接1. 300MW機組廠用工作電

13、源接引發電機出口采用分相封閉母線以減小大電流導體的發熱、電動力和減小發生故障的概率，提高單元機組的運行可靠性。采用分相封閉母線時，發電機組出口一般不裝設斷路器或隔離開關，如圖2-8（a) 所示。 發電機出口不設斷路器第21頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線(一）高壓工作電源引接1. 300MW機組廠用工作電源接引發電機出口帶有斷路器接線，如采用圖2-8（b）所示，當發電機正常啟動和停機時，只要斷開發電機出口斷路器， 廠用負荷可以從系統經主變壓器直接取得電源，這樣可以減小當發電機啟動和停機時大量的廠用系統的倒閘操作； 發電機出口設

14、置斷路器第22頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線(一）高壓工作電源引接2. 600MW機組廠用工作電源接引高壓廠用變壓器的設置有以下兩種方式：（1）采用一臺大容量分裂變壓器。 （2）采用兩臺較小容量的分裂變壓器。 國產600kw機組的廠用電源，普遍采用兩臺較小的同容量分裂變壓器并列運行。這既可降低廠用電系統的短路電流水平以及每個低壓繞組出口斷路器的額定電流，提高廠用電源的運行可靠性，又與高壓廠用啟動/備用電源的設置相銜接。由于每臺600KW機組使用了兩臺高壓廠用分裂變壓器并列運行，因此高壓廠用母線也分成了四段，其所需四個備用電源

15、分別從兩臺啟動/備用變壓器四個低壓分裂繞組引接。為了提高單元機組的運行可靠性，與其出口引接的高壓廠用工作變壓器不采用有載調壓裝置。第23頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線(二）高壓備用電源和啟動電源的引接廠用備用電源是指事故情況下失去廠用工作電源時起后備作用 的電源，又稱事故備用電 源。 廠用啟動電源是指在機組未發電或廠用工作電源完全消失的情況下，為保證使機組快速啟動，向必要的輔助設備供電的電源，啟動電源實質上也是一個備用電源。 我國目前200MW以上大型機組，為了確保機組安全和廠用電的可靠才設置廠用啟動電源，且以啟動電源兼作事

16、故備用電源，統稱啟動/備用電源。 第24頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線第25頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線(三）高壓廠用負荷的連接原則高壓廠用母線的接線形式： 單母線分段接線，且按爐分段。 將廠用母線按鍋爐臺數分成若干獨立段，凡屬同一臺鍋爐的廠用負荷均接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機的廠用負荷也接在該段上，而該段母線由其對應的發電機組供電。 對于大型鍋爐，每臺鍋爐可設兩段母線。第26頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電

17、系統接線(三）高壓廠用負荷的連接原則（1）每爐有兩段廠用母線時，應將雙套輔機分接在兩段母線上。對于工藝上有連鎖要求的一類高壓電動機，應接于同一條電源通道上。（2）當無公用母線段時，全廠公用性負荷應分別接在各段廠用母線上，但應適當集中。 當有公用母線段時，相同的一類公用電動機不應全部接在同一公用母線段上。 對200MW及以上機組，公用負荷也可接啟動/備用變壓器。第27頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線四、高壓廠用電系統接線(三）高壓廠用負荷的連接原則（3）無汽動給水泵的200MW以上機組，每臺機組為2臺電動給水泵時，其2臺泵接在本機組兩段工作母線上，每

18、臺機組為3臺電動給水泵時，其中1臺泵應跨接在本機組的兩段工作母線上（或接在相鄰機組的廠用母線上）。（4）鍋爐和汽輪發電機組用的電動機應分別連接到與其相應的高壓和低壓廠用母線段上。第28頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線五、低壓廠用電系統接線1.低壓廠用電基本接線方式 目前大型機組的低壓廠用接線采用的是400V動力中心電動機控制中心（PCMCC）電源由互為備用的兩臺變壓器構成。采用具有分段斷路器的單母線分段接線方式，互為備用的負荷分接于不同的半段上。第29頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線五、低壓廠用電系統接

19、線1.低壓廠用電基本接線方式分段斷路器與兩臺變壓器的進線斷路器形成連鎖回路，正常運行時分段斷路器斷開，兩半段母線分別由各自的電源變壓器供電。 只有當其中一個電源斷路器因變壓器停運或其他原因斷開時，分段斷路器才會合閘，由另一臺變壓器負擔全部PC母線的負荷。 第30頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線五、低壓廠用電系統接線2. 低壓廠用負荷的供電方式 廠用電系統在正常情況下應采用正常運行方式，只有在機組啟、停，事故處理，設備故障或需要檢修時，才允許更改運行方式，因故改為非正常方式時，必須事先制定安全措施， 并在工作結束后盡快恢復正常方式。第31頁，共51頁

20、，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(一）直流系統 直流系統是給繼電保護、信號設備、自動裝置、事故照明、直流油泵及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。 直流系統是一個獨立的電源，它不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響，并在外部交流電源中斷的情況下，保證由后備電源（蓄電池）繼續提供直流電源的重要系統。 直流系統對發電廠的運行起著至關重要的作用，是發電廠安全運行的保證。直流電源中斷會延誤事故的處理或使事故擴大，造成大面積停電或設備損壞等嚴重后果。 第32頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流

21、系統及保安系統(一）直流系統380V+KM-KM直流系統的主母線一般采用單母分段式接線，每段母線上接一組蓄電池，同時每段接有一臺硅整流裝置，作為給電池浮充電使用。另有一臺容量較大硅整流裝置跨接兩條母線上作為給電池主充電時使用。 直流系統的電源正常時，硅整流裝置將交流變為直流供給負荷使用，同時給蓄電池進行浮充電，以彌補電池的自放電。在特殊情況下，由蓄電池供給直流負荷。 第33頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(一）直流系統使用硅整流器給蓄電池充電，在與蓄電池并列時，不能先將整流器的電壓調整到與蓄電池組的電壓相等時再并列，而要先并列

22、，后調節（與電動直流發電機組的順序相反）380V+KM-KM第34頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(一）直流系統 對于固定蓄電池（一般為鉛酸蓄電池）要安裝在專用的蓄電池室內，并有良好的通風設施，使充電時蓄電池室里的空氣含氫量達不到爆炸危險的程度。蓄電池充放電時，要分別計算充入容量和放出容量，避免放電后硫酸鹽集結過多不能消除。不要采用大電流充電或放電，以免極板脫落或彎曲變形，使容量減少。蓄電池在放電后必須進行充電。第35頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(一）直流

23、系統蓄電池在放電后必須進行充電。為使蓄電池經常處于充電飽滿狀態，可采用浮充電運行方式，這樣可補償自放電的損失和防止極板硫化。 為了防止極板硫化，可定期進行均衡充電，定期核對充放電容量。蓄電池的電解液，應是純凈的，液面保持正常高度，同時電解液的溫度也要保持正常。蓄電池還要經常保持整潔，及時清除蓄電池內的沉淀物，防止極板間發生短路。第36頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(一）直流系統 正常運行條件下，直流母線電壓應保持在220225V，在特殊情況下，允許在215 230V范圍內變動，當母線電壓過髙時，容易使直流設備的絕緣損壞，電壓

24、過低，會降低保護和自動裝置的靈敏度。故要保持母線電壓正常，電壓波動時，應及時調整浮充電裝置的輸出電流，而不宜調整電池的投個數。第37頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(二）交流事故保安電源系統 交流事故保安電源是專門供電給交流事故保安負荷的電源系統，通常采用快速自動啟動的專用柴油發電機組作為交流事故保安電源。第38頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(二）交流事故保安電源系統1.交流事故保安電源系統的電氣接線原則（1）對應配置柴油發電機組 一般200MW機組，兩臺機

25、組配置一套柴油發電機組，300MW及以上機組，每臺機組配置一套柴油發電機組。（2）交流事故保安電源的電壓及中性點接地方式與低壓廠用工作電源系統一致 。（3）交流事故保安母線除由柴油發電機組取得電源外，必須由廠用電取得正常工作電源，以供正常時事故保安母線上負荷用。第39頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(二）交流事故保安電源系統1.交流事故保安電源系統的電氣接線原則（4）在機組發生事故停機時，接線應具有能盡快從正常廠用電源切換到柴油發電機供電的裝置。（5）柴油發電機組的電氣接線應能保證機組在緊急事故狀態下快速自動啟動，并能適應無人

26、值班的運行方式。第40頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(二）交流事故保安電源系統交流事故保安電源系統的 基本接線方式 0.4V保安段的正常供電電源接于0.4V工作I段母線上（也有接在本機廠用鍋爐PC段），備用電源由專設的低壓備用變壓器供給， 快速啟動的柴油發電機組直接接在保安段母線上。保安段3個來源第41頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(二）交流事故保安電源系統2.交流事故保安電源系統的基本接線方式 0.4V段備用電源設有自動投入裝置。無論什么原因，當正常供電

27、的0.4V工作I段母線失電時,則由裝置自動跳開保安段的工作電源QF3開關，同時合上保安段備用電源QF4開關，若保安段仍未恢復電源，則自動跳開QF4開關，由柴油發電機組快速啟動，自動投入QF5開關，恢復保安段供電運行，確保主機安全。第42頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(二）交流事故保安電源系統2. 交流事故保安電源系統的基本接線方式 廠用電源恢復時，保安段應恢復由廠用電供電，在倒換過程中應采取瞬間停電的方法進行切換，嚴禁并列切換。第43頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(三）不停電交流電源 不停電交流電源（UPS）向發電廠中的計算機系統、各種熱工、電氣自動化裝置等不允許停電的負荷供電。第44頁，共51頁，2022年，5月20日，6點9分，星期五2-2 廠用電系統及接線六、直流系統及保安系統(三）不停電交流電源 1. 對不停電交流電源系統的基本要求 （1）保證在發電廠正常運行和事故狀態下，為不允許間斷供電的交流負荷提供不間斷電源。在全廠停電情況下，這種電源系統滿負荷連續