大型火力发电厂厂用电系统1
第一章绪论
第一节火力发电厂的厂用电系统及负荷分类
任一较现代化的工矿企业在进行生产时，必然要使用一些用电动机械。工厂越现代，这些电动机械一般就越多，向其供电的系统也越复杂。在设计与生产中，我们称这些电气负荷为“厂用负荷”，而将供电系统称为“厂用电系统”，而组成这套厂用电供电系统的设备则称之为“厂用电设备”。
火力发电厂也一样，发电机需汽轮机来拖动，而驱动汽轮机的蒸汽又来自锅炉，围绕着这个主系统，有许多的子系统为其服务，这些子系统又都是由成百上千的电动机机械组成的。
例如电厂的锅炉在运行时，需燃料系统为其服务，这系统就由翻车机系统、堆料取料机系统、碎煤机系统及皮带输送机系统组成。而翻车机系统又由重车拖动机械、空车拖动机械、空车平台移动机械及翻转机械等组成。这些大大小小的厂用机械需有机地结合起来一起工作，才能保证发电机组正常运行，并输出电力。这些为保证电厂安全运行的全部电动负荷，都统归在发电厂的厂用电范围中。
人们习惯地将厂用电负荷分类，以便于统一管理并分类供电，由于使用的角度不同，分类的方法也不相同，常用的分类方法有以下几类。
一、按电源的种类分类
根据厂用电负荷所用电源的种类，可分为交流厂用电负荷（以下简称厂用负荷）及直流厂用负荷，由此对其供电的电源也按其种类分为交流电源和直流电源。
绝大部分的厂用负荷使用交流电源，因为该电源可从发电机出口及电力系统经降压获得，运行、维护都是很方便。而那些必须用直流电源或在全厂各种交流电源消失后仍需继续运行的负荷，则由另设的直流电源供电，如各种控制、保护、通信系统及直流电机等。
有一种负荷，虽然也运行在交流电压下，但究其电源，却是由直流电源供电，经逆变器或不停电电源（UPS）将其转换为交流电源后使用的。这种负荷我们按其实际使用的电压，仍称其为交流负荷。
将负荷按电源种类分类，可以使设计者了解负荷的电源要求，以及计算交直流各电源的容量，并将负荷按其电压性质分别接入不同系统，而运行人员据此可很容易地找到该负荷的供电系统。
二、按电源的电压等级分类
厂用负荷按其供电电压可分为高压厂用负荷和低压厂用负荷。在我国的火力发电厂中，一般高压厂用电压有10kV、6kV及3kV三种，其中6kV最常见。在少数老电厂或从国外引进的大机组电厂中，也存在10kV及3kV的电压等级。老电厂的3kV系统是由解放前延续而来，
现已基本改造完毕。而个别与国外联合设计的新型大容量电厂，因考虑发电机进相运行时大电动机的自启动电压要求，也出现过10kV及3kV两个高压厂用电系统。
发电厂的低压厂用电应包括交流厂用电和直流厂用电，但习惯上人们将低压交流厂用电系统称为“低压厂用电系统”，而将直流厂用电系统单独划为“直流系统”。电厂的低压厂用电电压等级，一般为380/220V。如果电厂采用的是中性点不接地系统，那么其低压厂用电电压为380V；如果电厂采用的是中性点直接接地系统，那么其电压则为380/220V。
为减小短路电流水平，节约铜等有色金属的消耗，近来有人提出增加660V这一级电压，但至今响应者不多。
在厂用电系统中设计中，将根据厂用负荷的容量大小来决定此负荷应接入高压系统还是低压系统。如把较小的负荷接入6kV厂用高压系统，那么其绕组将极细而绝缘又极厚，不仅工艺较难，且不经济。反之也同样。根据我国的制造工艺及经济比较，把高低压厂用负荷的界限定于200kW，即当负荷容量大于及等于200kW时，应将其接于6kV 系统；而小于200kW时，则接于380/220V系统。当然，在就地没有6kV系统，而低压厂用电系统的容量又足够大时，也允许将略高于200kW的负荷接于低压厂用电系统中。
当厂用电压为3kV时，与低压厂用电系统的负荷容量分界线定在
100kW较为合适。
直流厂用电的电压一般为220V及110V，在中小型发电机组中，直流动力及控制为一个供电系统，所以常用220V一级直流电压。在大型机组中，要求将直流的动力和控制系统分开供电，所以往往采用220V和110V两种电压，前者为动力系统电源，后者为控制系统电源。
也有个别的直流设备电压要求为75V、15V或其他电压等级，这类负荷的容量一般较小，常单独设一组蓄电池供电。也可从上述厂用直流的蓄电池组中抽头分压获得，由于这种方法会影响电池的寿命，故现在已很少采用了。
将厂用负荷按其电压分类的方法，常用于高低压厂用负荷的计算及进行厂用负荷的配置等等。
三、按负荷的工艺系统分类
一个大型电厂中，厂用负荷可达上千台，而这上千的厂用负荷，又相对按其用途集中在一个或几个工艺系统中，所以设计中也常常采用按负荷的工艺系统分类的方法。这样一个电厂大致可分为汽水系统、制粉系统、燃烧系统、开式和闭式冷却水系统、润滑油系统、循环水和供水系统、输煤系统、燃油或点火油系统、水预处理和代化学水系统、除灰系统、控制系统及电气、修配、暖通等公用负荷系统。
由于这种方法与专业分工及电厂目前的运行体制对应，所以使用
很广，设计成品常按上述方法分卷分册，而厂用电供电系统也常按此设置电源，如化学变压器，输煤变压器等等，都直接表明了该变压器的主要用途。
四、按负荷重要性分类
各厂用负荷在电厂正常生产中的性质不相同，所以对它的供电方式也不尽相同。按其在生产过程中的不同重要性，可将厂用负荷分为如下几类。
I类负荷：这类负荷对于电厂的生产极其重要，即便是在瞬时断电而由手动恢复供电前的短时停电中，也可能危及人身及设备的安全，使生产停顿或发电量大幅度下降，如送、引风机及给水泵等负荷。
Ⅱ类负荷：这类负荷允许短时停电，但如停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产，如钢球磨煤机、碎煤机等负荷。
Ⅲ类负荷：这类负荷一般与生产工艺过程无直接关系，即便较长时间停电，也不会直接影响到正常运行，如油处理设施及中央修配厂设备等负荷。
随着机组容量加大及自动化水平的不断提高，有些负荷对电源可靠性的要求也越来越高，如机组的计算机控制系统就要求电源的停电时间不超过5ms，否则将造成数据遗失或失控。这类负荷过去常称为“不停电负荷”，现由国家有关部门规定，统一称为“0I类负荷”，
由不停电电源供电，而相应地将直流负荷称之为“0Ⅱ类负荷”。
还有一类负荷，在机组启停中起极为重要的作用，而在正常运行工况时，只相当于上述I类负荷乃至Ⅱ类负荷。如发电机的盘车电动机及交流润滑油泵等，如在停机时失去电源，将造成发电机大轴弯曲和轴瓦烧损的事故。这类负荷正常时由低压厂用电系统供电，一旦全厂停电时，由一不受本厂厂用电系统及本区域电力系统影响的独立电源供电，以保障发电机组顺利停机，不致造成设备损坏，并能很快地再启动。此电源称为“保安电源”，这部分负荷常被称为“事故保安负荷”，在设计中将其定为“0Ⅲ类负荷”。
火力发电厂内主要负荷按其运行重要性的分类见表A。
以上仅是几种常用的负荷分类方法，它们相对独立而又互为交叉，各有特点而又互为补充，没有一个分类方法能全面地概括负荷的性质，所以在实际应用中，应根据自己的使用特点采用较合适的分类方法。在一项较复杂的工作中，往往需要几种方法并用才能得出结果。如厂用电系统设计中，需先按各负荷的电源、电压及用途性质将其分类并计算，然后才按其重要性接线，这将在以后章节分别论述。
第二节厂用负荷的供电
虽然厂用负荷的分类方法很多，但对厂用负荷的供电方式却主要是由它在运行中的重要性来决定的。
（1）I类负荷。对I类负荷，常常要求将其接于供电可靠性较高的母线上。对于接有这类负荷的供电母线，要求系统可靠，且一旦工作电源故障后，应有备用电源自动投入。而设备配置方面，往往采用专门配置备用设备的方式，一旦工作设备故障停运，则备用设备自动投入，如凝结水泵、循环水泵等。但也有个别I类负荷不配置备用设备，而是要求对这些负荷作双电源供电，并设自动切换装置，以确保设备运行的安全，如发电机励磁用的硅整流盘通风机及主变压器的强油循环泵电源等。
（2）Ⅱ类负荷。Ⅱ类负荷与I类负荷的供电方式差不多，接有该负荷的母线也应电源可靠并具有备用电源，所不同的仅是备用电源不用自动投入，而用手动投入即可。Ⅱ类负荷往往也设有备用设备，互为备用的方式与I类负荷一样。
（3）Ⅲ类负荷。Ⅲ类负荷的供电系统可靠性要求可略低些，允许只有一个电源。如有可能，最好仍设有备用电源，以便在工作电源长时停电时，设备也能够运行。这类负荷一般没有备用设备。
（4）0I类负荷。对于0I类负荷（即不停电负荷）的供电，一般的电源自动切换系统已不能满足要求，所以专门采用不停电电源（筒称UPS）或逆变机组对其供电。正常时由厂用交流电源供电，一旦电源消失，UPS内无触点静态快速开关将电源在极短时间内（≤3ms）切换至直流系统，改由直流供电并逆变为交流输出，继续维持0I类负荷的运行。而0Ⅱ类负荷（即直流负荷），则自始至终一直由直流
系统供电。
（5）0Ⅲ类负荷。在大机组电厂中，一般采用柴油发电机作为保安电源向0Ⅲ类负荷（即事故保安负荷）供电，因为它基本不受外界系统的影响。当电力系统停电或全厂事故停机时，柴油发电机便快速启动，向0Ⅲ类负荷供电。有些电厂认为柴油发电机有维护、检修、保养等诸多不便，因而从与本厂相对独立的当地电网中拉一回线路作为保安电源。这种方式做为柴油发电机的备用电源还可以，但如仅靠这一个电源来保证事故时的安全停机，却不能做到万无一失。因为如果遇到系统解裂及区域性的系统停电故障，上述电源是没有保障的。
在200MW机组中，也曾用交直流逆变机组作为保安电源。这种机组由一台交流电动机/发电机及一台直流电动机/发电机同轴耦合而成。正常运行时交流厂用电系统向交流电动机供电，交流电动机呈电动机状态运行，拖动同轴的直流电动机。此时直流电动机呈发电机运行，向蓄电池充电。一旦厂用电消失，直流电动机立即成为电动机状态，并拖动呈发电机运行的交流电动机，向0Ⅲ类负荷供电。当然，由于蓄电池组的容量有限，逆变机组容量不可能作得太大，一般仅为15~30kW，所以它仅用于200MW机组，且应适当限制保安负荷的容量。
保安电源一般设置在200MW及以上的机组中，这是因为在小机组中0Ⅲ类负荷容量很小。一些小负荷，如润滑油泵可用直流电动机驱动等；而盘机电动机等较大容量的设备，可用手动盘车等装置代替，就不用再设置价格昂贵的保安电源了。
要指出的是，保安电源并不是非常可靠的，它的职责是保证发电机组能安全地停机。在全厂停电时，不可排除柴油发电机有数次启动才能成功的可能性。即便一次投入成功，也要数秒钟才能逐步带上负荷。因此，有人以为保安电源能够永远有效，将不允许短时停电的设备也接在其上，是很错误的。
随着技术水平的提高以及新一代的高可靠性设备的出现，上述接线原则也发生了较大的变化。尤其是采用了PC（动力中心）—MCC（电动机控制中心）的接线方式后，它以高可靠性的设备和清晰的接线，代替了原来的低参数设备和复杂的接线。I类负荷也被允许接在低一级的母线（MCC）上，并在电源的切换上也采用了手动切换，这在第三章中将予以细述。
第二章高压厂用电系统
第一节高压厂用电接线
一、对高压厂用电系统的接线要求
在设计一个发电厂的高压厂用电接线时，首先应了解各工艺系统在电厂中的作用及区域，并结合运行、检修及施工的要求，对各类负荷设计合理的供电方案。对于I、Ⅱ类负荷，应考虑其电源有较高的可靠性，并配有备用电源自动投入装置。两个互为备用的负荷，则应尽量从不同的母线段引接。而对那些供电距离较远的负荷，则应对其供电方案作经济技术比较。当经济合理、技术可靠时，也可考虑用电缆或架空线路将厂用电源升压后送去。
高压厂用电的接线方案可以各有不同，但首先应遵循如下几点原则：
（1）各机组的高压厂用电系统应该相对独立，这一条对200MW及以上的机组尤为重要。这主要是为了防止某一台机组的厂用电母线故障时，不致影响其他机组的正常运行。200MW及以上的机组是电力系统的主力机组，一旦几台机组同时停机，极有可能造成电力系统的崩溃和解裂。同时，由于事故被限制在一个较小的范围，也便于事故处理，并使机组在短时内恢复运行。
（2）高压厂用电系统应设有启动/备用电源，该电源的设置方式
根据机组容量的大小和它在系统中的重要性而异，但必须是可靠的，在机组起停及事故时的切换操作要少，并且与正常的工作电源能短时并列运行，以满足机组在启动和停运过程中的供电要求。
（3）要考虑全厂的发展规划，各高压厂用电系统的布置应留有充分的扩充余地，当规划容量能看得准时，在高压厂用电系统的容量上应考虑足够的裕度，以免在扩建时造成不必要的重复性浪费。
（4）由于大多数电厂均是一次设计分期建设，所以应充分考虑在这种施工情况下的高压厂用电系统运行方式。尤其是对公用负荷的供电，既要保证已建成机组的运行，也要考虑到在建机组建成后便于过渡。应尽量减少在数台机组连续施工过程中多次停电改变接线和更换设备的机率。
二、各种容量机组的高压厂用电接线
在单机容量为25MW、50MW，甚至100MW的供热电厂或小型电厂中，往往机炉的数量是不对应的，锅炉产生的蒸汽进入母管，然后向汽轮机供汽。大容量的负荷主要集中于锅炉房及输煤系统，如送风机、引风机、磨煤机及输煤皮带等。因此在小容量机组的设计概念中，高压厂用母线应按炉分段，如图2-1所示。
随着发电机容量的不断增大，汽机辅机的容量也越来越大，如射水泵、凝结水泵等设备都进入了高压负荷的范围。由于汽机房内的高压负荷逐渐增多，加之在大容量机组中机、炉都成单元制运行，以炉
分段的概念逐渐淡薄。当单机容量为200MW以上时，实际已是按机组分段了。
因为厂用电系统一般均可随机组检修时一起停电检修，加之高压厂用母线的故障机率极小，所以无论大小机组，绝大部分的高压厂用电系统都采用单母线接线。
高压厂用母线大都设有工作及备用两个电源，当工作电压故障失去时，备用电压应能自动投入。
1．小机组的高压厂用电接线
在小容量机组中，高压厂用母线是以炉分段的。一般情况下，当锅炉容量为65t/h及以下时，两台炉可合用一段母线；锅炉容量达到120~220t/h时，则一台炉设一段母线。
当发电机接在一段较低电压的母线上，而此母线与系统连接时，由于这段母线的可靠性较高，高压厂用电源一般从此母线上通过高压厂用变压器引接。当母线电压与厂用电压等级一致时，可直接由母线相接。为限制厂用母线上的短路电流，也可通过电抗器限流，如图2-2（a）所示。这样，不仅机组间可互为备用，而且与系统电源连接的也能作为备用/启动电源，在全厂机组停运间将电力反馈回电厂。
如机组通过升压变压器直接送入较高的电力电网，则从发电机的出口引线处直接引取高压厂用电源，如图2-2（b）所示。
2．大中容量机组的高压厂用电接线
大部分100MW机和125MW及以上的机组，其高压厂用电源都是从发电机出口母线处通过厂用变压器引接的，厂用电系统的备用电源另设。机组启动时，先由备用电源向厂用电系统供电，待运行正常后，则手动切换至工作电源。
国外有些大机组的高压厂用变压器也采用了有载调压变压器，这样可以很好的保证厂用电的质量，尤其是对存在进相运行可能的发电机组，更是如此。因为发电机进入进相运行工况时，其功率因数呈超前状态，励磁电流较正常运行时小，发电机的端电压也低，如厂用变压器为有载调压变压器，厂用电的电压质量可以很好地得到保持，否则一旦发电机进相运行，厂用系统便出现低电压工况，这不仅使大电动机的启动特别困难，而且对于一般电动机的寿命也极为不利。另外，有些电厂采用了有载调压变压器后，在发电机的出口再加装断路器，如图2-2（c）所示。这样，机组启动时，可先断开此断路器，厂用变压器由电力系统反送电，待发电机投入后，便自动由发电机供给电源。这种接线方式，可不用再另设启动电源。
高压负荷一般都比较重要，大多设有备用设置，当工作设备故障时，备用设备会自启动接替工作。为使工作与备用设备不会因母线故障而全部停运，设计中又将母线分为两段，把互为备用的设备接于不同段上，以达到上述目的，如图2-3（a）所示。
随机组及高压厂用变压器容量的不断增长，高压厂用电系统中的短路电流也在加大，为限制短路电流水平，除适当加大厂用变压器的阻抗外，还采用了低压为分裂绕组的分裂变压器，并将一台机组的两段高压母线接于不同的绕组上，如图2-3（b）所示。这种分裂变压器由于两个低压绕组间的分裂电抗很大，在短路时不仅可有效地阻止另一绕组的电动机反馈电流的流入，与双绕组变压器相比较少了短路电流水平，同时也能极大地减少故障绕组对非故障绕组母线电压的影响，使在另一段母线上运行的高压负荷能较正常地运行。在我国，分裂变压器一般用于200MW及以上的机组。
三、高压公用负荷的接线
1．设置高压公用段的目的
发电厂中有些负荷是不以机组为单元，而是为全厂服务的公用系统，如输煤系统、化学水处理系统及修配厂、污水处理场等等。对这类负荷的供电要避免仅依靠某个电源或某一台机组，以防止因某电源或某台机停运而使公用负荷不能运行，从而造成全厂停运的事故。
在设计公用负荷的接线时，还要特别注意其与连续施工的适应性。一般在建设的第一台机组投运前，公用负荷就必须建成投运，以保证第一台机在建成后便能投产。
在小机组的高压厂用电中，公用负荷的容量不大，且大半为低压负荷，因此如有高压负荷直接接于高压厂用母线上，而其他低压负荷
就通过接在高压厂用母线上的降压变压器供电。
从200MW机组开始，公用负荷的容量增加了，并且其中高压负荷的成分也在增加，所以有必要就是否设专门的高压公用段作经济技术研究。在小机组电厂中，高压的公用负荷非常少，仅影响某一~二段厂用接线，当全厂停电检修时可一并检修带有公用负荷的厂用段。在大型区域性电厂中，是极少允许全厂停运检修的。如还像小电厂那样将高压公用负荷接于一个或几个厂用段上，那么只要有机组在运行，接有公用负荷的母线就极难停运行检修。如公用负荷又分接于多台大机组的厂用段上，则问题就更突出了。所以，在大容量机组中设置高压公用段是很必要的。这不仅加强了机组的单元性，同时也有利于全厂公用负荷的集中管理。
2．公用段的接线方式
公用段一般也分为两段，以便将互为备用的负荷接于不同的公用段上。公用段应设有工作与备用两个电源，可分别由高压厂用系统引4个不同电源，如图2-4（a）、（b）所示。也可仅引两回电源，而两段公用段互为备用，如图2-（c）4所示。
要注意的是，如采用专门的公用段，那么作为其电源的上一级高压厂用段的负荷容量将大幅度增加。如采用图2-4（a）、（b）所示的接线方式，一旦公用段失去某一电源，显而易见的是两段公用段负荷将全部作用在作为另一电源的高压厂用段上，这极易引起某一电源的
过负荷。所以在设计中应特别注意负荷的合理分配。不仅在事故情况下不使电源过负荷，在正常运行及切换时，也不应因公用与工作负荷叠加在一起时引起电源过负荷。如不能避免上述现象时，应提出在这种情况时，通过启动某些互为备用的设备将部分负荷转移到另一高压厂用段上。
3．公用段的设置地点
当公用负荷距离厂房较近时，可将公用段设在厂房内；如距离较远时，则可将公用段设在公用负荷较为集中心的地区，以减少电缆的长度及供电网络产生的电容电流。
我们知道，一般大型火力发电厂的范围比小型电厂要大很多，厂区内的公用负荷与高压厂用配电装置的距离也较远，如从主厂房内的高压配电装置至煤场、化学区域的电缆长度，可以达数百米。这不仅使电缆数量增加，并势必将增加高压厂用电系统的电容电流。
在我国的设计规程中要求：如采用中性点不接地系统，当由一个电源供电的高压厂用电系统的电容电流大于5A时，在该电源应设单相接地保护设施，一旦该系统有接地时，向运行人员发出报警信号。如这个系统的电容电流大于10A时，则应在该系统的每个回路上加装单相接地保护。这要求无论对于施工、运行及维护，都是比较困难的，所以我们希望将每个电源的电容电流能限制在10A以下，而分裂变压器的使用又为此创造了条件。因为分裂变压器的两个分裂绕组间不传
递零序电流，所以电容电流的计算范围可仅限制在一个绕组的负荷中，相应减小了电容网络。因此，将公用段就地设置是减少电容电流最有效的方法。
一个电厂一般只设一个高压公用段，也可设视情况设几个公用段，此时按工艺的作用命名公用段，如输煤段、化学段等等。
四、高压厂用启动/备用电源
为给发电机组正常启动时提供电源，必须提供一启动电源。保证高压厂用电系统的运行安全，设置厂用备用电源也是非常必要的。然而在现在设计中，一般将上述两种功能的电源合二为一，统称为“启动/备用电源”。
由于启动/备用电源所具备的功能，要求该电源应从与厂用电源相对独立的系统引接，所引接的系统应有两个以上的电源，并具有足够的容量。为保障电压质量，当启动/备用变压器的阻抗大于%或所接电力系统的电压波动超过±5%时，还应考虑采用有载调压设施。
1．启动/备用电源的引接
在小机组电厂中，数台机组常接于同一发电机电压母线上，此时启动/备用电源常直接从该电压母线引接。如电源的短路电流太大，则加装限流电抗器加以限制。当厂内还有与电力系统连接的更高一级电压母线，而系统的反馈容量又足够大时，为在全厂停电时能迅速取
得备用电源，也可从此母线引接。
图2-5为大中型电厂高压厂用启动/备用电源引接方式。在大中型机组中，由于基本都是发电机—主变压器单元制接线，因此启动/备用电源一般从厂内最低一级的升高电压母线引接，但先决条件是该母线与系统电源相连并具有足够的容量，如图2-5（a）、（b）所示。
作为较少的一种接线方式，也有将启动/备用电源从两个系统间的联络变压器的第三绕组引接的。这种接线方式固然可降低启动/备用变压器的造价，且可分别由两个系统引接启动/备用电源。但一旦联络变压器故障，则启动/备用电源也随此消失。因此这种接法使用不多，常见于变电所的所用电接线中，如图2-5（c）所示。
当大型发电厂内只有一级超高压母线时，从技术经济诸方面分析，启动/备用电源从此电压引接是不合适的。这种情况下，可从附近具有足够容量的较低级电压系统用专用线路引入电厂所需电源，如图2-5（d）所示。
由第一节所述，当发电机出口母线上加装断路器后，厂用电源有可能同时兼作机组的启动电源，不另设启动/备用电源。这在原苏联设计的大型电厂中较多见，但需另设一台同参数的高压厂用变压器作为“仓库备用”，一旦运行时的高压厂用变压器故障，则将机组停运并立即换上备用变压器，然后再并网发电。由于大型机组的高压厂用变压器事故率很低，因此这种方式也可作为启动/备用电源的一种方
式。
启动/备用电源的接线方式还有几种，但因实用性不大，故不一一叙述。
2．启动/备用电源的数量
根据实际调查及研究分析，我国对启动/备用电源的数量做如下规定：
（1）在单机容量为100MW以下的电厂中，当设置第六个高压厂用电源时配置第二个启动/备用电源。第二个启动/备用电源最好从与第一个启动/备用电源相对独立的电源系统引接。
（2）在单机容量为100~125MW时，设置第五个高压厂用电源配置第二个启动/备用电源。
（3）在单机容量达200~300MW时，每两台同型机组可设一个启动/备用电源。、
（4）当单机容量达600MW及以上时，一般每两台机组设一个高压启动/备用电源。但由于我国对于此容量等级发电机的厂用电设计刚起步不久，为安全起见，在有关的设计技术规程中要求：在发电机出口不装设断路器或负荷开关时，“应考虑一台高压用启动/备用变压器检修时，不影响任一台机组的启停”。为了履行这条规定，国内设计的600MW机组每一启动/备用电源都由两台较小容量的启动/备用变
压器组成，以满足一台高压厂用启动/备用变压器检修时，另一台启动/备用变压器仍能满足机组启停的要求，如图2-5（e）所示。
3．启动/备用电源间的连接
图2-6为两个启动/备用电源与各厂用母线段连接方式。
在小机组电厂中，两个启动/备用电源的二次侧（变压器、电抗器或直接从母线引接时的厂用电源断路器）往往相互连接，以便在其中一个电源故障时能互为备用，如图2-6（a）、（b）所示。
在大中型机组中，这种互为备用的连接方式就显得力不从心了，如图2-6（c）中互连线L。这主要是因为此连线两侧的断路器与正常工作的启动/备用电源的断路器间的连锁太繁琐，以致使各元件的连锁要求互相抵触。而为解决此问题设置的复杂的二次回路，反过来又增加了回路的故障率。考虑到大中型机组中启动/备用电源本来便是备用元件，其运行可靠性相对较高，再设置备用的备用意义不大，故在大中型机组中一般不设置两个启动/备用电源间的再次互为备用。
4．启动/备用电源的运行方式
启动/备用电源的运行方式有两种。从提前发现问题，保证投入成功率方面讲，在正常运行时将启动/备用电源投入空载运行，使其处于“热备用”状态是有利的，设计中常常按这种工况进行设计。但从节约能源方面考虑，正常时将启动/备用电源不投入，在“冷备用”
发电厂电气设备概要
《电力电气设备》综合复习资料 一、单项选择题 1、水平排列、间距相同的三根导体，两边分别为流过A相、B相、C相电流，三相对 称短路时，受力最大的发生在： A.A相 B.B相 C.C相 2、在电动力作用下，如果导体的固有振动频率和50Hz、100Hz接近时，导体受到的电 动力会： A.增大 B.减小 C.不变 3、电路参数相同，两相短路与三相短路电动力相比： A.大 B.小 4、变压器的最大效率发生在： A.β=1 B.β=0.6-0.8 5、一般的，凝汽式发电厂的效率为： A. 30-40% B. 60-70% 6、变压器原边电压频率不变，幅值升高，则变压器的空载电流： A.减小 B.增大 C.不变 7、一般的，热电厂的效率为：
A. 30-40% B. 60-70% 8、两台变压器主接线采用外桥式接线时，适合的场合。 A.线路较短，线路故障少，而变压器经常进行切换。 B.线路较长，线路需要经常检修。 9、220kv以上电网,中性点，称为接地系统。 A.直接接地；小电流 B.直接接地；大电流 C.不接地或经消弧线圈接地；小电流 10、两台变压器并联运行时，必须绝对满足的条件是变压器的____。 A.型号相同 B.联接组别相同 C.变比相等 D.短路电压相等 11、下面是几种油浸式变压器的冷却方式，冷却效果最好的是： A. 油浸自冷 B. 油浸风冷 C.导向油循环强制风冷 12、热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热效应使其温度超过它的____而造成损坏妨碍继续工作的性能。 A.长期工作时的最高允许温度 B.短路时的最高允许温度 13、选择矩形母线时，下列条件可不考虑: A.额定电压 B.长期允许电流 C.动稳定
水力发电厂电力一次系统设计
信息工程学院课程设计报告书 题目: 水力发电厂电气一次系统设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 17 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年 7月 12 日
综合课程设计任务 1、题目 水力发电厂电气一次系统设计 2、原始资料 1、发电厂的建设规模 1：待设计发电厂类型（水利发电厂）。 2：发电厂一次设计并建成，计划安装（4 15MW）的水力发电机组，最大利用小时数（5000小时/年）。 2、发电厂与电力系统连接情况 1：待设计发电厂接入系统电压等级为（110kv），出线回路为（3回），其中一回线供20MW的一类负荷，水电站附近负荷3MW。 2：电力系统的总装机容量为（396MVA），全系统最大负荷340MW，最小负荷225MW。 3、环境条件 最热月地面下0.8m土壤平均温度28.6 C，多年最低气温-4 C；室内最热月平均温度34.1 C，户外最低气温40.1 C。 4、水电站位置和发展 水电站位于某河流上游，附近有城镇5座，各城镇发展远景如下： 5、系统连接图如下：
3、设计任务 1：电气主接线设计 2：厂用电设计 3：短路电流计算和电气设备选择 4：配电装置设计 4、设计成果 1：设计说明书一份 2：图纸3张（电气主接线图、屋内配电装置图、屋外配电装置图）
摘要 本文为4×15MW水力发电厂电气一次部分设计。通过对原始资料的详细分析，根据设计任务书的要求，进行了电气主接线方案的经济技术比较，厂用电设计，短路电流计算和电气设备的选择和校验，配电装置设计。编制了设计说明书，绘制了主接线图，厂用电接线图。 关键字：主接线、短路计算、设备选择、配电装置、设计说明书、主接线图、厂用电 Abstract This article is 4 x 15 mw hydropower plant electrical part design at a time. Through detailed analysis of original data, according to the requirements of the design plan descriptions of the economic and technical comparison, the main electrical wiring scheme design of auxiliary power, short circuit current calculation and selection of electrical equipment and calibration, power distribution equipment design. Compiled the design specification, draw the main wiring diagram, auxiliary power wiring diagram. The keyword :The main connection, short circuit calculation, equipment selection, power distribution equipment, design specifications, main wiring diagram, auxiliary power
电厂电气自动化系统
发电厂电气自动化解决方案 发电厂电气自动化解决方案１.PDS-7000电厂电气自动化系统 电厂电气自动化系统（ECS）是指使用保护、测控、通信接口、监控系统等设备实现所有电厂电气设备的监测、控制、保护和信息管理。是实现发电厂电气自动化的全面解决方案。 国内大部分发电厂都采用集散控制系统（DCS）来实现热工系统的自动化运行，而传统的电气系统一般采用“一对一”的硬连接控制以及仪表监视，自动化水平相对落后。为了提升电气系统的自动化水平，应考虑建设相对独立的电气控制系统，ECS系统包括电厂所有电气子系统即升压站子系统、机组子系统和厂用电子系统。 PDS-7000电厂电气自动化系统适用于中小型电厂的电厂电气系统。 １.１系统特点 ★完整的电厂电气自动化解决方案 PDS-7000系统贯彻“以高性能的子系统构筑优异的电厂电气自动化系统” 的设计思想，包含了计算机监控系统、发电机机组子系统、升压站子系统、厂用电子系统，实现与电网调度通讯、与DCS通讯以及电厂内其它智能电气设备的接入等功能，构成了一个完整的电厂电气自动化系统。 PDS-7000电厂电气自动化系统采用分层分布式结构，从间隔层设备、通信网络到监控系统等各方面综合考虑，提供了完整的电厂电气自动化解决方案，系统结构更加清晰，信息的获得更加快捷，系统的维护更加简便，扩展更加灵活。 ★开放性设计思想 PDS-7000的开放性设计思想满足了系统扩展的灵活性，在从间隔层到站控层的各个环节的设计中，PDS-7000除了保持其自身的系统性和完整性以外，还可以方便的实现与其他智能设备的互相联接。 在系统的互联设计中，PDS-7000系统提供了与其它通信方式(以太网、RS-232C、EIA422/485或现场总线)的兼容性设计，这使得电厂电气自动化的设计或改造选择性更多、更灵活，能够方便的被接入DCS、SIS和远方调度。 ★可靠性
火力发电厂的设备作用和各系统经过流程
火力发电厂的设备作用和各系统流程 一、燃烧系统生产流程 来自煤场的原煤经皮带机输送到位置较高的原煤仓中，原煤从原煤仓底部流出经给煤机均匀地送入磨煤机研磨成煤粉。自然界的大气经吸风口由送风机送到布置于锅炉垂直烟道中的空气预热器内，接受烟气的加热，回收烟气余热。从空气预热器出来约250左右的热风分成两路：一路直接引入锅炉的燃烧器，作为二次风进入炉膛助燃；另一路则引入磨煤机入口，用来干燥、输送煤粉，这部分热风称一次风。流动性极好的干燥煤粉与一次风组成的气粉混合物，经管路输送到粗粉分离器进行粗粉分离，分离出的粗粉再送回到磨煤机入口重新研磨，而合格的细粉和一次风混合物送入细粉分离器进行粉、气分离，分离出来的细粉送入煤粉仓储存起来，由给粉机根据锅炉热负荷的大小，控制煤粉仓底部放出的煤粉流量，同时从细粉分离器分离出来的一次风作为输送煤粉的动力，经过排粉机加压后与给粉机送出的细粉再次混合成气粉混合物，由燃烧器喷入炉膛燃烧。 二、汽水系统生产流程 储存在给水箱中的锅炉给水由给水泵强行打入锅炉的高压管路，并导入省煤器。锅炉给水在省煤器管内
吸收管外烟气和飞灰的热量，水温上升到300左右，但从省煤器出来的水温仍低于该压力下的饱和温度（约330），属高压未饱和水。水从省煤器出来后沿管路进入布置在锅炉外面顶部的汽泡。汽包下半部是水，上半部是蒸汽，下半部是水。高压未饱和水沿汽泡底部的下降管到达锅炉外面底部的下联箱，锅炉底部四周的下联箱上并联安装上了许多水管，这些水管内由下向上流动吸收炉膛中心火焰的辐射传热和高温烟气的对流传热，由于蒸汽的吸热能力远远小于水，所以规定水冷壁内的气化率不得大于40％，否则很容易因为工质来不及吸热发生水冷壁水管熔化爆管事故。 锅炉设备的流程 一、锅炉燃烧系统 1、作用：使燃料在炉内充分燃烧放热，并将热量尽可能多的传递给工质，并完成对省煤器和水冷壁水管内的水加热，对过热器和再热器管内的干蒸汽加热，对空气预热器管内的空气加热。 2、系统组成：燃烧器，炉膛，空气预热器组成。 二、锅炉的汽水系统 1、作用：对水进行预热、气化和蒸汽的过热，并尽可能多地吸收火焰和烟气的热量。
发电厂主要技术经济指标项目与释义
火力发电厂节能技术经济指标释义 范围 本标准规定了火力发电厂节能技术经济指标定义与计算方法。 本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 1主要技术经济指标 1.1发电煤耗 b f 发电煤耗是指统计期内每发一千瓦时电所消耗的标煤量。发电煤耗是反映火电厂发电设备效率和经济效益的一项综合性技术经济指标。 计算公式为：b f = B b /W f×106 (1) 式中： b f——发电煤耗，g/(kW?h)； B b——发电耗用标准煤量，t； W f——发电量，kW·h。 1.2生产耗用标准煤量 B b 生产耗用标准煤量是指统计期内用于生产所耗用的燃料（包括煤、油和天然气等）折算至标准煤的燃料量。生产耗用标准煤量应采用行业标准规定的正平衡方法计算。 计算公式为：B b = B h-B kc (2)
式中: B b——统计期内生产耗用标准煤量，t ； B h——统计期内耗用燃料总量 (折至标准煤)，包括燃煤、燃油与其他燃 料之和，同时需考虑煤仓、粉仓等的变化，t ； B kc——统计期内应扣除的非生产用燃料量 (折至标准煤)，t 。 应扣除的非生产用燃料量: a)新设备或大修后设备的烘炉、煮炉、暖机、空载运行的燃料； b)计划大修以及基建、更改工程施工用的燃料； c)发电机做调相运行时耗用的燃料； d)厂外运输用自备机车、船舶等耗用的燃料； e)修配车间、副业、综合利用及非生产用 (食堂、宿舍、生活服务和办公 室等)的燃料。 1.3全厂热效率ηdc 全厂热效率即电厂能源利用率，是电厂产出的总热量与生产投入总热量 的比率。 计算公式为:ηdc = 123/b f×100 (3) 式中: ηdc——全厂热效率，%； 123 ——一千瓦时电量的等当量标煤量，g/(kW?h)。 1.4生产厂用电率 L cy 生产厂用电率是指统计期内生产厂用电量与发电量的比值。
关于火力发电厂的电气一次系统设计方法分析
关于火力发电厂的电气一次系统设计方法分析 摘要电是支持人们生产经营活动顺利开展的重要支柱，随着我国社会经济的飞速发展，对于电力的需求逐渐增大，极大程度上提升了电能资源生产压力。当前，我国仍以火力发电的方式为主，因此，为提升发电质量和效率，保障电力运输的稳定性，应加大对火力发电厂中电力一次系统设计的重视程度，注意设备之间的连接方式，通过引进先进电气一次系统设计理念等方式，创新火力发电程序，转变传统火电厂发电模式。本文从选择发电机、主变压器等五个方面重点分析电气一次系统设计的方式。 关键词电力一次系统；发电机；变压器；接线方式 火力发电仍是我国主要的发电方式，因此，应重视对火力发电厂的建设，电气一次系统作为发电厂运行过程中重要组成部分，不仅直接关系着发电厂工作模式，也影响着整体工作效率。工作人员需结合发电厂实际情况，创新电气一次系统的设计方式，在设计过程中必须严格遵循我国相关标准，并不断引进先进接线方式和电气设备，做好电气一次系统的日常维护，确保火力发电厂的顺利运行。 1 选择合适的发电机 一次设备是电力系统的主体，主要是指直接生产、运送、调配电能的设备[1]，发电机是其中重要组成部分，在设计电力一次系统时，应根据火力发电厂的实际供电范围，选择恰当的发电机容量，须坚持与发电厂汽轮机容量相一致的原则，具体包括以下几方面：首先，根据发电厂的额定电压、功率因数确定发电机型号与容量；其次，有机统一汽轮机额定出力能与发电机额定容量；接着，保障汽轮机最大连续容量与发电机最大连续容量相协调；最后，确保冷却器（发电机零部件）进水温度与汽轮机冷却水的温度相一致[2]。发电机的选择应同时满足以上四个原则，使其更好地运行，进而提升发电厂整体工作效率和经济效益。 2 选择恰当的主变压器 选择主变压器主要与机组容量有关，不同的机组容量，主变压器的形式也有所不同，具体包括以下三种形式，如表1所示[3]： 从表1中可知，主变压器共有两种形式，即单相变压器与三相变压器，在选择单相变压器时，应注意其备用相的设置原则：当系统中的安装机组≦2台时，可不设置备用相；当系统中的安装机组≧3台时[4]，应设置一台或一台以上的备用相，但需要注意的是，如果发电厂附近有企业所属电厂已经设置备用相（同等参数），也可以不在系统中设置备用相。 连接主变压器设备和发电机设备采取单元的方式，因此，在确定主变压器本身容量时，应注意遵循以下原则：主变压器本身容量=发电机最大连续容量-常用工作变压器计算负荷。
浅谈发电厂厂用电系统快速切换方式的特点
浅谈发电厂厂用电系统快速切换方式的特 点 发电厂中，厂用电的安全可靠关系到发电机组、电厂乃至整个电力系统的安全运行。以往厂用电切换大都采用工作电源的辅助接点直接起动备用电源投入。这种方式未经同步检定，厂用电动机易受冲击。合上备用电源时，母线残压与备用电源电压之间的相角差已接近180°，将会对电动机造成过大的冲击。若经过延时待母线残压衰减到一定幅值后再投入备用电源，由于断电时间过长，母线电压和电机的转速均下降过大，备用电源合上后，电动机组的自起动电流很大，母线电压将可能难以恢复，从而对电厂的锅炉系统的稳定性带来严重的危害。国外早在二十世纪七十年代就已广泛采用快速切换方式，而国内近年来随着真空及SF6快速开关的广泛使用以及对厂用电源的安全可靠运愈来愈重视，厂用电系统采用快速切换方式已成为一种必然趋势。快速切换方式可避免备用电源电压与母线残压在相角、频率相差过大时合闸而对电机造成冲击，同时也可自动转为同期判别或判残压及长延时的慢速切换，即使在电压跌落过程中，也可按延时甩去部分非重要负荷，以利于重要辅机的自起动，提高厂用电切换的成功率。
厂用电系统切换方式主要有串联切换、并联切换、快速切换等几种。 一、串联切换方式串联切换：按“先断后合”的原则，首先跳开工作电源，在确认工作电源跳开后，再发合闸指令，合上备用电源，串联切换切换时间长，一般都在150ms以上，因此串联切换对系统和设备造成的冲击较大，而且由于允许切换的条件之一是工作电源的成功分闸，其辅助接点的可靠性很可能是导致切换失败的因素之一。 二、并联切换方式并联切换：按“先合后断”的原则，首先合上备用电源，使两电源短时并列，然后发跳闸指令，跳开工作电源，但是如果在切换过程中，机组或工作电源发生故障，由于电源的并列，将加剧故障，扩大事故范围，因此，并联切换禁止使用于事故切换，但是手动切换过程中仍可能存在上述风险。国内外火力发电厂中，厂用电的正常切换基本上都采用了并联切换，即先合后断的不断电切换，而不采用先断后合的断电切换。因为断电切换可能会出现断路器万一合不上会失去厂用电，或者如果断电时间长会影响机炉的稳定运行。但并联切换也不是无懈可击的，其也有一定隐患，即在并联切换过程中，厂用电系统的短路容量增大，如在并联切换过程中恰巧遇到厂用电系统发生故障，其比断电快速切换时碰到开关拒合造成的后果更严重，如以影响发电量和设备损坏来衡量，其严重程度要大10倍。只是在并
厂用电率
电厂建设技术经济的考核指标主要有厂用电率、汽机热耗、锅炉效率、发电机效率、变压器损耗等，这些指标在工程建设过程中控制的好坏，直接影响电厂长期运行的经济效益。控制和减少消耗在电厂内部的能量。就增加了电厂输出的能量。现在国内外电厂已在逐步重视和解决这个问题。下面仅就厂用电率谈一些看法。 厂用电率是电厂主要技术经济指标之一，我国电力行业一般认为是发电厂电力生产过程中所必需的自用电量占发电量的百分比。厂用电量包括电力生产过程中电动机、照明、采暖通风以及其它控制、保护装置等所耗用的电能，不包括非发电(如机修厂、基本建设、大修理后试运转以及食堂、宿舍、办公室、道路照明等)用电。 近年来，我国电厂向大装机容量发展，厂用电率有所降低，这也是大机组效益好的一个体现。现在相同装机容量的机组的情况与过去比较是有变化的，厂用电率随着电厂自动控制水平提高而使机组运行状态逐步趋于合理。同时，设备性能的改善，设计水平、管理水平的提高使电厂厂用电率也有所降低。 2.3国内外电厂过去对厂用电的要求 胜利发电厂2×210MW发电机组工程(1987年开始建设)在设计中提出厂用电率是8.3％。 近年来，随着市场经济的发展，招标的发展，业主对厂用电率是重要的技术经济指标的认识有了提高，国内外业主有了新的要求。从下面的叙述可以看到，现在业主不仅提出技术性能指标要求，还提出对超标者给予严厉的经济制裁的要求，表现出对厂用电率的极大重视。 电厂本身是用电大户，业主应该对厂用电率给予重视。现在国内外用户对厂用电率(厂用电量)超过标准就罚款的做法是正确的，尤其在市场经济的情况
下，更是有必要的。承包电厂建设的单位在这个问题上首当其冲。此外，还要靠设计管理部门、设计部门、制造厂、安装单位、运用单位共同努力，共同把关，厂用电率才会降低，电厂综合技术经济指标才会从计划变成现实。 设计规程应适应市场要求 设计规程(2000版)总则中提到“应选用高效率的大容量机组”，在总体规划中提到“应符合工程造价低，运行费用小，经济效益高”的要求。规程同时在对一些风机选用时提出要留压头裕量达到5％～35％，风量裕量有些达到5％～35％，却没有对风机的运行效率选择提出要求。一些泵也提出压头和流量裕度的要求，但没有对运行效率提出要求。实际上还是没有把电厂技术经济指标(如厂用电)的事情放在要求和必保的规程内，也说明有关部门组织编写的规程应随着市场经济的要求进行调整。否则，作为电力工程设计的依据将没有保证用户需求，也无法适应国内外电厂建设的要求。 系统设计优化 布局选型合理性 尽量达到满足规范、经济合理、适合运行、便于管理的要求，最大限度地发挥设备的功能。如： (1)送引风机及其它风机的烟风道的位置、距离、通径、转弯半径等，降低烟风道系统阻力，风门正常工作时的开启状况； (2)储煤场的位置，输煤设备的输送距离、倾角、输送能力等； (3)循环水泵房的位置、取水口的位置、转弯的半径等直接影响泵的输送距离和管道阻力；
发电厂及电力系统的主要电气设备和作用
发电厂及电力系统的主要电气设备和作用 一、发电厂生产过程简介 （一）、发电厂的分类 发电厂是把其他形式的能量转换为电能的特殊工厂，根据利用能量的形式的不同，分为以下几类： 1、火力发电厂 2、水力发电厂 3、原子能发电厂 4、风力发电厂 5、其他，如太阳能、地热、潮汐发电等 目前，我国电力系统中主要以火力发电厂和水力发电厂为主 (二)火力发电厂的能量转换过程 燃料的化学能→蒸汽的热能→汽轮机发电机转子的动能（机械能）→电能↑↑↑ 锅炉（吸热）汽轮机（膨胀做功）发电机（电磁转换） 二、火力发电厂的主要电气设备及作用 1、一次设备 1）、发电机：将机械能转换为电能 参数 2）、变压器：将发电机输出的电能的电压升高或降低 参数 3）、高低压配电装置：它是按主接线的要求，由断路器、隔离开关、自动开关、接触器、熔断器、母线和必要的辅助设备如避雷器、电压互感器、电流互感器等构成的主体，其作用是接受和分配电能 4）、电力电缆：向用电设备输送电能 5）、电动机：厂用附属设备的拖动设备、原动机，主要包括交流电动机与直流电动机两种，交流电动机又分为三相鼠笼式、绕线式两种 参数 2、二次设备 对一次设备进行控制、测量、监察以及在发生故障时能迅速切除故障的继电保护装置、自动控制与信号装置等设备，如：继电器、测量仪表、控制、自动、信号装置、控制电缆等，称为二次设备 三、继电保护装置 （一）电气设备的故障
1、造成故障的原因 （1）外力破坏 （2）内部绝缘击穿 （3）误操作 2故障种类 （1）三相短路 （2）两相短路 （3）大电流接地系统的单相接地短路 （4）电气设备内部线圈的匝间短路 3故障的后果 （1）短路——短路电流——强电弧或导电回路的严重过热——烧毁电气设备（2）短路——短路电流——强大的电动力——机械破坏 （3）短路——系统电压下降——破坏正常生产——设备停产、停车 （4）破坏系统稳定——发电厂解裂——系统瓦解——巨大损失 （5）人身伤亡 4、继电保护的作用 迅速切除故障设备，针对各种不正常运行状态发出信号，通知运行人员，限制事故范围，投入备用电源，使重要设备迅速获得供电 5、对继电保护的要求 1）选择性 2）快速性 3）灵敏性 4）可靠性 5、常用继电保护种类 1）过电流保护 2）电流速断保护 3）限时电流速断保护 4）低电压保护 5）过负荷保护 6）差动保护 7）方向过流保护 8）距离保护 9）瓦斯保护 10）零序电流保护 6、自动装置 1）自动调节励磁装置
发电厂厂用电气监控管理系统(ECMS)
RCS-9700 发电厂厂用电气监控管理系统（ECMS） 1 概述 2000 年起，为了适应电厂厂用电监控自动化的需要，南瑞继保在总结多年从事厂站开发、研究的基础上，采用统一硬件平台、统一软件平台，开发了新一代 RCS-9700 监控系统，该系统对电厂厂用电信息从系统的高度进行了全面统一的考虑。 2002 年 8 月 25 日通过国电公司鉴定：系统设计先进，运行稳定，性能优良，调试维护方便，满足电力系统使用要求。系统的主要技术性能指标达到了国际同类系统的先进水平。 RCS-9700 发电厂厂用电气监控管理系统集合保护功能和测控功能，保护和测控功能自始至终既相对独立又相互融合，为发电厂电气自动化提供了一个完整的解决方案，能满足各种机组容量等级发电厂的电气自动化需要。 发电厂电气监控管理系统——ECMS（Electrical Control and Management System in power plants）即原来的 FECS、EFCS、ECS 等，是中国电力顾问集团鉴于厂用电监控管理系统名称混乱而进行统一 的（详见电顾问 2008 [20]号文）。 2 电气监控管理系统 2.1分布式结构 RCS-9700 发电厂厂用电气监控管理系统（以下简称 RCS-9700 ECMS 系统）采用分层、分布、开放式网络系统结构，具有典型的三层结构：站控层、通信管理层、智能终端层。 站控层——采用双以太网冗余结构，根据需要可设置数据库服务器、电气操作员站、电气工程师站、打印机以及负责与其它系统通信的通信网关，形成电气系统监控、管理中心。 通信管理层——主要由通信管理单元、交换机等组成。采用通信管理单元实现规约转换和装置通信，并转发站控层及 DCS 系统的遥控命令。由于现场保护测控单元等智能设备数量多，一般机组 10 kV 厂用电子系统、6kV 厂用电子系统、380V 厂用电子系统、厂用公用子系统和其他智能设备可分别组网，保证了系统的实时性和稳定性。各子系统可分别设置通信管理单元，根据需要可为双机冗余设计。各通信管理单元接于上位机层以太网，同时可以经 RS232/RS485/RS422 串口直接与相应机组 DCS 的电气控制器 DPU 相联，实现数据交换。 智能终端层——由分散的电气智能装置（如安装在厂用高低压配电柜的保护测控装置、微机型元件保护装置、AVR、ASS、UPS 控制器、
火力发电厂电气事故案例大全
电气事故 鸭溪电厂做50%甩负荷试验违章指挥造成#2高压厂变严重损坏（2005年）［序］2005年6月11日9时42分#2机组在做50%甩负荷试验过程中造成#2高压厂变损坏,给整个试运及机组移交后的安全运行带来了严重的影响,为吸取经验教训,落实责任,督促各部门认真执行和落实防范措施,特通报如下: 【事故经过】 2005年6月11日9时30分#2机组首次带负荷至150MW，准备做甩50%负荷试验，试验前由于考虑到甩负荷应接近运行的实际工况，厂用电未按试验方案倒至备用电源运行。9时39分中试所试运指挥钟晶亮下令做甩50%负荷试验，运行值长向海扬接令并向中调申请同意后下令给电气运行副操王飞手动按下5022、5023开关跳闸按钮，同时锅炉手动停运B球磨机及D1、D4火嘴，机组甩负荷后带厂用电运行，汽轮机转速最高飞升至3061r/min，转速下降后在2748~2870 r/min之间波动，汽包水位随之大幅度波动（最高+160mm，最低-241mm），开大电动给水泵勺管开度至90%。9时42分钟，晶亮下令用并切方式切换厂用电，电厂参加试运人员及时向其提出不能采用并切方式，但其继续下达了并切厂用电的命令，运行值长向海扬接令后又向电气运行副操王飞下达了并切厂用电的命令，王飞用并切半自动首先切换6kVⅡA段厂用电源,在备用电源开关6202合上后拉开工作电源开关6201时, #2发变组故障跳机, 6kVⅡB段保护启动切换成功,检查高厂变复压过流，高厂变轻、重瓦斯，高厂变差动保护动作,#2高压厂变呼吸器处喷油。 事后对#2高压厂变吊盖解体检查发现低压侧A分支：A相线圈扭曲；B相线圈上部有两处匝间短路；C相线圈下部有多匝线圈烧熔、铁芯9处损伤、10片局部烧熔。 【事故原因】 1．发电机甩负荷后转速不能维持3000 r/min在2748～2870 r/min之间波动是因为发电机带有厂用负荷，中缸排汽压力超过动作定值，造成OPC频繁动作所至。 2．#2高压厂变损坏的主要原因是发电机甩负荷后与鸭电线220 kV系统已成为两个独立的系统，由于错误地采用了并切厂用电的方式造成非同期合环，导致发电机振荡，在远大于高压厂变额定电流的振荡冲击电流长达10秒钟的交变冲击作用下引起。（后从发电机录波数据中查核为1700A～8000A)。 【暴露的问题】 1．对汽轮机的热工保护不熟悉，未深入研究分析带厂用电甩负荷可能出现的问题，从
水电厂的厂用电与直流系统
水电厂的厂用电与直流系统 一、水电厂的厂用电 1.水电厂的厂用电概念 水电厂机电辅助设备用电及照明用电称为水电厂的厂用电 2.厂用电负荷由以下几部分组成 一类负荷：重要机械及监控、保护、自动装置等二次设备用电；允许电源中断的时间，仅为电源操作切换时间，它们停止工作后，会引起主机减少出力或停止发电，甚至可能使主机或辅助设备损坏。 对于水电厂的一类负荷，一般都设置两台以上相同的设备，其电源各自独立，当一台设备停电或故障后，另一台设备还可以正常工作，这样就不会因为一台设备故障而影响机组的安全生产。因此，对于大中型水轮发电机组的机旁动力盘，一般都分成两段，各段电源相互独立，而且两段电源之间还装设有备用电源自动投入装置，两段电源互为备用，以提高供电的可靠性。 二类负荷：次重要机械它们停止工作后，一般不会影响水电站机组的出力，可由运行人员采取措施使它们恢复工作。允许短时停电数十分钟，但必须设法恢复。 三类负荷：不重要机械，允许较长时间停电，当它们停止工作后，可以较长时间进行修理以恢复工作，不会影响水电站的运行。 水电厂厂用电系统的作用是能够保证各类负荷的正常供电，在事故时能保证一类负荷的供电，来满足水电厂安全、经济、稳定运行的需要。 3、水电厂对厂用电接线的基本要求 水电厂厂用电供电可靠性的高低，将直接影响到安全生产的好坏。为了保证厂用电的连续、可靠供电，厂用电应满足下列基本要求： (1)．安全可靠，运行灵活 厂用电接线方式和电源容量应能适应正常供电、事故时备用等方面的要求，同时还应满足切换操作的方便。一旦发生事故时，应能尽量缩小事故范围，并能将备用电源及设备及时地投入，发生全厂停电时，应能尽快地从系统中取得供电电源。 (2)．投资少，运行费用低，接线简单、清晰 在考虑安全可靠的同时，还必须注意到它的经济性。因为不必要的相互连接，过多的备用设备和备用电源，不但会造成基建投资费用的浪费和运行费用的增加，而且还将使厂用电接线复杂、运行操作繁琐、增加设备的故障机会和维修工作量等。 (3)．分段设置，互为备用 对于大中型水电厂，其厂用母线应分段运行，每一段母线上应有独立的工作电源和备用电源，并装设备用电源自动投入装置，以防在一段母线发生事故时，导致厂用电全部消失的事故。． (4)．与电气主接线的关系 厂用电接线应根据电气主接线的方式来考虑，尤其是高压厂用备用电源的引接问题。厂用电接线对有无厂外系统电源以及电厂在电力系统中所处的地位等应
火力发电厂生产指标介绍
三、火力发电厂生产指标介绍 一、主要指标介绍 1、供电煤耗：指火力发电机组每供出单位千瓦时电能平均耗用的标准煤量。他是综合计算了发电煤耗及厂用电率水平的消耗指标。因此，供电标煤耗综合反映火电厂生产单位产品的能源消耗水平。 供电煤耗=发电耗用标准煤量（克）/供电量（千瓦时）=发电耗用标准煤量（克）/发电量X（1-发电厂用电率）（千瓦时） 2、影响供电煤耗的主要指标 1）锅炉效率：锅炉效率是指有效利用热量与燃料带入炉内热量的百分比。 2）空预器漏风率：是指漏入空气预热烟气侧的空气质量流量与进入空气预热器的烟气质量流量比。 3）主汽温度：主汽温度是汽轮机蒸汽状态参数之一，是指汽轮机进口的主蒸汽温度。 4）主汽压力：主汽压力也是汽轮机蒸汽参数状态之一，是指汽轮机进口的主蒸汽压力。 5）再热汽温：再热汽温度是汽轮机蒸汽参数状态之一，是指汽轮机进口的再热蒸汽温度。 6）排烟温度:排烟温度是指锅炉末级受热面（一般指）空气预热器后的烟气温度。对于锅炉末级受热面出口有两个或两个以上烟道，排烟温度应取各烟道烟气温度的算数平均值。 7）飞灰可燃物：是指锅炉飞灰中碳的质量百分比（％）。 8）汽轮机热耗率：是指汽轮机发电机组每发出一千瓦时电量所消耗的热量。以机组定期或修后热力试验数据为准。 9）真空度：是指汽轮机低压缸排气端真空占当地大气压的百分数。 10）凝汽器端差：是指汽轮机低压缸排汽温度与冷却水出口温度之差。 11）高加投入率：是指汽轮机高压加热器运行时间与机组运行时间的比值。 12）给水温度：是指机组高压给水加热器系统出口的温度值（℃）。
13）发电补给水率：是指统计期内汽、水损失水量，锅炉排污量，空冷塔补水量，事故放水（汽）损失量，机、炉启动用水损失量，电厂自用汽（水）量等总计占锅炉实际总蒸发量的比例。 注：以上指标偏离设计值对煤耗的影响见附表 3、综合厂用电率：是指统计期内综合厂用电量与发电量的比值，即： 综合厂用电率=(发电量/综合厂用电量)×100％。综合厂用电量是指统计期内发电量与上网电量的差值，反应有多少电量没有供给电网。 辅机单耗：吸、送风机、制粉系统、给水泵、循环水泵、脱硫等。 4、发电燃油量：是指统计期内用于发电的燃油消耗量。 5、发电综合耗水率：是指发单位发电量所耗用的新鲜水量（不含重复利用水）。在统计耗水量时应扣除非发电耗水量。 6、100MW及以上机组A、B级检修连续运行天数：是指100MW及以上机组经A、B级检修后一次启动成功且连续运行天数，期间任何原因发生停机则中断记录。 7、等效可用系数：等效可用系数是指机组可用小时与等效降出力停运小时的差值与统计期日历小时的比值。 8、机组非计划停运次数：机组非计划停运次数是指机组处于不可用状态且不是计划停运的次数。 二、保证生产指标的措施 1、深入开展能耗诊断，认真落实整改措施，不断提高能耗管理水平。 2、不断深化对标管理，通过运行优化、设备治理、科技创新、节能改造等技术手段，不断提高机组经济运行水平。 3、深化运行优化，加强耗差分析，确定最优经济运行方案，合理调整运行方式； 4、全面推行经济调度，明确各台机组调度顺序，提升机组安全、经济运行水平；
火力发电厂电气系统调试知识讲解
一调试概述 1．调试概念及内容 火电厂电气调试工作的主要任务是：当电气设备的安装工作结束以后，按照国家有关的规范和规程、制造厂家技术要求，逐项进行各个设备调整试验，以检验安装质量及设备质量是否符合有关技术要求，并得出是否适宜投入正常运行的结论。 电气调试的主要内容是：对电厂全部电气设备，包括一次和二次设备，在安装过程中及安装结束后的调整试验；通电检查所有设备的相互作用和相互关系；按照生产工艺的要求对电气设备进行空载和带负荷下的调整试验；调整设备使其在正常工况下和过度工况下都能正常工作；核对继电保护整定值；审核校对图纸；编写厂用电受电方案、复杂设备及装置的调试方案、重要设备的试验方案及系统启动方案；参加分部实验的技术指导；负责整套启动过程中的电气调试工作和过关运行的技术指导。 为使调试工作能够顺利进行，调试人员事前应研究图纸资料、设备制造厂家的出厂试验报告和相关技术资料，了解现场设备的布置情况，熟悉有关的电气系统接线等。除此以外，还要根据有关规范和规程的规定，制定设备的调试方案，即调试项目和调试计划。其中调试项目包括：不同设备的不同的试验项目和规范要求，并在可能的情况下列出具体的试验方法、关键的试验步骤、详细的试验接线以及有关的安全措施等。调试计划则包括：全厂调试工作的整体工作量，具体时间安排，人员安排，所需实验设备、工机具以及相关的辅助材料等。
全厂电气设备的单体调整和试验；配合机械设备的分部试运行；还有全厂总的系统调试是火电厂整体启动不可分割的三个重要环节。在每个环节当中，电气调试则总是调试启动的先锋，没有全厂厂用电的安全运行，全厂的分部试运行就无从谈起，更没有可靠的系统调试运行。因此，火电厂厂用电调试组织的好坏与否，将是直接影响全厂系统调试的关键。 2．调试工作的组织形式 1）按专业分 仪表调校组（负责现场安装的仪表的校验和调整，试验用0.5级仪表的校验和调整）。 高压试验组（负责电气设备的绝缘试验和特性试验等工作） 继电保护组（负责继电保护的校验和整定工作） 二次调试组（负责校对图纸、查对接线、回路通电试验及操作试验等工作） 2）按系统分 厂用电机组；变压器组；发电机组等。 每个组的工作任务均包括：仪表、高压、继电保护、二次调试等的调试工作。 但是以上两种方式并不是一成不变的，往往根据调试人员的水平、工期的长短等而有所改变，目的是更好地完成全厂的电气调试任务。对于调试人员的培训，可按"多能一专"的原则进行。 3）调试工作的安全工作
4200MW火力发电厂的电气部分设计
摘要 由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本文是对配有4台200MW汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验; 并作了变压器保护。 关键词：发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备
目录 1 绪论 (1) 1.1电力系统概述 (1) 1.2毕业设计的主要内容及基本思想 (1) 1.2.1毕业设计的主要内容、功能及技术指标 (2) 1.2.2毕业设计的基本思想及设计工作步骤 (2) 2 4*200MW 火力发电厂电气主接线的确定 (4) 2.1概述 (4) 2.1.1电气主接线设计的重要性 (4) 2.1.2电气主接线的设计依据 (4) 2.1.3电气主接线的主要要求 (5) 2.2电气主接线的选择 (5) 2.2.1主接线的基本形式 (6) 2.2.2主接线的设计 (10) 2.2.3方案的选择 (13) 3 火电厂发电机、变压器的选择 (15) 3.1主变压器和发电机中性点接地方式 (15) 3.1.1电力网中性点接地方式 (15) 3.1.3 发电机中性点接地方式 (16) 3.2发电机的选型 (16) 3.2.1 简介 (16) 3.2.2 选型 (16) 3.3变压器的选型 (17) 3.3.1具有发电机电压母线的主变压器 (17) 3.3.2单元接线的主变压器 (19) 3.4电气设备的配置 (19) 4 火力发电厂短路电流计算 (21) 4.1概述 (21) 4.1.1短路的原因及后果 (21) 4.1.2短路计算的目的和简化假设 (22)
发电厂电气部分答案
1、哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？ 答：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等成为一次设备。其中对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称为二次设备。如仪用互感器、测量表记、继电保护及自动装置等。其主要功能是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态，发生异常故障时及时处理等。 2、研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时 发热有何特点？ 答：电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响；使绝缘材料性能降低；使金属材料色机械强度下降；使导体接触部分电阻增强。导体短路时，虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍然很多。这些热量在短时间内不容易散出，于是导体的额温度迅速升高。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期发热，由正常工作电流产生的；短时发热，由故障时的短路电流产生的。 3、导体长期发热允许电流是根据什么确定的？提高允许电 流应采取哪些措施？ 答：是根据导体的稳定温升确定的，为了提高导体的在流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等。导体的形状，再同样截
面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和槽型的表面积则较大。导体的布置应采用去散热效果最佳的方式，而矩形截面积导体的散热效果比平方的要好。 4、三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪一相 上，试加以解释。 三相平行导体发生三相断路时最大电动力出现在B相上，因三相短路时B相冲击电流最大。 5、导体的动态应力系数的含义是什么，在什么情况下，才考 虑动态应力？ 答：动态应力系数β为动态应力与静态应力之比值。导体发生振动时，在导体内部会产生动态应力。对于动态应力的考虑，一般是采用修正静态计算法，即在最大电动力上乘以动态应力系数β，以求得实际动态过程中动态应力的最大值。 6、隔离开关与断路器主要区别是什么？运行中，对它们的操作过程应遵循哪些重要原则？ 答：断路器开合电路的专用灭弧设置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用老作为接通或切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧设置，其开合电流作用极低，只能用做设备停用后退出工作时断开电流。 7、主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和以母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修处线路断路器时，如何操作？
电厂厂用电率及对策
电厂厂用电率及对策 2007-03-06 17:06:54| 分类：论文| 标签：无|字号大中小订阅 电厂厂用电率及对策 中国东方电气集团公司刘玉宁 摘要简介国内外电厂厂用电率的状况，从业主对电厂厂用电率提出的要求谈谈总承包单位采取的对策。 关键词发电厂；厂用电；对策 1 引言 电厂建设技术经济的考核指标主要有厂用电率、汽机热耗、锅炉效率、发电机效率、变压器损耗等，这些指标在工程建设过程中控制的好坏，直接影响电厂长期运行的经济效益。控制和减少消耗在电厂内部的能量。就增加了电厂输出的能量。现在国内外电厂已在逐步重视和解决这个问题。下面仅就厂用电率谈一些看法。 2 国内外电厂厂用电率的状况 2.1 概念 厂用电率是电厂主要技术经济指标之一，我国电力行业一般认为是发电厂电力生产过程中所必需的自用电量占发电量的百分比。厂用电量包括电力生产过程中电动机、照明、采暖通风以及其它控制、保护装置等所耗用的电能，不包括非发电(如机修厂、基本建设、大修理后试运转以及食堂、宿舍、办公室、道路照明等)用电。 2.2 一些国家火力发电厂厂用电率 下表记载的是一定时期里国际上认可的一些数据。但由于没有反映出机组容量、燃料(煤、油或天然气)、水质和电厂的特定条件(如地理位置、电厂布置、锅炉和汽机发电机整套机组的水平等)等，故只能宏观参照比较数，而不能认为是某些电厂准确的厂用电率数值。 近年来，我国电厂向大装机容量发展，厂用电率有所降低，这也是大机组效益好的一个体现。现在相同装机容量的机组的情况与过去比较是有变化的，厂用电率随着电厂自动控制水平
提高而使机组运行状态逐步趋于合理。同时，设备性能的改善，设计水平、管理水平的提高使电厂厂用电率也有所降低。 2.3 国内外电厂过去对厂用电的要求 胜利发电厂2×210MW发电机组工程(1987年开始建设)在设计中提出厂用电率是8.3％，有要求，但合同没有惩罚条款。 成都热电厂扩建1×200MW发电机组工程也是在设计院设计时提出了厂用电率，合同没有惩罚条款(1988年开始建设)。 孟加拉国吉大港电厂2×210MW燃汽机组建设项目(1990年和1994年各1台议标的项目)技术建议书提出厂用电率6％，业主没有提出超标罚款的要求，。 伊朗阿拉克4×325MW燃油电厂建设工程(1995年中标项目)仅为汽机岛和锅炉岛，业主没有提出要求也不进行考核。 马来西亚古晋2×50MW燃煤电厂建设项目(1994年议标项目)是1994年5月签的合同，设计院的设计说明书提到该厂的厂用电率为85％，业主也没有提出超标罚款的要求。 综上所述，过去，不论国外还是国内业主，对这个关系到电厂长期运行经济效益的重要技术经济指标重视是不够的。 3 厂用电率的考核和罚款 近年来，随着市场经济的发展，招标的发展，业主对厂用电率是重要的技术经济指标的认 识有了提高，国内外业主有了新的要求。从下面的叙述可以看到，现在业主不仅提出技术性 能指标要求，还提出对超标者给予严厉的经济制裁的要求，表现出对厂用电率的极大重视。 3.1 孟加拉国库尔纳电厂1×210MW燃油或天然气的火电机组扩建项目(2000年开始投标的项目) 业主在招标书中要求电厂辅助用电超过计划保证值，业主有权根据辅助用电超过的功率，减少合同价格。同时提出厂用电的测量计算：在发电机出口测量发电总功率，减去在输出功率系统测量得到的净功率。 厂用电率每增加1％，合同总价相应降低1％。也就是说，如果厂用电率绝对值每提高1％，罚款将如下式： (性能实测厂用电率-投标厂用电率)÷投标厂用电率=厂用电率提高百分比 也就是说在性能实测时的厂用电率比合同厂用电率高出0.1％时，罚款将超过合同总价的1％。