【正文】 電供電網(wǎng)絡(luò)的等因素，相互配合，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較確定的。為了簡(jiǎn)化廠用電接線，使運(yùn)行維護(hù)方便，廠用電壓等級(jí)不宜過多。在發(fā)電廠中，低壓廠用電常采用 380V，高壓廠用電電壓有 10KV等。在滿足技術(shù)要求的前提下優(yōu)先采用電壓較低的電動(dòng)機(jī)，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益；大容量的電動(dòng)機(jī)采用較低電壓時(shí)往往并不經(jīng)濟(jì)，為了正確選擇高壓廠用電的電壓等級(jí)，需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。 (1)按發(fā)電機(jī)容量、電壓確定高壓廠用電壓等級(jí) ① 發(fā)電機(jī)組容量在 60MW 及以下，發(fā)電機(jī)電壓為 ，可采用 3KV 作為高壓廠用電電壓；發(fā) 電機(jī)電壓為 ，可采用 6KV作為高壓廠用電電壓。 ② 當(dāng)容量在 100~300MW 時(shí)，宜選用 6KV作為高壓廠用電壓。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 ③ 當(dāng)容量在 600MW 以上時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可采用 6KV 一級(jí)電壓，也可采用3KV和 10KV兩級(jí)電壓作為高壓廠用電壓。 (2)按廠用電動(dòng)機(jī)容量、廠用電供電網(wǎng)絡(luò)確定高壓廠用電壓等級(jí) 發(fā)電廠中拖動(dòng)各種廠用機(jī)械設(shè)備的電動(dòng)機(jī)，容量相差懸殊，從數(shù)千瓦到數(shù)千千瓦，而且和電動(dòng)機(jī)的電壓和容量有關(guān)。在滿足技術(shù)要求的前提下，優(yōu)先采用電壓較低的電動(dòng)機(jī)以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。這是因?yàn)楦邏弘妱?dòng)機(jī)，制造容 量大、絕緣等級(jí)高、磁路較長(zhǎng)、尺寸較大、價(jià)格高、空載和負(fù)載損耗均較大，效率較低。但是，結(jié)合廠用電供電網(wǎng)絡(luò)綜合考慮，電壓等級(jí)較高時(shí)，可選擇截面較小的電纜或?qū)Ь€，不僅節(jié)省有色金屬，還能降低供電網(wǎng)絡(luò)的投資。 火力發(fā)電廠采用 3KV、 6KV和 10KV作為高壓廠用電壓，其特點(diǎn)如下。 3KV電壓供電的特點(diǎn) ① 3KV電動(dòng)機(jī)和 6KV電動(dòng)機(jī)約高 1%~15%，價(jià)格約低 20%； ② 將 100KW 及以上的電動(dòng)機(jī)接到 3KV 電壓母線上， 100KW 以下的電動(dòng)機(jī)一般采用 380V，可使低壓廠用變壓器容量和臺(tái)數(shù)減少； ③ 由于減少了 380V 電動(dòng)機(jī)數(shù)量 ，使較大截面的電纜數(shù)量減少，從而減少了有色金屬消耗量。 6KV電壓供電的特點(diǎn) ① 6KV電動(dòng)機(jī)的功率可制造的較大， 200KW 以上的電動(dòng)機(jī)采用 6KV 電壓供電，以滿足大容量負(fù)荷要求； ② 6KV 廠用電系統(tǒng)與 3KV 廠用電系統(tǒng)相比，不僅節(jié)省有色金屬和費(fèi)用，而且短路電路亦較?。? ③ 發(fā)電機(jī)電壓若為 6KV 時(shí)，可以省去高壓廠用變壓器，直接由發(fā)電機(jī)電壓母線經(jīng)電抗器供廠用電，以防止廠用電系統(tǒng)故障直接威脅主系統(tǒng)并限制其短路電流。 10kV電壓供電的特點(diǎn) ① 10kV 電動(dòng)機(jī)的功率可制造得更大一些，以滿足大容量負(fù)荷，例如 2021kW 以上大容量電動(dòng)機(jī)的要求； ② 1000kW 以上的電動(dòng)機(jī)采用 10kV電壓供電，比較經(jīng)濟(jì)合理； ③ 適用于 300MW 以上大容量發(fā)電機(jī)組，但不能為單一的高壓廠用電壓，因?yàn)樗荒軡M足全廠所有高壓電動(dòng)機(jī)的要求。 本設(shè)計(jì) 2x300MW 發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)采用高壓為 6KV，低壓為 380/220V 作為廠太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 用電壓。 廠用電接線設(shè)計(jì) 對(duì)廠用電接線的要求 (1)供電可靠，運(yùn)行靈活。廠用負(fù)荷的供電除了正常情況下有可靠的工作電源外，還應(yīng)保證異常或事故情況下有可靠的備用電源，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。另外，由于廠用電系統(tǒng)負(fù)荷種類復(fù)雜、供電回路多，電壓變化頻繁，波動(dòng)大，運(yùn)行方式的變化多樣，要求無(wú)論在正常、事故、檢修以及機(jī)組啟停情況下均能靈活地調(diào)整運(yùn)行方式，可靠、不間斷地實(shí)現(xiàn)廠用負(fù)荷的供電。 (2)各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的。 (3)全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。 (4)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡(jiǎn)便，啟動(dòng) (備用 )電源能在短時(shí)間內(nèi)投入。 (5)供電電源應(yīng)盡量與電力系統(tǒng)保持緊密的聯(lián)系。當(dāng)機(jī)組無(wú)法取得正常的工作電源時(shí)，應(yīng)盡量從電力系統(tǒng)取 得備用電源，這樣可以保證其與電氣主接線形成一個(gè)整體，一旦機(jī)組故障時(shí)，以便從系統(tǒng)倒送廠用電。 (6)充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，特別要注意對(duì)公用負(fù)荷供電的影響，要便于過渡，盡量減少改變接線和更換設(shè)置。 廠用電接線的基本原則 (1)廠用電接線應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)； (2)接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求； (3)廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)、爐的廠用負(fù)荷由本機(jī)組供電，這樣，當(dāng)廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只影響一臺(tái)發(fā)電 機(jī)組的運(yùn)行，縮小故障范圍，接線也簡(jiǎn)單； (4)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進(jìn)性； (5)在設(shè)計(jì)廠用電系統(tǒng)接線時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用電的電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進(jìn)行分析和論證。 廠用電接線形式 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線，并以成套配電裝置接受和分太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 配電能。因火電廠的廠用負(fù)荷大多集中在鍋爐的輔助機(jī)械設(shè)備中，因此一般采用“按爐分段”的接線原則，將廠用高壓母線按鍋爐臺(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立段。 廠用電各級(jí)電壓母線均采用按鍋爐分段接線方式，具有下列特點(diǎn)： ① 若某一段母線發(fā)生故障，只影響其對(duì)應(yīng)的一臺(tái)鍋爐的運(yùn)行，使事故影響范圍局限在一機(jī)一爐； ② 廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流較小，有利于電氣設(shè)備的選擇； ③ 將同一機(jī)爐的廠用電負(fù)荷接在同一段母線上，便于運(yùn)行管理和安排檢修。 隨著發(fā)電機(jī)組容量的不斷增大，汽輪機(jī)輔機(jī)的容量也越來越大，如射水泵、凝結(jié)水泵等設(shè)備都進(jìn)入了高壓廠用負(fù)荷的范疇。加之大容量機(jī)組都實(shí)行機(jī)、爐單元集中控制，所以“按鍋爐分段”的原則，實(shí)際已是“按機(jī)組分段”了。 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)組高 壓廠用電系統(tǒng)有兩種接線方案，如圖 11 所示。圖 (a)所示方案 1，不設(shè) 6KV公用負(fù)荷母線，將全廠公用負(fù)荷（如輸煤、除灰、化水等）分別接在各機(jī)組 A、 B 段母線上；如圖 (b)所示方案 2，單獨(dú)設(shè)置二段公用負(fù)荷母線，集中供全廠公用負(fù)荷用電，該公用負(fù)荷母線段正常由啟動(dòng)備用變壓器供電。 (a)方案 1— 不設(shè)公用負(fù)荷母線； (b)方案 2— 設(shè)置公用負(fù)荷母線； 圖 11 高壓廠用電系統(tǒng)供電方案 如 圖 (a)所示方 案 1 的優(yōu)點(diǎn)是公用負(fù)荷分接于不同機(jī)組變壓器上，供電可靠性高、投資省，但也由于公用負(fù)荷分接于各機(jī)組工作母線上，機(jī)組工作母線清掃時(shí)，將影響公用負(fù)荷的備用。另外，由于公用負(fù)荷分接于兩臺(tái)機(jī)組的工作母線上，因此，在機(jī)組G1 發(fā)電時(shí)，必須也安裝好機(jī)組 G2 的 6kV 廠用配電裝置，并由啟動(dòng) /備用變壓器供電。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 如 圖 (b)所示方案 2 的優(yōu)點(diǎn)：公用負(fù)荷集中，無(wú)過渡問題，各單元機(jī)組獨(dú)立性強(qiáng)，便于各機(jī)組廠用母線清掃。其缺點(diǎn)：由于公用負(fù)荷集中，并因啟動(dòng) /備用變壓器要用工作變壓器作備用（若無(wú)第二臺(tái)啟動(dòng) /備用變壓器作備用時(shí)），故工作變壓器 也要考慮在啟動(dòng) /備用變壓器檢修或故障時(shí)帶公用負(fù)荷母線段運(yùn)行。因此，啟動(dòng) /備用變壓器和工作變壓器均較方案 1 變壓器分支的容量大，配電裝置也增多，投資較大。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用方案 1，不設(shè) 6KV公用負(fù)荷母線。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 廠用電負(fù)荷計(jì)算及變壓器的選擇 廠用變壓器的選擇主要考慮高壓廠用工作變壓器和啟動(dòng)備用變壓器的選擇，其選擇內(nèi)容包括變壓器的臺(tái)數(shù)、型式、額定電壓、容量和阻抗、為了正確選擇廠用變壓器容量，首先應(yīng)對(duì)主要設(shè)備的容量、數(shù)量及其運(yùn)行方式有所了解，并予以分類和統(tǒng)計(jì) ，最后確定廠用變壓器的容量。 廠用電負(fù)荷的分類 廠用電負(fù)荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度，其重要性可分為下列幾類： (1)Ⅰ類廠用負(fù)荷。凡是屬于 單元機(jī)組本身運(yùn)行所必須的負(fù)荷， 短時(shí)（手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需要的時(shí)間）停電會(huì)造成主輔設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停運(yùn)及出力下降的廠用負(fù)荷，都屬于Ⅰ類負(fù)荷。 如火電廠的給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵，引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)等。通常它們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接到兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上，當(dāng)一個(gè)電源斷電后，另一個(gè)電源就立即自動(dòng)投入。 (2)Ⅱ類廠用負(fù)荷。允許短時(shí)停電（幾秒至幾分鐘）， 恢復(fù)送電后， 不致造成生產(chǎn)紊亂，但較長(zhǎng)時(shí)間停電有可能損壞設(shè)備或影響機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)的廠用負(fù)荷，均屬于Ⅱ類廠用負(fù)荷。 此類負(fù)荷一般屬于公用性質(zhì)負(fù)荷，不需 24h 連續(xù)運(yùn)行，而是間斷運(yùn)行。如輸煤、除灰、疏水泵、化學(xué)水處理等。一般它們均應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換。 (3)Ⅲ類廠用負(fù)荷。較長(zhǎng)時(shí)間停電，不會(huì)直接影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上不方便的廠用負(fù)荷，屬于Ⅲ類廠用負(fù)荷。 如修配車間、試驗(yàn)室、油處理室等負(fù)荷。通常一路電源供電。通常它們由一個(gè)電源供電，但在大型發(fā)電廠也常采用兩路電源 供電。 (4)0Ⅰ類負(fù)荷（不停電負(fù)荷）。隨著發(fā)電機(jī)組容量的增大及自動(dòng)化水平的不斷提高，有些負(fù)荷對(duì)電源可靠性的要求越來越高，如機(jī)組的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就要求電源的停電時(shí)間不得超過 5ms，否則就會(huì)造成數(shù)據(jù)遺失或生產(chǎn)設(shè)備失控，釀成嚴(yán)重后果。 這類負(fù)荷由一般的電源自動(dòng)切換系統(tǒng)已無(wú)法滿足要求，所以專門采用由不停電電源（ UPS)供電。 (5)0Ⅱ類負(fù)荷（直流保安負(fù)荷）。發(fā)電廠的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、信號(hào)設(shè)備、控制設(shè)備以及汽輪機(jī)和給水泵的直流潤(rùn)滑油泵等，是由直流系統(tǒng)供電的直流負(fù)荷，稱為直流保安負(fù)荷。 這類負(fù)荷要求由獨(dú)立的、穩(wěn)定的、 可靠的蓄電池組或整理裝置供電。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 (6)0Ⅲ類負(fù)荷（交流保安負(fù)荷）。在 200MW 及以上機(jī)組的大容量電廠中，自動(dòng)化程度較高，要求在停機(jī)過程中及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)仍必須保證供電，否則可能引起主要設(shè)備損壞、自動(dòng)裝置失靈或危機(jī)人身安全等嚴(yán)重事故的廠用負(fù)荷，稱為交流保安負(fù)荷。 交流不停電保安負(fù)荷，如電子計(jì)算機(jī)、熱工保護(hù)、自動(dòng)控制裝置；允許短時(shí)間停電的交流保安負(fù)荷，如盤車電機(jī)，交流潤(rùn)滑油泵等。為滿足 交流保安負(fù)荷 的供電要求，對(duì)大容量機(jī)組應(yīng)設(shè)置交流保安電源。平時(shí)由交流廠用電供電，一旦失去廠用工作電源和備用電源時(shí)，交流保安電源應(yīng) 自動(dòng)投入。通常，由柴油發(fā)電機(jī)組、燃輪機(jī)組或具有可靠的外部獨(dú)立電源等作為交流保安電源。 火電廠的廠用電負(fù)荷包括全廠機(jī)、爐、電、燃運(yùn)等的用電設(shè)備，涉及范圍廣、數(shù)量大，且隨各廠機(jī)爐類型、容量、燃料種類、供水條件等而差異較大。例如：高溫高壓電廠比同容量的中溫中壓電廠的給水泵容量大；大容量機(jī)組的輔助設(shè)備比中、小型機(jī)組要多且功率大；開式循環(huán)冷卻方式比閉式循環(huán)冷卻方式的耗電量要?。桓鞣N燃料的發(fā)熱量不同，需要的風(fēng)量不同，風(fēng)機(jī)容量也不同，同時(shí)除灰設(shè)備也不盡一樣；若電廠采用汽動(dòng)給水泵則可大大減小廠用變壓器容量等。一般廠用變壓器 連接在廠用母線段上，而用電設(shè)備由母線引接。 為了正確選擇廠用變壓器容量，不但要統(tǒng)計(jì)變壓器連接的分段母線上實(shí)際所接電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)和容量，還要考慮它們是經(jīng)常工作的還是備用的，是連續(xù)運(yùn)行的還是斷續(xù)運(yùn)行的。為了計(jì)及這些不同的情況，選出既能滿足負(fù)荷要求又不致容量過大的變壓器，所以又提出按使用時(shí)間對(duì)負(fù)荷運(yùn)行方式進(jìn)行分類： 經(jīng)常 —— 每天都要使用的負(fù)荷（電動(dòng)機(jī)）； 不經(jīng)常 —— 只在檢修、事故或機(jī)爐啟停期間使用的負(fù)荷（電動(dòng)機(jī)）； 連續(xù) —— 每次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 2h 以上的負(fù)荷； 短時(shí) —— 每次僅運(yùn)轉(zhuǎn) 10~120min 的負(fù)荷； 斷續(xù) —— 每次使用從帶負(fù)荷到空載或停止，反復(fù)周期性地工作，其每一周期不超過 10min 的負(fù)荷。 上述“經(jīng)常”和“不經(jīng)?！敝饕脕肀碚髟擃愒O(shè)備電動(dòng)機(jī)的使用機(jī)會(huì)。而“連續(xù)”、“短時(shí)”和“斷續(xù)”則用來區(qū)分該類設(shè)備每次使用時(shí)間的長(zhǎng)短。 如表 21 列出了火電廠主要廠用電負(fù)荷。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 表 2— 1 列出火電廠主要廠用電負(fù)荷及其類別 分類 名稱 負(fù)荷類別 運(yùn)行方式 備注 鍋爐負(fù)荷 引風(fēng)機(jī) 送風(fēng)機(jī) 排粉機(jī) 磨粉機(jī) 給煤機(jī) 給粉機(jī) Ⅰ Ⅰ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ或Ⅱ Ⅰ 經(jīng)常、連接 用于送粉時(shí)為Ⅰ 無(wú)煤粉倉(cāng)時(shí)為Ⅰ 無(wú)煤粉倉(cāng)時(shí)為Ⅰ 汽輪機(jī)負(fù)荷 射水泵 凝結(jié)水泵 循環(huán)水泵 給水泵 備用水泵 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 不經(jīng)常、連續(xù) 用汽動(dòng)給水泵就無(wú)給水泵項(xiàng) 電氣及公共負(fù)荷 充電機(jī) 浮充電裝置 空壓機(jī) 空壓氣冷卻風(fēng)機(jī) 通信電源 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 不經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連 續(xù) 經(jīng)常、短時(shí) 經(jīng)常、連續(xù) 經(jīng)常、連續(xù) 事故保安負(fù)荷 盤車電動(dòng)機(jī)