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300mw汽輪發(fā)電機(jī)組廠用電設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧

2025-02-05 11:40 本頁(yè)面


【正文】 電供電網(wǎng)絡(luò)的等因素,相互配合,經(jīng)過(guò)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(guò)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(mǎn)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(mǎn)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(mǎn)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,而且短路電路亦較小; 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(mǎn)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(mǎn)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?;蚴鹿是闆r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(lèi)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(guò)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(guò)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(wèn)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(lái)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(guò)渡問(wèn)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(lèi)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(lèi) 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(lèi): (1)Ⅰ類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)廠用負(fù)荷。 此類(lèi)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(lèi)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(lèi)廠用負(fù)荷。 如修配車(chē)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(lèi)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(lái)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(guò) 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(lèi)負(fù)荷由一般的電源自動(dòng)切換系統(tǒng)已無(wú)法滿(mǎn)足要求,所以專(zhuān)門(mén)采用由不停電電源( UPS)供電。 (5)0Ⅱ類(lèi)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(chēng)為直流保安負(fù)荷。 這類(lèi)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(lèi)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(guò)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(chēng)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(pán)車(chē)電機(jī),交流潤(rùn)滑油泵等。為滿(mǎn)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(lèi)型、容量、燃料種類(lèi)、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(kāi)式循環(huán)冷卻方式比閉式循環(huán)冷卻方式的耗電量要小;各種燃料的發(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(mǎn)足負(fù)荷要求又不致容量過(guò)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(lèi): 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(guò) 10min 的負(fù)荷。 上述“經(jīng)?!焙汀安唤?jīng)?!敝饕脕?lái)表征該類(lèi)設(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(lái)區(qū)分該類(lèi)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(lèi)別 分類(lèi) 名稱(chēng) 負(fù)荷類(lèi)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(pán)車(chē)電動(dòng)機(jī)
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