【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。為了簡化廠用電接線，使運(yùn)行維護(hù)方便，廠用電壓等級不宜過多。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機(jī)，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益；大容量的電動機(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，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 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 一級電壓，也可采用3KV和 10KV兩級電壓作為高壓廠用電壓。 (2)按廠用電動機(jī)容量、廠用電供電網(wǎng)絡(luò)確定高壓廠用電壓等級 發(fā)電廠中拖動各種廠用機(jī)械設(shè)備的電動機(jī)，容量相差懸殊，從數(shù)千瓦到數(shù)千千瓦，而且和電動機(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機(jī)以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。這是因?yàn)楦邏弘妱訖C(jī)，制造容 量大、絕緣等級高、磁路較長、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電動機(jī)和 6KV電動機(jī)約高 1%~15%，價(jià)格約低 20%； ② 將 100KW 及以上的電動機(jī)接到 3KV 電壓母線上， 100KW 以下的電動機(jī)一般采用 380V，可使低壓廠用變壓器容量和臺數(shù)減少； ③ 由于減少了 380V 電動機(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電動機(jī)的功率可制造的較大， 200KW 以上的電動機(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 以上大容量電動機(jī)的要求； ② 1000kW 以上的電動機(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，波動大，運(yùn)行方式的變化多樣，要求無論在正常、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、啟動等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動 (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)，只影響一臺發(fā)電 機(jī)組的運(yùn)行，縮小故障范圍，接線也簡單； (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)對廠用電的電壓等級、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數(shù)分成若干獨(dú)立段。 廠用電各級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，只影響其對應(yīng)的一臺鍋爐的運(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 /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 /備用變壓器要用工作變壓器作備用（若無第二臺啟動 /備用變壓器作備用時(shí)），故工作變壓器 也要考慮在啟動 /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 /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備用變壓器的選擇，其選擇內(nèi)容包括變壓器的臺數(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)（手動切換恢復(fù)供電所需要的時(shí)間）停電會造成主輔設(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，并采用手動切換。 (3)Ⅲ類廠用負(fù)荷。較長時(shí)間停電，不會直接影響生產(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化水平的不斷提高，有些負(fù)荷對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切換系統(tǒng)已無法滿足要求，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)和自動裝置、信號設(shè)備、控制設(shè)備以及汽輪機(jī)和給水泵的直流潤滑油泵等，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)，交流潤滑油泵等。為滿足 交流保安負(fù)荷 的供電要求，對大容量機(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)際所接電動機(jī)的臺數(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)?！焙汀安唤?jīng)?！敝饕脕肀碚髟擃愒O(shè)備電動機(jī)的使用機(jī)會。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 無煤粉倉時(shí)為Ⅰ 無煤粉倉時(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) 用汽動給水泵就無給水泵項(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 盤車電動機(jī)