火电厂高压厂用电二次设计探讨.pdf

11 ELECTRONICS WORLD・技术交流 火电厂高压厂用电二次设计探讨 南京龙源环保有限公司 刘 旭 【摘要】由于社会经济发展迅速，我国变压器、发电机单机容电量不断增大，电力系统设计也在不断发展。在电力系 统中，火力发电厂占非常重要的地位。火力发电厂的建造价格非常昂贵，电力系统的运行随时会因为其发生故障而停 止。所以，对于火力发电厂的测量、控制、继电保护等回路的设计，可以保障电力系统正常供电。其中，二次设计厂 用电更是至关重要的，因此，针对其多样性和复杂性，简要介绍了整定厂用电的保护装置和接线，并分析和研究了厂 用电容量、切换母线保护以及对于高压厂的接地方式。 【关键词】高压厂用电；继电保护；接线；二次设计 当代的火力发电厂为了实现采用计算机操控和在 生产过程中自动化的要求，将许多厂用机械作为主要 设备，并将自动监控设备作为它们的辅助设备，而这些 机械设备经常需要移动，火力发电厂大都是利用电动拖 动这些常用机械。所以，这些自动监控设备、电动机和 计算机都需要供电，而这种电厂自己需要使用的供电系 统被称作厂用电。因此，厂用电系统的接线合理与否， 是保证发电厂的安全运行以及经济实用的重要因素，也 是厂用负荷连续供电的重要保证。由于电厂内部操作频 繁、厂用负荷过多而且分布广泛和工作环境比较差等原 因，导致电厂事故中厂用电事故占的比例很大。而且， 因为厂用电接线的连接错综复杂和机械设备的移动可能 会与主系统不同步，或者主系统没有设备移动那么频繁 等原因，导致容易考虑不周的现象，遗留下一些不易察 觉的事故隐患。所以有必要将厂用电系统的安全运行和 合理设计作为重要研究对象。相对于其他继电保护的装 置的目的，发电厂的厂用电的继电保护也是一样的，就 是尽量减少影响范围，快速切换，准确反应，以及保护 设备和人身安全。 1 厂用电接线的设计要求 厂用电接线总体设计应该符合全厂发展规划。其中 除了按照施工的要求、经济和检修、安全正常运行、灵 活、维护方便、可靠等一般要求外，还需要满足 （1）各个机组的厂用电必须是独立的。在任何情况 下，厂用电接线的其中任意一台机组出现故障停止运行 或者它的辅助机械出现电气故障都不会使其他机组受到 影响，而且要求因为厂用电故障而停止运行的机组可以 在短时间内恢复运行。 （2）交流的事故保安电源的设置应该足够。保证在 全厂突然停电时，保安电源能够自动投入和快速启动负荷 供电。此外还需要设计交流的不间断电源来达到负荷电能 质量的指标，它能保证计算机和某些热负荷的用电。 （3）对于连续施工和分期建设，应该充分考虑厂用 电的各种易遗漏的问题，及其运行方式，尤其是公用负 荷供电易出现的影响，尽可能的减少甚至避免更换设备 和改变接线。 （4）厂用电的主供电电源和备用电源的接线必须能 够供应各机组以及全厂的运行和安全供电。 （5）全厂的公用负荷要分散开，分别接入公用的负 荷母线和不同机组的不同的厂用母线。在所有的厂用电 接线里，不应该存有会使发电厂切断两个或两个以上机 组的故障点，更不可以有使全厂停电的故障点。 2 高压厂内用电的切换 在实际情况中，对于用电的切换，备用电源自投的 成功率较低，因为在合闸的那一瞬间冲击电流太大，甚 至超过了过流保护的整定值，使其出现过流保护动作， 导致切换失败。因此，实际中选择切换方式应该按照本 厂实际情况。 厂用电切换必备的外部条件 （1）两个切换的电源电压间不能有太大的相角差， 11 ELECTRONICS WORLD・技术交流 但是可以有小于等于20度相角差。 （2）应具备的供电电源必须是两个独立的且出自同 一个系统的电源备用电源和工作电源。 （3）需有快速断路器。真空断路器使用比较广泛， 有40～80ms左右的合、分闸时间，比分闸时间较长的少 油式断路器更适合用在厂用电的切换上。 高压厂用电有正常切换、并联切换、事故切换、同 时切换、串联切换、快速切换和慢速切换七种切换方式。 （1）正常切换指在正常运行过程中，因为运行需 要,厂用母线在两个供电电源之间切换。没有特殊的对切 换速度的要求。 （2）并联切换指在厂用母线在两个供电电源之 间切换的期间里，出现备用电源和工作电源短暂并联运 行的状况。优点厂用电被保证连续供给；缺点并联 短路期间，电容量增大，需要断路器的断流能力有所提 高。不过，因为短路时间很短，事故发生概率很小，所 以被广泛使用于正常切换中。 （3）串联切换就是在断电切换时，一个电源被切 除，另一个电源才投入使用。一般备用电源的断路器形 成的合闸回路是由被切除的那一个电源的断路器所拥有 的辅助触点来接通的，串联切换中厂用母线会有断电时 间，而其时间长短是跟断路器形成合闸回路的合闸速度 有关。它的优缺点正好相反于并联切换。 （4）事故切换指因为单元接线里高压厂使用的发 电机、汽轮机、变压器等机械设备发生事故，切除厂用 母线的供电电源，需要备用电源快速自动投入使用保证 快速安全切换。 （5）同时切换指供电电源切除的同时备用电源的 投入的脉冲信号发出。 （6）快速切换指在母线残压跟投入的电源电压之间 的相角差低于规定的合闸冲击电流时就投入使用备用电源。 （7）慢速切换主要指残压切换。慢速切换一般是 快速切换的备用切换。 3 高压厂内用电的接地 高压厂用电根据接地电容的电流大小来选择接地方 式，如果电流小于10A，可用不接地的方式，也可用经高 电阻的接地方式；如果电流大于10A，可用经过消弧线圈 或者并联高电阻消弧线圈的接地方式，或者使用经过中 电阻的接地方式。而接地方式及其使用范围有 （1）中性点的不接地的方式 。在厂用系统出现单 相接地故障的时候，三相线电压相对平衡。当接地电容 电流比10A小的高压厂的用电系统适合使用这种方法。 （2）中性点的直接接地的方式。其中性点经过合适 的电阻接地，能够抑制单相接地发生故障时不是故障相 的流过电压倍数小于额定相的电压的2.6倍，当接地的电 容电压超过10A时，适合使用这种方法。 （3）中性点过消弧线圈的接地方式。在厂用电的系 统出现单相接地故障的时候，为补偿电容电流，限制综 合电流为小于等于10A，来实现继续供电和自动息弧的目 的，适用大机组接地的电容电流超过10A的情况。 4 结束语 在发电单位中，实际运行工作里的厂用电使用并 不是太陌生的概念，而且，在工作中全线贯穿，在我们 的生活中尤为重要。对于本文的分析研究，希望可以让 人们能够更好的了解高压厂内用电的接线原理和方式， 提高工作效率，在安全运行的基础上增加创新意识，通 过对原理的了解，能更好的进步，让我们的电力系统更 进步，发展好火力发电厂。在社会经济发展快速的当今 时代，发电事业需要进步，发电事业不能落后于其他产 业。为发电事业抛砖引玉，促进同行的交流，为发电单 位安全、稳定运行、高效奠定基础。 参考文献 [1]孙恩涛,贾强编.浅谈微机型备用自投装置在发电厂 中的应用[J].企业技术开发,2012,2. [2]钟齐勇主编.抽水蓄能电厂厂用电倒换控制逻辑研 究[A].全国大中型水电厂技术协作网第十届年会论文集 [C],2013. [3]王辑祥,王庆华,梁志坚编.电气接线原理及运行[M]. 北京中国电力出版社,2012,8． [4]肖亮.某火电厂低压厂用电自启动系统升级设计与 应用研究[D].华北电力大学,2014.