發(fā)電廠廠用電保護配置及整定

1、發(fā)電廠廠用電保護配置及整定計算華北電力大學電力系智能控制與仿真教研室 張 旭廠用電接線形式一、基本概念：廠用電概念：電動機以及全廠的運行操作、試驗、修配、照明、電焊等用電設備的總耗電量，稱廠用電或自用電。作用：保證主要設備（鍋爐、汽機、發(fā)電機）及輔助設備的正常運行。 二、廠用負荷分類：1、I類廠用負荷：短時（手動切換恢復供電所需時間）停電可能影響人身和設備安全，使生產(chǎn)停頓或發(fā)電量大量下降。如：給水泵、凝結水泵、循環(huán)水泵、引風機、送風機、給粉機、水電廠的調(diào)速器、壓油泵等。措施：（1）設兩套互為備用；（2）分別接到兩獨立電源母線上；（3）電動機全部自啟動；（4）電源自動投入2、II類廠用負荷：允許

2、短時停電，但停電時間過長，有可能損壞設備或影響正常生產(chǎn)的負荷。如：工業(yè)水泵、疏水泵、灰漿泵、輸煤設備、化學水處理設備等。措施：（1）兩段母線分段；（2）手動切換；（3）有條件時參加自啟動 3、III類廠用負荷：長期停電不會直接影響生產(chǎn)的負荷。如：實驗室、中央修配廠、油處理室等負荷措施：由一個電源供電。4、不停電負荷（UPS）在機組運行期間，以及停機（包括事故停機）過程中，甚至在停機以后的一段時間，需要進行連續(xù)供電的負荷。如：實時控制用的計算機，熱工保護，自動控制和調(diào)節(jié)裝置等。一般由蓄電池供電的電動發(fā)電機組或配備數(shù)控的靜態(tài)逆變裝置。簡稱為“OI”類負荷5、事故保安負荷：在發(fā)生全廠停電或單元機組失

3、去廠用電時，為了保證機爐的安全停運，過后能很快地重新起動，或為了防止危機人身安全等原因，需要在停電時繼續(xù)進行供電的負荷直流保安負荷（OII類）：發(fā)電機組的直流潤滑油泵。交流保安負荷（OIII類）：盤車電動機、實時控制用電子計算機。措施：（大機組）由蓄電池組、柴油發(fā)電機組、燃汽輪機組或有可靠外部獨立電源進行供電。三、三、廠用電接線的設計原則和接線形式廠用電接線的設計原則和接線形式 1 1、廠用電供電電壓等級的確定、廠用電供電電壓等級的確定 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據(jù)發(fā)電機額定電壓、廠用電動機的電壓和廠用電網(wǎng)絡的可靠性等因素，相互配合，經(jīng)經(jīng)濟、技術綜合比較后確定的。 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠 單機

4、容量單機容量PN 300MW： 10KV、3KV、380/220V水電廠：水電廠：0.4KV變電所：變電所：0.4KV 2、廠用供電電源及其引接廠用供電電源及其引接供電電源：供電電源：工作電源工作電源、備用電源備用電源，單機容量在單機容量在200MW200MW及以上的發(fā)電廠還應考慮及以上的發(fā)電廠還應考慮設置設置啟動電源啟動電源和和事故保安電源。事故保安電源。 工作電源工作電源備用電源和啟動電源備用電源和啟動電源（1）備用電源備用電源（事故備用電源）是事故或檢修情況下失去工作電源時，起后備作用的電源。要求供電獨立，有足夠的供電容量。（2）啟動電源啟動電源：廠用工作電源完全消失情況下，為保證機組快

5、速啟動，向必要的輔助設備供電的電源。一般用快速柴油發(fā)電機組作為啟動電源，也可從外部的可靠獨立電源經(jīng)專用廠高變作為啟動電源。 我國目前僅在200MW及以上大容量機組的發(fā)電廠中，為了機組的安全和廠用電 可靠才設啟動電源。啟動電源可兼作備用電源和事故保安電源。 事故保安電源事故保安電源 設置事故保安電源的目的：當廠用工作電源和備用電源都消失時，為確保在事故狀態(tài)下能安全停機，事故消除后又能及時恢復供電，保證事故保安負荷連續(xù)供電。事故保安電源： 快速自啟動的柴油發(fā)電機組 蓄電池組 蓄電池組+逆變器 獨立可靠的專用線路 （300MW及以上應由110KV及以上電網(wǎng)引入） 四、中性點接地方式：高壓廠用電系統(tǒng)接

6、地電容電流小于或等于7A時，其中性點采用高電阻接地方式，也可采用不接地方式；當接地電容電流不大于7A時，其中性點采用低電阻接地方式，也可采用不接地方式。主廠房內(nèi)的低壓廠用電系統(tǒng)宜采用三相三線制，中性點經(jīng)高電阻接地的方式，也可采用動力與照明公用的三相四線制中性點直接接地方式。五、廠用電接線的基本形式單母分段接線，單母分段接線， 按爐分段按爐分段接線形式1接線形式二廠用電繼電保護系統(tǒng)一、一般要求：各種繼電保護的靈敏度不宜低于如下數(shù)值：縱聯(lián)差動 2 ；電流速斷保護 2（按保護安裝處短路計算）過電流 1.5動作于信號的單相接地保護 1.2動作于跳閘的單相接地保護 1.5二、高壓廠用變壓器保護縱聯(lián)差動保

7、護電流速斷保護瓦斯保護 過電流單相接地保護 低壓側分支差動保護三、高壓廠用備用或起動/備用變壓器 縱聯(lián)差動過電流速斷瓦斯保護 過電流 單相接地 零序電流 備用分支的過電流保護 四、低壓廠用變壓器保護 縱聯(lián)差動過電流速斷 瓦斯保護 過電流單相接地短路保護單相接地 溫度保護五、高壓電動機的保護縱聯(lián)差動電流速斷保護過電流保護 單相接地 過負荷低電壓保護 六、低壓電動機相間短路保護單相接地短路保護 單相接地保護 過負荷保護兩相運行保護低電壓保護 七、廠用線路保護 3kV10kV線路 相間短路單相接地保護低壓廠用線路 相間短路保護單相接地短路保護單相接地保護 八、柴油發(fā)電機保護過電流 縱聯(lián)差動單相接地保

8、護短路電流計算一、一般概念1、平均額定電壓UnUnUnUav05.121 .1常用各個電壓等級的平均額定電壓Un(kV)361035110220330500Uav(kV)3.156.310.5371152303455252.高壓電網(wǎng)只計及電抗典型線路型等值電路故障分析線路等值模型（高壓電網(wǎng)）故障分析線路等值模型（低壓部分）短路回路總阻抗包括電阻和電抗，考慮簡化計算和允許誤差，當ddXR31在高壓電網(wǎng)才計算電阻，一般都不計算電阻；通常只有在1kV以下低壓系統(tǒng)才計算電阻GT-1T-2LK(3)30MVA10.5kVX=0.26E = 11kV31.5MVA10.5/121UK% = 10.580k

9、mX=0.4/km15MVA110/6.6UK% = 10.56kV0.3kAxT% = 52.5kmX=0.08/km例： 對如下輸電系統(tǒng)進行標么值參數(shù)和三相短路電流計算取SB 100MVA，各段的基準電壓和基準電流分別為： )(2 .93 .63100),(3 .6)3()3(kAIkVUBB)(5.55.103100),(5.10)1()1(kAIkVUBB)(5 .01153100),(115)2()2(kAIkVUBB87.03010026.0*1x發(fā)電機：33.05.31100105.01*2xT：變壓器7.015100105.02*4xT：變壓器46.13.62.93.0605.

10、0*5x電抗器：24.0115100804.02*3x輸電線路：504.03.61005.208.02*6x電纜線路：各元件標么值如下：）（短路處的有名值電流：）（發(fā)電機段有名值電流：短路電流標么值：電源電動勢的標么值為對短路點的總電抗為：AIIIAIIIxEIExbKgbKgKk36.22.9256.0k41.15.5256.0256.011.405.105.15.101111.4504.046.17.024.033.087.0)3(*)1(*2、運算曲線和運算曲線數(shù)字表 它是采集200MW及以上的各種常用機組參數(shù)，分析電力系統(tǒng)負荷分布狀況，采用概率統(tǒng)計的方法在計算機上得到得結果。運算曲線運

11、算曲線數(shù)字表二、網(wǎng)絡變換 網(wǎng)絡變換的基本公式見電力工程電氣設計手冊電氣一次部分P124表45，廠用網(wǎng)絡電抗變換公式見表66。三、三相短路電流周期分量計算電抗有名值電源對短路點的等值有效值短路電流周期分量的電抗標么值電源對短路點的等值下的計算電抗額定容量為電網(wǎng)的平均電壓，此時：不考慮周期分相的衰減時，為基準）計算電抗（以供電電源當供電電源為無窮大或路電流、無限大電源供給的短XkAIXSXkVUXUXIISSXXXzejsppjsezjejsjs)()(331*10474144642IXXXjsjs周期分量的標么值），即可得到短路電流表手冊表表（電力工程電氣設計的發(fā)電機運算曲線數(shù)字），或查相應圖手

12、冊圖線（電力工程電氣設計曲值查相應的發(fā)電機運算，然后按基準的計算電抗歸算到以電容容量為值電抗先將電源對短路點的等電流、有限電源供給的短路三、不對稱短路電流計算JEnSSXXXXXXXXXXXXXX）（單相短路：兩相短路：三相短路：）（）（3js1)n(njs02)1(2)2()3()(1*10型有關系附加阻抗，與短路類標么值零序網(wǎng)絡合成阻抗的標么值，負序網(wǎng)絡合成阻抗的標么值正序網(wǎng)絡合成阻抗的阻抗，正序短路電流的合成)n(021*XXXXX正序電流Id1（n） 各種短路形式的正序短路電流Id1（n）計算方法與三相短路電流相同，可以采用同一計算法。 當計算電抗Xjs(n)=3時，可按照系統(tǒng)為無窮大

13、系統(tǒng)計算，其標么值為： )(1)(1*1nndXXI 在有限電源系統(tǒng)中，按Xjs(n)直接查發(fā)電機運算曲線，即得不對稱短路得正序電流標么值I*d1(t)(n)entdntdIII)()(1*)()(1正序電流得有名值： 合成電流：短路點合成電流按下式計算：331)(1)(mmmmIIndnd單相短路：兩相短路：三項短路：四、廠用電系統(tǒng)短路電流計算1、6kV廠用電系統(tǒng)三相短路電流周期分量的起始值：么值廠用變壓器的電抗標系統(tǒng)電抗標么值，基準電流分量的起始有效值電動機反饋電流周期期分量的起始有效值廠用電源短路電流周始值短路電流周期分量的起B(yǎng)XDbDeDdDBXbDbXXIIIIIKIXXIIIIIf 3, f 10定電流之和計及反饋的電動機額流倍數(shù)，電動機的平均反饋電DeDdIK,2、380V廠用電系統(tǒng)的短路電流計算 a、一般原則：1）計及電阻2）低壓廠用變壓器高壓側的電壓在短路時可以認為不變3）在動力中心（PC）的饋線回路短路時，應計及饋線回路的阻抗，但可不計及異步電動機的反饋電流b、三相短路電流周期分量的計算)(,)(400)(,107 . 333 )3(3 )3(22 )3( )3( )3( )3(ABIemXRVVUIBIeIXRUZUIIIIDbDb流變壓器低壓側的額定電電抗每相回路的總電阻和總、，