初步设计
电气部分
高压厂用电方案研究
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高压厂用电方案研究
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目录
1、本工程的基本特点
2、6kV厂用电接线方式
2.1 影响厂用电接线的几个主要因素2.1.1 高压厂变调压方式
2.1.2 脱硫辅机电源的接线方式
2.1.3 6kV输煤段的设置
2.2 主厂房6kV厂用电原则接线方案
2.3 事故保安电源接线
3 厂用电系统中性点的接地方式
1 本工程的基本特点
a）4台60万机组一起设计。

b）主接线方案在前一阶段中已经确定采用发电机设出口断路器。

c）每台机组按单元设FGD脱硫系统。

脱硫系统为单套辅机方案。

d）汽机房经优化以后，留给6kV配电装置的空间受到限制，每台机组只有一跨。

e）由于本工程为超临界机组，汽机锅炉附机的电动机容量比亚临界大很多，而电动给水泵则达到9100KW。

e）运煤系统采用铁路运输，运煤工艺有明确的双路皮带同时运行要求，尤其是卸煤系统。

当一路皮带失去电源时，即可能造成压车。

因此，必须考虑双路电源皆能同时可靠供电。

2 6kV厂用电接线方式
2.1 影响厂用电接线的几个主要因素
2.1.1 高压厂变调压方式
发电机设有出口断路器，机组通过高压厂变直接启动，备变仅为停机备用。

主变22kV侧最大电压波动已达88%-105%，因此主变或高压厂变必须采用带负荷调压方式。

在主变或高压厂变二种带负荷调压方式中，本工程采用高压厂变带负荷调压方式。

此方式具有下列优点：
1、投资相近，但更有利于6kV厂用母线的电压稳定。

采用+8⨯1.25%/-10⨯1.25%有载调压开关后，6kV厂用母线正常电压波动很容易稳定在±5%以内。

而主变带负荷调压方式理论上只能保证主变低压侧（22kV）的电压稳定，不能抵消厂用母线上因厂用电负荷潮流变化引起的电压波动。

2、厂变可选较大的阻抗16%，可使6kV厂用母线短路电流限制在50kA以内。

为简单经济的两段方案提供可能。

若主变采用有载调压方式而高压厂变不采用有载调压方式，厂变短路阻抗最大只能选10.5%，经计算若采用两段方案6kV厂用母线短路电流将超过50kA，因此两段方案不能成立。

2.1.2 脱硫辅机电源的接线方式
本工程脱硫主要辅机为单套方案，每台机组配一台增压风机、3台吸收塔循环泵及一台GGH低泄漏风机全部运行，仅氧化风机为两台一用一备。

脱硫辅机的接线有两种选择：1、设专门的6kV脱硫段；2、直接连接于主厂房工作段上。

两种方案比较如下：当设专门的6kV脱硫段时，如果采用每台机组两段互为备用方式，则与单套辅机的特点不相适应。

如果采用单段方式，则仅仅为了9个6kV回路就要从主厂房工作段分别引接工作电源及备用电源，而且低压脱硫变的引接仍不方便。

无论采用一段或二段的专用脱硫段方案，都有下列缺点：
a、每台机组都须增加电源开关柜4～6台（仅仅为了9个6kV回路）。

b、由于容量达8000kVA，又需要工作及备用双路电源。

因此电缆也不能减少。

c、工作段下面增加了一级6kV厂用母线。

增加了6kV厂用电源保护因级差配合引起的复杂性。

经比较后，结合本工程具备脱硫工程与主体工程同步建设这一前提条件，确定把6kV脱硫辅机直接连接于主厂房厂用工作段上。

2.1.3 6kV输煤段的设置
本期全厂公用的输煤负荷、石灰粉厂及输煤控制楼附近的综合泵房、补给水升压变、灰场升压变等负荷，总共约10000kVA。

双路皮带有同时运行的要求。

尤其是卸煤系统，当4台机全部建成后，按双路同时运行设计。

当变为单路运行时就可能造成压车。

因此本工程在煤场区域设置6kV输煤段，为输煤负荷、石灰粉厂等公用负荷供电，输煤控制楼
附近的综合泵房变压器、补给水升压变、灰场升压变也接于6kV输煤段，则是为了实现节省电缆的目的。

而离主厂房较近的公用性质低压变，如化水变、厂前区变、暖通变等，仍从主厂房接。

多数电厂中，输煤段多采用两段两电源加联络开关方案。

此接线的特点是当一个电源故障时要么剩下的一个电源要带全部负荷，要么就限制运煤的运行方式，只允许单路皮带运行。

本工程则考虑了4台机一起设计的特点后，采用更好的两段4电源设临时联络开关（用备用开关兼）的方案。

此方案比前一方案比仅增加2台开关柜，但具有下列优点：
a、完全不限制运煤皮带的运行方式，双路可同时运行。

b、接于每台机组工作段的输煤负荷仅为半容量（单路皮带容量），从而减少了所引接的工作段的容量。

c、可靠性非常高，每段都为双电源，4电源中只要有一个电源存在就能维持运行。

d、更适应于快切装置的应用，当前国内生产的快切装置都为标准的双电源切换方案，当用于联络开关的方案时还有一些问题。

e、当#3、#4未建成时，两段间暂由备用开关柜临时作联络开关使用，无须增加额外投资。

待#3、#4机建成后，联络解除，恢复为备用开关柜。

f、#3，#4厂变容量相对#1，#2厂变本来就有裕度，因此完全不会增大#3，#4厂变容量。

2.2 主厂房6kV厂用电原则接线总体方案的拟定
a)备变容量选择
发电机有出口断路器，按规程多台厂变也只需要1台备用变，而国外电厂也有不设备变的。

备变主要用于机组事故安全停机，可选60%-100%厂变容量。

本工程备变容量选用100%厂变容量，是考虑本工程采用厂变带负荷调压，对厂变可靠性有一定的影响，而在价
钱增加不大的情况下，选用100%厂变容量可以为一台故障厂变做备用。

同时确定调压开关采用进口，以增加厂变的可靠性。

b)低压公用负荷的供电
发电机有出口断路器时，只有1台备用变，显然不能带公用负荷。

因此公用负荷一定是跨接于各单元机组。

由于有出口断路器，厂变实际上接于系统而不是发电机，发电机停机与否对厂用电影响极微，要求厂用电切换的概率很小，厂用电的“单元性”限制已非常模糊。

这也是发电机有出口断路器带来的额外好处之一。

离主厂房较近的低压公用负荷跨接于任何二台机皆可。

考虑到#1、#2机先建设，可更早使双电源完整。

因此确定，离主厂房较近的低压公用负荷跨接于任何1、2号机。

而离输煤段较近的低压公用负荷接于6KV输煤段以节约电缆。

c) 厂用电分段
仅仅从双套辅机及双回路暗备用PC接线可靠性角度考虑，每台机组设A、B 二段即已足够。

三段及四段方案主要为了减少开关柜的短路电流及进线电流，以解决供货可能性及造价问题。

经过前一阶段的论证工作，经过各种因素的优化，本工程已经确定采用二段方案。

此方案的特定为：每台机组设两台有载调压高压厂变，每台40MVA，阻抗16%，采用A、B两段6kV工作段。

经计算，6kV进线开关最大工作电流可限制在3700A以下（在工作电流3700A以下，额定电流为4000A的开关有多家厂家能提产品并有运行业绩），短路电流限制在50kA以下。

经校验，运行电压、单台电动机起动电压、快速切换及慢速切换时的成组自起动电压皆满足要求。

此方案具有简洁、经济、可靠、布置紧凑的优点。

是相当完美的方案。

2.3 事故保安电源接线
本工程每台机组设一台1200kVA左右的柴油发电机组，作为事故保安电源。

保安电源设3段MCC。

1段及2段用于主厂房，3段用于脱硫。

脱硫系统不设单独的保安柴油机组，是一个经济的方案。

MCC1段及MCC2段为了分批启动，又设为二个半段。

3段只有250kVA 左右，无须再分半段。

这样每台机组的的保安负荷分为5批，按不同情况进行分批启动，保证柴油机组的启动成功。

保安电源的正常电源为2路，分别接于锅炉段PC的A、B段。

保安电源的切换控制进入ECS，实现计算机监控。

另设硬接线的紧急启动按钮，以增加控制的后备可靠性。

3 厂用电系统的中性点的接地方式
本工程6kV厂用电系统电容电流在15A以上，已不能采用高阻接地方式。

为有效防止非接地方式下单相接地时非接地相可能出现的过电压，本工程采用中阻接地方式，接地电流为200A。

接地故障时动作于瞬时跳闸。

380V系统全部采用直接接地。

这是考虑到直接接地系统所具有的优点：
a）220V电压无须设独立的隔离变，220V与380V合并为同一系统。

b）接地故障不易误动或拒动。

c）实践中发现许多厂家的设备仍然要配220V电源，无法满足380V 电压要求。

d）有长期的运行经验。

380V直接接地方式比电阻接地方式的缺点是单相接地时本回路不能继续运行。

但60万机组380V系统的一类负荷极少，少数一类负荷也
都为一用一备，但回路故障跳闸对可考性影响不大。

因此这点缺点影响不大，与优点比是可接受的，因此本工程推荐采用直接接地方式。