联合循环发电厂厂用电系统设计和设备选择.doc

1、联合循环发电厂厂用电系统设计和设备选择摘要：发电厂厂用电系统的设计和设备选择，直接关系到电厂的安全运行。本文结合 350MW 联合循环发电机组的工程设计经验，重点介绍厂用电、配电装置接线图的设计方法。并提到了实现各部分设计的相关计算方法。 关键词：联合循环发电厂;厂用电系统;配电装置 中图分类号：TM6 文献标识码： A 发电厂的相关基本概念 联合循环发电厂1：将燃气轮机和蒸汽轮机联合在一起的发电厂。蒸汽轮机出力为燃气轮机出力的 左右。其特点是成本低，建设周期 1824 个月，启动决、冷却水量少、氧化氮污染低。 厂用电系统：是指由机组高、低压厂用变及其供电网络和厂用负荷组成的系统。 高压厂用电

2、压：3、6、10kV。 低压厂用电压：380V、380/220V。 厂用电动机：200kW 以上电动机由 6kV 高压供电；75200kW 电动机由 380V 低压动力中心供电；75kW 以下电动机由 380V 低压电机控制中心供电。 厂用高低压配电装置：动力中心、电机控制中心、照明检修电源、事故保安电源、不停电电源(UPS)、空调暖通电源、低压配电盘等。 二、厂用电系统总体设计原则 厂用电系统总体设计原则有2： 厂用电系统接线图应尽量清晰、简单，便于机组的启、停操作和故障处理。 对大容量机组，各单元厂用电应尽量独立设计，减少单元之间联系，提高运安全可靠性。 厂用电的工作、备用、启动、保安、不

3、停电电源的容量要足够充裕和可靠。 公用系统容量要留有足够的裕度，考虑将来可能的扩建需要。 服务楼、综合楼、行政楼、公用部分、循环水、照明检修电源等负荷可通过各自专用低厂变接入高压厂用电系统。 厂用各种配电装置要布置合理。 三、厂用电接线图的设计 厂用电接线图设计如下： 厂用电系统总的工作电源可从燃气轮机发电机组引接；蒸汽轮发电机组相关厂用负荷可接入相应燃气发电机组的厂用工作母线。 发电机出口如果设断路器，每 4 台及以下机组配置 1 台高压厂用备用变。当全厂有同容量 5 台及以上机组时，可再设 1 台不接线的高压厂用工作变作备用。 保安电源：发电机为 200MW 级及以上时，应设交流保安电源。

4、容量小于 200MW 级的非调峰用机组，应根据制造厂要求，决定交流保安电源设置。 发电机组的高低压厂用母线段数宜于辅机电动机套数协调。 各部分电源的具体接线方式: 高压厂用工作电源：发电机与主变压器单元连接时，一般由主变低压侧引接。 低压厂用工作电源：一般由高压厂用母线段上引接。 备用电源： a、高压厂用备用电源数量：对 200MW300MW 机组，3 台机及以下设1 个，超过 3 台，每 2 台机设 1 个。 、低压厂用备用电源数量：300MW 以上机组，每台机设 1 台，或采用两台变压器互为备用方式。 备用电源与厂用母线段连接： 、高压厂用备用变与机组高压厂用母线段的连接：一台双绕组高压厂

5、用备用变二次侧引出两个分支，每个分支各作为一台或数台机组备用电源的连接线。 、200MW 及以上大容量机组的低压厂用电，采用两台变压器互为备用的方式时，每台变压器对应一段母线，两母线段设联络开关。 短路电流计算：包括 6kV 和 380V 厂用电系统短路电流计算3。 各级变压器容量选择：进行负荷计算（换算系数法）3，估计厂用电源容量。 高压（6kV）厂用工作变容量：等于高压电动机厂用计算负荷加低压（380V）厂用电计算负荷。 高压厂用备用变容量：对单元制接线发电机，当有发电机出口断路器或负荷开关时，容量为 1 台高压厂用工作变容量的 60100%。 低压厂用工作变容量：等于低压电动机厂用计算负

6、荷加低压配电盘计算负荷，再加低压厂用变容量预留的 10%裕度。 确定中性点的接地方式： （1）高压厂用电系统：中性点不接地、中性点经高电阻接地、中性点经消弧线圈接地。 （2）低压厂用电系统:中性点经高电阻接地、中性点直接接地。 四、厂用高低压配电装置接线图的设计 上述厂用电接线图确定后，可对厂用高低压配电装置接线图设计： 整体布置：高厂变宜室外布置，高压开关柜、低厂变与低压动力中心宜室内布置，低压 MCC 可就地布置。 厂用母线分段： 高、低压厂用电系统均采用单母线接线方式。 公用母线段设置：大容量机组应将全厂公用负荷与机组本体负荷分开，由公用母线段供电。 厂用电气设备选择： 厂用变选择：做负

7、荷统计表进行负荷计算 2。 厂用低压电器选择范围：断路器、过电流脱扣器、熔断器、插头、接触器、变送器、转换开关、负荷开关、隔离开关、电流表、电压表、电度表、热继电器、接地检测装置、电阻器等。 常用计算： 厂用电负荷计算公式：换算系数法 3。 脱扣器整定电流计算及灵敏系数校验 3。 380V 供电回路持续工作电流计算 3。 断路器脱扣器额定电流：经验可用回路额定电流 x 1.15 倍得到的数值。 送 DCS 的 CT 变比：经验可用回路额定电流 x1.5（3/2 刻度）倍，再凑整 4。 PT 选择 4。 互感器选择：经验负荷(回路)工作电流互感器额定电流1.5 倍负荷(回路)工作电流。 回路元件

8、选择顺序：断路器型号、脱口器额定电流值、继电器和电缆截面、长延时整定 （对电动机为 1.05 倍额定电流值，对馈线回路为 1.1倍，也约为 0.9 倍脱口器额定电流值） 、瞬时整定 （610 倍或 1014 倍脱口器额定电流值） 、接触器（它的额定电流与回路额定工作电流配合） 。接触器选用：主要是型式、主电路参数、控制电路参数和辅助电路参数选择。 热继电器选择：主要与接触器配合用于电动机过电流和断相保护。主要参数整定电流范围，其中间值应稍大于等于电动机额定电流。 断路器整定包括：过载长延时整定 L、短路短延时整定 S、短路瞬动整定 I、接地故障整定 G。 断路器选型时注意区分馈线和电动机回路。

9、 连续计算电流：等于单位计算容量 x 2 x (连续数量- 备用数量） 高、低压动力中心和电机控制中心电源： 负荷连接：余热锅炉和燃机汽机的电动机应分别接到其相应的高低压厂用母线段上；单元机组有两段厂用母线时，应将双套辅机电动机分接在 2 段母线上；对有连锁要求的 I 类高压电动机，应接于同一母线上；当有公用母线时， 相同 I 类电动机不应全部接在同一公用母线上。 主厂房低压电动机供电方式：可采用明备用动力中心（PC）和电动机控制中心(MCC)供电方式，也可采用暗备用动力中心（PC）和电动机控制中心(MCC)供电方式。 照明： A、正常照明网络电压：中性点直接接地的 380/220V 三相四线

10、制系统； B、事故照明网络电压：（a）交流事故照明由保安柴油发电机供电，电压为 380/220；（）直流事故照明由蓄电池直流系统供电，电压220或 110。 交流事故保安电源： 柴油发电机：一般 200MW 机组，两台机组配一套柴油发电机；300MW及以上汽轮发电机，每台机组配一套柴油发电机。 交流不停电电源： 接线：一般由厂用保安段母线经不停电电源整流器与逆变器供给正常工作电源；当厂用交流电源中断时，动改由蓄电池经逆变装置供电。 设计检验：估算方法为，厂用电率=0.8x 厂用电计算负荷/发电机的额定功率。 五、结论 发电厂厂用电系统设计和设备选择，直接关系到电厂的安全运行。本文详细介绍了联合循环发电厂厂用电系统的设计，可作为将来工程设计的适用参考资料。 参 考 文 献 【1】DL/T 5174-2003,燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定【S】.中国电力出版社 【2】电力工程电气设计手册第一册:电气一次部分【M】,水利电力部西北电力设计院.中国电力出版社 【3】DL/T 5153-2002,火力发电厂厂用电设计技术规定【S】.中国电力出版社 【4】DL/T5222-2005,导体和电器选择设计技术规定【S】.中国电力出版社 【5】王仁祥,常用低压电器原理及其控制技术【M】.机械工业出版社