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1、厂用电系统,目录,1、厂用电系统接线 2、低压厂用变压器运行 3、事故保安负荷系统 4、直流系统 5、UPS系统,1.厂用电系统接线,火力发电厂的厂用负荷,火力发电厂的厂用负荷主要是电动机所带的机械，作为锅炉汽轮机的辅机部分。根据厂用机械在发电厂生产过程中的作用，以及供电中断对人身、设备的影响，厂用电动机可分为三类：,第一类负荷：短时的停用可能影响人身和设备的安全，使锅炉、汽轮机的出力减少。 其中，高压设备有：引风机、送风机、一次风机、给水泵、凝结水泵等；低压设备有：闭式水泵、抗燃油泵、发电机定子冷却水泵等。 对第一类厂用负荷应有两套电动机，必须保证自启动，并由两个独立的电源供电。,第二类负荷
2、：可以短时停用，虽然影响锅炉、汽轮机的出力，但在短时间内能够恢复生产的电动机：如灰浆泵、输煤皮带等，它也有两套电动机，由两个独立的电源供电，当一个电源失电时，另一个电源迅速手动进行切换，使其恢复供电。 第三类负荷：停电与锅炉、汽轮机的出力没有直接关系，如：修配、化验、电焊等，这类负荷一般由单电源供电。,厂用电的电压等级,厂用电的电压等级与电动机的容量直接有关。容量大电动机宜采用较高的电压， 而厂用电的电压与采用的电动机电压相匹配。对于大中型机组的火力发电厂，厂用电系统一般设置两个电压等级：厂用高压（一般为6KV）和厂用低压（400V）。 200kW以上的电动机采用高压。 200kW以下的电动机
3、采用低压。75200kW的电动机接在PC段上，75kW以下的电动机接在MCC段上。,PC与MCC关系图,对厂用电接线的基本要求,对厂用电接线的基本要求是：可靠、灵活、经济、检修及运行操作方便。厂用电系统应具有高度的供电可靠性和灵活性。无论在机组起动、正常运行、正常停机和事故停机时，或在电力系统的某些部分(线路、变电所)发生短路的过渡状态下， 或是由于机组热机部分缺陷造成机组解列，以及当电力系统频率与电压波动的情况下，均能可靠地向需要运行的厂用设备供电。,厂用工作电源,对于大容量机组，各机组的厂用工作电源必须是独立的，是保证机组正常运行最基本的电源，要求供电可靠，而且要满足整套机炉的全部厂用负荷
4、要求，并可能还要承担部分共用负荷。,两种典型厂用工作电源的引接方式,厂用备用电源,厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。 备用电源应具有独立性和足够的供电容量，且与电力系统联系紧密。我厂停机备用变是从常电公司220KV升压站引接的，具有很高的可靠性。 低压400V的备用电源，一种方式是从不同段的高压厂用母线经低压变压器引接，一种方式是通过联络开关从另一低压母线引接。,典型的厂用备用电源的引接方式,明备用与暗备用,6kV厂用电系统接线及运行方式 (以华润电厂为例),400V厂用电系统接线及运行方式 (以华润常熟电厂为例),400V低压厂用电系统，通常在一个单元中设
5、有若干个动力中心(简称PC)和由PC供电的若干个电动机控制中心(简称MCC)。 400V各动力中心，如汽轮机PC、锅炉PC、输煤PC、化学补给水PC等，基本接线为单母线分段 。 400V各动力中心，从工作电源与备用电源之间的关系上分，有明备用和暗备用两种方式。 （详见附图）,保安动力中心介绍 (以华润常熟电厂为例),400V保安系统每台机设2段保安PC，每段有两个电源。正常运行时，每段保安PC由机组单元低压厂用动力中心供电；当保安PC失电时，柴油发电机自动投入，一般15s内可向失电的保安PC恢复供电。每段保安PC下设3个保安MCC段。,保安动力中心接线图,厂用电率,厂用电率整体反映发电厂厂用电
6、设备经济运行的水平，它是火电厂的主要技术经济指标之一。凝汽式电厂，只对外供电，不对外供热，所以厂用电率就是发电厂用电率，也就是发电厂生产电能过程中消耗的电量（即厂用电量）与发电量的比率。用下式计算： e=Ep/E100% 一期厂用电率计算值为7.09%（已包括脱硫负荷）。二期厂用电率计算值为6.13%（已包括脱硫负荷）。,2.低压厂用变压器的运行,干式变压器的优点,优点： （1）结构简化，省去了一般变压器油和油箱。 （2）维护比较简单，省去了变压器的加装和处理，一般故障比较直观，容易发现和查找。 （3）安装和运输方便，省去了充油和处理的过程，减轻了运输负担。 （4）防火性能好。,干式变压器的缺
7、点,缺点： （1）要求安装地点必须是室内，应具有良好的防雨、防潮、防尘和通风的环境。 （2）要求具有良好的防护措施，设围栏和顶罩，以防止触电和变压器上落物影响其安全运行。 （3）容量不能太大，否则需加装强迫冷却的风扇。,干式变压器的结构,绕组：高低压绕组均采用箔式结构铜绕组 铁心：采用优质晶粒取向冷轧硅钢片 温度测量：是利用预埋在绕组和铁芯中的热电阻来实现的 变压器带本体小车，需要时打开门即可拉出变压器 。 变压器顶部设置专用的风道,并在外壳上留有引出风口。,干式变压器的结构,干式变的主要参数,电压等级： 6.3KV 最高工作电压： 7.2 KV 额定电压变比： 6.3KV22.5%/0.4K
8、V 额定频率： 50 Hz 联接组标号： D, Yn-11 冷却方式： 自然风冷 绝缘等级：高压侧F级，低压侧F级,干式变运行中的检查与维护,变压器外罩前后门应锁紧，严禁运行时门敞开，严禁运行中触摸变压器本体； 高低压侧接头无过热，电缆头无漏油、渗油现象； 变压器绝缘表面无放电痕迹； 变压器外罩上的温度计指示不超限； 变压器内无异味，运行声音正常，室温正常； 变压器室内屋顶无漏水、渗水现象；,干式变的绝缘电阻测定,新安装或检修后的变压器在投入运行前均应测量绕组绝缘合格后方可投入运行。 测量绝缘电阻时干式变必须各侧都停电，验明无电并放电后进行 。选用的兆欧表的电压等级为2500V。 绝缘电阻应不
9、低于干式变出厂试验值的70% 。,3.事故保安系统,事故保安电源的作用,发电厂中的柴油发电机组，是专门为大型单元机组配置的交流事故保安电源。当电网发生事故或其他原因致使发电厂厂用电长时间停电时，它可以给机组提 供安全停机所必需的交流电源，如汽轮机的盘车电动机电源 、顶轴油泵电源，交流润滑油泵电源等等，从而保证了机组在停机过程中不受损坏。,保安电源原理,保安动力中心的组成,每台机组设置一个保安动力中心。 保安动力中心由一台柴油发电机、两个保安PC段、六个保安MCC段及断路器组成。 保安负荷：UPS柜,220V直流充电器,汽机交流润滑油泵,小机主油泵,锅炉电动门配电箱,110V直流充电器,火检冷却
10、风机,磨油站,风机油站,事故照明,保安系统正常运行方式,一段PC母线失电时,机组厂用电失去时,工作电源电压恢复时操作,柴油发电机,江苏泰州生产的柴油发电机组,柴油发电机设备规范,型式 发动机：固定型,封闭冷却,高转速,废气涡轮增压型柴 油机 发电机：三相同步发电机 设备参数 额定容量：1000KW 额定电压：400V 频率：50Hz 功率因数：0.8 中性点接地方式：直接接地 排烟温度：542 额定工况时效率：96% 电压波动率：0.4% 频率波动率：0.5%,柴油发电机组成,包括以下几个系统： 燃油系统：燃油喷射器,燃油泵,滤网,燃油滤清器 润滑系统：油泵,润滑油冷却器,润滑油滤清器 空气系
11、统：经空气滤清器过滤, 在涡轮增压器中压 缩,送入气缸与雾化后的燃油混合 冷却系统：散热器,离心泵,水管 电气系统：起动电机,蓄电池,充电器 调速系统：自动控制进入发动机的燃油输入量 排气系统：排气管涡轮增压器大气,柴油发电机具有的功能,自启动功能 带负荷稳定运行功能 自动调节功能 自动控制功能 模拟试验功能 并列运行功能,柴油发电机信号,按装设地点分，分为就地盘上信号和DCS信号；按故障性质分，分为预告信号和事故信号。预告信号作用于光字牌和电铃，事故信号作用于光字牌和蜂鸣器。 以下保护发预告信号并引入DCS系统 冷却水温低、冷却水位低、电池电压低、 充电器故障、燃料液位低、机油压力低、 发动
12、机高温预警、机组不在自动状态,以下保护发事故信号并引入DCS系统 过电流保护(反时限、定时限) 差动保护 过电压保护失磁保护 超速保护 机油压力低保护 发动机温度过高 自启动失败,启动前的检查和维护,启动前检查 1 机组的运行方式选择开关应在“自动”位置。 2 检查燃油充足(应至少有6小时的燃油量)。 3 检查柴油机机油和冷却液已加至高位。 4 检查所有软管无损坏和松脱现象。 5 检查系统无跑、冒、滴、漏现象。 6 检查附属系统在正常热备用状态。 7 检查冷却水预热投停正常。 8 检查启动和控制用蓄电池电压正常，自动充电正常。,运行中的检查和维护,运行中检查： 1 机组的运转声音和振动应正常；
13、 2 发电机的出口电压、电流、频率、有功功率、无功功率、励磁电压、励磁电流不超额定值。 3 发动机的温度、各个轴承温度、各处润滑油温度及机组冷却水温度均正常。 4 燃油箱的油位、冷却水水位不低。 5 机油压力不低。 6 无异味、异常报警。,4.直流系统,概述,发电厂的直流系统，主要用于对开关电器的远距离操作、信号设备、继电保护、自动装置及其他一些重要的直流负荷(如事故油泵、事故照明和不停电电源)的供电。 在大型发电厂直流系统中采用蓄电池组作为直流电源。 大型发电厂中设有多个彼此独立的直流系统。 一般每台发电机组设置两套110V直流电源系统。 每台机组另设一套220V直流系统，该系统特点是，平时
14、运行负荷很小，而机组事故时负荷很大。 两套110V直流系统和一套220V直流系统均采用单母线、两线制、不接地系统。每套直流系统均设有相应电压的一组铅酸蓄电池、一套充电器。,充电电源,目前，在国内市场上应用的充电电源主要有旋转直流充电机、晶闸管整流器和高频开关充电电源等三类，其中前二者推广应用的时间已久，仍存在许多不足之处，如体积庞大、笨重、效率低、可靠性差、系统纹波电压大、不便于计算机监控等。 高频开关技术是采用高频功率半导体器件和脉宽调制（PWM）技术的新型功率变换技术。由于工作频率高，电路中滤波电感及电容的体积可大大缩小；同时，高频变压器取代了工频变压器，则变压器的体积减小、重量降低；另外
15、,由于开关管高频工作，功率损耗小，因而开关电源效率高。 将高频开关技术应用于充电电源，不但有利于充电电源的小型化和高效化，而且易于产生极性相反的高频脉冲电流，从而实现蓄电池脉冲快速充电。 充电装置参数： 交流输入电压范围：38020% V 直流输出电压范围：180 320V连续无级可调,直流系统接线图,直流系统设备规范,蓄电池的充电方式,蓄电池组的运行方有两种：充放电方式与浮充电方式。发电厂中的蓄电池组普遍采用浮充电方式运行。 蓄电池组浮充电方式：充电器经常与蓄电池组并列运行，充电器除供给经常性直流负荷外，还以较小的电流浮充电电流向蓄电池组进行浮充电，以补偿蓄电池的自放电损耗，使蓄电池经常处于
16、完全充足电的状态。出现短时大负荷时，例如当断路器合闸、许多断路器同时跳闸、直流电动机、直流事故照明等，则主要由蓄电池组以大电流放电来供电的，而充电器一般只能提供略大于其额定输出的电流值(由其自身的限流特性决定)。在充电器的交流电源消失时，充电器便停止工作，所有直流负荷完全由蓄电池组供电。,浮充电运行方式,充放电运行方式,铅酸蓄电池的基本知识,目前电厂中普遍采用固定式铅酸蓄电池。铅酸蓄电池主要组成部分为正极板、负极板、电解液和容器。 铅酸蓄电池正极板一般做成玻璃丝管式结构，玻璃丝管内部充填有多孔性的有效物质，通常为褐色的二氧化铅(PbO2)。 铅酸蓄电池负极板为涂膏式结构，即将铅粉用稀硫酸及少量
17、的硫酸钡、松香等调制成糊状混合物，填在铅质(或铅合金)栅格骨架上。负极的有效物为灰色的铅棉(海绵状铅Pb)。 铅酸蓄电池正负极浸没于电解液中，。电解液是由纯硫酸(H2SO4)和蒸馏水配制面成的稀硫酸。电解液密度的高低，影响着蓄电池容量的大小，电解液密度过小，产生的离子少，蓄电池的内阻相加大，使放电时消耗的电能加大，容量减小。电解液密度愈大，蓄电容量愈大，但如果电解液密度过高，蓄电池的极板受腐蚀和隔离物损坏也就愈快，缩短了蓄电池的寿命。,蓄电池基础,全密封阀控免维护蓄电池,全密封阀控免维护蓄电池： 免维护的含义：早期普通铅酸蓄电池产品，其电解液易蒸发，充电时尤其是过充电时，容易造成水的电解，形成
18、的氢气、氧气外逸，不但造成电解液的消耗，而且容易发生爆炸。目前使用较多的一种全密封铅酸蓄电池，采用了气体重新组合技术，使水的消耗现象不再发生。这种蓄电池，出厂时已加满电解液，常以充好电的方式向用户提供，用户不用再管理电解液，故常称为少维护或免维护蓄电池。免维护并不就是说蓄电池不需要维护，必要的清扫，定期核对性放电等工作还是要开展。 利用这种原理的全密封铅酸蓄电池，装有自封型压力释放阀，又称为安全阀，自动开启压力约在7KPa以下。,胶体蓄电池的概述： 胶体蓄电池采用特制的软固体状的硅凝胶电解质代替原铅酸蓄电池的硫酸电解液，其它工作原理与铅酸蓄电池基本类同。 胶体蓄电池所用的电解质是由纯净硅溶胶和
19、一定浓度的硫酸混合配制而成，其中添加多种有用的元素，对提高容量、增强稳定性、减少自放电等有明显效果。结构上采用特制的单向安全阀、保湿层保护了阴极不被氧化，降低了水耗，减少了自放电。 胶体蓄电池具有电压高，容量足，稳定可靠，无渗酸，无溢酸，自放电小，寿命长，耐过充、过放性能好，耐热、耐寒性能好，维护量小等优点，广泛应用于发电厂、变电站的直流操作合闸电源、通信设备、计算机电源。,蓄电池的检查与维护,蓄电池一般检查项目： 蓄电池室应保持合适的温度(1030)，防止因电解液的比重变化而起蓄电池容量的改变。 直流母线应正常，浮充电流适当，无过充和欠充情况。 检查极板情况，无变曲和变形，有效物质无大幅脱落
20、。 液面应高于极板1020cm。 各接头应紧固良好而无腐蚀现象。 蓄电池内严禁明火，室内应无强烈气味，通风、照明及附属设备良好。 浮充设备运行正常无异声。 直流绝缘良好。,5.UPS系统,概述,随着发电厂单机容量不断增大，电厂自动化水平不断提高，信息处理技术日益完善，对供电电源的可靠性和供电质量（如频率、幅值等）的要求越来越高。像计算机、通信系统、检测及保护装置等，一旦发生供电中断，所造成的损失将是巨大的。因而在发电厂中，对供电质量和可靠性要求很高的负荷，专门设置了不停电电源。 交流不停电电源UPS(Uninterruptible Power System) 在正常和事故情况下，均能向重要负荷
21、提供可调整的正弦交流电压，并与厂用电系统产生的静态谐波相隔离。,UPS系统图,UPS运行方式,正常运行方式(整流器供电)： 在正常运行方式下，输入电源来自保安PC的400V交流母线，经整流器转换为直流，再经逆变器变为220V交流，并通过静态切换开关和手动旁路开关送至UPS主母线。 蓄电池供电： 当整流器故障或正常工作电源失云时，将由蓄电池直流系统220V母线通过闭锁二极管经逆变顺转换为220V交流，继续供电。 自动旁路供电： 在逆变器故障时，通过静态切换开关自动切换到由旁路系统供电。旁路系统电源来自400VPC段，经隔离降压变压器、调压变压器，再经静态切换开关送至UPS主母线。 手动旁路供电：
22、 当静态切换开关需要维修时，可手动操作旁路开关，使其退出，并将UPS主母线切换到旁路交流电源系统供电。,正常运行方式,蓄电池供电方式,自动旁路供电方式,手动旁路供电方式,UPS系统的参数,交流输入电压范围：380V +10/-15% 直流输入电压范围：220V25% 交流输出容量： 100KVA 交流输出电压范围：220V1% 交流输出电流范围：0 454.5A 交流输出频率： 50Hz 满负荷输出功率因数：0.8 旁路变压器容量： 120KVA 静态开关切换时间： 4ms,UPS的检查与维护,巡视检查内容 柜内各元件无异声、异臭、过热现象。 柜内冷却风扇运转正常，环境温度在允许范围内。 利用LCD检查旁路输出电压、逆变器输出电压、负载电压、整流电压均正常，输出频率正常。 检查UPS装置输出电流正常，负载电流不超过额定值。 检查电瓶无漏液。 检查所有开关与端子连接是否锁紧及电缆是否有因过热造成褪色现象。,谢谢大家,