火電廠高壓廠用電二次設(shè)計(jì)探討

南京龍?jiān)喘h(huán)保有限公司 劉 旭

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火電廠高壓廠用電二次設(shè)計(jì)探討

南京龍?jiān)喘h(huán)保有限公司 劉 旭

【摘要】由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，我國變壓器、發(fā)電機(jī)單機(jī)容電量不斷增大，電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)也在不斷發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，火力發(fā)電廠占非常重要的地位?；鹆Πl(fā)電廠的建造價(jià)格非常昂貴，電力系統(tǒng)的運(yùn)行隨時(shí)會(huì)因?yàn)槠浒l(fā)生故障而停止。所以，對(duì)于火力發(fā)電廠的測(cè)量、控制、繼電保護(hù)等回路的設(shè)計(jì)，可以保障電力系統(tǒng)正常供電。其中，二次設(shè)計(jì)廠用電更是至關(guān)重要的，因此，針對(duì)其多樣性和復(fù)雜性，簡要介紹了整定廠用電的保護(hù)裝置和接線，并分析和研究了廠用電容量、切換母線保護(hù)以及對(duì)于高壓廠的接地方式。

【關(guān)鍵詞】高壓廠用電；繼電保護(hù)；接線；二次設(shè)計(jì)

當(dāng)代的火力發(fā)電廠為了實(shí)現(xiàn)采用計(jì)算機(jī)操控和在生產(chǎn)過程中自動(dòng)化的要求，將許多廠用機(jī)械作為主要設(shè)備，并將自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備作為它們的輔助設(shè)備，而這些機(jī)械設(shè)備經(jīng)常需要移動(dòng)，火力發(fā)電廠大都是利用電動(dòng)拖動(dòng)這些常用機(jī)械。所以，這些自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備、電動(dòng)機(jī)和計(jì)算機(jī)都需要供電，而這種電廠自己需要使用的供電系統(tǒng)被稱作廠用電。因此，廠用電系統(tǒng)的接線合理與否，是保證發(fā)電廠的安全運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用的重要因素，也是廠用負(fù)荷連續(xù)供電的重要保證。由于電廠內(nèi)部操作頻繁、廠用負(fù)荷過多而且分布廣泛和工作環(huán)境比較差等原因，導(dǎo)致電廠事故中廠用電事故占的比例很大。而且，因?yàn)閺S用電接線的連接錯(cuò)綜復(fù)雜和機(jī)械設(shè)備的移動(dòng)可能會(huì)與主系統(tǒng)不同步，或者主系統(tǒng)沒有設(shè)備移動(dòng)那么頻繁等原因，導(dǎo)致容易考慮不周的現(xiàn)象，遺留下一些不易察覺的事故隱患。所以有必要將廠用電系統(tǒng)的安全運(yùn)行和合理設(shè)計(jì)作為重要研究對(duì)象。相對(duì)于其他繼電保護(hù)的裝置的目的，發(fā)電廠的廠用電的繼電保護(hù)也是一樣的，就是盡量減少影響范圍，快速切換，準(zhǔn)確反應(yīng)，以及保護(hù)設(shè)備和人身安全。

1　廠用電接線的設(shè)計(jì)要求

廠用電接線總體設(shè)計(jì)應(yīng)該符合全廠發(fā)展規(guī)劃。其中除了按照施工的要求、經(jīng)濟(jì)和檢修、安全正常運(yùn)行、靈活、維護(hù)方便、可靠等一般要求外，還需要滿足：

（1）各個(gè)機(jī)組的廠用電必須是獨(dú)立的。在任何情況下，廠用電接線的其中任意一臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)故障停止運(yùn)行或者它的輔助機(jī)械出現(xiàn)電氣故障都不會(huì)使其他機(jī)組受到影響，而且要求因?yàn)閺S用電故障而停止運(yùn)行的機(jī)組可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。

（2）交流的事故保安電源的設(shè)置應(yīng)該足夠。保證在全廠突然停電時(shí)，保安電源能夠自動(dòng)投入和快速啟動(dòng)負(fù)荷供電。此外還需要設(shè)計(jì)交流的不間斷電源來達(dá)到負(fù)荷電能質(zhì)量的指標(biāo)，它能保證計(jì)算機(jī)和某些熱負(fù)荷的用電。

（3）對(duì)于連續(xù)施工和分期建設(shè)，應(yīng)該充分考慮廠用電的各種易遺漏的問題，及其運(yùn)行方式，尤其是公用負(fù)荷供電易出現(xiàn)的影響，盡可能的減少甚至避免更換設(shè)備和改變接線。

（4）廠用電的主供電電源和備用電源的接線必須能夠供應(yīng)各機(jī)組以及全廠的運(yùn)行和安全供電。

（5）全廠的公用負(fù)荷要分散開，分別接入公用的負(fù)荷母線和不同機(jī)組的不同的廠用母線。在所有的廠用電接線里，不應(yīng)該存有會(huì)使發(fā)電廠切斷兩個(gè)或兩個(gè)以上機(jī)組的故障點(diǎn)，更不可以有使全廠停電的故障點(diǎn)。

2　高壓廠內(nèi)用電的切換

在實(shí)際情況中，對(duì)于用電的切換，備用電源自投的成功率較低，因?yàn)樵诤祥l的那一瞬間沖擊電流太大，甚至超過了過流保護(hù)的整定值，使其出現(xiàn)過流保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致切換失敗。因此，實(shí)際中選擇切換方式應(yīng)該按照本廠實(shí)際情況。

廠用電切換必備的外部條件：

（1）兩個(gè)切換的電源電壓間不能有太大的相角差，但是可以有小于等于20度相角差。

（2）應(yīng)具備的供電電源必須是兩個(gè)獨(dú)立的且出自同一個(gè)系統(tǒng)的電源：備用電源和工作電源。

（3）需有快速斷路器。真空斷路器使用比較廣泛，有40～80ms左右的合、分閘時(shí)間，比分閘時(shí)間較長的少油式斷路器更適合用在廠用電的切換上。

高壓廠用電有正常切換、并聯(lián)切換、事故切換、同時(shí)切換、串聯(lián)切換、快速切換和慢速切換七種切換方式。

（1）正常切換：指在正常運(yùn)行過程中，因?yàn)檫\(yùn)行需要,廠用母線在兩個(gè)供電電源之間切換。沒有特殊的對(duì)切換速度的要求。

（2）并聯(lián)切換：指在廠用母線在兩個(gè)供電電源之間切換的期間里，出現(xiàn)備用電源和工作電源短暫并聯(lián)運(yùn)行的狀況。優(yōu)點(diǎn)：廠用電被保證連續(xù)供給；缺點(diǎn)：并聯(lián)短路期間，電容量增大，需要斷路器的斷流能力有所提高。不過，因?yàn)槎搪窌r(shí)間很短，事故發(fā)生概率很小，所以被廣泛使用于正常切換中。

（3）串聯(lián)切換：就是在斷電切換時(shí)，一個(gè)電源被切除，另一個(gè)電源才投入使用。一般備用電源的斷路器形成的合閘回路是由被切除的那一個(gè)電源的斷路器所擁有的輔助觸點(diǎn)來接通的，串聯(lián)切換中廠用母線會(huì)有斷電時(shí)間，而其時(shí)間長短是跟斷路器形成合閘回路的合閘速度有關(guān)。它的優(yōu)缺點(diǎn)正好相反于并聯(lián)切換。

（4）事故切換：指因?yàn)閱卧泳€里高壓廠使用的發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、變壓器等機(jī)械設(shè)備發(fā)生事故，切除廠用母線的供電電源，需要備用電源快速自動(dòng)投入使用保證快速安全切換。

（5）同時(shí)切換：指供電電源切除的同時(shí)備用電源的投入的脈沖信號(hào)發(fā)出。

（6）快速切換：指在母線殘壓跟投入的電源電壓之間的相角差低于規(guī)定的合閘沖擊電流時(shí)就投入使用備用電源。

（7）慢速切換：主要指殘壓切換。慢速切換一般是快速切換的備用切換。

3　高壓廠內(nèi)用電的接地

高壓廠用電根據(jù)接地電容的電流大小來選擇接地方式，如果電流小于10A，可用不接地的方式，也可用經(jīng)高電阻的接地方式；如果電流大于10A，可用經(jīng)過消弧線圈或者并聯(lián)高電阻消弧線圈的接地方式，或者使用經(jīng)過中電阻的接地方式。而接地方式及其使用范圍有：

（1）中性點(diǎn)的不接地的方式 。在廠用系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障的時(shí)候，三相線電壓相對(duì)平衡。當(dāng)接地電容電流比10A小的高壓廠的用電系統(tǒng)適合使用這種方法。

（2）中性點(diǎn)的直接接地的方式。其中性點(diǎn)經(jīng)過合適的電阻接地，能夠抑制單相接地發(fā)生故障時(shí)不是故障相的流過電壓倍數(shù)小于額定相的電壓的2.6倍，當(dāng)接地的電容電壓超過10A時(shí)，適合使用這種方法。

（3）中性點(diǎn)過消弧線圈的接地方式。在廠用電的系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障的時(shí)候，為補(bǔ)償電容電流，限制綜合電流為小于等于10A，來實(shí)現(xiàn)繼續(xù)供電和自動(dòng)息弧的目的，適用大機(jī)組接地的電容電流超過10A的情況。

4　結(jié)束語

在發(fā)電單位中，實(shí)際運(yùn)行工作里的廠用電使用并不是太陌生的概念，而且，在工作中全線貫穿，在我們的生活中尤為重要。對(duì)于本文的分析研究，希望可以讓人們能夠更好的了解高壓廠內(nèi)用電的接線原理和方式，提高工作效率，在安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上增加創(chuàng)新意識(shí)，通過對(duì)原理的了解，能更好的進(jìn)步，讓我們的電力系統(tǒng)更進(jìn)步，發(fā)展好火力發(fā)電廠。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速的當(dāng)今時(shí)代，發(fā)電事業(yè)需要進(jìn)步，發(fā)電事業(yè)不能落后于其他產(chǎn)業(yè)。為發(fā)電事業(yè)拋磚引玉，促進(jìn)同行的交流，為發(fā)電單位安全、穩(wěn)定運(yùn)行、高效奠定基礎(chǔ)。

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