火電廠高壓廠用電二次設計探討

南京龍源環保有限公司 劉 旭

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火電廠高壓廠用電二次設計探討

南京龍源環保有限公司 劉 旭

【摘要】由于社會經濟發展迅速，我國變壓器、發電機單機容電量不斷增大，電力系統設計也在不斷發展。在電力系統中，火力發電廠占非常重要的地位。火力發電廠的建造價格非常昂貴，電力系統的運行隨時會因為其發生故障而停止。所以，對于火力發電廠的測量、控制、繼電保護等回路的設計，可以保障電力系統正常供電。其中，二次設計廠用電更是至關重要的，因此，針對其多樣性和復雜性，簡要介紹了整定廠用電的保護裝置和接線，并分析和研究了廠用電容量、切換母線保護以及對于高壓廠的接地方式。

【關鍵詞】高壓廠用電；繼電保護；接線；二次設計

當代的火力發電廠為了實現采用計算機操控和在生產過程中自動化的要求，將許多廠用機械作為主要設備，并將自動監控設備作為它們的輔助設備，而這些機械設備經常需要移動，火力發電廠大都是利用電動拖動這些常用機械。所以，這些自動監控設備、電動機和計算機都需要供電，而這種電廠自己需要使用的供電系統被稱作廠用電。因此，廠用電系統的接線合理與否，是保證發電廠的安全運行以及經濟實用的重要因素，也是廠用負荷連續供電的重要保證。由于電廠內部操作頻繁、廠用負荷過多而且分布廣泛和工作環境比較差等原因，導致電廠事故中廠用電事故占的比例很大。而且，因為廠用電接線的連接錯綜復雜和機械設備的移動可能會與主系統不同步，或者主系統沒有設備移動那么頻繁等原因，導致容易考慮不周的現象，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的安全運行和合理設計作為重要研究對象。相對于其他繼電保護的裝置的目的，發電廠的廠用電的繼電保護也是一樣的，就是盡量減少影響范圍，快速切換，準確反應，以及保護設備和人身安全。

1　廠用電接線的設計要求

廠用電接線總體設計應該符合全廠發展規劃。其中除了按照施工的要求、經濟和檢修、安全正常運行、靈活、維護方便、可靠等一般要求外，還需要滿足：

（1）各個機組的廠用電必須是獨立的。在任何情況下，廠用電接線的其中任意一臺機組出現故障停止運行或者它的輔助機械出現電氣故障都不會使其他機組受到影響，而且要求因為廠用電故障而停止運行的機組可以在短時間內恢復運行。

（2）交流的事故保安電源的設置應該足夠。保證在全廠突然停電時，保安電源能夠自動投入和快速啟動負荷供電。此外還需要設計交流的不間斷電源來達到負荷電能質量的指標，它能保證計算機和某些熱負荷的用電。

（3）對于連續施工和分期建設，應該充分考慮廠用電的各種易遺漏的問題，及其運行方式，尤其是公用負荷供電易出現的影響，盡可能的減少甚至避免更換設備和改變接線。

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

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

2　高壓廠內用電的切換

在實際情況中，對于用電的切換，備用電源自投的成功率較低，因為在合閘的那一瞬間沖擊電流太大，甚至超過了過流保護的整定值，使其出現過流保護動作，導致切換失敗。因此，實際中選擇切換方式應該按照本廠實際情況。

廠用電切換必備的外部條件：

（1）兩個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）應具備的供電電源必須是兩個獨立的且出自同一個系統的電源：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、分閘時間，比分閘時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、并聯切換、事故切換、同時切換、串聯切換、快速切換和慢速切換七種切換方式。

（1）正常切換：指在正常運行過程中，因為運行需要,廠用母線在兩個供電電源之間切換。沒有特殊的對切換速度的要求。

（2）并聯切換：指在廠用母線在兩個供電電源之間切換的期間里，出現備用電源和工作電源短暫并聯運行的狀況。優點：廠用電被保證連續供給；缺點：并聯短路期間，電容量增大，需要斷路器的斷流能力有所提高。不過，因為短路時間很短，事故發生概率很小，所以被廣泛使用于正常切換中。

（3）串聯切換：就是在斷電切換時，一個電源被切除，另一個電源才投入使用。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電源的斷路器所擁有的輔助觸點來接通的，串聯切換中廠用母線會有斷電時間，而其時間長短是跟斷路器形成合閘回路的合閘速度有關。它的優缺點正好相反于并聯切換。

（4）事故切換：指因為單元接線里高壓廠使用的發電機、汽輪機、變壓器等機械設備發生事故，切除廠用母線的供電電源，需要備用電源快速自動投入使用保證快速安全切換。

（5）同時切換：指供電電源切除的同時備用電源的投入的脈沖信號發出。

（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定的合閘沖擊電流時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　高壓廠內用電的接地

高壓廠用電根據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，也可用經高電阻的接地方式；如果電流大于10A，可用經過消弧線圈或者并聯高電阻消弧線圈的接地方式，或者使用經過中電阻的接地方式。而接地方式及其使用范圍有：

（1）中性點的不接地的方式 。在廠用系統出現單相接地故障的時候，三相線電壓相對平衡。當接地電容電流比10A小的高壓廠的用電系統適合使用這種方法。

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

（3）中性點過消弧線圈的接地方式。在廠用電的系統出現單相接地故障的時候，為補償電容電流，限制綜合電流為小于等于10A，來實現繼續供電和自動息弧的目的，適用大機組接地的電容電流超過10A的情況。

4　結束語

在發電單位中，實際運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用電的接線原理和方式，提高工作效率，在安全運行的基礎上增加創新意識，通過對原理的了解，能更好的進步，讓我們的電力系統更進步，發展好火力發電廠。在社會經濟發展快速的當今時代，發電事業需要進步，發電事業不能落后于其他產業。為發電事業拋磚引玉，促進同行的交流，為發電單位安全、穩定運行、高效奠定基礎。

參考文獻

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