电厂配电系统（精选7篇）
电厂配电系统 篇1
随着我国经济的快速发展, 能源短缺问题愈来愈不可忽视, 一方面是主要能源的不可再生性造成的能源短缺, 另一方面是我国目前工业技术的局限性造成的不可避免的能源浪费, 而对于电力企业, 电力能源的节约更具有实际意义。
供配电能是各行各业中应用广泛的一种二次能源, 在电能的输送、分配以及控制过程中, 既简便又经济, 因此得到广泛的应用。在电能的利用和转化的过程中, 效率都不高, 但也恰恰说明了电能节约的潜力很大。如今, 各电厂应该认真贯彻落实我国节能减排政策, 切实提高供电效率、减少不必要的电能损耗, 降低供配电系统的线损及配电损失, 有效提高电能的利用率。
1 供配电的节能意义
1.1 优化节能设计, 提高供配电的效率
从理论上来说, 节约用电是指以可行性的技术为手段, 以合理的经济投入为基础, 以整个生态及自然环境的无污染发展为目的而展开的一系列基础措施。所以开展供配电系统节能设计, 运用先进的工艺材料和先进的方法技术, 在工程的建造初期节能工程考虑入内, 然后在工程的建造过程中, 结合实地情况, 提高节能技术的使用率, 可以有效提高单位电量的使用率, 从而不断提高电能的优化配置率, 从而保证供配电系统及时发挥电力的调节作用, 提高供配电的效率。
2 电厂供配电节能措施
2.1 合理选择电压等级
用电单位的供电电压应从用电容量, 用电设备特性, 供电距离、供电线路的回路数, 用电单位的远景规划、当地公共电网现状和它的发展规划以及经济合理等因数考虑决定。电压等级分高压 (35~110 k V) 、中压 (6~10 k V) 和低压 (380~660 V) 配电电压。从节能角度考虑, 输电线路传送的功率是一定的, 那么根据公式P=UI, 电压越高, 电流越小;Q=I2RT, 所以在同等功率 (负荷) , 同等线路上, 电压越高, 电能消耗越小。电厂用电动机的电压一般按容量选择。
(1) 当厂用电压为3 k V时, 100 k W以上的电动机一般采用3 k V, 100 k W以下者一般采用380 V。
(2) 当厂用电压为6 k V时, 200 k W以上的电动机一般采用6 k V, 200 k W以下者一般采用380 V。
(3) 东方公司和PW工程600 MW机组采用3 k V和10 k V两级高压厂用电压时, 200~1800 k W的电动机采用3 k V, 大于1800 k W的电动机采用10 k V, 小于200 k W的电动机采用380 V。
2.2 合理选择导线材质与截面
在供配电设计过程中, 为了加强供配电的节能效果, 选择合适的导线是一项必须考虑到的问题。用作电线电缆的导电材料, 通常有铜和铝两种。铜的导电率高, 铝线芯20℃时的电阻率约为铜的1.68倍;载流量相同时, 铝线芯截面约为铜的1.5倍。采用铜线芯损耗比较低, 铜材的机械性能优于铝材, 延展性好, 抗疲劳强度约为铝材的1.7倍。但铝材比重小, 在电阻值相同时, 铝线芯的质量仅为铜的一半。因此, 对于需要确保长期运行连接可靠的回路, 如重要电源、重要的操作回路及二次回路、电机的励磁回路等, 还有对铝有腐蚀的环境以及高温环境、潮湿环境、爆炸及火灾环境等采用铜导线。在对铜有腐蚀而对铝腐蚀相对较轻的环境, 如氨压缩机房, 以及架空输电线路和较大截面的中频线路, 可以采用铝芯导线。电缆截面的选择分:按温升选择截面;按经济电流选择截面;按电压损失校验截面;按机械强度校验截面。对于电厂使用的动力电缆而言, 一般选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆, 线芯长期允许工作温度90℃, 短路热稳定允许温度250℃, 介质损耗低, 性能优良, 结构简单, 质量轻, 载流量大, 敷设方便, 不受高差限制, 耐腐蚀。在设计及施工中, 配电室尽量靠近负荷中心设计, 电缆考虑沿最短路径敷设, 尽量走直线, 少走弯路。设计电力线路, 除了满足安全可靠性以外, 还要考虑经济性。经济性既要节约投资费, 又要考虑年运行费。因此存在一个按经济电流密度选择导线、电缆截面, 从而使电力线路建设经济上最优。
2.3 合理控制电压偏差
电压偏差是指供配电在正常运行的情况下, 系统各部位的实际电压对系统额定电压产生的偏差, 产生电压偏差的主要原因是线路损耗。由于电压偏差能够直接影响供配电的电能质量, 降低供电效率, 所以必须采取科学、有效的措施调节电压差。对于不常用的用电设备, 使用时间短暂且次数很少的用电设备以及少数远离变电所的用电设备等, 其电压偏差允许范围可以适当放宽, 以免过多的增加线路投资。但像电阻焊机这种用电设备, 当电压正偏差过大时, 将使焊机出热量过多而造成焊机过熔, 其负偏差过大时会使焊机热量不足而造成虚焊。改善电压偏差的措施: (1) 合理选择变压器的变比和电压分接头。 (2) 合理减小配电系统阻抗。 (3) 合理补偿无功功率。 (4) 尽量是三相负荷平衡。 (5) 改变配电系统运行方式。 (6) 采用有载调压变压器。
2.4 合理选择电气设备
从电厂供配电系统用电设备的功率因数等角度来说, 设计人员需要最大限度的提升电厂生产系统当中变压器设备以及电动机装置的负荷系数, 进而确保其运行状态与周期的稳定性。在对这一部分用电设备进行节电改造的过程中, 需要从用电设备的实际负荷功率入手, 对变压器与电动机的类型、容量、数量进行合理选取, 并配合这部分设备的改用接法, 达到变压器及电动机装置运行电压的合理降低。以此提高用电设备的功率因数, 全方位的降低电能损耗度, 最终实现整个供配电的节能目的。
3 结语
节能降耗是一项涉及全人类的艰巨工作, 如果怠慢轻视它, 就会失去立足之基。电气设计人员在设计中应从安全性、可靠性、经济性及节能等方面综合考虑, 有效减小电能损耗, 提高供配电系统的经济性。电能不足已经成为制约经济、技术发展的瓶颈, 为了解决缺电问题, 电力建设和节约能源是密不可分的。
参考文献
[1]程彦华.电能质量问题及改进措施[J].青海电力, 2005, (4) .
[2]雍静.供配电系统[M].北京:机械工业出版社, 2003.
[3]李林.论供配电系统节能技术方法与措施[J].黑龙江建材, 2007, 33 (5) .
[4]钱方.浅谈供配电设计节能技术和措施[J].吉林冶金, 2009, 29 (4) .
电厂配电系统 篇2
摘要：本文通过对三种500kV配电装置型式的比较，分析、比较了三种500kV型式的配电装置，提出推荐的配电装置型式。
关键词：500kV配电装置 户外敞开式配电装置 AIS SF6全封闭组合电器 GIS
1、工程概况
福建某沿海电厂（以下命名为A电厂）4台百万千瓦等级的燃煤机组均规划以500 kV电压送出，500kV配电装置的接线采用一台半断路器接线，安装两个完整串，外加高压备用变的一个断路器间隔。
2、500kV配电装置型式选择
A电厂500kV配电装置可选用：（1）户内SF6全封闭组合电器（GIS）（以下命名为方案A）；（2）户外SF6全封闭组合电器（GIS）（以下命名为方案B），（3）大爬距电气设备的户外敞开式配电装置（以下命名为方案C）。
500kV户外敞开式配电装置电气设备投资较省，但占地面积较大，设备之间靠引线连接、裸露连接点较多、受环境影响较大，安装、调试工期长，防污效果较差，维护、清扫不方便，运行维护成本相对高，可靠性较GIS差，多用于场地不受限制、污秽程度较轻的内陆地区。
SF6全封闭组合电器的绝缘介质采用SF6气体，其绝缘性能、灭弧性能都较空气及油优异得多。SF6全封闭组合电器（GIS）防污性能好，特别适用于沿海等重污秽地区。
3、技术经济比较
3.1经济比较
1）占地面积（米2）： A：120x70=8400 B：120x64=7680 C：130x160=20800
2）电气设备费（万元）：A：600x7=4200B：600x7x1.02=4284C：250x7=1750
3）土建费用（万元）：A：356.7 B：55.44 C： 300
4）场平费（万元）A： 8400x1x23/10000=19.32 B：
7680x1x23/10000=17.66 C： 20800x1x23/10000=47.84
5）征地费用（万元）A： 8400x180/10000=151.2 B：
7680x180/10000=138.24C：20800x180/10000=374.4
6）初投资（万元）A： 4727.22 B：4495.34 C：2472.24
3.2技术比较
1）可靠性
A：由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中，且布置于户内，完全隔离盐雾、积尘、水分等外部影响，而且由于GIS设备所有元件都组合为一个整体，抗震性能好。
B：可靠性最高。防盐污效果最好。由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中，基本隔离盐雾、积尘、水分等外部影响，而且由于GIS设备所有元件都组合为一个整体，抗震性能好。
C：可靠性较高。防盐污效果较好。虽然采用大爬距电气设备，但是由于电气设备暴露在空气中，受外界自然条件的影响，不能彻底防止污闪事故的发生。可靠性较低。防盐污效果较差。
2）安全性
A：带电部分全部密封于接地的金属壳体内，因而没有触电的危险；GIS设备内没有用绝缘油，SF6气体又为不燃性气体，无火灾危险，安全性好。
B：同A。
C：沿海风速大对户外配电装置构架、设备支架等都提出较高的要求，尤其是夏季当台风袭击时户外配电装置管理复杂，也会影响电厂的安全、可靠运行。在防止外物落击、人身触电等安全性方面较差。部分设备采用油绝缘，有火灾危险，但由于在户外，火灾危险较低。
3）运行管理
A：主体设备布置于户内，运行环境好，管理较方便。
B：全部设备布置于户外，运行环境受气象条件影响较大，尤其是台风等恶劣天气下运行环境较差。
C：全部设备敞开布置于户外，运行环境受环境气象影响大，管理较困难。
4）施工安装
A：由于GIS设备的小型化并采用积木式结构，可在工厂内进行整机装配和试验合格后，以单元或整个间隔运达现场，因而可以最大限度地缩短现场安装工期，节省施工费用，并提高可靠性。
B：设备的施工安装同A，同时可节省房屋建筑所需的工程量，总施工周期最短。
C：500 kV户外配电装置占地面积大，土建工程量大，所需费用高，施工安装周期长，施工难度较高。
5）检修维护
A：检修周期长，维修工作量小，而且由于设备小型化，离地面低，维修也十分方便。但检修工艺要求高，SF6气体经电弧作用形成的SF4与水反应生成含毒物质。检修时要采取防护措施，防止吸入或接触中毒。
B：检修维护工作基本同户内GIS，但因厂址所在区域的大气盐密度较高，厂址处等值盐密度较大，平均相对湿度达77%，对GIS金属部件的腐蚀仍然相当严重，为防止设备受到损害，每年仍需投入一定的人工和费用进行维护。
C：构架、设备支架、电气设备的金属部件的腐蚀相当严重。户外配电装置有大量金属部件暴露在露天，为防止设备损害，每年需投入大量人工和费用进行维护。同时由于隔离开关容易锈蚀，需定期维护，检修工作量大。
6）无线电干扰和噪音干扰
A：带电部分均以金属壳体封闭，对电磁和静电实现屏蔽，不会发生无线电干扰等问题。噪音来自断路器的开断过程，也被外壳和墙壁屏蔽，而对外界影响最小。
B：无线电干扰同A。噪音干扰介于户内GIS与户外配电装置之间。
C：带电部分裸露在外，对外界产生无线电干扰。来自断路器的开断过程的噪音对外界影响也相对较大。
4、结论
核电厂BOP低压配电系统设计 篇3
一、用电负荷分析
( 一) 负荷分类。由于BOP设施与核电厂的运行无直接关系, 其功能不直接影响核电机组的运行, 不直接涉及核安全的有关内容, 因此, BOP的用电负荷均为核电厂公用负荷。核电厂用电负荷分类与GB50052 中的负荷分级无对应关系, 需要根据各子项内具体情况设置供电回路。
( 二) 负荷计算及负荷分配。
1. 负荷计算。BOP各子项用电设备较多, 基本以泵、风机、空调和照明等主要用电负荷, 以除盐水厂房为例, 用电设备如下: 泵、电动阀; 风机、空调、加热器; 蓄电池充电器, UPS旁路柜; 照明设备; PLC; 周围子项的用电设备等。采用需要系数法, 进行负荷计算, 视在功率约为1, 203k VA, 需在该子项内设置变压器。
2. 负荷分配。除盐水厂房为核电厂公用负荷, 但该厂房工艺系统有两条除盐水生产线, 相互备用, 任何一条水线均满足核电厂运行的需要。根据工艺专业的要求, 两条水线用电设备不能引自同一个低压母线段。为此, 在除盐水厂房内设置两台800k VA的变压器, 分别向两段低压母线供电, 不设置联络; 两段低压母线分别向不同的工艺水线用电设备放射式供电, 并向周围子项提供~ 220 /380V电源。此外, 根据工艺要求, 部分BOP子项可设一段低压母线, 如洗衣机房等, 此处不再赘述。
二、供配电方式
( 一) 供电电源。BOP用电设备均属于核电站公用负荷, 各变压器中压电源均引自中压公用母段。除盐水厂房两台变压器中压电源分别引自9LGIA、9LGIB, 9LGIA、9LGIB分别由两路厂外电源供电。
( 二) 配电方式。各子项均采用放射式配电。以除盐水厂房为例, 在每台变压器旁紧邻并排布置一组低压主配电盘, 每组由若干面低压抽屉柜组成, 由抽屉单元向泵、风机、电动阀、加热器、蓄电池充电器、UPS旁路柜、照明和周围子项供电。根据GB 50052 - 09 第7. 0. 3 条, 当用电设备为大容量, 或负荷性质重要, 或在有特殊要求的车间、建筑物内, 宜采用放射式配电, 其优点是: 配电线路故障互不影响, 供电可靠性较高, 配电设备集中, 检修比较方便。图1 为BOP供配电原理图。
三、设备特性
( 一) 变压器。变压器容量一般为630k VA、800k VA、1, 000k VA和1, 250k VA, 变压器选用三相环氧树脂浇注干式变压器, 低压侧中性点直接接地并引出。变压器的主要特性参数如下: 一次额定电压: 6. 6k V; 二次额定电压: 400V; 频率:50Hz; 环境温度: + 5℃ 到50℃ ; 阻抗电压: 4% 或6% ; 接线方式: D Yn11。
( 二) 母线。母线在配电盘中水平和竖直安装, 主要参数如下: 额定电压: 400V; 额定绝缘电压: 1000V; 频率: 50Hz; 水平母线的额定电流: ≥1, 600A ( ≤800k VA) ; ≥2, 000A ( 1, 000k VA) ; ≥2, 500A ( 1, 250k VA) ; 垂直母线的额定电流: ≥1, 400A; 短路耐受电流: ≥35k A ( 有效值) 。
( 三) 配电盘。每个配电盘可包括下列单元: 电缆连接小室; 电压监测单元; 装配隔离开关熔断器组/接触器抽出式单元; 装配断路器的抽出式单元。
( 四) 抽屉单元。配电盘共有三种类型的抽屉单元:
1. 电压监测单元。电压监测主要用于检测三相母线电压、电流和单相接地故障电流, 主要包括以下电气设备: 两个低电压继电器, 通过切断110VDC直流母线开关, 可断开所有带接触器的馈线回路; 一个接地故障继电器, 延时输出无源干接点, 用于向DCS报警和断开相应中压电源; 一个零序电流互感器, 监测变压器及三相母排的接地故障电流; 一个多功能表及其熔断器; 三个相电压指示灯及其熔断器; 三个电流互感器。
2. 隔离开关熔断器组/ 接触器型馈线单元。隔离开关熔断器组/接触器型馈线单元主要用于泵、风机、电动阀、加热器等的供电及自动控制。主要包括以下电气设备: a M型熔断器; 电动机综合保护器; 接触器。
3. 断路器型馈线单元。断路器型馈线单元主要用于向附近子项次配电盘、子项内照明箱和大于315A的电动机回路提供电源和自动控制。
四、控制方式
主配电盘的控制和保护回路采用直流110V, 直流电源引自各子项设置的直流配电系统。变压器的通断通过中压柜F- C回路实现就地手动和DCS远程控制。次配电盘的进线断路器采用就地手动控制。泵、风机、电动阀等工艺用电设备均可实现各子项内PLC控制和就地手动控制。
五、保护方式
( 一) 变压器的保护。
1. 过负荷保护。变压器过负荷保护由6. 6k V中压侧的综合保护装置提供, 低压侧不设置保护。变压器过负荷保护定值一般为1. 33 In ( In为中压侧变压器额定值) 。
2. 过流保护。变压器的过流保护由6. 6k V中压侧熔断器提供, 低压侧不设置保护。
3. 单相接地故障保护。变压器低压侧中性点安装一个零序电流互感器, 用于检测单相接地故障电流, 通过380V电压监测单元内的延时接地故障继电器实现接地故障保护。设两个限值, 第一限值为50A, 延时1S后, 接地故障报警, 第二限值为0. 6In ( In为低压侧变压器额定值) , 保护动作于变压器6. 6k V馈线接触器开断。零序电流互感器的安装位置如图2 所示。
( 二) 主配电盘三相母线的保护。
1. 短路保护和过负荷保护。低压侧不设置, 由中压侧F- C回路提供。
2. 低电压保护。通过两个低电压继电器监测到AB和AC线电压低于0. 7Un时, 电压监测单元向DCS报警“小室故障”, 同时, 切断直流控制母线开关, 断开所有的带接触器的馈线回路。
( 三) 隔离开关熔断器组/接触器型馈线单元的保护设置。
1. 短路保护。短路保护由熔断器来完成, 熔断器为a M型, 只断短路电流, 不断过载电流。
2. 过载保护。过载保护由电动机综合保护器来实现。另外, 加热器回路也采用隔离开关熔断器组/接触器型馈线单元, 但不设置过载保护。
3. 单相接地故障保护。由电动机综合保护器实现接地故障保护。
( 四) 断路器型馈线的保护设置。
1. 短路和过载保护。短路和过载保护由断路器本体的热磁脱扣器来实现。
2. 单相接地故障保护。负荷为配电箱、配电柜照明箱的馈线回路需要设接地故障保护, 通过馈线回路中的漏电继电器实现接地故障保护, 整定值为1A, 0. 8S或0. 3A速断。
六、运行方式
( 一) 正常运行。在正常运行时, 中压柜对每组配电盘相应容量的变压器供电, 配电盘再将三相380V, 50Hz的交流电馈电给其连接的负荷。
( 二) 瞬态运行。低压交流系统的瞬态有下列几种情况:短路; 单相接地故障; 三相母线低电压。
1. 短路。三相母线短路: 相应的中压侧熔断器熔断。主配电盘馈线回路短路: 馈线回路中的熔断器熔断或断路器跳闸。
2. 单相接地故障。第一阶段向DCS报警; 第二阶段, 通过闭合干接点触发6. 6k V相应侧的接触器断开。隔离开关熔断器组/接触器型馈线的单相接地故障: 由电动机综合保护器断开相应回路。断路器型馈线单相接地故障: 由漏电继电器触发分励脱扣器, 断开断路器。
3. 三相母线低电压。通过两个低电压继电器监测两个线间电压低于0. 7Un时, 切断直流控制母线开关, 使所有的带接触器的馈线回路断电。
七、结语
通过核电厂BOP的工程经验, 本文剖析了核电厂BOP的用电负荷分析、供配电方式、设备特性以及控制、保护和运行方式。
参考文献
[1]王厚余.低压电气装置的设计安装和安装 (第三版)
[2]GB50052-2009供配电系统设计规范
[3]GB50054-2009低压配电设计规范
电厂配电系统 篇4
1 供配电系统的设计概念
供配电能作为一种二次能源, 在电能输送和分配方面有着经济便利的优点, 所以在各行各业都得到广泛的利用。电力系统由发电厂、电力网、变电站和用电设备组成, 包括了电能的生产、转换、输送、分配和使用五大环节, 是一个统一整体系统。供配电系统是电力系统中一个重要的组成部分, 合理的规划和设计有关电能供应和分配以保证高效使用电能是目前技术人员需要研究的方向。对于供配电系统的设计时, 设计人员以供配电系统的安全性、经济性和可用性作为供配原则, 科学的设计有关变压器选择、无功功率补偿、导线和电缆选择等方面的内容, 促进我国供配电系统的合理运用。
目前我国大部分采用树干式和放射式配电系统, 其中只有少数企业采用单独回路放射式的供电系统。但当这种供配电系统发生故障时, 往往会造成大范围损失, 并且需要长时间维修, 影响人们生活和工厂生产, 不适合现代城市发展。所以城市供配电系统开始对传统模式开始改革, 供配电逐渐采用环形模式。
2 供配电系统的节能意义
在供配电能被广泛运用的现代, 对于电能的转化和利用效率并不高, 这正说明了在电能节约方面还隐藏着巨大的潜力。供配电系统的节能优化是在合理的经济为基础的条件下, 利用可行的技术手段, 采取一系列方法来保护生态环境、节约能源来进行的, 是一种力求无污染发展的措施。电厂普遍采用先进的技术方法, 选取环保的工艺材料, 结合实际展开节能技术的实施并且提高电能方面的优化配置, 达到提高供配电的效率发挥电力调节作用的目的。
对国家经济来说, 电厂供配电的节约能够减少电厂建设费用并降低电网建设所需的费用, 从而合理控制工业行业对煤炭资源的需求, 减少资源的开采、运送、损耗, 同时也减少了国家对环境污染的投入治理费用。对企业工厂来说, 电厂供配电系统的节能措施的实施可以大幅度减少企业的用电成本, 保障企业用电设备和工艺的进步, 从而控制企业生产成本, 提高整个企业的相关效益, 使企业在经济效益与生态效益都得到提升的状态下均衡发展。
3 供配电系统的节能措施
3.1 使用节电干式变压器
电压的等级分为高压、中压、低压, 供电电压的选择需要考虑到用电设备的特性和用电容量, 并且计算供电回路数与距离, 分析当地公共电网的现状及发展规划。干式变压器由于功能性强、容量大并节约能源等优点受众多供配电企业欢迎, 并且供配电系统应用中来。不同于传统的变压器, 节点干式变压器的铁芯是由45度卷绕一体的硅钢片做成的, 有着抗冲击、抗短路、抗过载的优点, 同时硅钢片的无缝连接也降低了噪声, 减少了有害气体的排放, 保护自热环境。并且节电干式变压器的制作能耗比传统变压器的制作减少整整70%, 降低能源损耗。节电干式变压器采用了阻燃抗裂的聚酰胺纤维, 为变压器的运行提供稳定安全的保障。
3.2 减少线路损耗
减少线路损耗是供配电节能措施中的关键部分, 在供配电系统中输电线覆盖面积广阔并且长度十分长, 是造成能源浪费的主要原因之一。所以需要针对这一点, 可以研究设计减少线路长度, 降低在线路方面的投资和损耗。并且考虑要减少产生损耗的阻抗, 就需要增加导线的截面积, 虽然这对企业初期来说是笔大开支, 但却能未日后发展节约电能积累资金。最后, 需要对用电负荷以及消防所需的电缆进行归类, 关闭没有用的用电设备, 从而最大程度降低线路损耗。
3.3 提高设备的功率因数
改善电能的传输质量也是供配电系统的节能措施之一。要提高电能的传输质量就需要提高设备的功率因素, 从而使变电设备无功功率得到补偿, 在此, 提升设备的功率因素主要需要依靠变压设备的改进, 并保障设备是在满载运行的基础上, 避免电网功率因素经常性受供变电设备的影响, 对供配电系统无功功率展开就地补偿和集中补偿, 从而提高设备功率因素, 减少供配电系统中的损耗。
3.4 平衡三相负荷
对供配电网产生负面危害的因素之一就是三相电流或是电压不平衡。而当三相负荷在低压线路的情况下, 会由于高次和单相谐波的作用下, 便会处于不平衡的状态。这些不利因素往往是造成供配电网络电能损耗, 照明灯、计算机、电视机等等不正常工作甚至是损坏, 通信系统受到干扰等等状况的背后“真凶”。为了减少供配电系统的损耗, 需要尽快抑制谐波带来的影响比如采用滤波器, 调整三相负荷的平衡例如采用省电装置。
4 结束语
供配电系统顺应着经济发展的进步而进步, 是现在居民工作生活和工业生产中不可缺少的安全保障, 是国家发展经济建设的必要部分。供配电系统节能措施的运用可以提高企业运行效率, 减少企业成本损耗, 是当今企业发展的基本理念, 也是人们生存发展所需要面对的问题。尤其是现在社会正处于对电能大幅度的需求导致目前电能供应紧缺的情况, 更需要大家重视电力建设过程中的节约性、安全性、经济性这几个方面, 不断探究研究可实施性强的节能措施, 从而提高供电企业的生产经济效益, 促进社会经济和谐稳定发展。
参考文献
[1]丁文乔.浅谈建筑电气的供配电系统[J].华章, 2010 (11) .
电厂配电系统 篇5
关键词：CPR1000,核岛,低压配电,保护配置,断路器,选择性,电缆
引言
回顾红沿河、宁德等CPR1000核电厂工程建设过程, 现场到货的核岛380V低压开关柜频繁发生抽屉移动改造或重新制作、更换标牌和开关元器件、增加电缆转接箱等变更问题, 导致大量抽屉单元及开关元器件的废弃不可用、电缆重新选型及二次敷设更换, 产生了额外变更成本及较大的现场返工量, 着实对工程建设带来了严重的影响。究其变更产生的原因复杂多样, 如提资反复变化、设计采购及施工等板块之间进度不匹配、设计流程不严谨等方面。借此契机, 本文将结合施工过程中出现的典型技术问题对核岛380V低压配电系统设计作归纳总结以供后续工程借鉴参考。
1 核岛低压配电系统概述
CPR1000核电厂核岛380V低压交流配电系统是为核岛 (核反应堆厂房、核辅助厂房、核燃料厂房、柴油发电机厂房及电气厂房的总称) 低压辅机设备 (如泵、阀门、风机、压缩机、吊车、电梯、整流逆变装置、加热器、照明及检修等) 专设的配电系统。
按照供电负荷等级分类可分为LK*系统和LL*系统, 其中LK*系统接有与核安全、应急停堆无关的一般负荷, LK*系统配电盘主要集中在核岛电气厂房、核辅助厂房及燃料厂房内布置。而LL*系统接有与核安全相关的重要应急负荷, 按照从6.6k V中压应急母线LHA、LHB来的不同电源, LL*系统可分成A列和B列, 布置于核岛电气厂房内两个实体隔离的独立分区。
核岛380V低压系统采用TN-S接地型式, 但N线不配出。
2 已建工程中典型技术问题分析
2.1 配电回路元器件选择及保护整定不合理
(1) 选型时忽略了元器件可调范围与保护设定值之间的配合, 或是保护整定值制定时没有充分考虑保护元器件 (如热继电器) 的可调范围, 出现给定定值与设备元器件可调范围不匹配的情况。
(2) 设计选型不统一, 在满足设计要求的情况下对于同一类型且同等功率水平的负荷回路选择了不同的开关保护元件。
(3) 上下级保护电器的参数选型没有考虑保护协调配合, 不满足上下级保护动作选择性要求。
由于核岛低压开关柜技术要求沿用了参考电站设计, 所有馈线回路断路器均选用非选择性热磁塑壳断路器 (只带长延时和瞬时两段保护) , 当上下级馈线断路器额定参数选择相近时基本无法保证保护选择性, 如LKD001TB主配电段 (PC) →MCC段LKL001TB→PMC002TB, 放射式供电网络见图1所示。
图1中主馈线断路器CB1选择为T5N630TMA500型 (回路电流Ijs1=420A) , 分支断路器CB2选择为T5N400TMA400 (回路电流Ijs2=275A) ;电缆L1选择为3×1×400mm2铝芯, 距离L1=180m;电缆L2选择为2× (3×150mm2) 铝芯, 距离L2=50m。
经过简单计算后得出图中K2点三相短路电流近似等于LKL001TB母线三相短路电流I″dk2≈7.8k A。
因PMC002TB下游用户主要为吊装类机械设备, 电动机多采用了绕线式, 则其尖峰电流可按3倍左右的回路计算电流考虑, 即图中PMC002TB上游开关CB2的瞬时动作电流可按Iset3=5×In=2000A整定, 为了实现保护选择性LKL001TB上游开关CB1的瞬时动作电流最大可按I′set3=10×I′n=5000A整定, 尽管如此, 因K2点三相短路电流I″dk2可达7.8k A≥1.3×I′set3=6500A, 则断路器CB1将和CB2同时动作, 无选择性可言。如图1中CB1和CB2均选配电子式脱扣器, 通过整定上下级开关保护动作时间级差即可满足选择性要求。
(4) 在满足设计要求的情况下, 开关元件额定参数选择裕度较小, 当回路负荷用电量稍有变化则需更换元器件。
(5) 接地故障保护灵敏性不符合要求。
如LLA段DSB001AR-50k W应急照明馈线回路, 计算电流Ijs为95A, 保护开关选择热磁脱扣型T3N250TMD125塑壳断路器, 瞬时脱扣器动作值 (不可调) Izd1=10In=1250A;供电电缆选择为YJY-0.6/1k V-3×70mm2铜芯, 电缆敷设长度L=350m。经过简化计算后得出电缆末端单相短路接地电流Idmin=546A, 即有Idmin/Izd1=546/1250=0.44<1.3, 显然所选断路器的瞬时脱扣器不能满足线路单相接地保护灵敏性要求, 需为本回路增设接地故障保护。
2.2 电缆选型不规范问题
(1) 对于部分供电电缆较长的负荷回路, 未进行短路电流计算并校验保护电器的动作灵敏性。
(2) 不同设计人在解读并执行标准规范过程中把握尺度不一致, 对于相互备用的设备有时选用不同规格电缆。
2.3 电缆端接不匹配问题
(1) 设计时电缆截面选择普遍偏大, 而设备生产厂家预留接线端子规格偏小, 双方之间缺少必要的沟通配合, 导致终端用电设备预留电缆进线孔或接线端子太小无法与供电电缆端接。
(2) 现场设备的电缆进线口与接线端子距离较近, 空间不满足电缆弯曲半径要求, 无法实现端接, 往往通过新增电缆转接箱同时更换较小截面电缆加以解决。
3 核岛低压配电系统设计总结
3.1 系统设计流程规范化
从上述典型问题分析可知, 相当部分问题的出现更多是因为设计人过分依赖于参考电站设计所致, 对设计验证计算等必要的环节重视不够, 设计流程亟需规范, 参照有关标准归纳总结典型设计流程如图2所示。
3.2 核岛低压配电系统保护配置原则
根据岭澳、红沿河及宁德等已建或在建CPR1000机组核岛低压系统设计状况以及参考RCC-E1993和《火力发电厂厂用电设计技术规定》 (DL/T5153) 的有关规定, 核岛低压系统的电气保护装置宜按如下配置:
(1) 单向旋转电动机回路
该类回路选用断路器 (或熔断器) -接触器-热继电器组合的保护配置, 其中断路器 (或熔断器) 作短路保护, 热继电器作过载保护, 而且对于断路器宜选用只带瞬时过电流脱扣器的非选择性断路器。当断路器或熔断器相间保护不能满足单相接地故障保护灵敏性要求时, 回路需增设单相接地故障保护措施。
(2) 双向旋转的电动阀门回路
该类回路采用断路器 (或熔断器) -可逆接触器-热继电器组合的保护配置, 其他要求同单向旋转电动机回路。
(3) 电加热器回路
该种回路采用断路器 (或熔断器) -接触器组合的保护配置, 其中断路器或熔断器作为短路保护, 接触器作为操作电器。其他要求同电动机回路。
(4) 馈电回路保护配置
该种回路具体可分两种情况进行保护配置:
(1) 对于连接就地小三箱 (如照明、检修、空调等小动力回路) 的馈线回路可采用配热磁脱扣器的断路器作保护开关;
(2) 对于连接MCC段的馈线回路宜采用带电子脱扣器的塑壳断路器或框架断路器作保护开关以满足保护选择性要求, 但考虑LL*系统开关柜成套设备需通过核级1E鉴定, 在应用带电子脱扣器的断路器时应对供货厂家要求提供必要的型式试验报告证明。
4 结语
核电厂电气系统直接关系着核电厂的安全稳定运行, 这就要求电气工程师在设计时对参考电站设计案例、设计标准和规范逐一研究, 吃透每个技术点, 重视设计过程控制, 同时时刻关注低压电气设备新技术的发展, 并敢于应用创新;此外, 还需加强与采购、施工等板块的沟通, 及时发现和解决问题, 避免把问题集中转移至现场以造成恶劣影响。
参考文献
[1]朱阿富.核电厂电气[M].原子能出版社, 1998, 6.
电厂配电系统 篇6
当前火电厂电气设备相关机组构成条件及功能更为复杂,电力系统安全性同低压配电设备安全管理密切相关,因此低压电气配电设备安全运行直接关系到电厂生产安全及电力生产效率。一旦低压电气供配电系统可靠性下降,就会给电厂造成严重经济损失,甚至导致人员伤亡。为此,必须对火电厂低压电气供配电设备采取应对措施,做好设备安全运行的管理及维护,才能确保电力系统的安稳运行及快速发展。
1 火电厂低压电气供配电系统介绍
1.1 低压电气供配电系统设计原则
对于火电厂,电力网工程规划及供电条件都可能对供配电系统造成严重影响。为确保供电安全,低压电气供配电系统在设计时需遵循如下原则[1,2]:
(1)供电应可靠,电能质量要保证,要满足用电设备的要求。
(2)配电系统的接线应安装可靠、简单灵活、维护更便捷。
(3)应重视用电负荷增长,给用电负荷预留一定余地。
1.2 低压电气供配电系统构成
低压电气供配电系统主要包括下列设备:
(1)变电设备主要包括电缆、电容器、变压器、接地、开关、导线、母线、支架等。
(2)配电设备主要包括电缆、电线线路、接地装置、配电线路、开关等。
(3)照明设备主要包括配线电缆线路、配电分析装置、配电箱、照明装置等。
(4)备用电源与发电设备主要包括发电机装置、内燃机装置、开关器件、相关电气设备等。
1.3 低压电气供配电系统设备防护
电气设备主要通过外壳来实现对自身的安全防护。我国电气设备在外壳防护方面主要考虑:在运行过程中防止人体对电气设备内部带电部件及旋转部件进行直接接触,防止设备外壳内部进水。防护等级见表1、表2[3,4]。
从我国电气设备防护状况来讲,在电器、电机、电动工具、灯具、按钮、开关盒等设备中都已采用了上述防护型式。
2 火电厂低压电气供配电系统安全管理现状
对于火电厂,低压电气供配电设备工作性能是否良好同火电厂安全运行直接相关。但是火电厂内,低压电气供配电设备系统构成繁复、线路组成复杂,在购置、安装、使用及维护上的难度大,使得设备容易出现故障,影响低压电气供配电设备正常运行,甚至会给人体造成伤害[5]。火电厂低压电气供配电系统的电气故障有以下几种:
(1)漏电。漏电是我国低压电气供配电系统发生频率最多的电气障碍。一般情况下,火电厂低压电气供配电系统的线路即使在正常运行状态中也会有一定漏电流存在,这与线路间、线路同大地间因电气线路及用电设备间存在绝缘层而有电容有关。这种漏电流非常微小,不会对线路绝缘造成损伤,运行中不会有电火花产生。但是低压电气供配电系统线路上绝缘体的性能因某些因素而大幅度降低时,导体间、导体同大地间的绝缘体被破坏就会导致大量漏电现象出现。这种漏电分布不均,多集中在低压电气供配电系统一个或几个地方。
(2)线路短路。对于火电厂,需要对低压电气供配电系统的电气线路进行定期维护检查,确保没有短路发生。一般情况下,低压电气供配电系统电气线路出现短路时,线路的回路电流会异常增大,短路处会出现强烈电弧及电火花,并产生大量热量,使导线内金属导体温度迅速升高,达到熔点时导线就会熔化,严重甚至会出现喷溅,造成导线外部绝缘层及附件易燃物燃烧,进而导致火灾。
(3)线路过负荷。低压电气供配电系统线路过负荷多是由电气线路内不断增高的电流量超过了导线所能承受的安全电流量造成的。导线内流过的电流越大,导线内阻产生的热量就会越多。当导线的发热量超过了导线绝缘层所能承受的范围时,导线的绝缘层老化速度就会加快,严重时导线绝缘层及附件可燃物会燃烧,带来巨大火灾隐患。
(4)线路接触电阻过大。对于火电厂,低压电气供配电系统电气线路的接触电阻为一稳定值,但是在不良因素影响下会出现大幅增加,最终影响系统正常运行,严重时会给系统带来安全隐患。如在低压电气供配电系统的不同电源线、电源线同相应保护装置、电源线同开关、电源线同大型用电设备结合处出现接触不良,线路局部电阻值就会突然出现大幅增加,流过结合处的回路电流产生的巨大热量会威胁电气线路的绝缘保护层,给低压电气供配电系统带来了严重火灾隐患。
3 安全防护措施
低压电气供配电设备的安全防护重点是电气设备正常运行的隔离、异物体因素、环境因素等。目前对于低压电气系统,主要是通过综合利用过滤网、防护罩、密封结构等来有效保护低压电气设备外壳,为电气设备及外界环境建立隔离防护,实现对低压电气供配电设备的安全防护。火电厂要确保低压电气供配电设备的安稳运行需要从下几方面做好防护措施:
(1)火电厂高压线路及低压线路敷设的下部区域中不能出现任何建筑工程项目的施工,并且在这些区域中不得有任何建筑施工项目、生活设施及临时搭设的作业棚;此外,还要对线路加强巡查,确保高低压敷设线路的区域范围中没有杂物堆放,一旦发现需及时清理。
(2)建筑施工过程中,施工操作必须安全规范,施工中必须在架具结构的边缘位置预留一定安全距离。严格依据施工标准规范对安全距离进行划分,一般以临近架空线路的等级差异为划分标准。如果临近架空线路的电压等级不大于1kV及以下,那么应将距架具结构的边缘位置大于4m的距离作为架空线路的边线位置;如果临近架空线路的电压等级位于1kV及10kV,那么应将距架具结构的边缘位置大于6m的距离作为架空线路的边线位置。对于低压电气供配电设备,对安全距离进行合理确定是确保设备安全运行的一种重要方式。
(3)在具体的操作过程中,相邻架空线路间不能进行脚手架设置。如果临近架空线路的电压等级大于10kV,那么架空线路的边缘相对于施工场地内的所有垂吊物边缘位置的距离都应该在2m以上。而在低压线路的建设过程中,需要保证将线路敷设到地表下,或选取架空的方式来进行施工。但是施工过程中,受不良因素制约,施工现场不能进行安全距离设置时,需要在易出现安全隐患的区域加大防护力度,并严格遵守施工法规标准,做好防御保护措施,确保施工人员能严格按照施工规范施工,保证施工安全。
4 结束语
综上所述,低压电气供配电系统是火电厂的重要组成部分,低压电气供配电设备的安全运行同供电安全直接相关,要确保火电厂供电安全就必须分析系统安全管理现状和电气故障原因,并加大安全管理力度,做好安全防护措施。
摘要：在对火电厂低压电气供配电系统进行介绍的基础上,对当前火电厂低压电气供配电系统安全管理现状及存在问题进行了分析,并提出了具体防护措施。
关键词：火电厂,低压电气,供配电,防护
参考文献
[1]郭勤,惠小涛.基于低压电气供配电和设备安全管理研究[J].科技与创新,2014(7):30,31
[2]单耀生.火电厂150kV变电站一次接线设计与规划[J].中国高新技术企业,2013(9):127~130
[3]曹宇雄.低压电气供配电及设备安全低压电气研究[J].中国科技博览,2015(13):67,68
[4]李爱军.浅谈低压电气供配电系统及设备的安全运行管理[J].山东工业技术,2015(7):187
电厂配电系统 篇7
1 理想变压器并列运行条件
1.1 一次绕组与二次绕组额定电压相同 (即变比相同但允许有士0.5%的差值)
变压器的一次绕组额定电压要相等, 各二次绕组额定电压也要相等。在实际运行当中, 两台变压器并列运行时一次绕组是接在同一母线上故一次绕组的额定电压是由上级线路决定的。而二次绕组实际也在同一母线上, 那么要使二次绕组额定电压相等就是要求两台变压器变比要相等。
1.2 二次线电压对一次线电压的相位相同 (连接组别相同)
变压器二次侧线电势对一次侧线电势的相位差应相等, 即连接组别要相同。如果连接组别不相同, 一旦并列运行将会使变压器短路烧毁。
1.3 短路阻抗标么值相等 (允许有士10%的差值)
变压器阻抗电压标么值应相等, 短路阻抗角应相等。这样的两台变压器并列运行能够使得变压器在分配负载时能够按照容量分配。这是最理想的状况, 两台变压器都能够达到额定容量。
1.4 变压器并列运行应注意的事项
1) 变压器运行前必须进行极性、接线组别及变比的测量试验以确保变压器安全并列运行。
2) 变压器在安装后以及在进行过有可能使相位变动的工作后 (如装拆进出线) 必须经过核相后才允许并列运行。
3) 并列运行时, 应合理选择并、解列点。
4) 变压器并列运行前, 必须根据各变压器档位的电压比, 确定并列运行的变压器变比相等时所对应的档位, 并进行相应的档位调整。
5) 当并列运行的变压器中性点是经消弧线圈接地的, 须进行消弧线圈由接一台主变运行切换到另一主变运行倒闸操作时, 应遵循先停后送的原则, 严禁将消弧线圈同时接入两台变压器的中性点上。
6) 并列运行中的变压器, 当其中一台因保护动作跳闸时, 应迅速调整负荷, 以确保继续运行的变压器安全运行。
2 分析两台变压器并列运行时可能出现的情况及措施
云峰厂21号配变、23号配变型号是相同的, 联接组别都是Yd11点接线, 为两台变压器并列运行提供了条件。又因为两台变压器都是有载调压变压器完全可以使其变比相等, 且两台变压器分接开关型号也一致, 档位相同。21号配电变压器的短路阻抗是8.3%, 23号配电变压器的短路阻抗电压是8.1%。两台变压器的容量也是相同的为3150KVA。这样两台变压器并列运行条件完全能够满足。
3 云峰发电厂厂用配电系统目前供电现状况及改造设想
3.1 厂用配电系统现运行方式
云峰厂厂用配电系统由21号配变、23号配变及22号配变 (变频发电机) 共同供电, 但因60Hz系统长期处于低频、低压运行状态故22号配变 (变频发电机) 只在50Hz系统发生事故时做为备用电源接入。现厂用配电系统长期使用50Hz系统供电, 并因历史接线等原因使得厂用配电系统140断路器做为非同期并列点长期运行。121断路器、140断路器、223断路器、251断路器、252断路器合闸回路之间相互闭锁, 因此, 要想完成21号配电变压器与23号配电变压并列运行必须对上述断路器合闸回路进行改造。
3.2 相关合闸回路改造分析
3.2.1 121断路器合闸回路
121断路器原合闸回路采用140断路器动断接点闭锁, 不能满足用121断路器环并21号、23号配变要求, 经过分析笔者认为可进行如下更改, 即在121断路器合闸回路中引用251断路器、252断路器动断接点闭锁既可保证50Hz系统与60Hz系统不能非同期并列, 又可完成21号、23号配变并列运行。具体回路见上图。
3.2.2 223断路器合闸回路
223断路器原合闸回路采用140断路器、251断路器、252断路器动断接点闭锁, 不能满足用223断路器环并21号、23号配变要求, 经过分析笔者认为可进行如下更改, 即在223断路器合闸回路中取消140断路器动断接点闭锁就可保证50Hz系统与60Hz系统不能非同期并列, 又可完成21号、23号配变并列运行。具体回路见上图。
3.2.3 140断路器合闸回路
140断路器原合闸回路采用121断路器及223断路器、251断路器、252断路器动断接点分情况并列接线方式, 经过分析笔者认为可进行如下更改, 即在140断路器合闸回路第一种情况下采用121断路器与223断路器动断接点串联闭锁形式;第二种情况下取消223断路器动断接点闭锁就可保证50Hz系统与60Hz系统不能非同期并列, 又可完成21号、23号配变并列运行。具体回路见下图。
3.2.4 251断路器、252断路器合闸回路
经过分析笔者认为251断路器、252断路器原合闸回路无需进行任何更改, 即可保证50Hz系统与60Hz系统不能非同期并列, 又可完成21号、23号配变并列运行。具体回路见下图。
3.3 其它改造设想
因21号配变及23号配变已完全满足并列运行要求, 因此在资金充裕的情况下可在140断路器加装备用电源自动投入装置, 以保证在50Hz系统带厂用配电系统运行期间, 21号配变或23号配变因事故退出运行时负荷快速带起。
4 结语
根据云峰发电厂厂用配电系统运行的实际情况, 两台变压器并列运行可充分提高厂用配电系统的灵活性和提高供电的可靠性, 减少厂用负荷及直配线路因倒电源而造成的停电。保证了云峰厂厂用设备不间断供电从而使得各套厂用机械运行更加可靠。
摘要：实际运行中通常将两台或两台以上变压器并列运行, 以提高供电的可靠性和灵活性。当一台变压器发生故障, 则允许并列运行的其它变压器继续运行或采用备用电源自动投入装置将负荷由备用电源带起, 以保证设备的正常供电;或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器, 再将需要检修的变压器停电检修, 既能保证变压器的计划检修, 又能保证不中断供电, 提高供电的可靠性和灵活性。
关键词：配电变压器,并列运行,可行性分析
参考文献
[1]陈景印.浅谈变压器并列运行的条件.2002.
[2]云峰发电厂设备手册.2008.