火力发电厂的电气部分, 实际上是由五个大的板块组成的, 这五个板块分别是电气主接线、厂用电系统、继电保护系统、直流系统, 以及关键电气设备, 它们共同构成了核心任务, 这个核心任务的主要作用呢, 是将发电机发出来的电能经过变压器升压之后并入电网, 与此同时, 还要给全厂的那些辅助设备提供非常可靠的电力供应, 下面将会分层把这些部分的功能还有设计要点逐一拆解开来。

一、电气主接线

主接线是电气部分的核心骨架, 它决定电能从发电机到电网的传输路径, 火电厂常用接线方式包括。

发电机—变压器组接线就是让发电机的出口直接连接到主变压器上, 中间位置不设断路器, 这种方案适用于容量在300MW及以上的大型机组, 它的结构很简单, 能够省钱。

单母分段接线/双母接线: 厂内的高压配电装置通常是6kV或者10kV, 采用的方式是母线进行分段运行。这种方式是用来提高供电的可靠性的。

高压厂用母线通常被设置为两段结构, 这两段结构的供电来源是高压厂用变压器, 该变压器的容量数据一般为装机容量的百分之四到百分之六之间, 并且在各段之间的位置处设置有联络开关。

在设计原则方面, 需要在确保具备经济性的前提条件之下, 把重点优先放在保障可靠性上。这样做的主要目的是为了保证, 在任何单一元件发生故障的时候, 都不会影响到整个工厂的持续运行。

二、厂用电系统

厂用电这个情况是维持电厂自己去运转的过程的一个东西, 它是被叫做生命线的, 它被分成了两级。

高压厂用电(6kV/10kV): 是提供给水泵使用, 或者是提供循环水泵使用, 又或者是指提供给引风机电机使用的一种电源方式, 因为这些设备都属于大功率辅助机器。

低压厂用电(380V), 这个东西是给那些需要用到较低压强的电器设备提供电力的, 比如我们平时用的灯, 还有通风的设备, 以及用来控制和做实验的那些东西等等。

火力发电厂电气部分有哪些系统?主接线和厂用电一文讲清(图1)

在关键设计方面, 我们采取了这样的措施, 就是在高压厂用变压器的低压侧设置了快速断电装置, 当主变低压侧出现短路或者失压的情况时, 在0.1到0.2秒内, 就会把厂用母线切换至备用电源, 以此防止辅机倒转造成机组损坏。

三、继电保护与直流系统

在发电机保护这个方面, 存在像纵差保护、定子接地保护以及负序保护这样的一些保护措施, 它们执行动作所需要的时间, 是不能超过零点零五秒的。

主变保护包含的内容有这些情况, 它们分别是用瓦斯保护来实现的, 其中轻瓦斯会产生报警信号, 重瓦斯会让系统跳闸, 另外还有差动保护这种方式, 以及过负荷保护这个手段。

直流系统是采用阀控式蓄电池组, 电压为220V或110V的。它独立于交流系统存在, 专门供保护、控制, 还有信号回路使用火力发电厂电气部分,是为了确保在交流失电的时候, 保护仍能动作。

四、关键电气设备配置

设备 典型参数 作用
发电机 35~25kV火力发电厂电气部分,水/氢冷 将机械能转换为电能
主变压器 550kV/220kV灵音心图,容量匹配机组 升压并网
高压断路器 550kV SF₆ 正常与故障时分合
隔离开关 550kV 检修隔离、明确断点
厂用变 6/10kV,容量4%~6%装机 供辅机用电

五、设计依据与参考资料

上述内容符合现在正在执行的标准, 比如《火力发电厂设计技术规程》(DL 5000)还有《发电厂和变电站电气部分》, 在实际进行工程建设的时候, 每一个部分的参数都要根据机组的容量, 以及电网接入的条件, 一个接一个地进行检查核对。

如果你需要更详细的系统图、保护定值以及电缆选型规范, 可以去m.lingheal.com上查看电力工程专题资料库。这个数据库里涵盖了技术文件, 范围包括从初步设计阶段一直到最后竣工验收环节的整个过程的内容。

火力发电厂电气部分是以“主接线—厂用电—保护—直流”为逻辑主线, 所有的设计是围绕安全、可靠、经济三原则展开的, 电厂工程之中, 它是核心的专业模块之一。