三厂用电PPT课件

.,1,第三章厂用电,.,2,1.火力发电厂的厂用机械,第一节概述,一、厂用机械,1）煤场中用来卸煤或在煤场范围内运煤的机械,如：抓斗起重机、扒煤机、推煤机等。,2）将煤从煤场送到碎煤机，然后再送到锅炉的机械,如：加煤斗升降机、链斗运煤机、输煤皮带等。,3）碎煤机械,如：煤筛、碎煤机等。,4）制造煤粉的机械,如：给煤机、磨煤机、排粉机、螺旋式输粉机等。,.,3,5）为锅炉服务的机械,如：给粉机、鼓风机、引风机、给水泵、除灰泵等。,6）为汽轮发电机组服务的机械,如：凝结水泵、循环水泵等。,7）为变压器冷却服务的机械,如：通风机、油泵、水泵等。,8）供热装置的机械,如：加热网给水泵、凝结水泵等。,9）其它辅助机械,如：油泵、消防泵，生产场所的通风机、电除尘器，蓄电池组充电用的充电机组或整流设备、发电机的备用励磁机等。,10）其它辅助车间用的机械,如：化学车间、修配场、仓库等方面的机械等。,.,4,2.水力发电厂的厂用机械,一、厂用机械,1）为水轮机和发电机服务的机械,如：机组的调速和润换系统的油泵，发电机冷却系统和机组润滑系统中的水泵等。,2）为变压器冷却服务的机械,如：通风泵、油泵、水泵等。,3）为堤坝、进水管、发电机间等服务的机械,如：起重机、卷扬机、行车、电梯等。,4）辅助设备的机械,如：供水泵、排水泵、供蓄电池组充电用的充电池组或整流设备、备用励磁机等。,.,5,1.I类负荷,二、厂用电负荷的分类,短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电将影响人身或设备安全，使机组运行停顿或发电量大幅下降的负荷。,如火力发电厂中的给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机等，以及水力发电厂中的调速器、压油泵、润滑油泵等。,接有I类负荷的高、低压厂用母线，应设置备用电源。当一个电源断电后，另一个电源就立即自动投入。,.,6,2.II类负荷,允许短时停电（几秒至几分钟），但较长时间停电有可能损耗设备或影响机组正常运行的负荷。,如火力发电厂中的工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤机械和化学水处理设备等，以及水力发电厂中的漏油泵、水轮机上盖排水泵、整流设备、吊车、照明设备等。,II类负荷一般由两段母线供电，采用手动切换。,二、厂用电负荷的分类,.,7,3.III类负荷,二、厂用电负荷的分类,长时间停电不会直接影响生产的负荷。,如试验室和中央修配厂的用电设备等。,III类负荷一般由一个电源供电。,.,8,三、厂用电负荷的分类,4.事故保安负荷,200MW以上机组的大容量电厂中，要求在停机过程及以后一段时间内仍应保证供电的负荷。否则将引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或推迟恢复供电。,注意：通常大容量机组应设事故保安负荷。,按对电源的不同要求分为：,直流保安负荷（0II类）,交流保安负荷（0III类）,如发电机组的直流润滑油泵等。,200MW及以上机组的盘车电动机，交流润滑油泵、消防水泵等。,.,9,5.不间断供电负荷（0I类）,三、厂用电负荷的分类,在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中设置在停机后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷，称为不间断供电负荷。,如实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装置。,一般采用由蓄电池供电或配备数控的静态逆变装置。,火力发电厂中一般都设有2台及以上厂用高压变压器和厂用低压变压器，以满足厂用电负荷的需要。,而在水力发电厂和变电所则只设厂(所)用低压变压器。,一般把厂用变压器以下所有的厂用电负荷供电网络称为厂用电系统。,小知识：,.,10,第二节厂用电接线的设计原则和接线形式,一、厂用电接线的要求,1、各机组的厂用电系统应是独立的；,2、全厂公用性负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线；,3、充分考虑发电厂各种运行方式下的供电要求，尽可能使切换操作简便，启动电源能在短时间内投入；,4、充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少、改变接线和更换设备。,5、200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。,.,11,第二节厂用电接线的设计原则和接线形式,二、厂用电的设计原则,可靠性,还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接方式、厂用电接线形式等问题进行分析论证。,灵活性,经济性,.,12,第二节厂用电接线的设计原则和接线形式,三、厂用电系统电压等级的确定,为简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。,厂用电或所用电常用的电压等级：,低压厂用电：,0.4kV,高压厂用电：,3、6、10kV,.,13,三、厂用电系统电压等级的确定,1、3kV电压等级供电的优点,3kV电动机效率比6kV电动机约高1%15%，价格约低20%；,3kV电动机的最小容量比6kV电动机小，可将75kW以上的电动机接到3kV电压母线上，从而使0.4kV低压厂用变压器容量和台数减少；,由于减少380V电动机数量，使较大截面的电缆数量减少，从而减少了有色金属消耗量。,.,14,三、厂用电系统电压等级的确定,2、6kV电压等级供电的优点,对同样的厂用电系统，6kV网络不仅节省有色金属及费用，而且短路电流也较小；,6kV电动机的功率可以制造的较大，可以满足大容量负荷要求；,发电机电压若为6kV时，可以省去高压常用变压器，直接由发电机电压母线经电抗器供电，采用电抗器可防止厂用电系统故障威胁主系统，并限制厂用电系统短路电流。,.,15,三、厂用电系统电压等级的确定,3、10kV电压等级供电的优点,10kV电动机的功率可制造的更大一些，可满足更大容量负荷的需求；,适应于300MW以上大容量发电机组，但不能作为单一厂用电压，因为不能满足全厂所有工业电动机的要求。,.,16,三、厂用电系统电压等级的确定,4、实际经验表明,（1）火电厂电压等级选择：,容量60MW及以下：,当发电机电压为10.5kV时，可采用3kV作为厂用高压电压；,容量100300MW：,宜选用6kV作为厂用高压电压；,容量300MW及以上：,若技术经济合理，可采用两种高压厂用电压，即3kV和10kV。,火电厂中电动机的选择：,厂用电压3kV时：,100kW以上电动机一般采用3kV；100kW以下电动机一般采用380V。,200kW以上的电动机采用6kV；200kW以下的电动机采用380V。,厂用电压6kV时：,.,17,三、厂用电系统电压等级的确定,4、实际经验表明,（1）火电厂电压等级及电机选择举例,600MW机组可采用两种供电方式：,2002000kW的电动机采用3kV；,（1）采用6kV一级高压厂用电；,（2）采用3kV和10kV两级高压厂用电；,大于2000kW的电动机采用10kV。,小于200kW的电动机采用380V。,具体采用哪种方式，要进行技术经济论证。,.,18,三、厂用电系统电压等级的确定,4、实际经验表明,（2）水电厂电压等级选择：,通常只设380/220V一种厂用电压等级。,但是，坝区和水利枢纽一般距厂区较远，可能有些大型机械。如闸门启闭装置、航运使用的船闸或升降机等设施用电，常需另设专用坝区变压器，以610kV电压供电。,（3）中小容量发电厂或变电所电压等级选择：,一般电动机容量都不大，只采用380/220V电压等级即可。,每台厂（所）低压变压器的容量最大不宜超过750kVA。,.,19,四、厂用电中性点接地方式,中性点：,发电机、变压器、电动机的三相绕组星形连结的公共点。,中性线：,从中性点引出的导线。,零点：,如果中性点接地，则该点又称为零点。,1、中性点运行方式分类,（1）中性点直接接地,（2）中性点不接地,零线：,从零点引出的导线。,供电系统中性点运行方式指电源或变压器中性点采用什么方式接地？,中性点接地方式,（3）中性点经电阻接地,（4）中性点经消弧线圈接地,大接地电流系统,统称为中性点非直接接地，适用于小接地电流系统,.,20,.,21,（1）中性点不接地系统：,适用：,单相接地电容电流=1.1Sh+SL,Sh,SL,厂用电的高压计算负荷之和,厂用电的低压计算负荷之和,StS2=SC=1.1Sh+SL,高压绕组：,StS1=SC-Sr,分裂绕组两分支重复计算负荷,厂用变压器分裂绕组计算负荷,.,55,低压厂用变压器容量选择,2、容量的选择,S,电压厂用工作变压器容量,SL,厂用电的低压计算负荷之和,对应于全年周围空气温度的修正系数,随地区而异，一般装于屋外和由屋外进风的室内变压器取0.931.05之间，对由主厂房进风的室内变压器取0.90.97之间。,.,56,备用变压器容量选择,2、容量的选择,厂用高压备用变压器容量=最大一台高压厂用工作变压器的容量,厂用低压备用变压器容量=最大一台低压厂用工作变压器的容量,.,57,限制变压器低压侧的短路容量，使开关设备能选择轻型电器。,要求阻抗应大于10%的计算阻抗,3、厂用变压器的阻抗,原因：,过大将影响厂用电动机的自启动。,尽量选择分裂绕组变压器,.,58,厂用变压器的选择举例,解：,某发电厂有2台300MW汽轮发电机组，每台机组厂用电从各自单元机组的变压器低压侧引接一台厂用高压变压器。6kV负荷统计见表5-3，试选择该厂用高压变压器。,（1）形式的选择,该常用变压器选用双绕组；,低压分裂变压器；,电压比为18/6-6kV,.,59,（2）I号厂用变压器容量的确定,6kV负荷统计见下表：（换算系统法计算）,IA/IB段高压侧负荷计算：,.,60,IA段高压侧负荷：,SH=(KP)=K1P1+K2P2=1x7065+0.85x8390=14196.5,IB段高压侧负荷：,SH=(KP)=K1P1+K2P2=1x2815+0.85x7850=9487.5,重复负荷：,SH=(KP)=K1P1+K2P2=1x315+0.85x630=850.5,.,61,（2）I号厂用变压器容量的确定,IA/IB段低压侧负荷计算：,IA段低压侧负荷：,SL=(KS)=0.85x4850=4122.5,IB段低压侧负荷：,SL=(KS)=0.85x9280=7888,重复容量：,SL=(KS)=0.85x2850=2422.5,.,62,IA段：,SC=1.1SH+SL=1.1X1491.5+4122.5=19738.6,各分裂绕组计算负荷：,IB段：,SC=1.1SH+SL=1.1X9487.5+7888=18324,高压绕组计算负荷：,SC-Sr=19738.6+18324-3358=34704.6,选择分裂绕组变压器容量：40000/2X20000,.,63,一、厂用机械特性,第五节厂用电动机的选择和自启动校验,恒转矩负载特性,非线性上升的负载转矩特性,1、厂用机械的负载转矩特性,.,64,一、厂用机械特性,电力拖动运动方程,电动机产生的电磁转矩Me，用以克服机械负荷的阻转矩Mm后的剩余转矩，就会使机械传动系统产生加速运动，,1、厂用机械的负载转矩特性,其旋转运动方程为：,电动机产生的电磁转矩,机械负载转矩,惯性转矩,包括电动机在内的整个机组的转动惯量,机组旋转角速度,其中：,.,65,一、厂用机械特性,实用计算运动方程：,1、厂用机械的负载转矩特性,飞轮惯量，由产品目录查得。,.,66,一、厂用机械特性,电动机的工作状态：,1、厂用机械的负载转矩特性,（1）Me=Mm时，,dn/dt=0，n=0或n=常数，,拖动系统处于稳定运行状态。,（2）MeMm时，,dn/dt0，,拖动系统处于加速状态。,（3）MePS,电动机额定容量,被拖动机械设备轴功率,.,73,四、电机的自启动校验,（1）厂用电系统中运行的电动机，当突然断开电源或厂用电压降压时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。,若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间（一般在0.51.5s）内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。,1、自启动概念,.,74,四、电机的自启动校验,（1）失压自启动,2、自启动类型,运行中突然出现事故的自启动；,（2）空载自启动,备用电源处于空载状态时，自动投入失去电源的工作母线段时形成的自启动；,（3）带负荷自启动,备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作母线段时形成的自启动；,厂用电源仅考虑失压自启动；而启备变电源考虑三种自启动方式。,.,75,四、电机的自启动校验,异步电动机的转矩M*e，与电压U*平方成正比，,3、电动机自启动时厂用电母线电压最低限值,而最大转矩M*emax约为额定转矩M*eN的2倍。,当电压下降到70%时，,M*emax=(0.7)2X21,电机出现惰行，,此时：,出现惰行的电压称为临界电压U*cr，,.,76,四、电机的自启动校验,规定：厂用母线电压在电动机自启动时，应不低于下表中的值。,3、电动机自启动时厂用电母线电压最低限值,.,77,四、电机的自启动校验,（1）电压校验,4、电动机的自启动校验,1）单台电动机自启动或成组电动机自启动母线电压校验,计算出厂用母线的电压值不应低于自启动要求的厂用母线最低电压值！,自启动时电机总容量标幺值,.,78,2）电动机经厂用高压变压器和低压变压器串联自启动母线电压校验,分别计算出厂用高压母线和低压母线的电压值，且两者不应低