第五章厂用电接线及设计

1、第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 一、厂用电一、厂用电 二、厂用电负荷的分类二、厂用电负荷的分类 1、I 类负荷类负荷 2、II类负荷类负荷 3、III类负荷类负荷 4、事故保安负荷、事故保安负荷 (1)直流保安负荷直流保安负荷 (2)交流保安负荷交流保安负荷 5、不间断供电负荷、不间断供电负荷发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 一、对厂用电接线的要求一、对厂用电接线的要求 (1)各机组的厂用电系统应是独立的各机组的厂用电系统应是独立的 (2)全厂性公用负荷应分散接入

2、不同机组的厂用母线或公全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线用负荷母线 (3)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动(备用备用)电电源能在短时内投入。源能在短时内投入。 (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置。过渡，尽量减少改变接线和更换设置。 (5)

3、200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保安及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负电源。当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。荷供电。发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 二、厂用电接线的设计原则二、厂用电接线的设计原则 一、对厂用电接线的要求一、对厂用电接线的要求 厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电；厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电； 能灵活适应正常、事故、检修等各种运行方式要求；能灵活适应正常、事故、检修等各种运行方式要求； 厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机

4、厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单；电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单； 设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和先进性；先进性； 在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问性点接地方式、厂用电

5、源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。题进行分析和论证。发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级 二、厂用电接线的设计原则二、厂用电接线的设计原则 一、对厂用电接线的要求一、对厂用电接线的要求 1、高压采用、高压采用3kV 2、高压采用、高压采用6kV 3、高压采用、高压采用3kV和和10kV两级两级 4、不设高压等级、不设高压等级 四、厂用电系统中性点接地方式四、厂用电系统中性点接地方式 1、高压厂用电系统中性点接地方式、高压厂用电系统中性点接地方式 2、低压厂用电系统的中性点接地方式、低压厂用电系统的中性

6、点接地方式发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 五、厂用电源及其引接五、厂用电源及其引接 1、工作电源、工作电源 具有发电机电压母线时工作电源的引接具有发电机电压母线时工作电源的引接 当发电机和主变压器为单元接线时工作电源的引接当发电机和主变压器为单元接线时工作电源的引接 2、备用电源和启动电源、备用电源和启动电源 从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器引接。器引接。 从发电厂联络变压器的低压绕组引接，但应保证在机从发电厂联络变压器的低压绕组引接，但应保证在机组全停情况下，能够获得足够的电源容量。组全

7、停情况下，能够获得足够的电源容量。 从与电力系统联系紧密、供电可靠的最低一级电压母从与电力系统联系紧密、供电可靠的最低一级电压母线引接。线引接。 当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，经当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。过变压器取得独立的备用电源或启动电源。发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 3、事故保安电源、事故保安电源 六、厂用电接线形式六、厂用电接线形式 按锅炉分段接线特点按锅炉分段接线特点 若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事

8、故影响范围局限在一机一炉；运行，使事故影响范围局限在一机一炉； 厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择；设备的选择； 将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运行管理和安排检修。行管理和安排检修。发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 5-3 不同类型发电厂的厂用电接线不同类型发电厂的厂用电接线 一、火电厂厂用电接线一、火电厂厂用电接线 1、300MW汽轮发电机组高压厂用电接线汽轮发电机组高压厂用电接线 2、600MW汽轮发电机组高压厂用电接线汽

9、轮发电机组高压厂用电接线 3、50MW火电机组厂用电接线火电机组厂用电接线 4、100MW火电机组厂火电机组厂用电接线用电接线 5、200MW机组火电厂厂用电接线机组火电厂厂用电接线 二、水电厂厂用电接线二、水电厂厂用电接线 大型水电厂的厂用电接线大型水电厂的厂用电接线 三、变电站站用电接线三、变电站站用电接线 500kV变电站的站用电源引接方式变电站的站用电源引接方式 500kV变电站的站用电接线变电站的站用电接线发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 5-4 厂厂用变压器用变压器的选择的选择 一一、火电厂主要厂、火电厂主要厂用电负荷用电负荷 二、厂用电负

10、荷的计算二、厂用电负荷的计算 1、厂用电负荷的计算原则、厂用电负荷的计算原则 2、厂用电负荷的计算方法、厂用电负荷的计算方法 (1)换算系数法换算系数法)(KPS cos/LmKKK 换算系数换算系数K机组容量机组容量(MW)125200给水泵及循环水泵电动机给水泵及循环水泵电动机1.01.0凝结水泵电动机凝结水泵电动机0.81.0其它高压电动机及厂用低压变压器其它高压电动机及厂用低压变压器0.80.85其它低压电动机其它低压电动机0.80.7发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 电动机的计算功率电动机的计算功率P确定确定 经常、连续运行的设备和连续而不经

11、常运行的设备，经常、连续运行的设备和连续而不经常运行的设备，即连续运行的电动机即连续运行的电动机P=PN 经常短时及经常断续运行的电动机经常短时及经常断续运行的电动机 P=0.5PN 不经常短时、断续运行的设备，一般不予计算不经常短时、断续运行的设备，一般不予计算P=0 如行车、电焊机等。选择变压器容量时由于留有裕度，如行车、电焊机等。选择变压器容量时由于留有裕度，同时亦考虑到变压器有较大过载能力。若经电抗器供电时，同时亦考虑到变压器有较大过载能力。若经电抗器供电时，因电抗器过载能力很小，这些负荷均应全部入。因电抗器过载能力很小，这些负荷均应全部入。 中央修配厂的用电负荷，中央修配厂的用电负荷

12、，P=0.14P+0.4P5 煤场机械煤场机械 中、小型机械，中、小型机械，P=0.35P+0.6P3 翻斗机翻斗机P=0.22P+0.5P5 轮斗机轮斗机 P=0.13P+0.3P5 对照明负荷对照明负荷P=KdPi发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 三、厂用变压器的选择三、厂用变压器的选择 1、额定电压、额定电压 2、工作变压器的台数和型式、工作变压器的台数和型式 3、厂用变压器的容量、厂用变压器的容量 (1)厂用高压工作变压器容量厂用高压工作变压器容量 双绕组变压器双绕组变压器:ST1.1SH+SL 分裂变压器分裂变压器:高压绕组高压绕组Sts1

13、Sc-Sr；分裂绕组；分裂绕组Sts2 Sc 分裂绕组计算负荷分裂绕组计算负荷Sc=1.1SH+SL (2)厂用高压备用厂用高压备用/启动变压器容量启动变压器容量 (3)厂用低压工作变压器容量厂用低压工作变压器容量 K SSL 4、厂用变压器的阻抗、厂用变压器的阻抗 5、厂用变压器的接线组别、厂用变压器的接线组别发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 例例5-1某发电厂有某发电厂有2台台300MW汽轮发电机组，每台机组汽轮发电机组，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侧引接一台厂用高压工作变压器，试选择该

14、厂用高压变压器工作变压器，试选择该厂用高压变压器。 解：解：选用选用分裂低压绕组变压器，电压比为分裂低压绕组变压器，电压比为18/6.3-6.3kV，短路电压为短路电压为Uk()=15，容量比，容量比40/20-20MVA。 6kV各分段母线厂用负荷计算及厂用高压变压器容量的各分段母线厂用负荷计算及厂用高压变压器容量的选择，如表选择，如表5-3所示。所示。 补充补充选择选择600MW汽轮发电机组，厂汽轮发电机组，厂用高压变压器用高压变压器。 解：解：选用分裂低压绕组变压器，电压比为选用分裂低压绕组变压器，电压比为20/6.3-6.3kV，短路电压为短路电压为Uk()=15，容量比，容量比63/

15、35-35MVA。 6kV各分段母线厂用负荷计算及厂用高压变压器容量的各分段母线厂用负荷计算及厂用高压变压器容量的选择，如下表。选择，如下表。发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 5-5 厂用电动机的选择和自启动校验厂用电动机的选择和自启动校验 一、厂用机械特性和电力拖动运动方程一、厂用机械特性和电力拖动运动方程 1、恒转矩负载特性、恒转矩负载特性 2、具有非线性上升的负载转矩特性、具有非线性上升的负载转矩特性 3、电动机的工作状态、电动机的工作状态 二、厂用电动机的类型及其特点二、厂用电动机的类型及其特点 1、异步电动机、异步电动机 2、同步电动机、同步

16、电动机 3、直流电动机、直流电动机 三、厂用电动机选择三、厂用电动机选择 1、型式选择、型式选择 2、容量选择、容量选择PN PS 被拖动设备的轴功率被拖动设备的轴功率发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 四、电动机的自启动校验四、电动机的自启动校验 1、电动机自启动时厂用母线电压最低限值、电动机自启动时厂用母线电压最低限值 2、电动机自启动校验、电动机自启动校验 (1)电压校验电压校验 1)单台电动机自启动或成组电动机自启动母线电压校验单台电动机自启动或成组电动机自启动母线电压校验)(*0*mtxxIUmtxxUI*0*mxIU*1*mtmxxxUU*0

17、*1*kxm1*mtavmSSkx1*mtmtavttmavtmtmSxUPSKxUSSKxUxxxUU*0*0*0*0*1*1cos111发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计 2)高压变压器和低压变压器串联自启动母线电压校验高压变压器和低压变压器串联自启动母线电压校验1110*ttXIUULtttSxUSxPKUU*2*1*22*221*2*1cos1HtttSxUSxSPKUU*1*0*11*0110*1*1)cos(12101IIIIt1111111111111111tttSSUKSSUXSSXUXUI12222tSSUKI10100tSSUKI发电

18、厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计例例5-2发电厂厂用系统为发电厂厂用系统为6kV和和0.38kV两级电压。厂用高两级电压。厂用高压备用变压器为分裂绕组变压器，高压绕组额定容量压备用变压器为分裂绕组变压器，高压绕组额定容量50000kVA、低压绕组额定容量、低压绕组额定容量25000kVA，以高压绕组，以高压绕组电抗为基准的半穿越电抗标幺值为电抗为基准的半穿越电抗标幺值为19，厂用高压变压器，厂用高压变压器电源侧母线电压标幺值电源侧母线电压标幺值U*0=1.1(有载调压有载调压)。低压变压器额。低压变压器额定容量为定容量为1000kVA，阻抗电压为，阻抗电压

19、为10。厂用高压备用变。厂用高压备用变压器已带负荷压器已带负荷6200kW，参加自启动电动机总容量为，参加自启动电动机总容量为13363kW。低压母线上参加自启动电动机容量为。低压母线上参加自启动电动机容量为500kW。计算厂用高压备用变压器自投高、低压母线串接启动时，计算厂用高压备用变压器自投高、低压母线串接启动时，能否实现自启动。能否实现自启动。发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计发电厂电气部分发电厂电气部分第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计59. 32500062008 . 0133635cos2011*NHSSPKS解解(1)厂用高压母线电压校验厂用高压母线电压校验104. 05000025000100191 . 1100%1 . 1121*NNktSSUx (2)厂用低压母线电压校验厂用低压母线电压校验)70. 065. 0 (8 . 059. 34 . 1 . 011 . 11*1*0*1*H