发电厂电气部分第五章

1、第一节第一节 概概 述述 发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量以电动机拖发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮动的机械设备，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行。机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明等用电设备这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明等用电设备都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。 发电厂在生产电能的过程中，一方面

2、向系统输送电能，另一方面发电厂本身也发电厂在生产电能的过程中，一方面向系统输送电能，另一方面发电厂本身也在消耗电能。在消耗电能。 厂用电的电量，大都由发电厂本身供给，且为重要负荷。其耗电量的高低与电厂用电的电量，大都由发电厂本身供给，且为重要负荷。其耗电量的高低与电厂类型、机械化和自动化程度、燃料种类及其燃烧方式、蒸汽参数等因素有关。厂类型、机械化和自动化程度、燃料种类及其燃烧方式、蒸汽参数等因素有关。 在一定时间内，厂用电耗电量占全部发电量的百分数，称为在一定时间内，厂用电耗电量占全部发电量的百分数，称为“厂用电率厂用电率”。 k kP P = (S = (SC C / S/ SN N) )

3、100% 100% k kP P = (S= (SC C coscosavav / P / PN N) )100%100% 其中：其中：SC SC 厂用计算负荷厂用计算负荷 SN SN 发电机额定视在功率发电机额定视在功率 cosavcosav 平均功率因数平均功率因数 PN PN 发电机额定功率发电机额定功率 厂用电率是发电厂主要运行经济指标。厂用电率是发电厂主要运行经济指标。 凝汽式火电厂：凝汽式火电厂：5 5 8 8 热电厂：热电厂：8 8 1010 水电厂：水电厂：0.50.5 1 1 降低厂用电率可以降低发电成本，同时也增大了对系统的供电量。降低厂用电率可以降低发电成本，同时也增大了

4、对系统的供电量。二、厂用电负荷分类二、厂用电负荷分类 类厂用负荷：不允许停电类厂用负荷：不允许停电( (设备损坏、人身安全、主机停运设备损坏、人身安全、主机停运) ) 通常设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源的母线上，设有电源自动通常设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源的母线上，设有电源自动投入装置（自动切换）。投入装置（自动切换）。 类厂用电动机必须保证自启动。类厂用电动机必须保证自启动。类厂用负荷：类厂用负荷：允许短时停电（几秒至几分钟）允许短时停电（几秒至几分钟）由两个电源供电，并采用手动切换。由两个电源供电，并采用手动切换。类厂用负荷：允许较长时间停电类厂用负荷：允许较长时

5、间停电一般由一个电源供电。一般由一个电源供电。00类负荷（不停电负荷）。这类负荷由一般的电源自动切换系统类负荷（不停电负荷）。这类负荷由一般的电源自动切换系统已无法满足要求，所以专门采用由不停电电源（已无法满足要求，所以专门采用由不停电电源（UPSUPS）供电。）供电。 0 0类负荷（直流保安负荷）。发电厂的继电保护和自动装置、类负荷（直流保安负荷）。发电厂的继电保护和自动装置、信号设备、控制设备以及汽轮机和给水泵的直流润滑油泵、发电信号设备、控制设备以及汽轮机和给水泵的直流润滑油泵、发电机的直流氢密封油泵等，是由直流系统供电的直流负荷，称为直机的直流氢密封油泵等，是由直流系统供电的直流负荷，

6、称为直流保安负荷，或称为流保安负荷，或称为00类负荷。这类负荷要求由独立的、稳定类负荷。这类负荷要求由独立的、稳定的、可靠的蓄电池组或整流装置供电。的、可靠的蓄电池组或整流装置供电。 00类负荷（交流保安负荷）。在类负荷（交流保安负荷）。在200MW200MW及以上机组的大容量及以上机组的大容量电厂中，自动化程度较高，要求在停机过程中及停机后的一段时电厂中，自动化程度较高，要求在停机过程中及停机后的一段时间内，仍必须保证供电，否则可能引起主要设备损坏、自动控制间内，仍必须保证供电，否则可能引起主要设备损坏、自动控制失灵或危及人身安全等严重事故的厂用负荷，称为交流保安负荷，失灵或危及人身安全等严

7、重事故的厂用负荷，称为交流保安负荷，或称为或称为00类负荷。如盘车电动机、交流润滑油泵、交流氢密封类负荷。如盘车电动机、交流润滑油泵、交流氢密封油泵、消防水泵等。油泵、消防水泵等。（1 1）供电可靠，运行灵活。厂用负荷的供电除了正常情况下有可靠的工作电源）供电可靠，运行灵活。厂用负荷的供电除了正常情况下有可靠的工作电源外，还应保证异常或事故情况下有可靠的备用电源，并可实现自动切换。另外，外，还应保证异常或事故情况下有可靠的备用电源，并可实现自动切换。另外，由于厂用电系统负荷种类复杂、供电回路多，电压变化频繁，波动大，运行方式由于厂用电系统负荷种类复杂、供电回路多，电压变化频繁，波动大，运行方式

8、的变化多样，要求无论在正常、事故、检修以及机组启停情况下均能灵活地调整的变化多样，要求无论在正常、事故、检修以及机组启停情况下均能灵活地调整运行方式，可靠、不间断地实现厂用负荷的供电。运行方式，可靠、不间断地实现厂用负荷的供电。(2) (2) 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。(3) (3) 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。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。(4)(4)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，

9、启动使切换操作简便，启动( (备用备用) )电源能在短时间内投入。电源能在短时间内投入。(5) (5) 供电电源应尽量与电力系统保持紧密的联系。当机组无法取得正常的工作电源供电电源应尽量与电力系统保持紧密的联系。当机组无法取得正常的工作电源时，应尽量从电力系统取得备用电源，这样可以保证其与电气主接线形成一个时，应尽量从电力系统取得备用电源，这样可以保证其与电气主接线形成一个整体，一旦机组故障时，以便从系统倒送厂用电。整体，一旦机组故障时，以便从系统倒送厂用电。(6) (6) 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

10、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。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。 厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转； 接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求； 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，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单；电系统发生故

11、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； 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先进性；设备，使厂用电接线具有可行性和先进性； 在设计厂用电系统接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂在设计厂用电系统接线时，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题进行分析和论证。用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。 厂用电的电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电厂用电的电压等级是根据发电

12、机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。 为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。在发为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。在发电厂中，低压厂用电压常采用电厂中，低压厂用电压常采用380V380V，高压厂用电压有，高压厂用电压有3kV3kV、6kV6kV、10kV10kV等。在等。在满足技术要求的前提下，优先采用较低的电压，以获得较高的经济效益；大容量满足技术要求的前提下，优先采用较低的电压，以获得较高的经济效益；大容量的电动机采用较低电压时往往

13、并不经济。为了正确选择高压厂用电的电压等级，的电动机采用较低电压时往往并不经济。为了正确选择高压厂用电的电压等级，需进行技术经济论证。需进行技术经济论证。 （1 1）发电机组容量在）发电机组容量在60MW60MW及以下，发电机电压为及以下，发电机电压为10.5kV10.5kV，可采，可采用用3kV3kV作为高压厂用电压；发电机电压为作为高压厂用电压；发电机电压为6.3kV6.3kV，可采用，可采用6kV6kV作为作为高压厂用电压；高压厂用电压；（2 2）当容量在）当容量在100300MW100300MW时，宜选用时，宜选用6kV6kV作为高压厂用电压；作为高压厂用电压；（3 3）当容量在）当容

14、量在600MW600MW以上时，经技术经济比较，可采用以上时，经技术经济比较，可采用6kV6kV一级一级电压，也可采用电压，也可采用3kV3kV和和10kV10kV两级电压作为高压厂用电压。两级电压作为高压厂用电压。 发电厂中拖动各种厂用机械设备的电动机，容量相差悬殊，从发电厂中拖动各种厂用机械设备的电动机，容量相差悬殊，从数千瓦到数千千瓦，而且与电动机的电压和容量有关。在满足技术数千瓦到数千千瓦，而且与电动机的电压和容量有关。在满足技术要求的前提下，优先采用较低电压的电动机，以获得较高的经济效要求的前提下，优先采用较低电压的电动机，以获得较高的经济效益；因为高压电动机，制造容量大、绝缘等级高

15、、磁路较长、尺寸益；因为高压电动机，制造容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、价格高、空载和负载损耗均较大，效率较低。但是，结合厂较大、价格高、空载和负载损耗均较大，效率较低。但是，结合厂用电供电网络综合考虑，电压等级较高时，可选择截面较小的电缆用电供电网络综合考虑，电压等级较高时，可选择截面较小的电缆或导线，不仅节省有色金属，还能降低供电网络的投资。或导线，不仅节省有色金属，还能降低供电网络的投资。 火力发电厂采用火力发电厂采用3kV3kV、6kV6kV和和10kV10kV作为高压厂用电压，其特作为高压厂用电压，其特点分述如下：点分述如下： 3kV3kV电动机效率比电动机效率比6kV6kV

16、电动机约高电动机约高1%15%1%15%，价格约低，价格约低20%20%； 将将100kW100kW及以上的电动机接到及以上的电动机接到3kV3kV电压母线上，电压母线上，100kW100kW以下的电以下的电动机一般采用动机一般采用380V380V，可使低压厂用变压器容量和台数减少；，可使低压厂用变压器容量和台数减少；由于减少了由于减少了380V380V电动机数量，使较大截面的电缆数量减少，从而电动机数量，使较大截面的电缆数量减少，从而减少了有色金属消耗量。由于减少了减少了有色金属消耗量。由于减少了380V380V电动机数量，使较大截面电动机数量，使较大截面的电缆数量减少，从而减少了有色金属消

17、耗量。的电缆数量减少，从而减少了有色金属消耗量。 6kV6kV电动机的功率可制造得较大，电动机的功率可制造得较大，200kW200kW以上的电动机采用以上的电动机采用6kV6kV电压供电，以满足大容量负荷要求；电压供电，以满足大容量负荷要求； 6kV6kV厂用电系统与厂用电系统与3kV3kV厂用电系统相比，不仅节省有色金属及费厂用电系统相比，不仅节省有色金属及费用，而且短路电流亦较小；用，而且短路电流亦较小； 发电机电压若为发电机电压若为6kV6kV时，可以省去高压厂用变压器，直接由发电时，可以省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经电抗器供厂用电，以防止厂用电系统故障直接威胁主机电压母线经

18、电抗器供厂用电，以防止厂用电系统故障直接威胁主系统并限制其短路电流。系统并限制其短路电流。 10kV10kV电动机的功率可制造得更大一些，以满足大容量负荷，例电动机的功率可制造得更大一些，以满足大容量负荷，例如如2000kW2000kW以上大容量电动机的要求；以上大容量电动机的要求； 1000kW1000kW以上的电动机采用以上的电动机采用10kV10kV电压供电，比较经济合理；电压供电，比较经济合理； 适用于适用于300MW300MW以上大容量发电机组，但不能为单一的高压厂用以上大容量发电机组，但不能为单一的高压厂用电压，因为它不能满足全厂所有高压电动机的要求。电压，因为它不能满足全厂所有高

19、压电动机的要求。 （1 1）300MW300MW汽轮发电机组的厂用电压分为两级，高压为汽轮发电机组的厂用电压分为两级，高压为6kV6kV，低压为，低压为380V380V。 （2 2）600MW600MW汽轮发电机组的厂用电压，有如下两种方案：汽轮发电机组的厂用电压，有如下两种方案： 方案方案1 1。采用。采用6kV6kV和和380V380V两个电压等级。两个电压等级。200kW200kW及以上的电动机采用及以上的电动机采用6kV6kV电压电压供电，供电，200kW200kW以下的电动机采用以下的电动机采用380V380V电压供电。电压供电。 方案方案 2 2。采用。采用10kV10kV、3kV

20、3kV和和380V380V三个电压等级。三个电压等级。1800kW1800kW以上的电动机采用以上的电动机采用10kV10kV电压供电，电压供电，2001800kW2001800kW的电动机由的电动机由3kV3kV电压供电，电压供电，200kW200kW以下的电动机以下的电动机采用采用380V380V电压供电。电压供电。 上述方案上述方案1 1采用一个采用一个6kV6kV等级的厂用高压，而方案等级的厂用高压，而方案2 2采用采用10kV10kV和和3kV3kV两个等级两个等级的厂用高压。原则上前者可使厂用电系统简化，设备较少，但许多的厂用高压。原则上前者可使厂用电系统简化，设备较少，但许多20

21、00kW2000kW以上以上大容量电动机接在大容量电动机接在6kV6kV母线上，也会带来设备选择和运行方面的问题。母线上，也会带来设备选择和运行方面的问题。 600MW600MW机组厂用电压等级采用何种方案，应经过综合比较后确定。机组厂用电压等级采用何种方案，应经过综合比较后确定。 （3 3）1000MW1000MW汽轮发电机组的高压厂用电压等级。汽轮发电机组的高压厂用电压等级。 目前在建和已建的目前在建和已建的1000MW1000MW机组中，可归纳出以下机组中，可归纳出以下4 4种方案：种方案：方案方案1 1（6kV 6kV 一级电压）；方案一级电压）；方案2 2（10kV10kV和和6 k

22、V 6 kV 二级电压）；方案二级电压）；方案3 3（10kV10kV和和3kV 3kV 二级电压）；方案二级电压）；方案4 4（10kV 10kV 一级电压）。一级电压）。 高压厂用电压等级采用上述高压厂用电压等级采用上述4 4种方案中的哪一种，在设计时应种方案中的哪一种，在设计时应经过短路电流计算、电动机启动电压校验、变压器阻抗选择以及经经过短路电流计算、电动机启动电压校验、变压器阻抗选择以及经济比较后确定。济比较后确定。 在上述在上述4 4种方案中，低压厂用电压等级均采用种方案中，低压厂用电压等级均采用380V380V。 （4 4）水力发电厂的厂用电压等级。对水力发电厂，由于水轮发电）水

23、力发电厂的厂用电压等级。对水力发电厂，由于水轮发电机组辅助设备使用的电动机容量均不大，通常只设机组辅助设备使用的电动机容量均不大，通常只设380V380V一种厂用电一种厂用电压等级，由动力和照明公用的三相四线制系统供电。大型水力发电压等级，由动力和照明公用的三相四线制系统供电。大型水力发电厂中，在坝区和水利枢纽装设有大型机械，如船闸或升船机、闸门厂中，在坝区和水利枢纽装设有大型机械，如船闸或升船机、闸门启闭装置等，这些设备距主厂房较远，需在那里设专用变压器，采启闭装置等，这些设备距主厂房较远，需在那里设专用变压器，采用用6kV6kV或或10kV10kV供电。供电。 高压（高压（3kV3kV、6

24、kV6kV、10kV10kV）厂用电系统中性点接地方式的选）厂用电系统中性点接地方式的选择，与接地电容电流的大小有关：当接地电容电流小于择，与接地电容电流的大小有关：当接地电容电流小于10A10A时，可时，可采用不接地方式，也可采用高电阻接地方式；当接地电容电流大于采用不接地方式，也可采用高电阻接地方式；当接地电容电流大于10A10A时，可采用经消弧线圈或消弧线圈并联高电阻的接地方式。一时，可采用经消弧线圈或消弧线圈并联高电阻的接地方式。一般发电厂的高压厂用电系统多采用中性点经高电阻接地方式。上述般发电厂的高压厂用电系统多采用中性点经高电阻接地方式。上述中性点接地方式的特点和适用范围叙述如下：

25、中性点接地方式的特点和适用范围叙述如下：（1 1）中性点不接地方式。）中性点不接地方式。当高压厂用电系统发生单相接地故障时，流过短当高压厂用电系统发生单相接地故障时，流过短路点的电流为电容性电流，且三相线电压基本平衡。若单相接地电容电路点的电流为电容性电流，且三相线电压基本平衡。若单相接地电容电流小于流小于10A10A时，允许继续运行时，允许继续运行2h2h，为处理故障争取了时间；若厂用电系，为处理故障争取了时间；若厂用电系统单相接地电容电流大于统单相接地电容电流大于10A10A时，接地处的电弧不能自动熄灭，将产生较时，接地处的电弧不能自动熄灭，将产生较高的电弧接地过电压（可达额定相电压的高的

26、电弧接地过电压（可达额定相电压的3.553.55倍）并易发展成为多相短倍）并易发展成为多相短路，故接地保护应动作于跳闸，中断对厂用设备的供电。这种中性点不路，故接地保护应动作于跳闸，中断对厂用设备的供电。这种中性点不接地方式曾广泛应用于火力发电机组的高压厂用电系统，今后仍会在接接地方式曾广泛应用于火力发电机组的高压厂用电系统，今后仍会在接地电容电流小于地电容电流小于10A10A的高压厂用电系统中采用。的高压厂用电系统中采用。 （2 2）中性点经高电阻接地方式）中性点经高电阻接地方式。高压厂用电系统的中性点经过适当。高压厂用电系统的中性点经过适当的电阻接地，可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍

27、数不超过的电阻接地，可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数不超过额定相电压的额定相电压的2.62.6倍，避免故障扩大。常采用二次侧接电阻的配电变倍，避免故障扩大。常采用二次侧接电阻的配电变压器接地方式，无需设置大电阻器就可达到预期的目的。当发生单压器接地方式，无需设置大电阻器就可达到预期的目的。当发生单相接地故障时，短路点流过固定的电阻性电流，有利于馈线的零序相接地故障时，短路点流过固定的电阻性电流，有利于馈线的零序保护动作。中性点经高电阻接地方式适用于高压厂用电系统接地电保护动作。中性点经高电阻接地方式适用于高压厂用电系统接地电容电流小于容电流小于10A10A，且为了降低间歇性弧光接地过电

28、压水平和便于寻，且为了降低间歇性弧光接地过电压水平和便于寻找接地故障点的情况。找接地故障点的情况。 （3 3）中性点经消弧线圈接地方式）中性点经消弧线圈接地方式。在这种接地方式下，厂用电系统发生单相接。在这种接地方式下，厂用电系统发生单相接地故障时，中性点的位移电压产生感性电流流过接地点，补偿电容电流，将接地地故障时，中性点的位移电压产生感性电流流过接地点，补偿电容电流，将接地点的综合电流限制到点的综合电流限制到10A10A以下，达到自动熄弧、继续供电的目的。为了提高接地以下，达到自动熄弧、继续供电的目的。为了提高接地保护的灵敏度和选择性，通常在消弧线圈二次侧并联电阻。当机组的负荷变化时，保护

29、的灵敏度和选择性，通常在消弧线圈二次侧并联电阻。当机组的负荷变化时，需改变消弧线圈的分接头以适应厂用电系统电容电流的变化，但消弧线圈变比的需改变消弧线圈的分接头以适应厂用电系统电容电流的变化，但消弧线圈变比的变化又改变了接地点的电流值。为了保持接地故障电流不变，必须相应地调节二变化又改变了接地点的电流值。为了保持接地故障电流不变，必须相应地调节二次侧的电阻，所以二次侧电阻应有与消弧线圈分接头相匹配的调节分接头。这一次侧的电阻，所以二次侧电阻应有与消弧线圈分接头相匹配的调节分接头。这一接地方式运行比较复杂，要增加接地设备投资，而且接地保护也比较复杂，适用接地方式运行比较复杂，要增加接地设备投资，

30、而且接地保护也比较复杂，适用于大机组高压厂用电系统接地电容电流大于于大机组高压厂用电系统接地电容电流大于10A10A的情况。的情况。 低压厂用电系统中性点接地方式主要有中性点不接地或中性点经高电阻接地低压厂用电系统中性点接地方式主要有中性点不接地或中性点经高电阻接地和中性点直接接地两种接地方式。和中性点直接接地两种接地方式。 （1 1）中性点不接地或中性点经高电阻接地方式。）中性点不接地或中性点经高电阻接地方式。接地电阻值的大小以满足所选接地电阻值的大小以满足所选用的接地指示装置动作为原则，但不应超过电动机带单相接地运行的允许电流值用的接地指示装置动作为原则，但不应超过电动机带单相接地运行的允

31、许电流值（一般按（一般按10A10A考虑）。在低压厂用电系统中，发生单相接地故障时能继续运行一考虑）。在低压厂用电系统中，发生单相接地故障时能继续运行一段时间，可以避免开关立即跳闸和电动机停运，也防止了由于熔断器一相熔断所段时间，可以避免开关立即跳闸和电动机停运，也防止了由于熔断器一相熔断所造成的电动机两相运转，提高了低压厂用电系统的运行可靠性。但是，采用中性造成的电动机两相运转，提高了低压厂用电系统的运行可靠性。但是，采用中性点不接地方式后，使用电压为点不接地方式后，使用电压为220V220V的设备必须另设的设备必须另设380/220V380/220V的、中性点接地的的、中性点接地的隔离变压

32、器，增加了损耗和电压波动的几率。隔离变压器，增加了损耗和电压波动的几率。 （2 2）中性点直接接地方式）中性点直接接地方式。在低压厂用电系统中，发生单相接地故障时，中性。在低压厂用电系统中，发生单相接地故障时，中性点不发生位移，防止了相电压出现不对称和超过点不发生位移，防止了相电压出现不对称和超过250V250V，保护装置立即动作于跳闸。，保护装置立即动作于跳闸。低压厂用网络比较简单，动力和照明、检修网络可以共用，但照明、检修回路的低压厂用网络比较简单，动力和照明、检修网络可以共用，但照明、检修回路的故障往往危及动力回路的正常运行，降低了厂用电系统的可靠性；同时，故障往往危及动力回路的正常运行

33、，降低了厂用电系统的可靠性；同时，100kW100kW以上的低压电动机启动时，会使灯光变暗，高压荧光灯可能由于电压降低而熄灭以上的低压电动机启动时，会使灯光变暗，高压荧光灯可能由于电压降低而熄灭（重燃需历时（重燃需历时610min610min），影响工作。对于采用熔断器保护的电动机，由于一相），影响工作。对于采用熔断器保护的电动机，由于一相熔丝熔断，电动机会因二相运行而烧坏。熔丝熔断，电动机会因二相运行而烧坏。 发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作状态的要求，除应具发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作状态的要求，除应具有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故

34、保安电源。一般电厂有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。一般电厂中，都以启动电源兼作备用电源。中，都以启动电源兼作备用电源。 发电厂的厂用工作电源，是保证正常运行的基本电源。通常，工作电源应不少发电厂的厂用工作电源，是保证正常运行的基本电源。通常，工作电源应不少于两个。于两个。(1)(1)高压高压 当主接线具有发电机电压母线时，则高压厂用工作电源（厂用变压器或厂用当主接线具有发电机电压母线时，则高压厂用工作电源（厂用变压器或厂用电抗器）一般直接从母线上引接，如图电抗器）一般直接从母线上引接，如图5-15-1（a a）所示；）所示； 当发电机和主变压器为单元接线时，则厂用

35、工作电源从主变压器的低压侧引接，如图当发电机和主变压器为单元接线时，则厂用工作电源从主变压器的低压侧引接，如图5-1（b）所示。）所示。 图图5-1 高压厂用工作电源的引接方式高压厂用工作电源的引接方式（a）从发电机电压母线上引接；（）从发电机电压母线上引接；（b）从主变压器低压侧引接）从主变压器低压侧引接 厂用分支上一般都应装设高压断路器。该断路器应按发电机端短路进行选择，其开断厂用分支上一般都应装设高压断路器。该断路器应按发电机端短路进行选择，其开断电流可能比发电机出口处断路器的还要大，对大容量机组可能选不到合适的断路器，可加电流可能比发电机出口处断路器的还要大，对大容量机组可能选不到合适

36、的断路器，可加装电抗器或选低压分裂绕组变压器，以限制短路电流。如仍选不出时，对装电抗器或选低压分裂绕组变压器，以限制短路电流。如仍选不出时，对125MW125MW及以下及以下机组，一般可在厂用分支上按额定电流装设断路器、隔离开关或连接片，此时若发生故障，机组，一般可在厂用分支上按额定电流装设断路器、隔离开关或连接片，此时若发生故障，应立刻停机；对于应立刻停机；对于200MW200MW及以上的机组，厂用分支都采用分相封闭母线，故障率较小，及以上的机组，厂用分支都采用分相封闭母线，故障率较小，可不装断路器和隔离开关，但应有可拆连接点，以供检修和调试用，这时，在变压器低压可不装断路器和隔离开关，但应

37、有可拆连接点，以供检修和调试用，这时，在变压器低压侧务必装设断路器。侧务必装设断路器。 (2)(2)低压厂用工作电源低压厂用工作电源，由高压厂用母线通过低压厂用变压器引接。若高压厂用电设有，由高压厂用母线通过低压厂用变压器引接。若高压厂用电设有10kV10kV和和3kV3kV两个电压等级，则低压厂用工作电源一般从两个电压等级，则低压厂用工作电源一般从10kV10kV厂用母线引接。厂用母线引接。 厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在

38、用。备用电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得厂用电源。全厂停电情况下仍能从系统取得厂用电源。 启动电源一般是指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供电的工况下启动电源一般是指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供电的工况下为该机组的厂用负荷提供电源。因此，启动电源实质上也是一个备用电源。我国为该机组的厂用负荷提供电源。因此，启动电源实质上也是一个备用电源。我国目前对目前对200MW200MW以上大型发电机组，为了确保机组安全和厂用电的可靠才设置厂以上大型发电机组，为了确保机组安全和厂用电的可靠才设置厂用启动电源，且以启动电源兼作事故备用

39、电源，统称启动用启动电源，且以启动电源兼作事故备用电源，统称启动/ /备用电源。备用电源。 启动启动/ /备用电源的引接应保证其独立性，并且具有足够的供电容量，以下是最常备用电源的引接应保证其独立性，并且具有足够的供电容量，以下是最常用的引接方式：用的引接方式：（1 1）从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器（或电抗器）引接。）从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器（或电抗器）引接。（2 2）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）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。足够的电源容量。（3 3）从与

40、电力系统联系紧密、供电最可靠的一级电压母线引接。这样，有可能因采）从与电力系统联系紧密、供电最可靠的一级电压母线引接。这样，有可能因采用变比较大的启动用变比较大的启动/ /备用变压器，增大高压配电装置的投资而致经济性较差，但可靠备用变压器，增大高压配电装置的投资而致经济性较差，但可靠性较高。性较高。（4 4）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）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。电源或启动电源。 厂用电源的备用方式有厂用电源的备用方式有“明备用明备用”或或“暗备用暗备用”两种。两种。 明备用明备用 指在正常运行中

41、全厂专设一台平时不工作的厂用变压器作为指在正常运行中全厂专设一台平时不工作的厂用变压器作为备用电源，当任一台厂用工作变压器检修或故障以及机、炉起停备用电源，当任一台厂用工作变压器检修或故障以及机、炉起停用时，可将厂用备用变压器投入，以保持厂用电设备的正常工作。用时，可将厂用备用变压器投入，以保持厂用电设备的正常工作。适合大型火电厂采用，可使工作变压器容量小（备用变压器容量适合大型火电厂采用，可使工作变压器容量小（备用变压器容量与最大一台工作变压器容量相同），有利于经济运行，投资少。与最大一台工作变压器容量相同），有利于经济运行，投资少。但需装设备用电源自动投入装置。但需装设备用电源自动投入装置

42、。暗备用暗备用 不设专用的备用变压器，而是当厂用工作变压器成对出现时，不设专用的备用变压器，而是当厂用工作变压器成对出现时，将每台工作变压器的容量加大。正常运行时不满载，互为备用状将每台工作变压器的容量加大。正常运行时不满载，互为备用状态。不应装设备用电源自动投入装置。态。不应装设备用电源自动投入装置。 适合水电厂采用，虽然工作变压器容量比明备用时大。但是适合水电厂采用，虽然工作变压器容量比明备用时大。但是由于水电厂用电率不高，故运行损耗不大，该方式但节省了明备由于水电厂用电率不高，故运行损耗不大，该方式但节省了明备用所需的配电装置与占地，有利于水电厂地形有限的设备布置。用所需的配电装置与占地

43、，有利于水电厂地形有限的设备布置。 对对200MW200MW及以上的大容量机组，当厂用工作电源和备用电源都消失时，为及以上的大容量机组，当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保在严重事故状态下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电，应设置事故确保在严重事故状态下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源，以保证事故保安负荷，如润滑油泵、密封油泵、热工仪表及自动装置、保安电源，以保证事故保安负荷，如润滑油泵、密封油泵、热工仪表及自动装置、盘车装置、顶轴油泵、事故照明和计算机等设施的连续供电。盘车装置、顶轴油泵、事故照明和计算机等设施的连续供电。 事故保安电源必须是一种独立而又十分

44、可靠的电源，通常采用快速自动程序事故保安电源必须是一种独立而又十分可靠的电源，通常采用快速自动程序启动的柴油发电机组、蓄电池组以及逆变器将直流变为交流作为交流事故保安电启动的柴油发电机组、蓄电池组以及逆变器将直流变为交流作为交流事故保安电源。对源。对200MW200MW及以上机组还应由附近及以上机组还应由附近110kV110kV及以上的变电站或发电厂引入独立及以上的变电站或发电厂引入独立可靠专用线路，作为事故备用保安电源。可靠专用线路，作为事故备用保安电源。u 图图5-2所示为某发电厂所示为某发电厂200MW发电机组的事故保安电源接线示意图。发电机组的事故保安电源接线示意图。 事故保安电源通常

45、采用事故保安电源通常采用380/220V380/220V电压，每台机组设置一段事电压，每台机组设置一段事故保安母线，采用单母线接线。每故保安母线，采用单母线接线。每2 2台发电机组设置台发电机组设置1 1台柴油发电机台柴油发电机组作为事故保安电源。热工仪表及自动装置等要求连续供电的负荷，组作为事故保安电源。热工仪表及自动装置等要求连续供电的负荷，则由直流逆变器所连接的不停电母线（每台机组设置一段）供电，则由直流逆变器所连接的不停电母线（每台机组设置一段）供电，其电压为其电压为220V220V。 对于对于1000MW1000MW发电机组，每台机组设置一台快速启动的柴油发电机组，每台机组设置一台快

46、速启动的柴油发电机组，作为本机的事故保安电源。每台机组设置二段发电机组，作为本机的事故保安电源。每台机组设置二段380V380V事故事故保安母线，正常运行时分别由低压工作电源供电，事故时由柴油发保安母线，正常运行时分别由低压工作电源供电，事故时由柴油发电机组供电。电机组供电。 （1 1）高、低压厂用母线常采用单母线接线形式，并以成套配电装置接受）高、低压厂用母线常采用单母线接线形式，并以成套配电装置接受和分配电能。和分配电能。 （2 2）火电厂的高压厂用母线一般都采用）火电厂的高压厂用母线一般都采用“按炉分段按炉分段”。 （3 3）低压）低压380380220V220V厂用母线，大型火电厂及水

47、电厂中一般按炉分段厂用母线，大型火电厂及水电厂中一般按炉分段或按水轮机组分段；中、小型电厂中，全厂分为两段或三段。或按水轮机组分段；中、小型电厂中，全厂分为两段或三段。 （4 4）200MW200MW及以上大容量机组当采用集中供电方式合理时，可设立高及以上大容量机组当采用集中供电方式合理时，可设立高压公用母段。压公用母段。 （5 5）老式的低压厂用电系统采用中央配电屏车间配电盘动力箱的组）老式的低压厂用电系统采用中央配电屏车间配电盘动力箱的组合方式。合方式。 （6 6）大容量机组新型的低压厂用电系统采用）大容量机组新型的低压厂用电系统采用动力中心（动力中心（pcpc）电动机）电动机控制中心控制

48、中心(MCC)(MCC)的组合方式的组合方式 。 （7 7）对厂用电动机的供电方式分个别供电和成组供电。）对厂用电动机的供电方式分个别供电和成组供电。 （8 8）容量）容量400L400Lh h及以上的锅炉有两段高、低压厂用母线。及以上的锅炉有两段高、低压厂用母线。 （a a）一炉一段，有专用备用电源）一炉一段，有专用备用电源（b b）一炉两段，由变压器供电；）一炉两段，由变压器供电；（c c）用断路器分成两个半段；）用断路器分成两个半段；（d d）用两组隔离开关分成两个半段）用两组隔离开关分成两个半段（e e）用两组隔离开关分成两个半段）用两组隔离开关分成两个半段（f f）两段经断路器连接，

49、互为备用）两段经断路器连接，互为备用（g g）两段隔离开关连接）两段隔离开关连接 厂用电各级电压母线均采用按锅炉分段接线方式，具有下列特点：厂用电各级电压母线均采用按锅炉分段接线方式，具有下列特点： 若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响范围局限在一机一炉；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，有利于电气设备的选择；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； 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

50、检修。检修。 随着发电机组容量的不断增大，汽轮机辅机的容量也越来越大，随着发电机组容量的不断增大，汽轮机辅机的容量也越来越大，如射水泵、凝结水泵等设备都进入了高压厂用负荷的范畴。加之大如射水泵、凝结水泵等设备都进入了高压厂用负荷的范畴。加之大容量机组都实行机、炉单元集中控制，所以容量机组都实行机、炉单元集中控制，所以“按锅炉分段按锅炉分段”的原则，的原则，实际已是实际已是“按机组分段按机组分段”了。了。 厂用电接线方式合理与否，对机、炉、电的辅机以及整个发电厂的运行可靠厂用电接线方式合理与否，对机、炉、电的辅机以及整个发电厂的运行可靠性有很大影响。厂用电接线应保证厂用供电的连续性，使发电厂能安

51、全满发，并性有很大影响。厂用电接线应保证厂用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可靠、灵活方便等要求。满足运行安全可靠、灵活方便等要求。( (一）一）300MW300MW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 300MW300MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的有两种接线方案，如图汽轮发电机组高压厂用电系统常用的有两种接线方案，如图5-35-3所示。图所示。图5-35-3（a a）所示方案）所示方案1 1，不设，不设6kV6kV公用负荷母线段，将全厂公用负荷（公用负荷母线段，将全厂公用负荷（如输煤、除灰、化水等）分别接在各机组如输煤、除灰、化水等）分别接在各机组A A

52、、B B段母线上；段母线上；u图图5-35-3（a a）所示方案）所示方案1 1，不设，不设6kV6kV公用负荷母线段，将全厂公用负荷（如输煤、除灰、公用负荷母线段，将全厂公用负荷（如输煤、除灰、化水等）分别接在各机组化水等）分别接在各机组A A、B B段母线上；段母线上；u图图5-35-3（b b）所示方案）所示方案2 2，单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电，该公，单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电，该公用负荷母线段正常由启动备用变压器供电。用负荷母线段正常由启动备用变压器供电。u （a a）图所示方案）图所示方案1 1的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上，供电

53、可靠性高、的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上，供电可靠性高、投资省，但也由于公用负荷分接于各机组工作母线上，机组工作母线清扫时，将投资省，但也由于公用负荷分接于各机组工作母线上，机组工作母线清扫时，将影响公用负荷的备用。另外，由于公用负荷分接于两台机组的工作母线上，因此，影响公用负荷的备用。另外，由于公用负荷分接于两台机组的工作母线上，因此，在机组在机组G1G1发电时，必须也安装好机组发电时，必须也安装好机组G2G2的的6kV6kV厂用配电装置，并由启动厂用配电装置，并由启动/ /备用变备用变压器供电。压器供电。u （b)b)图所示方案图所示方案2 2的优点：公用负荷集中，无过渡问题，各单

54、元机组独立性强，的优点：公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独立性强，便于各机组厂用母线清扫。便于各机组厂用母线清扫。u 其缺点：由于公用负荷集中，并因启动其缺点：由于公用负荷集中，并因启动/ /备用变压器要用工作变压器作备用备用变压器要用工作变压器作备用（若无第二台启动（若无第二台启动/ /备用变压器作备用时），故工作变压器也要考虑在启动备用变压器作备用时），故工作变压器也要考虑在启动/ /备用备用变压器检修或故障时带公用负荷母线段运行。因此，启动变压器检修或故障时带公用负荷母线段运行。因此，启动/ /备用变压器和工作变备用变压器和工作变压器均较方案压器均较方案1 1变压器分支的容量大，配电

55、装置也增多，投资较大。变压器分支的容量大，配电装置也增多，投资较大。 u 300MW汽轮发电机组厂用电接线举例。某厂厂用电接线如图汽轮发电机组厂用电接线举例。某厂厂用电接线如图5-4所示。所示。厂用电压共分两厂用电压共分两级，高压为级，高压为6kV，低压为，低压为380/220V，不设全厂，不设全厂6kV公用厂用母线。公用厂用母线。图图5-4 300MW汽轮发电机组厂用电系统接线图汽轮发电机组厂用电系统接线图 u 每台每台300MW汽轮发电机从各单元机组的变压器低压侧接引一台高压厂用工作变压器作汽轮发电机从各单元机组的变压器低压侧接引一台高压厂用工作变压器作为为6kV厂用电系统的工作电源。为了

56、限制短路电流，选用分裂绕组变压器，启动厂用电系统的工作电源。为了限制短路电流，选用分裂绕组变压器，启动/备用变压备用变压器引自升高电压用线，采用明备用。器引自升高电压用线，采用明备用。 600MW600MW机组单元高压厂用电系统的接线，与采用的电压等级数、厂用工作机组单元高压厂用电系统的接线，与采用的电压等级数、厂用工作变压器的型式和台数、启动备用变压器的型式和台数、启动备用变压器平时是否变压器的型式和台数、启动备用变压器的型式和台数、启动备用变压器平时是否带公用负荷等因素有关。带公用负荷等因素有关。 600MW600MW机组通常都为机组通常都为一机一炉一机一炉单元设置，采用机、炉、电为一单元

57、的控单元设置，采用机、炉、电为一单元的控制方式，因此，厂用电系统也必须按单元设置，各台机组单元（包括机、炉、电）制方式，因此，厂用电系统也必须按单元设置，各台机组单元（包括机、炉、电）的厂用电系统必须是独立的，而且采用的厂用电系统必须是独立的，而且采用单母线多分段（两段或四段）接线单母线多分段（两段或四段）接线供电。供电。 600MW600MW机组高压厂用电系统有下述两种接线形式。机组高压厂用电系统有下述两种接线形式。 方案方案1 1。高压厂用电采用。高压厂用电采用6kV6kV一个电压等级。如图一个电压等级。如图5-55-5所示，高压厂用电压采所示，高压厂用电压采用用6kV6kV，设置一台高压

58、厂用三相三绕组（或分裂绕组）工作变压器，设置一台高压厂用三相三绕组（或分裂绕组）工作变压器T1ABT1AB、两台、两台三相双绕组启动三相双绕组启动/ /备用变压器备用变压器TfalTfal、Tfa2Tfa2，启动，启动/ /备用变压器平时带公用负荷。备用变压器平时带公用负荷。 图图5-5 600MW机组高压机组高压厂用电厂用电6KV系统系统接线接线 高压厂用电采用高压厂用电采用6kV6kV电压等级接线的主要特点是：电压等级接线的主要特点是： （1 1）机组单元（机、炉、电）厂用负荷由两段高压厂用母线（）机组单元（机、炉、电）厂用负荷由两段高压厂用母线（1A1A和和1B1B）分担。正）分担。正常

59、运行时由高压厂用工作变压器供电，将双套或更多套设备均匀地分接在两段母线常运行时由高压厂用工作变压器供电，将双套或更多套设备均匀地分接在两段母线上，以提高供电可靠性。高压厂用工作变压器不带公用负荷，故其容量较小。上，以提高供电可靠性。高压厂用工作变压器不带公用负荷，故其容量较小。（2 2）公用负荷由两段厂用公用母线（）公用负荷由两段厂用公用母线（C1C1和和C2C2）分担。正常运行时，两台启动）分担。正常运行时，两台启动/ /备用变压器各带一段公用母线（亦称公用段），两段公用母线分开运行。由于启备用变压器各带一段公用母线（亦称公用段），两段公用母线分开运行。由于启动动/ /备用变压器常带公用负荷

60、，故又称其为公用备用变压器。备用变压器常带公用负荷，故又称其为公用备用变压器。（3 3）当一台启动）当一台启动/ /备用变压器停役或由于其他设备有异常使一台启动备用变压器停役或由于其他设备有异常使一台启动/ /备用变压备用变压器不能运行时，可由另一台启动器不能运行时，可由另一台启动/ /备用变压器带两段公用母线。因此，对公用负备用变压器带两段公用母线。因此，对公用负荷而言，荷而言，2 2台启动台启动/ /备用变压器是互为备用的电源。备用变压器是互为备用的电源。 方案方案2 2。高压厂用电采用。高压厂用电采用10kV10kV和和3kV3kV两个电压等级。如图两个电压等级。如图5-65-6所示，每