第5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 学习目的：学习目的： 通过本章的学习，掌握厂用电率、厂用电负通过本章的学习，掌握厂用电率、厂用电负荷分类以及对厂用电接线的基本要求和厂用电接荷分类以及对厂用电接线的基本要求和厂用电接线设计原则，了解不同类型发电厂的厂用电接线线设计原则，了解不同类型发电厂的厂用电接线及特点。及特点。第一节第一节 概述概述 现代的火力发电厂和水力发电厂的生产过程完全现代的火力发电厂和水力发电厂的生产过程完全是机械化和自动化的，因此需要许多机械为发电厂的是机械化和自动化的，因此需要许多机械为发电厂的主要设备主要设备(锅炉、汽轮机或概机、发电机锅炉、汽轮机或概机、发电机

2、)和辅助设和辅助设备服务，这些机械就称为厂用机械。备服务，这些机械就称为厂用机械。 火力发电厂中所用的厂用机械要比水力发电厂多。火力发电厂中所用的厂用机械要比水力发电厂多。一、厂用机械一、厂用机械1火力发电厂的厂用机械火力发电厂的厂用机械 煤场中用来卸煤或在煤场范围内运煤的机械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。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：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。如加煤斗升降机、链斗运煤机、输煤皮带等。3) 碎煤机械碎煤机械： 如煤筛和碎煤机。

3、如煤筛和碎煤机。4) 制造煤粉的机械制造煤粉的机械： 给煤机、磨煤机、排粉机，螺旋输粉机等。给煤机、磨煤机、排粉机，螺旋输粉机等。 1火力发电厂的厂用机械火力发电厂的厂用机械5) 为锅炉服务的机械为锅炉服务的机械： 如给粉机、鼓风机、引风机、给水泵、除灰泵等。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：为汽轮发电机组服务的机械： 如凝结水泵，循环水泵等。如凝结水泵，循环水泵等。7) 为变压器冷却服务的机械为变压器冷却服务的机械： 如通风机、油泵、水泵等。如通风机、油泵、水泵等。8) 供热装置的机械供热装置的机械： 如加热网给水泵、凝结水泵等。如加热网给水泵、凝结

4、水泵等。1火力发电厂的厂用机械火力发电厂的厂用机械9) 其它辅助机械：其它辅助机械： 如油泵、消防泵、疏水泵，生产场所的通风机、如油泵、消防泵、疏水泵，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、电除尘器，蓄电池组充电用的充电机组或整流设备、发电机的备用励滋机等。发电机的备用励滋机等。10) 其它辅助车间用的机械：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。如化学车间、修配场、仓库等方面的机械等。2水电厂的厂用机械水电厂的厂用机械 1) 为水轮机和发电机服务的机械：为水轮机和发电机服务的机械： 如机组的调速和润滑系统的油泵发电机冷却系统和机组润滑如机组的

5、调速和润滑系统的油泵发电机冷却系统和机组润滑 系统中的水泵等。系统中的水泵等。 2) 为变压器冷却服务的机械：为变压器冷却服务的机械： 如通风机、油泵、水泵等。如通风机、油泵、水泵等。 3) 为堤坝、进水管、发电机间等服务的机械为堤坝、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。如起重机、卷扬机、行车、电梯等。 4) 辅助设备的机械：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。设备、备用励磁机等。二、厂用电二、厂用电1、厂用电的概念：、厂用电的概念：发电厂中所有厂用负荷总的耗电量

6、，称厂用电。发电厂中所有厂用负荷总的耗电量，称厂用电。2、厂用电率、厂用电率厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数，厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。称为厂用电率。在额定工况下，厂用电率可用下式估算：在额定工况下，厂用电率可用下式估算：%100AAKppKp厂用电率（）厂用电率（） AP厂用电的耗电量。厂用电的耗电量。A 同一时期内全厂总发电量。同一时期内全厂总发电量。 各种类型发电厂厂用电率：各种类型发电厂厂用电率：一般情况下：一般情况下： 凝汽式电厂凝汽式电厂厂用电率为厂用电率为5%8%。热电厂热电厂为为810，水电厂水电厂为为0.51。降低厂用电率可以

7、降低电能成本、同时相对地降低厂用电率可以降低电能成本、同时相对地增大了对系统的供电量！增大了对系统的供电量！三、厂用电负荷的分类三、厂用电负荷的分类(1)I(1)I类负荷类负荷 指短时指短时( (手动切换恢复供电所需的时间手动切换恢复供电所需的时间) )停电将影响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度下降人身或设备安全，使机组运行停顿或发电量大幅度下降的负荷。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、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、润滑送风机、给粉机等，以及水力发电厂中的调速器、压油泵、

8、润滑油泵等。油泵等。 接有接有I I类负荷的高、低压厂用母线，应设置备用电源。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。当一个电源断电后。另一个电源就立即自动投入。(2)类负荷类负荷 指允许短时停电指允许短时停电( (如几秒至几分钟如几秒至几分钟) )，但较长时间停，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。电有可能损坏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、水轮机上和化学水处理设备等，以及水力发电厂中

9、的漏油泵、水轮机上盖排水泵、整流设备、吊车、照明设备等。盖排水泵、整流设备、吊车、照明设备等。 类负荷一般由两段母线供电，采用手动切换。类负荷一般由两段母线供电，采用手动切换。 (3) 类负荷类负荷 指长时间停电不会直接影响生产者。指长时间停电不会直接影响生产者。 如试验室和中央修配厂的用电设备等。如试验室和中央修配厂的用电设备等。 类负荷一般由一个电源供电，但大型发电厂中也类负荷一般由一个电源供电，但大型发电厂中也采用两回供电。采用两回供电。 （4）0类负荷（不停电负荷）类负荷（不停电负荷） 随着发电机组容量的增大及自动化水平的不断提高，随着发电机组容量的增大及自动化水平的不断提高，有些负荷

10、对电源可靠性的要求越来越高，如机组的有些负荷对电源可靠性的要求越来越高，如机组的计算机控制系统就要求电源的停电时间不超过计算机控制系统就要求电源的停电时间不超过5ms，否则就会造成数据遗失或生产设备失控，酿成严重否则就会造成数据遗失或生产设备失控，酿成严重后果。这类负荷称为后果。这类负荷称为0类负荷。类负荷。 此类负荷由一般的电源自动切换系统已无法满足此类负荷由一般的电源自动切换系统已无法满足要求，所以专门采用不停电电源（要求，所以专门采用不停电电源（UPS)供电供电（5）0类负荷（直流保安负荷）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、发电厂的继电保护和自动装置、信号设备

11、、控制设备以及汽轮机和给水泵的直流润滑油泵、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，称为直流保安负荷，或的直流负荷，称为直流保安负荷，或0类负荷。类负荷。 要求由独立的、稳定的、可靠的、蓄电池组要求由独立的、稳定的、可靠的、蓄电池组或整流装置供电。或整流装置供电。（6）0类负荷（交流保安负荷）类负荷（交流保安负荷） 200MW及以上机组的大容量电厂中，自动化程度及以上机组的大容量电厂中，自动化程度较高，要求在停机过程中或停机后的一段时间内仍保较高，要求在停机过程中或停机后的一段时间内仍保证供电，否

12、则可能引起主要设备损坏、自动控制失灵证供电，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，称交流保安或危及人身安全等严重事故的厂用负荷，称交流保安负荷或负荷或0类负荷。类负荷。如：盘车电动机，交流润滑油泵、消防水泵等。如：盘车电动机，交流润滑油泵、消防水泵等。注意：通常大容量机组应设交流保安电源注意：通常大容量机组应设交流保安电源。如：柴油。如：柴油发电机组、燃气轮机组、可靠的外部独立电源。发电机组、燃气轮机组、可靠的外部独立电源。厂用电系统概念：厂用电系统概念： 一般把厂用变压器以下所有的厂用电负荷供电网一般把厂用变压器以下所有的厂用电负荷供电网络，统称为厂用电系

13、统。络，统称为厂用电系统。G厂用高压厂用高压变压器变压器主变主变第二节第二节 厂用电接线的设计原则和接线形式厂用电接线的设计原则和接线形式一、厂用电接线的要求一、厂用电接线的要求1、供电可靠、运行灵活。、供电可靠、运行灵活。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、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、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。母线。4、充分考虑发电厂各种运行方式下的供电要求，进可能使切换、充分考虑发电厂各种运行方式下的供电要求，进可能使切换操作简便，启动电源能在短时间内投入。操作简便，启动电源能在短时间内投入。5、供

14、电电源应尽量与电力系统保持紧密的联系。、供电电源应尽量与电力系统保持紧密的联系。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行方式，（特别要注意对公用负荷供电的影响），（特别要注意对公用负荷供电的影响），要便于过渡、要便于过渡、尽量减少改变接线和更换设置。尽量减少改变接线和更换设置。二、厂用电的设计原则二、厂用电的设计原则 还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、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。进行分析论证。 可靠性可靠

15、性 灵活性灵活性 经济性经济性三、厂用电系统电压等级的确定三、厂用电系统电压等级的确定为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电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。压等级不宜过多。厂用电或所用电常用的电压等级：厂用电或所用电常用的电压等级： 低压低压 厂用电：厂用电：0.4kV， 高压高压 厂用电：厂用电：3、6、10kV。1 1、3kV3kV电压供电的优点：电压供电的优点：、3kV3kV电动机效率比电动机效率比6kV6kV电动机约高电动机约高1 115%15%，价，价格约低格约低2020。、3kV3kV电动机的最小容量比电动机的最小容量比6kV6kV电动机小，可

16、以将电动机小，可以将75kW75kW以上以上的电动机接到的电动机接到3kV3kV电压母线上，从而使电压母线上，从而使0.4kV0.4kV低压厂用变压器容量和台数减少；低压厂用变压器容量和台数减少；、由于减少、由于减少380V380V电动机数量，使较大截面的电缆电动机数量，使较大截面的电缆数量减少，从而减少了有色金属消耗量。数量减少，从而减少了有色金属消耗量。2 2、6kV6kV电压电压供电的优点：供电的优点： 6kV电动机的功率可制造得较大，以满足大容量电动机的功率可制造得较大，以满足大容量负荷要求；负荷要求；对同样的厂用电系统，对同样的厂用电系统，6kV6kV网络不仅节省有色金属网络不仅节省

17、有色金属及费用，而且短路电流亦较小；及费用，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，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电，采用电抗器可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。短路电流。3 3、10kV10kV电压电压等级特点等级特点10kV10kV电动机的功率可制造的更大一些，可满足大电动机的功率可制造的更大一些，可满足大容量负荷。容量负荷。 10001000KW以上的电动机采用以上的电动机采用10kV电压供电比较电

18、压供电比较经济合理。经济合理。适应于适应于300MW300MW以上大容量发电机组，以上大容量发电机组，但不能作为单但不能作为单一厂用高高电压一厂用高高电压，因为不能满足全厂所有高压电动，因为不能满足全厂所有高压电动机的要求。机的要求。4、 实际经验表明：实际经验表明：（1）火电厂中电压等级选择）火电厂中电压等级选择当发电机容量在当发电机容量在60MW60MW及以下：及以下： 发电机电压为发电机电压为10.5kV10.5kV时，可采用时，可采用3kV3kV作为厂用高压电压；作为厂用高压电压；当容量在当容量在100100300MW300MW时：时： 宜选用宜选用6kV6kV作为厂用高压电压；作为厂

19、用高压电压；当容量在当容量在300MW300MW以上时：以上时：1 1）采用）采用6kV6kV作为厂用高压电压；作为厂用高压电压；2 2）若技术经济合理，可采用两种高压厂用电压，即）若技术经济合理，可采用两种高压厂用电压，即3kV3kV和和10kV10kV两种电压。两种电压。举例举例300MW机组：机组：采用采用6kV作为高压厂用电：作为高压厂用电：200KW及以上的电动机采用及以上的电动机采用6kV电压供电。电压供电。采用采用380V作为低压厂用电：作为低压厂用电：200KW及以下的电动机采用及以下的电动机采用380V电压供电。电压供电。600MW600MW机组可采用两种供电方式：机组可采用

20、两种供电方式：（1 1）采用）采用6kV6kV一级高压厂用电；一级高压厂用电；（2 2）采用）采用3kV3kV和和10kV10kV两级高压厂用电压；两级高压厂用电压； 2002001800kW1800kW的电动机采用的电动机采用3kV3kV， 1800kW1800kW以上的电动机采用以上的电动机采用10kV10kV， 200kW200kW以下的电动机采用以下的电动机采用380V380V。具体采用哪种方式，要进行技术经济论证具体采用哪种方式，要进行技术经济论证。1000MW机组可采用以下供电方式：机组可采用以下供电方式：（1） 6kV一级高压厂用电；一级高压厂用电；（2）10kV和和6kV两级高

21、压厂用电；两级高压厂用电；（3）10kV和和3kV两级高压厂用电压；两级高压厂用电压；（4） 10kV一级高压厂用电。一级高压厂用电。具体采用哪种方式，要进行技术经济论证。具体采用哪种方式，要进行技术经济论证。（2）水电厂中电压等级选择）水电厂中电压等级选择水电厂通常只设水电厂通常只设380220 V一种厂用电电压等级。一种厂用电电压等级。 但是，坝区和水利枢纽，一般距厂区较远，可能但是，坝区和水利枢纽，一般距厂区较远，可能有些大型机械。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，常需另设施用电，常需另设专用坝区变压器，专用坝区变

22、压器，以以610 kV电压供电。电压供电。3）小容量发电厂或变电所中电压等级选择小容量发电厂或变电所中电压等级选择一般电动机容量都不大，只采用一般电动机容量都不大，只采用380220V一个电一个电压等级即可。压等级即可。每台厂用低压变压器的容量最大不宜超过每台厂用低压变压器的容量最大不宜超过750kVA。四、厂用电中性点接地方式四、厂用电中性点接地方式什么叫中性点？什么叫中性点？ 从中性点引出的导线，称为中性线。从中性点引出的导线，称为中性线。 如果中性点接地，则该点又称为零点。如果中性点接地，则该点又称为零点。 从零点引出的导线称为零线。从零点引出的导线称为零线。ABC0N发电机、变压器、电

23、动机的三相绕组星形联结的公发电机、变压器、电动机的三相绕组星形联结的公共点成为中性点。共点成为中性点。1. 中性点运行方式分类中性点运行方式分类 供电系统中性点运行方式是指电源或变压器中供电系统中性点运行方式是指电源或变压器中性点采用什么方式接地。性点采用什么方式接地。三相电力系统中性点的接地方式有：三相电力系统中性点的接地方式有：（1）中性点直接接地。）中性点直接接地。（2）中性点不接地。）中性点不接地。（3）中性点经高电阻接地。）中性点经高电阻接地。（4）中性点经消弧线圈接地。）中性点经消弧线圈接地。 统称为中性点非直统称为中性点非直接接地，接接地，适用于小适用于小接地电流系统接地电流系统

24、大接地电流大接地电流系统系统中性点运行方式分类中性点运行方式分类CAB中性点不接地方式中性点不接地方式OCAB中性点直接接地方式中性点直接接地方式oCAB中性点经电阻接地方式中性点经电阻接地方式RCABkBICILIdIRI消弧线圈接地方式消弧线圈接地方式2、高压、高压厂用电系统中厂用电系统中常用的中性点运行方式常用的中性点运行方式（1 1）中性点不接地系统）中性点不接地系统 适用：单相接地电容电流适用：单相接地电容电流10A10A的情况。的情况。 特点：单相接地后，可继续运行特点：单相接地后，可继续运行2 2小时。小时。（2 2）中性点经高电阻接地方式）中性点经高电阻接地方式 适用：适用：

25、单相接地电容电流单相接地电容电流10A10A10A的情况的情况3、低压厂用电系统中常用的中性点运行方式、低压厂用电系统中常用的中性点运行方式1、 中性点不接地或经高电阻接地方式。中性点不接地或经高电阻接地方式。2、 中性点直接接地方式。中性点直接接地方式。五、厂用供电电源及其引接方式五、厂用供电电源及其引接方式工作电源工作电源备用电源和启动电源备用电源和启动电源 事故保安电源事故保安电源厂用电源：厂用电源：1、工作电源、工作电源（1）高压厂用电源引接方式：）高压厂用电源引接方式：可由发电机电压回路通过厂用高压变压器或电抗器取得。可由发电机电压回路通过厂用高压变压器或电抗器取得。 特点：这种引接

26、方式，操作简单、调度方便，投资和特点：这种引接方式，操作简单、调度方便，投资和运行费用都比较低。即使发电机组全部停止运行，仍可运行费用都比较低。即使发电机组全部停止运行，仍可以从电力系统倒送电能供给厂用电源。以从电力系统倒送电能供给厂用电源。要求：必须供电可靠，工作电源应不少于两个！要求：必须供电可靠，工作电源应不少于两个！（1）高压厂用电源引接方式：）高压厂用电源引接方式：G厂用高压厂用高压变压器变压器主变主变从发电机电压母线上引接从发电机电压母线上引接G厂用高压厂用高压变压器变压器主变主变从主变低压侧引接从主变低压侧引接（2）低压厂用电源引接方式：）低压厂用电源引接方式：由高压厂用母线通过

27、低压厂用变压器引接。由高压厂用母线通过低压厂用变压器引接。若有若有10kV和和3kV两个电压等级时两个电压等级时: 一般从一般从10kV母线引接。母线引接。G厂用高压厂用高压变压器变压器主变主变厂用低压厂用低压变压器变压器2、备用电源和启动电源、备用电源和启动电源厂用备用电源：厂用备用电源： 主要用于工作电源因事故或检修而失电时代替工主要用于工作电源因事故或检修而失电时代替工作电源，起后备作用。作电源，起后备作用。启动电源：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的电源。可能供电的工况下为该机组的厂用

28、负荷提供的电源。启动电源适用于启动电源适用于200MW以上大型发电机组，且以以上大型发电机组，且以启动电源兼作事故备用电源，统称启动启动电源兼作事故备用电源，统称启动(备用备用)电源。电源。备用电源的引接方式：备用电源的引接方式：(1)从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器变压器(或电抗器或电抗器)引接。引接。(2)从发电厂联络变压器的低压绕组引接，但应保证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。在机组全停情况下，能够获得足够的电源容量。 要求：备用电源具有供电独立性，并具有足够的供要求：备用电源具

29、有供电独立性，并具有足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电电容量，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获得厂用电源。情况下仍能从系统获得厂用电源。备用电源的引接方式：备用电源的引接方式：(3)从与电力系统联系紧密、供电可靠的一级电压母从与电力系统联系紧密、供电可靠的一级电压母线引接。线引接。 这样，有可能因采用变比较大的厂用高压变压器，这样，有可能因采用变比较大的厂用高压变压器，增大高压配电装置的投资而致经济性较差，但可靠性增大高压配电装置的投资而致经济性较差，但可靠性较高。较高。(4)当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，当技术经济合理时，可由外部电网引接

30、专用线路，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。备用电源的设置方式：备用电源的设置方式：明备用明备用暗备用暗备用适用于中小型的水电厂适用于中小型的水电厂和降压变电站和降压变电站适用于大型的火电厂适用于大型的火电厂3、事故保安电源、事故保安电源 定义：定义： 300MW及以上发电机组，当厂用工作电源和备及以上发电机组，当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故状态下能安全停机，用电源都消失时，为确保在事故状态下能安全停机，事故消失后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源，事故消失后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源，以满足事故保安负荷的连续供电。以满

31、足事故保安负荷的连续供电。事故保安电源的类型：事故保安电源的类型：蓄电池组蓄电池组柴油发电机组柴油发电机组 可靠的外部独立电源可靠的外部独立电源 畜电池组畜电池组小结：厂用电源及其引接示意图小结：厂用电源及其引接示意图六、厂用电接线形式六、厂用电接线形式1、高压厂用母线的接线、高压厂用母线的接线 接线形式：接线形式：单母线分段接线，且按锅炉分段单母线分段接线，且按锅炉分段。 将厂用母线按锅炉台数分成若干独立段，凡属同将厂用母线按锅炉台数分成若干独立段，凡属同一台锅炉的厂用负荷均接在同一段母线上，与锅炉同一台锅炉的厂用负荷均接在同一段母线上，与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷也接在该段上，而该段母线由

32、组的汽轮机的厂用负荷也接在该段上，而该段母线由其对应的发电机组供电。其对应的发电机组供电。 对于大型锅炉，每台锅炉可设两段母线。对于大型锅炉，每台锅炉可设两段母线。什么叫按锅炉分段？什么叫按锅炉分段？按锅炉分段的优点：按锅炉分段的优点：（1）若某一段母线发生故障，只影响其对应的）若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉运行，使事故影响范围局限在一机一炉。一台锅炉运行，使事故影响范围局限在一机一炉。（2）厂用电系统发生短路时，短路电流较小，）厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备选择。有利于电气设备选择。（3）同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，）同一机炉的厂用电负荷接在同一段

33、母线上，便于运行管理和安排检修便于运行管理和安排检修。2、低压厂用母线的接线、低压厂用母线的接线低压厂用母线，一般也采用按锅炉分段原则。低压厂用母线，一般也采用按锅炉分段原则。全厂公用性负荷：全厂公用性负荷： 应根据负荷容量及对供电可靠性要求，分别接在各应根据负荷容量及对供电可靠性要求，分别接在各段母线上，各段母线的负荷应均匀分配。段母线上，各段母线的负荷应均匀分配。 当公用负荷较多、容量较大时，可设置公用母线段。当公用负荷较多、容量较大时，可设置公用母线段。第三节第三节 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、火电厂的厂用电接线一、火电厂的厂用电接线火力发电厂的机、炉以及燃料

34、运输和煤粉制备等系火力发电厂的机、炉以及燃料运输和煤粉制备等系统，辅助机械较多，容量大，范围广。统，辅助机械较多，容量大，范围广。多采用多采用6kV和和380220V两级电压，以两级电压，以单母线接单母线接线形式线形式组成厂用电系统，根据组成厂用电系统，根据按锅炉分段原则按锅炉分段原则分配分配厂用各级负荷。厂用各级负荷。1、300MW机组高压厂用电接线机组高压厂用电接线方案方案1：不设公用负荷母线段不设公用负荷母线段优点：公用负荷分接于不同优点：公用负荷分接于不同机组变压器上，供电可靠性机组变压器上，供电可靠性高，投资省。高，投资省。缺点：缺点：机组工作母线清洗时，将影响公用负荷的备用。机组工

35、作母线清洗时，将影响公用负荷的备用。机组机组1发电时，必须安装好机组发电时，必须安装好机组2的厂用配电装置。的厂用配电装置。G6KV 1A6KV 1BT1启动备用启动备用变压器变压器厂用高压厂用高压变压器变压器去去G2T01、300MW机组高压厂用电接线机组高压厂用电接线G6KV 1BT1T1启动备用启动备用变压器变压器厂用高压厂用高压变压器变压器6KV 1A6KV 公用公用16KV 公用公用2T0方案方案2：设公用负荷母线段设公用负荷母线段优点：优点：各单元机组独立性强，各单元机组独立性强，便于机组母线清扫。便于机组母线清扫。缺点：缺点：工作变压器和备用变压器容量较大，投资大。工作变压器和备

36、用变压器容量较大，投资大。举例：举例：2、600MW机组高压厂用电接线机组高压厂用电接线方案方案1：高压设：高压设6kV一个电压等级一个电压等级G6kV 1A6kV 1B6kV C16kV C2T1T2T3T至至G2公用负荷母线公用负荷母线公用备用变压器公用备用变压器工作变压器工作变压器2、600MW机组高压厂用电接线机组高压厂用电接线方案方案2：高压设：高压设10kV和和3kV两个电压等级两个电压等级G10kV 1A13kV 1A2T1AT3kV 1B2T1B10kV 1B1220KVT12AT12B600MW 启动备用变压器启动备用变压器G2厂用厂用启动备用变压器平时不带负荷。启动备用变压

37、器平时不带负荷。3、1000MW机组高压厂用电接线机组高压厂用电接线高压设高压设10kV一个电压等级一个电压等级每台机组设高压厂用工作母线每台机组设高压厂用工作母线4段。段。G10kV 1A10kV 1BT1AT10kV 1DT1B10kV 1C220KVT12AT12B1000MW 启动备用变压器启动备用变压器G2厂用厂用二、水电厂厂用电接线二、水电厂厂用电接线1、对于中小型水力发电厂，厂用电母线一般都采用、对于中小型水力发电厂，厂用电母线一般都采用单母线分段，且只分两段。单母线分段，且只分两段。两台厂用变压器以两台厂用变压器以暗备用方式暗备用方式向两段母线供电。向两段母线供电。2、对于大型

38、水力发电厂，厂用电母线则、对于大型水力发电厂，厂用电母线则按机组台数按机组台数分段，分段，每段由单独厂用变压器供电，并每段由单独厂用变压器供电，并设置专用的备设置专用的备用变压器。用变压器。备备用用电电源源三、变电所的所用电接线三、变电所的所用电接线1、小型变电所：、小型变电所： 大多只装大多只装1台所用变压器。台所用变压器。2、大中型枢纽变电所或装有同步调相机的变电所：、大中型枢纽变电所或装有同步调相机的变电所：一般装设一般装设2台及以上所用变压器，分别接到母线的不同台及以上所用变压器，分别接到母线的不同分段上。分段上。 380V所用电母线采用低压空气断路器分段。所用电母线采用低压空气断路器

39、分段。备用电源的设置：备用电源的设置：3、大型枢纽变电所：、大型枢纽变电所： 有外接电源时：有外接电源时：设置一台备用变压器设置一台备用变压器，容量与工作变压器容量相同。，容量与工作变压器容量相同。装设装设备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置。 无外接电源时：无外接电源时：设置一台自启动的设置一台自启动的柴油发电机组柴油发电机组做备用电源。容量至做备用电源。容量至少应该满足主变冷却装置负荷和断路器及隔离开关操少应该满足主变冷却装置负荷和断路器及隔离开关操动机构电源的需要。动机构电源的需要。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择一、了解发电厂主要厂用负荷及运行方式一、了解发电厂主要厂

40、用负荷及运行方式1、主要厂用负荷、主要厂用负荷 发电厂的主要厂用电负荷与发电厂的类型、容发电厂的主要厂用电负荷与发电厂的类型、容量、燃料种类和供水条件等因素有关。量、燃料种类和供水条件等因素有关。2、厂用负荷运行方式、厂用负荷运行方式“经常经常”、“不经常不经常 ”、“连续连续”、“短时短时”，“断续断续” 经常经常是指每天都要使用的负荷；是指每天都要使用的负荷；不经常不经常是指仅在检修、事故或机组起停期间使用的负是指仅在检修、事故或机组起停期间使用的负荷；荷；“经常经常”与与“不经常不经常”主要表征该类负荷的使用机会。主要表征该类负荷的使用机会。“连续连续”、“短时短时”、“断续断续”等则用

41、来区别负荷每等则用来区别负荷每次使用时间的长短。次使用时间的长短。2、厂用负荷运行方式、厂用负荷运行方式“连续连续”是指负荷每次连续运行在是指负荷每次连续运行在2h以上，以上，“短时短时”是指负荷每次连续运行在是指负荷每次连续运行在10120min，“断续断续”是指负荷反复周期性地工作，每个工作周是指负荷反复周期性地工作，每个工作周期不超过期不超过10 min。区分厂用电负荷运行方式的目的是为了能选出区分厂用电负荷运行方式的目的是为了能选出既满足要求且容量又不至于过大的变压器。既满足要求且容量又不至于过大的变压器。二、厂用负荷的统计计算二、厂用负荷的统计计算1、计算原则、计算原则 1)经常连续

42、运行的负荷应全部计入。经常连续运行的负荷应全部计入。 例如例如: 火力发电厂中用于吸风机、送风机、排粉机、给水泵、循火力发电厂中用于吸风机、送风机、排粉机、给水泵、循环水泵、凝结水泵等的电动机；环水泵、凝结水泵等的电动机； 水力发电厂中用于机组轴承润滑系统用泵、水内冷水系统水力发电厂中用于机组轴承润滑系统用泵、水内冷水系统水泵、主变压器冷却器等的电动机。水泵、主变压器冷却器等的电动机。 1、计算原则、计算原则2)连续而不经常运行的负荷应计入连续而不经常运行的负荷应计入。如如:火力发电厂中的充电机、备用励磁机以及用于备用给水泵火力发电厂中的充电机、备用励磁机以及用于备用给水泵和事故备用油泵的电动

43、机等；和事故备用油泵的电动机等；水力发电厂中的充电机，备用励磁机等。水力发电厂中的充电机，备用励磁机等。 3)经常而断续运行的负荷应计入。经常而断续运行的负荷应计入。如计一半如计一半如如:火力发电厂中用于疏水泵、空气压缩机等酌电动机，水力火力发电厂中用于疏水泵、空气压缩机等酌电动机，水力发电厂中用于压油泵、漏油泵、水轮机顶盖排水泵、空气压发电厂中用于压油泵、漏油泵、水轮机顶盖排水泵、空气压缩机等的电动机。缩机等的电动机。1、计算原则、计算原则4）短时断续而不经常运行的负荷一般可不计入。短时断续而不经常运行的负荷一般可不计入。如修理车间的行车、检修用电焊机等。如修理车间的行车、检修用电焊机等。5

44、）由同一台变压器供电的互为备用的设备，只计算由同一台变压器供电的互为备用的设备，只计算同时运行的台数。同时运行的台数。6）对于分裂变压器，其高低压绕组负荷应分别计算。对于分裂变压器，其高低压绕组负荷应分别计算。2、厂用电负荷计算方法、厂用电负荷计算方法1）换算系数法）换算系数法)(KPS=S厂用分段母线上的计算负荷，厂用分段母线上的计算负荷，kV.AP电动机的电动机的计算功率计算功率，kW；K换算系数，见表换算系数，见表5-2。电动机的计算功率电动机的计算功率P的计算的计算电动机的电动机的计算功率计算功率P与电动机的运行特点有关。与电动机的运行特点有关。（1）连续运行连续运行的电动机应全部记入

45、；的电动机应全部记入；（包括包括经常连续运经常连续运行行和和连续而不经常运行连续而不经常运行的设备）的设备） PPN (PN电动机额定功率，电动机额定功率，kw）（2）经常短时或经常断续经常短时或经常断续运行的电动机；运行的电动机； P0.5 PN （3）不经常短时或不经常断续不经常短时或不经常断续运行的电动机运行的电动机 ，不予计算，不予计算 P=0电动机的计算功率电动机的计算功率P的计算的计算（4）中央修配厂的电动机）中央修配厂的电动机； 其计算功率：其计算功率： P0.14P+0.4P 5 P全部电动机额定功率总和，全部电动机额定功率总和，kw P 5其中最大五台电动机的额定功率之和，其

46、中最大五台电动机的额定功率之和，kw。电动机的计算功率电动机的计算功率P的计算的计算（5）煤厂机械；）煤厂机械； 对于大型机械，其计算功率应根据机械工作情况具对于大型机械，其计算功率应根据机械工作情况具体分析确定。体分析确定。 中小型机械，其计算功率：中小型机械，其计算功率： P0.35 P十十0.6 P3 ； 翻斗机翻斗机: P0.22 P十十0.5 P5 轮斗机：轮斗机：P0.13 P十十0.3 P5电动机的计算功率电动机的计算功率P的计算的计算（6）照明负荷，其计算功率：）照明负荷，其计算功率： P=Kd Pi Pi-安装容量安装容量 ，kw。 Kd需要系数，一般取需要系数，一般取0.8

47、1.0；表示用电设备组在投入电网运行时，需从电网实际取表示用电设备组在投入电网运行时，需从电网实际取用的有功功率所必须考虑的一个综合系数。用的有功功率所必须考虑的一个综合系数。NcadppK=Pca -最大负荷期间，电网所供给的最大负荷期间，电网所供给的实际最大有功负荷实际最大有功负荷PN-N台电动机的额定容量之和台电动机的额定容量之和2）轴功率法）轴功率法Km同时率同时率在最大负荷期间投入运行的电动机的额定容量之和与全部电在最大负荷期间投入运行的电动机的额定容量之和与全部电动机的总容量之比。动机的总容量之比。新建电厂取新建电厂取0.9，扩建电厂取，扩建电厂取0.95Pmax-最大运行轴功率。

48、最大运行轴功率。电机的轴功率是工艺需要电机提供的机械功率，和电机与机电机的轴功率是工艺需要电机提供的机械功率，和电机与机械设备的连接方式等有关。械设备的连接方式等有关。对应于轴功率的电动机效率对应于轴功率的电动机效率cos-对应于轴功率的电动机功率因数对应于轴功率的电动机功率因数SL-厂用低压计算负荷之和厂用低压计算负荷之和+=LmSpKScosmax三、厂用变压器的选择三、厂用变压器的选择1、额定电压的选择、额定电压的选择 变压器原边电压必须与引接电源电压一致，副边变压器原边电压必须与引接电源电压一致，副边电压与厂用网络电压一致。电压与厂用网络电压一致。2、工作变压器的台数和型式、工作变压器

49、的台数和型式与高压厂用母线的段数有关，而母线的段数又与高压与高压厂用母线的段数有关，而母线的段数又与高压厂用母线的电压等级有关。厂用母线的电压等级有关。3、容量的确定、容量的确定 厂用变压器的容量必须满足厂用负荷从电源获得厂用变压器的容量必须满足厂用负荷从电源获得足够的功率。足够的功率。（1）高压厂用变压器容量）高压厂用变压器容量高压厂用变压器容量高压厂用变压器容量=高压厂用电计算负荷的高压厂用电计算负荷的110%+110%+ 低压厂用电计算负荷之和低压厂用电计算负荷之和A、双绕组变压器、双绕组变压器ST 1.1Sh+SL Sh -厂用电的高压计算负荷之和厂用电的高压计算负荷之和 SL -厂用

50、电的低压计算负荷之和厂用电的低压计算负荷之和6kV0.4kV高压厂用高压厂用变压器变压器低压厂用低压厂用变压器变压器B、分裂绕组变压器、分裂绕组变压器低压分裂绕组：低压分裂绕组： St S2 Sc Sc= 1.1Sh+SL Sc 厂用变压器分裂绕组计算负荷厂用变压器分裂绕组计算负荷高压绕组：高压绕组： St S1 Sc - Sr Sr 分裂绕组两分支重复计算负荷分裂绕组两分支重复计算负荷分裂绕组分裂绕组变压器变压器（2）低压厂用变压器容量选择）低压厂用变压器容量选择低压厂用变压器容量选择低压厂用变压器容量选择=厂用电的低压计算负荷之和厂用电的低压计算负荷之和留有留有10%裕度裕度 KS SL

51、S低压厂用工作变压器容量低压厂用工作变压器容量K对应于全年周围空气温度的修正系数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随地区而异，一般装于屋外和由屋外进风的室内变压器取变压器取0.931.05之间，对由主厂房进风的室内之间，对由主厂房进风的室内变压器取变压器取0.90.97之间。之间。SL -厂用电的低压计算负荷之和厂用电的低压计算负荷之和6kV0.4kV高压厂用高压厂用变压器变压器低压厂用低压厂用变压器变压器（3）备用变压器的容量）备用变压器的容量厂用高压备用变压器容量厂用高压备用变压器容量=最大一台高压厂用工作最大一台高压厂用工作 变压器的容量变压器的

52、容量厂用低压备用变压器容量厂用低压备用变压器容量=最大一台低压厂用工作最大一台低压厂用工作 变压器容量。变压器容量。GT1T1启动备用启动备用变压器变压器厂用高压厂用高压变压器变压器6KV 1A6KV 公用公用2T03、厂用变压器的阻抗、厂用变压器的阻抗要求阻抗应大于要求阻抗应大于10的计算阻抗。的计算阻抗。原因：原因：要限制变压器低压侧的短路容量，使开关设备能选要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。择轻型电器。过大将影响厂用电动机的自启动。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。尽量选择分裂绕组变压器。例例5-1:5-1:某发电厂有某发电厂有2 2台台300M

53、W300MW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侧引接一台厂用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工作变压器。高压工作变压器。6kV6kV负荷统计见表负荷统计见表5-35-3。试选择该厂用高压变压器。试选择该厂用高压变压器。厂用变压器的选择举例厂用变压器的选择举例解：解：（1）形式的选择）形式的选择 该厂用变压器选用该厂用变压器选用 低压分裂变压器，低压分裂变压器， 电压比为电压比为18/6-6kV18/6-6kV。6kVA6kVBG1380v号厂用高号厂用高压变压器压变压器（2）I号厂用变压器容量的确定号厂用变压器容量的确定6kV负荷统计

54、见下表：负荷统计见下表：（用换算系数法计算）用换算系数法计算）A/BA/B段高压侧负荷计算：段高压侧负荷计算：K=11122()1 70650.85 839014196.5HSKPKPKP A段高压侧负荷：段高压侧负荷：K=0.851122()128150.8578509487.5HSKPKPKP B段高压侧负荷：段高压侧负荷：1122()1 3150.85 630850.5HSKPKPKP 重复负荷：重复负荷：6kVA6kVBG1380v号厂号厂用高压用高压变压器变压器A/BA/B段低压侧负荷计算：段低压侧负荷计算：()0.8592807888LSKS() 0.85 48504122.5LS

55、KSA段低压侧负荷：段低压侧负荷：B段低压侧负荷：段低压侧负荷：()0.8528502422.5LSKS重复容量：重复容量：6kVA6kVBG1380V号厂用号厂用高压变压高压变压器器各分裂绕组计算负荷：各分裂绕组计算负荷：1.11.1 1491.54122.519738.6CHLSSS1.11.1 9487.5788818324CHLSSS19738.618324335834704.6CrSSA段：段：B段：段：高压绕组计算负荷：高压绕组计算负荷：选择分裂绕组变压器容量：选择分裂绕组变压器容量：40000/220000重复容量：重复容量：33585 .24225 .8501 . 1rS6kV

56、A6kVBG1380v号厂用高号厂用高压变压器压变压器第五节第五节 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、厂用机械特性一、厂用机械特性1、厂用机械的负载转距特性、厂用机械的负载转距特性 恒转距负载特性恒转距负载特性 具有非线性上升的负载转距特性具有非线性上升的负载转距特性电动机产生的电磁转矩电动机产生的电磁转矩Me，用以克服机械负荷的阻转，用以克服机械负荷的阻转距距Mm后的剩余转矩，就会使机械传动系统产生加速后的剩余转矩，就会使机械传动系统产生加速运动，运动，其旋转运动的方程式为：其旋转运动的方程式为：emdJdtMM电力拖动运动方程：电力拖动运动方程：实用计算运动方程：

57、实用计算运动方程：emdJdtMM2375emGDdnMMdtGD2-飞轮惯量，由产品目录中查得。飞轮惯量，由产品目录中查得。214JGDg260n 电动机的工作状态：电动机的工作状态：（1）当当Me= Mm时，时， dn/dt=0, n=0或或n=常数，常数， 拖动系统处于拖动系统处于稳定运行状态稳定运行状态。（2）当当Me Mm时，时，dn/dt0， 拖动系统处于拖动系统处于加速状态加速状态。（3）当当Me Mm时，时， dn/dt0 ， 拖动系统处于拖动系统处于减速状态减速状态。2375emGDdnMMdt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（使用最多）

58、、异步电动机（使用最多） （1）异步电动机特点：）异步电动机特点： A、结构简单、运行可靠、操作维护方便，过载、结构简单、运行可靠、操作维护方便，过载能力强，价格便宜。能力强，价格便宜。 B、启动电流大，调速困难。、启动电流大，调速困难。（2）异步电动机的启动）异步电动机的启动异步电动机的启动过程：异步电动机的启动过程：emMMemMM 当当 时，时，电机启动电机启动；当当时，时，电机稳定运行电机稳定运行。电动机的电电动机的电磁转矩曲线磁转矩曲线被拖动的机械设备的电被拖动的机械设备的电磁转矩曲线磁转矩曲线（2）异步电动机的启动）异步电动机的启动异步电动机的启动特点：异步电动机的启动特点： 直接

59、启动，不需特殊设备。直接启动，不需特殊设备。 启动时间短，启动时间短，启动电流启动电流达额定电流的达额定电流的47倍，引倍，引起电动机发热。起电动机发热。 电源电源电压电压在启动时发生显著下降。在启动时发生显著下降。结论：对于启动困难的电动机，必要时应进结论：对于启动困难的电动机，必要时应进行启动校验！行启动校验！2、同步电动机、同步电动机同步电动机特点：同步电动机特点：(1)采用直流励磁，可以工作在采用直流励磁，可以工作在“超前超前”或或“滞后滞后”的不同运行状态。的不同运行状态。当工作在当工作在“超前超前”运行状态时，它可以提高厂用电系运行状态时，它可以提高厂用电系统的功率因数，同时减小厂

60、用电系统的损耗和电压损统的功率因数，同时减小厂用电系统的损耗和电压损失。失。(2)结构比较复杂，并需附加一套励磁系统。结构比较复杂，并需附加一套励磁系统。2、同步电动机、同步电动机(3)对电压波动不十分敏感。对电压波动不十分敏感。因其转矩与电压成正比，因其转矩与电压成正比，(而异步电动机的转矩与电压而异步电动机的转矩与电压的平方成正比的平方成正比) ，并且装有自动励磁调节装置且能强行，并且装有自动励磁调节装置且能强行励磁，从而在电压降低时，仍能维持其运行稳定性。励磁，从而在电压降低时，仍能维持其运行稳定性。 启动特点：启动特点：同步电动机启动、控制均较麻烦，启动转矩不大。同步电动机启动、控制均