第五章 厂用电接线及设计.ppt

1、第一节 厂用电率,厂用电量：保证发电厂正常生产和生活的用电量。由发电机供本机组的厂用电负荷。 厂用电率：厂用电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数。,厂用电率是发电厂主要运行经济指标之一；一般凝汽式火电厂为5%8%，热电厂为813 %，水电厂为（0.51）% 。 降低厂用电率不仅能降低电能成本，同时相应的增大了对系统的供电量。,按照用电设备在电能的生产过程中所起的作用和突然供电中断时造成的危害程度可分为四类： 1）一类厂用电负荷：凡短时停电会造成设备损坏 、危及人身安全、主机停运及大量影响出力的厂用负荷。如给水泵、凝结水、循环水泵、引风机等。这类负荷不允许短时停电；必须有两套设备互为备用，两个

2、独立电源供电且自动切换。 2）二类厂用电负荷：允许短时停电（几秒至几分钟），恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用电负,第二节 厂用负荷分类,荷。如疏水泵、灰浆泵、输煤皮带等。两段母线供电， 手动切换。,3）三类厂用电负荷：较长时间停电不会影响生产 ，仅造成不便的厂用电负荷。如中央修配厂、试验室等。 4）事故保安负荷：停机过程或停机后一段时间内还必须保证供电的负荷。如盘车电动机、润滑油泵等.,(5）不间断供电负荷：需要连续供电并且恒频恒压。 如实时控制用的电子计算机、热工保护等。,第三节 厂用供电系统,指厂用负荷的供电网络，即厂用变压器或厂用电抗器以下的供电系统。 1、厂用供电电压等级的确定 厂用

3、供电系统的电源是发电机、主要负荷是电动机、供电线路是电缆。厂用供电电压等级是由这三者的技术经济性决定。,新建600MW及以下电厂，采用两个电压等级： 高压6kV 低压380V,2、厂用供电电源种类及其引接 种类-按作用分:工作电源、备用电源、启动电源和事故保安电源 工作电源:是保证发电厂或变电站（所）正常运行的基本电源。 引接方式: 1）具有发电机电压母线时，从母线上引接。 2）无具有发电机电压母线时，从发电机出口或主变低压侧引接。,单机容量为200MW级以上机组，发电机出口一般不 装断路器，厂用分支上的短路电流比发电机出口还要大。 故也不装。主变为三绕组变时，发电机出口装负荷开关。,备用电源

4、：工作电源的后备电源，其引接必须相对于工作电源独立 -工作电源和备用电源互不影响工作。且具有足 够的供电容量。 引接方式： 1) 从发电机母线的不同分段上； 2) 从与电力系统联系紧密，供电可靠的电压最低的母线上引接； 3) 从联络变压器的低压绕组引接； 4) 从外部电网引接专用线。,（3）启动电源：实质也是一个备用电源，为机组安全和可靠设置。 一般备用和启动电源，合二为一。200MW及以上机组设置。 备用方式：1）明备用，即具有专用备用间隔和备用变压器，火电厂采用。 2）暗备用，没有专用备用变压器，只是加大工作变压器容量。一般水电厂和变电站采用。 一般电厂：分设有锅炉控制室、汽机控制室和主控

5、制室。 电厂机炉电单元控制：锅炉、汽机和发电机集中在一起控制，单机容量200MW的电厂都是单元控制。,事故保安电源：向事故保安负荷供电的电源。必须是独立 和十分可靠的电源。一般采用快速自启动柴油发电机组和 蓄电池组。,一般采用单母线分段接线形式，且以成套配电装置接受和分配电能。且按锅炉分段的原则-因70%的厂用负荷是锅炉负荷。把故障范围仅限到一机一炉。 当锅炉容量大于400t/h（或发电机容量200MW) ，每台锅炉有两段母线供电。 低压（380/220V)：对大电厂按炉分段；对小电厂或变电所分二至三段，且采用成套配电装置。,第四节 厂用电的基本接线形式,第五节 厂用变压器的选择,怎样选择厂用

6、变压器呢？ 必须满足两点：变压器的原副边电压必须与电源进线电压和厂用母线电压一致； 变压器容量必须满足母线上负荷的要求，即变压器的容量不小于母线上负荷的容量。 怎样计算厂用母线上的负荷容量呢？是不是等于厂用母线所接负荷铭牌容量之和？！ 不是！因为接在母线上的所有负荷不可能都同时工作（如备用负荷)，即使同时工作的负荷也不可能都在额定容量下工作。,因此，合理计算出厂用母线上负荷的前提 是了解厂用母线上的负荷及其使用情况。,一、火电厂的主要厂用负荷 1、影响厂用变压器容量大小的因素： a、机炉类型：高温高压炉用电量大； b、机组容量：大机组耗电大； c、燃料类型：燃煤炉耗电大； d、供水条件：开式循

7、环比闭式循环耗电小 2、厂用负荷按使用时间分类（表5-1） 连续每次带负荷2小时以上； 短时每次运转10-20分钟；,断续从带负荷到空载或停止，反复周期性的工作，每一周期不超过10分钟； 经常每天都用 不经常只在检修时用 因此厂用负荷按使用情况，可分为六种。如经常连续、经常断续等六种。,二、厂用负荷的计算原则 对经常连续、连续而不经常、经常断续等类型负荷，计 入计算负荷；对短时、断续及不经常使用的负荷，不计入计 算负荷。,三、厂用负荷的计算方法： 常用“换算系数法”,K=Km KL/.COS 式中：Km-同时系数； KL-负荷率； -效率； COS-功率因数 换算系数法含义：把电动机的计算机械

8、功率换算成电动机的电磁视在功率.工程设计,换算系数直接利用表5-2查出.,四、厂用变压器容量选择 1、原、副边额定电压与引接线电压及厂用网络电压一致； 2、满足厂用负荷并留有一定裕量；,3、厂高备变或启动变应与最大一台厂高变容量相同 ，厂低备与最大一台厂低变容量相同。 4、厂用电抗器容量应满足最大运行负荷需要并留有一定裕量。,第六节 厂用电动机的选择,一、厂用机械特性和电力拖动运动方程 1、机械特性 2、拖动方程 由电动机和厂用机械组成的电力拖动系统是一个机械运动系统，有能量、功率和转矩的传递。其旋转运动方程为：,若电磁转矩=负载转矩，系统稳定； 若电磁转矩负载转矩，系统加速； 若电磁转矩负载

9、转矩，系统减速,二、厂用电动机类型及基本特点 类型：异步电机、同步电机、直流电机。发电厂中用得最多是异步电机。 异步电机的运行特点： （1）初始时，电动机转动的启动转矩必须电磁转矩负载转矩； （2）启动过程中任一转速下，都应电磁转矩负载转矩； （3）当电动机电磁转矩=负载转矩时，拖动系统稳定运行。,三、厂用电动机的选择 1、一般选异步电动机（结构简单、便宜、运行可靠、维护方便、过载能力大）；对反复、重载启动或需小范围调速的机械，可再用直流或同步电动机。 2、电动机电压与供电系统一致。 3、转速符合被拖动设备的要求。 4、必须满足在额定电压和额定转速下大于满载工作的机械设备轴功率，并留有一定裕量

10、。 5、电动机与周围环境相适应。,四、电动机的自启动校验概述 1、什么是电动机的惰行？ 厂用电系统中运行的电动机，当断开电源或厂用电压降低时，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。 2、什么是电动机的自启动？ 若电动机失去电压后，不与电源断开，在很短的时间内（0.5-1.5秒)，厂用电压又恢复或通过自动切换将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自启动恢复到稳定运行状态，这一过程称为电动机自启动。,3、为什么要进行自启动校验？ 若参加自启动的电动机数量多，容量大，启动时电流过大，会引起厂用母线及厂用电压系统电压下降，甚至会引起电动机本身发热，超过指标，危及厂用电系

11、统的稳定运行和电动机寿命。,4、自启动分类 1）、失压自启动：运行中突然出现事故，电压降低，事故消除，电压恢复时形成的自启动。 2）、空载自启动：备用电源空载状态时，自动投入失去电源的工作段时形成的自启动。,3）、带负荷自启动： 备用电源已带有一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段时形成的自启动。 对厂用工作电源只考虑失压自启动，备用电源需考虑三种情况。,5、自启动时要求的最低母线电压,五、电动机的自启动校验 1、电压校验,2、自启动电动机允许容量确定 已知厂用母线电压最低允许值，确定能参加自启动电动机的容量,两点重要结论： 一、当电动机额定启动电流倍数大，变压器短路电压大，机端残压要求高时,

12、允许自启动的功率就小； 二、发电机母线电压高，厂用变压器容量大，电动机效率和功率因数均高时，允许参加自启动的功率就大。,3、不满足自启动要求时，可采取以下措施： 1）限制参加自启动电动机台数； 2）负载转矩=常数的重要设备电动机不参加（可采用低压保护、自动重合闸等装置）； 3）选用高启动转矩和允许过载倍数大的电动机； 4）不得已时，增大变压器容量。,习 题 课,例5-2 某发电厂厂用电系统为6KV和0.38KV两级电压。高压厂用备用变压器为分裂绕组变压器，其高压绕组额定容量为50000KVA，低压绕组额定容量为25000KVA，以高压绕组电抗为基准的半穿越电抗百分值为19%，高压厂用变压器电源

13、侧母线电压U*0=1.1(有载调压)。低压厂用变压器额定容量为1000KVA，阻抗电压为10%。高压厂用备用变压器已带负荷6200KW，参加自启动电动机总容量为13363KW。低压厂用母线上参加自启动电动机容量为500 KW。计算高压厂用备用变压器自投高、低压母线串接启动时，能否实现自启动？,解：（1）高压厂用母线电压校验。高压厂用母线的合成负荷标幺值由式（5-31）可知:,高压厂用变压器电抗标幺值为,高压母线电压标幺值由式（5-30）得,则满足要求,（2）低压厂用母线电压校验。低压厂用母线的合成负荷标幺值由式（5-34）可知:,低压厂用变压器电抗标幺值为,低压母线电压标幺值由式（5-33）得,满足要求。 高压厂用母线电压校验和低压厂用母线电压校验，均满足电动机自启动要求的厂用母线电压最低值，可见该高压厂用备用变压器可以顺利实现自投高、低母线串接启动。,例5-3 已知高压厂用变压器电源侧母线电压U*0=0.65， ， ，