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1、第一节 概述 第二节 厂用电接线的设计原则和接线形式 第三节 不同类型发电厂的厂用电接线 第四节 厂用变压器的选择 第五节 厂用电动机的选择和自启动 第六节 厂用电源的切换,第五章 厂用电接线及设计,第一节 概述 一、厂用电 厂用电：发电厂需要大量由电动机拖动的机械设备，保证机组主要设备（锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、磨煤、除尘、水处理等的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明等用电设备的用电统称为“厂用电”。 厂用电率：厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数。 凝汽式火电厂：5%8% 热电厂：8%13% 水电厂：0.5%1%,厂用电系统：由厂用变压器（或电抗器）
2、、厂用供电电缆、厂用成套配电装置及各类厂用负荷构成的系统。 厂用电系统的可靠性，对发电厂乃至整个系统的可靠运行都有直接的影响。在任何情况下，厂用电都是最重要的负荷，必须能满足发电厂正常运行、事故处理和检修试验等的需求，尽量缩小厂用电系统发生故障的影响范围，避免因此造成全厂停电事故。,二、厂用电负荷分类,（1）类厂用负荷 不允许停电的负荷 火电厂：给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机等。 水电厂：调速器、压油泵、润滑油泵等。 通常有两套设备互为备用，分别接到有两个独立电源的母线上，自动切换。 （2）类厂用负荷 允许短时停电（几秒钟至几分钟）的负荷 火电厂：工业水泵、疏水泵、灰浆泵、
3、输煤设备等 水电厂：大部分厂用电机 由两段母线供电，并采用手动切换。,（3）类厂用负荷（较长时间停电，不会直接影响生产的负荷） 如：试验室、修配厂、油处理器的负荷。 通常由一个电源供电，大型发电厂也采用两路电源供电。 （4）0I类负荷（不间停电负荷） 在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中，甚至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。 如：实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装置等。 采用蓄电池组供电的电动发电机或静态逆变装置供电。 （5）事故保安负荷 要求在事故停机过程中及后面一段时间内，仍必须供电的负荷。 0II类负荷（直流保安负荷）发电机直流润滑油泵、事故氢
4、密封油泵。 0III类负荷（交流保安负荷） 如盘车电动机、交流润滑油泵等。 由蓄电池组、柴油发电机组或可靠的外部独立电源作为事故保安电源。,第二节 厂用接线的设计原则和接线形式,（1）供电可靠，运行灵活。 （2）各机组的厂用电系统应是独立的。 （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。 （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，尽可能使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。 （5）供电电源应尽可能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行方式。,一、对厂用电接线的要求,二、厂用电接线的设计原则,可
5、靠 灵活 对应供电：本机、炉的厂用负荷由本机组供电。 经济性和可发展性 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,厂用电一般都由主发电机通过厂用变压器或厂用电抗器由电缆线路供电。,三、厂用电的电压等级,各种厂用机械设备的电动机，容量范围很大，因此只选择一种电压等级的电动机往往不能满足要求。,电动机的容量与电压有关。,同样功率的电动机，电压越高，绝缘加强，尺寸越大，价格越贵；配电装置越贵。但因额定电流小，可减小供电电缆的截面，节约有色金属，且线损少，传输经济，可降低运行费用。,因此厂用电电压应根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电网络确定。,
6、厂用高压：3kV、6kV、10kV 厂用低压：380V、220V,3kV电压供电的优点： 3kV电动机效率比6kV电动机高1%15%，价格低20%； 3kV电动机的最小容量（75kW）比6kV电动机的最小容量（200kW）小，可选择小容量的3kV电动机，减少380V电动机台数和400V低压厂用变压器的容量和台数。 由于减少了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。,6kV电压供电的优点： 6kV电动机容量可制造得较大，以满足大容量负荷要求； 与3kV厂用电系统相比，节省有色金属及费用，短路电流也更小。 发电机电压为6kV时，可省去高压厂用变压器，直接由发电机电压
7、母线经电抗器供电，可限制短路电流。,10kV电压供电的优点： 10kV电动机容量可制造得更大一些，满足大容量负荷要求，如2000kW以上大容量负荷； 适用于300MW以上大容量发电机组，但不能为唯一的高压厂用电压，因为它不能满足全厂所有高压电动机的要求。,1. 火电厂,1）容量为60MW及以下机组，发电机电压为10.5kV时，可采用3kV作为厂用高压电压。 2）容量为100 300MW的机组，宜采用6kV作为厂用高压电压。 （300MW机组，厂高压6kV，厂低压380V） 3）300MW以上的机组，可采用6kV作为厂用高压电压，也可采用3kV和10kV两级电压。 （600MW机组，方案1：厂高
8、压6kV，厂低压380V； 方案2：厂高压3kV、10kV ，厂低压380V ）,设计技术规程规定厂用电压的确定原则如下：,2. 水电厂 由于电动机容量不大，通常只设380V一种厂用电压等级（动力、照明共用的三相四线制系统）。 大型水力发电厂中，在坝区和水利枢纽装设有大型机械，如闸门启闭装置、船闸或升船机用电动机，另设专用坝区变压器，以6kV或10kV供电。,厂用电动机额定电压的确定原则：,四、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 （1）中性点不接地方式 高压厂用电系统接地电容电流小于10A （2）中性点经高电阻接地方式 高压厂用电系统接地电容电流小于10A，且为了降低间歇性
9、弧光接地过电压水平 （3）中性点经消弧线圈接地方式 适用于大机组高压厂用电系统接地电容电流大于10A的情况。可产生感性电流流过接地点，补偿电容电流，自动熄弧。,2. 低压厂用电系统的中性点接地方式 （1）中性点经高电阻接地方式 600MW机组单元厂用电380V系统 （2）中性点直接接地方式 火力发电厂低压厂用电系统，特别是原有低压厂用电系统采用中性点直接接地的扩建电厂和主厂房外供给、类负荷的辅助车间，宜采用中性点直接接地方式,五、厂用供电电源及其引接,厂用高压电源引接方式的演变： 早期：技术水平低，电厂主发电机事故多，多设立独立的厂用电源。 现在：技术水平提高，系统和电厂主发电机事故减少，厂用
10、电源多由主发电机供给，可靠性很高。 且发电厂一般并入系统运行，即使发电机停止运行，也可以从系统获得电源。而且运行简单、调度方便，投资和运行费用都较低。,厂用电源：包括厂用高压电源和厂用低压电源。,缺点： 发电机母线发生短路，母线电压下降，厂用电网络电压降低，影响电动机运行。母线故障，厂用电部分或全部失去。,工作电源及其引接 -保证正常运行的基本电源，通常不少于2个 (1) 高压工作电源 1）具有发电机电压母线时，高压厂用工作电源由各母线段引接，供接在该母线段上的机组的厂用电负荷。,为满足厂用电系统正常、事故、检修、启动的要求，除应具有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。
11、,优点： 供电可靠、运行简单、调度方便，投资和运行费用较低，可以直接启动大容量电动机。同时也可由系统取得厂用电源。,2）发电机和变压器为单元接线或扩大单元接线时，从主变压器的低压侧引接,优点：厂用电源电压波动小；当升高电压侧QF跳闸后，仍可由发电机供给厂用工作电源；发电机故障时，若接在主变低压侧，可由系统倒送厂用电。,125MW及以下机组：装QF、QS或连接片 200MW以上机组：分相封闭母线，可不装QF、QS。,（2）低压工作电源,低压厂用工作电源由高压厂用母线通过厂用低压变压器引接。 为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大不得超过750kVA。 若高压厂用工作电源有10kV和3kV两
12、个电压等级，则380V工作电源一般从10kV厂用母线引接。,2. 备用电源和启动电源,备用电源：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，又称事故备用电源。 启动电源：机组在首次启动或工作电源完全消失的情况下，为保证机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源。实质上也是一个备用电源，不过对供电可靠性要求更高。200MW以上大型发电机组设置厂用启动电源，且以启动电源兼作备用电源，称启动（备用）电源。 备用电源的要求：备用电源的引接应保证其独立性，并且具有足够的容量，且最好与系统紧密联系。,备用电源的引接方式,（1）从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器（或电抗器）引接。 （2
13、）从发电厂联络变压器的低压绕组引接。（多用作第二个备用电源）(图b) （3）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。（可靠性高；但投资增大） (图c) （4）由外部电网引接专有线路，经过变压器获得独立的备用电源或启动电源。,备用方式：明备用和暗备用,明备用：正常运行中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故障或检修以及机、炉起停用时，可将备用变压器投入，以保持厂用电设备的正常工作。 大型火电厂采用，相比暗备用方式，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。但需装设备用电源自动投入装置。,暗备用：不设专用的备
14、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，互为备用状态。不装设备自投装置。,中小型水电厂或变电所采用。,备用厂用变压器台数配置原则,3. 事故保安电源,300MW及以上机组， 当厂用电源都消失时，为确保在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的连续运行。 事故保安电源是一种独立而又十分可靠的电源。 （1）交流保安负荷：快速自动程序启动的柴油发电机组 （2）直流保安负荷：蓄电池组 （3）交流不停电负荷：逆变器或逆变机组 （4）由110kV及以上电网引入独立可靠的专用线路（300MW及以上机组）,六、厂用
15、电接线的基本形式,（1）高、低压厂用母线通常都采用单母线分段的接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。 （2）火电厂的高压厂用母线一般都采用“按炉分段”，将厂用电母线按锅炉的台数分成若干独立段。当锅炉的容量较大时，一台锅炉可设两段母线。 （同一机炉或在生产流程上相互有关的电动机和其他用电设备都接在同一分段上，而作为备用的另一套接在另外的分段上） “按炉分段”好处： 便于运行管理和安排检修； 缩小故障影响范围。一段母线故障，仅影响一台锅炉； 母线分段运行，可限制短路电流水平，从而选用轻型电气设备。,六、厂用电接线的基本形式,（3）公用负荷分别接到各段母线上，并尽可能均匀分配，当公用负荷较大时
16、，可设公用母线段。 （4）低压400V厂用母线，在大型火电厂及水电厂中一般亦按炉分段或按水轮机分段；在中、小型电厂中，全厂只分为两段或三段。,第三节 不同类型发电厂的厂用电接线,一、火电厂厂用电接线 二、水电厂厂用电接线 三、变电所所用电接线,公用负荷：发电厂公用负荷指的是那些不是以机组为单元,而是为全厂服务的公用系统的负荷,如压缩空气系统、输煤系统、脱硫系统、除灰系统、水处理系统、循环水系统等。,1. 300MW汽轮发电机组高压厂用电接线,一、火电厂厂用电接线,2. 600MW汽轮发电机组高压厂用电接线,600MW机组采用一机一炉单元设置，采用机、炉、电为一单元的控制方式。 因此，各台机组的厂用电系统是独立的，采用单母多分段接线。,方案 I,特点：机组单元的厂用负荷由工作母线IA和IB分担， 公用负荷由公用负荷母线C1和C2分担。,方案I:采用6kV一个电压等级,方案 II 可采用10kV和3kV两个电压等级 也可采用仅6kV一个电压等级,方案 II,特点：工作电源分接至四段高压厂用母线，既带单元负荷，又带公用负荷。 启动备用变压器平时不带负
