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1、5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 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5.3 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5.4 5.4 厂用变压器的选择厂用变压器的选择5.5 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5.6 5.6 厂用电源的切换厂用电源的切换第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计一、厂用电一、厂用电在电力生产过程中，有大量电动机拖动的机械在电力生产过程中，有大量电动机拖动的机械设备，为发电厂的主要设备（锅炉、汽轮机或水轮机、设备，为发电厂的主要设备（锅炉、汽轮机或水轮机、发电机）和辅助设备保证运行
2、。这些电动机再加上全发电机）和辅助设备保证运行。这些电动机再加上全厂的运行、操作、试验、修配、照明等用电设备的总厂的运行、操作、试验、修配、照明等用电设备的总耗电量，统称为耗电量，统称为厂用电厂用电或或自用电自用电。5.1 5.1 概述概述厂用电大都由发电厂本身供给而且为重要负荷之一。厂用电大都由发电厂本身供给而且为重要负荷之一。厂用电耗电量与发电厂类型、燃料的种类及其燃烧厂用电耗电量与发电厂类型、燃料的种类及其燃烧方式、蒸汽参数以及机械化程度有关。方式、蒸汽参数以及机械化程度有关。v在一定时间内，厂用电耗电量占全部发电量的百分在一定时间内，厂用电耗电量占全部发电量的百分在一定时间内，厂用电耗
3、电量占全部发电量的百分在一定时间内，厂用电耗电量占全部发电量的百分数，称为数，称为数，称为数，称为“ “厂用电率厂用电率厂用电率厂用电率” ”。kP = (SC / SN)100% kP = (SC cosav / PN)100% 其中：其中：其中：其中：S S S SC C C C 厂用计算负荷厂用计算负荷厂用计算负荷厂用计算负荷 S S S SN N N N 发电机额定视在功率发电机额定视在功率发电机额定视在功率发电机额定视在功率coscoscoscosavavavav 平均功率因数平均功率因数平均功率因数平均功率因数 P P P PN N N N 发电机额定功率发电机额定功率发电机额定功
4、率发电机额定功率作者： 版权所有v厂用电率厂用电率厂用电率厂用电率是发电厂主要运行经济指标。是发电厂主要运行经济指标。是发电厂主要运行经济指标。是发电厂主要运行经济指标。凝汽式火电厂：凝汽式火电厂：凝汽式火电厂：凝汽式火电厂： 5% 5% 5% 5% 8% 8% 8% 8% 热电厂：热电厂：热电厂：热电厂：8% 8% 8% 8% 13% 13% 13% 13%水电厂：水电厂：水电厂：水电厂：0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 1% 1% 1% 1%v降低厂用电率降低厂用电率可以降低发电成本，并增加对系统的可以降低发电成本，并增加对系统的供电量。供电量。类厂用负荷：不允许停电类厂用负荷：不允
5、许停电通常设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源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）。的母线上，设有电源自动投入装置（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：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）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。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：类厂用负荷：类厂用负荷：类厂用负荷：允许较长时间停电允许较
6、长时间停电允许较长时间停电允许较长时间停电一般由一个电源供电。一般由一个电源供电。一般由一个电源供电。一般由一个电源供电。二、厂用负荷分类二、厂用负荷分类5.2 5.2 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、对厂用电接线的的要求厂用电接线的的要求厂用电接线的的要求厂用电接线的的要求二、厂用电接线的设计原则二、厂用电接线的设计原则二、厂用电接线的设计原则二、厂用电接线的设计原则三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级v同样功率的电动机，额定电压越高，自身尺寸越大，同样功率的电动机，额定电压越高，自身尺寸越大，同样功率的电动机，额定电压越高，自身尺寸越大，同样功率的电动机
7、，额定电压越高，自身尺寸越大，重量越大，功率因数低，价格贵；但因工作电流小，重量越大，功率因数低，价格贵；但因工作电流小，重量越大，功率因数低，价格贵；但因工作电流小，重量越大，功率因数低，价格贵；但因工作电流小，可减小供电电缆截面，节约有色金属，降低电能损耗可减小供电电缆截面，节约有色金属，降低电能损耗可减小供电电缆截面，节约有色金属，降低电能损耗可减小供电电缆截面，节约有色金属，降低电能损耗和运行费用。和运行费用。和运行费用。和运行费用。电动机电压电动机电压(V)(V)22022038038030003000600060001000010000生产容量范围生产容量范围(kW)(kW)140
8、140 3003007575200200 200200v因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电网络来确定。电动机的电压和厂用电网络来确定。电动机的电压和厂用电网络来确定。电动机的电压和厂用电网络来确定。v厂用高压：厂用高压：厂用高压：厂用高压：3kV3kV，6kV6kV，10kV10kVv厂用低压：厂用低压：厂用低压：厂用低压：0.4kV0.4kV（380/220V380/220V） 3kV3kV电压供电的优点电压供电的优点电压供电的优点
9、电压供电的优点：q3kV3kV电动机效率比电动机效率比电动机效率比电动机效率比6kV6kV电动机效率高，价格较低电动机效率高，价格较低电动机效率高，价格较低电动机效率高，价格较低 q3kV3kV电动机的最小容量（电动机的最小容量（电动机的最小容量（电动机的最小容量（75kW75kW）比）比）比）比6kV6kV电动机最小电动机最小电动机最小电动机最小 容量（容量（容量（容量（200kW200kW）小）小）小）小q较大截面的电缆数量减少，减少有色金属消耗量较大截面的电缆数量减少，减少有色金属消耗量较大截面的电缆数量减少，减少有色金属消耗量较大截面的电缆数量减少，减少有色金属消耗量6kV6kV电压供
10、电的优点：电压供电的优点：电压供电的优点：电压供电的优点：q6kV6kV网络网络网络网络节省有色金属及费用，而且短路电流小节省有色金属及费用，而且短路电流小节省有色金属及费用，而且短路电流小节省有色金属及费用，而且短路电流小q6kV6kV电动机电动机电动机电动机的功率可制造的较大，以满足大容量负的功率可制造的较大，以满足大容量负的功率可制造的较大，以满足大容量负的功率可制造的较大，以满足大容量负 荷的要求荷的要求荷的要求荷的要求q可省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经可省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经可省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经可省去高压厂用变压器，直接由发电机
11、电压母线经 厂用电抗器供电，并可限制短路电流厂用电抗器供电，并可限制短路电流厂用电抗器供电，并可限制短路电流厂用电抗器供电，并可限制短路电流10kV10kV电压供电的优点：电压供电的优点：电压供电的优点：电压供电的优点：1000kW1000kW以上的电动机以上的电动机以上的电动机以上的电动机采用采用采用采用10kV10kV电压供电比较经济合电压供电比较经济合电压供电比较经济合电压供电比较经济合理。理。理。理。10kV10kV电动机电动机电动机电动机的功率可制造得更大，以满足大容量负的功率可制造得更大，以满足大容量负的功率可制造得更大，以满足大容量负的功率可制造得更大，以满足大容量负 荷的要求荷
12、的要求荷的要求荷的要求设计技术规程规定厂用高压的确定原则如下：设计技术规程规定厂用高压的确定原则如下： 火电厂：火电厂：发电机容量在发电机容量在60MW60MW以下，以下，UN=10.5kVUN=10.5kV时，则厂时，则厂 高压用高压用3kV3kV发电机容量在发电机容量在100MW100MW300MW300MW时，厂高压用时，厂高压用6kV 6kV 发电机容量在发电机容量在300MW300MW及以上时，若技术经济合理，可用及以上时，若技术经济合理，可用3kV3kV、10kV10kV两个厂高压两个厂高压 水电厂：水电厂：0.4kV0.4kV一个等级一个等级变电所：变电所：0.4kV0.4kV，
13、但是容量一般不超过，但是容量一般不超过750kVA750kVA厂用电动机额定电压确定原则如下：厂用电动机额定电压确定原则如下：厂用电动机额定电压确定原则如下：厂用电动机额定电压确定原则如下：厂高压厂高压厂高压厂高压电动机功率电动机功率电动机功率电动机功率额定电压额定电压额定电压额定电压3kV3kV100kW100kW用用用用3kV3kV100kW100kW用用用用380V380V6kV6kV200kW200kW用用用用6kV6kV200kW200kW用用用用380V380V10kV10kV1800kW 1800kW 用用用用10kV10kV200kW200kW1800kW1800kW用用用用3
14、kV3kV200kW200kW用用用用380V 380V 五、厂用供电电源及其引接五、厂用供电电源及其引接1.工作电源工作电源工作电源工作电源是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。(1)(1)(1)(1)高压高压高压高压 A A A A当有发电机电压母线时，当有发电机电压母线时，当有发电机电压母线时，当有发电机电压母线时，高压厂用高压厂用高压厂用高压厂用工作电源由各母线段引接，供接在该工作电源由各母线段引接，供接在该工作电源由各母线段引接，供接在该工作电源由各母线段
15、引接，供接在该段母线上的机组的厂用电负荷。段母线上的机组的厂用电负荷。段母线上的机组的厂用电负荷。段母线上的机组的厂用电负荷。G1G1厂用厂用厂用厂用缺点：缺点：缺点：缺点：发电机电压母线发生短路，发电机电压母线发生短路，发电机电压母线发生短路，发电机电压母线发生短路，发电机母线电压下降，厂用电网络发电机母线电压下降，厂用电网络发电机母线电压下降，厂用电网络发电机母线电压下降，厂用电网络电压降低，影响电动机运行。母线电压降低，影响电动机运行。母线电压降低，影响电动机运行。母线电压降低，影响电动机运行。母线故障，厂用电源部分或全部失去。故障，厂用电源部分或全部失去。故障，厂用电源部分或全部失去。
16、故障，厂用电源部分或全部失去。 G1G1厂用厂用厂用厂用优点：优点：供电可靠，运行简单，调供电可靠，运行简单，调度方便，投资和运行费用较低，可度方便，投资和运行费用较低，可以直接启动大容量电动机。同时，以直接启动大容量电动机。同时，也可由系统取得厂用电源也可由系统取得厂用电源B B B B当采用发电机变压器单元接线时，当采用发电机变压器单元接线时，当采用发电机变压器单元接线时，当采用发电机变压器单元接线时，厂用高压工作电源一般由主变低压侧引厂用高压工作电源一般由主变低压侧引厂用高压工作电源一般由主变低压侧引厂用高压工作电源一般由主变低压侧引接，供本机组厂用负荷。接，供本机组厂用负荷。接，供本机
17、组厂用负荷。接，供本机组厂用负荷。优点：优点：优点：优点：厂用电源电压波动小，不受负荷变厂用电源电压波动小，不受负荷变厂用电源电压波动小，不受负荷变厂用电源电压波动小，不受负荷变化时主变压器电压波动的影响；当升高电化时主变压器电压波动的影响；当升高电化时主变压器电压波动的影响；当升高电化时主变压器电压波动的影响；当升高电压侧断路器跳闸后，仍可由发电机供给厂压侧断路器跳闸后，仍可由发电机供给厂压侧断路器跳闸后，仍可由发电机供给厂压侧断路器跳闸后，仍可由发电机供给厂用工作电源；若接在主变低压侧，则可由用工作电源；若接在主变低压侧，则可由用工作电源；若接在主变低压侧，则可由用工作电源；若接在主变低压
18、侧，则可由系统倒送厂用电。系统倒送厂用电。系统倒送厂用电。系统倒送厂用电。 T TGG厂用厂用厂用厂用q厂用分支回路上一般应装设高压断路厂用分支回路上一般应装设高压断路厂用分支回路上一般应装设高压断路厂用分支回路上一般应装设高压断路器，该断路器按发电机机端短路进行选器，该断路器按发电机机端短路进行选器，该断路器按发电机机端短路进行选器，该断路器按发电机机端短路进行选择和校验。（可以考虑加装电抗器或用择和校验。（可以考虑加装电抗器或用择和校验。（可以考虑加装电抗器或用择和校验。（可以考虑加装电抗器或用低压分裂绕组变压器）低压分裂绕组变压器）低压分裂绕组变压器）低压分裂绕组变压器）T TGG厂用厂
19、用厂用厂用200MW200MW及以上机组及以上机组，由于短路电流很，由于短路电流很大，可不装设断路器，而采用分相大，可不装设断路器，而采用分相封闭母线（包括厂用分支），但应封闭母线（包括厂用分支），但应保留可拆连接点。变压器低压侧需保留可拆连接点。变压器低压侧需装设断路器。装设断路器。(2)(2)(2)(2)低压低压低压低压 q低压厂用工作电源采用低压厂用工作电源采用低压厂用工作电源采用低压厂用工作电源采用380/220380/220电压。电压。电压。电压。q一般由高压厂用母线上通过低压厂用变压器取得。一般由高压厂用母线上通过低压厂用变压器取得。一般由高压厂用母线上通过低压厂用变压器取得。一般
20、由高压厂用母线上通过低压厂用变压器取得。q为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大 不得超过不得超过不得超过不得超过750kVA750kVA。2. 2. 2. 2. 备用和启动电源备用和启动电源备用和启动电源备用和启动电源v备用电源备用电源备用电源备用电源主要指由于事故而失去工作电源时，保证给主要指由于事故而失去工作电源时，保证给主要指由于事故而失去工作电源时，保证给主要指由于事故而失去工作电源时，保证给厂用电供电的电源，故又称事故备用电源。厂用电供电的电源，
21、故又称事故备用电源。厂用电供电的电源，故又称事故备用电源。厂用电供电的电源，故又称事故备用电源。v启动电源启动电源启动电源启动电源是指在厂用工作电源完全消失的情况下，保是指在厂用工作电源完全消失的情况下，保是指在厂用工作电源完全消失的情况下，保是指在厂用工作电源完全消失的情况下，保证使机组快速启动，向必需的辅助设备供电的电源，其证使机组快速启动，向必需的辅助设备供电的电源，其证使机组快速启动，向必需的辅助设备供电的电源，其证使机组快速启动，向必需的辅助设备供电的电源，其实质也是一个备用电源。实质也是一个备用电源。实质也是一个备用电源。实质也是一个备用电源。125MW125MW125MW125M
22、W及以下的机组的厂用备用电源兼作启动电源及以下的机组的厂用备用电源兼作启动电源及以下的机组的厂用备用电源兼作启动电源及以下的机组的厂用备用电源兼作启动电源在在在在200MW200MW200MW200MW及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安全和厂用电的可靠，才设置厂用启动电源，并兼作厂用全和厂用电的可靠，才设置厂用启动电源，并兼作厂用全和厂用电的可靠，才设置厂用启动电源，并兼作厂用全和厂用电的可靠，才设置厂用启动电源，并兼作厂用备用电源。备用电源。备用电源。备用电源。备用电
23、源的引接备用电源的引接备用电源的引接备用电源的引接应保证其独立性，并且有足够的容量，应保证其独立性，并且有足够的容量，应保证其独立性，并且有足够的容量，应保证其独立性，并且有足够的容量，且最好能与系统有较紧密的联系。且最好能与系统有较紧密的联系。且最好能与系统有较紧密的联系。且最好能与系统有较紧密的联系。q有发电机电压母线时有发电机电压母线时有发电机电压母线时有发电机电压母线时，从母线段上由备用变压器或，从母线段上由备用变压器或，从母线段上由备用变压器或，从母线段上由备用变压器或电抗器引接一个备用电源，但不能从该母线段上引接电抗器引接一个备用电源，但不能从该母线段上引接电抗器引接一个备用电源，
24、但不能从该母线段上引接电抗器引接一个备用电源，但不能从该母线段上引接第二个备用电源。第二个备用电源。第二个备用电源。第二个备用电源。q无发电机电压母线时，无发电机电压母线时，无发电机电压母线时，无发电机电压母线时，由供电可靠的有两个电源的由供电可靠的有两个电源的由供电可靠的有两个电源的由供电可靠的有两个电源的最低一级电压母线引接。优点：可靠性高；缺点：投最低一级电压母线引接。优点：可靠性高；缺点：投最低一级电压母线引接。优点：可靠性高；缺点：投最低一级电压母线引接。优点：可靠性高；缺点：投资大。资大。资大。资大。q由联络变压器低压绕组引接，但要保证足够的供电由联络变压器低压绕组引接，但要保证足
25、够的供电由联络变压器低压绕组引接，但要保证足够的供电由联络变压器低压绕组引接，但要保证足够的供电容量。多用作第二个备用电源。此时，备用变压器须容量。多用作第二个备用电源。此时，备用变压器须容量。多用作第二个备用电源。此时，备用变压器须容量。多用作第二个备用电源。此时，备用变压器须采用有载调压方式。采用有载调压方式。采用有载调压方式。采用有载调压方式。q当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路供当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路供当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路供当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路供给。给。给。给。厂用电源的备用方式有厂用电源的备用方式有厂用电源的备用
26、方式有厂用电源的备用方式有“ “明备用明备用明备用明备用” ”或或或或“ “暗备用暗备用暗备用暗备用” ” 两种。两种。两种。两种。v明备用明备用明备用明备用q指在正常运行中全厂指在正常运行中全厂指在正常运行中全厂指在正常运行中全厂专设一台平时不工作的厂用变专设一台平时不工作的厂用变专设一台平时不工作的厂用变专设一台平时不工作的厂用变压器作为备用电源压器作为备用电源压器作为备用电源压器作为备用电源，当任一台厂用工作变压器检修或，当任一台厂用工作变压器检修或，当任一台厂用工作变压器检修或，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，故障以及机、炉起停用时，可将厂用
27、备用变压器投入，故障以及机、炉起停用时，可将厂用备用变压器投入，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。以保持厂用电设备的正常工作。以保持厂用电设备的正常工作。以保持厂用电设备的正常工作。q大型火电厂采用，工作变压器容量小（备用变压器大型火电厂采用，工作变压器容量小（备用变压器大型火电厂采用，工作变压器容量小（备用变压器大型火电厂采用，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），有利于经济容量与最大一台工作变压器容量相同），有利于经济容量与最大一台工作变压器容量相同），有利于经济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。
28、但需装设备用电源自动投入装置。运行，投资少。但需装设备用电源自动投入装置。运行，投资少。但需装设备用电源自动投入装置。运行，投资少。但需装设备用电源自动投入装置。v暗备用暗备用暗备用暗备用q不设专用的备用变压器，不设专用的备用变压器，不设专用的备用变压器，不设专用的备用变压器，而而而而是当厂用工作变压器成对出现是当厂用工作变压器成对出现是当厂用工作变压器成对出现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时，将每台工作变压器的容量时，将每台工作变压器的容量时，将每台工作变压器的容量加大。正常运行时不满载，互加大。正常运行时不满载，互加大。正常运行时不满载，互加大。正常运行时不满载，互为
29、备用状态。不应装设备用电为备用状态。不应装设备用电为备用状态。不应装设备用电为备用状态。不应装设备用电源自动投入装置。源自动投入装置。源自动投入装置。源自动投入装置。q水电厂采用，工作变压器容量比明备用时大。水电厂采用，工作变压器容量比明备用时大。水电厂采用，工作变压器容量比明备用时大。水电厂采用，工作变压器容量比明备用时大。GG1 1GG2 2T1T1T2T23. 3. 3. 3. 事故保安电源事故保安电源事故保安电源事故保安电源v供给事故保安负荷的电源。供给事故保安负荷的电源。供给事故保安负荷的电源。供给事故保安负荷的电源。v对对对对200MW200MW200MW200MW及以上大容量机组
30、，当厂用电源完全消失时，及以上大容量机组，当厂用电源完全消失时，及以上大容量机组，当厂用电源完全消失时，及以上大容量机组，当厂用电源完全消失时，为确保在事故状态下能安全停机，应设事故保安电源。为确保在事故状态下能安全停机，应设事故保安电源。为确保在事故状态下能安全停机，应设事故保安电源。为确保在事故状态下能安全停机，应设事故保安电源。必须是独立而又十分可靠的电源，采用必须是独立而又十分可靠的电源，采用必须是独立而又十分可靠的电源，采用必须是独立而又十分可靠的电源，采用380/220V380/220V380/220V380/220V电压。电压。电压。电压。交流保安负荷：交流保安负荷：交流保安负荷
31、：交流保安负荷：快速启动的柴油发电机组或外部快速启动的柴油发电机组或外部快速启动的柴油发电机组或外部快速启动的柴油发电机组或外部引入的可靠电源引入的可靠电源引入的可靠电源引入的可靠电源直流保安负荷：直流保安负荷：直流保安负荷：直流保安负荷：蓄电池组蓄电池组蓄电池组蓄电池组交流不停电负荷交流不停电负荷交流不停电负荷交流不停电负荷（热工仪表和自动装置）：直流（热工仪表和自动装置）：直流（热工仪表和自动装置）：直流（热工仪表和自动装置）：直流逆变器逆变器逆变器逆变器3. 3. 3. 3. 事故保安电源事故保安电源事故保安电源事故保安电源图为某电厂图为某电厂图为某电厂图为某电厂200MW200MW20
32、0MW200MW发电发电发电发电机组的事故保安电源接机组的事故保安电源接机组的事故保安电源接机组的事故保安电源接线示意图线示意图线示意图线示意图1.1.1.1.每台机组设置一段事每台机组设置一段事每台机组设置一段事每台机组设置一段事故保安母线，两个机组故保安母线，两个机组故保安母线，两个机组故保安母线，两个机组共用一台柴油发电机组。共用一台柴油发电机组。共用一台柴油发电机组。共用一台柴油发电机组。2.2.2.2.热工仪表及自动装置热工仪表及自动装置热工仪表及自动装置热工仪表及自动装置由直流逆变器供电（每由直流逆变器供电（每由直流逆变器供电（每由直流逆变器供电（每台机组设置一段）台机组设置一段）
33、台机组设置一段）台机组设置一段）六、厂用电接线的基本形式六、厂用电接线的基本形式v发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线，发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线，发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线，发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线，并以成套配电装置接受和分配电能。并以成套配电装置接受和分配电能。并以成套配电装置接受和分配电能。并以成套配电装置接受和分配电能。v因火电厂的厂用负荷大多集中在锅炉的辅助机械设备因火电厂的厂用负荷大多集中在锅炉的辅助机械设备因火电厂的厂用负荷大多集中在锅炉的辅助机械设备因火电厂的厂用负荷大多集中在锅炉的辅助机械设备中，因此一般采用中，
34、因此一般采用中，因此一般采用中，因此一般采用“ “按炉分段按炉分段按炉分段按炉分段” ”的接线原则，将厂用高压的接线原则，将厂用高压的接线原则，将厂用高压的接线原则，将厂用高压母线按锅炉台数分成若干独立段。母线按锅炉台数分成若干独立段。母线按锅炉台数分成若干独立段。母线按锅炉台数分成若干独立段。v低压厂用母线也采用单母线分段低压厂用母线也采用单母线分段低压厂用母线也采用单母线分段低压厂用母线也采用单母线分段大型电厂：大型电厂：大型电厂：大型电厂：按机或按炉分段按机或按炉分段按机或按炉分段按机或按炉分段中小型电厂或变电所：中小型电厂或变电所：中小型电厂或变电所：中小型电厂或变电所：分为两段或三段
35、分为两段或三段分为两段或三段分为两段或三段采用低压成套配电装置。采用低压成套配电装置。采用低压成套配电装置。采用低压成套配电装置。按炉分段的好处：按炉分段的好处：便于管理，检修；便于管理，检修；缩小故障影响范围。一段母线故障，仅影响一台锅炉；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，从而选用轻型母线分段运行，可限制短路电流水平，从而选用轻型电器设备。电器设备。5.3 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、火电厂厂用电接线火电厂的辅助机械多、容量大、供电网络复杂，火电厂的辅助机械多、容量大、供电网络复杂，其主要
36、负荷分布在锅炉、汽机、电气、输煤、除其主要负荷分布在锅炉、汽机、电气、输煤、除灰、化学水处理以及辅助车间和公用电部分，因灰、化学水处理以及辅助车间和公用电部分，因此厂用电电压必须由此厂用电电压必须由6kV6kV和和0.4kV0.4kV两级电压，以单两级电压，以单母线分段接线形式合理地分配厂用各级负荷。母线分段接线形式合理地分配厂用各级负荷。作者： 版权所有一、火电厂厂用电接线一、火电厂厂用电接线v小容量火电厂的厂用电接线小容量火电厂的厂用电接线小容量火电厂的厂用电接线小容量火电厂的厂用电接线该发电厂装有二机二炉，因机该发电厂装有二机二炉，因机该发电厂装有二机二炉，因机该发电厂装有二机二炉，因机
37、组容量不大，不设高压厂用母组容量不大，不设高压厂用母组容量不大，不设高压厂用母组容量不大，不设高压厂用母线，少量大功率厂用电动机直线，少量大功率厂用电动机直线，少量大功率厂用电动机直线，少量大功率厂用电动机直接接在机端母线上。接接在机端母线上。接接在机端母线上。接接在机端母线上。380/220V380/220V380/220V380/220V低压厂用母线按炉分低压厂用母线按炉分低压厂用母线按炉分低压厂用母线按炉分段。段。段。段。v中型热电厂的厂用电接线中型热电厂的厂用电接线中型热电厂的厂用电接线中型热电厂的厂用电接线该发电厂装有二机三炉（母管该发电厂装有二机三炉（母管该发电厂装有二机三炉（母管
38、该发电厂装有二机三炉（母管制供气。高压厂用母线按炉分制供气。高压厂用母线按炉分制供气。高压厂用母线按炉分制供气。高压厂用母线按炉分三段。三段。三段。三段。380/220V380/220V380/220V380/220V低压厂用母线按机组低压厂用母线按机组低压厂用母线按机组低压厂用母线按机组分二段。分二段。分二段。分二段。v大型火电厂的厂用电接线大型火电厂的厂用电接线大型火电厂的厂用电接线大型火电厂的厂用电接线方案方案方案方案1 1 1 1：不设公用负荷母线段，图：不设公用负荷母线段，图：不设公用负荷母线段，图：不设公用负荷母线段，图5 5 5 53 3 3 3（a)a)a)a)v高压厂用公用负
39、荷分高压厂用公用负荷分高压厂用公用负荷分高压厂用公用负荷分别接于各机组厂用母线别接于各机组厂用母线别接于各机组厂用母线别接于各机组厂用母线A,BA,BA,BA,B段上。段上。段上。段上。优点：供电可靠性高，优点：供电可靠性高，优点：供电可靠性高，优点：供电可靠性高，投资省。投资省。投资省。投资省。缺点：高压厂用母线清缺点：高压厂用母线清缺点：高压厂用母线清缺点：高压厂用母线清扫时，影响公用负荷的扫时，影响公用负荷的扫时，影响公用负荷的扫时，影响公用负荷的备用。备用。备用。备用。方案方案方案方案2 2 2 2：设公用负荷母线段，：设公用负荷母线段，：设公用负荷母线段，：设公用负荷母线段， 图图图
40、图5 5 5 53 3 3 3（b)b)b)b)公用负荷集中，无过公用负荷集中，无过公用负荷集中，无过公用负荷集中，无过渡问题。各单元机组渡问题。各单元机组渡问题。各单元机组渡问题。各单元机组独立性强，便于各机独立性强，便于各机独立性强，便于各机独立性强，便于各机组厂用母线清扫。组厂用母线清扫。组厂用母线清扫。组厂用母线清扫。二、水电厂厂用电接线二、水电厂厂用电接线v水电厂的厂用电相比同容量的火电厂要简单得多，因水电厂的厂用电相比同容量的火电厂要简单得多，因水电厂的厂用电相比同容量的火电厂要简单得多，因水电厂的厂用电相比同容量的火电厂要简单得多，因为水力辅助机械比热力辅助机械不仅数量少，而且容
41、量为水力辅助机械比热力辅助机械不仅数量少，而且容量为水力辅助机械比热力辅助机械不仅数量少，而且容量为水力辅助机械比热力辅助机械不仅数量少，而且容量也小。但是，对水电厂来说，厂用负荷仍然是最重要的也小。但是，对水电厂来说，厂用负荷仍然是最重要的也小。但是，对水电厂来说，厂用负荷仍然是最重要的也小。但是，对水电厂来说，厂用负荷仍然是最重要的负荷之一。负荷之一。负荷之一。负荷之一。v水电厂厂用机械的数量、容量及重要程度等与机组容水电厂厂用机械的数量、容量及重要程度等与机组容水电厂厂用机械的数量、容量及重要程度等与机组容水电厂厂用机械的数量、容量及重要程度等与机组容量有关，并受水头、流量和水轮机型式以
42、及运行方式等量有关，并受水头、流量和水轮机型式以及运行方式等量有关，并受水头、流量和水轮机型式以及运行方式等量有关，并受水头、流量和水轮机型式以及运行方式等条件影响。条件影响。条件影响。条件影响。v水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。v对中小型水电厂对中小型水电厂对中小型水电厂对中小型水电厂，一般采用一级，一般采用一级，一般采用一级，一般采用一级380/220V380/220V380/220V380/220V电压，母线电压，母线电压，母线电压，母线通常只分为两段，
43、由两台厂用变压器以暗备用方式向两通常只分为两段，由两台厂用变压器以暗备用方式向两通常只分为两段，由两台厂用变压器以暗备用方式向两通常只分为两段，由两台厂用变压器以暗备用方式向两段厂用母线供电。段厂用母线供电。段厂用母线供电。段厂用母线供电。一般水电厂一般水电厂最基本的厂用负荷是水轮机调速系统和最基本的厂用负荷是水轮机调速系统和润滑系统的油泵、压缩空气系统的空气压缩机、发润滑系统的油泵、压缩空气系统的空气压缩机、发电机冷却系统和润滑系统的水泵、全厂辅助机械水电机冷却系统和润滑系统的水泵、全厂辅助机械水系统的电动机、闸门启闭设备、照明及水利枢纽等系统的电动机、闸门启闭设备、照明及水利枢纽等设施用电
44、。设施用电。二、水电厂厂用电接线二、水电厂厂用电接线v对大容量水电厂，一般采用对大容量水电厂，一般采用对大容量水电厂，一般采用对大容量水电厂，一般采用6/10kV6/10kV6/10kV6/10kV和和和和380/220V380/220V380/220V380/220V两级电压，母线两级电压，母线两级电压，母线两级电压，母线按机组台数分段，每段由单独的厂按机组台数分段，每段由单独的厂按机组台数分段，每段由单独的厂按机组台数分段，每段由单独的厂用变压器供电，并设置专用备用变用变压器供电，并设置专用备用变用变压器供电，并设置专用备用变用变压器供电，并设置专用备用变压器。压器。压器。压器。v为了供给
45、厂外坝区闸门及水利枢为了供给厂外坝区闸门及水利枢为了供给厂外坝区闸门及水利枢为了供给厂外坝区闸门及水利枢纽防洪、灌溉取水、船闸或升船机、纽防洪、灌溉取水、船闸或升船机、纽防洪、灌溉取水、船闸或升船机、纽防洪、灌溉取水、船闸或升船机、筏道等设施用电，可设专用坝区变筏道等设施用电，可设专用坝区变筏道等设施用电，可设专用坝区变筏道等设施用电，可设专用坝区变压器供电。压器供电。压器供电。压器供电。三、变电所所用电接线三、变电所所用电接线v所用电负荷一般都比较小，其可靠性要求不如发电厂所用电负荷一般都比较小，其可靠性要求不如发电厂所用电负荷一般都比较小，其可靠性要求不如发电厂所用电负荷一般都比较小，其可
46、靠性要求不如发电厂那样高。那样高。那样高。那样高。v主要所用电负荷是变压器冷却装置（包括风扇、油泵、主要所用电负荷是变压器冷却装置（包括风扇、油泵、主要所用电负荷是变压器冷却装置（包括风扇、油泵、主要所用电负荷是变压器冷却装置（包括风扇、油泵、水泵）、直流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气水泵）、直流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气水泵）、直流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气水泵）、直流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气压缩机、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、压缩机、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、压缩机、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、压缩机、油处理
47、设备、检修工具以及采暖、通风、照明、供水等。供水等。供水等。供水等。v当变电所装有同步调相机时，还有调相机的空气冷却当变电所装有同步调相机时，还有调相机的空气冷却当变电所装有同步调相机时，还有调相机的空气冷却当变电所装有同步调相机时，还有调相机的空气冷却器和润滑系统的油泵和水泵等负荷。器和润滑系统的油泵和水泵等负荷。器和润滑系统的油泵和水泵等负荷。器和润滑系统的油泵和水泵等负荷。v大、中型变电所或装有调相机的变电所，通常装设两大、中型变电所或装有调相机的变电所，通常装设两大、中型变电所或装有调相机的变电所，通常装设两大、中型变电所或装有调相机的变电所，通常装设两台所用变压器，分别接在最低一级电
48、压母线的不同分段台所用变压器，分别接在最低一级电压母线的不同分段台所用变压器，分别接在最低一级电压母线的不同分段台所用变压器，分别接在最低一级电压母线的不同分段上。另设一台备用变压器。上。另设一台备用变压器。上。另设一台备用变压器。上。另设一台备用变压器。电压一般只采用电压一般只采用380/220V，动力与照明混合供电方，动力与照明混合供电方式。小型变电所，大多只装一台所用变压器，由最低式。小型变电所，大多只装一台所用变压器，由最低一级电压引接。一级电压引接。v为了正确选择火电厂厂用变压器容量、首先应对厂用为了正确选择火电厂厂用变压器容量、首先应对厂用为了正确选择火电厂厂用变压器容量、首先应对
49、厂用为了正确选择火电厂厂用变压器容量、首先应对厂用主要用电设备的容量、数量及其特点有所了解，并逐项主要用电设备的容量、数量及其特点有所了解，并逐项主要用电设备的容量、数量及其特点有所了解，并逐项主要用电设备的容量、数量及其特点有所了解，并逐项予以统计、分类、综合分析。予以统计、分类、综合分析。予以统计、分类、综合分析。予以统计、分类、综合分析。一、火电厂主要厂用负荷一、火电厂主要厂用负荷v火电厂厂用电负荷包括了全厂锅炉、汽机、电气、燃火电厂厂用电负荷包括了全厂锅炉、汽机、电气、燃火电厂厂用电负荷包括了全厂锅炉、汽机、电气、燃火电厂厂用电负荷包括了全厂锅炉、汽机、电气、燃运等各个方面的设备，面广
50、量大，且随各厂机炉类型、运等各个方面的设备，面广量大，且随各厂机炉类型、运等各个方面的设备，面广量大，且随各厂机炉类型、运等各个方面的设备，面广量大，且随各厂机炉类型、容量、燃料种类、供水条件等而差异较大。容量、燃料种类、供水条件等而差异较大。容量、燃料种类、供水条件等而差异较大。容量、燃料种类、供水条件等而差异较大。5.4 厂用变压器的选择厂用变压器的选择v在生产过程中，厂用机械设备的使用情况是不同的。在生产过程中，厂用机械设备的使用情况是不同的。在生产过程中，厂用机械设备的使用情况是不同的。在生产过程中，厂用机械设备的使用情况是不同的。“ “经常经常经常经常” ”：每天都要使用每天都要使用
51、每天都要使用每天都要使用“ “不经常不经常不经常不经常” ”：只在检修、事故或机炉启停期间使用只在检修、事故或机炉启停期间使用只在检修、事故或机炉启停期间使用只在检修、事故或机炉启停期间使用“ “连续连续连续连续” ”：每次带负荷运转每次带负荷运转每次带负荷运转每次带负荷运转120min120min120min120min以上以上以上以上“ “短时短时短时短时” ”：每次带负荷运转在每次带负荷运转在每次带负荷运转在每次带负荷运转在10101010120min120min120min120min之间之间之间之间“ “断续断续断续断续” ”：每次使用从带负荷到空载或停止，反复周期性每次使用从带负荷
52、到空载或停止，反复周期性每次使用从带负荷到空载或停止，反复周期性每次使用从带负荷到空载或停止，反复周期性地工作，其每一周期不超过地工作，其每一周期不超过地工作，其每一周期不超过地工作，其每一周期不超过10min10min10min10minv一般由厂用变压器引出厂用母线，而用电设备从母线一般由厂用变压器引出厂用母线，而用电设备从母线一般由厂用变压器引出厂用母线，而用电设备从母线一般由厂用变压器引出厂用母线，而用电设备从母线引接。为了合理正确地选择厂用变压器的容量，需对每引接。为了合理正确地选择厂用变压器的容量，需对每引接。为了合理正确地选择厂用变压器的容量，需对每引接。为了合理正确地选择厂用变
53、压器的容量，需对每段母线上引接的电动机的台数和容量进行统计和计算。段母线上引接的电动机的台数和容量进行统计和计算。段母线上引接的电动机的台数和容量进行统计和计算。段母线上引接的电动机的台数和容量进行统计和计算。二、火电厂厂用负荷的统计二、火电厂厂用负荷的统计v厂用负荷的计算常采用厂用负荷的计算常采用厂用负荷的计算常采用厂用负荷的计算常采用“ “换算系数法换算系数法换算系数法换算系数法” ”。公式如下：。公式如下：。公式如下：。公式如下：K K K Km m m m同时率同时率同时率同时率( ( ( (新建电厂取新建电厂取新建电厂取新建电厂取0.90.90.90.9，扩建电厂取，扩建电厂取，扩建
54、电厂取，扩建电厂取0.95)0.95)0.95)0.95)P P P Pmaxmaxmaxmax最大运行轴功率最大运行轴功率最大运行轴功率最大运行轴功率(kW)(kW)(kW)(kW)对应于轴功率的电动机效率对应于轴功率的电动机效率对应于轴功率的电动机效率对应于轴功率的电动机效率coscoscoscos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SSSSL L L L低压厂用计算负荷之和低压厂用计算负荷之和低压厂用计算负荷之和低压厂用计算负荷之和(kVA)(kVA)(kVA)(kVA)v利用利用利用利用“ “换算系数法换算系数
55、法换算系数法换算系数法” ”求出厂用计算负荷后，必要时可以求出厂用计算负荷后，必要时可以求出厂用计算负荷后，必要时可以求出厂用计算负荷后，必要时可以“ “轴功率法轴功率法轴功率法轴功率法” ”进行校验。公式如下：进行校验。公式如下：进行校验。公式如下：进行校验。公式如下：三、火电厂厂用变压器或厂用电抗器容量选择三、火电厂厂用变压器或厂用电抗器容量选择1. 1. 1. 1. 变压器原、副边额定电压必须与引接电源电压和厂变压器原、副边额定电压必须与引接电源电压和厂变压器原、副边额定电压必须与引接电源电压和厂变压器原、副边额定电压必须与引接电源电压和厂用电网络电压相一致。用电网络电压相一致。用电网络
56、电压相一致。用电网络电压相一致。2. 2. 2. 2. 变压器容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功变压器容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功变压器容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功变压器容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率，并留有适当的裕度。率，并留有适当的裕度。率，并留有适当的裕度。率，并留有适当的裕度。v对于高压厂用工作变压器对于高压厂用工作变压器对于高压厂用工作变压器对于高压厂用工作变压器，其容量应按高压厂用电计，其容量应按高压厂用电计，其容量应按高压厂用电计，其容量应按高压厂用电计算负荷的算负荷的算负荷的算负荷的110110110110与低压厂用电计算负荷之和进行选择。与低
57、压厂用电计算负荷之和进行选择。与低压厂用电计算负荷之和进行选择。与低压厂用电计算负荷之和进行选择。p当为双绕组变压器时按下式选择容量，即：当为双绕组变压器时按下式选择容量，即：当为双绕组变压器时按下式选择容量，即：当为双绕组变压器时按下式选择容量，即：p当为低压分裂绕组变压器时，各绕组容量应满足当为低压分裂绕组变压器时，各绕组容量应满足当为低压分裂绕组变压器时，各绕组容量应满足当为低压分裂绕组变压器时，各绕组容量应满足S S S STS1TS1TS1TS1厂用变压器高压绕组额定容量厂用变压器高压绕组额定容量厂用变压器高压绕组额定容量厂用变压器高压绕组额定容量(kVA)(kVA)(kVA)(kV
58、A)S S S STS2TS2TS2TS2厂用变压器分裂绕组额定容量厂用变压器分裂绕组额定容量厂用变压器分裂绕组额定容量厂用变压器分裂绕组额定容量(kVA) (kVA) (kVA) (kVA) S S S SC C C C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(kVA)(kVA)(kVA)(kVA)S S S Sr r r r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两分支重复计算负荷分裂绕组两分支重复计算负荷(kVA)(kVA)(kVA)(kVA)v对于低压厂用工作变压器对于低压厂用工作变压器对于低压厂用工作
59、变压器对于低压厂用工作变压器，可按下式选择变压器容量，可按下式选择变压器容量，可按下式选择变压器容量，可按下式选择变压器容量K K K K变压器温度修正系数变压器温度修正系数变压器温度修正系数变压器温度修正系数S S S ST T T T低压厂用工作变压容量低压厂用工作变压容量低压厂用工作变压容量低压厂用工作变压容量(kVA) (kVA) (kVA) (kVA) S S S SL L L L低压厂用电计算负荷之和低压厂用电计算负荷之和低压厂用电计算负荷之和低压厂用电计算负荷之和(kVA)(kVA)(kVA)(kVA)3. 3. 3. 3. 厂用高压备用变压器或启动变压器应与最大一台高厂用高压备
60、用变压器或启动变压器应与最大一台高厂用高压备用变压器或启动变压器应与最大一台高厂用高压备用变压器或启动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器的容量相同。厂用低压备用变压器应压厂用工作变压器的容量相同。厂用低压备用变压器应压厂用工作变压器的容量相同。厂用低压备用变压器应压厂用工作变压器的容量相同。厂用低压备用变压器应与最大一台低压厂用工作变压器的容量相同。与最大一台低压厂用工作变压器的容量相同。与最大一台低压厂用工作变压器的容量相同。与最大一台低压厂用工作变压器的容量相同。v若环境温度超过设计温度，电抗器的允许工作电流应若环境温度超过设计温度，电抗器的允许工作电流应若环境温度超过设计温度，电抗器的
61、允许工作电流应若环境温度超过设计温度，电抗器的允许工作电流应该按下式进行修正该按下式进行修正该按下式进行修正该按下式进行修正I I I I电抗器的允许工作电流电抗器的允许工作电流电抗器的允许工作电流电抗器的允许工作电流(A)(A)(A)(A)I I I IN N N N电抗器的额定电流电抗器的额定电流电抗器的额定电流电抗器的额定电流(A) (A) (A) (A) 100100100100电抗器绕组最高允许温度电抗器绕组最高允许温度电抗器绕组最高允许温度电抗器绕组最高允许温度()()()()周围空气温度周围空气温度周围空气温度周围空气温度() () () () 0 0 0 0电抗器允许的最高空气
62、温度，一般取电抗器允许的最高空气温度，一般取电抗器允许的最高空气温度，一般取电抗器允许的最高空气温度，一般取404040404. 4. 4. 4. 厂用电抗器的容量应满足最大运行负荷的需要，并厂用电抗器的容量应满足最大运行负荷的需要，并厂用电抗器的容量应满足最大运行负荷的需要，并厂用电抗器的容量应满足最大运行负荷的需要，并留有适当的裕度以防止过载。可按下式选择电抗器容量留有适当的裕度以防止过载。可按下式选择电抗器容量留有适当的裕度以防止过载。可按下式选择电抗器容量留有适当的裕度以防止过载。可按下式选择电抗器容量v厂用电抗器的电抗百分值也要适当选择。电抗值较大厂用电抗器的电抗百分值也要适当选择。
63、电抗值较大厂用电抗器的电抗百分值也要适当选择。电抗值较大厂用电抗器的电抗百分值也要适当选择。电抗值较大虽然对限制厂用系统短路电流有利，但却增大了正常运虽然对限制厂用系统短路电流有利，但却增大了正常运虽然对限制厂用系统短路电流有利，但却增大了正常运虽然对限制厂用系统短路电流有利，但却增大了正常运行时的电压降，因为电抗器不能调压，不能保证厂用电行时的电压降，因为电抗器不能调压，不能保证厂用电行时的电压降，因为电抗器不能调压，不能保证厂用电行时的电压降，因为电抗器不能调压，不能保证厂用电压质量，所以通常取电抗值在压质量，所以通常取电抗值在压质量，所以通常取电抗值在压质量，所以通常取电抗值在8 8 8
64、 8以内。以内。以内。以内。5.5 5.5 厂用电动机的选择和厂用电动机的选择和自启动校验自启动校验v发电厂中厂用机械设备的机械特性（即阻转矩或叫负发电厂中厂用机械设备的机械特性（即阻转矩或叫负发电厂中厂用机械设备的机械特性（即阻转矩或叫负发电厂中厂用机械设备的机械特性（即阻转矩或叫负载转矩载转矩载转矩载转矩M M M Mm m m m与转速与转速与转速与转速n n n n之间的关系）可归纳为两种类型：之间的关系）可归纳为两种类型：之间的关系）可归纳为两种类型：之间的关系）可归纳为两种类型：作者： 版权所有一、厂用机械特性一、厂用机械特性1.1.1.1. 恒转矩负载特性恒转矩负载特性恒转矩负载
65、特性恒转矩负载特性即负载转矩即负载转矩即负载转矩即负载转矩M M M Mm m m m与转速与转速与转速与转速n n n n无关，无关，无关，无关，当转速当转速当转速当转速n n n n变化时，负载转矩变化时，负载转矩变化时，负载转矩变化时，负载转矩M M M Mm m m m保持不变。比如火电厂中保持不变。比如火电厂中保持不变。比如火电厂中保持不变。比如火电厂中的磨煤机、碎煤机、输煤皮的磨煤机、碎煤机、输煤皮的磨煤机、碎煤机、输煤皮的磨煤机、碎煤机、输煤皮带、绞车、起重机等就属于带、绞车、起重机等就属于带、绞车、起重机等就属于带、绞车、起重机等就属于这类机械。这类机械。这类机械。这类机械。M
66、*mn*1.00.01.02.2.2.2. 变转矩负载特性变转矩负载特性变转矩负载特性变转矩负载特性M M M M*m*m*m*m- - - -负载转矩标么值负载转矩标么值负载转矩标么值负载转矩标么值( ( ( (以机械在额定出力时的额定转以机械在额定出力时的额定转以机械在额定出力时的额定转以机械在额定出力时的额定转 矩为基准值）矩为基准值）矩为基准值）矩为基准值）M M M M*m0*m0*m0*m0- - - -与转速与转速与转速与转速n n n n无关的摩擦起始负载转矩标么值，一般无关的摩擦起始负载转矩标么值，一般无关的摩擦起始负载转矩标么值，一般无关的摩擦起始负载转矩标么值，一般 取成
67、取成取成取成0.150.150.150.15n n n n* * * *- - - -转速的标么值转速的标么值转速的标么值转速的标么值( ( ( (以同步转速为基准值以同步转速为基准值以同步转速为基准值以同步转速为基准值) ) ) )- - - -负载转矩随转矩变化的系数，一般等于负载转矩随转矩变化的系数，一般等于负载转矩随转矩变化的系数，一般等于负载转矩随转矩变化的系数，一般等于2 2 2 2作者： 版权所有即负载转矩即负载转矩即负载转矩即负载转矩M M M Mm m m m与转速与转速与转速与转速n n n n有关，有关，有关，有关，当转速当转速当转速当转速n n n n变化时，负载转矩变
68、化时，负载转矩变化时，负载转矩变化时，负载转矩M M M Mm m m m与与与与n n n n的二次方或高次方成比的二次方或高次方成比的二次方或高次方成比的二次方或高次方成比例，具有非线性上升关系。例，具有非线性上升关系。例，具有非线性上升关系。例，具有非线性上升关系。比如火电厂中的风机、油泵比如火电厂中的风机、油泵比如火电厂中的风机、油泵比如火电厂中的风机、油泵就属于这类机械。就属于这类机械。就属于这类机械。就属于这类机械。M*mn*1.00.01.0v主要有三类：异步电动机，同步电动机，直流电动机。主要有三类：异步电动机，同步电动机，直流电动机。主要有三类：异步电动机，同步电动机，直流电
69、动机。主要有三类：异步电动机，同步电动机，直流电动机。二、厂用电动机的类型和特点二、厂用电动机的类型和特点异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性异步电动机的启动条件异步电动机的启动条件异步电动机的启动条件异步电动机的启动条件1.1.1.1.电动机的启动转矩电动机的启动转矩电动机的启动转矩电动机的启动转矩 必须大于被拖动机械的起始必须大于被拖动机械的起始必须大于被拖动机械的起始必须大于被拖动机械的起始负荷阻转矩负荷阻转矩负荷阻转矩负荷阻转矩2.2.2.2.在启动过程中的任一转速在启动过程中的任一转速在启动过程中的任一转速在启动过程中的任一转速下都应有下都
70、应有下都应有下都应有v什么叫什么叫什么叫什么叫电动机的自启动电动机的自启动电动机的自启动电动机的自启动？三、电动机的自启动校验三、电动机的自启动校验厂用电系统中运行的电动机，当断开电源或厂用电压降厂用电系统中运行的电动机，当断开电源或厂用电压降厂用电系统中运行的电动机，当断开电源或厂用电压降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，这一过低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一过低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一过低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一过程称为程称为程称为程称为惰行惰行惰行惰行。若电动机失去电压以后，不与
71、电源断开，在很短时间若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间( ( ( (一般在一般在一般在一般在0.50.50.50.51.5s)1.5s)1.5s)1.5s)内，厂用电压又恢复或通过自动切内，厂用电压又恢复或通过自动切内，厂用电压又恢复或通过自动切内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动恢复到稳定状态运行，这
72、一过程称为电动机的自又自动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自又自动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自又自动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。启动。启动。启动。v为什么要进行为什么要进行为什么要进行为什么要进行电动机的自启动的校验？电动机的自启动的校验？电动机的自启动的校验？电动机的自启动的校验？ 如果参加自启动的电动机的数量多、容量大时，启如果参加自启动的电动机的数量多、容量大时，启如果参加自启动的电动机的数量多、容量大时，启如果参加自启动的电动机的数量多、容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电系统电压下降，动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电系统电压下
73、降，动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电系统电压下降，动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电系统电压下降，甚至引起电动机本身发热。这些数值如果超过允许指标，甚至引起电动机本身发热。这些数值如果超过允许指标，甚至引起电动机本身发热。这些数值如果超过允许指标，甚至引起电动机本身发热。这些数值如果超过允许指标，将危及厂用电系统的稳定运行和电动机的安全与寿命，将危及厂用电系统的稳定运行和电动机的安全与寿命，将危及厂用电系统的稳定运行和电动机的安全与寿命，将危及厂用电系统的稳定运行和电动机的安全与寿命，因此必须进行电动机自启动校验。因此必须进行电动机自启动校验。因此必须进行电动机自启动校验。因此必须进行电
74、动机自启动校验。若校验不能进行自启动时，应采取相应的措施若校验不能进行自启动时，应采取相应的措施若校验不能进行自启动时，应采取相应的措施若校验不能进行自启动时，应采取相应的措施v根据运行状态，电动机的自启动可分为三类根据运行状态，电动机的自启动可分为三类根据运行状态，电动机的自启动可分为三类根据运行状态，电动机的自启动可分为三类(1)(1)(1)(1)失压自启动：失压自启动：失压自启动：失压自启动：运行中突然出现事故，电压降低，当运行中突然出现事故，电压降低，当运行中突然出现事故，电压降低，当运行中突然出现事故，电压降低，当事故消除后电压恢复时形成的自启动事故消除后电压恢复时形成的自启动事故消
75、除后电压恢复时形成的自启动事故消除后电压恢复时形成的自启动(2)(2)(2)(2)空载自启动：空载自启动：空载自启动：空载自启动：备用电源空载状态时，自动投入失去备用电源空载状态时，自动投入失去备用电源空载状态时，自动投入失去备用电源空载状态时，自动投入失去电源的工作段所形成的自启动电源的工作段所形成的自启动电源的工作段所形成的自启动电源的工作段所形成的自启动(3)(3)(3)(3)带负荷自启动：带负荷自启动：带负荷自启动：带负荷自启动：备用电源已带一部分负荷，又自动备用电源已带一部分负荷，又自动备用电源已带一部分负荷，又自动备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段时形成的自启动投入
76、失去电源的工作段时形成的自启动投入失去电源的工作段时形成的自启动投入失去电源的工作段时形成的自启动(3)(3)(3)(3)带负荷自启动：带负荷自启动：带负荷自启动：带负荷自启动：备用电源已带一部分负荷，又自动备用电源已带一部分负荷，又自动备用电源已带一部分负荷，又自动备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段时形成的自启动投入失去电源的工作段时形成的自启动投入失去电源的工作段时形成的自启动投入失去电源的工作段时形成的自启动v厂用工作电源一般仅考虑失压自启动，而厂用备用电厂用工作电源一般仅考虑失压自启动，而厂用备用电厂用工作电源一般仅考虑失压自启动，而厂用备用电厂用工作电源一般仅考虑失压
77、自启动，而厂用备用电源或启动电源则需要考虑上述三种自启动方式。源或启动电源则需要考虑上述三种自启动方式。源或启动电源则需要考虑上述三种自启动方式。源或启动电源则需要考虑上述三种自启动方式。1. 1. 1. 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v异步电动机的电磁转矩异步电动机的电磁转矩异步电动机的电磁转矩异步电动机的电磁转矩M M M Me e e e与电压与电压与电压与电压U U U U的平方成正比，即的平方成正比，即的平方成正比，即的平方成正比，即v通常，异步电动机在额定电通常，异步电动
78、机在额定电通常，异步电动机在额定电通常，异步电动机在额定电压下运行时，其最大转矩压下运行时，其最大转矩压下运行时，其最大转矩压下运行时，其最大转矩M M M Memaxemaxemaxemax约为额定转矩约为额定转矩约为额定转矩约为额定转矩M M M MeNeNeNeN的的的的2 2 2 2倍，倍，倍，倍，即即即即v随着电压下降，电动机电磁转矩将急剧下降。当电压随着电压下降，电动机电磁转矩将急剧下降。当电压随着电压下降，电动机电磁转矩将急剧下降。当电压随着电压下降，电动机电磁转矩将急剧下降。当电压下降到某一数值时，如下降到下降到某一数值时，如下降到下降到某一数值时，如下降到下降到某一数值时，如
79、下降到70707070U U U UN N N N时，它的最大转矩时，它的最大转矩时，它的最大转矩时，它的最大转矩相应变为相应变为相应变为相应变为v若此时电动机已经带有额定负载，则此刻的剩余转矩若此时电动机已经带有额定负载，则此刻的剩余转矩若此时电动机已经带有额定负载，则此刻的剩余转矩若此时电动机已经带有额定负载，则此刻的剩余转矩变为负值，电动机受到制动而开始惰行，并最终可能停变为负值，电动机受到制动而开始惰行，并最终可能停变为负值，电动机受到制动而开始惰行，并最终可能停变为负值，电动机受到制动而开始惰行，并最终可能停止运行。止运行。止运行。止运行。v出现惰行的电压称为临界电压出现惰行的电压称
80、为临界电压出现惰行的电压称为临界电压出现惰行的电压称为临界电压U U U Ucrcrcrcr，这时电动机的最大，这时电动机的最大，这时电动机的最大，这时电动机的最大电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩M M M M*emax*emax*emax*emax恰好等于负载转矩恰好等于负载转矩恰好等于负载转矩恰好等于负载转矩M M M M*m*m*m*m。根据。根据。根据。根据可得可得可得可得于是于是于是于是M M M M*emax*emax*emax*emax- - - -电动机在额定电压电动机在额定电压电动机在额定电压电动机在额定电压(U(U(U(U* * * *=1)=1)=1)=1)下的最大转矩标
81、么值下的最大转矩标么值下的最大转矩标么值下的最大转矩标么值U U U U*cr*cr*cr*cr- - - -临界电压标么值临界电压标么值临界电压标么值临界电压标么值v通常，异步电动机的通常，异步电动机的通常，异步电动机的通常，异步电动机的M M M M*emax*emax*emax*emax=1.8=1.8=1.8=1.82.42.42.42.4，所以，所以，所以，所以U U U U*cr*cr*cr*cr=0.64=0.64=0.64=0.640.750.750.750.75，即电压降低到额定电压的，即电压降低到额定电压的，即电压降低到额定电压的，即电压降低到额定电压的64%64%64%6
82、4%75%75%75%75%，电动机就，电动机就，电动机就，电动机就 开始惰行。开始惰行。开始惰行。开始惰行。v为了系统能稳定运行，规定电动机正常启动时，厂用为了系统能稳定运行，规定电动机正常启动时，厂用为了系统能稳定运行，规定电动机正常启动时，厂用为了系统能稳定运行，规定电动机正常启动时，厂用母线电压的最低允许值为额定电压的母线电压的最低允许值为额定电压的母线电压的最低允许值为额定电压的母线电压的最低允许值为额定电压的80808080；电动机端电；电动机端电；电动机端电；电动机端电压最低值为压最低值为压最低值为压最低值为70707070。v在自启动时，为了保证厂用在自启动时，为了保证厂用在自
83、启动时，为了保证厂用在自启动时，为了保证厂用类负荷自启动并同时考类负荷自启动并同时考类负荷自启动并同时考类负荷自启动并同时考虑到机械惯性因素，规定厂用母线电压在自启动时，应虑到机械惯性因素，规定厂用母线电压在自启动时，应虑到机械惯性因素，规定厂用母线电压在自启动时，应虑到机械惯性因素，规定厂用母线电压在自启动时，应不低于下表中的数值不低于下表中的数值不低于下表中的数值不低于下表中的数值名称名称类型类型自启动电压为额定自启动电压为额定电压的百分值电压的百分值(%)(%)高压高压厂用母线厂用母线高温高压电厂高温高压电厂65657070中压电厂中压电厂60606565低压低压厂用母线厂用母线由低压母
84、线单独供电由低压母线单独供电电动机自启动电动机自启动6060由低压母线与高压母线由低压母线与高压母线串接供电电动机自启动串接供电电动机自启动55552. 2. 2. 2. 电动机自启动校验电动机自启动校验电动机自启动校验电动机自启动校验T TM1M1 M2M2 M3M3主母线主母线主母线主母线厂用母线厂用母线厂用母线厂用母线X X*T*TX X*m*mU U*0*0=1 =1 视为无穷大电源视为无穷大电源视为无穷大电源视为无穷大电源U U*1*1厂用变压器厂用变压器厂用变压器厂用变压器( (电抗器电抗器电抗器电抗器) )电电电电抗标么值抗标么值抗标么值抗标么值自启动电动机等值电自启动电动机等值
85、电自启动电动机等值电自启动电动机等值电抗标么值抗标么值抗标么值抗标么值I I*q*q(1) (1) (1) (1) 单台（或成组）电动机自启动电压校验单台（或成组）电动机自启动电压校验单台（或成组）电动机自启动电压校验单台（或成组）电动机自启动电压校验如图为一组电动机经厂用高压变压器自启动的接线图及如图为一组电动机经厂用高压变压器自启动的接线图及如图为一组电动机经厂用高压变压器自启动的接线图及如图为一组电动机经厂用高压变压器自启动的接线图及等值电路。等值电路。等值电路。等值电路。( ( ( (各元件标么值以厂用高压变压器的额定容各元件标么值以厂用高压变压器的额定容各元件标么值以厂用高压变压器的
86、额定容各元件标么值以厂用高压变压器的额定容量为基准值量为基准值量为基准值量为基准值) ) ) )T TM1M1 M2M2 M3M3主母线主母线主母线主母线厂用母线厂用母线厂用母线厂用母线X X*T*TX X*m*mU U*0*0=1 =1 视为无穷大电源视为无穷大电源视为无穷大电源视为无穷大电源U U*1*1厂用变压器厂用变压器厂用变压器厂用变压器( (电抗器电抗器电抗器电抗器) )电电电电抗标么值抗标么值抗标么值抗标么值自启动电动机等值电自启动电动机等值电自启动电动机等值电自启动电动机等值电抗标么值抗标么值抗标么值抗标么值I I*q*q自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上
87、的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为对一台静止的电动机，在启动瞬间的电抗有对一台静止的电动机，在启动瞬间的电抗有对一台静止的电动机，在启动瞬间的电抗有对一台静止的电动机，在启动瞬间的电抗有的关系。如果所有自启动的电动机取一个平均的启动电的关系。如果所有自启动的电动机取一个平均的启动电的关系。如果所有自启动的电动机取一个平均的启动电的关系。如果所有自启动的电动机取一个平均的启动电流倍数流倍数流倍数流倍数K K K Kavavavav，
88、则全部电动机折算后的等值总电抗可写为，则全部电动机折算后的等值总电抗可写为，则全部电动机折算后的等值总电抗可写为，则全部电动机折算后的等值总电抗可写为厂用变压器的额定容量厂用变压器的额定容量电动机总容量电动机总容量电动机自启动电流平均倍数电动机自启动电流平均倍数自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为自启动开始瞬间厂用母线上的电压为其中其中其中其中为自启动时电动机的为自启动时电动机的为自启动时电动机的为自启动时电动机的容量标么值容量标么值容量标么值容量标么值( ( ( (式式式式5-27)5-27)5-27)5-27)由由由由 ( (式式
89、式式5-27) 5-27) 计算出的厂用母线的电压计算出的厂用母线的电压计算出的厂用母线的电压计算出的厂用母线的电压( (标么值标么值标么值标么值) )不应低不应低不应低不应低于允许值，才能保证电动机顺利启动。于允许值，才能保证电动机顺利启动。于允许值，才能保证电动机顺利启动。于允许值，才能保证电动机顺利启动。(2) (2) (2) (2) 高、低压厂用变压器串联自启动母线电压校验高、低压厂用变压器串联自启动母线电压校验高、低压厂用变压器串联自启动母线电压校验高、低压厂用变压器串联自启动母线电压校验X X*t1*t1X X*1*1I I*t1*t1U U*0*0X X*0*0X X*t2*t2
90、X X*2*2U U*1*1U U*2*2I I*0*0I I*2*2I I*1*1S S0 0S S1 1S S2 2a. a. a. a. 厂高压母线电压为厂高压母线电压为厂高压母线电压为厂高压母线电压为v若为分裂绕组变压器，则若为分裂绕组变压器，则若为分裂绕组变压器，则若为分裂绕组变压器，则S S S St1t1t1t1换为换为换为换为S S S Sts2ts2ts2ts2( ( ( (分裂绕组容量分裂绕组容量分裂绕组容量分裂绕组容量) ) ) )X X X X*t1*t1*t1*t1- - - -厂用高压变压器电抗标么值厂用高压变压器电抗标么值厂用高压变压器电抗标么值厂用高压变压器电抗
91、标么值S S S S*h*h*h*h- - - -厂用高压母线合成负荷标么值厂用高压母线合成负荷标么值厂用高压母线合成负荷标么值厂用高压母线合成负荷标么值S S0 0为高压母线已带负荷为高压母线已带负荷b. b. b. b. 厂低压母线电压为厂低压母线电压为厂低压母线电压为厂低压母线电压为X X X X*t2*t2*t2*t2- - - -厂用低压变压器电抗标么值厂用低压变压器电抗标么值厂用低压变压器电抗标么值厂用低压变压器电抗标么值S S S S*L*L*L*L- - - -厂用低压母线合成负荷标么值厂用低压母线合成负荷标么值厂用低压母线合成负荷标么值厂用低压母线合成负荷标么值(3) (3)
92、 (3) (3) 自启动电动机允许容量计算自启动电动机允许容量计算自启动电动机允许容量计算自启动电动机允许容量计算由前面计算结果可知，电动机自启动时厂用母线上的电由前面计算结果可知，电动机自启动时厂用母线上的电由前面计算结果可知，电动机自启动时厂用母线上的电由前面计算结果可知，电动机自启动时厂用母线上的电压不仅与变压器的电抗和容量有关，而且与总启动电流压不仅与变压器的电抗和容量有关，而且与总启动电流压不仅与变压器的电抗和容量有关，而且与总启动电流压不仅与变压器的电抗和容量有关，而且与总启动电流倍数和参加自启动的电动机容量有关。倍数和参加自启动的电动机容量有关。倍数和参加自启动的电动机容量有关。
93、倍数和参加自启动的电动机容量有关。因此，若把厂用母线最低允许自启动电压当作已知值，因此，若把厂用母线最低允许自启动电压当作已知值，因此，若把厂用母线最低允许自启动电压当作已知值，因此，若把厂用母线最低允许自启动电压当作已知值，则可由则可由则可由则可由(5-27)(5-27)(5-27)(5-27)式反过来计算出自启动时，最大允许电动式反过来计算出自启动时，最大允许电动式反过来计算出自启动时，最大允许电动式反过来计算出自启动时，最大允许电动机总容量为：机总容量为：机总容量为：机总容量为：(5-35)(5-35)(5-35)(5-35)而而而而(5-35)(5-35)(5-35)(5-35)所以所
94、以所以所以(5-36)(5-36)(5-36)(5-36)(5-36)(5-36)(5-36)(5-36)v当电动机额定启动电流倍数大当电动机额定启动电流倍数大当电动机额定启动电流倍数大当电动机额定启动电流倍数大(K(K(K(Kavavavav) ) ) ) 、变压器短路电、变压器短路电、变压器短路电、变压器短路电压大压大压大压大(x(x(x(x*t*t*t*t) ) ) )，机端残压要求高，机端残压要求高，机端残压要求高，机端残压要求高(U(U(U(U*1*1*1*1) ) ) )时，允许参加自启动时，允许参加自启动时，允许参加自启动时，允许参加自启动的功率就小。的功率就小。的功率就小。的功
95、率就小。v发电机母线电压高发电机母线电压高发电机母线电压高发电机母线电压高(U(U(U(U*0*0*0*0) ) ) ) 、厂用变压器容量大、厂用变压器容量大、厂用变压器容量大、厂用变压器容量大(S(S(S(St t t t) ) ) ) 、电动机效率和功率因数高电动机效率和功率因数高电动机效率和功率因数高电动机效率和功率因数高(、cos)cos)cos)cos)时，允许参加自时，允许参加自时，允许参加自时，允许参加自启动的功率就大。启动的功率就大。启动的功率就大。启动的功率就大。因此，当同时自启动容量超过允许值时，为保证重要厂因此，当同时自启动容量超过允许值时，为保证重要厂因此，当同时自启动
96、容量超过允许值时，为保证重要厂因此，当同时自启动容量超过允许值时，为保证重要厂用机械电动机能自启动，通常可采取如下措施：用机械电动机能自启动，通常可采取如下措施：用机械电动机能自启动，通常可采取如下措施：用机械电动机能自启动，通常可采取如下措施：v限制同时参加自启动的电动机数量。限制同时参加自启动的电动机数量。限制同时参加自启动的电动机数量。限制同时参加自启动的电动机数量。v对于负载转矩为定值的重要设备电动机，因其只能在对于负载转矩为定值的重要设备电动机，因其只能在对于负载转矩为定值的重要设备电动机，因其只能在对于负载转矩为定值的重要设备电动机，因其只能在额定电压下启动，因此可不参加自启动。可
97、采用低电压额定电压下启动，因此可不参加自启动。可采用低电压额定电压下启动，因此可不参加自启动。可采用低电压额定电压下启动，因此可不参加自启动。可采用低电压保护和自动重合闸装置。保护和自动重合闸装置。保护和自动重合闸装置。保护和自动重合闸装置。v对重要的机械设备，应选用具有高启动转矩和允许过对重要的机械设备，应选用具有高启动转矩和允许过对重要的机械设备，应选用具有高启动转矩和允许过对重要的机械设备，应选用具有高启动转矩和允许过载倍数较大的电动机。载倍数较大的电动机。载倍数较大的电动机。载倍数较大的电动机。v在不得已的情况下，增大厂用变压器的容量。在不得已的情况下，增大厂用变压器的容量。在不得已的情况下，增大厂用变压器的容量。在不得已的情况下，增大厂用变压器的容量。
