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1、第第6 6章章 自用电接线自用电接线1 教学目的：教学目的：了解火电厂、水电站的自用负荷的特点及 分类；学会对自用负荷的分析统计并进行 自用变压器的选择；熟悉自用电源的引接 方式、自用负荷的供电回路及自用电的接 线方式。重重 点：点：自用负荷的供电回路及自用电的接线方式。 难难 点：点：自用负荷的供电回路及自用电的接线方式。 所谓自用电自用电是指发电厂或变电所在生产过程中，自身所使用的电能。尤其是发电厂，为了保证电厂的正常生产，需要许多由电动机拖动的机械为发电厂的主要设备主要设备和辅助设备辅助设备服务，这些机械被称为厂用机械。此外，还要为运行、检修和试验运行、检修和试验提供用电负荷。发电厂的自
2、用电也称为厂用电发电厂的自用电也称为厂用电。 自用电也是发电厂或变电所的最重要的负荷，其供电电源、接线和设备必须可靠电源、接线和设备必须可靠，以保证发电厂或变电所的安全可靠、经济合理地运行 。| 第一节第一节 自用负荷自用负荷1 一、水电站的站一、水电站的站用负荷用负荷 水电站的站用负荷通常有以下三类： （1 1）水轮发电机组的自用电）水轮发电机组的自用电 调速器压油装置的压油泵、漏油泵；机组轴承的润滑油（水）泵；水轮机顶盖排水泵；机组技术供水泵；蝴蝶阀压油装置压油泵、漏油泵等。 (2)(2)站内公用电站内公用电 水电站油、气、水系统的用电；直流操作电源与载波通信电源；厂房桥机、进水阀门和尾水
3、闸门启闭机等；厂房和升压站的照明和电热；全厂通风、采暖及空调、降温系统；主变冷却系统如冷却风扇、油泵、冷却油泵；其他如检修电源、试验室电源等。 (3)(3)站外公用电站外公用电 主要有大坝及船闸设备，如闸门启闭机，升船机等用电。1 二、火电厂的自二、火电厂的自用负荷用负荷 火电厂的自用机械主要有如下几类： 用于卸煤或在煤场范围内运煤的设备；将煤从煤场运给碎煤机；碎煤设备；制造煤粉设备；为锅炉服务设备；汽轮发电机自用设备；主变冷却系统设备；供热装置设备；其他辅助设备。 三、三、自用电负荷的分类自用电负荷的分类 1.1.按重要性分类按重要性分类 (1)I类负荷：不能停电的设备，需接到两个独立的电源
4、母线上 (2)II类负荷：只能短时停电，应由两段母线供电，并采用手动切换 (3)III类负荷：可以停电，由一个电源供电。1 2. 按运行方式分类按运行方式分类 (1)A类负荷：经常连续运转的负荷 (2)B类负荷：经常短时断续运转的负荷 (3)C类负荷：不经常连续运转的负荷 (4)D类负荷：偶然启动运转的负荷 3. 按是否自起动分类按是否自起动分类 指在电源消失时停止运行后无需运行人员作起动操作即可自行起动，迅速恢复运转。 （1）能自启动电动机 （2）不能自启动电动机1| 厂用电率厂用电率 发电厂在一定时间内，厂用电所消耗的电量占发电厂总发电量的百分数，称为厂用电率。计算公式为 式中 KCY厂用
5、电率（%）； ACY厂用电量，kWh； AG总发电量，kWh。 发电厂的厂用电率与电厂类型、容量、自动化水平、运行水平等多种因素有关。一般凝汽式火电厂的厂用电率为5%8%，热电厂为8%10%，水电厂为0.3%2.0%。降低厂用电率，减少厂用电的耗电量，不仅能降低发电成本，提高发电厂的经济效益，而且还可以增加对系统的供电量。1| 厂用电的厂用电的供电电源供电电源 1. 1. 厂用电供电电压等级的确定厂用电供电电压等级的确定厂用电供电电压等级的确定厂用电供电电压等级的确定 厂用负荷的供电电压，主要取决于发电机的额定容量、额定电压；厂用电动机的电压、容量等因素。发电厂和变电所中一般供电网络的电压:低
6、压供电网络为0.4kV（75KW电动机采用）；高压供电网络有3kV、6kV（220KW以上电动机采用）、10Kv（1000KW以上电动机采用）。 2. 2. 工作电源工作电源工作电源工作电源 工作电源是指保证发电厂或变电所正常运行的电源。工作电源应不仅要供电可靠，而且要满足厂用负荷容量的要求。厂用工作电源一般取自发电机电压母线，由厂用低压变压器获得。1| 厂用电的厂用电的供电电源供电电源 3. 3. 备用电源备用电源备用电源备用电源 为了提高可靠性，每一段厂用母线至少要由两个电源供电，其中一个为工作电源，另一个为备用电源。当工作电源故障或检修时，仍能不间断地由备用电源供电。厂用备用电源有明备用
7、明备用和暗备用暗备用两种方式。 明备用明备用就是专门设置一台变压器（或线路），它经常处于备用状态（停运）。暗备用暗备用就是不设专用的备用变压器。而将每台工作变压器的容量加大，正常运行时，每台变压器都在半载下运行，互为备用状态。 厂用备用电源应尽量保证其独立性，即失去工作电源时，不应影响备用电源的供电。此外，还应装设备用电源自动投入装置。1 厂厂用电接线用电接线1. 1. 厂用电接线的基本要求厂用电接线的基本要求厂用电接线的基本要求厂用电接线的基本要求 （1）供电可靠、运行灵活。 （2）接线简单清晰、投资少、运行费用低。 （3）尽量缩小厂用电系统的故障停电范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。 （
8、4）接线的整体性。厂用电接线应与发电厂电气主接线紧密配合，体现其整体性。 （5）电厂分期建设时厂用电接线的合理性。应便于分期扩建或连续施工，不致中断厂用电的供应。尤其是对备用电源的接入和公共负荷的安排要全面规划、便于过渡。1 厂厂用电接线用电接线 2. 2. 厂用电接线的基本形式厂用电接线的基本形式厂用电接线的基本形式厂用电接线的基本形式 发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线单母线分段接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。 在火电厂中，高压母线均采取按炉分段的接线原则采取按炉分段的接线原则，即将厂用电母线按照锅炉的台数分成若干独立段，凡属同一台锅炉及同组的汽轮机的厂用负荷均接于同
9、一段母线上，这样既便于运行、检修，又能使事故影响范围局限在一机一炉，不致过多干扰正常运行的完好机炉。低压厂用母线一般也按炉分段，高压厂用电源则由相应的高压厂用母线提供。1 一、一、自用负荷的分析统计自用负荷的分析统计 1.计算计算自用负荷的运行方式自用负荷的运行方式 自用负荷统计的目的是为了求出最大自用负荷值，并以此作为选择自用变压器和自用电器的依据。 2. 自用负荷的统计原则自用负荷的统计原则 (1)计入经常连续运转和经常短时断续运转的负荷。 (2)计入不经常连续运转的负荷。 (3)偶然运行的负荷可不计入。 (4)互为备用的负荷只计入同时运行的容量。 第第2 2节节 自用变压器的选择自用变压
10、器的选择1 3. 各负荷的计算容量各负荷的计算容量（1）电动机：电动机的计算容量（kVA）；电动机的额定功率（kW）；电动机的效率，平均取0.85；电动机的额定功率因数，平均取0.82。1 （2）日光灯和高压汞灯：）日光灯和高压汞灯：（3）白炽灯：）白炽灯： 白炽灯、碘钨灯、电热器及电炉等纯有功负荷，计算容量（kVA）等于其额定容量（kW）。日光灯（或高压汞灯）的计算负荷（kVA）；日光灯（或高压汞灯）的装置容量（W）；日光灯（或高压汞灯）的额定功率因数， 一 般取0.40.6。1 (5)单相负荷：单相负荷： 若单相负荷能按三相对称分布，则三相计算容量等于 各单相容量之和：(4)电焊机电焊机
11、电焊机的计算容量（kVA）； 电焊机的额定容量（kW）； 电焊机的暂态率，指焊接时间与工作周期之比， 一般取0.65。1 4.自用电最大负荷自用电最大负荷自用电总计算负荷（kVA）；参加统计的自用电负荷计算容量之和（kVA）；自用电负荷的平均负荷率，一般取0.70.8；自用电负荷的平均同时率，一般取0.60.8；自用电网络的网损率，一般取1.05。1 二、二、自用变的选择自用变的选择 1.型式的选择型式的选择 目前可供选择的自用变压器的型式有油浸式油浸式和干干式式两种，后者又分为普通干式和环氧树脂浇注式等。比较三种变压器的优缺点及投资，再综合考虑选择变压器的类型。由于油浸式变压器屋内布置需要防
12、火防爆小间，且要考虑通风散热以及事故排油设施，因此，目前中小型水电站推荐采用干式变压器。 2.台数和容量的选择台数和容量的选择 中小型水电站自用变压器一般采用12台台，2台变压器应分别台变压器应分别接在接在2个独立引接点。个独立引接点。正常运行时各分担一半的自用负荷；当其中一个自用电源停电或发生故障时，由另一台自用变担负全部自用负荷。 1部分小型水电站只设一台自用变压器，而另从电站生活区或附近配电变压器引接低压电源作为照明备用，此自用变的选择一般不考虑正常过负荷运行，则：故每台自用变的容量应为：故每台自用变的容量应为：单台自用变压器额定容量（kVA）；自用电最大计算负荷（kVA）；考虑事故情况
13、下的变压器允许过负荷倍数， 对油浸式取1.31.4，对干式取1.11.2。1 3.厂用电动机厂用电动机自起动校验自起动校验 为保证人身安全和发电厂正常运行，要求发电厂、类负荷的电动机能自起动。由于自用母线电压消失后又恢复时，具有自起动的电动机同时自起动，巨大的起动电流将使主盘母线电压急剧下降，过低的母线电压又将导致电动机起动转矩过小而延长起动时间，引起磁力起动器抖动甚至跳跃，造成起动困难。 （1）主母线起动电压）主母线起动电压校验。校验。 自起动时主母线电压与母线额定电压的百分数可按下式计算：1起动电压与额定电压之比的百分数；高压侧电源折算到低压侧时与低压侧额定电压之比 的百分数，一般取105
14、；自用变阻抗电压百分数；自起动电动机群的平均起动电流倍数，一般取6-7；自起动电动机群总额定容量（kVA）；自用变压器额定容量（kVA）。1（2）起动容量）起动容量校验。校验。 由上式导出允许电动机自起动容量为：若电动机起动前自用变已带有负荷 ，则起动容量 可修正如下：1 自用电接线是指从自用变压器高压侧的引接到自用负荷供电的整个网络，包括电源引接方式电源引接方式、接线形式接线形式和供电网络供电网络等部分。 一、一、 自用电源的引接方式自用电源的引接方式 自用电的引接点是指从自用变压器高压侧与电厂或电网的连接点。显然，引接点的可靠性很大程度上决定了自用电的可靠性。由于引接点本身并非供电源，为了
15、满足对自用电的要求，要求引接点必须与一个或几个电源相连，实现多电源的供电。 为了保证供电的可靠性，自用负荷一般采用双电源供电，既有工作电源又有备用电源，当工作电源故障或消失时，由备用电源继续供电。 备用电源的运行方式简称电源备用方式，通常有明备用和暗备用两种。 第第3 3节节 水电站自用电接线水电站自用电接线1 中小型水电站的自用电源尽可能从电压较低的高压母线中小型水电站的自用电源尽可能从电压较低的高压母线上引接，常用的引接方式有以下几种：上引接，常用的引接方式有以下几种：（1）两台自用变分别接在单元接线的发电机电压母线或分段母线作为引接点，采用暗备用方式，这种备用方式电源自用变高压侧一般采用
16、高压熔断器引入。（2）两台自用变压器以发电机电压母线为内侧自用电源引接点，以对侧有可靠电源（如对侧是电网或发电厂）的输电线路或升压侧母线为外侧自用电源引接点。（3）设一台自用变作为水电站自用电源内侧引接点，作为自用电工作电源，供给全部自用负荷。111二、自用电的接线形式二、自用电的接线形式1.单层辐射式供电2.双层辐射式供电3.干线式供电4.互为备用式供电1主盘主盘分盘分盘分盘分盘 1 1变电所的自用电负荷变电所的自用电负荷变电所的自用电负荷变电所的自用电负荷 在中小型降压变电所中，自用电的负荷主要是照明、蓄电池的充电设备、硅整流设备、变压器的冷却风扇、采暖、通风、油处理设备、检修器具以及供水
17、水泵等。其中，重要负荷有主变压器的冷却风扇或强迫油循环冷却装置的油泵、水泵、风扇以及整流操作电源等。T 第第4 4节节 变电站自用电接线变电站自用电接线T 变电所变电所自用电接线自用电接线2.2.变电所的自用电接线变电所的自用电接线变电所的自用电接线变电所的自用电接线 变电所的自用电接线简单，中小型降压变电所采用1台所用变压器即可，从变电所中最低一级电压母线引接电源，其副边采用380/220V中性点直接接地的三相四相制供电，动力和照明合用一个电源。 枢纽变电站、总容量为60MVA及以上的变电所、装有水冷却或强迫油循环冷却的主变压器以及装有同步调相机的变电所，均装设2台所用变压器，分别接在最低一级母线的不同分段上。 对装有两台所用变压器的变电所，应装设备用电源自动投入装置。变电所的所用电一般采用单母线接线形式。 第第5 5节节 自用电接线方案实例分析自用电接线方案实例分析自用变：2台电 压：380220接线形式：单母线分段备用方式：暗备用配电方式：主盘分盘分 盘：机组动力盘、油处理室、高低压、空压机室、 检修电 源、照明分电箱作业作业1.自用电最大负荷如何确定？采用不同的备用方式和不同的变压器类型如何选择变压器的容量？2.自用电源引接时，如何保证两个电源的独立性？
