第五章 厂用电接线及设计

1、发电厂电气部分电子教案第五章 厂用电接线及设计第一节第一节 概概 述述 一、厂用电一、厂用电 厂用负荷总的耗电量，统称为厂用负荷总的耗电量，统称为厂用电厂用电。 厂用电的可靠性，对电力系统的安全运行非常重要。提高厂用电可靠性的目的：使电厂长期无故障运行，不致使电厂长期无故障运行，不致因厂用电局部故障而被迫停机。因厂用电局部故障而被迫停机。必须考虑的因素： 合理厂用供电电源的取得方式，工作电源和接线方式； 配备完善的继电保护与自动装置，合理配置厂用机械，并正确选择电动机类型、容量和台数； 在运行中对厂用机械进行正确维护和科学管理。第一节第一节 概概 述述 厂用电的电量大都由发电厂本身供给，且为重

2、要负荷。厂用电的电量大都由发电厂本身供给，且为重要负荷。 影响耗电量的因素：影响耗电量的因素： 电厂类型电厂类型 机械化和自动化程度、机械化和自动化程度、 燃料种类及其燃烧方式、燃料种类及其燃烧方式、 蒸汽参数蒸汽参数 厂用电率：厂用电率：厂用电耗电量占同一时期内全厂总发电量的厂用电耗电量占同一时期内全厂总发电量的百分数。百分数。式中：K。为某一时期的厂用电率()； A。为厂用电耗电量(kwh)； A为同一时期(如一天、一月或一年等)内全厂总发电量(kwh)。第一节第一节 概概 述述 厂用电率是发电厂的主要运行经济指标之一。凝汽式火电厂的厂用电率为58， 热电厂为8 %10 %， 水电厂为05

3、1.0。 1000Mw超超临界发电机组的厂用电率为4.45。第一节第一节 概概 述述 二、厂用电负荷分类二、厂用电负荷分类四类（重要性）四类（重要性） 分类根据：用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度。 (1) (1) 类厂用负荷类厂用负荷。凡是属于短时(手动切换恢复供电所需要的时间)停电会造成主辅设备损坏、危及人身安全、主机停运及出力下降的厂用负荷 。 (2)(2)类厂用负荷类厂用负荷。允许短时停电(几秒至几分钟)，不致造成生产紊乱，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运转的厂用负荷。 (3)(3)类厂用负荷类厂用负荷。较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上不方便的

4、厂用负荷。(4)0(4)0类负荷类负荷( (不停电负荷不停电负荷) )。这类负荷由一般的电源自动切 换系统已无法满足要求，所以专门采用由不停电电源(UPS)供电。 第一节第一节 概概 述述(5)0(5)0类负荷类负荷( (直流保安负荷直流保安负荷) )。发电厂的继电保护和自动装置、信号设备、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。这类负荷要求由独立的、稳定的、可靠的蓄电池组或整流装置供电。(6)0(6)0类负荷类负荷( (交流保安负荷交流保安负荷) )。要求在停机过程中及停机后的一段时间内仍必须保证供电，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

5、的厂用负荷。通常，由柴油发电机组、燃汽轮机组或具有可靠的外部独立电源等作为交流保安电源。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、对厂用电接线的要求一、对厂用电接线的要求 (1)(1)供电可靠，运行灵活。供电可靠，运行灵活。 (2)(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)(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。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)(4)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启停等运行方式下的供电充分考虑发电厂正常、事故、检修、启停等运行方式下的供电要求，一般均

6、应配备可靠的启动备用电源。要求，一般均应配备可靠的启动备用电源。 (5)(5)供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)(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，便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置式，便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。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 二、厂用电接线的设计原则二、厂用电接线的设计原则 厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式

7、的要求；厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电；适当注意其经济性和发展的可能性，并积极慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和先进性；在设计厂用电系统接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。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 三、厂用电的电压等级三、厂用电的电压等级 厂用电的电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电厂用电的电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。网络等因素，相互配合，

8、经过技术经济综合比较后确定的。 为了简化厂用电接线，使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。在满为了简化厂用电接线，使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。在满足技术要求的前提下，优先采用较低的电压，以获得较高的经济效益；大容足技术要求的前提下，优先采用较低的电压，以获得较高的经济效益；大容量的电动机采用较低电压时往往并不经济。量的电动机采用较低电压时往往并不经济。 为了正确选择高压厂用电的电压等级，需进行技术经济论证。为了正确选择高压厂用电的电压等级，需进行技术经济论证。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 1 1按发电机容量、电压确定高压厂用电压等级按

9、发电机容量、电压确定高压厂用电压等级 (1)(1)发电机组容量在60MW及以下，发电机电压为10.5kV，可采用3kV作为高压厂用电压；发电机电压为6.3kV6.3kV，可采用6kV6kV作为高压厂用电压。 (2)(2)当容量在100300MW时，宜选用6kV作为高压厂用电压。 (3)(3)当容量在600MW以上时，经技术经济比较可采用6kV一级电压，也可采用3kV和l0kV两级电压作为高压厂用电压。2 2按厂用电动机容量、厂用电供电网络确定高压厂用电压等级按厂用电动机容量、厂用电供电网络确定高压厂用电压等级 在满足技术要求的前提下，优先采用电压较低的电动机以获得较高的经济效益。 电压等级较高

10、时可选择截面较小的电缆或导线，不仅节省有色金属，还能降低供电网络的投资。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 火力发电厂采用火力发电厂采用3 3、6kV6kV和和l0kVl0kV作为高压厂用电压的作为高压厂用电压的特点特点 (1)3kV(1)3kV电压：电压： 3kV电动机效率比6kV电动机约高115，价格约低20； 将l00kW及以上的电动机接到3kV电压母线上，l00kW以下的电动机一般采用380V，可使低压厂用变压器容量和台数减少； 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。 (2)6kV(2)6kV电压：电压

11、： 6kV电动机的功率可制造得较大，200kW以上的电动机采用6kV电压供电，以满足大容量负荷要求； 6kV厂用电系统与3kV厂用电系统相比，不仅节省有色金属及费用，而且短路电流亦较小； 发电机电压若为6kV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厂用电，以防止厂用电系统故障直接威胁主系统并限制其短路电流。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(3)l0kV(3)l0kV电压：电压： l0kV电动机的功率可制造得更大一些，以满足大容量负荷，例如2000kW以上大容量电动机的要求； 1000kW以上的电动机采用l0kV电压供电比较经济合理；

12、适用于300MW以上大容量发电机组，但不能为单一的高压厂用电压，因为它不能满足全厂所有高压电动机的要求。3 3厂用电压等级的应用厂用电压等级的应用 (1)300MW汽轮发电机组的厂用电压分为两级： 高压为6kV 低压为380V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 (2) 600MW汽轮发电机组的厂用电压，有如下两种方案。方案方案1：厂用电采用6kV和380V两个电压等级（一高一低）；200kW及以上的电动机采用6kV电压供电； 200kW以下的电动机采用380V电压供电。方案方案2：厂用电采用10、3kV和380V三个电压等级（两高一低）； 1800kW以

13、上的电动机采用l0kV电压供电； 2001800kW的电动机由3kV电压供电； 200kW以下的电动机采用380V电压供电。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 (3)1000MW汽轮发电机组的高压厂用电压等级。 4种方案种方案： 方案方案1 (6kV一级电压一级电压)； 方案方案2 (10kV和和6kV二级电压二级电压)； 方案方案3 (10kV和和3kV二级电压二级电压)； 方案方案4 (10kV一级电压一级电压)。 低压厂用电压等级均采用低压厂用电压等级均采用380V。 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 (4

14、)水力发电厂的厂用电压等级。通常只设380V一种厂用电压等级，由动力和照明公用的三相四线制系统供电。 四、厂用电系统中性点接地方式四、厂用电系统中性点接地方式1 1高压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与接地电容电流的大小有关：与接地电容电流的大小有关： 当接地电容电流小于10A时，可采用不接地方式，也可采用高电阻接地方式； 当接地电李电流大于10A时，可采用经消弧线圈或消弧线圈并联高电阻的接地方式。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 (1)(1)中性点不接地方式中性点不接地方式。 特点：特点：当高压厂用电系统发生单相接地故障时，流过短

15、路点的电流为电容性电流，且三相线电压基本平衡。若单相接地电容电流小于10A时，允许继续运行2h，为处理故障争取了时间；若厂用电系统单相接地电容电流大于10A时，接地处的电弧不能自动熄灭，将产生较高的电弧接地过电压(可达额定相电压的3.55倍)并易发展成为多相短路，故接地保护应动作于跳闸，中断对厂用设备的供电。 适用：适用：在接地电容电流小于10A的高压厂用电系统中采用。 (2)(2)中性点经高电阻接地方式中性点经高电阻接地方式。 特点：特点：高压厂用电系统的中性点经过适当的电阻接地，可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数不超过额定相电压的2.6倍，避免故障扩大。常采用二次侧接电阻的配电变压器

16、接地方式。当发生单相接地故障时，短路点流过固定的电阻性电流，有利于馈线的零序保护动作。 适用：适用：高压厂用电系统接地电容电流小于10A，且为了降低间歇性弧光接地过电压水平和便于寻找接地故障点的情况。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 (3)(3)中性点经消弧线圈接地方式中性点经消弧线圈接地方式。 特点：特点：厂用电系统发生单相接地故障时，中性点的位移电压产生感性电流流过接地点，补偿电容电流，将接地点的综合电流限制到10A以下，以达到自动熄弧、继续供电的目的。 这一接地方式运行比较复杂，要增加接地设备投资，而且接地保护也比较复杂。 适用：大机组高压厂用电

17、系统接地电容电流大于10A的情况。 2 2低压厂用电系统的中性点接地方式低压厂用电系统的中性点接地方式(1)(1)中性点不接地或中性点经高电阻接地方式中性点不接地或中性点经高电阻接地方式。 原则：原则：接地电阻值的大小以满足所选用的接地指示装置动，但不应超过电动机带单相接地运行的允许电流值(一般按10A考虑)。 特点特点: :在低压厂用电系统中，发生单相接地故障时能继续运行一段时间，可以避免开关立即跳闸和电动机停运，也防止了由于熔断器一相熔断所造成的电动机两相运转，提高了低压厂用电系统的运行可靠性。但是，采用中性点不接地方式后，使用电压为220V的设备必须另设380220V的中性点接地的隔离变

18、压器，增加了损耗和电压波动的几率。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 (2)中性点直接接地方式。中性点直接接地方式。 优点：优点：发生单相接地故障时，中性点不发生位移，防止了相电压出现不 对称和超过250V，且保护装置立即动作于跳闸。 低压厂用网络比较简单，动力和照明、检修网络可以共用。 缺点缺点: : 照明、检修回路的故障往往危及动力回路的正常运行，降低了厂用电系统的可靠性； 1OOkW以上的低压电动机启动时，会使灯光变暗，高压荧光灯可能由于电压降低而熄灭(重燃需历时61Omin)，影响工作。 对于采用熔断器保护的电动机，由于一相熔丝熔断，电动机会因二

19、相运行而烧坏。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 五、厂用电源及其引接五、厂用电源及其引接 1 1工作电源工作电源保证正常运行的基本电源保证正常运行的基本电源 广泛采用从发电机电压回路通过高压厂用变压器(或电抗器)取得高压用工作电源，即使发电机组全部停止运行，仍可从电力系统倒送电能供给厂用电源。这种引接方式，供电可靠、操作简单、调度方便、投资和运行费都比较省。引接方式：引接方式：当主接线具有发电机电压母线时，则高压厂用工作电源(厂用变压器或厂用电抗器)一般直接从母线上引接，如图51(a)所示；当发电机和主变压器为单元接线时，则厂用工作电源从主变压器的低压

20、侧引接，如图51(b)所示。图51高压厂用工作电源的引接方式(a)从发电机电压母线上引接； (b)从主变压器低压侧引接第二节第二节 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 1.1.厂用分支上一般都应装设高压断路器。如选不出合适断路器时，对125MW及以下机组一般可在厂用分支上按额定电流装设断路器、隔离开关或连接片，此时若发生故障应立刻停机； 2.2.对于200MW及以上的机组，厂用分支都采用分相封闭母线，故障率较小，可不装断路器和隔离开关，但应有可拆连接点，以供检修和调试用，这时在变压器低压侧务必装设断路器。3.3.低压厂用工作电源由高压厂用母线通过低压厂用变压器引接。若

21、高压厂用电设有10kV和3kV两个电压等级，则低压厂用工作电源一般从10kV厂用母线引接。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 2 2备用电源和启动电源备用电源和启动电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工用于工作电源因事故或检修而失电时替代工 作电源，起后备作用作电源，起后备作用 。要求：要求：备用电源应具有独立性和足够的供电容量，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取得厂用电源。启动电源启动电源一般是指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供电 的工况下为该机组的厂用负荷提供电源。因此，启动电源实质上也是一个备用电源。我国目前对200

22、MW以上大型发电机组才设置厂用启动电源，且兼做备用电源（启/备电源）。 要求要求：启动备用电源的引接应保证其独立性，并且具有足够的供电容量。 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 引接方式引接方式 (1)(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)(2)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； (3)(3)从与电力系统联系紧密、供电最可靠的一级电压母线引接。这样，有可能因采用变比较大的启动备用变压器，增大高压配电装置的投资而致经济性较差，但可靠性较高； (4)(4)当技术经济合理时

23、可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。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 备用电源的两种方式：备用电源的两种方式：（1）明备用方式。设置专用的备用变压器(或线路)，经常处于备用状态(停运)，当工作电源因故断开时，由备用电源自动投入装置进行切换接通，代替工作电源，承担全部厂用负荷。（2）暗备用方式。不设专用的备用变压器(或线路)，而将每台工作变压器容量增大，相互备用，当其中任一台厂用工作变压器退 出运行时，该台工作变压器所承担负荷由另一台厂用工作变压器供电。这种备用方式，正常工作时每台变压器只在半载下运行，投资较大，运行费用高。

24、 在大中型发电厂特别是大型火电厂中，一般均采取明备用方式；中小型水电厂和降压变电站多采用暗备用方式。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 3 3事故保安电源事故保安电源 指当厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保在严重事故状态下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电 的电源。要求要求：事故保安电源必须是一种独立而又十分可靠的电源，通常采用快速自动程序启动的柴油发电机组、蓄电池组以及逆变器将直流变为交流作为交流事故保安电源。对200MW及以上机组还应由附近110kV及以上的变电站或发电厂引入独立可靠专用线路，作为事故备用保安电源。第二节第二节 厂用电接线的设

25、计原则和接线形式厂用电接线的设计原则和接线形式 图5-2所示为某发电厂200MW发电机组的事故保安电源接线示意图。 图5-2某发电厂200MW发电机组的事故保安 电源接线示意图第二节第二节 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 六、厂用电接线形式 发电厂厂用电系统接线通常都采用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。 在采用母线管理制的发电厂中， 厂用电各级电压母线均采用按锅炉分段接线方式，即将高压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，与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷一般也接在该段母线上，而该段母线由其对应的发电机组供电

26、。全厂公用负荷应根据负荷功率及可靠性的要求分别接到各段母线上，各段母线上的负荷应尽可能均匀分配。当公用负荷大时，可设公用母线段。 若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响范围局限在一机一炉； 厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择； 将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运行管理和安排检修。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、火电厂厂用电接线 厂用电接线应保证厂用供电的连续性，使发电机能安全满发，并满足运行安全可靠、灵活方便等要求。 1.300mw1.300mw汽轮发电机组高压厂用电接线汽轮发电机组高压厂用电接线

27、两种接线方案： 图53高压厂用电系统供电方案(a)方案1一不设公用负荷母线；(b)方案2一设置公用负荷母线第三节第三节 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 300Mw汽轮发电机组厂用电接线举例如图54所示。 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 2 2600MW600MW汽轮发电机组高压厂用电接线汽轮发电机组高压厂用电接线两种接线方案：方案1：高压厂用电采用6kV一个电压等级。如图55所示。 图55 600MW机组高压厂用电6kV系统接线第三节第三节 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 (1)机组单元(机、炉、电)厂用负荷由两段

28、高压厂用母线(1A和1B)分担。正常运行时由高压厂用工作变压器供电，将双套或更多套设备均匀地分接在两段母线上，以提高供电可靠性。高压厂用工作变压器不带公用负荷，故其容量较小。 (2)公用负荷由两段厂用公用母线(C1和C2)分担。正常运行时，两台启动备用变压器各带一段公用母线(亦称公用段)，两段公用母线分开运行。由于启动备用变压器常带公用负荷，故又称其为公用备用变压器。 (3)当一台启动备用变压器停役或由于其他设备有异常使一台启动备用变压器不能运行时，可由另一台启动备用变压器带两段公用母线。因此，对公用负荷而言，2台启动备用变压器是互为备用的电源。第三节第三节 不同类型发电厂的厂用电接线不同类型

29、发电厂的厂用电接线 方案2：高压厂用电采用10kV和3kV两个电压等级。如图56所示。 图56 600MW机组高压厂用电10kV和3kV系统接线工作电源经2台三绕组变压器，分接至四段高压厂用母线，既带机组单元负荷又带公用负荷。启动备用变压器平时不带负荷。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 3 31000MW1000MW汽轮发电机组高压厂用电接线汽轮发电机组高压厂用电接线如图如图57所示。所示。 图57 1000MW机组高压厂用电10kV系统接线高压厂用母线设4段，互为用的负荷接人两台厂用变压器的两个低压分裂绕组上；可与启动备用变压器组成一对一的接线方式，任何一台

30、厂用变压器停运，只要投入相应的启动备用变压器即可供电，可靠性极高，调度也非常灵活。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二、水电厂厂用电接线水电厂厂用电接线采用单母线分段接线形式。对中、小型水电厂通常厂用母线只分为两段，由两台厂用变压器以暗备用方式给两段厂用母线供电；对大容量水电厂，厂用母线则按机组台数分段，每段由单独厂用变压器供电，并设置专用备用变压器。 图58所示为大型水电厂的厂用电接线。 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三、变电站站用电接线变电站的主要站用负荷变电站的主要站用负荷变压器冷却装置充电装置、晶闸管整流设备照明、检修

31、及供水和消防系统操作机构电源小型变电站，大多只装一台站用变压器，从变电站低压母线上引接，站用变压器二次侧为380220V中性点直接接地的三相四线制系统。 中型变电站或装有调相机的变电站，通常都装设2台站用变压器，分别接在变电站低压母线的不同分段上，380V站用电母线采用低压断路器(即自动空气开关)进行分段，并以低压成套配电装置供电。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 500kV变电站必须装设2台或2台以上的站用工作变压器。当变电站设置站用备用变压器时，一般均装设备用电源自动投人装置。 500kV变电站的站用电源引接方式有下述三种： (1)由变电站内主变压器第三绕

32、组引接，站用变压器高压侧要选用较大断流容量的开关设备，否则要加限流电抗器； (2)当站内有较低电压母线时，一般由这类电压母线上引接2个站用电源，这种站用电源引接方式具有经济性好和可靠性高的特点； (3)500kV变电站的外接站用电源多由附近的发电厂或变电站的低压母线引接。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图5-9 500kV变电站的站用电接线示意图第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择 厂用变压器的选择主要考虑： 高压厂用工作变压器 启动备用变压器 变压器的台数 选择内容 型式 额定电压 容量 阻抗首先应对厂用主要用电设备的容量、数量及其运行方式有所了解

33、，并予以分类和统计，最后确定厂用变压器容量。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择 一、火电厂主要厂用电负荷涉及范围广、数量大，差异较大，重要负荷多。 一般厂用变压器连接在厂用母线段上，而用电设备由母线引接。 按使用时间对负荷运行方式进行分类： 经常每天都要使用的负荷(电动机)； 不经常只在检修、事故或机炉启停期间使用的负荷(电动机)； 连续每次连续运转2h以上的负荷； 短时每次仅运转10120min的负荷； 断续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10min的负荷。“经常经常”和和“不经常不经常主要用来表征该类设备电动机的主要用来表征该类设备电动机的使用机

34、会使用机会。 “连续连续”、“短时短时”和和“断续断续”则用来区分该类设备则用来区分该类设备每次使用时间的每次使用时间的长短长短。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择表51列出火电厂主要厂用电负荷及其类别。、类负荷多，且多为动力负荷，这表明了厂用电负荷的特点及其重要性。二、厂用电负荷的计算（主要是电动机类） (1)经常连续运行的负荷应全部计人。 (2)连续而不经常运行的负荷亦应计入 (3)经常而断续运行的负荷亦应计人 (4)短时断续而又不经常运行的负荷一般不予计算 (5)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。 (6)对于分裂绕组变压器，其高压绕组、低压绕组的负荷应

35、分别计算。 1.1.计算原则计算原则第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择2 2计算方法计算方法(1)(1)换算系数法。换算系数法。 式中：S为厂用母线上的计算负荷(kVA)； P为电动机的计算功率(kw)； K为换算系数，可取表5-2所列的数值； Km为同时系数；KL为负荷率； 为效率；cos为功率因数。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择 机组容量(Mw)125 200 给水泵及循环水泵电动机 1.0 1.0 凝结水泵电动机 0.8 1.0 其他高压电动机及低压厂用变压器(kVA) 0.8 0.85 其他低压电动机 0.8 0.7表5-2 换算系数第四节第四节 厂用变压器

36、的选择厂用变压器的选择 电动机的计算功率P，应根据负荷的运行方式及特点确定。 1)1)对经常、连续运行的设备和连续而不经常运行的设备，即连续运行对经常、连续运行的设备和连续而不经常运行的设备，即连续运行的电动机均应全部计入的电动机均应全部计入，即PN为电动机额定功率(kw) 2)2)对经常短时及经常断续运行的电动机应计算为对经常短时及经常断续运行的电动机应计算为3)3)对不经常短时及不经常断续运行的设备一般可不予计算对不经常短时及不经常断续运行的设备一般可不予计算，有 但是，若经电抗器供电时，因电抗器一般为空气自然冷却，过载能力很小，这些设备的负荷均应全部计算在内。第四节第四节 厂用变压器的选

37、择厂用变压器的选择4)4)对修配厂的用电负荷，通常计算为对修配厂的用电负荷，通常计算为式中：P为全部电动机额定功率总和(kw)；P5为其中最大5台电动机的额 定功率之和(kW)。 5)煤场机械负荷中，对大型机械应根据机械工作情况具体分析确定。 对中、小型机械，则计算为大型机械翻斗机轮斗机式中：P3为其中最大3台电动机的额定功率之和(kW)。 第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择6)6)对照明负荷计算式为对照明负荷计算式为 式中：Kd为需要系数，一般取0.81.0；PA为安装容量(kW)。(2)(2)轴功率法。轴功率法。式中：Km为同时率，新建电厂取0.9，扩建电厂取0.95； Pma

38、x为最大运行轴功率(kW)； 为对应于轴功率的电动机效率； cos为对应于轴功率的电动机功率因数； SL为低压厂用计算负荷之和(kVA)。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择 三、厂用变压器的选择三、厂用变压器的选择1 1额定电压额定电压 变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致。 2 2工作变压器的台数和型式工作变压器的台数和型式主要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。 当只有6kV或10kV一种电压等级时，一般分2段；高压厂用工作变压器可选用1台全容量的低压分裂绕组变压器，两个分裂支路分别供2段母线；或选用2台50容量的双绕组

39、变压器，分别供2段母线。 第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择对于200MW以上机组可分4段；高压厂用工作变压器可选用2台低压分裂绕组变压器，分别供4段母线； 当10kV与3kV电压等级同时存在时，则分4段(10kV2段和3kV2段)。高压厂用工作变压器可选用2台50容量的三绕组变压器，分别供4段母线。 3 3厂用变压器的容量厂用变压器的容量 高压厂用工作变压器的容量应按高压厂用计算负荷的110与低压厂用计算负荷之和进行选择；而低压厂用工作变压器的容应留有10左右的裕度。(1)高压厂用工作变压器容量。高压厂用工作变压器容量。式中：SH为高压厂用计算负荷之和；SL为低压厂用计算负荷之和

40、。双绕组变压器第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择选用分裂绕组变压器时，其各绕组容量应满足高压绕组高压绕组分裂分裂绕组绕组式中：S1N为厂用变压器高压绕组额定容量(kVA)； S2N为厂用变压器分裂绕组额定容量(kVA)； SC为厂用变压器分裂绕组计算负荷(kVA)； Sr为分裂绕组两分支重复计算负荷(kVA）第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择(2)高压厂用备用变压器容量高压厂用备用变压器容量。 高压厂用备用变压器高压厂用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； 低压厂用备用变压器低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。(3

41、)低压厂用工作变压器容量。低压厂用工作变压器容量。 式中：SL为低压厂用工作变压器容量(kVA)；K为变压器温度修正系数。 厂用变压器容量的选择，除了考虑所接负荷的因素外还应考虑： 电动机自启动时的电压降； 变压器低压侧短路容量； 留有一定的备用裕度。 第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择4 4厂用变压器的阻抗厂用变压器的阻抗 厂用工作变压器的阻抗要求比一般电力变压器的阻抗大，这时因为要限制变压器低压侧的短路容量，否则将影响到开关设备的选择，一般要求阻抗应大于10； 阻抗过大又将影响厂用电动机的自启动 。可考虑选用分裂绕组变压器！可考虑选用分裂绕组变压器！第五节第五节 厂用电动机的选

42、择和自启动校验厂用电动机的选择和自启动校验 厂用电动机厂用电动机：厂用机械设备所使用的拖动电动机。 一、厂用机械特性和电力拖动运动方程一、厂用机械特性和电力拖动运动方程 发电厂中厂用机械设备的负载转矩特性可归纳为两种类型： 其一，恒转矩负载特性。 特点：负载转矩(又称阻转矩)Mm与转速n无关，Mm是个常数，如图510中曲线1所示。当转速变化时，负载转矩Mm保持常数。 其二，具有非线性上升的负载转矩机械特性。 特点：它们的负载转矩与转速的二次方或高次方成比例，如图510中曲线2所示。 图510厂用机械负载转矩特性M*m一以机械设备在额定转速时的负载转矩为 基准值的标么值；n*一转速的标么值第五节

43、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实用计算运动方程式为 分析电动机的工作状态：(1)当Me=Mm时，n=常数，即电动机静止或等速旋转，拖动系统处于稳定运行状态；(2)当MeMm时，dn/dt0，拖动系统处于加速状态；(3)当MeMm时，dn/dt0，拖动系统处于减速状态。动态运动状态二、厂用电动机的类型及其特点（略） 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 三、厂用电动机选择 厂用系统中所使用的电动机有异步电动机、同步电动机和直流电动机三大类。 (1)型式选择。型式选择。 (2)容量选择。容量选择。 四、电动机的自启动校验四、电动机

44、的自启动校验惰行：当突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速下降的过程。 自启动：指电动机在正常运行时，突然失压且不脱离电源的很短时间内（0.51.5s），备用电源投入，使电动机由惰行恢复到稳定运行状态的过程。 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 若参加自启动的电动机数量多、容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母及厂用电网络电压下降，甚至引起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行。 自启动分类：(1)失压自启动：运行中突然出现事故，厂用电压降低，当事故消除、电压恢复时形成的自启动。厂用工作电源 (2)空载自启动：备用电源处于空载状态时，自动投入失去电源的工作母线段时形成的自启动。 (3)带负荷自启动：备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作母线段时形成的自启动。厂用备用电源/启动电源 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(一一)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 异步电动机的转矩MW*e与电压U*平方成正比。如图5-12所示。随着电压下降，电动机转矩急剧下降。当电压下降到某一数值时，如下降到70U*N，电动机受到制动而开始惰行，最终可能停止运转。 出现惰行的电压称为临界电压，这时电动机的最大转矩恰好等于