水电厂厂用电

1、第节发电-的厂鹿厂用电和厂用电率在火电厂和水电厂的生产过程中，都需许多机械为主要设备和辅助设备服务，以保证发 电厂的正常芟，这些机械设备称为厂用机械。厂用机械除极少数动给汽泵），都脸动机 拖动。所有厂电动机的用电，以及全厂其它方面，如运行蹄、修配、照明等饨用统称 为厂用电。为了维持发电厂的正常运行，须保证厂用电的可靠性。在一定时间内，如一月或一年内，厂的耗电量占发电厂总发电量的百分数，称发电 厂的厂用电率。降低厂电率可以降低电厂的发电成本，南相应地增大了对系统的供电具 因此运行中要用多发”，提高发电厂的经济效益。发电厂的厂用&率与发电厂和类型 自动化 程度等有关。一般凝汽电厂的厂用|率为5%-

2、8%热电厂的厂用电率为8%-10%水电厂的厂 用电率为0.2%-2.0%水电厂的主要厂用荷（1（ 机组自用电部分压油装置乎泵、机组调速和轴承润滑系统用油、水内冷水统、水 轮机项盖排水泵、漏油泵、主变压器泠却设备等。（2）全厂公厢部分:厂房车、快速闸门启闭设备 闸门室吊车、尾水闸门吊车、蓄电池组 和浮充电装置、空气缩机、中央修配厂虑油机、全厂照明等。厂用电负荷按重要性分厂用电负荷，按其用设备在生产中的作用，以及中断电时对设备人身造成的危害程度不同，按其重要性一般分类: 使主设备生产停顿或发电量下降的负荷，如炖厂的给水泵、吸风机等;水电厂的水轮发电机的 调速和润滑油泵、空气压缩机等。对一类负荷应有

3、两个独立的母供电，当一个电源失去后，另一 个电源立即自投入。以类厂用电动机应保证自启动。一类负荷：凡圄（包括裁切换恢复供电所需的时间）停电，可能影响人身和备安全（2）二类负荷:允许短时停电（几秒甚至几分），但是侥时间过长能损坏设备或引起生 产混乱的负荷。如如厂的工业水泵、输煤机械等，电厂的大部分厂用荷。对二类负荷，应 有 两个独立电源供电的母线供电，一般允午采用手动切换。（3）三类负荷:长时间停电不会直接影响产的负荷。如中央修配厂处理室等。对三类 负荷，一般由一个源供电。（4）事故保蒙荷:在事故停过，程中及停机后的一时间内及应保证供电，否则可能引 起主要设备损环、重要的动控制失灵或危及人身安全

4、的，中汽轮机的盘车电动、发电机 组的直流润滑油泵等。根据电源的不同要求，事故保安5又可以翁三种：一是直流保负荷，由蓄&池组供电。如事故照明。二是交流不电保安负荷，一般由接于蓄池组的逆变装置供电，如实时控制用计算机三是允许短时停电的交流保薮荷。厂用电中断寸，必须保证给事故保安负荷供电，对大 容机组应设置事故保茹源发电厂的厂鹿接线一、厂鹿供电电压的确定发电厂的厂用负荷主要是动机和照明给厂用负荷供电的电压主要决定于厂用倚 的电压、供电网络、发电机组容和额定电压等因素。发电厂中厂用动机的功率涸很大，可以从几瓦到几千瓦组容量愈大，所需厂用 动机的功率也愈大，因了给厂用电动机和照明伽，厂用电供电电压一般选

5、用高压和低压两 级。火电厂可采用、6、10kV作为高压厂用电的电压。对于水电厂，由于水发电机组辅助设备吏用的电动机功率不大，一般只刖/220一级电压采用动力和照明饨共用的三相线制系统供电。但坝区和水利枢，距厂较远且有些大型机械需另用变压器，可曲-10k系统供电。厂用电动机的容量和压的关系如下:电压(V)380功率(Kw)95100当发电机额定电压与厂用高压一致时，可由发电机出口或航机电压母线直掬线取得厂 用高压。为了限制短S电流弓线上可加装&抗器。当发电机额定电压高于厂用高时则用厂用 降压变压器简称高厂变，取得厂用高。380/220厂用氐压，则用低压厂用降压变压器取得。二、厂鹿接线的一般原U接

6、线应保证供电的可靠性和续性，并尽量单清楚，以避免复的切换操作;对大，中型水电厂的自用!母线应当分段，每一分段母有独立的工电源(由发电 机通过自用电变压器引出)福用电源装设备用电源自动投入装置；(3)有几个自电源时，在妾线上应考虑它们能互为备用；(4)如果自用压器或厂用动机接在戳上应考虑当母线发生故障时，尽量僦大部分 主要厂用机械仍然能工作。三、厂用电源及其撮厂用电电源一般龈电机电压母线(当发电机电压侧采用单母线分段时)，或单元接线的分 支线(当发电机采用单元或扩大单元接线时)供电，而不采用自高母线取得自用电原因为这羊 会使接线复杂，且经济性较差。对于大容量渔厂则由于在粉中中有非常重要的地位，要

7、求自 用电更为可靠，因!应尽可能的自地区网取得厂同的备用电源。中型水电厂自用电一般应对如有两个独立的自电源。大型电厂，自用应有三个独立 的自用电源，其中第三个源作为备用电源，自地电网取得。单机容量在!000kW以下的水!厂， 可只设一个自用&源。自用变压器的台数一般与自8源数相等。自用电接线一般都采厢母线分段接线，分段母线间用高压断路器或低自动空气开关分 段联络。自用电源的备用有两种方式:备用种暗备用。暗备用是在正常运行中，所有自源(变压器、线路)都投入工作，每台器只在懒荷 下运行，没有明停运的备用变压器。当一变压器发生故障时，另一台5能担负全厂或两个分 段母线的全部重豪荷，并且僦需要自启动的

8、电动机在故障消除后能自启动。明备用是正常运行中有不工作的自用变压器或线路，它的容应等于平时工作的容量 最大的自用变压器容量。运行中任一台变用器断开时，它都可以动投入，供给全部自用 电负荷。四、我厂的厂雌6对厂用电的接线采用单母线供电方式电源由 12B或 54B供给，中性点不接地电系统。 我厂发电机与主变压器成单元接线，采用的是发电机与变压器之间引接低压厂用电源供给该 机组的厂用电负荷。采用三相线1制供电，中性点直接接地运行方式。第二章厂用配电雄一高压断路器高压断路器具有独完善的!装置和操作机构，它能接通和断开各种状压电路中高 的电流，用以完成气主接线运行方式的变和尽快切除故障路，所以它是电厂和

9、变电所中 最要的电气设备之一。一、断路器的用途它的基本要求L合闸状态时是良好白导体，不即和电动力的作用商坏。在分闸状态时应具有良好的缘性能，能受对地的电压 以及一相内断口的电压。在开断规定的短路6流时，应有足够的开断能力和足短的时间 能进行自动重合闸。通规定的短8电流时，短时可内触头不能产生熔焊的情况。E断路器的基本技参数长期1.额定电压。是表征断路器强度的参数，它是断为阴工作的标准电压。长期可靠的工作，有一定的寿命。2.额定电流。是表征断路器通期电流能力的参数，即断路器边连续长通过的最大电流。3.额定开断电流。是表征断路器开断能力的参数额即电压下，断路器能保可靠开断的最大短路流。最娘称为极限

10、开断电流。动稳定电流。是表征断路器短路电流能力的参数。它反映断路器受短电动 力效应的能力。合闸与分闸时间。合、分时间是表征断路器操作性能的参数闸时间指从断路器操动机构合闸线圉接通到主头接触这段时间。断路器的闸时间包括固有分时间和熄灭电 弧时间两部分。分时间也称为全分闸时间。操作循环。是表征断路器操作性能的参数。提高供电的可靠性和统运行的稳定性断路器应能受一次或二次以上的关合，开断，或关合后立即开断的第:节真空断路器一、概述真空断路器是指在高真空中电路的断路器。采用的介质和灭弧介质是高真空（真空 度为10-4毫米汞柱以上），这种稀薄禽，分子的自由行程发生碰撞游离的机会少缘强 度很高，因此弧很容易

11、K灭。真空断路器由真灭孤室、支持框架和操作机构三部分二、真空断路器的特点L触头开距短。燃弧时间短，且与开电流的大小无关，一般只需半个周波。熄弧后，胰间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好。触头在开断电流时烧损锄 触头寿命长。体积小，重髯，能防火、防爆。操作噪音小。适于频繁操作。三、真空断路器的U真空灭弧室内的所的零件都密封在一缘容器内。动触杆和静腆的密封靠金属波管 实现。在触头的外面四周装有金属屏蔽罩。真空断路静触头采用磁蜥接式，触头的中部是 一圆台状的接触面，接触面的开有3条螺旋槽的吹弧面头闭合时，只有接触面相互接触， 当开断电流时，最初在接触面上生电弧电流回路呈n”形，在流触头的电流所形成

12、的场 作用下，驱使电弧沿触头圆周运动，即在触头外缘上不断旋转，可避免&弧固定在腆某处而烧损 触头，电流过零时，电弧即熄灭。第三节空气断路器r压缩空气的特性空气断路器用缩空气f作为灭弧和绝缘介质。压缩空气的绝缘强度随其压力的提高而增加， 大约在0.7MP时,与新绝缘油的绝缘强度相当。我国目前一用2MPa的压力二、灭弧原理及气吹方式空气断路器是靠缩空胡动电弧使之冷却，在弧到零值时，迅速将弧道中的离子吹走 或使其复合实现顽。空气吹弧有横向和向吹弧两种方式纵向吹弧时，动、静触头可做成管藤嘴状，腆缩空 气将电弧吹入触头的管腔内。空气断路器属于它能弧断路器，开断育较强当开断/电流时往往在电流到达|值 前电

13、弧已经熄灭，由于这种载流作用萨生过电压。为了限制这电压空气断路器一般在断口 装设并联电阻。第四节其他厂用电气-低压开关一、概述低压开关指在00伏以下的电路的控制电器，用于接通和断开交、电瞬常用的压开 关有:闸刀开关，交、直流接触器，磁动器和自动空气开关。压开关的灭弧是由灭弧栅将长 电弧截为短电弧的原理灭弧。二闸刀开关L按极数所:单极、双极、三极三按灭弧结构分为:带灭弧罩和不灭弧罩二类。按操作方式为:直接手柄操作和干操作。按用途所:单投和双投。三、接触器接触器是利电磁原理实现低压电路的接通和断开的，广泛用动机的控制电路中，分 为交流和直流两种。四、磁力动器由交流接触器和继电器组合而成的电器，用于

14、远距离控制电动机的启、停，具有 失压和过载保护功推热继电器:是保吨动机长期过载的一种 锄控制电器，利用电流通过电阻丝产生的热效应来切断电源。五自动空气开关是一种锄切断故障的压保护电器。主要结构元件1.触头系统，有主触k、副触头、灭弧触头。接通页序:灭弧触头Ti触头2触头。断开顺序与接通顺序相反。灭弧装置献弧栅构成机构，包括动机构、脱扣机构。脱扣器，分过流脱扣器和压脱扣器及钢脱扣器三种。备用电ii * 第节备用电源自动投入装置是当工作原因故障断开后，能而且迅速地备用电源投入工作， 使用户不致于偷的一种锄装置简称BZT装置oBZT装置的典型一细L第一种备用方法是装专用的备用变压器或备用线路，称明备

15、用方式。2.第二种备用方法是不设专用的备用变压器或备用，线路而是靠正常工作源有适当的裕度，当电源故障后另一个源经分段断路器取得的原之 间相互备用的方法，称暗用方式。二、从运行状来看备用电源自动投入装置简称切映）也可分为两大类：正常切换。在机组起动或停机时用，由运行人分别操作备用电源（或工俩源）的断路器，就可换厂用电源。2.事故切换。事故地是指工作电源故障时，切换装置起动，将备用电源自动投入。三、以断路器的作时间和顺序为特征，厂用系的切换方式可匆五大类。L延时切换。延时切换是指在工作电源断路器断开后，不是瞬上备用电源断路器，而 是延迟一段时间后再合J备用电源断路据。采用延时切换的目的制了防止厂用

16、动机受过大的冲击力。这是因为以往采用的断路器的操 作机构都趣磁型的，其合时间都是在o. 2一 o. 3s（1（一 15Hz左右，枢个固有的合时间 内母线残压与备用电源电压之间的相角差已接近于（电动机将承受最大的击力。2.串联切换。串联切换是指在工作&源断路器全部断开才能合J备用电源断路器。串 联切换一般是工作电原断路器!助触点直接联（或经中间继电器）在备用电源断路器的闸回 路中来实现的。我国有的厂用&切换方式就是采用的种方式;戳断电时间取决于断路器的合 时间,对于电磁型操作机构的断路器，其固有合间约为5田左右。在这个固有的合时间内 母线残压与备用电源母线电压之间的相角差已接近于（此时己超过电动

17、机冲击电流的安全区。 因此，我现有的厂用用电源自动投入装置是不符合厂用切换准则的，有待于进一步的改 进。3.并联切换。在切换时间内，工作&源和备用电源剧联运行的。这种切换方式也可桐“不断电切换”。它对机组的运行和防止动机的冲击都有利，因而，国内外正常的切泛应用 这种方式。同时切换。备用电源断路器卸和工作电源断路器跳闸是同时进行的。通常，断路器的 合闸时间大于其跚时间。所以，断时间等于断路器的固有闸时间感去跳闸时间;断电时间将随着断路黝作时间的不同而有差异，时切换比串联切换的断电时间要短，但对断路器的跳、 合闸时间曜的精确度要求高。如果断路器整不好，可能会生跳闸时间等于或大于闸时 间，即产生所谓

18、断路器的重现象。在事故情况下，生重迭现象有可能瘙用电源重合到故障上 去，使故障围进一步扩大。快速换。工作电源和备用电源断路器勒作采用的是时切换或串联切换的方式， 而且要求断路器的闸泌须是快速的，即断路器的时间必须小于或等于5Hz具这种特征的 切换方式称为“快速切换。第二节对BZT装置的基本要求不同 合的BZT装置的燧可能有所不同，但基本要求现分述如下。L工作电源和设备上的电房消失（不论因任何原因消时），BZT装置均应动作。此时，供 电元件不能向载供给电流对用户供电中断，所以2丁装置必须起动。2.应保证在工作电源或设备断开鄙2丁装置才动作。因工作线失去电压可能是由于8装置的作用，甚至供电元件发生

19、故障，为防凹5备用电源或设备投入到故障元件上，起 大故障，加重备损坏程度，所以设计BZT装置时，要考感鲤点。3. BZT装置应保证只动作一次。当工作母姓持续性短路故障或引线上发生未被出 线断路器断开的持生短路故嘲.继电保护动作，断开佻元件的断路器至一定时间后投入备 用电源或设备。由于故障依然存在电保护装置动作，又备用电源或设备断开。此后，不允 再次投入备用电源或设备，以免多次投入到故障元件照统造成不必要的冲。如备用电源或设 备投于故障，必要,应使其保护力速动作。为了实现这点就须控制备用电源或设备断路器的合 闸脉冲，使之只能合一次而不能闸两次4. BZT装置的作时间以使负荷的停电时间尽可能制原则

20、。从工作戳失去电压到备用电源或设备自动投入为止中间有一段停丽间。无疑停时间短对用户电动机自起动是有利 的，但偷时间痼 电动机残压可能较高当BZTgia作时，会产生过大的冲击电流和冲击力 矩导致对电动机的损伤。因此，装有高大容量电动机的厂用联，中断电源的时间应在1s以上。 当然对于低压电动机因转子电流衰减极快问题并不突出应当指出，工作母失压，并不要求 BZT装置一定1动作。应保证BZTgia作的Stto为此动作时限虚与网&的有关僵配合。 为使BZTgia作成功，故障应有一定的去游时间在一般情况下备用电源或设备断路器的 合闸时间已大于故障点的去游离1,因而无需再考故障点的去游时间。运行实践证明BZ

21、T 装置的动作时间以11. 5s为宜低电压场合可减小到.5s:要指出，在某些情况下，不得不采用 动作时间较恍BZT装置o当电压互感器二次侧熔断器熔0时，BZT装置不起动。工作母线、备用母线同时失去电压时BZT装置不S起动。正常工作情况!备用母线 无电压时BZTggS退出工作，避免不必要作；当供电电原消失或统生故障造成工作母 线、备用母线同时失去电压寸BZT装置也不应动作，以便电瘢复时仍由工作电原供电。一个备用电源同时作为几个工作电原的备用，或工电源有两儒用电源的情况对 发电厂厂用备用电源自动投入装置，这种情况下，应满足上述要求外还应考虑下列要求：当 一备用电源同时作为几个工作电原的备用时.如备

22、用电源已代替一个工电源后，另一工作源 又被断开，必要,BZT装置能动作;在有两备用电源的情况下，当两个用电源为两个彼此独 立的备用系统寸，应分别装设独立的BZT装置；当任备用电源都能伪全厂各口电源的备用 时,BZT装置使任-#用电源都能对全厂各工俩源实现自动投入。变压器第三节厂用变压器备用电源自动投入装置目前电力系统中应用的BZT装置名目繁多，但基本原理是大同小异的绍厂面介压器的备用电源自动投入装置，从中分瓣装！的电路结构、工作原理等r电路结构BZT装置由一般两部分成。第一部分是低压起动部分。第二部分是动合闸部分。二、装置基本原理和要求先靠低电压起动部分来完成的，若没有低起动部分则在工作戳因任

23、何原因失去电压寸BZT装置就不能动。利用断路器辅助触点来现。如果工他源断路器尚未断开辅助触点不卸合 备用电源不会投入。利用延寸瘁中间继电器保证BZT装置只动作一次。4.BZT装置的动作时间是由时间继电来实现的。5.由两个低!压继电来实现的。当备用电源母线上无电压寸备用变压器的投入是无效的。厂用电动运行 第节 电动机的构造一、概述异步电动机由两个基本部分成，即定子转子。定子由机座、端盖芯、三相绕组等组成。转子固定枷上，装在定子膛孔中们不相接触，彼此保持一定的气隙。中小动机的气隙 约为0.2mm-1.0mi定子和转子铁芯都是由碰片叠压而成的。定铁芯圆周上有均匀的分布的 槽，用来安装定子组。定子绕组

24、由绝缘铜缴铝线绕成三相对称绕组绕组的首端分引到动 机出线盒的接线柱上，使蒯从接线盒接入三枇源定子三木绕组可以接成星形或是三角形接线。使用电机时，要根据6机铭牌上的额定电压 和电源电压确定接线方法。目前常用的有两线方法。一种额定电压380/220V接线火。它 表明这种电动机的定子每绕组的额定电压是220V。如果电源的线电压是220则采用三角形接法， 如果电源线电压是380V则采用星形燧。另一种额定电压为380V接去为三角形。它表明种 电动机每相绕组的额定电压是380V。若电源的线电压为80V就采用三角形接法。二转子绕组的两种形式三相异步电动机转子绕且有两种形式，一种是眦，另一种是线式。鼠笼式转子

25、由安装敏子铁芯槽里的铜条组成铜条的两端各用一铜环焊接起来，形成一 个圆柱形笼子。额定功率在100kW以下的鼠g式电动机的转子绕组连同作冷却用风扇常用铝铸 成称为铸铝车子。绕线式转子的饶组和定子相似，也是由缘导线成绕组元件，放i转子铁芯槽中，然连 接成对称的三相绕组。转子三相绕组通常连接成星形搬，星龄组的三根端线接到装在轴上 的三个滑F上通组电刷引出来与电路变阻器相连接，以便起电动机。绕线式转子轴上装 有三个滑R故又叫做滑转子。感壶机的工作原理三相感应电动机所以育转动是基于三相交流生的旋转磁场来工作的。一、旋转磁场的产生当感应电动机定子三相组中通入三相交流,在定子空气隙中就了旋转磁场。三个绕组在

26、定子铁芯的圆周上是对称颁布的，即在间相隔120度的位置。当三绕组的始端A、B、C 连接于三木时称电源上时在三个绕组中便产生三相对称电流。电流通过各相绕组都产生自己的磁 场，磁场的方向与绕组互相垂直。根据右手螺旋定分析合成场的变化得知：当定子组中通 入三相电流时，所形成的合成场是随着三相交流变化而在禽不断的旋专着。这就是旋转磁 场。二磁场旋转的方向绕组磁场旋转的方向决定于三相定组内电流通过的先后页序（也叫相序），如三流相充为A-B-C,磁场旋转的方向是时针的。如任对调其中两根檄，磁场就会反方向，即时针旋转在磁场只有两个磁极（即一兹极）的情况下，电流变彳匕一周时，旋转磁场在空间恰好转过一圈。电流旗

27、频率每秒变化f周时，则旋转磁场每秒钟转f转，如f=50每秒钟旋转磁场就在空间旋转50周，所以一钟内旋转磁场的转数是50X60=3000俺转磁场每分钟内转速与电流频率的关 系是:n1=60f当旋转磁场具有两对磁极时，电流每交变一周，磁场在空可只旋转半周。所以，当旋磁场 具有？对磁极时，交变电流每变化一周其嫩磁场就在空间转过1/p转。即n1=60f/p四感龄机的工作原理三相交流电通入定子组产生旋转磁场，这时静止的转子内导体被磁场的磁力线所切割， 而感应出电动势电动势的方向可用右手则来确定。在感应电动糊作用下闭合的转子导体中就辅流转子电流与旋转磁场相互作用而产生电磁力F，力的方向同左手来决定。电磁力

28、对转轴产生电磁莎毗使转子转动。电磁力矩 的方向与旋转磁场的方向是一致的。电动机的转速(此)是永远小于旋转磁场的转速(nl)的。如果其相等专子与旋转磁场之间 没有相对运行，不专子异体不会切割磁力就不詹生电磁力矩。因转子总是紧跟着旋转磁 场以n2 n1转速旋转的，所以这种电动机又叫做异电机。这种电动机因为它的转子电流 由电磁感应原理产生的，故又为感应电动机。转子转速与旋转磁场的转速相关的程度，转差率S为表示:S=(n1-n2/n1X100%异步电动机的工作原理有多地方与压器相似。如转磁场相当于主磁通，异电动机 的定子绕组的电流是由转子电流来决定等。五电动机的祸流当电动机的转子艇时，定子绕组加止电源后，其J围将有旋转磁场转动因转子静止，旋转磁场将以全速切转子导体，所以转子导体电流很大，通为电动机的额定电流的4-7倍。电动机转速上升后，转磁场和转子导体的相对速度降低，故起电流随转速升高而减 少，直到专速达到额定值，电动机定子电流将为额定电流。电动机的起动电流很大，所以在起时，为了避免扰动电网必