电气主接线设计-厂用电分析(电气设备课件)

厂用电接线分析01厂用电概述发电厂、变电站在生产电能过程中，发电厂、变电站自身所使用的电能，也称厂（站）用电。主要用电设备包括：辅助机械的电动机、照明、电热和整流电源，以及满足运行、检修和试验等的用电。自用电供电安全与否，将直接影响发电厂、变电站的安全、经济运行。1、自用电发电厂、变电站的自用电源引接、电气设备的选择和接线，应考虑运行、检修和施工的需要，以满足确保机组安全、技术先进、经济合理的要求。负荷开关在结构上应满足的要求a.水轮发电机组的自用电机组自用电是指机组及其配套的调速器、蝴蝶阀及进水阀门等的辅助机械用电。b.站内公用电站内公用电是指直接服务于电站的运行、维护和检修等生产过程，并分布在主、副厂房、开关站、进水平台和尾水平台等处的附属用电。c.站外公用电站外公用电主要是坝区、水利枢纽等用电。2、厂用负荷的分类——（1）、按用途分类1）.水电厂的自用负荷2).火电厂的自用负荷a.输煤部分b.锅炉部分c.汽机部分d.电气及公用部分e.事故保安负荷f.出灰部分g.厂外水工部分h.化学水处理部分i.废水处理部分j.辅助车间3).变电站的自用负荷主要负荷有主变压器的冷却设备、蓄电池的充电设备或硅整流电源、油处理设备、照明、检修器械以及供水水泵等用电负荷。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。0102

I类负荷指短时的停电可能影响人身或设备安全，使发电厂无法正常运行或发电量大幅下降的负荷。

I类负荷由两个独立电源供电，配置备用电源自动投入装置。（2）按重要性分类——1）.Ⅰ类负荷

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Ⅱ类负荷指允许短时(不超过几十分钟)停电，但停电时间过长有可能损坏设备或影响正常生产的负荷。

Ⅱ类负荷由两个独立电源供电，备用电源采用自动或手动切换。（2）按重要性分类——2）.Ⅱ类负荷

3）.Ⅲ类负荷

Ⅲ类负荷指较长时间停电不会直接影响发电厂生产的负荷,由一个电源供电，不需要考虑备用。4）.事故保安负荷a.直流保安负荷b.交流保安负荷（2）按重要性分类1）.按使用机会分类——“经常”“不经常”；2）.按每次使用时间的长短分类——“连续”“短时”“断续”（3）按运行方式分类各机组的厂用电系统应该是相互独立的；接线方式和电源容量满足厂用供电，应配备可靠地备用/启动电源，且工作电源与备用电源之间切换操作要简便；200MW及以上的大型机组，应设置足够容量的交流事故保安电源及交流不间断供电电源；3、对厂用电接线的基本要求02发电厂的厂用电（1）供电可靠、运行灵活。（2）接线简单清晰、投资少、运行费低。（3）厂用电源的对应供电性。（4）接线的整体性。（5）电厂分期建设时厂用电接线的合理性。1、发电厂厂用电接线应满足下列基本要求：（1）厂用电电压等级，需综合考虑电动机的容量范围和厂用电供电电源两方面。（2）厂用电供电电压，需要从投资和金属材料消耗量以及运行费用等方面考虑。按实践经验:75kW以下的电动机采用380V电压；220kW及以上的电动机采用6kV电压；1000kW以上的电动机采用10kV电压。2、发电厂厂用电的电压等级（3）火力发电厂厂用电有3kV、6kV及380／220V等级。（4）水力发电厂厂用电通常只设380／220V一个电压等级。（5）大型水电厂中装设有大型机械，需设专用变压器，采用6kV或10kV供电。2、发电厂厂用电的电压等级（1）.厂用工作电源发电厂正常运行时，向厂用电负荷供电的电源称为厂用工作电源。一般由主发电机供电。当有发电机电压母线时，由各段母线引接厂用工作电源；当发电机与主变压器连接成单元接线时，则由主变压器低压侧引接。3、发电厂的厂用电电源厂用备用电源：当工作电源故障或检修时，仍能不间断地向重要负荷供电的电源。有明备用和暗备用两种方式。明备用：专门设置一台备用变压器；暗备用：不设专用的备用变压器大中型发电厂一般采用明备用；中小型水电厂和降压变电站，多采用暗备用。（2）.厂用备用电源（3）.交流不间断电源计算机的供电电源采用不间断交流电源，当自用电源全部消失时，由蓄电池组继续给计算机供电。3、发电厂的厂用电电源（4）.事故保安电源

当厂用电源完全消失时，为确保在事故状态下能安全停机，应设置事故保安电源。事故保安电源可分为直流和交流两种。直流事故保安电源，由蓄电池组供电，交流事故保安电源，采用快速启动的柴油发电机组或由外部引来的可靠交流电源，并设置交流不停电电源。3、发电厂的厂用电电源（1）、厂用电接线的基本形式1）高、低压厂用母线常采用单母线接线形式，并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”。4、发电厂厂用电的接线形式（a）一炉一段，有专用备用电源；（b）一炉两段，由变压器供电；（c）用断路器分成两个半段；（d）用两组隔离开关分成两个半段（e）用两组隔离开关分成两个半段；（f）两段经断路器连接，互为备用（g）两段隔离开关连接3）低压380／220V厂用母线，大型火电厂及水电厂中一般按炉分段或按水轮机组分段；中、小型电厂中，全厂分为两段或三段。4）200MW及以上大容量机组当采用集中供电方式合理时，可设立高压公用母段。4、发电厂厂用电的接线形式6）大容量机组新型的低压厂用电系统采用动力中心－电动机控制中心的组合方式。5）老式的低压厂用电系统采用中央配电屏－车间配电盘－动力箱的组合方式。8）容量400L／h及以上的锅炉有两段高、低压厂用母线。7）对厂用电动机的供电方式分个别供电和成组供电。4、发电厂厂用电的接线形式1）大型火电厂厂用电接线厂用电工作电源从发电机出口端引接，经分裂绕组高压厂用工作变压器供电给厂用6kVI段、Ⅱ段母线；厂用备用电源引自110kV母线，经高压厂用备用变压器分别接到四个高压厂用工作母线段上，构成对两台机组厂用电的明备用。一般应选用带负荷调压变压器作为高压厂用备用变压器，当其的接线组别为YN，d11时，高压厂用工作变压器必须是Y，y0接线。（2）、火电厂厂用电接线方式实例及分析2）中型热电厂厂用电接线高压厂用母线按锅炉数分三段，通过1T、2T、3T三台高压工作厂用变压器分别分别从三台主变低压侧引接。低压厂用母线分为两段。采用明备用方式，即专门设置高压备用厂用变压器4T和低压备用厂用变压器6T。厂用电工作电源从发电机出口端引接，经分裂绕组高压厂用工作变压器供电给厂用6kVI段、Ⅱ段母线；（2）、火电厂厂用电接线方式实例及分析2）中型热电厂厂用电接线

55kW及以上的I类厂用负荷和40kW以上的Ⅱ、Ⅲ类厂用重要机械的电动机，均采用分别供电方式。对一般不重要机械的小电动机和距离厂用配电装置较远的车间（如中央水泵房）的电动机，则采用成组供电方式最为适宜。（2）、火电厂厂用电接线方式实例及分析对于中小型水电厂，一般只有380／220V一级电压，厂用电母线采用单母线分段，且全厂只设两段，两台厂用变压器以暗备用方式供电。对于大型水电厂，380／220V厂用母线按机组分段，每段均由单独的厂用变压器自各发电机端引接供电，并设置明备用的厂用备用变压器。距主厂房较远的坝区负荷用6kV或10kV电压供电。（3）、水电厂厂用电接线方式及实例分析厂用10kV分为5段，10kVI、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段为工作母线，其电源通过21T、22T、23T、24T引自各主变低压侧，发电机全停情况下仍可以从系统取得电能；

10kVⅤ段为备用段，作为全厂厂用电的备用，其电源引自该区域一个110kV变电所的低压母线；

10kV通过电缆馈线，一部分接到升船机等高压负荷，另一部分接到低压厂用变降为380/220V电压等级供电给低压负荷。（3）、水电厂厂用电接线方式及实例分析03变电站的站用电（1）220kV变电站:有两台及以上主变压器时，宜从主变压器低压侧分别引接两台容量相同、可互为备用、分列运行的站用工作变压器；只有一台主变压器时，其中一台站用变压器宜从站外电源引接。1、对站用电源的要求01021）有两台（组）及以上主变压器时，从主变压器低压侧引接的站用工作变压器不宜少于两台，并装设一台从站外可靠电源引接的专用备用变压器；2）初期只有一台（组）主变压器时，除由站内引接一台工作变压器外，应再设置一台由站外可靠电源引接的站用工作变压器。1、对站用电源的要求——（2）330～500kV变电站:

1）有两台及以上主变压器时，宜装设两台容量相同、可互为备用的站用工作变压器，两台站用变压器可分别由主变压器最低电压级的不同母线段引接，如有可靠的6～35kV电源联络线，也可将一台接于联络线断路器外侧；2）如能从变电站外引入可靠的低压站用备用电源时，亦可装设一台站用变压器。3）只有一回电源进线时，如果采用交流控制电源，宜在电源进线断路器外侧装设一台站用变压器；如果采用直流控制电源，并且主变压器为自冷式时，可在主变压器最低电压级母线上装设一台站用变压器。（3）35～110kV变电站:（4）变电站的交流不停电电源:宜采用成套UPS装置，或由直流系统和逆变器联合组成。1、对站用电源的要求01021）500kV变电站，装设两组110V或220V蓄电池组。当采用弱电控制、信号时，还应装设两组48V蓄电池组。2）220～330kV变电站、重要的35～110kV变电站及无人值班变电站，装设一组110V或220V蓄电池组；一般的35～110kV变电站，装设一组成套的小容量镉镍电池装置或电容储能装置。1、对站用电源的要求——（5）直流电源设置:

（1）当站内有较低电压母线时，一般均由较低电压母线上引接1～2台站用变压器。（a）、（b）一台站用变压器从两段低压母线上引接；（c）两台站用变压器分别从两段低压母线上引接2、站用电源的引接这种引接方式具有经济性和可靠性较高的特点。（2）当有可靠的6～35kV电源联络线，将一台站用变压器接于联络线断路器外侧。这种引接方式对采用交流操作的变电站及取消蓄电池而采用硅整流或复式整流装置取得直流电源的变电站尤为必要。2、站用电源的引接（3）由主变压器第三绕组引接。l号站用变压器由主变压器第三绕组引接；2号站用变压器及调相机的启动变压器由站外电源引接。2、站用电源的引接2、站用电源的引接（4）从站外低压电网引接站用备用电源用于只有一台主变压器或一段较低电压母线时的过渡阶段。500kV变电站多由附近的发电厂或变电站引接专用线路作为站用备用电源。（2）站用电母线采用按工作变压器划分的分段单母线，相邻两段工作母线间可配置分段或联络断路器，各段同时供电、分裂运行，工作母线段间不装设自动投入装置。（1）采用380／220V中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源。（3）对330～500kV变电站，当任一台工作变压器退出时，专用备用变压器应能自动切换至失电的工作母线段继续供电。（4）站用电负荷由站用配电屏供电，对重要负荷采用分别接在两段母线上的双回路供电方式。

3、站用电接线及供电方式3、站用电接线及供电方式（5）强油风（水）冷主变压器的冷却装置、有载调压装置及带电滤油装置，按下列方式共同设置可互为备用双回路电源进线，并只在冷却装置控制箱内自动相互切换。

1）主变压器为三相变压器，按台分别设置双回路。

2）主变压器为单相变压器组，按组分别设置双回路。（6）断路器、隔离开关的操作及加热负荷，可采用按配电装置区域划分、分别接在两段站用电母线的双回路供电方式。1）各区域分别设置环形供电网络，并在环网中间设置刀开关以开环运行。2）各区域分别设置专用配电箱，向各间隔负荷辐射供电，配电箱的电源进线一路运行，一路备用。

3、站用电接线及供电方式（7）330～500kV变电站的控制楼、通信楼，可根据负荷需要，分别设置采用单母线接线、双回电源进线的专用配电屏，向楼内负荷供电。（8）检修电源网络采用按配电装置区域划分的单回路分支供电方式。（9）不间断供电装置主要是向通