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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,发电厂电气主系统,4-1,第四章,厂（所）用电,第一节,概,述,第二节,厂用电源及厂用电接线的基本形式,第三节,发电厂和变电所的厂（所）用电典型接线分析,第四节,厂,(,所,),用变压器的选择,第五节,厂用电动机的选择和自起动校验,本章计划学时,:4 6,学时,发电厂电气主系统 4-1 第四章 厂（所）用电 第,发电厂电气主系统,4-2,第一节,概述,一、厂用电及厂用电率,1.,厂用电：保证发电厂,(,或变电所,),正常运行而自己耗用的电能。,2.,厂用电率,K,P,：厂用电耗电量,A,P,占同一时期内全厂总发电量,A,的百分数。,即,?,厂用电率是发电厂的主要运行经济指标之一，降低厂用电率,不仅降低了发电成本，同时也相应地增大了对电力系统的供电,量。,%,100,P,P,?,?,A,A,K,?,发电厂的类型不同，,K,P,也不同：,凝汽式火电厂为,5,8,热电厂为,8,10,水电厂为,0.3,2,发电厂电气主系统 4-2 第一节 概述 一、厂用电,发电厂电气主系统,4-3,二、厂用负荷分类,1.,按重要性分类,(1),类厂用负荷：,短时停电也可能造成发电厂的主要设备损坏、,危及人身安全、主机停运和大量影响电厂出力的厂用负荷。,由于不允许停电，保证措施：它们应由两个独立电源供电，两,个电源之间自动切换。,类厂用负荷：,仅允许短时停电（几秒至几分钟），再恢复,供电后，不致造成生产紊乱，损坏设备或影响机组正常运行的,厂用负荷。,保证措施：应由两个独立电源供电，两个电源之间手动切换。,类厂用负荷：,较长时间（几小时甚至更长时间）停电，不,会直接影响电厂生产，仅造成生产上不方便的厂用负荷。,可由单电源供电，电源故障时,允许进行检修或更换。,事故保安负荷：,事故停机过程及停机后一段时间内，停电会引,起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷。,发电厂电气主系统 4-3 二、厂用负荷分类 1.按重,发电厂电气主系统,4-4,事故保安负荷可分为两类：,?,直流保安负荷：,由蓄电池组供电,。,?,交流保安负荷，如大型机组的盘车电动机，平时由交流厂用,电源供电，事故后，,由快速启动柴油发电机组自动投入供电,。,交流不间断供电负荷：在机组启动、运行以及正常和事故停,机过程中，甚至在停机后的一段时间内，需要连续供电并具有,恒频恒压特性,的负荷。如实时控制计算机、热工仪表与保护、,自动控制和调节装置等用电负荷。交流不间断供电电源一般采,用,由蓄电池供电的电动发电机组或逆变装置,。,2.,按运行方式分类,按使用机会分类,?,“,经常”使用的用电设备,(,负荷,),：,即电厂在生产过程中，每,天都投入使用的用电设备,(,负荷）。,?,“,不经常”使用的用电设备：只在机组检修、事故、机组启停,期间内使用。,发电厂电气主系统 4-4 事故保安负荷可分为两类：?,发电厂电气主系统,4-5,按每次使用时间的长短分类,?,“,连续”运行：每次使用时，连续运转,2h,以上者。,?,“,短时”运行：每次使用时，运转,10,120min,的用电设备。,?,“,断续”运行：从运行到停止，反复周期性地运行，每一周期,时间不超过,10min,的用电设备。,三、对厂用电接线的基本要求,对厂用电接线的基本要求：,?,运行安全、可靠，保证连续供电；,?,运行、检修、操作和发展要方便灵活；,?,技术先进、设备新颖，并且经济合理。,?,非常重要的一点是：各机组的厂用电系统应该是相互独立的，,具有对应供电性。一台机组的故障停运或其辅机的电气故障，,不应该影响其他机组的正常运行，并能在短时间内恢复本机组,的运行。,发电厂电气主系统 4-5 按每次使用时间的长短分类,发电厂电气主系统,4-6,第二节,厂用电源及厂用电接线的基本形式,一、厂用电的电压等级,1.,影响厂用电电压等级的因素,1),发电机电压和容量,如果发电机电压为,6.3kV,，应选,6kV,作,为厂用高压电压。发电机容量越大，厂用高压电压越高。,?,高压厂用电的电压等级：,3,、,6,、,10kV,。,?,低压厂用电的电压等级：,380/220V,。,2),厂用电动机的容量,我国生产的电动机的电压与容量的关系如下表所示。,电动机电压,/V,220,380,3000,6000,10000,生产容量范围,/kW,140,300,75,200,200,?,电动机的容量小于,75kW,时，只能选,380/220V,。,?,电动机的容量在,75200kW,时，只能选,380/220V,、,3kV,。,发电厂电气主系统 4-6 第二节 厂用电源及厂用电接,发电厂电气主系统,4-7,?,电动机的容量大于,300kW,时，只能选,3,、,6,、,10kV,。,?,电动机的容量在,200300kW,时，可选,380V,、,3,、,6,、,10kV,。,3),厂用电网络的可靠、经济运行,由于发电厂的电动机种类较多，只用一种电压等级的电动机不,能满足要求。,?,低压电动机，绝缘等级低、磁路较短、尺寸较小、运行损耗小、,价格便宜，有较高的经济效益。但大容量不能做成低压。,?,高压电动机的制造容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、,价格高、运行损耗较大、效率较低。,?,结合厂用电供电网络综合考虑，用较高电压等级时，可选择截,面较小的电缆和导线，既减少了有色金属的消耗，也降低了厂,用供电网络的投资。,?,电动机的容量在,200300kW,时，应综合考虑厂用电网络的可,靠和经济运行。,2.,厂用电电压等级的确定,发电厂电气主系统 4-7?电动机的容量大于300kW时,发电厂电气主系统,4-8,(1),火力发电厂,高压厂用电压为：,?,发电机组容量在,60MW,及以下，发电机电压为,10.5kV,时，可,采用,3kV,；,?,发电机组容量在,60MW,及以下，发电机电压为,6.3kV,时，宜采,用,6kV,；,?,发电机组容量在,100,300MW,时，宜采用,6kV,；,?,发电机组容量在,600MW,及以上时，经技术,(,发电机容量、短路,电流、负荷容量等,),经济比较，可采用,6kV,或,10kV(1000MW,机组,),一级，也可采用,3kV,和,10kV,或,6kV,和,10kV(1000MW,机组,),两级电,压。,低压厂用电压采用,380/220V,电压级。,(2),水电厂,?,厂内用电：只设一个,380/220V,电压等级，这是因为水轮发电,机组的辅助设备容量不大。,?,坝区用电：,6kV,或,10kV,供电，因在坝区和水利枢纽装设有,发电厂电气主系统 4-8 (1)火力发电厂,发电厂电气主系统,4-9,(3),小容量发电厂和变电所,单机容量在,12MW,及以下的小容量发电厂和变电所，一般,厂用电动机容量都不大，只采用,380/220 V,一级厂用电压即可。,二、厂用电源及其引接方式,为了使供电可靠，厂用电源的设置不应少于两个，所有发,电厂都设有,工作电源和备用电源,。对单机容量在,200MW,及以,上的大型发电厂还应设置,启动电源和事故保安电源,。,1.,厂用工作电源及其引接方式,发电厂（或变电所）的工作电源是保证发电厂（或变电所）,正常运行的基本电源。要保证其可靠性，独立性和具有对应供,电性。,高压厂用工作电源的引接,?,当主接线具有发电机电压母线时，一般直接从该机组所连接,的母线上引接，如图,4-1a,所示。,大型机械，如船闸、闸门启闭装置等，这些设备距主厂房较,远，需在那里另设坝区专用变压器。,发电厂电气主系统 4-9 (3)小容量发电厂和变电所,发电厂电气主系统,4-10,?,当发电机与主变压器为单元接线或扩大单元接线时，则高压,厂用工作电源从主变压器的低压侧引接，如图,4-1b,所示。,?,对于容量为,125MW,及以下的机组，,厂用分支上一般装设高压断路器，当,开断电流不能满足要求时，只用以进,行正常操作，当断路器后发生短路时，,应立即停机；,低压厂用工作电源的引接,一般由对应的高压厂用母线段上经低厂变引接。对于不设,高压厂用母线段的发电厂，低压厂用工作电源可从发电机电压,母线上或发电机出口引接。,?,对于容量为,200MW,及以上的机组，,厂用分支都采用分相封闭母线，故障,率很小，可不装设断路器，这时，在,厂用变压器低压侧必须装设断路器。,发电厂电气主系统 4-10?当发电机与主变压器为单元接,发电厂电气主系统,4-11,2.,备用电源和启动电源及其引接方式,（,1,）备用电源：当工作电源故障或检修退出运行时代替工作,电源的工作。备用电源应具有独立性，与工作电源无关联，有,足够的容量，应与电力系统紧密联系，在全厂停电时仍能从系,统取得厂用电源。,（,2,）启动电源：指电厂机组首次启动或工作电源完全消失的情,况下，为保证机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源。,在正常运行情况下，这些辅助设备由工作电源供电，只有当工,作电源消失后才自动切换到启动电源供电，因此，,启动电源实,质上在兼作事故备用电源,称作启动,/,备用电源，,不过它对供电的,可靠性要求更高。对于,200MW,及以上的大型机组的厂用备用电,源必须具有启动电源的功能。,（,3,）高压厂用备用电源的引接方式,?,从发电机电压母线的不同分段上,(,不与接有厂用工作电源的,母线同段,),，通过厂用备用变压器,(,或电抗器,),引接。,发电厂电气主系统 4-11 2.备用电源和启动电源及其,发电厂电气主系统,4-12,?,从与电力系统联系紧密，最低一级升高电压母线上引接。,?,从联络变压器的低压绕组引接。,?,当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路经过变压器,获得独立的启动,/,备用电源。,（,4,）备用电源的备用方式,?,暗备用：是指不另设专门的备用变压器，工作变压器之间互,为备用。这种备用方式，需要将每台工作变压器的容量加大，,正常运行时均在轻载状态下运行。厂用负荷较小，厂用工作变,压器的容量也较小时可采用这种方式，如水电厂和变电所通常,采用暗备用方式。,?,明备用：是指设有专门的备用变压器，当某个厂用工作电源,故障退出后，备用电源自动投入，恢复对该厂用母线段的供电。,这种备用方式，备用电源容量应等于最大一台工作变压器的容,量。大型火电厂厂用负荷很大，厂用工作变压器的容量也很大，,通常采用明备用方式。,发电厂电气主系统 4-12?从与电力系统联系紧密，最低,发电厂电气主系统,4-13,3.,事故保安电源和交流不间断供电电源,事故保安电源,对,200MW,及以上的发电机组，当厂用工作电源和备用电源,都消失时，为保证事故状态下安全停机，事故消除后又能及时,恢复机组运行，应设置事故保安电源。,?,事故保安电源有以下几种类型：,蓄电池组以及逆变器或逆变机组；,采用快速自动程序启动的柴油发电机组；,对于,300MW,及以上的发电机组还应由,110kV,及以上电网引入,独立可靠的外部电源，作为事故备用保安电源。,交流不间断供电电源,(UPS),由于快速柴油发电机组的启动和切换需要时间，这短时的供电,中断对于某些保安负荷,(,如实时控制用的计算机等,),也是不允许的，,此时可由蓄电池经静态逆变装置或逆变机组将直流变为交流，向,不允许中断供电的交流负荷供电。由于目前生产的蓄电池组最大,容量有限，所以需要柴油发电机组或外接电源配合工作。,发电厂电气主系统 4-13 3.事故保安电源和交流不间,发电厂电气主系统,4-14,(2),热工仪表和自动装置等要,求不间断供电的负荷，则由直,流逆变器,(,每台机组设置一段,),供电，其电压为,220V,。,图,4-2,为某电厂,200MW,发电机组,的事故保安电源接线示意图。,(1),交流保安电源通常都采用,380/220V,电压，每台机组设置,一段事故保安母线，采用单母,线接线。每,2,台发电机组设置,1,台柴油发电机组作为事故保安,电
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