第五章第一節(jié)、第二節(jié)、第三節(jié)

1、第四章 廠用電,,§4.1 概述,,一、自用電,一、自用電 發(fā)電廠、變電站在生產(chǎn)電能過程中，發(fā)電廠、變電站自身所使用的電能，也稱廠（站）用電。 主要用電設(shè)備包括：輔助機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、照明、電熱和整流電源，以及滿足運(yùn)行、檢修和試驗(yàn)等的用電。自用電供電安全與否，將直接影響發(fā)電廠、變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。發(fā)電廠、變電站的自用電源引接、電氣設(shè)備的選擇和接線，應(yīng)考慮運(yùn)行、檢修和施工的需要，以滿足確保機(jī)組安全

2、、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求。,二、廠用電率,,——平均功率因數(shù)，一般取0.8；,不同類型電廠的廠用電率： 火電廠：5%～8%， 熱電廠：8%～13%， 水電廠：0.5%～1.0%。,——發(fā)電機(jī)的額定功率。,三、自用負(fù)荷的分類及供電要求,三、自用負(fù)荷的分類及供電要求 （一）按用途分類 1.水電廠的自用負(fù)荷,（1）水輪發(fā)電機(jī)組的自用電,機(jī)組自用電是指機(jī)組及其配套的調(diào)速

3、器、蝴蝶閥及進(jìn)水閥門等的輔助機(jī)械用電。,（2）站內(nèi)公用電,站內(nèi)公用電是指直接服務(wù)于電站的運(yùn)行、維護(hù)和檢修等生產(chǎn)過程，并分布在主、副廠房、開關(guān)站、進(jìn)水平臺(tái)和尾水平臺(tái)等處的附屬用電。,（3）站外公用電,站外公用電主要是壩區(qū)、水利樞紐等用電。,三、自用負(fù)荷的分類及供電要求,2.火電廠的自用負(fù)荷 3.變電站的自用負(fù)荷,（1）輸煤部分,（2）鍋爐部分,（3）汽機(jī)部分,（4）電氣及公用部分,（5）事故保安負(fù)荷,（6）出灰部分,（7）廠外水工

4、部分,（8）化學(xué)水處理部分,（9）廢水處理部分,（10）輔助車間,主要負(fù)荷有主變壓器的冷卻設(shè)備、蓄電池的充電設(shè)備或硅整流電源、油處理設(shè)備、照明、檢修器械以及供水水泵等用電負(fù)荷。 重要負(fù)荷有主變壓器的冷卻風(fēng)扇或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻裝置的油泵、水泵、風(fēng)扇以及整流操作電源等。,（二）按重要性分類,按用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度可分為四類：,短時(shí)（手動(dòng)切換恢復(fù)供電所需要的時(shí)間）停電會(huì)造成主輔設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)

5、停運(yùn)及影響大量出力的廠用負(fù)荷。通常它們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用。供電方式：兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，當(dāng)一個(gè)電源斷電后，另一個(gè)電源立即自動(dòng)投入。,① Ⅰ類廠用負(fù)荷：,（二）按重要性分類,允許短時(shí)停電（幾秒至幾分鐘），恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷。供電方式：兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，并采用手動(dòng)切換。,按用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度可分為四類：,② Ⅱ類廠用負(fù)荷：,（二）按重要性分類,較長時(shí)間停電，不會(huì)直接影響生產(chǎn)，僅

6、造成生產(chǎn)上的不方便的廠用負(fù)荷。供電方式：由一個(gè)電源供電。但在大型發(fā)電廠，也常采用兩路電源供電。,按用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度可分為四類：,③ Ⅲ類廠用負(fù)荷：,（二）按重要性分類,在 200MW 及以上機(jī)組的大容量電廠中，自動(dòng)化程度較高，要求在事故停機(jī)過程中及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)仍必須保證供電，否則可能引起主要設(shè)備損壞、重要的自動(dòng)控制失靈或危及人身安全的負(fù)荷。根據(jù)對電源的要求不同，事故保安負(fù)荷又可分為：直流保安

7、負(fù)荷：如發(fā)電機(jī)組的直流潤滑油泵、事故氫密封油泵等；交流保安負(fù)荷：如盤車電動(dòng)機(jī)、交流密封油泵、實(shí)時(shí)控制用的電子計(jì)算機(jī)等。,按用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度可分為四類：,④ 事故保安負(fù)荷：,（二）按重要性分類,按用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度可分為四類：,供電方式：直流保安負(fù)荷的直流電源由蓄電池組供電。交流保安負(fù)荷的交流電源由快速自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組且有自動(dòng)投入裝置功能，或燃?xì)廨啓C(jī)組，或具有可

8、靠的外部獨(dú)立電源供電。對交流不間斷供電負(fù)荷，可接于蓄電池組的逆變裝置。,④ 事故保安負(fù)荷：,思考練習(xí),思考練習(xí)1.自用電的作用和意義是什么?2.廠用電負(fù)荷分為哪幾大類?,§4.2 廠用電接線,,一、對廠用電接線的要求,各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的。全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動(dòng)（備用）電源能在短時(shí)內(nèi)投入

9、。充分考慮發(fā)電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，特別要注意對公用負(fù)荷供電的影響，要便于過渡，盡量減少改變接線和更換設(shè)置。對200MW及以上大型機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。,二、廠用電接線的設(shè)計(jì)原則,保證對廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的需要。廠用電源的對應(yīng)供電性，本機(jī)、爐的廠用負(fù)荷由本機(jī)組供電。適當(dāng)注意經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性，并積極慎重地采用

10、新技術(shù)、新設(shè)備，使其具有可行性和先進(jìn)性。對廠用電的電壓等級、中性點(diǎn)接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進(jìn)行分析和論證。,三、廠用電的電壓等級,廠用電的電壓等級是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓、廠用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠用電供電網(wǎng)絡(luò)等因素，相互配合，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后確定的。假設(shè)電動(dòng)機(jī)容量為S，,若UN增大，則IN減小，導(dǎo)線及電纜截面減小， 但絕緣投資增加；,若UN減小，則絕緣投資降低，

11、 但I(xiàn)N增大，導(dǎo)線及電纜截面增大。,結(jié)論：對于一定的容量S，應(yīng)有一個(gè)經(jīng)濟(jì)電壓。,三、廠用電的電壓等級,為了簡化廠用電接線，且使運(yùn)行維護(hù)方便，廠用電電壓等級不宜過多。,火電廠：低壓：0.4kV（380/220V）,高壓：3kV PN 300MW,水電廠：一般只設(shè)0.4kV一種廠用電壓等級 （對壩區(qū)和水利樞紐需另設(shè)專用變壓器）,變電所及小容量發(fā)電廠：只設(shè)0.4kV一級

12、電壓,四、廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式,高壓（3、6、10kV）廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選擇，與接地電容電流的大小有關(guān)：當(dāng)接地電容電流小于10A時(shí)，可采用不接地方式，也可采用高電阻接地方式；當(dāng)接地電容電流大于10A時(shí)，可采用經(jīng)消弧線圈或消弧線圈并聯(lián)高電阻的接地方式。一般發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)多采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式。,1. 高壓廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式,四、廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式,中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式優(yōu)點(diǎn)：發(fā)生單相接地故障

13、時(shí)，可以避免開關(guān)立即跳閘和電動(dòng)機(jī)停運(yùn)，也防止了由于熔斷器一相熔斷所造成的電動(dòng)機(jī)兩相運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了運(yùn)行可靠性。600MW機(jī)組單元廠用電系統(tǒng)多采用此種接地方式。中性點(diǎn)直接接地方式特點(diǎn)：發(fā)生單相接地故障時(shí)，相電壓不會(huì)不對稱和過電壓，保護(hù)裝置立即動(dòng)作于跳閘；低壓廠用網(wǎng)絡(luò)比較簡單，動(dòng)力和照明、檢修回路可以共用，但會(huì)降低可靠性；大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)會(huì)影響照明。火力發(fā)電廠低壓廠用電系統(tǒng)宜采用此種接地方式。,2. 低壓廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式,五、廠

14、用電源及其引接,含義：保證正常運(yùn)行的基本電源要求：供電可靠電壓和容量滿足要求引接方式：有機(jī)壓母線的機(jī)組：從該母線上引接。單元接線的機(jī)組：從主變低壓側(cè)引接。擴(kuò)大單元接線的機(jī)組：從發(fā)電機(jī)出口或主變低壓側(cè)引接。,1. 工作電源,五、廠用電源及其引接,含義用于事故情況失去工作電源時(shí)，起后備作用的電源要求：供電獨(dú)立性足夠的供電容量引接方式：從發(fā)電機(jī)電壓母線的不同分段上引接；從與系統(tǒng)連接緊密、供電可靠的最低一級電壓母線

15、上引接；從聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接。,2. 備用電源,五、廠用電源及其引接,設(shè)置方式：明備用：專門設(shè)置一臺(tái)備用變壓器，它的容量等于廠用變壓器中最大一臺(tái)的容量，多用于大中型電廠，特別是火電廠。暗備用：不另設(shè)專用的備用變壓器，而將每臺(tái)工作變壓器的容量加大。多用于中小型水電廠或變電所。,2. 備用電源,五、廠用電源及其引接,含義：在廠用工作電源完全消失情況下，為保證機(jī)組快速啟動(dòng)，向必要的輔助設(shè)備供電的電源實(shí)質(zhì)上它也是一個(gè)備用電源

16、，只對 200MW 以上機(jī)組，用于工作電源完全消失時(shí)保證機(jī)組快速啟動(dòng)的電源。引接方式：從與系統(tǒng)聯(lián)系緊密、供電可靠的最低一級電壓母線上引接；從聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接；從外部電網(wǎng)通過專用線路引接。,3. 啟動(dòng)電源,五、廠用電源及其引接,含義：用于工作、備用電源都消失時(shí)，向事故保安負(fù)荷供電的電源,4. 事故保安電源,五、廠用電源及其引接,引接方式：蓄電池組：一種獨(dú)立而又十分可靠的保安電源正常運(yùn)行時(shí)：承擔(dān)全廠直流負(fù)荷用電；事故

17、情況下：一方面提供直流保安負(fù)荷用電，另一方面經(jīng)過逆變器將直流變?yōu)榻涣?，兼作交流保安電源。柴油發(fā)電機(jī)組：一種廣泛采用的事故保安電源，通常與蓄電池配合使用。通常每2臺(tái)發(fā)電機(jī)組設(shè)1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組?？煽康耐獠开?dú)立電源：從外部系統(tǒng)引進(jìn)獨(dú)立專用線路。,4. 事故保安電源,五、廠用電源及其引接,4. 事故保安電源,六、廠用電接線形式,通常采用單母線接線形式；火電廠一般都采用“按爐分段”的接線原則：即將廠用電母線按照鍋爐的臺(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立

18、段（可靠性高：故障范圍在一機(jī)一爐；調(diào)度靈活；運(yùn)行、檢修方便）；對大容量鍋爐（大于400t/h），每臺(tái)鍋爐可由兩段母線供電；,六、廠用電接線形式,低壓380/220V廠用電的接線：大型火（水）電廠：采用單母線分段接線，接爐（或水輪發(fā)電機(jī)組）分段；中、小型電廠和變電所：全廠（或全所）只分二段或三段。,§4.3 不同類型發(fā)電廠廠用電接線,,一、火電廠廠用電接線,方案Ⅰ：不設(shè)公用負(fù)荷母線,1. 300MW汽輪發(fā)電機(jī)組高壓廠用電