大工13春《发电厂电气部分》辅导资料八
大工13春《发电厂电气部分》辅导资料八主 题：第四章厂（所）用电（第1—2节）
学习时间：2013年5月20日—5月26日
内 容：
第四章厂（所）用电
这周我们将学习第四章中的第1—2节，这部分主要介绍发电厂的厂用负荷及厂用电的设计原则和接线形式。
第一节 发电厂的厂用负荷
1.厂用电
发电厂的厂用机械及全厂的运行操作、试验、修配、照明、电焊等用电设备的用电（发电厂的整个生产过程完全是机械化和自动化的，需要许多以电动机拖动的机械为发电厂的主要设备‘锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等’和辅助设备服务，这些机械称为厂用机械）。
2.厂用电率
同一时间段内，厂用电耗电量占发电厂总发电量的百分数，称为该时间段的厂用电率。
3.厂用负荷分类
a.I类负荷：不允许停电
通常设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源的母线上，设有电源自动投入装置（自动切换）。
Ⅰ类厂用电动机必须保证自启动。
b.II类负荷：允许短时停电（几秒至几分钟）
由两个电源供电，并采用手动切换。
c.III类负荷：
允许较长时间停电
一般由一个电源供电
d.事故保安负荷：
指200MW及以上机组在事故停机过程中及停机后的一段时间内仍必须保证供电，否则可能引起主设备损坏、重要的自动控制装置失灵或危机人身安全的负荷。
根据对电源的不同要求，事故保安负荷可又分为：
直流保安负荷（“OII”类负荷）：蓄电池组
允许短时停电的交流保安负荷（“OIII”类负荷）：柴油发电机组或可靠的外部独立电源
e.交流不间断供电负荷（“OI”类负荷）：
指在机组启动、运行及停机过程中，甚至停机以后的一段时间内，要求连续提供具有恒频恒压特性电源的负荷。
蓄电池组逆变装置，UPS
4.厂用负荷特性
a.重要性
b.运行方式：
指用电设备使用机会的多少和每次使用时间的长短。
按使用机会可分为：“经常”使用的设备、“不经常”使用的设备
按每次使用时间的长短分为：“连续”工作、“短时”工作和“断续”工作
c.有无联锁要求
d.是否易于过负荷：
指运行中负荷是否易于超过其额定容量。
e.控制地点
第二节 厂用电设计的原则和接线形式
4.2.1 厂用电接线的基本要求
1.接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、事故、检修、启动、停运等方式下的供电要求，并尽可能地使切换操作简便，使启动（备用）电源能迅速投入。
2.尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，避免引起全厂停电事故。
3.对200MW及以上大型机组，应设置足够容量的交流事故安保电源及电能质量指标合格的交流不间断供电装置。
4.便于分期扩建和连续施工，不致中断厂用电的供电。
4.2.2 厂用电供电电压等级的确定
厂用电一般都由主发电机通过厂用变压器或厂用电抗器由电缆线路供电。
厂用电供电电压等级是根据发电机的容量和额定电压、厂用电动机的额定电压及厂用网络的可靠、经济运行等诸方面因素，经过技术、经济比较后确定。
各种厂用机械设备的电动机，容量范围很大，因此只选择一种电压等级的电动机是不能满足要求的。
目前电动机生产情况，380V电动机额定功率在300kW以下，而3kV和6kV电动机最低额定功率分别为75kW和200kW。
同样功率的电动机，额定电压越高，自身尺寸越大，重量越大，功率因数低，价格贵；但因工作电流小，可减小供电电缆截面，节约有色金属，降低电能损耗和运行费用。
厂用高压：3kV，6kV，10kV
厂用低压：0.4kV（380/220V）
火电厂：
发电机容量在60MW及以下，UN=10.5kV时，则厂高压用3～6kV；UN=6.3kV时，则厂高压用6kV；
发电机容量在100MW～300MW时，厂高压用6kV；
发电机容量在600MW及以上时，经过技术经济比较，可用6kV，或3kV、10kV两个厂高压。
水电厂：
0.4kV一个等级
小容量发电厂：
单机容量在12MW及以下的一般只设380/220V厂用低压电压
厂用电动机额定电压确定原则如下：
4.2.3 厂用电源
1.厂用工作电源的引接
高压
当有发电机电压母线时，高压厂用工作电源由各母线段引接，供接在该段母线上的机组的厂用电负荷。
优点：供电可靠，运行简单，调度方便，投资和运行费用较低，可以直接启动大容量电动机。同时，也可由系统取得厂用电源。
当有发电机电压母线时，高压厂用工作电源由各母线段引接，供接在该段母线上的机组的厂用电负荷。
缺点：发电机电压母线发生短路，发电机母线电压下降，厂用电网络电压降低，影响电动机运行。母线故障，厂用电源部分或全部失去。
当采用发电机－变压器单元接线时，厂用高压工作电源一般由主变低压侧或发电机出口引接，供本机组厂用负荷。
优点：厂用电源电压波动小，不受负荷变化时主变压器电压波动的影响；当升高电压侧断路器跳闸后，仍可由发电机供给厂用工作电源；若接在主变低压侧，则可由系统倒送厂用电。
低压
低压厂用工作电源采用380/220电压；
一般由高压厂用母线上通过低压厂用变压器取得；
为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大不得超过750kVA。
2.厂用备用电源和启动电源的引接
备用电源：主要指由于事故而失去工作电源时，保证给厂用电供电的电源，故又称事故备用电源。
启动电源：是指在电厂首次启动或厂用工作电源完全消失的情况下，保证使机组快速启动，向必需的辅助设备供电的电源，其实质也是一个备用电源。
在200MW及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安全和厂用电的可靠，才设置厂用启动电源，并兼作厂用备用电源。
备用电源的引接应保证其独立性，并且有足够的容量，且最好能与系统有较紧密的联系。
高压厂用备用电源的引接
a.有发电机电压母线时，从母线段上由备用变压器或电抗器引接一个备用电源，但不能从该母线段上引接第二个备用电源；
b.无发电机电压母线时，由供电可靠的有两个电源的最低一级电压母线引接。优点：可靠性高；缺点：投资大；
c.由联络变压器低压绕组引接，但要保证足够的供电容量。多用作第二个备用电源。此时，备用变压器须采用有载调压方式；
d.从厂外较低电压电网或区域变电所较低电压母线引接。
低压厂用备用电源的引接
a.低压厂用备用变压器应避免与需要由它充当备用电源的低压厂用工作变压器接在同一段高压母线上。
b.对于200MW及以上的机组，为强调低压厂用备用电源供电的可靠性和独立性，低压厂用备用变压器宜由经常带电运行的高压厂用启动/备用变压器引接。
c.当发电机电压母线上的馈线不带电抗器时，低压厂用备用变压器可由该母线引接，但也应该满足A的要求。
备用电源与厂用母线段的连接方式
a.全厂只有一台高压（或低压）备用电源
b.厂用高压启动/备用电源为分裂绕组变压器
c.厂用高压启动/备用电源为两台双绕组变压器
d.全厂有两台低压备用变压器
e.对单机容量125MW及以下的火电厂，当全厂设有两台高压（或低压）备用电源时，也可采用环形或类似双母线的连接方式
备用电源的设置方式
a.明备用
指在正常运行中全厂专设一台平时不工作的厂用变压器作为备用电源，当任一台厂用工作变压器检修或故障以及机、炉起停用时，借助于备用电源自动投入装置将厂用备用变压器投入，以保持厂用电设备的正常工作。大型火电厂采用，工作变压器容量小（备用变压器容量与最大一台工作变压器容量相同），有利于经济运行，投资少。
b.暗备用
不设专用的备用变压器，而是当厂用工作变压器成对出现时，将每台工作变压器的容量加大。正常运行时不满载，互为备用状态。不应装设备用电源自动投入装置。
3.事故保安电源和交流不停电电源
对于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，为确保事故状态下安全停机，事故消失后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源。
事故保安电源有几下几种类型：
a.柴油发电机组
b.外接电源
c.蓄电池组
d.交流不停电电源UPS
习题：
(一) 填空题
1、为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大不得超过______________kVA。
答案：750
2、同样功率的电动机，额定电压越高，功率因数______________。
答案：低
（二）简答题
1、厂用负荷可以分为哪几类？
答案：
1.I类负荷：不允许停电
通常设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源的母线上，设有电源自动投入装置（自动切换）。
Ⅰ类厂用电动机必须保证自启动。
2.II类负荷：允许短时停电（几秒至几分钟）
由两个电源供电，并采用手动切换。
3.III类负荷：
允许较长时间停电
一般由一个电源供电
4.事故保安负荷：
指200MW及以上机组在事故停机过程中及停机后的一段时间内仍必须保证供电，否则可能引起主设备损坏、重要的自动控制装置失灵或危机人身安全的负荷。
根据对电源的不同要求，事故保安负荷可又分为：
直流保安负荷（“OII”类负荷）：蓄电池组
允许短时停电的交流保安负荷（“OIII”类负荷）：柴油发电机组或可靠的外部独立电源
5.交流不间断供电负荷（“OI”类负荷）：
指在机组启动、运行及停机过程中，甚至停机以后的一段时间内，要求连续提供具有恒频恒压特性电源的负荷。
2、厂用电接线的基本要求有哪些？
答案：
1.接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、事故、检修、启动、停运等方式下的供电要求，并尽可能地使切换操作简便，使启动（备用）电源能迅速投入。
2.尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，避免引起全厂停电事故。
3.对200MW及以上大型机组，应设置足够容量的交流事故安保电源及电能质量指标合格的交流不间断供电装置。
4.便于分期扩建和连续施工，不致中断厂用电的供电。
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