發(fā)電廠自用電接線課件

第6章自用電接線

教學(xué)目的：了解火電廠、水電站的自用負(fù)荷的特點(diǎn)及分類；學(xué)會(huì)對(duì)自用負(fù)荷的分析統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行自用變壓器的選擇；熟悉自用電源的引接方式、自用負(fù)荷的供電回路及自用電的接線方式。重點(diǎn)：自用負(fù)荷的供電回路及自用電的接線方式。

難點(diǎn)：自用負(fù)荷的供電回路及自用電的接線方式。

所謂自用電是指發(fā)電廠或變電所在生產(chǎn)過(guò)程中，自身所使用的電能。尤其是發(fā)電廠，為了保證電廠的正常生產(chǎn)，需要許多由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械為發(fā)電廠的主要設(shè)備和輔助設(shè)備服務(wù)，這些機(jī)械被稱為廠用機(jī)械。此外，還要為運(yùn)行、檢修和試驗(yàn)提供用電負(fù)荷。發(fā)電廠的自用電也稱為廠用電。自用電也是發(fā)電廠或變電所的最重要的負(fù)荷，其供電電源、接線和設(shè)備必須可靠，以保證發(fā)電廠或變電所的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行。

第一節(jié)自用負(fù)荷

一、水電站的站用負(fù)荷

水電站的站用負(fù)荷通常有以下三類：

（1）水輪發(fā)電機(jī)組的自用電

調(diào)速器壓油裝置的壓油泵、漏油泵；機(jī)組軸承的潤(rùn)滑油（水）泵；水輪機(jī)頂蓋排水泵；機(jī)組技術(shù)供水泵；蝴蝶閥壓油裝置壓油泵、漏油泵等。

(2)站內(nèi)公用電水電站油、氣、水系統(tǒng)的用電；直流操作電源與載波通信電源；廠房橋機(jī)、進(jìn)水閥門和尾水閘門啟閉機(jī)等；廠房和升壓站的照明和電熱；全廠通風(fēng)、采暖及空調(diào)、降溫系統(tǒng)；主變冷卻系統(tǒng)如冷卻風(fēng)扇、油泵、冷卻油泵；其他如檢修電源、試驗(yàn)室電源等。(3)站外公用電主要有大壩及船閘設(shè)備，如閘門啟閉機(jī)，升船機(jī)等用電。

二、火電廠的自用負(fù)荷火電廠的自用機(jī)械主要有如下幾類：用于卸煤或在煤場(chǎng)范圍內(nèi)運(yùn)煤的設(shè)備；將煤從煤場(chǎng)運(yùn)給碎煤機(jī)；碎煤設(shè)備；制造煤粉設(shè)備；為鍋爐服務(wù)設(shè)備；汽輪發(fā)電機(jī)自用設(shè)備；主變冷卻系統(tǒng)設(shè)備；供熱裝置設(shè)備；其他輔助設(shè)備。

三、自用電負(fù)荷的分類

1.按重要性分類(1)I類負(fù)荷：不能停電的設(shè)備，需接到兩個(gè)獨(dú)立的電源母線上(2)II類負(fù)荷：只能短時(shí)停電，應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換(3)III類負(fù)荷：可以停電，由一個(gè)電源供電。

2.按運(yùn)行方式分類

(1)A類負(fù)荷：經(jīng)常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷(2)B類負(fù)荷：經(jīng)常短時(shí)斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷(3)C類負(fù)荷：不經(jīng)常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷(4)D類負(fù)荷：偶然啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷

3.按是否自起動(dòng)分類

指在電源消失時(shí)停止運(yùn)行后無(wú)需運(yùn)行人員作起動(dòng)操作即可自行起動(dòng)，迅速恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）能自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（2）不能自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)

廠用電率發(fā)電廠在一定時(shí)間內(nèi)，廠用電所消耗的電量占發(fā)電廠總發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。計(jì)算公式為

式中KCY——廠用電率（%）；ACY——廠用電量，kW·h；AG——總發(fā)電量，kW·h。發(fā)電廠的廠用電率與電廠類型、容量、自動(dòng)化水平、運(yùn)行水平等多種因素有關(guān)。一般凝汽式火電廠的廠用電率為5%～8%，熱電廠為8%～10%，水電廠為0.3%～2.0%。降低廠用電率，減少?gòu)S用電的耗電量，不僅能降低發(fā)電成本，提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，而且還可以增加對(duì)系統(tǒng)的供電量。

廠用電的供電電源

1.廠用電供電電壓等級(jí)的確定廠用負(fù)荷的供電電壓，主要取決于發(fā)電機(jī)的額定容量、額定電壓；廠用電動(dòng)機(jī)的電壓、容量等因素。發(fā)電廠和變電所中一般供電網(wǎng)絡(luò)的電壓:低壓供電網(wǎng)絡(luò)為0.4kV（75KW電動(dòng)機(jī)采用）；高壓供電網(wǎng)絡(luò)有3kV、6kV（220KW以上電動(dòng)機(jī)采用）、10Kv（1000KW以上電動(dòng)機(jī)采用）。

2.工作電源工作電源是指保證發(fā)電廠或變電所正常運(yùn)行的電源。工作電源應(yīng)不僅要供電可靠，而且要滿足廠用負(fù)荷容量的要求。廠用工作電源一般取自發(fā)電機(jī)電壓母線，由廠用低壓變壓器獲得。

廠用電的供電電源

3.備用電源為了提高可靠性，每一段廠用母線至少要由兩個(gè)電源供電，其中一個(gè)為工作電源，另一個(gè)為備用電源。當(dāng)工作電源故障或檢修時(shí)，仍能不間斷地由備用電源供電。廠用備用電源有明備用和暗備用兩種方式。

明備用就是專門設(shè)置一臺(tái)變壓器（或線路），它經(jīng)常處于備用狀態(tài)（停運(yùn)）。暗備用就是不設(shè)專用的備用變壓器。而將每臺(tái)工作變壓器的容量加大，正常運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)變壓器都在半載下運(yùn)行，互為備用狀態(tài)。廠用備用電源應(yīng)盡量保證其獨(dú)立性，即失去工作電源時(shí)，不應(yīng)影響備用電源的供電。此外，還應(yīng)裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置。

廠用電接線1.廠用電接線的基本要求（1）供電可靠、運(yùn)行靈活。（2）接線簡(jiǎn)單清晰、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低。（3）盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障停電范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。（4）接線的整體性。廠用電接線應(yīng)與發(fā)電廠電氣主接線緊密配合，體現(xiàn)其整體性。（5）電廠分期建設(shè)時(shí)廠用電接線的合理性。應(yīng)便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，不致中斷廠用電的供應(yīng)。尤其是對(duì)備用電源的接入和公共負(fù)荷的安排要全面規(guī)劃、便于過(guò)渡。廠用電接線線2.廠用電接接線的基基本形式式發(fā)電廠廠廠用電系系統(tǒng)接線線通常都都采用單母線分分段接線線形式，并并多以成成套配電電裝置接接受和分分配電能能。在火電廠廠中，高高壓母線線均采取按爐爐分段的的接線原原則，即將廠廠用電母母線按照照鍋爐的的臺(tái)數(shù)分分成若干干獨(dú)立段段，凡屬屬同一臺(tái)臺(tái)鍋爐及及同組的的汽輪機(jī)機(jī)的廠用用負(fù)荷均均接于同同一段母母線上，，這樣既既便于運(yùn)運(yùn)行、檢檢修，又又能使事事故影響響范圍局局限在一一機(jī)一爐爐，不致致過(guò)多干干擾正常常運(yùn)行的的完好機(jī)機(jī)爐。低低壓廠用用母線一一般也按按爐分段段，高壓壓廠用電電源則由由相應(yīng)的的高壓廠廠用母線線提供。。一、自用負(fù)荷荷的分析析統(tǒng)計(jì)1.計(jì)算自用負(fù)荷荷的運(yùn)行行方式自用負(fù)荷荷統(tǒng)計(jì)的的目的是是為了求求出最大大自用負(fù)負(fù)荷值，，并以此此作為選選擇自用用變壓器器和自用用電器的的依據(jù)。。2.自用負(fù)荷荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)原則(1)計(jì)入經(jīng)常常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)和經(jīng)常短時(shí)時(shí)斷續(xù)運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)負(fù)荷。(2)計(jì)入不經(jīng)經(jīng)常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷。(3)偶然運(yùn)行行的負(fù)荷荷可不計(jì)計(jì)入。(4)互為備用用的負(fù)荷荷只計(jì)入入同時(shí)運(yùn)運(yùn)行的容容量。第2節(jié)自用用變壓器器的選擇擇3.各負(fù)荷的的計(jì)算容容量（1）電動(dòng)機(jī)機(jī)：——電動(dòng)機(jī)的計(jì)算容量（kVA）；——電動(dòng)機(jī)的額定功率（kW）；——電動(dòng)機(jī)的效率，平均取0.85；——電動(dòng)機(jī)的額定功率因數(shù)，平均取0.82。（2）日光燈燈和高壓壓汞燈：：（3）白熾燈燈：白熾燈、、碘鎢燈燈、電熱熱器及電電爐等純純有功負(fù)負(fù)荷，計(jì)計(jì)算容量量（kVA）等于其其額定容容量（kW）?！展鉄簦ɑ蚋邏汗療簦┑挠?jì)算負(fù)荷（kVA）；——日光燈（或高壓汞燈）的裝置容量（W）；——日光燈（或高壓汞燈）的額定功率因數(shù)，一般取0.4～0.6。(5)單相負(fù)荷荷：若單相負(fù)負(fù)荷能按按三相對(duì)對(duì)稱分布布，則三三相計(jì)算算容量等等于各單相容容量之和和：(4)電焊機(jī)——電焊機(jī)的計(jì)算容量（kVA）；——電焊機(jī)的額定容量（kW）；——電焊機(jī)的暫態(tài)率，指焊接時(shí)間與工作周期之比，一般取0.65。4.自用電最最大負(fù)荷荷——自用電總計(jì)算負(fù)荷（kVA）；——參加統(tǒng)計(jì)的自用電負(fù)荷計(jì)算容量之和（kVA）；——自用電負(fù)荷的平均負(fù)荷率，一般取0.7～0.8；——自用電負(fù)荷的平均同時(shí)率，一般取0.6～0.8；——自用電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)損率，一般取1.05。二、自用變的的選擇1.型式的選選擇目前可供供選擇的的自用變變壓器的的型式有有油浸式和干式兩種，后后者又分分為普通通干式和和環(huán)氧樹(shù)樹(shù)脂澆注注式等。。比較三三種變壓壓器的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)及及投資，，再綜合合考慮選選擇變壓壓器的類類型。由由于油浸式變變壓器屋屋內(nèi)布置置需要防防火防爆爆小間，，且要考考慮通風(fēng)散熱熱以及事事故排油油設(shè)施，，因此，，目前中小小型水電電站推薦薦采用干式變壓器。。2.臺(tái)數(shù)和容容量的選選擇中小型水水電站自自用變壓壓器一般般采用1~2臺(tái)，2臺(tái)變壓器器應(yīng)分別別接在2個(gè)獨(dú)立引引接點(diǎn)。。正常運(yùn)行行時(shí)各分分擔(dān)一半半的自用用負(fù)荷；；當(dāng)其中中一個(gè)自自用電源源停電或或發(fā)生故故障時(shí)，，由另一一臺(tái)自用用變擔(dān)負(fù)負(fù)全部自自用負(fù)荷荷。部分小型水電站只設(shè)一臺(tái)自用變壓器，而另從電站生活區(qū)或附近配電變壓器引接低壓電源作為照明備用，此自用變的選擇一般不考慮正常過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，則：故每臺(tái)自自用變的的容量應(yīng)應(yīng)為：——單臺(tái)自用變壓器額定容量（kVA）；——自用電最大計(jì)算負(fù)荷（kVA）；——考慮事故情況下的變壓器允許過(guò)負(fù)荷倍數(shù)，對(duì)油浸式取1.3～1.4，對(duì)干式取1.1～1.2。3.廠用電動(dòng)動(dòng)機(jī)自起動(dòng)校校驗(yàn)為保證人人身安全全和發(fā)電電廠正常常運(yùn)行，，要求發(fā)發(fā)電廠Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的的電動(dòng)機(jī)機(jī)能自起起動(dòng)。由由于自用用母線電電壓消失失后又恢恢復(fù)時(shí)，，具有自自起動(dòng)的的電動(dòng)機(jī)機(jī)同時(shí)自自起動(dòng)，，巨大的的起動(dòng)電電流將使使主盤母母線電壓壓急劇下下降，過(guò)過(guò)低的母母線電壓壓又將導(dǎo)導(dǎo)致電動(dòng)動(dòng)機(jī)起動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)過(guò)小而延延長(zhǎng)起動(dòng)動(dòng)時(shí)間，，引起磁磁力起動(dòng)動(dòng)器抖動(dòng)動(dòng)甚至跳跳躍，造造成起動(dòng)動(dòng)困難。。（1）主母線線起動(dòng)電電壓校驗(yàn)。自起動(dòng)時(shí)時(shí)主母線線電壓與與母線額額定電壓壓的百分分?jǐn)?shù)可按按下式計(jì)計(jì)算：——起動(dòng)電壓與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)；——高壓側(cè)電源折算到低壓側(cè)時(shí)與低壓側(cè)額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)，一般取105；——自用變阻抗電壓百分?jǐn)?shù)；——自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)群的平均起動(dòng)電流倍數(shù)，一般取6-7；——自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)群總額定容量（kVA）；——自用變壓器額定容量（kVA）。（2）起動(dòng)容容量校驗(yàn)。由上式導(dǎo)導(dǎo)出允許許電動(dòng)機(jī)機(jī)自起動(dòng)動(dòng)容量為為：若電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前自用變已帶有負(fù)荷，則起動(dòng)容量可修正如下：自用電接接線是指指從自用用變壓器器高壓側(cè)側(cè)的引接接到自用用負(fù)荷供供電的整整個(gè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，包括括電源引接接方式、接線形式式和供電網(wǎng)絡(luò)絡(luò)等部分。。一、自自用電源源的引接接方式自用電的的引接點(diǎn)點(diǎn)是指從從自用變變壓器高高壓側(cè)與與電廠或或電網(wǎng)的的連接點(diǎn)點(diǎn)。顯然然，引接點(diǎn)的的可靠性性很大程程度上決決定了自自用電的的可靠性性。由于引接接點(diǎn)本身身并非供供電源，，為了滿滿足對(duì)自自用電的的要求，，要求引引接點(diǎn)必必須與一一個(gè)或幾幾個(gè)電源源相連，，實(shí)現(xiàn)多多電源的的供電。。為了保證證供電的的可靠性性，自用用負(fù)荷一一般采用用雙電源源供電，，既有工作電源源又有備備用電源源，當(dāng)工工作電源源故障或或消失時(shí)時(shí)，由備備用電源源繼續(xù)供供電。備用電源源的運(yùn)行行方式簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱電源源備用方方式，通通常有明明備用和和暗備用用兩種。。第3節(jié)水水電站自自用電接接線中小型水水電站的的自用電電源盡可可能從電電壓較低低的高壓壓母線上上引接，，常用的的引接方方式有以以下幾種種：（1）兩臺(tái)自自用變分分別接在在單元接接線的發(fā)發(fā)電機(jī)電電壓母線線或分段段母線作作為引接接點(diǎn)，采采用暗備備用方式式，這種種備用方方式電源源自用變變高壓側(cè)側(cè)一般采采用高壓壓熔斷器器引入。。（2）兩臺(tái)自自用變壓壓器以發(fā)發(fā)電機(jī)電電壓母線線為內(nèi)側(cè)側(cè)自用電電源引接接點(diǎn)，以以對(duì)側(cè)有有可靠電電源（如如對(duì)側(cè)是是電網(wǎng)或或發(fā)電廠廠）的輸輸電線路路或升壓壓側(cè)母線線為外側(cè)側(cè)自用電電源引接接點(diǎn)。（3）設(shè)一臺(tái)臺(tái)自用變變作為水水電站自自用電源源內(nèi)側(cè)引引接點(diǎn)，，作為自自用電工工作電源源，供給給全部自自用負(fù)荷荷。二、自用用電的接接線形式式1.單層輻射射式供電電2.雙層輻射射式供電電3.干線式供供電4.互為備用用式供電電主盤主盤分盤分盤分盤分盤1．變電所所的自用用電負(fù)荷荷在中小型型降壓變變電所中中，自用用電的負(fù)負(fù)荷主要要是照明明、蓄電電池的充充電設(shè)備備、硅整整流設(shè)備備、變壓壓器的冷冷卻風(fēng)扇扇、采暖暖、通風(fēng)風(fēng)、油處處理設(shè)備備、檢修修器具以以及供水水水泵等等。其中中，重要要負(fù)荷有有主變壓壓器的冷冷卻風(fēng)扇扇或強(qiáng)迫迫油循環(huán)環(huán)冷卻裝裝置的油油泵、水水泵、風(fēng)風(fēng)扇以及及整流操操作電源源等。第4節(jié)變變電站自自用電接接線變電所自用電接接線2.變電所的的自用電電接線變電所的的自用電電接線簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，中