1、第四章 厂用电,4.1 概述,一、自用电,一、自用电 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。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。,二、厂用电率,平均功率因数，一般取0.8；,不同类型电厂的厂用电率： 火电厂：5%8%， 热电厂：8%13%， 水电厂：0.5%1.0%。,发电机的额定功率。,三、自用负荷的分类
2、及供电要求,三、自用负荷的分类及供电要求 （一）按用途分类 1.水电厂的自用负荷,（1）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。,（2）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。,（3）站外公用电,站外公用电主要是坝区、水利枢纽等用电。,三、自用负荷的分类及供电要求,2.火电厂的自用负荷 3.变电站的自用负荷,（1）输煤部分,（2）锅炉部分,（3）汽机部分,（4）电气及公用部分,（5）事故保安负荷,（6）出灰部分,（7）厂外水工部分,（8）化学水处理部分
3、,（9）废水处理部分,（10）辅助车间,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。,（二）按重要性分类,按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度可分为四类：,短时（手动切换恢复供电所需要的时间）停电会造成主辅设备损坏、危及人身安全、主机停运及影响大量出力的厂用负荷。通常它们都设有两套设备互为备用。供电方式：两个独立的电源供电，当一个电源断电后，另一个电源立即自动投入。, 类厂用负荷：,（二）按重要性分类,允许短时停电（几秒至几
4、分钟），恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷。供电方式：两个独立的电源供电，并采用手动切换。,按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度可分为四类：, 类厂用负荷：,（二）按重要性分类,较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上的不方便的厂用负荷。供电方式：由一个电源供电。但在大型发电厂，也常采用两路电源供电。,按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度可分为四类：, 类厂用负荷：,（二）按重要性分类,在 200MW 及以上机组的大容量电厂中，自动化程度较高，要求在事故停机过程中及停机后一段时间内仍必须保证供电，否则可能引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身
5、安全的负荷。根据对电源的要求不同，事故保安负荷又可分为：直流保安负荷：如发电机组的直流润滑油泵、事故氢密封油泵等；交流保安负荷：如盘车电动机、交流密封油泵、实时控制用的电子计算机等。,按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度可分为四类：, 事故保安负荷：,（二）按重要性分类,按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度可分为四类：,供电方式：直流保安负荷的直流电源由蓄电池组供电。交流保安负荷的交流电源由快速自启动柴油发电机组且有自动投入装置功能，或燃气轮机组，或具有可靠的外部独立电源供电。对交流不间断供电负荷，可接于蓄电池组的逆变装置。, 事故保安负荷：,思考练习,思考
6、练习1.自用电的作用和意义是什么?2.厂用电负荷分为哪几大类?,4.2 厂用电接线,一、对厂用电接线的要求,各机组的厂用电系统应是独立的。全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。充分考虑发电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。对200MW及以上大型机组应设置足够容量的交流事故保安电源。,二、厂用电接线的设计原则,保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转。接线应能灵活地适
7、应正常、事故、检修等各种运行方式的需要。厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电。适当注意经济性和发展的可能性，并积极慎重地采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。,三、厂用电的电压等级,厂用电的电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。假设电动机容量为S，,若UN增大，则IN减小，导线及电缆截面减小， 但绝缘投资增加；,若UN减小，则绝缘投资降低， 但IN增大，导线及电缆截面增大。,结论：对于一定的容量S，应有一个经济电
8、压。,三、厂用电的电压等级,为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电电压等级不宜过多。,火电厂：低压：0.4kV（380/220V）,高压：3kV PN 300MW,水电厂：一般只设0.4kV一种厂用电压等级 （对坝区和水利枢纽需另设专用变压器）,变电所及小容量发电厂：只设0.4kV一级电压,四、厂用电系统中性点接地方式,高压（3、6、10kV）厂用电系统中性点接地方式的选择，与接地电容电流的大小有关：当接地电容电流小于10A时，可采用不接地方式，也可采用高电阻接地方式；当接地电容电流大于10A时，可采用经消弧线圈或消弧线圈并联高电阻的接地方式。一般发电厂的高压厂用电系统多采用中性点经高电
9、阻接地方式。,1. 高压厂用电系统中性点接地方式,四、厂用电系统中性点接地方式,中性点经高电阻接地方式优点：发生单相接地故障时，可以避免开关立即跳闸和电动机停运，也防止了由于熔断器一相熔断所造成的电动机两相运转，提高了运行可靠性。600MW机组单元厂用电系统多采用此种接地方式。中性点直接接地方式特点：发生单相接地故障时，相电压不会不对称和过电压，保护装置立即动作于跳闸；低压厂用网络比较简单，动力和照明、检修回路可以共用，但会降低可靠性；大容量电动机启动会影响照明。火力发电厂低压厂用电系统宜采用此种接地方式。,2. 低压厂用电系统中性点接地方式,五、厂用电源及其引接,含义：保证正常运行的基本电源
10、要求：供电可靠电压和容量满足要求引接方式：有机压母线的机组：从该母线上引接。单元接线的机组：从主变低压侧引接。扩大单元接线的机组：从发电机出口或主变低压侧引接。,1. 工作电源,五、厂用电源及其引接,含义用于事故情况失去工作电源时，起后备作用的电源要求：供电独立性足够的供电容量引接方式：从发电机电压母线的不同分段上引接；从与系统连接紧密、供电可靠的最低一级电压母线上引接；从联络变压器的低压绕组引接。,2. 备用电源,五、厂用电源及其引接,设置方式：明备用：专门设置一台备用变压器，它的容量等于厂用变压器中最大一台的容量，多用于大中型电厂，特别是火电厂。暗备用：不另设专用的备用变压器，而将每台工作
11、变压器的容量加大。多用于中小型水电厂或变电所。,2. 备用电源,五、厂用电源及其引接,含义：在厂用工作电源完全消失情况下，为保证机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源实质上它也是一个备用电源，只对 200MW 以上机组，用于工作电源完全消失时保证机组快速启动的电源。引接方式：从与系统联系紧密、供电可靠的最低一级电压母线上引接；从联络变压器的低压绕组引接；从外部电网通过专用线路引接。,3. 启动电源,五、厂用电源及其引接,含义：用于工作、备用电源都消失时，向事故保安负荷供电的电源,4. 事故保安电源,五、厂用电源及其引接,引接方式：蓄电池组：一种独立而又十分可靠的保安电源正常运行时：承担全厂直
12、流负荷用电；事故情况下：一方面提供直流保安负荷用电，另一方面经过逆变器将直流变为交流，兼作交流保安电源。柴油发电机组：一种广泛采用的事故保安电源，通常与蓄电池配合使用。通常每2台发电机组设1台柴油发电机组。可靠的外部独立电源：从外部系统引进独立专用线路。,4. 事故保安电源,五、厂用电源及其引接,4. 事故保安电源,六、厂用电接线形式,通常采用单母线接线形式；火电厂一般都采用“按炉分段”的接线原则：即将厂用电母线按照锅炉的台数分成若干独立段（可靠性高：故障范围在一机一炉；调度灵活；运行、检修方便）；对大容量锅炉（大于400t/h），每台锅炉可由两段母线供电；,六、厂用电接线形式,低压380/2
13、20V厂用电的接线：大型火（水）电厂：采用单母线分段接线，接炉（或水轮发电机组）分段；中、小型电厂和变电所：全厂（或全所）只分二段或三段。,4.3 不同类型发电厂厂用电接线,一、火电厂厂用电接线,方案：不设公用负荷母线,1. 300MW汽轮发电机组高压厂用电接线,一、火电厂厂用电接线,方案：设置公用负荷母线,1. 300MW汽轮发电机组高压厂用电接线,一、火电厂厂用电接线,方案：高压厂用电采用6kV一个电压等级,2. 600MW汽轮发电机组高压厂用电接线,一、火电厂厂用电接线,方案：高压厂用电采用10kV和3kV两个电压等级,2. 600MW汽轮发电机组高压厂用电接线,二、水电厂厂用电接线,三、变电站站用电接线,
