1、第十章第十章 发电厂和变电所的自用电发电厂和变电所的自用电 发电厂和变电所的自用电，是指发电厂和变发电厂和变电所的自用电，是指发电厂和变电所在生产、运行过程中本身的用电；在发电厂电所在生产、运行过程中本身的用电；在发电厂中称为厂用电，在变电所中称为所用电。给自用中称为厂用电，在变电所中称为所用电。给自用电供电的电源、接线和设备，必须可靠，以保证电供电的电源、接线和设备，必须可靠，以保证发电厂和变电所的正常运行。发电厂和变电所的正常运行。10.1 发电厂的厂用电发电厂的厂用电一、定义：一、定义： 发电厂和变电所的自用电，是指发电厂和变电所在生产、运行过发电厂和变电所的自用电，是指发电厂和变电所在
2、生产、运行过程中本身的用电。在发电厂中称为厂用电，在变电所中称所用电。程中本身的用电。在发电厂中称为厂用电，在变电所中称所用电。 要求：（要求：（1 1）可靠性高；（）可靠性高；（2 2）耗电量尽可能少。）耗电量尽可能少。二、厂用电率二、厂用电率 发电厂的厂用电率与电厂的类型、机械化和自动化程度、燃料种发电厂的厂用电率与电厂的类型、机械化和自动化程度、燃料种类及蒸汽参数等因素有关。类及蒸汽参数等因素有关。 凝汽式电厂：凝汽式电厂：5 58 8 热电厂：热电厂： 8 81010 水电厂：水电厂：0.30.32 2%100AAKPP三、火电厂的主要用电负荷三、火电厂的主要用电负荷n（1）输煤部分：
3、煤场抓煤机、链斗运煤机、输煤皮带、）输煤部分：煤场抓煤机、链斗运煤机、输煤皮带、碎煤机、筛煤机等。碎煤机、筛煤机等。n（2）锅炉部分：磨煤机、给粉机、引风机、送风机、排）锅炉部分：磨煤机、给粉机、引风机、送风机、排粉机、空气预热器等。粉机、空气预热器等。n（3）汽机部分：凝结水泵、循环水泵、给水泵、凝结水）汽机部分：凝结水泵、循环水泵、给水泵、凝结水泵、工业水泵、输水泵等。泵、工业水泵、输水泵等。n（4）除灰部分：冲灰水泵、灰浆泵、碎渣机、电气除尘）除灰部分：冲灰水泵、灰浆泵、碎渣机、电气除尘器等。器等。n（5）电气部分：变压器冷却风机、变压器强油水冷电源、）电气部分：变压器冷却风机、变压器强
4、油水冷电源、蓄电池充电及浮充电装置、备用励磁电源、硅整流装置、蓄电池充电及浮充电装置、备用励磁电源、硅整流装置、控制电源等。控制电源等。n（6）其他公用部分：化学水处理设备、中央修配厂、废）其他公用部分：化学水处理设备、中央修配厂、废水处理设备、油处理设备、起重机、试验室、照明等。水处理设备、油处理设备、起重机、试验室、照明等。四、水电厂的主要负荷四、水电厂的主要负荷n（1）机组自用电部分：压油装置油泵、机）机组自用电部分：压油装置油泵、机组调速和轴承润滑系统用油泵、水内冷系组调速和轴承润滑系统用油泵、水内冷系统水泵、水轮机顶盖排水泵、漏油泵、主统水泵、水轮机顶盖排水泵、漏油泵、主变压器冷却设
5、备等。变压器冷却设备等。n（2）全厂公用电部分：厂房吊车、快速闸）全厂公用电部分：厂房吊车、快速闸门启闭设备、闸门室吊车、尾水闸门吊车、门启闭设备、闸门室吊车、尾水闸门吊车、蓄电池组和浮充电装置、空气压缩机、中蓄电池组和浮充电装置、空气压缩机、中央修配厂、滤油机、全厂照明等。央修配厂、滤油机、全厂照明等。五、厂用负荷分类五、厂用负荷分类1 1类负荷类负荷：短时停电也可能影响人身或设备安全、使生产停顿或发：短时停电也可能影响人身或设备安全、使生产停顿或发电量大量下降的负荷。如：给水泵、凝结水泵、引风机、送风机、给粉电量大量下降的负荷。如：给水泵、凝结水泵、引风机、送风机、给粉机等。机等。2 2类
6、负荷类负荷：允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响：允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。如：工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤系统机械机组正常运行的负荷。如：工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤系统机械等。等。3 3类负荷类负荷：长时间停电也不影响生产的负荷。如：修配车间、实验：长时间停电也不影响生产的负荷。如：修配车间、实验室等室等4 4事故保安负荷事故保安负荷：指：指200MW200MW以上机组在事故停机过程中及停机后的一段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、重要的自动控制装时间内仍必须保证供电，否则可能引起主
7、设备损坏、重要的自动控制装置失灵或危及人身安全的负荷。如：盘车装置、实时监控用的计算机、置失灵或危及人身安全的负荷。如：盘车装置、实时监控用的计算机、热工仪表及自动装置等。热工仪表及自动装置等。10.2 发电厂的厂用电接线发电厂的厂用电接线一、基本要求一、基本要求 1接线方式和电源容量应适应供电的要求，接线方式和电源容量应适应供电的要求，尽可能操作方便。尽可能操作方便。 2尽量缩小故障影响范围。尽量缩小故障影响范围。 3对对200MW及以上机组应设置交流足够及以上机组应设置交流足够容量的交流事故保安电源及电能质量指标容量的交流事故保安电源及电能质量指标合格的交流不间断供电装置。合格的交流不间断
8、供电装置。二、厂用电供电电压等级的确定二、厂用电供电电压等级的确定 1 1火电厂火电厂（1）厂用低压电压：380/220V；（2）厂用高压选择： 60MW机组：可采用3kV； 100300MW：宜采用6kV； 300MW及以上机组：可采用6kV或采用3kV和10kV两种电压等级。 2 2水电厂水电厂 机组厂用电只设380/220V厂用低压电压，由三相四线制供电。坝区和水利枢纽区可设专用的坝区变压器，以6kV或10kV供电。 3 3小容量发电厂小容量发电厂 单机在12MW及以下一般只设置380/220V厂用低压电压。三、厂用供电电源及其引接方式三、厂用供电电源及其引接方式 发电厂的厂用电电源，必
9、须供电可靠，除发电厂的厂用电电源，必须供电可靠，除有正常工作电源外，应设有备用电源或起有正常工作电源外，应设有备用电源或起动电源。对机组容量在动电源。对机组容量在200MW及以上的发及以上的发电厂，还应设置交流事故保安电源，以满电厂，还应设置交流事故保安电源，以满足厂用电系统在各种工作状态下的要求。足厂用电系统在各种工作状态下的要求。1工作电源工作电源（1 1）定义：）定义：工作电源是保证各段厂用母线正工作电源是保证各段厂用母线正常工作时的电源，它不但要保证供电的可常工作时的电源，它不但要保证供电的可靠性，而且能满足该段厂用负荷功率和电靠性，而且能满足该段厂用负荷功率和电压的要求。压的要求。（
10、2 2）引接方式：）引接方式： 1 1）高压厂用工作电源的引接）高压厂用工作电源的引接：从发电机电：从发电机电压母线或单元接线主变低压侧引接。压母线或单元接线主变低压侧引接。 2 2）低压厂用工作电源的引接：一般由对应）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引接。的高压厂用母线段上引接。下一页下一页返返 回回2备用电源或起动电源备用电源或起动电源（1 1）定义：）定义：厂用备用电源是指在事故情况下失去工作电源时，保证厂用备用电源是指在事故情况下失去工作电源时，保证给厂用电供电的备用电源，故称事故备用电源。因此要求备用电源供给厂用电供电的备用电源，故称事故备用电源。因此要求备用电源
11、供电应可靠，并有足够大的容量。电应可靠，并有足够大的容量。 起动电源是指在厂用工作电源完全消失的情况下，保证使机组快速起起动电源是指在厂用工作电源完全消失的情况下，保证使机组快速起动时，向必需的辅助设备供电的电源。因此，起动电源实质上是一个动时，向必需的辅助设备供电的电源。因此，起动电源实质上是一个备用电源，不过对供电的可靠性要求更高。备用电源，不过对供电的可靠性要求更高。 （2 2）引接方式：）引接方式： 1）高压厂用备用电源的引接）高压厂用备用电源的引接 发电机电压母线，避免与工作电源接一块；发电机电压母线，避免与工作电源接一块； 两个及以上电源最低一级电压母线引接；两个及以上电源最低一级
12、电压母线引接； 联络变低压绕组；联络变低压绕组； 厂外较低电压电网或区域变电所较低电压母线引接。厂外较低电压电网或区域变电所较低电压母线引接。 2）低压厂用备用电源的引接）低压厂用备用电源的引接 从高压厂用母线上引接，避免与工作变接在一组母线上；从高压厂用母线上引接，避免与工作变接在一组母线上； 200MW及以上机组，由高压厂用起动及以上机组，由高压厂用起动/备用变压器引接。备用变压器引接。（3）明备用和暗备用）明备用和暗备用火电厂中一般均装设专门的火电厂中一般均装设专门的备用电源，称为明备用。此备用电源，称为明备用。此类备用电源在正常情况下不类备用电源在正常情况下不工作或只带少量的公用负工作
13、或只带少量的公用负荷，而当某一工作电源失去荷，而当某一工作电源失去时，它就能自动投入以完全时，它就能自动投入以完全代替之。但在小型火电厂和代替之。但在小型火电厂和水电厂中也有不另设专用备水电厂中也有不另设专用备用电源，而由两个厂用工作用电源，而由两个厂用工作电源相互作为备用，称为暗电源相互作为备用，称为暗备用。备用。 发电厂备用厂用变压器台数配置原则发电厂备用厂用变压器台数配置原则电电 厂厂 类类 型型厂用高压变压器厂用高压变压器厂用低压变压器厂用低压变压器100MW100MW及以下机组及以下机组6 6台以下设台以下设1 1台备用台备用6 6台及以上设台及以上设2 2台备用台备用8 8台以下设
14、台以下设1 1台备用台备用8 8台及以上设台及以上设2 2台备用台备用100100125MW125MW机组采用单元控机组采用单元控制制5 5台以下设台以下设1 1台备用台备用5 5台及以上设台及以上设2 2台备用台备用8 8台以下设台以下设1 1台备用台备用8 8台及以上设台及以上设2 2台备用台备用200MW200MW300MW300MW机组机组每每2 2台设台设1 1台备用台备用200MW200MW机组，每机组，每2 2台机组设台机组设1 1台备用台备用300MW300MW机组，每台机组设机组，每台机组设1 1台备用台备用600MW600MW机组机组每每2 2台机组设台机组设1 1台或台或
15、2 2台备用台备用每台机组设每台机组设1 1台备用台备用（4 4）自起动）自起动 当工作电源断开或厂用电压降低时，厂用母线上电动机的转速即下降，甚至当工作电源断开或厂用电压降低时，厂用母线上电动机的转速即下降，甚至停止运行。但由于惯性原因，转速下降有一惰行过程，电动机不会立即停转。停止运行。但由于惯性原因，转速下降有一惰行过程，电动机不会立即停转。若失去电压后，电动机不与厂用母线断开，经过很短时间，一般在若失去电压后，电动机不与厂用母线断开，经过很短时间，一般在0.50.51.5s1.5s内，厂用电压又恢复或备用电源自动投入，此时电动机还在惰行过程中，内，厂用电压又恢复或备用电源自动投入，此时
16、电动机还在惰行过程中，电动机便会自动起动恢复到稳定运行状态，这一过程称为电动机的自起动。电动机便会自动起动恢复到稳定运行状态，这一过程称为电动机的自起动。 1 1）自起动过程中出现的问题：自起动过程中出现的问题： 一是因为同时参加自起动的电动机数目多，很大的起动电流，在厂用变压器一是因为同时参加自起动的电动机数目多，很大的起动电流，在厂用变压器和线路等元件中引起电压降，使厂用母线电压大大降低，危及厂用电系统的和线路等元件中引起电压降，使厂用母线电压大大降低，危及厂用电系统的稳定运行；稳定运行； 二是厂用母线电压降低，使电动机起动过程时间增长，电动机绕组发热，影二是厂用母线电压降低，使电动机起动
17、过程时间增长，电动机绕组发热，影响电动机的寿命和安全。响电动机的寿命和安全。 2）解决办法：）解决办法： 限制同时参加自起动电动机的台数，即对不重要电动机加装低电压保护装置，限制同时参加自起动电动机的台数，即对不重要电动机加装低电压保护装置，首先断开，不参加自起动；对重要电动机，加装低电压保护和自动重合闸装首先断开，不参加自起动；对重要电动机，加装低电压保护和自动重合闸装置，分批自起动，这样便改善了重要电动机的自起动条件。置，分批自起动，这样便改善了重要电动机的自起动条件。 （1 1）定义：）定义：对对200MW200MW及以上的发电机组，当厂用电及以上的发电机组，当厂用电源完全消失时，为确保
18、在事故状态下能安全停机，源完全消失时，为确保在事故状态下能安全停机，应设置交流事故保安电源，并能自动投入，保证应设置交流事故保安电源，并能自动投入，保证事故保安负荷用电。事故保安负荷用电。 （2 2）引接方式：）引接方式： 1 1）柴油发电机组；）柴油发电机组； 2 2）外接电源；）外接电源； 3 3）蓄电池组；）蓄电池组； 4 4）交流不停电电源。）交流不停电电源。3事故保安电源和交流不停电电源事故保安电源和交流不停电电源四、厂用电接线的基本形式四、厂用电接线的基本形式 高低压厂用母线通常都采用单母线接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。10.3 变电所的所用电变电所的所用电一、所用电
19、负荷一、所用电负荷变电所所用负荷的用电称为所用电。变电所所用负荷的用电称为所用电。（1）主变压器冷却系统、强迫油循环油泵电动机、冷却器风扇电动机，）主变压器冷却系统、强迫油循环油泵电动机、冷却器风扇电动机，水冷变压器的水循环系统电动机。水冷变压器的水循环系统电动机。（2）变电所的消防系统，包括消防水泵，变压器的水喷雾系统的水泵）变电所的消防系统，包括消防水泵，变压器的水喷雾系统的水泵电动机。电动机。（3）变电所采暖、通风、空调系统的电源。在采暖地区变电所的电锅）变电所采暖、通风、空调系统的电源。在采暖地区变电所的电锅炉、电暖气等电采暖设备；各户内配电装置室，电抗器室、蓄电池室炉、电暖气等电采暖
20、设备；各户内配电装置室，电抗器室、蓄电池室的通风机；主控室、继电保护小室、值班人员休息室的空调。的通风机；主控室、继电保护小室、值班人员休息室的空调。（4）变电所给排水系统的水泵电动机。）变电所给排水系统的水泵电动机。（5）变电所的户内外照明。）变电所的户内外照明。（6）电器设备控制箱的加热、通风、去湿。）电器设备控制箱的加热、通风、去湿。（7）蓄电池充电。）蓄电池充电。（8）变电所的检修，试验电源。）变电所的检修，试验电源。（9）生活用电。）生活用电。二、所用电源二、所用电源（1）当所内有较低电压母线时，一般均由较低电压母线上）当所内有较低电压母线时，一般均由较低电压母线上引接引接12台所用
21、变压器，如图台所用变压器，如图108（a）、（）、（b）、（）、（c）所示。这种引接方式具有经济性和可靠性较高的优点。所示。这种引接方式具有经济性和可靠性较高的优点。（2）当有可靠的）当有可靠的635kV电源联络线，将一台所用变压器电源联络线，将一台所用变压器接于联络线断路器外侧，更能保证所用电的不间断供电，接于联络线断路器外侧，更能保证所用电的不间断供电，如图如图108（d）所示，这种引接方式对采用交流操作的）所示，这种引接方式对采用交流操作的变电所及取消蓄电池而采用硅整流或复式整流装置取得直变电所及取消蓄电池而采用硅整流或复式整流装置取得直流电源的变电所尤为必要。流电源的变电所尤为必要。（
22、3）由主变压器第三绕组引接，如）由主变压器第三绕组引接，如108（e）图中的）图中的1号号所用变压器。所用变压器的高压侧要选用断流容量大的开所用变压器。所用变压器的高压侧要选用断流容量大的开关设备，否则要加装限流电抗器。图中的关设备，否则要加装限流电抗器。图中的2号所用变压器号所用变压器及调相机的起动变压器由所外电源引接。及调相机的起动变压器由所外电源引接。三、所用电接线三、所用电接线 变电所所用电一般采用变电所所用电一般采用380/220V中性点直接接地的三相四中性点直接接地的三相四线制，系统中性点直接接地。线制，系统中性点直接接地。380V作为动力电源供各种作为动力电源供各种电动机，电动机
23、，220V主要供照明和加热。主要供照明和加热。 1中小型变电所中小型变电所 一般采用一般采用20kVA所用变压器即能满足要求。所用电接线很所用变压器即能满足要求。所用电接线很简单，一般用一台所用变压器。简单，一般用一台所用变压器。 2大型变电所大型变电所 所用电较多，一般装设两台或三台所用变压器。所用电较多，一般装设两台或三台所用变压器。380/220V侧通常采用分为两段的单母线接线。每台所用侧通常采用分为两段的单母线接线。每台所用变压器接一段母线，两段母线之间设分段断路器正常分裂变压器接一段母线，两段母线之间设分段断路器正常分裂运行。运行。四、所用电接线举例四、所用电接线举例装有两台所用变压器的装有两台所用变压器的220kV所用电接线所用电接线 装有三台所用变压器的装有三台所用变压器的500kV所用电接线所用电接线 已知某电厂有2台135MW和2台50MW火力发电机组，1个升高电压110kV与系统相连，一个10kV发电机电压母线供当地负荷。其中110kV有6回出线，采用双母带旁母专用旁路断路器接线；10kV有16回电缆出线，采用双母三分段接线。
