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1、发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计发电厂电气部分发电厂电气部分课题组课题组电力工程学院电气工程系电力工程学院电气工程系1发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统一、一、火电厂主要厂用电负荷火电厂主要厂用电负荷u 为了正确选择厂用变压器容量，不但要统计变压器连接的分段母线上实际所接电动机的台数和容量，还要考虑它们是经常工作的还是备用的，是连续运行的还是断续运行的。为了计及这些不同的情况，选出既能满足负荷要求又不致容量过大的变压器，所以又提出按使用时间对负荷运行方式进行分类：l 经常每天都要使用
2、的负荷（电动机）；l 不经常只在检修、事故或机炉启停期间使用的负荷（电动机）；l 连续每次连续运转2h以上的负荷；l 短时每次仅运转10120min的负荷；第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择2发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材l 断续每次使用从带负荷到空载或停止，反复周期性地工作，其每一周期不超过10min的负荷。u 上述“经常”和“不经常”主要用来表征该类设备电动机的使用机会。而“连续”、“短时”和“断续”则用来区分该类设备每次使用时间的长短。u 表5-1列出火电厂主要厂用电负荷及其类别，供参考。u 注I表示I类厂用负荷，II
3、表示II类厂用负荷，III表示III类厂用负荷，保安表示保安厂用负荷。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择3发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统分类名称负荷类别运行方式备注锅炉负荷引风机I送风机I用于送粉时为I排粉机I或II 经常、连续无煤粉仓时为I磨煤机I或II无煤粉仓时为I给煤机I或II给粉机I汽轮机负荷射水泵I用汽动给水泵凝结水泵I经常、连续就无给水泵项循环水泵I给水泵I不经常、连续备用给水泵I表5-1 火电厂主要厂用电负荷及其类别 第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择4发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统续表5-1 火电厂主要厂用电负荷及其类别 电气
4、及公共负荷充电机II不经常、连续浮充电装置II或保安经常、连续空压机II经常、短时变压器冷却风机II经常、连续通信电源I经常、连续事故保安负荷盘车电动机保安不经常、连续顶轴油泵保安不经常、短时交流润滑油泵保安不经常、连续浮充电装置保安经常、连续机炉自控电源保安经常、连续输煤负荷输煤皮带II经常、连续碎煤机II经常、连续筛煤机II经常、连续第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择5发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统续表5-1 火电厂主要厂用电负荷及其类别 出灰负荷灰浆泵II经常、连续碎渣机II经常、连续电气除尘器II经常、连续厂外水工负荷中央循环水泵I经常、连续与工业水泵合用消防
5、水泵I不经常、短时时生活水泵负荷生活水泵II或III经常、短时类别为II冷却塔通风机II经常、连续辅助车间负荷化学水处理室I或II经常（或短时）、连续大于300MW机中央修配间III经常、连续组时，化学水处电气试验室III不经常、短时理室负荷类别为I起重机械III不经常、断续第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择6发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统二、厂用电负荷的计算二、厂用电负荷的计算（1）经常连续运行的负荷应全部计入。如引风机、送风机、给水泵、排粉机、循环水泵、凝结水泵、真空泵等用的电动机。（2）连续而不经常运行的负荷亦应计入。如充电机、备用励磁机、事故备用油泵、备用电动
6、给水泵等用的电动机。（3）经常而断续运行的负荷亦应计入。如疏水泵、空气压缩机等用的电动机。（4）短时断续而又不经常运行的负荷一般不予计算。如行车、电焊机等。但在选择变压器时，变压器容量应留有适当裕度。（5）由同一台变压器供电的互为备用的设备，只计算同时运行的台数。（6）对于分裂绕组变压器，其高压绕组、低压绕组的负荷应分别计算。(一）一）厂用电负荷的计算原则厂用电负荷的计算原则 第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择7发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统（1）换算系数法。厂用电负荷的计算方法常采用换算系数法，按下式计算 （5-1）（5-2）(二）二）厂用电负荷的计算方法厂用电负荷
7、的计算方法 S该厂用分段母线上的计算负荷(kVA)P电动机的计算功率(应根据前面提到的其运行方式和特点来确定)K换算系数，可取表5-2所列的数值Km同时系数第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择8发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统 KL负荷率(考虑到电机实际不满载)效率 cos功率因数 表5-2 换算系数机组容量（MW）125200给水泵及循环水泵电动机1.01.0凝结水泵电动机0.81.0其他高压电动机及低压厂用变压器（kVA）0.80.85其他低压电动机0.80.7第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择9发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统u 电动机的计算
8、功率P，应根据负荷的运行方式及特点确定。1）对经常、连续运行的设备和连续而不经常运行的设备，即连续运行的电动机均应全部计入，按下式计算 （5-3）式中PN，为电动机额定功率（kW）。2）对经常短时及经常断续运行的电动机应按下式计算 （5-4）3）对不经常短时及不经常断续运行的设备，一般可不予计算 （5-5）第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择10发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统 这类负荷如行车、电焊机等。在选择变压器容量时由于留有裕度，同时亦考虑到变压器具有较大的过载能力，所以该类负荷可以不予计入。但是，若经电抗器供电时，因电抗器一般为空气自然冷却，过载能力很小，这些设备
9、的负荷均应全部计算在内。4）对修配厂的用电负荷，通常按下式计算 （5-6）为全部电动机额定功率总和（kW）为其中最大5台电动机的额定功率之和（kW）。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择11发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统 5）煤场机械负荷中，对大型机械应根据机械工作情况具体分析确定。对中、小型机械，则按下式计算 （5-7）(5-8)(5-9)为其中最大3台电动机的额定功率之和（kW）翻斗机 轮斗机 第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择12发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统 6）对照明负荷计算式为 (5-10)Kd为需要系数，一般取0.81.0；PA为
10、安装容量（kW）（2）轴功率法。厂用电负荷用轴功率法进行计算。轴功率法的算式为 (5-11)Km为同时率，新建电厂取0.9，扩建电厂取0.95 Pmax为最大运行轴功率（kW）；为对应于轴功率的电动机功率因数；为对应于轴功率的电动机效率；为低压厂用计算负荷之和（kVA）。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择13发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统三、三、厂用变压器的选择厂用变压器的选择(一）一）额定电压额定电压 厂用变压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源引接处的电压确定，变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致。(二）二）工作变压器的台数和型式工
11、作变压器的台数和型式 u 工作变压器的台数和型式与厂用高压母线的段数有关，而母线的段数又与厂用高压母线的电压等级有关。u 当只有6kV或10kV一种电压等级时，一般分2 段；200MW以上机组可分4 段；u 当10kV与3kV电压等级同时存在时，则分4 段（10kV2 段和3kV2 段）。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择14发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统u 当只有6kV或10kV一种电压等级时，高压厂用工作变压器可选用1台全容量的低压分裂绕组变压器，两个分裂支路分别供2 段母线；或选用2台50%容量的双绕组变压器，分别供2 段母线。当只有6kV或10kV一种电压等级
12、时，一般分2 段；对于200MW以上机组可分4 段；u 对于200MW以上机组，高压厂用工作变压器可选用2台低压分裂绕组变压器，分别供四段母线；当出现10kV和3kV两种电压等级时，高压厂用工作变压器可选用2台50%容量的三绕组变压器，分别供四段母线。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择15发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统(三）三）厂用变压器的容量厂用变压器的容量 厂用变压器的容量必须满足厂用电机械从电源获得足够的功率。因此，对高压厂用工作变压器的容量应按高压厂用计算负荷的110%与低压厂用计算负荷之和进行选择；而低压厂用工作变压器的容应留有10%左右的裕度。（1）高压厂
13、用工作变压器容量。当为双绕组变压器时按下式选择容量 (5-12)SH为高压厂用计算负荷之和；SL为低压厂用计算负荷之和。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择16发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统 当选用分裂绕组变压器时，其各绕组容量应满足 高压绕组 (5-13)分裂绕组 (5-14)S1N 为厂用变压器高压绕组额定容量（kVA）；S2N 为厂用变压器分裂绕组额定容量（kVA）；SC 为厂用变压器分裂绕组计算负荷（kVA）；Sr 为分裂绕组两分支重复计算负荷（kVA）。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择17发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统 （2）高压厂
14、用备用变压器容量。高压厂用备用变压器或启动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器的容量相同；低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。（3）低压厂用工作变压器容量。可按下式选择变压器容量 (5-15)S 为低压厂用工作变压器容量（kVA）；为变压器温度修正系数。一般对装于屋外或由屋外进风小间内的变压器，可取=1，但宜将小间进出风温差控制在10以内；对由主厂房进风小间内的变压器，当温度变化较大时，随地区而异，应当考虑温度进行修正。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择18发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统厂用变压器容量的选择，除了考虑所接负荷的因素外，还应考
15、虑：电动机自启动时的电压降；变压器低压侧短路容量；留有一定的备用裕度。变压器的阻抗是厂用工作变压器的一个重要指标。厂用工作变压器的阻抗要求比一般电力变压器的阻抗大，这时因为要限制变压器低压侧的短路容量，否则将影响到开关设备的选择，一般要求阻抗应大于10%；但是，阻抗过大又将影响厂用电动机的自启动。(四）四）厂用变压器的阻抗厂用变压器的阻抗 第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择19发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统 厂用工作变压器如果选用分裂绕组变压器，则能在一定程度上缓解上述矛盾，因为分裂组变压器在正常工作时具有较小阻抗，而分裂绕组出口短路时则具有较大的阻抗。第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择20发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统第四节第四节 厂用变压器的选择厂用变压器的选择21发电厂变电所电气主系统发电厂变电所电气主系统本章内容结束，请听下一章（节）本章内容结束，请听下一章（节）第五节第五节 厂用电动机的选择和自启动校验厂用电动机的选择和自启动校验第五章第五章 厂用电接线及设计厂用电接线及设计22