第6章自用電接線

教學目的：了解火電廠、水電站的自用負荷的特點及分類；學會對自用負荷的分析統計并進行自用變壓器的選擇；熟悉自用電源的引接方式、自用負荷的供電回路及自用電的接線方式。重點：自用負荷的供電回路及自用電的接線方式。

難點：自用負荷的供電回路及自用電的接線方式。

所謂自用電是指發電廠或變電所在生產過程中，自身所使用的電能。尤其是發電廠，為了保證電廠的正常生產，需要許多由電動機拖動的機械為發電廠的主要設備和輔助設備服務，這些機械被稱為廠用機械。此外，還要為運行、檢修和試驗提供用電負荷。發電廠的自用電也稱為廠用電。自用電也是發電廠或變電所的最重要的負荷，其供電電源、接線和設備必須可靠，以保證發電廠或變電所的安全可靠、經濟合理地運行。

第一節自用負荷

一、水電站的站用負荷

水電站的站用負荷通常有以下三類：

（1）水輪發電機組的自用電

調速器壓油裝置的壓油泵、漏油泵；機組軸承的潤滑油（水）泵；水輪機頂蓋排水泵；機組技術供水泵；蝴蝶閥壓油裝置壓油泵、漏油泵等。

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

二、火電廠的自用負荷火電廠的自用機械主要有如下幾類：用于卸煤或在煤場范圍內運煤的設備；將煤從煤場運給碎煤機；碎煤設備；制造煤粉設備；為鍋爐服務設備；汽輪發電機自用設備；主變冷卻系統設備；供熱裝置設備；其他輔助設備。

三、自用電負荷的分類

1.按重要性分類(1)I類負荷：不能停電的設備，需接到兩個獨立的電源母線上(2)II類負荷：只能短時停電，應由兩段母線供電，并采用手動切換(3)III類負荷：可以停電，由一個電源供電。

2.按運行方式分類

(1)A類負荷：經常連續運轉的負荷(2)B類負荷：經常短時斷續運轉的負荷(3)C類負荷：不經常連續運轉的負荷(4)D類負荷：偶然啟動運轉的負荷

3.按是否自起動分類

指在電源消失時停止運行后無需運行人員作起動操作即可自行起動，迅速恢復運轉。（1）能自啟動電動機（2）不能自啟動電動機

廠用電率發電廠在一定時間內，廠用電所消耗的電量占發電廠總發電量的百分數，稱為廠用電率。計算公式為

式中KCY——廠用電率（%）；ACY——廠用電量，kW·h；AG——總發電量，kW·h。發電廠的廠用電率與電廠類型、容量、自動化水平、運行水平等多種因素有關。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，減少廠用電的耗電量，不僅能降低發電成本，提高發電廠的經濟效益，而且還可以增加對系統的供電量。

廠用電的供電電源

1.廠用電供電電壓等級的確定廠用負荷的供電電壓，主要取決于發電機的額定容量、額定電壓；廠用電動機的電壓、容量等因素。發電廠和變電所中一般供電網絡的電壓:低壓供電網絡為0.4kV（75KW電動機采用）；高壓供電網絡有3kV、6kV（220KW以上電動機采用）、10Kv（1000KW以上電動機采用）。

2.工作電源工作電源是指保證發電廠或變電所正常運行的電源。工作電源應不僅要供電可靠，而且要滿足廠用負荷容量的要求。廠用工作電源一般取自發電機電壓母線，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電源供電，其中一個為工作電源，另一個為備用電源。當工作電源故障或檢修時，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。

明備用就是專門設置一臺變壓器（或線路），它經常處于備用狀態（停運）。暗備用就是不設專用的備用變壓器。而將每臺工作變壓器的容量加大，正常運行時，每臺變壓器都在半載下運行，互為備用狀態。廠用備用電源應盡量保證其獨立性，即失去工作電源時，不應影響備用電源的供電。此外，還應裝設備用電源自動投入裝置。

廠用電接線1.廠用電接線的基本要求（1）供電可靠、運行靈活。（2）接線簡單清晰、投資少、運行費用低。（3）盡量縮小廠用電系統的故障停電范圍，并應盡量避免引起全廠停電事故。（4）接線的整體性。廠用電接線應與發電廠電氣主接線緊密配合，體現其整體性。（5）電廠分期建設時廠用電接線的合理性。應便于分期擴建或連續施工，不致中斷廠用電的供應。尤其是對備用電源的接入和公共負荷的安排要全面規劃、便于過渡。廠用電接線線2.廠用電接接線的基基本形式式發電廠廠廠用電系系統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數分分成若干干獨立段段，凡屬屬同一臺臺鍋爐及及同組的的汽輪機機的廠用用負荷均均接于同同一段母母線上，，這樣既既便于運運行、檢檢修，又又能使事事故影響響范圍局局限在一一機一爐爐，不致致過多干干擾正常常運行的的完好機機爐。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的的高壓廠廠用母線線提供。。一、自用負荷荷的分析析統計1.計算自用負荷荷的運行行方式自用負荷荷統計的的目的是是為了求求出最大大自用負負荷值，，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。。2.自用負荷荷的統計計原則(1)計入經常常連續運轉轉和經常短時時斷續運運轉的負負荷。(2)計入不經經常連續運轉轉的負荷。(3)偶然運行行的負荷荷可不計計入。(4)互為備用用的負荷荷只計入入同時運運行的容容量。第2節自用用變壓器器的選擇擇3.各負荷的的計算容容量（1）電動機機：——電動機的計算容量（kVA）；——電動機的額定功率（kW）；——電動機的效率，平均取0.85；——電動機的額定功率因數，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負荷，計計算容量量（kVA）等于其其額定容容量（kW）。——日光燈（或高壓汞燈）的計算負荷（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，一般取0.4～0.6。(5)單相負荷荷：若單相負負荷能按按三相對對稱分布布，則三三相計算算容量等等于各單相容容量之和和：(4)電焊機——電焊機的計算容量（kVA）；——電焊機的額定容量（kW）；——電焊機的暫態率，指焊接時間與工作周期之比，一般取0.65。4.自用電最最大負荷荷——自用電總計算負荷（kVA）；——參加統計的自用電負荷計算容量之和（kVA）；——自用電負荷的平均負荷率，一般取0.7～0.8；——自用電負荷的平均同時率，一般取0.6～0.8；——自用電網絡的網損率，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氧樹樹脂澆注注式等。。比較三三種變壓壓器的優優缺點及及投資，，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布置置需要防防火防爆爆小間，，且要考考慮通風散熱熱以及事事故排油油設施，，因此，，目前中小小型水電電站推薦薦采用干式變壓器。。2.臺數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，2臺變壓器器應分別別接在2個獨立引引接點。。正常運行行時各分分擔一半半的自用用負荷；；當其中中一個自自用電源源停電或或發生故故障時，，由另一一臺自用用變擔負負全部自自用負荷荷。部分小型水電站只設一臺自用變壓器，而另從電站生活區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負荷運行，則：故每臺自自用變的的容量應應為：——單臺自用變壓器額定容量（kVA）；——自用電最大計算負荷（kVA）；——考慮事故情況下的變壓器允許過負荷倍數，對油浸式取1.3～1.4，對干式取1.1～1.2。3.廠用電動動機自起動校校驗為保證人人身安全全和發電電廠正常常運行，，要求發發電廠Ⅰ、Ⅱ類負荷的的電動機機能自起起動。由由于自用用母線電電壓消失失后又恢恢復時，，具有自自起動的的電動機機同時自自起動，，巨大的的起動電電流將使使主盤母母線電壓壓急劇下下降，過過低的母母線電壓壓又將導導致電動動機起動動轉矩過過小而延延長起動動時間，，引起磁磁力起動動器抖動動甚至跳跳躍，造造成起動動困難。。（1）主母線線起動電電壓校驗。自起動時時主母線線電壓與與母線額額定電壓壓的百分分數可按按下式計計算：——起動電壓與額定電壓之比的百分數；——高壓側電源折算到低壓側時與低壓側額定電壓之比的百分數，一般取105；——自用變阻抗電壓百分數；——自起動電動機群的平均起動電流倍數，一般取6-7；——自起動電動機群總額定容量（kVA）；——自用變壓器額定容量（kVA）。（2）起動容容量校驗。由上式導導出允許許電動機機自起動動容量為為：若電動機起動前自用變已帶有負荷，則起動容量可修正如下：自用電接接線是指指從自用用變壓器器高壓側側的引接接到自用用負荷供供電的整整個網絡絡，包括括電源引接接方式、接線形式式和供電網絡絡等部分。。一、自自用電源源的引接接方式自用電的的引接點點是指從從自用變變壓器高高壓側與與電廠或或電網的的連接點點。顯然然，引接點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。由于引接接點本身身并非供供電源，，為了滿滿足對自自用電的的要求，，要求引引接點必必須與一一個或幾幾個電源源相連，，實現多多電源的的供電。。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，當工工作電源源故障或或消失時時，由備備用電源源繼續供供電。備用電源源的運行行方式簡簡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）兩臺自自用變分分別接在在單元接接線的發發電機電電壓母線線或分段段母線作作為引接接點，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側一般采采用高壓壓熔斷器器引入。。（2）兩臺自自用變壓壓器以發發電機電電壓母線線為內側側自用電電源引接接點，以以對側有有可靠電電源（如如對側是是電網或或發電廠廠）的輸輸電線路路或升壓壓側母線線為外側側自用電電源引接接點。（3）設一臺臺自用變變作為水水電站自自用電源源內側引引接點，，作為自自用電工工作電源源，供給給全部自自用負荷荷。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荷荷在中小型型降壓變變電所中中，自用用電的負負荷主要要是照明明、蓄電電池的充充電設備備、硅整整流設備備、變壓壓器的冷冷卻風扇扇、采暖暖、通風風、油處處理設備備、檢修修器具以以及供水水水泵等等。其中中，重要要負荷有有主變壓壓器的冷冷卻風扇扇或強迫迫油循環環冷卻裝裝置的油油泵、水水泵、風風扇以及及整流操操作電源源等。第4節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簡單，中