(整理)发电厂和变电所的自用电

第十章 发电厂和变电所的自用电

教学目的及要求

1. 掌握自用电的作用、厂用电率；

2. 掌握厂用电负荷分类、供电电源和接线方式； 3. 掌握变电所的自用电接线。 本章重点

1.自用电的作用、厂用电率；

2.厂用电负荷分类、供电电源和接线方式； 3.变电所的自用电接线。 本章难点

1. 厂用电的接线方式和变电所的自用电接线 教学内容

第一节 发电厂的厂用电

一、自用电的作用

所谓自用电是指发电厂或变电所在生产过程中，自身所使用的电能。尤其是发电厂，为了保证电厂的正常生产，需要许多由电动机拖动的机械为发电厂的主要设备和辅助设备服务，这些机械被称为厂用机械。此外，还要为运行、检修和试验提供用电负荷。发电厂的自用电也称为厂用电。

自用电也是发电厂或变电所的最重要的负荷，其供电电源、接线和设备必须可靠，以保证发电厂或变电所的安全可靠、经济合理地运行 。 二、厂用电率

发电厂在一定时间内，厂用电所消耗的电量占发电厂总发电量的百分数，称为厂用电率。计算公式为

AKCYCY100%AG

式中 KCY—厂用电率（%）； ACY——厂用电量，kW·h； AG——总发电量，kW·h。

发电厂的厂用电率与电厂类型、容量、自动化水平、运行水平等多种因素有关。

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一般凝汽式火电厂的厂用电率为5%～8%，热电厂为8%～10%，水电厂为0.3%～2.0%。降低厂用电率，减少厂用电的耗电量，不仅能降低发电成本，提高发电厂的经济效益，而且还可以增加对系统的供电量。 二、厂用电负荷的分类 （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。 2.火电厂的自用负荷

（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 （9）废水处理部分（10）辅助车间 3.变电站的自用负荷

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 1.Ⅰ类负荷

I类负荷指短时的停电可能影响人身或设备安全，使发电厂无法正常运行或发电量大幅下降的负荷。

I类负荷由两个独立电源供电，配置备用电源自动投入装置。 2.Ⅱ类负荷

Ⅱ类负荷指允许短时(不超过几十分钟 )停电，但停电时间过长有可能损坏设备

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或影响正常生产的负荷。

Ⅱ类负荷由两个独立电源供电，备用电源采用自动或手动切换。 3.Ⅲ类负荷

Ⅲ类负荷指较长时间停电不会直接影响发电厂生产的负荷,由一个电源供电，不需要考虑备用。 4.事故保安负荷 （1）直流保安负荷 （2）交流保安负荷

第二节 发电厂的厂用电接线

一、厂用电的供电电源 1. 厂用电供电电压等级的确定

厂用负荷的供电电压，主要取决于发电机的额定容量、额定电压、厂用电动机的电压、容量和数量等因素。发电厂和变电所中一般供电网络的电压:低压供电网络为0.4kV（380V/220V）；高压供电网络有3kV、6kV、10Kv等。 2. 工作电源

工作电源是指保证发电厂或变电所正常运行的电源。工作电源应不仅要供电可靠，而且要满足厂用负荷容量的要求。厂用低压工作电源，一般采用0.4kV电压等级，由厂用低压变压器获得。 3. 备用电源

为了提高可靠性，每一段厂用母线至少要由两个电源供电，其中一个为工作电源，另一个为备用电源。当工作电源故障或检修时，仍能不间断地由备用电源供电。厂用备用电源有明备用和暗备用两种方式。

明备用就是专门设置一台变压器（或线路），它经常处于备用状态（停运）。暗备用就是不设专用的备用变压器。而将每台工作变压器的容量加大，正常运行时，每台变压器都在半载下运行，互为备用状态。

厂用备用电源应尽量保证其独立性，即失去工作电源时，不应影响备用电源的供电。此外，还应装设备用电源自动投入装置。 4. 事故保安电源

事故保安电源是为保证事故保安负荷的用电而设置的，并能自动投入。事故

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保安电源必须是一种独立而又十分可靠的电源。它分直流事故保安电源和交流事故保安电源。前者由蓄电池组供电；后者宜采用快速起动的柴油发电机组，或由外部引来的可靠交流电源，此外，还应设置交流不停电电源。交流不停电电源，宜采用接在直流母线上的逆变机组或静态逆变装置。目前，多用静态逆变装置。 二、厂用电接线

1. 厂用电接线的基本要求 （1）供电可靠、运行灵活。

（2）接线简单清晰、投资少、运行费用低。

（3）尽量缩小厂用电系统的故障停电范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。 （4）接线的整体性。厂用电接线应与发电厂电气主接线紧密配合，体现其整体性。

（5）电厂分期建设时厂用电接线的合理性。应便于分期扩建或连续施工，不致中断厂用电的供应。尤其是对备用电源的接入和公共负荷的安排要全面规划、便于过渡。

2. 厂用电接线的基本形式

发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。

在火电厂中，高压母线均采取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，凡属同一台锅炉及同组的汽轮机的厂用负荷均接于同一段母线上，这样既便于运行、检修，又能使事故影响范围局限在一机一炉，不致过多干扰正常运行的完好机炉。低压厂用母线一般也按炉分段，高压厂用电源则由相应的高压厂用母线提供。

第三节 变电所的所用电

一、变电所的自用电负荷

在中小型降压变电所中，自用电的负荷主要是照明、蓄电池的充电设备、硅整流设备、变压器的冷却风扇、采暖、通风、油处理设备、检修器具以及供水水泵等。其中，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、变电所所用电源的引接

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（1）当站内有较低电压母线时，一般均由较低电压母线上引接1～2台站用变压器 。这种引接方式具有经济性和可靠性较高的特点。

（a）、（b）一台站用变压器从两段低压母线上引接； （c）两台站用变压器分别从两段低压母线上引接

（2）当有可靠的6～35kV电源联络线，将一台站用变压器接于联络线断路器外侧。这种引接方式对采用交流操作的变电站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站尤为必要。

（3）由主变压器第三绕组引接 。 l号站用变压器由主变压器第三绕组引接； 2号站用变压器及调相机的启动变压器由站外 电源引接。

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（4）从站外低压电网引接站用备用电源用于只有一台主变压器或一段较低电压母线时的过渡阶段。500kV变电站多由附近的发电厂或变电站引接专用线路作为站用备用电源。

三、变电所的自用电接线

（1）采用380／220V中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源。 （2）站用电母线采用按工作变压器划分的分段单母线，相邻两段工作母线间可配置分段或联络断路器，各段同时供电、分裂运行，工作母线段间不装设自动投入装置。

（3）对330～500kV变电站，当任一台工作变压器退出时，专用备用变压器应能自动切换至失电的工作母线段继续供电。

（4）站用电负荷由站用配电屏供电，对重要负荷采用分别接在两段母线上的双回路供电方式。

（5）强油风（水）冷主变压器的冷却装置、有载调压装置及带电滤油装置，按下列方式共同设置可互为备用双回路电源进线，并只在冷却装置控制箱内自动相互切换。

1）主变压器为三相变压器，按台分别设置双回路。

2）主变压器为单相变压器组，按组分别设置双回路。

（6）断路器、隔离开关的操作及加热负荷，可采用按配电装置区域划分分别接在两段站用电母线的双回路供电方式。

1）各区域分别设置环形供电网络，并在环网中间设置刀开关以开环运行。

2）各区域分别设置专用配电箱，向各间隔负荷辐射供电，配电箱的电源进

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线一路运行，一路备用。

（7）330～500kV变电站的控制楼、通信楼，可根据负荷需要，分别设置采用单母线接线、双回电源进线的专用配电屏，向楼内负荷供电。

（8）检修电源网络采用按配电装置区域划分的单回路分支供电方式。 （9）不间断供电装置主要是向通信设备、监控计算机及交流事故照明等负荷供电。

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