【正文】 關系到電廠綜合成本控制目標的實現(xiàn) ,關系到電廠節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。雖然我國加快了節(jié)能減排戰(zhàn)略的實施，但是節(jié)能技術在家電及工業(yè)生產(chǎn)中的應用效果并不理想。針對廠用電需求及電廠結(jié)構(gòu)布局對廠用電接線線路進行設計，滿足線路損耗降低、滿足輔機用電需求。太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 2 第 1 章 廠用電電壓等級確定及接線設計 廠用電 發(fā)電廠在啟動、運轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，有大量 以電動機拖動的機械設備，用以保證機組的主要設備（如鍋爐、汽輪機或水輪機、發(fā)電機等）和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理的正常運行。其耗電量的高低與電廠類型、機械化和自動化程度、燃料種類及其燃燒方式、蒸汽參數(shù)等因素有關。 一般凝汽式火電廠廠用電率為 5%~8%，熱電廠為 8%~10%，水電廠為 %~2%。為了簡化廠用電接線，使運行維護方便，廠用電壓等級不宜過多。 ② 當容量在 100~300MW 時，宜選用 6KV作為高壓廠用電壓。這是因為高壓電動機，制造容 量大、絕緣等級高、磁路較長、尺寸較大、價格高、空載和負載損耗均較大，效率較低。 6KV電壓供電的特點 ① 6KV電動機的功率可制造的較大， 200KW 以上的電動機采用 6KV 電壓供電，以滿足大容量負荷要求； ② 6KV 廠用電系統(tǒng)與 3KV 廠用電系統(tǒng)相比，不僅節(jié)省有色金屬和費用，而且短路電路亦較?。? ③ 發(fā)電機電壓若為 6KV 時，可以省去高壓廠用變壓器，直接由發(fā)電機電壓母線經(jīng)電抗器供廠用電，以防止廠用電系統(tǒng)故障直接威脅主系統(tǒng)并限制其短路電流。廠用負荷的供電除了正常情況下有可靠的工作電源外，還應保證異?；蚴鹿是闆r下有可靠的備用電源，并可實現(xiàn)自動切換。 (4)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動 (備用 )電源能在短時間內(nèi)投入。 廠用電接線的基本原則 (1)廠用電接線應保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)； (2)接線應能靈活地適應正常、事故、檢修等各種運行方式的要求； (3)廠用電源的對應供電性，本機、爐的廠用負荷由本機組供電，這樣，當廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時，只影響一臺發(fā)電 機組的運行，縮小故障范圍，接線也簡單； (4)設計時還應適當注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術、新設備，使廠用電接線具有可行性和先進性； (5)在設計廠用電系統(tǒng)接線時，還應對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進行分析和論證。 隨著發(fā)電機組容量的不斷增大，汽輪機輔機的容量也越來越大，如射水泵、凝結(jié)水泵等設備都進入了高壓廠用負荷的范疇。 (a)方案 1— 不設公用負荷母線； (b)方案 2— 設置公用負荷母線； 圖 11 高壓廠用電系統(tǒng)供電方案 如 圖 (a)所示方 案 1 的優(yōu)點是公用負荷分接于不同機組變壓器上，供電可靠性高、投資省，但也由于公用負荷分接于各機組工作母線上，機組工作母線清掃時，將影響公用負荷的備用。因此，啟動 /備用變壓器和工作變壓器均較方案 1 變壓器分支的容量大，配電裝置也增多，投資較大。凡是屬于 單元機組本身運行所必須的負荷， 短時（手動切換恢復供電所需要的時間）停電會造成主輔設備損壞、危及人身安全、主機停運及出力下降的廠用負荷，都屬于Ⅰ類負荷。允許短時停電（幾秒至幾分鐘）， 恢復送電后， 不致造成生產(chǎn)紊亂，但較長時間停電有可能損壞設備或影響機組正常運轉(zhuǎn)的廠用負荷，均屬于Ⅱ類廠用負荷。 (3)Ⅲ類廠用負荷。通常它們由一個電源供電，但在大型發(fā)電廠也常采用兩路電源 供電。 (5)0Ⅱ類負荷（直流保安負荷）。在 200MW 及以上機組的大容量電廠中，自動化程度較高，要求在停機過程中及停機后的一段時間內(nèi)仍必須保證供電，否則可能引起主要設備損壞、自動裝置失靈或危機人身安全等嚴重事故的廠用負荷，稱為交流保安負荷。通常，由柴油發(fā)電機組、燃輪機組或具有可靠的外部獨立電源等作為交流保安電源。 為了正確選擇廠用變壓器容量，不但要統(tǒng)計變壓器連接的分段母線上實際所接電動機的臺數(shù)和容量，還要考慮它們是經(jīng)常工作的還是備用的，是連續(xù)運行的還是斷續(xù)運行的。 如表 21 列出了火電廠主要廠用電負荷。如充電機、備用勵磁機、事故備用油泵等用的電動機。如行車、電焊等。 廠用負荷的計算方法 換算系數(shù)法 廠用電負荷的計算方法 常采用換算系數(shù)法，可計算為 )(KPS ?? (21) ??cos LM KKK ? (22) 式 中： S— 廠用母線上的計算負荷 (KV按下式計算 NPP? (23) (2)對經(jīng)常短時及經(jīng)常斷續(xù)運行的電動機應按下式計算 NPP ? (24) (3)對不經(jīng)常短時及不經(jīng)常斷續(xù)運行的設備，一般可不與計算 0?P (25) 這類負荷如行車、電焊機等。 (5)煤場機械負荷中，對大型機械應根據(jù)機械具體情況具體分析確定。 A） 1250 1 1250 1 1250 1250 1 1250 1 1250 機爐變壓器（ KV A） 1000 1 1000 1 1000 1 1000 灰漿泵變壓器（ KV A） 800 1 800 水源地電源（ KV當只有 6kV或 10kV 一種電壓等級時，一般分 2 段；對于 200MW 以上機組可分 4 段； 對于 200MW 以上機組，高壓廠用工作變壓器可選用 2 臺低壓分裂繞組變壓器，分別供四段母線；當出現(xiàn) 10kV和 3kV 兩種電壓等級時，高壓廠用工作變壓器可選用2 臺 50%容量的三繞組變壓器，分別供四段母線。 當選用分裂繞組變壓器時，其各繞組容量應滿足 高壓繞組 rCN SSS ???1 (212) 分裂繞組 CN SS ?2 (213) 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 15 LhC SSS ?? (214) 式中： NS1 — 廠用變壓器高壓繞組容量 (KV A)。 廠用變壓器容量的選擇，除了考慮所接負荷的因素外，還應考慮： ① 電動機自啟動時的電壓降； ② 變壓器低壓側(cè)短路容量； ③ 留有一定的備用裕度。 (5)變壓器選擇計算 Ⅰ A段 KWPPS H * 21 ??????? KWS 48501000100012501600 ?????? KWSS L * ???? Ⅰ B段 KWPPS H * 21 ??????? 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 16 KWS 92803151000800315100010001000100012501600 ????????????KWSS L 7 8 8 89 2 8 0* ???? Ⅰ段重復容量負荷 KWP 3151 ?? KWP 6302 ?? KWPPS H * 21 ??????? KWS 285012501600 ???? KWSS L * ???? Ⅰ A段分裂繞組負荷 9 7 3 4 1 9 6* ????? LHC SSS KV A 根據(jù)計算選擇Ⅰ變壓器：本設計選用三繞組低壓分裂變壓器，電壓比為 18/66KV,短路電壓為 UK (%)=15,容量比為 40/2525MV A 重復分裂繞組負荷 * ????? LHC SSS KV 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 18 第 3 章 廠用電動機的選擇和自啟動校驗 廠用電動機的選擇 (1)型式選擇 廠用電動機 一般都采用交流電動機。 廠用電動機的防護型式應與周圍環(huán)境條件相適應，根據(jù)發(fā)電廠廠用設備安置地點可分別選用開啟式、防護式、封閉式及防爆式等型式。 若參加自啟動的電動機數(shù)量多、容量大時，啟動電流過大， 可能會使廠用母線及廠用電網(wǎng)絡電壓下降，甚至引起電動機過熱，將危及電動機的安全以及廠用電網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行，因此必須進行電動機自啟動校驗。 (3)帶負荷自啟動：備用電源已帶一部分負荷，又自動投入失 去電源的工作母線段時形成的自啟動。一般電動機在額定電壓 NU* 下運行時，其最大轉(zhuǎn)矩 max*eM 約為額定轉(zhuǎn)矩 eNM* 的 2倍，如圖 31隨著電壓下降，電動機轉(zhuǎn) 矩急劇下降。 圖 31 異步電動機轉(zhuǎn)矩與電壓、轉(zhuǎn)速的關系 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 20 由于異步電動機最大轉(zhuǎn)矩 max*eM 為 ，所以臨界電壓 crU* 為 ，即電壓降低到額定值的 64%75%，電動機就開始惰行。為了保證廠用Ⅰ負荷自啟動且考慮到機械的因數(shù)，規(guī)定廠用母線電壓在電動機自起動時，應不低于 表 31所示的數(shù) 值。如圖 32(a)所示為一組電動機經(jīng)廠用高壓變壓器自啟動接線及等值電路。 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 21 (a)接線圖 (b)等值電路圖 圖 32廠用電動機自啟動接線及等值電路 mt xxUI**0** ?? (31) 式中： *I — 參加自啟動電動機的啟動電流標幺值總和； 0*U — 電源母線電壓標幺值，一般采用經(jīng)電抗器供廠用電是取 1，采用無激磁調(diào)壓變壓器取 ，采用有載調(diào)壓變壓器時取 ； tx* — 廠用電變壓器或電抗器的電抗標幺值； mx* — 參加自啟動電動機的等值電抗標幺值。 A)； avK 為電動機自啟動電流平均倍數(shù)，對備用電源一般當快速切換時可取 ，慢速切換時可取 5。假設高壓母線已帶有負荷 0S ，自啟動過程中 0S 繼續(xù)運行。故通過高壓廠用變壓器的電流 101*0122*2111*11*tttt SSUKSSUKSSUKI ??? 因122*2tSSUK 項所占比重很小，可以忽略，且 10?K ，將 1*tI 帶入電壓關系式 (37)中，即得 ? ? 11*1*0111*0* / tt SUxSSKUU ??? 而 ??cos11 PS ? 故 HtttSxUSxPKUU*10*11*110*1* 1c o s1?????????????? (39) 式中：