【正文】 燃料種類及燃燒方式、蒸汽參數(shù)等因素有關(guān)。廠用電量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分之?dāng)?shù)，稱為廠用電率。廠用電率是發(fā)電廠運(yùn)行的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。一般凝汽式火電廠的廠用電山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 13 率 5﹪～ 8﹪，熱電廠為 8﹪～ 13﹪，水電廠為 ﹪～ ﹪ 。本設(shè)計(jì)中廠用電率為 %。 廠用電率 : pK =Navc PS ?cos 100﹪， 其中 : cS —— 廠用變壓器額度容量（ MVA） NP —— 發(fā)電機(jī)額定有功功率（ MW） 廠用電負(fù)荷分類 廠用電負(fù)荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危害程度，按其重要性可分為以下幾類： (1)Ⅰ類廠用負(fù)荷。凡是屬于短時(shí)停電，可能波及人身和設(shè)備的安全，使生產(chǎn) 停頓或發(fā)電量大幅度下降的廠用負(fù)荷，都屬于Ⅰ類負(fù)荷。如火電廠的給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等等。通常它們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接到有兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上，工作電源故障后，備用電源自動(dòng)投入。 (2)Ⅱ類廠用負(fù)荷。允許短時(shí)停電（幾秒至幾分鐘），恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷，均屬于Ⅱ類廠用負(fù)荷。如火電廠的工業(yè)水泵、疏水泵、灰漿泵、輸煤設(shè)備和化學(xué)水處理設(shè)備等。一般它們均應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換。 (3)Ⅲ類廠用負(fù)荷。較長時(shí)間停電，不會(huì)直接影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上的不方便的廠用負(fù)荷。 如實(shí)驗(yàn)室、修配廠、油處理室的負(fù)荷。通常它們由一個(gè)電源供電，但在大型發(fā)電廠也常采用兩路電源供電。 (4)事故保安負(fù)荷。在 200MW 及以上機(jī)組的大容量電廠中 ,自動(dòng)化程度較高 ,要求在事故停機(jī)過程中及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi) ,仍必須保證供電 ,否則可能引起主要設(shè)備損壞、重要的自動(dòng)控制失靈或危及人身安全的負(fù)荷。按對(duì)電源要求的不同它又可分為：①直流保安負(fù)荷②交流保安負(fù)荷。 (5)不間斷供電負(fù)荷。在機(jī)組運(yùn)行期間，以及正常或事故停機(jī)過程中，甚至在停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，需要連續(xù)供電并具有恒頻恒壓特性的負(fù)荷，稱為不間斷供電負(fù)荷。一般采用由 蓄電池供電所的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或配電數(shù)控的靜態(tài)逆變裝置。 第 2 節(jié) 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則和接線形式 對(duì)廠用電接線的要求 廠用電接線的設(shè)計(jì)應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。 廠用電接線應(yīng)滿足下述要求： (1)各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的。在任何運(yùn)行方式下，一臺(tái)機(jī)組故障停運(yùn)或其鋪機(jī) 的電氣故障不應(yīng)影響另一臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行，并要求受廠用電故障影響而停運(yùn)的機(jī)組應(yīng)能在短期內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。 (2) 全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分 散接入不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。在廠用電接線中，不應(yīng)存在可能導(dǎo)致切斷多于一個(gè)單元機(jī)組的故障點(diǎn)，更不應(yīng)存在導(dǎo)致全廠停電的可能性，應(yīng)盡量縮小故障影響范圍。 (3)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能的使切換操作簡便，啟動(dòng)（備用）電源能在短時(shí)內(nèi)投入。 (4)充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，特別要注意對(duì)公用負(fù)荷供電的影響，要便于過渡，盡量減少改變接線和更換設(shè)置。 (5)200MW及其以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。當(dāng)全廠停電時(shí)，可以快山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 14 速啟動(dòng)和 自動(dòng)投入向保安負(fù)荷供電。另外，還要設(shè)計(jì)符合電能質(zhì)量指標(biāo)的交流不間斷電源，以保證不允許間斷供電的熱工保護(hù)和計(jì)算機(jī)等負(fù)荷的用電。 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則與主接線的設(shè)計(jì)原則基本相同，主要有： (1)廠用電接線應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn) 。 (2)接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求； (3)廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)、爐的廠用負(fù)荷有本機(jī)組供電，這樣，當(dāng)廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只影響一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，縮小故障范圍，接線也簡單； (4)設(shè) 計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進(jìn)性； (5)在設(shè)計(jì)廠用電接線時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用電的電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接觸方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進(jìn)行分析和論證。 廠用電的電壓等級(jí) 廠用電的電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓、廠用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠用電供電網(wǎng)絡(luò)等因素，相互配合，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后確定的。 為了簡化廠用電接線，且使運(yùn)行維護(hù)方便，廠用電電壓等級(jí)不宜過多。在發(fā)電廠和變電站中，低壓廠用電常采用 400V 或 380V，高壓廠用電電壓有 10 kv 等。為了正確選擇高壓廠用電的電壓等級(jí)，需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。 按發(fā)電機(jī)容量、電壓等級(jí)確定高壓廠用電電壓等級(jí) (1)容量在 60Mw及以下，發(fā)電機(jī)電壓為 ，可采用 3kv作為廠用高壓電壓； (2)當(dāng)容量在 100300M 時(shí)，宜選用 6kv作為廠用高壓電壓； (3)當(dāng)容量在 300Mw 以上時(shí)，若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，可采用兩種高壓廠用電電壓，即 3Kv和 10KV兩級(jí)電壓。 本設(shè)計(jì)中發(fā)電機(jī)容量為 350MW，考慮到其他因素，設(shè)計(jì)中采用高壓廠用電電壓為 6kv，低壓廠用電電壓為 380V。 廠用電源 及其引接 (1)工作電源 發(fā)電廠的廠用工作電源，是保證正常運(yùn)行的基本電源。通常，工作電源應(yīng)不少于兩個(gè)。 廠用高壓工作電源從發(fā)電機(jī)電壓回路的引接方式與主接線形式有密切關(guān)系。當(dāng)發(fā)電機(jī)和主變壓器為單元接線時(shí)，則廠用工作電源從主變壓器的低壓側(cè)引接。 廠用分支上一般都應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器。該斷路器應(yīng)按發(fā)電機(jī)機(jī)端斷路進(jìn)行選擇，其開斷電流可能比發(fā)電機(jī)出口處斷路器的還要大，對(duì)大容量機(jī)組可能選不到合適的斷路器，可加裝電抗器或選低壓分裂繞組變壓器，以限制斷路電流。對(duì)于 200Mw及其以上的機(jī)組，廠用分支都采用分相封閉母線，故障率較小 ，可不裝斷路器和隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)，以供檢修和調(diào)試用，這時(shí)，在變壓器低壓側(cè)務(wù)必裝設(shè)斷路器。 低壓廠用工作電源，由高壓廠用母線通過低壓廠用變壓器引接。若高壓廠用電設(shè)有10KV和 3KV兩個(gè)電壓等級(jí)，則 400V工作電源一般從 10KV廠用母線引接。 本設(shè)計(jì)中采用廠用工作電源從主變壓器低壓側(cè)引接，并且采用分相封閉母線。 (2)備用電源和啟動(dòng)電源 我國目前對(duì) 200Mw 以上大型發(fā)電機(jī)組，為了確保機(jī)組安全和廠用電的可靠性才設(shè)置廠用啟動(dòng)電源，且以啟動(dòng)電源兼作事故備用電源，統(tǒng)稱啟動(dòng)（備用）電源。 備用電源的引接應(yīng)保證其 獨(dú)立性，并且具有足夠的供電容量，以下是最常用的引接方式： 山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 15 1)從發(fā)電機(jī)電壓母線的不同分段上，通過廠用備用變壓器（或電抗器）引接。 2)從發(fā)電機(jī)聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，但應(yīng)保證在機(jī)組全停情況下，能夠獲得足夠的電源容量。 3)從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密、供電可靠的最低一級(jí)電壓母線引接。這樣，有可能采用變比較大的廠用高壓變壓器，增大高壓配電裝置的投資而致經(jīng)濟(jì)性較差，但可靠性較高。 4)當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)過變壓器取得獨(dú)立的備用電源或啟動(dòng)電源。 考慮以上原則，本設(shè)計(jì)中啟動(dòng)（備用）電源從變壓器側(cè) 高壓母線上通過廠用電備用電源變壓器引接。 (3)事故保安電源 對(duì) 300Mw及其以上的大容量機(jī)組，當(dāng)廠用工作電源河備用電源都消失時(shí)，為確保在嚴(yán)重事故狀態(tài)下能安全停機(jī)，事故消除后又能及時(shí)恢復(fù)供電，應(yīng)設(shè)置事故保安電源，以保證事故保安負(fù)荷，如潤滑油泵、密封油泵、熱工儀表及自動(dòng)裝置、盤車裝置、定軸油泵、事故照明和計(jì)算機(jī)等設(shè)施的連續(xù)供電。 事故保安電源必須是一種獨(dú)立而又十分可靠的電源，通常采用快速自動(dòng)程序啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組、蓄電池組以及逆變器降直流變?yōu)榻涣髯鳛榻涣魇鹿时０搽娫?。?duì) 300Mw及以上機(jī)組還應(yīng)由附近 110kv 及以上的變電站或發(fā)電廠引入獨(dú)立可靠專用線路，作為事故備用保安電源。 本設(shè)計(jì)采用快速自動(dòng)程序啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組來作為事故保安電源。 廠用電接線形式 廠用電接線方式合理與否，對(duì)機(jī)、爐、電德輔機(jī) 以及整個(gè)發(fā)電廠的運(yùn)行可靠性有很大影響。廠用電接線應(yīng)保證廠用供電的連續(xù)性，使發(fā)電機(jī)能安全滿發(fā)，并滿足運(yùn)行安全可靠、靈活方便等要求。 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接收和分配電能。 火電廠的廠用電負(fù)荷容量較大，分布面較廣，尤以鍋爐的輔助機(jī)械設(shè)備耗電量大，如吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排 粉機(jī)、磨煤機(jī)、給粉機(jī)、電動(dòng)給水泵等大型設(shè)備，其用電量約占廠用電量的 60%以上。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，高壓廠用母線均采取按鍋爐分段的原則，即將高壓廠用母線按鍋爐臺(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立段，凡屬同一臺(tái)鍋爐的廠用負(fù)荷均接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機(jī)的廠用負(fù)荷一般也接在該段母線上，而該段母線由其對(duì)應(yīng)得發(fā)電機(jī)組供電。全廠公用負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷功率及可靠性的要求，分別接到各段母線上，各段母線上的負(fù)荷應(yīng)盡可能均勻分配。當(dāng)公用負(fù)荷大時(shí)，可設(shè)公用母線段。對(duì)于 400t/h及以上的大型鍋爐，每臺(tái)鍋爐設(shè)兩段高壓廠用母 線。 低壓廠用母線一般也按鍋爐分段，常用電源則由相應(yīng)的高壓廠用母線供電。 廠用電各級(jí)電壓均采用單母線分段（按鍋爐分段）接線形式，具體用下列特點(diǎn)： ①若某一段母線發(fā)生故障，只能影響其對(duì)應(yīng)的一臺(tái)鍋爐的運(yùn)行，使事故影響范圍局限在一機(jī)一爐；②廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流較小，有利于電氣設(shè)備的選擇；③將同一機(jī)爐的廠用電負(fù)荷接在同一段母線上，便于運(yùn)行管理合安排檢修。 故本 設(shè)計(jì)中，廠用電高壓、低壓、備用母線均采用單母線分段（按鍋爐分段）接線形式。 第 3 節(jié) 廠用變壓器的選擇 廠用變壓器的選擇主要考慮廠用高壓工作變壓器和啟 動(dòng)備用變壓器的選擇，其選擇內(nèi)容包括變壓器的臺(tái)數(shù)、型式、額定電壓、容量和阻抗。 山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 16 (1)額定電壓 廠用變壓器的額定電壓應(yīng)根據(jù)廠用電系統(tǒng)的電壓等級(jí)和電源引接處的電壓確定，變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓相一致。 本設(shè)計(jì)中廠用工作電源從主變壓器低壓側(cè)引接，故一次側(cè)電壓為 23kv，二次側(cè)電壓為6 kv；廠用備用電源從主變壓器高壓側(cè)母線上引接，故一次側(cè)為 220 kv，二次側(cè)電壓為 6 kv。 (2)工作變壓器的臺(tái)數(shù)和型式 1)工作變壓器的臺(tái)數(shù)和型式主要與廠用高壓母線的段數(shù)有關(guān)，而母線的段數(shù)又與廠用高 壓母線的電壓等級(jí)有關(guān)，而母線的段數(shù)又與廠用高壓母線的電壓等級(jí)有關(guān)。當(dāng)只有 6KV一種電壓等級(jí)時(shí)，一般分兩段；當(dāng) 10KV 與 3KV 電壓等級(jí)同時(shí)存在時(shí)，則分四段。當(dāng)只有6KV 一種電壓等級(jí)時(shí)，廠用高壓工作變壓器可選用 1 臺(tái)全容量的分裂繞組變壓器，兩個(gè)分裂支路分別供兩段母線；或選用 2 臺(tái) 50％容量的 雙繞組變壓器，分別供兩段母線。如出現(xiàn) 10KV 和 3KV 兩種電壓等級(jí)時(shí)，廠用高壓工作變壓器可選用 2 臺(tái) 50％容量的三繞組變壓器，分別供四段母線。 本設(shè)計(jì)中高壓廠用電 6KV母線分為兩段，故廠用高壓工作變壓器選用 1臺(tái)全容量的分裂繞組變壓 器；而因廠用備用變壓器連接的公用亦分為兩段，故也采用分裂繞組變壓器。 2)廠用變壓器的容量必須滿足廠用電負(fù)荷從電源獲得足夠的功率。因此，對(duì)廠用高壓工作變壓器的容量應(yīng)按廠用電高壓工作變壓器的容量應(yīng)按廠用高壓計(jì)算負(fù)荷 110％與廠用電低壓計(jì)算負(fù)荷之和進(jìn)行選擇；而廠用低壓工作變壓器的容量應(yīng)留又 10％左右的裕度。 廠用高壓備用變壓器容量。廠用高壓備用變壓器或啟動(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)廠用高壓工作變壓器的容量相同；廠用低壓備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺(tái)廠用低壓工作變壓器容量相同。 (3)變壓器的阻抗 變壓器的阻抗是廠用工作變 壓器的一項(xiàng)重要指標(biāo)。廠用工作變壓器的阻抗要求比一般動(dòng)力變壓器的阻抗大，這是因?yàn)橐拗谱儔浩鞯蛪簻y(cè)的短路容量，否則將影響到開關(guān)設(shè)備的選擇，一般要求阻抗應(yīng)大于 10％；但是，阻抗過大又將影響廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)。廠用工作變壓器如果選用分裂繞組變壓器，則能在一定程度上緩解上述矛盾，因?yàn)榉至牙@組變壓器在正常工作是具有較小阻抗，而分裂繞組出口短路時(shí)具有較大的阻抗。 (4)變壓器的容量 由上一節(jié)廠用電率公式 : pK =Navc PS ?cos 100﹪， 得廠用電 容量為 : cS =%100cos ?? NpPK= ? =（ MVA） 有功功率為 : cP = avcS ?cos = =161（ MW） 得廠用變壓器容量為 : Sn = cS （ 1+10%） = =（ MVA） 第 4 節(jié) 廠 用電動(dòng)機(jī)選擇和自啟動(dòng)校驗(yàn) 廠用機(jī)械設(shè)備所使用的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，簡稱廠用電動(dòng)機(jī)。在發(fā)電廠中有大量的廠用機(jī)械設(shè)備及相應(yīng)的廠用電動(dòng)機(jī)，是廠用電的主要負(fù)荷。 廠用電動(dòng)機(jī)的選擇 (1)廠用電動(dòng)機(jī)的類型及特點(diǎn) 發(fā)電廠中各種廠用機(jī)械設(shè)備所使用的廠用電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和直流電山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)論文 17 動(dòng)機(jī)三類。其中使用最多的是異步電動(dòng)機(jī)，特別是鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。三類電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和適用范圍敘述如下。 1)異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，操作維護(hù)方便，過載能力強(qiáng)，且價(jià)格便宜，但啟動(dòng)電流大，調(diào)速困難。 在發(fā)電廠中廣泛使用的鼠籠式異步電動(dòng) 機(jī)有三種結(jié)構(gòu)形式，即單鼠籠式、和深槽式雙鼠籠式。后兩種具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流較小等較好的啟動(dòng)性能。 繞線式異步電動(dòng)機(jī)最大特點(diǎn)是可以均勻地?zé)o極調(diào)