1、教學(xué)目的：教學(xué)目的：了解火電廠、水電站的自用負(fù)荷的特點(diǎn)及 分類；學(xué)會對自用負(fù)荷的分析統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行 自用變壓器的選擇；熟悉自用電源的引接 方式、自用負(fù)荷的供電回路及自用電的接 線方式。重重 點(diǎn)：點(diǎn)：自用負(fù)荷的供電回路及自用電的接線方式。 難難 點(diǎn)：點(diǎn)：自用負(fù)荷的供電回路及自用電的接線方式。 所謂自用電自用電是指發(fā)電廠或變電所在生產(chǎn)過程中，自身所使用的電能。尤其是發(fā)電廠，為了保證電廠的正常生產(chǎn)，需要許多由電動機(jī)拖動的機(jī)械為發(fā)電廠的主要設(shè)備主要設(shè)備和輔助設(shè)備輔助設(shè)備服務(wù)，這些機(jī)械被稱為廠用機(jī)械。此外，還要為運(yùn)行、檢修和試驗(yàn)運(yùn)行、檢修和試驗(yàn)提供用電負(fù)荷。發(fā)電廠的自用電也稱為廠用電發(fā)電廠的自用電也稱為廠用

2、電。 自用電也是發(fā)電廠或變電所的最重要的負(fù)荷，其供電電源、接線和設(shè)備必須可靠電源、接線和設(shè)備必須可靠，以保證發(fā)電廠或變電所的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行 。| 第一節(jié)第一節(jié) 自用負(fù)荷自用負(fù)荷 一、水電站的站一、水電站的站用負(fù)荷用負(fù)荷 水電站的站用負(fù)荷通常有以下三類： （1 1）水輪發(fā)電機(jī)組的自用電）水輪發(fā)電機(jī)組的自用電 調(diào)速器壓油裝置的壓油泵、漏油泵；機(jī)組軸承的潤滑油（水）泵；水輪機(jī)頂蓋排水泵；機(jī)組技術(shù)供水泵；蝴蝶閥壓油裝置壓油泵、漏油泵等。 (2)(2)站內(nèi)公用電站內(nèi)公用電 水電站油、氣、水系統(tǒng)的用電；直流操作電源與載波通信電源；廠房橋機(jī)、進(jìn)水閥門和尾水閘門啟閉機(jī)等；廠房和升壓站的照明和電熱；全

3、廠通風(fēng)、采暖及空調(diào)、降溫系統(tǒng)；主變冷卻系統(tǒng)如冷卻風(fēng)扇、油泵、冷卻油泵；其他如檢修電源、試驗(yàn)室電源等。 (3)(3)站外公用電站外公用電 主要有大壩及船閘設(shè)備，如閘門啟閉機(jī)，升船機(jī)等用電。 二、火電廠的自二、火電廠的自用負(fù)荷用負(fù)荷 火電廠的自用機(jī)械主要有如下幾類： 用于卸煤或在煤場范圍內(nèi)運(yùn)煤的設(shè)備；將煤從煤場運(yùn)給碎煤機(jī)；碎煤設(shè)備；制造煤粉設(shè)備；為鍋爐服務(wù)設(shè)備；汽輪發(fā)電機(jī)自用設(shè)備；主變冷卻系統(tǒng)設(shè)備；供熱裝置設(shè)備；其他輔助設(shè)備。 三、三、自用電負(fù)荷的分類自用電負(fù)荷的分類 1.1.按重要性分類按重要性分類 (1)I類負(fù)荷：不能停電的設(shè)備，需接到兩個獨(dú)立的電源母線上 (2)II類負(fù)荷：只能短時停電，應(yīng)由

4、兩段母線供電，并采用手動切換 (3)III類負(fù)荷：可以停電，由一個電源供電。 2. 按運(yùn)行方式分類按運(yùn)行方式分類 (1)A類負(fù)荷：經(jīng)常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷 (2)B類負(fù)荷：經(jīng)常短時斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷 (3)C類負(fù)荷：不經(jīng)常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷 (4)D類負(fù)荷：偶然啟動運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷 3. 按是否自起動分類按是否自起動分類 指在電源消失時停止運(yùn)行后無需運(yùn)行人員作起動操作即可自行起動，迅速恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （1）能自啟動電動機(jī) （2）不能自啟動電動機(jī)| 發(fā)電廠在一定時間內(nèi)，廠用電所消耗的電量占發(fā)電廠總發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。計(jì)算公式為 式中 KCY廠用電率（%）； ACY廠用電量，kWh； AG總發(fā)電量，kWh。 發(fā)

5、電廠的廠用電率與電廠類型、容量、自動化水平、運(yùn)行水平等多種因素有關(guān)。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(fā)電成本，提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，而且還可以增加對系統(tǒng)的供電量。%100GCYCYAAK| 廠用負(fù)荷的供電電壓，主要取決于發(fā)電機(jī)的額定容量、額定電壓；廠用電動機(jī)的電壓、容量等因素。發(fā)電廠和變電所中一般供電網(wǎng)絡(luò)的電壓:低壓供電網(wǎng)絡(luò)為0.4kV（75KW電動機(jī)采用）；高壓供電網(wǎng)絡(luò)有3kV、6kV（220KW以上電動機(jī)采用）、10Kv（1000KW以上電動機(jī)采用）。 工作電源是指保證發(fā)電廠或變電所正常運(yùn)行的電

6、源。工作電源應(yīng)不僅要供電可靠，而且要滿足廠用負(fù)荷容量的要求。廠用工作電源一般取自發(fā)電機(jī)電壓母線，由廠用低壓變壓器獲得。| 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(dāng)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明備用和暗備用暗備用兩種方式。 明備用明備用就是專門設(shè)置一臺變壓器（或線路），它經(jīng)常處于備用狀態(tài)（停運(yùn)）。暗備用暗備用就是不設(shè)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(yùn)行時，每臺變壓器都在半載下運(yùn)行，互為備用狀態(tài)。 廠用備用電源應(yīng)盡量保證其獨(dú)立性，即失去工作電源時，不應(yīng)影響備用電源的供電。此外，還應(yīng)裝設(shè)

7、備用電源自動投入裝置。 （1）供電可靠、運(yùn)行靈活。 （2）接線簡單清晰、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低。 （3）盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障停電范圍，并應(yīng)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(yīng)與發(fā)電廠電氣主接線緊密配合，體現(xiàn)其整體性。 （5）電廠分期建設(shè)時廠用電接線的合理性。應(yīng)便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，不致中斷廠用電的供應(yīng)。尤其是對備用電源的接入和公共負(fù)荷的安排要全面規(guī)劃、便于過渡。 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。 在火電廠中，高壓母線均采取按爐分段的接線原則采取按爐分段的接線原則，即將廠用電母線按照鍋爐的臺數(shù)分成若干獨(dú)立

8、段，凡屬同一臺鍋爐及同組的汽輪機(jī)的廠用負(fù)荷均接于同一段母線上，這樣既便于運(yùn)行、檢修，又能使事故影響范圍局限在一機(jī)一爐，不致過多干擾正常運(yùn)行的完好機(jī)爐。低壓廠用母線一般也按爐分段，高壓廠用電源則由相應(yīng)的高壓廠用母線提供。 一、一、自用負(fù)荷的分析統(tǒng)計(jì)自用負(fù)荷的分析統(tǒng)計(jì) 1.計(jì)算計(jì)算自用負(fù)荷的運(yùn)行方式自用負(fù)荷的運(yùn)行方式 自用負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的目的是為了求出最大自用負(fù)荷值，并以此作為選擇自用變壓器和自用電器的依據(jù)。 2. 自用負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)原則自用負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)原則 (1)計(jì)入經(jīng)常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)常短時斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷。 (2)計(jì)入不經(jīng)常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷。 (3)偶然運(yùn)行的負(fù)荷可不計(jì)入。 (4)互為備用的負(fù)荷只計(jì)入同時運(yùn)行的

9、容量。 第第2 2節(jié)節(jié) 自用變壓器的選擇自用變壓器的選擇MeMMeMjpScos 3. 各負(fù)荷的計(jì)算容量各負(fù)荷的計(jì)算容量（1）電動機(jī)：MjS電動機(jī)的計(jì)算容量（kVA）；MeP電動機(jī)的額定功率（kW）；M電動機(jī)的效率，平均取0.85；Mecos電動機(jī)的額定功率因數(shù)，平均取0.82。 310cosgegegjpS（2）日光燈和高壓汞燈：）日光燈和高壓汞燈：（3）白熾燈：）白熾燈： 白熾燈、碘鎢燈、電熱器及電爐等純有功負(fù)荷，計(jì)算容量（kVA）等于其額定容量（kW）。gjSgePgecos日光燈（或高壓汞燈）的計(jì)算負(fù)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(shù)

10、， 一 般取0.40.6。 (5)單相負(fù)荷：單相負(fù)荷： 若單相負(fù)荷能按三相對稱分布，則三相計(jì)算容量等于 各單相容量之和：hehjSS13SSj(4)電焊機(jī)電焊機(jī)hjShjS 電焊機(jī)的計(jì)算容量（kVA）； 電焊機(jī)的額定容量（kW）； 電焊機(jī)的暫態(tài)率，指焊接時間與工作周期之比， 一般取0.65。 jwtfSkkkSmax4.自用電最大負(fù)荷自用電最大負(fù)荷maxS自用電總計(jì)算負(fù)荷（kVA）；jS參加統(tǒng)計(jì)的自用電負(fù)荷計(jì)算容量之和（kVA）；fk自用電負(fù)荷的平均負(fù)荷率，一般取0.70.8；tk自用電負(fù)荷的平均同時率，一般取0.60.8；wk自用電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)損率，一般取1.05。 二、二、自用變的選擇自用變的

11、選擇 1.型式的選擇型式的選擇 目前可供選擇的自用變壓器的型式有油浸式油浸式和干干式式兩種，后者又分為普通干式和環(huán)氧樹脂澆注式等。比較三種變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)及投資，再綜合考慮選擇變壓器的類型。由于油浸式變壓器屋內(nèi)布置需要防火防爆小間，且要考慮通風(fēng)散熱以及事故排油設(shè)施，因此，目前中小型水電站推薦采用干式變壓器。 2.臺數(shù)和容量的選擇臺數(shù)和容量的選擇 中小型水電站自用變壓器一般采用12臺臺，2臺變壓器應(yīng)分別臺變壓器應(yīng)分別接在接在2個獨(dú)立引接點(diǎn)。個獨(dú)立引接點(diǎn)。正常運(yùn)行時各分擔(dān)一半的自用負(fù)荷；當(dāng)其中一個自用電源停電或發(fā)生故障時，由另一臺自用變擔(dān)負(fù)全部自用負(fù)荷。 maxSSkegmaxSSe部分小型水電站只

12、設(shè)一臺自用變壓器，而另從電站生活區(qū)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(fù)荷運(yùn)行，則：故每臺自用變的容量應(yīng)為：故每臺自用變的容量應(yīng)為：eS單臺自用變壓器額定容量（kVA）；maxS自用電最大計(jì)算負(fù)荷（kVA）；gk考慮事故情況下的變壓器允許過負(fù)荷倍數(shù)， 對油浸式取1.31.4，對干式取1.11.2。 3.廠用電動機(jī)廠用電動機(jī)自起動校驗(yàn)自起動校驗(yàn) 為保證人身安全和發(fā)電廠正常運(yùn)行，要求發(fā)電廠、類負(fù)荷的電動機(jī)能自起動。由于自用母線電壓消失后又恢復(fù)時，具有自起動的電動機(jī)同時自起動，巨大的起動電流將使主盤母線電壓急劇下降，過低的母線電壓又將導(dǎo)致電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩過小而延長起

13、動時間，引起磁力起動器抖動甚至跳躍，造成起動困難。 （1）主母線起動電壓）主母線起動電壓校驗(yàn)。校驗(yàn)。 自起動時主母線電壓與母線額定電壓的百分?jǐn)?shù)可按下式計(jì)算：eMKststSSUKUU100%1%1%stU起動電壓與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)；%1U高壓側(cè)電源折算到低壓側(cè)時與低壓側(cè)額定電壓之比 的百分?jǐn)?shù)，一般取105；%kU自用變阻抗電壓百分?jǐn)?shù)；stk自起動電動機(jī)群的平均起動電流倍數(shù)，一般取6-7；MS自起動電動機(jī)群總額定容量（kVA）；eS自用變壓器額定容量（kVA）。（2）起動容量）起動容量校驗(yàn)。校驗(yàn)。 由上式導(dǎo)出允許電動機(jī)自起動容量為：stekststMKSUUUUS%100%)%(1stMKS

14、SSM00SMS若電動機(jī)起動前自用變已帶有負(fù)荷 ，則起動容量 可修正如下： 自用電接線是指從自用變壓器高壓側(cè)的引接到自用負(fù)荷供電的整個網(wǎng)絡(luò)，包括電源引接方式電源引接方式、接線形式接線形式和供電網(wǎng)絡(luò)供電網(wǎng)絡(luò)等部分。 一、一、 自用電源的引接方式自用電源的引接方式 自用電的引接點(diǎn)是指從自用變壓器高壓側(cè)與電廠或電網(wǎng)的連接點(diǎn)。顯然，引接點(diǎn)的可靠性很大程度上決定了自用電的可靠性。由于引接點(diǎn)本身并非供電源，為了滿足對自用電的要求，要求引接點(diǎn)必須與一個或幾個電源相連，實(shí)現(xiàn)多電源的供電。 為了保證供電的可靠性，自用負(fù)荷一般采用雙電源供電，既有工作電源又有備用電源，當(dāng)工作電源故障或消失時，由備用電源繼續(xù)供電。

15、備用電源的運(yùn)行方式簡稱電源備用方式，通常有明備用和暗備用兩種。 第第3 3節(jié)節(jié) 水電站自用電接線水電站自用電接線 中小型水電站的自用電源盡可能從電壓較低的高壓母線中小型水電站的自用電源盡可能從電壓較低的高壓母線上引接，常用的引接方式有以下幾種：上引接，常用的引接方式有以下幾種：（1）兩臺自用變分別接在單元接線的發(fā)電機(jī)電壓母線或分段母線作為引接點(diǎn)，采用暗備用方式，這種備用方式電源自用變高壓側(cè)一般采用高壓熔斷器引入。（2）兩臺自用變壓器以發(fā)電機(jī)電壓母線為內(nèi)側(cè)自用電源引接點(diǎn)，以對側(cè)有可靠電源（如對側(cè)是電網(wǎng)或發(fā)電廠）的輸電線路或升壓側(cè)母線為外側(cè)自用電源引接點(diǎn)。（3）設(shè)一臺自用變作為水電站自用電源內(nèi)側(cè)引

16、接點(diǎn)，作為自用電工作電源，供給全部自用負(fù)荷。二、自用電的接線形式二、自用電的接線形式1.單層輻射式供電2.雙層輻射式供電3.干線式供電4.互為備用式供電主盤主盤分盤分盤分盤分盤 在中小型降壓變電所中，自用電的負(fù)荷主要是照明、蓄電池的充電設(shè)備、硅整流設(shè)備、變壓器的冷卻風(fēng)扇、采暖、通風(fēng)、油處理設(shè)備、檢修器具以及供水水泵等。其中，重要負(fù)荷有主變壓器的冷卻風(fēng)扇或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻裝置的油泵、水泵、風(fēng)扇以及整流操作電源等。T 第第4 4節(jié)節(jié) 變電站自用電接線變電站自用電接線T 變電所的自用電接線簡單，中小型降壓變電所采用1臺所用變壓器即可，從變電所中最低一級電壓母線引接電源，其副邊采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四相制供電，動力和照明合用一個電源。 樞紐變電站、總?cè)萘繛?0MVA及以上的變電所、裝有水冷卻或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調(diào)相機(jī)的變電所，均