发电厂电气部分辅导资料十

发电厂电气部分辅导资料十
主题：第四章厂（所）用电（第3—4节）
学习时间：2014年6月2日—6月8日
内容：
第四章厂（所）用电
这周我们将学习第四章中的第5—7节，这部分主要介绍所用变压器的选择及厂用电动机的选择和启动及自启动校验，厂用电源的切换。

第五节所用变压器的选择
4.5.1 厂（所）用变压器选择的基本原则和应考虑因素
1.变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂（所）用电系统的额定电压相适应。

2.联接组别的选择，应使同一电压级的厂（所）用工作、备用变压器输出电压的相位一致。

3.阻抗电压及调压型式的选择，应使在引接点电压及厂（所）用电负荷正常波动范围内，厂（所）用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的±5%。

4.变压器的容量必须保证厂（所）用机械及设备能从电源获得足够的功率。

4.5.2 厂用负荷的计算
1.计算原则
a.经常而连续运行的设备应予以计算
b.机组运行时，不经常而连续运行的设备也应予以计算
c.经常而短时及经常而断续运行的设备应适当计算；不经常而短时及不经常而断续运行的设备应不予以计算
d.由同一厂用电源供电的互为备用的设备，只计算运行部分
e.由不同厂用电源供电的互为备用的设备，应全部计算
f.分裂电抗器应分别计算每臂通过的负荷
4.5.3 厂用变压器容量的选择
1.高压厂用工作变压器容量按照高压厂用电计算负荷的110%与低压厂用电计算负荷之和选择
a.双绕组变压器的容量选择
b.分裂绕组变压器分裂绕组容量
4.5.4 所用变压器容量的选择1.主要所用电负荷特性
2.所用变压器负荷计算原则
a.连续运行及经常短时运行的设备应予以计算
b.不经常短时及不经常断续运行的设备不予以计算
3.所用变压器容量选择
第六节厂用电动机的选择和启动及自启动校验
4.6.1 厂用机械、厂用电动机特性和电力拖动方程
1.厂用机械特性
按照负荷转矩特性可以分为两种类型
a.具有恒定负载转矩特性的机械
b.有非线性负载转矩特性的机械
风机、油泵及工作时没有静压力的离心式水泵
工作时有静压力的离心式水泵
2.厂用电动机的类型及其特性
1)异步电动机
鼠笼式
优点：不需要任何特殊启动设备、操作简单、可靠性高；
缺点：启动电流大、启动转矩小、难于调速
线绕式
优点：可调节转速、启动转矩和启动电流、启动电流小、启动转矩大；缺点：启动操作麻烦、维护复杂
2)同步电动机
优点：效率高，转速恒定，可作为无功发电机
缺点：结构较复杂，需励磁系统，可靠性较低
3)直流电动机
优点：大范围均匀平滑调速、启动转矩较大、启动电流小；
缺点：制造工艺复杂、启动复杂、需要专门直流电源、可靠性低
4.6.2 厂用电动机选择
1.型式选择
根据调速要求、被拖动机械的特性、启动条件等选择
2.额定电压选择
与厂用电系统的额定供电电压一致
3.额定转速选择
与被拖动机械的正常转速配合对于转速相等或相近的情况，多采用联轴器直接传动方式
4.额定容量选择：必须满足被拖动机械在最大出力下的需要
4.6.3 电动机启动及自启动电压校验
1.校验条件
1)单台电动机正常启动时电压校验
对功率为电源容量的20%以上的电动机，应验算正常启动时的电压水平；对功率为2000kW及以下的6kV电动机、200kW及以下的380V电动机，可不校验。

电动机正常启动时，厂用母线电压应不低于额定电压的80%；电动机端电压应不低于额定电压的70%
2)成组电动机自启动时厂用母线电压校验
什么叫电动机的自启动？
厂用电系统中运行的电动机，当断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一过程称为惰行。

若电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间(一般在0.5－1s)内，厂用电压又恢复或通过自动切换装臵将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。

为什么要进行电动机的自启动的校验？
如果参加自启动的电动机的数量多、容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电系统电压下降，甚至引起电动机本身发热。

这些数值如果超过允许指标，将危及厂用电系统的稳定运行和电动机的安全与寿命。

自启动的分类
失压自启动：运行中突然出现事故，电压降低，当事故消除后电压恢复时形成的自启动。

空载自启动：备用电源空载状态时，自动投入失去电源的工作段所形成的自启动。

带负荷自启动：备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段时形成的自启动。

厂用工作电源一般只考虑失压自启动，备用电源及启动/备用电源需考虑失压、空载及带负荷自启动三种方式。

校验内容
已知参加自启动的电动机容量，计算自启动时厂用母线段上的电压是否保持所要求的水平；
电动机自启动过程中，定、转子绕组温升是否超过允许值。

2.电动机自启动校验
1)高压厂用电动机单独自启动电压校验
第七节厂用电源的切换
厂用电源的切换有以下几种情况：
a.机组起动时，其厂用负荷需由启动/备用变压器供电，待机组起动完成后，再切换至由工作电源供电；
b.机组正常停机时，停机前要将厂用负荷从工作电源切换到备用电源供电；
c.厂用工作电源发生事故而被切除时，备用电源自动投入。

对大容量机组，厂用工作电源与备用电源之间切换的要求如下：
a.厂用电系统的任何设备不能由于厂用电的切换而承受不允许的过载和冲
击；
b.在厂用电切换过程中，必须尽可能地保证机组功率的连续输出，机组控制的稳定和机炉的安全运行。

1.厂用电失电影响
a.电动机定子绕组产生变频反馈电压，及母线存在残压。

其大小和频率都随着时间而降低；
b.电动机转速下降。

2.切换分析
a.厂用工作电源因故障切除后，母线残压幅值和频率都不断衰减。

其衰减速度与该段母线所带负荷相关。

电压衰减呈非线性趋势；频率衰减近似呈线性变化。

b.由于母线残压频率的下降，使母线残压与备用电源电压之间的相角差及电压差不断变化。

相角差第一次达到反相时，电压差最大。

为避免最大合闸冲击电流对电动机的冲击，必须避开接近反相时进行切换。

c.当母线残压下降到额定电压的20%-40%时，部分电动机已被低电压保护切除，以满足部分重要电动机的自启动。

4.7.2 厂用电源的切换方式
1.正常切换
2.事故切换
1)按断路器的动作顺序区分
a.断电切换
b.同时切换
2)按切换速度区分
a.快速切换
b.慢速切换
3.几种单机容量600MW的电厂厂用电源切换方式
A电厂
正常切换：当厂用电源需由启动/备用变转为工作变供电时，只需将工作变断路器合上，其断路器辅助触点自动跳开启动/备用变断路器。

事故切换：采用带有同期检定厂用母线的快速自动切换装臵，并带有“慢速断电切换”作后备。

B电厂
正常切换：采用手动准同期方式。

事故切换：采用快速同时切换。

C电厂
正常切换：采用经同步检定的手动短期并联切换法。

事故切换：设有快速切换并有慢速切换作后备。

习题：
(一) 填空题
1、厂用机械按照负荷转矩可以分为两种类型：______________、
______________。

答案：具有恒定负载转矩特性的机械、有非线性负载转矩特性的机械
2、直流电动机的优点是可以大范围均匀平滑调速、启动转矩______________、启动电流______________。

答案：较大、小
（二）简答题
1、厂（所）用变压器选择的基本原则和应考虑因素有哪些？
答案：
a.变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂（所）用电系统的额定电压相适应。

b.联接组别的选择，应使同一电压级的厂（所）用工作、备用变压器输出电压的相位一致。

c.阻抗电压及调压型式的选择，应使在引接点电压及厂（所）用电负荷正常波动范围内，厂（所）用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的±5%。

d.变压器的容量必须保证厂（所）用机械及设备能从电源获得足够的功率。

2、厂用电源的切换有以下哪种情况？
答案：
a.机组起动时，其厂用负荷需由启动/备用变压器供电，待机组起动完成后，再切换至由工作电源供电；
b.机组正常停机时，停机前要将厂用负荷从工作电源切换到备用电源供电；
c.厂用工作电源发生事故而被切除时，备用电源自动投入。