第二节 发电厂的厂用电
小型火力发电厂设计规范
小型火力发电厂设计规范GBJ 49—83(试行)主编部门：中华人民共和国水利电力部批准部门：中华人民共和国国家经济委员会试行日期：1983年6月1日关于颁发《小型火力发电厂设计规范》的通知经基［1983］72号根据原国家建委(78)建发设字第562号通知的要求，由水利电力部会同有关单位编制的《小型火力发电厂设计规范》已经有关部门会审。
现批准《小型火力发电厂设计规范》GBJ 49—83为国家标准，自一九八三年六月一日起试行。
本规范由水利电力部管理，其具体解释等工作，由水利电力部中南电力设计院负责。
国家经济委员会一九八三年一月二十七日编制说明本规范是根据原国家基本建设委员会(78)建发设字第562号通知，由水利电力部中南电力设计院会同有关设计单位共同编制而成。
在编制过程中，结合我国现有的技术经济水平，向全国有关单位进行了较为广泛的调查研究和必要的测试工作，总结了建国以来发电厂设计、施工和运行的实践经验，并征求了全国有关单位的意见，最后由有关部门共同审查定稿。
本规范共分九章和八个附录。
其主要内容有：总则、厂址选择、厂区规划、热机、电气、辅助设施、给水排水、建筑和结构及采暖和通风等。
在试行本规范过程中，希各单位注意积累资料，总结经验。
若发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄武汉市中南电力设计院，并抄送我部电力规划设计院，以便今后修订时参考。
水利电力部一九八二年十二月第一章总则第1.0.1条小型火力发电厂(以下简称发电厂)设计，必须认真执行国家的技术经济政策，结合发电厂的特点，应实行综合利用，充分利用热能，讲求经济效益，因地制宜地利用煤炭资源，节约用水，认真保护环境，努力改善劳动条件，做到切合实际、技术先进、经济合理、安全适用的要求。
第1.0.2条本规范适用于单台汽轮发电机的额定功率为750～6000kW和单台燃煤锅炉的额定蒸发量为6.5～35t/h的新建或扩建的发电厂设计。
第1.0.3条发电厂设计应考虑全厂的整体一致性。
第六章 火电厂电气主接线及厂用电
三、厂用电源分类 1. 工作电源
•含义： – 保证正常运行的基本电源
•要求： – 供电可靠 – 电压和容量满足要求 •引接方式： – 有机压母线的机组：从该母线上引接。 – 单元接线的机组：从主变低压侧引接。 – 扩大单元接线的机组：从发电机出口或主变低压侧引接。 发电厂的工作电源包括：6kV、10kV高压工作电源、380V 低压工作电源、110V、220V直流工作电源和220V交流不间断 电源（UPS）。
五、电气设备的主要倒闸操作内容 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 电力线路或负荷的送电/停电操作； 发电机的并列/解列操作； 电力变压器的投运/停运操作； 工作电源与启/备电源互换操作； 倒母线和倒旁路操作； 直流电源启用/停用操作； 改变中性点接地方式操作； 继电保护装置启用/停用操作； 电气自动装置启用/停用操作； 测量、监视、控制和信号装置的启用/停用操作。
• 3. 对操作断路器的要求 • （1）在一般情况下，断路器不允许就地带电手动合闸。
这是因为手动合闸慢，易产生电弧，但特殊需要时例外。
• （2）当远距离操作断路器时，不得用力过猛，以防止损 坏控制开关，也不得返回太快，以防止断路器合闸后又跳闸。
• （3）在断路器操作后，应检查有关信号及测量仪表的指
④ 事故保安负荷：
• 根据对电源的要求不同，事故保安负荷又可分为： – 直流保安负荷：如发电机组的直流润滑油泵、事故氢密 封油泵等； – 交流保安负荷：如盘车电动机、交流密封油泵、实时控 制用的电子计算机等。 • 事故保安负荷的供电方式： – 直流保安负荷的直流电源由蓄电池组供电。
– 交流保安负荷的交流电源由快速自启动柴油发电机组且 有自动投入装置功能，或燃气轮机组，或具有可靠的外 部独立电源供电。对交流不间断供电负荷，可接于蓄电 池组的逆变装置。
第四章 发电厂厂用电
2,低压厂用电系统的中性点接地方式 (1)中性点经高电阻接地系统 特点: a,单相接地故障时,可以避免开关立即跳闸和电动机停运,也 防止了由于熔断器一相熔断造成的电动机两相运转,提高了低 压厂用电系统的运行可靠性; b,单相接地故障时,单相接地电流值在小范围内变化,可以采 用简单的接地保护装置实现有选择性的动作; c,必须另设照明,检修网络,需增加照明和其它单相负荷的供 电变压器; d,不需要为了满足短路保护的灵敏度而放大馈线电缆的截面; 适用范围:电厂的低压厂用电系统一般均可采用.
其中 KP厂用电率(%); SC厂用计算负荷(kVA); cosφav平均功率因数,一般取0.8; PN发电机额定功率(kW). 厂用电率是发电厂主要的经济指标之一,一般凝汽式火电厂为 5~8%,热电厂为8~13%,水电厂为0.5~1.0%,核电厂为4~5%. 降低厂用电率可以降低发电成本,提高对系统的供电量.
换算系数的选取;
2,轴功率法:
二,厂用变压器的选择
1,额定电压 变压器一,二侧额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电 压相一致; 2,台数和型式 当厂用高压母线只有3KV或6KV一种电压等级时,可选一台 全容量的分裂绕组变压器分别供两段母线;或选两台50%容 量的双绕组变压器分别供两段母线; 当厂用高压母线出现3KV或10KV两种电压等级时,可选选 两台50%容量的三绕组变压器分别供四段母线; 3,厂用变压器的容量 双绕组变压器: S T ≥ 1.1S H + S L 分裂绕组变压器:高压绕组 S tsl ≥ ∑ S c S r S ts 2 ≥ S c 分裂绕组 4,厂用变压器的阻抗:一般要求短路电压百分值大于10%
五,厂用电接线的基本形式
发电厂的厂用电接线常采用"按炉分段",且设立"公用 厂用母线段"的单母线分段接线形式,并使用成套配电 装置接受和分配电能.以下是典型接线:
发电厂原则性热力系统
1650t/h; 23.54MPa; 540℃ 3.56MPa, 540℃
B
HPC 12
65 43
3
IPC 4 56
7 8 C
2LPC 7 8 C
M
3.98MPa; 293℃
H1
5.72MPa; 340℃
1.79MPa; 464℃
pc1
pc2
H2
1.14MPa; 385℃ BH2
C
Pe=505MW
图7-2为引进美国技术 国产的N600-16.7/537/ 537型机组，配HG2008/186M强制循环汽 包炉的发电厂原则性热 力系统图。与图7-1对 比，仅指出其不同之处： 汽轮机组为单轴四缸四 排汽反动式汽轮机，额 定工况时机组热耗率为 8024.03 kJ/(kWh)。
图7-2 N600-16.7/537/537型机组的发电厂原则性热力系统
第七章 发电厂原则性热力系统
本章先介绍拟定发电厂原则性热力系统的基本方法，并列举国 内外大容量发电机组中具有代表性的火电、核电、燃气-蒸汽 联合循环发电的原则性热力系统，并兼顾了凝汽式、供热式两 类机组的发电厂原则性热力系统。同时介绍了发电厂原则性热 力系统的计算方法，并以常规热量法的额定工况计算为例进行 介绍。本章最后附有亚临界600MW机组、超临界800MW机组 和双抽汽式供热机组的火力发电厂原则性热力计算实例。
（二）选择汽轮机 凝汽式发电厂选用凝汽式机组，其单位容量应根据系统规划容量、负荷增长速度 和电网结构等因素进行选择。各汽轮机制造厂生产的汽轮机型式、单机容量及其 蒸汽参数，是通过综合的技术经济比较或优化确定的。
（三）绘发电厂原则性热力系统图 汽轮机型式和单机容量确定后，即可根据汽轮机制造厂提供的该机组本体汽水系 统，和选定的锅炉型式来绘制原则性热力系统图。
水电厂厂用电
第一节发电厂的厂用电一、厂用电和厂用电率在火电厂和水电厂的生产过程中，都需要许多机械为主要设备和辅助设备服务，以保证发电厂的正常生产，这些机械设备称为厂用机械。
厂用机械除极少数（如汽动给水泵），都用电动机拖动。
所有厂用电动机的用电，以及全厂其它方面，如运行操作、试验、修配、照明等的用电，统称为厂用电。
为了维持发电厂的正常运行，必须保证厂用电的可靠性。
在一定时间内，如一月或一年内，厂用电的耗电量占发电厂总发电量的百分数，称为发电厂的厂用电率。
降低厂用电率可以降低发电厂的发电成本，同时相应地增大了对系统的供电量。
因此运行中要“少用多发”，提高发电厂的经济效益。
发电厂的厂用电率与发电厂和类型、自动化程度等有关。
一般凝汽式火电厂的厂用电率为5%-8%，热电厂的厂用电率为8%-10%，水电厂的厂用电率为0.2%-2.0%。
二、水电厂的主要厂用负荷（1）机组自用电部分，压油装置油泵、机组调速和轴承润滑系统用油、水内冷水系统、水轮机项盖排水泵、漏油泵、主变压器冷却设备等。
（2）全厂公用电部分：厂房吊车、快速闸门启闭设备、闸门室吊车、尾水闸门吊车、蓄电池组和浮充电装置、空气压缩机、中央修配厂、滤油机、全厂照明等。
三、厂用电负荷按重要性分类厂用电负荷，按其用电设备在生产中的作用，以及中断供电时对设备，人身造成的危害程度不同，按其重要性一般分为四类：（1）一类负荷：凡短时（包括手动切换恢复供电所需的时间）停电，可能影响人身和设备安全，使主设备生产停顿或发电量下降的负荷，如火电厂的给水泵、吸风机等；水电厂的水轮发电机的调速和润滑油泵、空气压缩机等。
对一类负荷应有两个独立的母线供电，当一个电源失去后，另一个电源立即自动投入。
以一类厂用电动机应保证自启动。
（2）二类负荷：允许短时停电（几秒甚至几分钟），但是停电时间过长可能损坏设备或引起生产混乱的负荷。
如火电厂的工业水泵、输煤机械等，水电厂的大部分厂用负荷。
对二类负荷，应有两个独立电源供电的母线供电，一般允许采用手动切换。
第二节热电联合生产及热电厂总热耗量的分配
第⼆节热电联合⽣产及热电⼚总热耗量的分配第⼆节热电联合⽣产及热电⼚总热耗量的分配⼀热电联产如第⼀章所述，热电联产是指电⼚对热电⽤户供应电能和热能，并且⽣产的热能是取⾃汽轮机做过部分或全部功的蒸汽，即同⼀股蒸汽（热电联产汽流）先发电后供热。
这种发电⼚称为热电⼚。
图3—6所⽰是热电⼚的热⼒系统简图。
特别需要指出的是对于抽汽式汽轮机，只有先发电后供热的供热汽流t h D ,才属于热电联产，⽽凝汽流c D 仍属于分产发电，同样热电⼚⽤锅炉⽣产的新蒸汽b D ,h 经减温减压后供给热⽤户仍属分产供热。
图3-6 热电⼚热⼒系统简图⼆热电⼚总热耗量的分配在热电⼚中，⼯质所吸收的热量不但⽣产电能（需要⼀定功率），⽽且要满⾜热⽤户所需要的电能。
因此表征热电⼚的热经济性指标，除按照⽣产电能的指标外，还必须考虑⽣产热能的指标，可见热电联产热经济指标的确定⽐分产要复杂和困难得多。
为了确定其电能和热能的⽣产成本及分项的热经济指标，必须将热电⼚总热耗量合理地分配给两种产品。
⽬前国内外对热电联产总热耗量分配⽅法有热量法、实际焓降法、做功能⼒法及热经济学法等多种。
各种⽅法都有⼀定的合理性和局限性，本⽂主要介绍钱三种计算⽅法。
1. 热量法热量法的核⼼是只考虑能量的数量，不考虑能量的质量的差别。
将热电⼚的总热耗量按⽣产两种产品的数量⽐列进⾏分配。
热电⼚总热耗量h kJ Q Q Q B Q pb bbnet tp ηηη0tp ==式中 tp B ——热电⼚总燃料消耗量，h kg ；n e tQ ——燃料低位发热量，kg J k 。
热电⼚分配给供热⽅⾯的热耗量是以热⽤户实际消耗的热量为依据的，即分配给供热⽅⾯的热耗量为h kJ QQ Q hsp b pb hh tp ηηηηη==, （3-12）式中 h Q ——热电⼚对外供出的热量，h J k ； Q ——热⽤户需要的热量，h J k ； hs η——热⽹效率。
则分配给发电⽅⾯的热耗量h kJ Q Q Q h tp tp e tp ,,-= （3-13）可见，热量法分配给供热的热耗量，不论供热蒸汽参数的⾼低，⼀律按锅炉新蒸汽直接供热⽅式处理，⽽未考虑实际联产供热汽流在汽轮机中已做过功、能级降低的实际情况。
厂用电系统
3、保护跳闸后处理（厂用系统保护配置及动作后果见附表B）： 处理： ① 检查保护动作正确，手动倒换厂用电，恢复停电母线供电。 ② 现场检查保护范围内有无明显故障。 ③ 做好安措。汇报领导，通知检修处理。 ④ 高厂变故障，若经以上检查仍未找出故障，经主管领导同意，由发电机带高厂变零起升 压，恢复正常供电方式。 4、过负荷保护动作 A、 现象：CRT有“过负荷保护动作”报警信号。 B、 处理： 检查过负荷原因，改变负荷供电方式，减轻该变压器负荷，如以上保护不能复归，则考 虑停用部分次要的厂用负荷。若充电不成功，做好安措，汇报领导，通知检修人员处理。 5、电缆头或电缆爆炸着火处理 ① 立即断开着火电缆的电源。 ② 确认停电后，用干粉灭火器或砂子灭火。 ③ 汇报领导，通点直接接地系统多适用于单相负荷较多，三相负荷（如三相电动机）较少的场合以保证零点不发生偏移，使单相电 压基本恒定，单相负荷不会过压。但当发生单相接地时，要造成短路，使开关跳闸，系统停用。 中性点不接地系统多适用于三相负荷较多且较重要的场合。当发生单相接地故障时，各线电压保持不变，三相负荷得以 正常运行，而对于单相负荷，中性点偏移至一个相电压，而另外两相对零线的电压升高至√3倍相电压，容易烧坏单相电 器。 我站400V侧中性点接地方式为中性点直接接地方式；10.5KV侧中性点接地方式为不接地方式。
七、运行操作
倒闸操作的原则：
停电：
a. b. c. d. e. 先停负荷侧，再停电源侧； 先拉开关，再拉刀闸； 先操作一次部分，再操作二次部分； 挂地线前必须先验电，确保设备已断电;(验电应拿电压等级相对应的验电器) 挂地线、合地刀必须是最后；（挂地线必须先接接地端，再接设备端）
送电：
a. b. c. d. e. 送电时应先拆地线、拉地刀；（拆完后应检查现场的卫生，应无工具遗留在现场） 先操作二次部分，再操作一次部分； 先操作刀闸，再操作开关； 开关、倒闸等位置必须现场检查核实； 先送电源侧，再送负荷侧；变压器送电以后，一定要到现场去检查（检查变压器的声音、 放电现象等），检查以后才允许负荷倒闸；
厂用电系统
• 一般情况下不允许两台变压器并联供电。
第一节 设备概述及原理 380V低压厂用电系统特点
中性点采用：直接接地方式
特点： （1）中性点不发生位移，防止相电压出现不对称和超过380V。 （2）保护装置应立即动作于跳闸。 （3）对于采用熔断器保护的电动机，由于熔断器一相熔断，电动机会因两相 运行而烧毁。 （4）为了获得足够的灵敏度，又要躲开电动机的启动电流，往往不能利用自 动开关的过流瞬动脱扣器，须加装零序电流互感器组成的单相接地保护。 （5）对于熔断器保护的电动机，为了满足馈线电缆末端单相接地短路电流大 于熔断器额定电流的4倍，常需要加大电缆截面或改用四芯电缆，甚至采 用自动开关作保护电器。 （6）正常运行时动力、照明、检修网络可以共用。
第一节 设备概述及原理 380V厂用电的接线方式
• 380V低压厂用电系统采用动力和照明共用的三相四线制接地系统； 其中380V供给电动机用电220V供给照明和单相负荷用电。 低压厂用母线一般按炉分段、低压厂用电源由相应的厂用电母线供电。 • 低压380V母线采用分段式，正常由低压厂变供电，联络开关处于断开状态， 事故情况下，如某台低压厂变故障，为保证PC段负荷供电，则手动合上联络 开关，不设自动连锁投入。
第一节 设备概述及原理 厂用6KV母线标准运行方式
• 6KV工作3A、3B段由#3高厂变供电，6301、6302开关合上。
• 6KV工作4A、4B段由#4高厂变供电，6401、6402开关合上。 • #02号启备变220kV开关正常运行方式为接I母（或II母）运行； 6kV工作3A、3B（4A、4B)段各备用电源开关热备用； #02号启备变空载运行，作为＃3、4机组6kV厂用电的备用电源。 • 6kV3A、3B (4A、4B)段在机组启停、停役后或事故情况下， 分别由＃02启备变供电； 当某一工作电源需要检修时，则将相应母线切换至＃02启备变供电。 • 6kV＃3脱硫变由6kV工作3B段引接一路电源，6kV＃4脱硫变由 • 6kV工作4B 段引接一路电源，两路电源互为备用。
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第二节
发电厂的厂用电
四、厂用电的接线方式 （1）大型火电厂厂用电接线
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
2.火电厂厂用电接线方式实例及分析
厂用电工作电源从发电机出口端引接，经分裂绕组高 （2 ）中型热电厂厂用电接线 压厂用工作变压器供电给厂用6kVI段、Ⅱ段母线； 高压厂用母线按锅炉数分三段，通过1T、2T、3T三台高压 厂用备用电源引自 110kV母线 ，经高压厂用备用变 工作厂用变压器分别分别从三台主变低压侧引接。 压器分别接到四个高压厂用工作母线段上，构成对两台 低压厂用母线分为两段。 机组厂用电的明备用。 采用明备用方式，即专门设置高压备用厂用变压器4T和低压 一般应选用带负荷调压变压器作为高压厂用备用变压 备用厂用变压器6T。 器，当其的接线组别为 YN，d11时，高压厂用工作变 压器必须是 Y，y0接线。 55kW及以上的I类厂用负荷和40kW以上的Ⅱ、Ⅲ类厂用重
要机械的电动机，均采用分别供电方式。 对一般不重要机械的小电动机和距离厂用配电装置较远的车间 （如中央水泵房）的电动机，则采用成组供电方式最为适宜。
第二节
发电厂的厂用电
四、厂用电的接线方式
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
3.水电厂厂用电接线方式及实例分析
对于中小型水电厂，一般只有380／220V一级电压，厂用电母线 厂用10kV分为5段，10kV I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段为工作母线，其电源 采用单母线分段，且全厂只设两段，两台厂用变压器以暗备用方式供 通过 电。21T、22T、23T、24T引自各主变低压侧，发电机全停情况下 仍可以从系统取得电能； 对于大型水电厂，380／220V厂用母线按机组分段，每段均由单 10kVⅤ段为备用段，作为全厂厂用电的备用，其电源引自该区域 独的厂用变压器自各发电机端引接供电，并设置明备用的厂用备用变 一个 110kV变电所的低压母线； 6kV或10kV电压供电。 压器。距主厂房较远的坝区负荷用 10kV通过电缆馈线，一部分接到升船机等高压负荷，另一部分接 到低压厂用变降为380/220V电压等级供电给低压负荷。
第二节 思考练习
发电厂的厂用电
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
思考练习
1.什么是明备用?什么是暗备用?
2.备用电源自动投入装置和不间断交流 电源的作用是什么?
3.对厂用电接线有哪些基本要求?
第二节
发电厂的厂用电
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
第二节
发电厂的厂用电
（1）高、低压厂用母线常采用单母线接线形式，并以成套配电装 置接受和分配电能。 （2）火电厂的高压厂用母线一般都采用“按炉分段”。 （3）低压380／220V厂用母线，大型火电厂及水电厂中一般按炉 分段或按水轮机组分段；中、小型电厂中，全厂分为两段或三段。 （4）200MW及以上大容量机组当采用集中供电方式合理时，可 设立高压公用母段。 （ a）一炉一段，有专用备用电源 5）老式的低压厂用电系统采用中央配电屏－车间配电盘－动力 （b（ ）一炉两段，由变压器供电； （ c）用断路器分成两个半段； 箱的组合方式。 （d（ ）用两组隔离开关分成两个半段 6）大容量机组新型的低压厂用电系统采用动力中心－电动机控 （ e）用两组隔离开关分成两个半段 制中心的组合方式 。 （f）两段经断路器连接，互为备用 7）对厂用电动机的供电方式分个别供电和成组供电。 （g（ ）两段隔离开关连接 （8）容量400L／h及以上的锅炉有两段高、低压厂用母线。
供电，交流事故保安电源，采用快 则由主变压器低压侧引 速启动的柴油发电机组或由外部引 接。 来的可靠交流电源，并设置交流不 停电电源。 从发电机电压母线引接 明备用 暗备用从主变低压侧引接
第二节
发电厂的厂用电
四、厂用电的接线方式 1.厂用电接线的基本形式
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
大型水电厂中装设有大型机械，需设专用变压器，采用 6kV或10kV供电。
第二节
发电厂的厂用电
三、厂用电电源
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
1.厂用工作电源
厂用备用电源：当工作电源故障或检修时， 仍能不间断地向重要负荷供电的电源。 2.厂用备用电源 有明备用和暗备用两种方式。 发电厂正常运行时， 明备用：专门设置一台备用变压器； 向厂用电负荷供电的电 3.交流不间断电源 暗备用：不设专用的备用变压器 大中型发电厂一般采用明备用；中小型水 源称为厂用工作电源。 4.事故保安电源 电厂和降压变电站，多采用暗备用。 一般由主发电机供电。
厂用电供电电压，需要从投资和金属材料消耗量以及运 行费用等方面考虑。按实践经验:
75kW以下的电动机采用380V电压；
220kW及以上的电动机采用6kV电压；
1000kW以上的电动机采用10kV电压。
火力发电厂厂用电有3kV、 6kV及380／220V等级。
水力发电厂厂用电通常只设380／220V一个电压等级。
计算机的供电电源采 当有发电机电压母 当厂用电源完全消失时，为确保 用不间断交流电源，当 线时，由各段母线引接 在事故状态下能安全停机，应设置 自用电源全部消失时， 事故保安电源。事故保安电源可分 厂用工作电源； 由蓄电池组继续给计算 为直流和交流两种。 当发电机与主变压 机供电。 器连接成单元接线时， 直流事故保安电源，由蓄电池组
《发电厂变电站电气设备》
第十一章 自用电接线
第二节 发电厂的厂用电
第二节 教学内容
发电厂的厂用电
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
本节教学内容
一、厂用电接线的基本要求 二、厂用电的电压等级
三、厂用电电源
四、厂用电的接线方式
首页
第二节发Biblioteka 厂的厂用电一、厂用电接线的基本要求
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
四、厂用电的接线方式
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
厂用电动机供电方式
PC：动力中心，由低压厂用变压器 的低压侧直接供电的部分，直接供 电给容量较大（75kW及以上 ）的 电动机和容量较大的静态负荷； MCC：电动机控制中心，由PC引接， 供电给容量较小（75kW以下）的 电动机和容量较小的杂散负荷； PDP：车间就地配电屏，由MCC引 接，供电给本车间小容量的杂散负荷。
厂用电接线应满足下列基本要求： （1）供电可靠、运行灵活。 （2）接线简单清晰、投资少、运行费低。 （3）厂用电源的对应供电性。 （4）接线的整体性。 （5）电厂分期建设时厂用电接线的合理性。
第二节
发电厂的厂用电
二、厂用电的电压等级
《发电厂变电站电气设备》 第十一章 自用电接线
厂用电电压等级，需综合考虑电动机的容量范围和厂用 电供电电源两方面。