1000MW发电机组电气设备培训教材第六章

1000MW发电机组电⽓设备培训教材第六章
第六章⼚⽤电系统
⽕⼒发电⼚的发电机需要汽轮机来拖动，⽽驱动汽轮机的蒸汽⼜来⾃锅炉，围绕着这个主系统，有许多的⼦系统为其服务，这些⼦系统⼜都是有成百上千的电动机械组成的。

例如电⼚的锅炉在运⾏时，需要燃料系统为其服务，这系统就由翻车系统、堆料取料机系统、碎煤机系统及其⽪带输送系统组成。

⽽翻车系统⼜是由许多⼤⼤⼩⼩的系统组成的。

这些⼚⽤机械需有机的结合起来⼀起⼯作，才能保证发电机组正常运⾏，并输出电⼒。

这些为保证电⼚安全运⾏的全部电动负荷，都统归在发电⼚的⼚⽤电范围内。

⼚⽤电的接线形式与机组容量密切相关，单机容量越⼤，在电⼒系统当中占有的的地位越重要，则接线形式要求的可靠性越⾼。

此外，机组的蒸⽓压⼒、温度等参数越⾼、机组的⾃动化⽔平越⾼、相应地对供电可靠性和灵活性的要求也就越苛刻。

不仅要求机组在正常运⾏和起停时有安全可靠的供电能⼒，⽽且要求⼯艺系统的辅机故障或电⼒系统发⽣短路且系统电压波动、频率摇摆等事故状态下，都应该可靠的供电，且电压质量还应该合格。

因此，⼚⽤电系统应满⾜以下基本要求：（1）⼚⽤电系统应按机组单元⾃成体系，每台机组的⼚⽤电系统能在允许的频率、电压质量范围内正常⼯作，不受外部电⼒系统故障的⼲扰，同时⼀台机组的故障不影响其它发电机组的正常运⾏。

（2）配置合理⽽经济的启动/停机电源和备⽤电源。

当采⽤专门的启动/备⽤电源时，要求⼯作电源故障时电源的切换快速简便。

（3）在满⾜机组安全运⾏的前提下，⼚⽤电系统⼒求简洁清晰。

（4）合理地配置全⼚性公⽤负荷。

随着发电机组越来越多的采⽤超临界参数和脱硫装置，电动给⽔泵容量和⼚⽤电负荷⼤幅度增加，对⾼压⼚⽤电接线的设计提出了更⾼的要求。

第⼀节⼚⽤电的配置
与国内其他电⼚相⽐，⽟环电⼚更现代化，其⼚⽤电动机械更多，供电系统也更复杂。

我们称这些电⽓负荷为“⼚⽤负荷”，⽽为其供电的供电系统为“⼚⽤电系统”，组成这套⼚⽤电供电系统的设备为“⼚⽤电设备”。

⼀、⼚⽤电配置原则
⼤型机组接线⽅式很多，不同的设计思想，会导致⼚⽤电接线⼤相径庭。

为了不使讨论范围过于⼴泛，对⽟环电⼚应⾸先确定如下原则：
（1）1000MW机组的⾼压⼚⽤⼯作电源，按机组单元⾃成体系的要求，引接⾃发电机出⼝。

由于发电机引出线及⾼压⼚⽤⼯作变压器⾼压侧⼚⽤分⽀全部采⽤分相封闭母线，多年的运⾏经验表明，不仅接线清晰美观，⽽且避免了短路故障，安全可靠。

（2）当发电机出⼝不装设断路器时，⾼压⼚⽤⼯作变压器⾼压侧采⽤⽆激磁调压，⽽不采⽤有载调压。

（3）在我国的⽕⼒发电⼚中，⼀般⾼压⼚⽤电有10kV、6kV和3kV三种，其中6kV最常见。

发电⼚低压⼚⽤电包括交流⼚⽤电和直流⼚⽤电，但习惯上⼈们将低压交流⼚⽤电系统称为“低压⼚⽤电系统”，⽽将直流⼚⽤电系统称为“直流系统”。

电⼚的低压⼚⽤电电压等级，⼀般为380/220V。

如果电⼚采⽤的是中性点不接地系统，那么其低压⼚⽤电电压为380V；如果电⼚采⽤的是中性点直接接地系统，那么其电压则为380/220V.
在上述限定条件下，⼚⽤电接线主要取决于以下⼏个因素：
⼯艺系统的设计特点；
⼚⽤电系统设备的短路承受⽔平；
是否采⽤发电机出⼝断路器；
公⽤负荷的供电⽅式；
电动给⽔泵的供电⽅式。

脱硫负荷的供电⽅式。

⼆、⼚⽤电的分类
⼚⽤电可以从以下⼏个⽅⾯分类：
1、按⼚⽤电负荷的重要性分类
各⼚⽤负荷在电⼚正常⽣产的性质不同，所以对它的供电⽅式也不尽相同。

按其在⽣产过程中的重要性，将⼚⽤负荷分为如下⼏类：
Ⅰ类负荷：凡是属于单元机组本⾝运⾏所必需的负荷，短时停电会造成主辅设备损坏、危及⼈⾝安全、主机停运及影响⼤量出⼒的负荷，都属于Ⅰ类负荷。

这类负荷对于电⼚的⽣产极其重要，即便是在瞬时断电⽽由⼿动恢复供电前的短时停电中，也可能危及⼈⾝及设备的安全，使⽣产停顿或发电量⼤幅度下降，如送、引风机及给⽔泵等负荷。

Ⅱ类负荷：允许停电短时（⼏分钟⾄⼏个⼩时），恢复供电后，不致造成⽣产紊乱的⼚⽤负荷，属于Ⅱ类负荷。

此类负荷不需要24⼩时连续运⾏，但如停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常⽣产，如钢球磨煤机、碎煤机等。

Ⅲ类⼚⽤负荷：可以较长时间停电，不会直接影响⽣产，仅造成⽣产上的不⽅便者，都属于Ⅲ类⼚⽤负荷。

如修配车间、实验室及油处理室等负荷。

0Ⅰ类负荷，如机组的计算机控制系统要求电源的停电时间不得超过5ms，否则将造成数据遗失或失控，过去叫做“不停电负荷”，现在统⼀称为“0Ⅰ类负荷”。

相应地称直流负荷为“0Ⅱ类负荷”。

0Ⅲ类负荷，即事故保安负荷。

在正常运⾏⼯况下时相当于Ⅰ、Ⅱ类负荷，⼀旦全⼚停电时，不受本⼚⼚⽤电及本区域电⼒系统影响的独⽴电源供电，以保证发电机组顺利停机，不致造成损坏，并能很快地再启动。

2、按电源的电压等级分类
⼚⽤电的电压等级与电动机的容量有关。

⼤容量电动机宜采⽤较⾼的电压，⼚⽤电的电压与采⽤的电动机电压相匹配。

电⼚中拖动各种⼚⽤机械的电动机，其容量差别很⼤，从⼀般的⼏千⽡、⼏⼗千⽡，⼤到⼏百千⽡和⼏千千⽡，不可能只采⽤⼀个电压等级的电动机，但⼒求电压等级尽量减少。

对于1000MW的⼤型发电⼚，设置了两个电压等级：⼚⽤⾼压和⼚⽤低压。

100～200kW以上的电动机采⽤⾼压。

三、⼚⽤电的配置
发电-输电-配电构成电⼒系统⼀个不可分割的⽹络，简称电⽹。

电⼚发出的电经过输送后，从110kV开始（⽟环电⼚为
500kV），直⾄10kV(含6kV及3kV)，通过变电所，将电能逐级降低，逐级分配，这⼀部分称为⾼压配电，⽽0.4kV以下的⽹络称为低压配电。

现在⼀般将10kV(含6kV及3kV)⾼压配电从⾼压配电⽹中划分出来，称为中压配电。

第⼆节⼚⽤电的接线
随着超临界机组及脱硫装置的⼴泛应⽤，对⼤容量机组的⼚⽤电接线的设计带来了新的课题，⾼压⼚⽤电系统的设计优化，归根结底，是要以技术进步为前提，提⾼⾼压⼚⽤电设备的开断⽔平，是解决问题的⼀个思路。

⼤型发电⼚如⽟环电⼚通常将主变压器作为降压变压器倒送⼚⽤电，为了保证⼚⽤电动机启动
时⾼压⼚⽤母线的电压⽔平，主变压器或⾼压⼚⽤变压器需采⽤有载调压型，也会导致可靠性下降。

同时此调压开关价格昂贵，投资增加。

此外，发电机出⼝装设断路器后，可以减少⾼压⼚⽤备⽤变压器的台数和容量。

⼀⽅⾯使⼚⽤电系统接线及布置简单清晰，另⼀⽅⾯可以节省备⽤变压器在热备⽤⽅式下的空载电能损耗。

当发电机装设出⼝断路器后，备⽤变压器主要有两种⽤途：⼀种是在⾼压⼚⽤变压器检修时作为其备⽤电源，或者在任⼀段⾼压⼚⽤母线⼯作进线电源开关误跳时为⼚⽤母线提供备⽤电源，同时在主变压器或⾼压⼚⽤⼯作变压器内部故障导致主变压器⾼压侧开关跳开时作为停机电源，此时备⽤变压器的容量应与最⼤⼀台⾼压⼚⽤⼯作变压器容量相同；另⼀种则仅考虑其作为事故停机变压器，其容量可按最⼤⼀台⾼压⼚⽤⼯作变压器容量60%选择。

根据上述分析，⽟环电⼚有两个电压等级：⼚⽤⾼压和⼚⽤低压。

因此其电⽓主接线将分类介绍：
⼀、⾼压⼚⽤电接线
在设计⼀个发电⼚的⾼压⼚⽤电接线时，⾸先应了解各⼯艺系统在电⼚中的作⽤及区域，并结合运⾏、检修及施⼯的要求，对各类负荷设计合理的供电⽅案。

对于Ⅰ、Ⅱ类负荷，应考虑其电源有较⾼的可靠性，并配有备⽤电源⾃动投⼊装置。

两个互为备⽤的负荷，则应尽量从不同的母线段引接。

⽽对那些供电距离较远的负荷，则应对其供电⽅案作经济技术⽐较。

当经济合理、技术可靠时，也可考虑⽤电缆或架空线路将⼚⽤电源升压后送去。

⾼压⼚⽤电的接线⽅案可以各有不同，但⾸先应遵循如下⼏点原则：
（1）各级组的⾼压⼚⽤电系统应该相对独⽴。

这主要是为了防⽌某⼀台机组的⼚⽤电母线故障时，不致影响其它机组的正常运⾏。

同时，由于事故被限制在⼀个较⼩范围内，也便于事故处理，并使机组在短时间内恢复运⾏。

（2）⾼压⼚⽤电系统应设有启动/备⽤电源，该电源的设置⽅式根据机组容量的⼤⼩和它在系统中的重要性⽽异，但必须是可靠的，在机组启停和事故时的切换操作要少，并且与正常的⼯作电源能短时并列运⾏，以满⾜机组在启动和停运过程中的供电要求。

（3）要考虑全⼚的发展规划，各⾼压⼚⽤电系统的布置应留有充分的扩充余地，当规划容量能看得准时，在⾼压公⽤系统的容量上应考虑⾜够的裕度，以免在扩建时造成不必要的重复性浪费。

⼆、1000MW机组的⾼压⼚⽤电接线
因为1000MW机组的辅机为双套设置，并且任⼀套辅机故障仍能保证机组维持50%的出⼒。

因此，每台机组的⾼压⼚⽤母线段不应少于两段，且任意⼀段母线上出现较⼤扰动时不应影响到另⼀段。

⾼压⼚⽤电源都是从发电机出⼝母线处通过⼚⽤变压器引接的，⼚⽤电系统的备⽤电源另设。

机组启动时，先由备⽤电源向⼚⽤电系统供电，待运⾏正常以后，则⼿动切换⾄⼯作电源。

⾼压⼚⽤变压器采⽤有载调压变压器，可以很好的保证⼚⽤电的质量，尤其是对于存在进相运⾏可能的发电机组，更是如此。

因为发电机进⼊进相运⾏⼯况时，其功率因数呈超前状态，励磁电流较正常运⾏时⼩，发电机的端电压也低，如⼚⽤变压器为调压变压器，⼚⽤电的电压质量可以很好地得到保持，否则⼀旦发电机进相运⾏，⼚⽤系统便出现低电压⼯况，这不仅使⼤电动机的启动特别困难，⽽且对于⼀般电动机的寿命也极为不利。

另外，有些电⼚采⽤了有载调压变压器后，在发电机的出⼝再加装断路器。

这样，机组启动时，可先断开此断路器，⼚⽤变压器由电⼒系统反送电，待发电机投⼊后，便⾃动由发电机供给电源。

这种接线⽅式，可不⽤另设启动电源。

⾼压负荷⼀般都⽐较重要，⼤多设有备⽤设备，当⼯作设备故障时，备⽤设备会⾃动启动接替⼯作。

为使⼯作与备⽤设备不会因母线故障⽽全部停运，设计中⼜将母线分为两段，把互为备⽤的设备接于不同段上，以达到上述⽬的。

随机组及⾼压⼚⽤变压器容量的不断增长（尤其是1000MW机组），⾼压⼚⽤电系统中的短路电流也在加⼤。

为限制短路电流⽔平，除适当加⼤⼚⽤变压器的阻抗外，还采⽤了低压为分裂绕组的分裂变压器，并将⼀台机组的两段⾼压母线接于不同绕组上。

这种分裂变压器由于两个低压绕组间
的分裂电抗很⼤，在短路时不仅可以有效的阻⽌另⼀绕组的电动机反馈电流的流⼊，与双绕组变压器相⽐减少了短路电流⽔平，同时也能极⼤地减少故障绕组母线电压的影响，使在另⼀段母线上运⾏的⾼压负荷能较正常地运⾏。

三、⾼压共⽤负荷的接线
1．设置⾼压公⽤段的⽬的
发电⼚有些负荷是不以机组为单元，⽽是为全⼚服务的公⽤系统，如输煤系统、污⽔处理⼚等。

对这类负荷的供电要避免仅依靠某个电源或某⼀机组，以防⽌因某电源或某台机停运⽽使公⽤负荷不能运⾏，从⽽造成全⼚停运的事故。

例如电动给⽔泵启动时的母线电压⽔平：亚临界机组的电动给⽔泵容量为6000KW级，⽽超临界机组电动给⽔泵容量为8000KW级。

随着环保要求的提⾼，⼤容量机组越来越多的设置脱硫装置。

600MW机组脱硫装置的负荷容量为
8000~10000kW，⽽且其多数为风机类负荷，最⼤电动机的容量可以达到4000~5000kW，短路时的电动机反馈电流相当⼤。

此外，也要考虑⼚⽤电系统设备的短路承受⽔平，实际上主要是指⾼压⼚⽤母线的动稳定耐受⽔平和断路器的额定电流、额定分断能⼒和额定关合电流（峰值）。

上述数值决定了6kV⼚⽤母线的三相短路电流，也就决定了⾼压⼚⽤变压器低压卷的容量和阻抗，同时也就间接决定了⾼压⼚⽤电压的波动范围和电动机启动时母线的电压⽔平。

也就是说，既要使母线或馈线上发⽣短路时，母线和设备能够承受其短路冲击电流且其三相短路电流⽔平能被限制在断路器的额定遮断电流能⼒以下，⼜要使母线上最⼤电动机或成组电动机⾃起动时母线电压在允许值以上，并且当电源电压和⼚⽤负荷正常变动时⼚⽤母线的电压偏移满⾜要求。

2．公⽤段的接线⽅式
公⽤段⼀般也分为两段，以便将互为备⽤的负荷接于不同的公⽤段上。

公⽤段应设有⼯作与备⽤两个电源，可分别由⾼压⼚⽤系统引4个不同电源。

也可仅引⽤两回电源，⽽两段公⽤段⼜互为备⽤。

当公⽤负荷距⼚房较近时，可将公⽤段设在⼚房内；在距离较远时，则可将公⽤段设在公⽤负荷较为集中的地区，以减少电缆的长度及供电⽹络产⽣的电容电流。

⼀般⼤型⽕电⼚发电⼚的范围⽐⼩型电⼚要⼤很多，⼚区内的公⽤负荷与⾼压⼚⽤配电装置的距离也较远，如从主⼚房内的⾼压配电装置⾄煤场和化学区域的电缆长度可达数百⽶，这不仅使电缆数量增加，并必将增加⾼压⼚⽤电系统的电容电流。

四、⾼压⼚⽤启动/备⽤电源
为给发电机组正常启动时提供电源，必须提供⼀启动电源。

为保证⾼压⼚⽤电系统的运⾏安全，设置⼚⽤备⽤电源也是⾮常必要的。

然⽽在现在设计中，⼀般将上述两种功能的电源合⼆为⼀，统称为“启动/备⽤电源”。

由于启动/备⽤电源所具备的功能，要求该电源应从与⼚⽤电源相对独⽴的系统引接，所引接的系统应由两个以上的电源，并有⾜够的容量。

为保障电压质量，当启动/备⽤变压器的阻抗⼤于10.5%或所接电⼒系统的电压波动超过5%时，还应考虑采⽤有载调压设施。

当单机容量达600MW及以上时，⼀般两台机组设⼀个⾼压启动/备⽤电源。

但由于我国对于此容量等级发电机的⼚⽤电设计刚起步不久，为安全起见，在有关的设计技术规程中要求：在发电机出⼝不装设断路器或负荷开关时，“应考虑⼀台⾼压⽤启动/备⽤变压器检修时，不影响任⼀台机组的启停”。

为了履⾏这条规定，1000MW机组每⼀台启动/备⽤电源都由两台较⼩容量的
启动/备⽤变压器组成，以满⾜⼀台⾼压⼚⽤启动/备⽤变压器检修时，另⼀台启动/备⽤变压器仍能满⾜机组启停的要求。

五、1000MW的⾼压⼚⽤电接线
1000MW的⾼压⼚⽤变压器的设置由以下两种⽅式：
1．采⽤⼀台⼤容量分裂变压器
这种⽅式是采⽤⼀台⼤容量的分裂变压器，由于变压器供给的短路电流也⼤，需将⼚⽤系统的断路器开断电流提⾼到50kA以上，两个分裂低压绕组的电压设计可以相同，也可以不同。

2．采⽤两台较⼩相同容量的分裂变压器
1000MW的常⽤变压器设置，从⼀开始就采⽤了较⼩的两台同容量分裂变压器并列运⾏的⽅式。

这可降低⼚⽤电系统的短路电流⽔平以及各个低压变压绕组出⼝断路器的额定电流，提⾼⼚⽤电源的运⾏可靠性，⼜与⾼压⼚⽤启动/备⽤电源的设置相衔接。

由于每台1000MW机组使⽤了两台⾼压⼚⽤分裂变压器并列运⾏，因此⾼压⼚⽤段也分成了四段，其所需四个备⽤电源分别从两台启动/备⽤变压器引接。

⽟环电⼚中压系统分为10KV、3KV⼆个电压等级。

每台机组单元设置两台三绕组⼚⽤⼯作总变压器（⼚总变），每台⼚总变容量为56MVA，其⾼压侧电压为27KV，由发-变封闭母线⽀接；中、低压侧电压分别为10KV、3KV。

机组单元10KV中压⼚⽤母线分为两段，每段10KV母线分别由两台⼚总变10KV侧通过电缆母线连接⾄10KV进线开关。

机组单元3KV中压⼚⽤母线分为两段，每段3KV 母线分别由两台⼚总变3KV侧通过电缆母线接⾄3KV进线开关。

两台机组设置2台三绕组变压器作启动/备⽤变压器，每台启动/备⽤变容量为56MVA，其⾼压侧220KV，由⽼⼚220KV配电装置通过220KV交联电缆引⾄；中、低压侧电压分别为10KV、3KV。

公⽤系统10KV 中压⼚⽤母线分为两段，每段10KV母线分别由2台启/备变的10KV侧通过电缆母线接⾄进线开关，两段公⽤系统10KV⼚⽤母线之间设联络开关相互备⽤，每段公⽤系统10KV⼚⽤母线与机组单元10KV⼚⽤母线之间设联络开关,作机组启动电源。

公⽤系统3KV中压⼚⽤母线接线⽅式与公⽤系统10KV⼚⽤母线相同。

图5-2-1为其接线⽅式，⼚⽤变压器为两台相同容量的三绕组变压器。

这种⽅式虽然投资较⾼，但启动/备⽤变压器与⼚⽤变压器为⼀对⼀的接线⽅式。

任⼀⼚⽤变压
器事故停动时只投⼊相应的启动/备⽤变压器既可。

图5-2-1 1000MW机组⾼压⼚⽤电系统接线⽅式
六、低压⼚⽤电接线
据技术经济的⽐较，当低压⼚⽤电压为380/220V时，其所接电动机最⼤容量以200kW为宜。

在380/220V系统中所接的负荷，均称为“低压⼚⽤负荷”。

低压⼚⽤负荷的分类及对供电的要求，与⾼压⼚⽤电系统⽆多⼤差异，但由于低压负荷种类多、分布⼴且⽤途各有不同，所以在接线上还应根据实际运⾏要求设计。

与⾼压⼚⽤负荷⽐起来，低压负荷中多了“保安电源”和“不间断供电负荷”。

1．低压⼚⽤电接线
每段母线通过⼀台10/0.4KV低压⼚⽤变压器供电，两台变压器的⾼压侧分别接⾄⼚⽤中压系统10KV母线的不同段上。

两段母线设置联络开关互为备⽤。

2．照明系统的接线
⼤机组中采⽤单独的照明变压器，这样提⾼了照明系统的质量。

单独的照明变压器可以对主⼚房
内及附近的照明负荷供电，但不能引接到距离较远的辅助车间。

在辅助车间内的照明设施，还得从就近的⼚⽤电源引接，例如车间盘或MCC等。

第三节⼚⽤设备的选型
⼚⽤设备的选型主要包括各种⾼压⼚⽤和低压⼚⽤变压器的选型。

⽽变压器的选择内容⼜包括变压器的台数、型式、额定电压、容量和阻抗。

额定电压⼀般根据⼚⽤电系统的电压等级和电源引接处的电压⽽确定
变压器的台数与型式，主要与⾼压⼚⽤母线的段数有关。

⽽母线的段数⼜与⾼压⼚⽤母线的电压等级有关。

当只有6kV⼀种电压等级时，⼀般分为两段；当10kV与3kV电压等级同时存在时，则分四段（10kV两段和3kV两段）。

当只有6kV⼀种电压等级时，⾼压⼚⽤⼯作变压器可选⽤⼀台全容量的分裂绕组变压器。

两个分裂⽀路分别供两段母线；或选⽤两台50%容量的双绕组变压器，分别供两段母线。

如出现10kV和3kV两种电压等级时，⾼压⼚⽤⼯作变压器可选⽤两台50%容量的三绕组变压器，
分别供四段母线。

⼀、⾼压⼚⽤变压器及启动/备⽤变压器的容量选择
选择⾼压⼚⽤变压器的容量时，应按机组辅机可能出现的最⼤运⾏⽅式进⾏计算。

辅机的运⾏⽅式各有不同，⼤致可分成以下⼏类：
经常-----每天都要使⽤；
不经常-----只在检修、事故或机炉起停期间使⽤；
连续------每次连续运转2⼩时以上；
短时-----每次仅运转10-120分钟；
断续------反复周期性⼯作，每次使⽤都是从带负荷到空载或停⽌，每个⼯作周期不超过10min。

在进⾏⼚⽤负荷计算时，其原则如下：
（1）经常连续运⾏的负荷应全部计⼊。

如吸风机、送风机和电动主给⽔泵等
（2）连续⽽不经常运⾏的负荷应计⼊。

如充电机、事故备⽤油泵等辅机。

（3）不经常⽽短时及不经常⽽断续运⾏的负荷应不予计算，但电抗器的供电应全部计算。

如⾏车、电焊机等
（4）由同⼀⼚⽤电源供电的互为备⽤的负荷只计算运⾏的部分。

但对于分裂变压器⽽⾔，应分别计算其⾼低压绕组的负荷。

如互为备⽤的负荷分接于两个低压分裂绕组上，则在计算单个分裂绕组容量时应按单独变压器分别计算各⾃的负荷，只有在计算⾼压侧绕组总容量时，才允许将其视为⼀台完整的变压器⽽将备⽤负荷剔除。

（5）互为备⽤⽽由不同⼚⽤电源供电的负荷，应全部计算。

（6）分裂电抗器应分别计算每⼀臂中通过的负荷。

表5-3-1 ⽕电⼚主要⼚⽤负荷
1、⼚⽤负荷的计算⽅法
⼚⽤负荷的计算通常采⽤换算系数法。

换算系数就是将负荷运⾏状况和相互间的关系⽤⼀两个系数归纳起来，使其与负荷的容量组合后，能⽐较正确地反映电⼚的实际运⾏⼯况。

换算系数通常⽤K 表⽰。

换算系数法的计算公式如下：
∑=
)(S C KP （5-1）
式中S C --------计算负荷（kVA ）；
K-------换算系数；
P------电动机的计算功率（kW ）. (1) K 值的定义。

K 值的定义可⽤下式表⽰
K Z K ?=K sim （5-2）⽽ ?
cos 1Z K m L
K =
（5-3）
则 ?
ηηcos 1sim K m L
K K ?
= （5-4）
式中 K sim -------同时率；
K Z ----------单独电动机负荷率； K L ----------电动机负荷率；
m η---------电动机效率；
l η-----------供电线路效率，⼚⽤电的供电线路较短，⼀般可认为l η=1.0；
cos ---------------电动机的功率因数。

(2) K 系数的取值
如表5-3-2所⽰：
表5-3-2 换算系数表
（3）低压电动机K 系数的取值。

对1000MW 发电机时，⼤部分重要辅机因电动机容量加⼤⽽接⾄⾼压⼚⽤电系统，从⽽使低压⼚⽤系统中公⽤负荷的⽐例越来越⼤。

由于多数公⽤负荷不是长期运⾏并且同时率很低，所以在实测调查中发现，在低压电动机按K ＝0.8计算的⼤中型机组中，低压⼚⽤变压器的实际负荷率变⼩，低⾄50%及以下的占⼤多数。

所以在经⼤量数据统计后，1000MW 及以上机组的低压电动机K 值可取为0.7。

在设计中要注意的是：由于⼤型电⼚的范围较⼤，⼚区内负荷集中点也分散，因低压系统供电距离的限制，势热必在各负荷集中点分别设置低压变压器来供电。

⽽选择这些变压器的时候⼜往往留有⼀定的裕度，致使低压变压器总容易在⾼压⼚⽤变压器中所占的⽐例随机组容量加⼤⽽有上升的趋势。

1000MW 机组⾄少占40%以上。

如按低压变压器容量进⾏⾼压⼚⽤变压器的容量计算，其计算结果可能导致⾼压⼚⽤变压器的容量在计算书上显得⾮常困难、紧张并使得容量加⼤，这在1000MW 及以上机组中特别明显。

因此，在计算⾼压⼚⽤变压器容量时，应考虑计⼊低压⼚⽤电的计算负荷，⽽不是低压⼚⽤变压器的额定容量。

（4）计算功率P c
在式（5-1）中，不涉及到电动机的计算功率P c ，该值并不是电动机的铭牌功率，⽽是应按本节开始时所提到的负荷运⾏特点来确定的。

对于经常连续和不经常连续运⾏的电动机为
P c ＝MN P （5-5）
式中MN P ——电动机额定功率（kW ）。

对于经常短时及不经常断续运⾏的电动机为
P c ＝0.5MN P （5-6）
对于不经常短时及不经常断续运⾏的电动机为
P c ＝0 MN P ＝0 （5-7）
（5）中央修配⼚的计算功率P c
⽬前我国设计规定中对中央修配⼚计算功率P 的计算⽅法，可按下式计算
P c ＝bP Σ＋cP Σx （5-8）式中P Σ——修配⼚内全部⽤电设备的额定功率总和（kW ）；
P Σx ——其中x 台最⼤⽤电设备的额定功率之和（kW ）；
b ，
c ——系数。

所谓“同组设备”，指那些有近似需要的、合并成组的设备。

现将确定机床和电阻炉计算功率
P c 的公式列于表5-3-3。

电⼚的中央修配⼚⼀般为⼩批量和单独⽣产情况，因此常使⽤表5-5-3中的第3项来计算其负荷，即：
P c ＝0.14P Σ＋0.4P Σ5 （5-9）
表c
线是依次前进的，不允许中间停顿；“⼩批量⽣产”指车间⽣产任务经常变更，⽣产作业线也经常变更；“单独⽣产”指设备进⾏单独操作，很难形在固定流⽔线，也包括有多台电动机的单独机床；“⾦属热加⼯机床”指锻压设备；“⾦属准切削机床”指⾦属切削机床。

如车间内仅⼀台设备，则其铭牌功率即为计算功率P （kW ），当不知其功率因数时，可按0.85计。

如车间有2个⽤电设备，则计算功率P 为两台设备铭牌容量的相加，回路功率因素平均值cos av
按下式计算：
cos av ?＝
cos φ1＋cos φ2
P1＋P2
（5-10）
式中P 1、cos φ1——第⼀台设备的铭牌容量（kW ）及功率因素；
P2、cos φ2——第⼆台设备的铭牌容量（kW ）及功率因素。

对修配⼚内的单相⽤电设备，在设计时应尽量将其分接于不同相上，使三相负荷平衡，并取其中有电设备容量最⼤的⼀组，按单相进⾏计算功主P 的计算，然后取其三倍作为三相负荷。

（6）电⽓除尘器的计算负荷Sc 。

作为⼤型电⼚，⽟环电⼚安装了⽤电量很⼤的电⽓除尘器。

在电⽓除尘器中，⾼压硅整流设备和套管磁瓶加热器的容量占了除尘器总功率的95.5%，并且都是连续运⾏的负荷，剩下少量负荷因不经常断续或容量太⼩可忽略不计。

故在设计中可仅考虑连续运⾏负荷的容量。

经测量统计，可控硅整流装置的K 值约在0.45～0.75之间，其他⽤电负荷⽯英套管及拉杆磁瓶电加热器的K 值为1.0。

将上述结果组成⼆项式，为
S c ＝KP ∑＋∑P N （5-11）
式中 K ——可控硅整流设备的换系数，取0.45～0.75；
P ∑——可控硅整流设备的额定容量之的（kW ）； ∑P N ——电加热设备额定容量之和（kW ）;
(8)照明系统的计算负荷S c 。

按照明专业的规定，照明系统的计算负荷为
S c ＝∑（K sim P A 1＋a
cos φ
）（5-12）
式中 P A ——照明安装功率（kW ）；
cos φ——功率因素，对⽩帜灯、卤钨灯，cos φ＝1，对
⽓体放电灯，cos φ＝0.6；
a ——镇流器及其他附件损耗系数，⽩帜灯、卤钨灯为0，⽓体放电灯为0.2；
K sim ——照明负荷同时系数，见表5-3-4。

表5-3-4 照明负荷同时系数
如取K sim ＝0.8，分别⽤cos φ＝1、cos φ＝0.6代⼊式（5-12），并将其改成式（5-1）的形
式，得。