发电厂电气部分第五章
《发电厂电气部分》(含答案版)
《发电厂电气部分》复习第一章能源和发电 1、火、水、核等发电厂的分类火电厂的分类：（1）按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，利用垃圾和工业废料作为燃料的发电厂。
（2）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。
（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。
（4）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（5）按发电厂总装机容量的多少分：小容量发电厂，中容量发电厂，大中容量发电厂，大容量发电厂。
水力发电厂的分类：（1）按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。
（2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。
核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。
2、抽水蓄能电厂的作用调峰，填谷，备用，调频，调相。
3、发展联合电力的效益（1）各系统间电负荷的错峰效益。
（2）提高供电可靠性、减少系统备用容量。
（3）有利于安装单机容量较大的机组。
（4）进行电力系统的经济调度。
（5）调峰能力互相支援。
4、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程 P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。
5、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。
发电厂电气部分第五章课后答案
发电厂电气部分第五章课后答案1、我国最大的火电机组容量100万KW-玉环电厂我国最大的水电机组容量70万KW三峡水电站我国最大的核电机组容量100万KW-田湾核电厂最大的火电发电厂容量454万KW-邹县电厂最大的水电发电厂容量1820万KW-三峡水电厂最大的核能发电厂容量305万KW-秦山核电厂（自主研发设计）最大的抽水蓄能发电厂240万KW-广东抽水蓄能电厂2，新能源发电类型：风力发电，海洋能发电，地热发电，太阳能发电，生物质能发电，磁流体发电，电气体发电3、火力发电厂的的生产过程：概括地说将煤中的化学能转化成电能的过程，三个阶段1，燃料的化学能在锅炉中燃烧转变成热能，加热锅炉中的水，使之变为蒸汽（燃烧系统）2，锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲击汽轮机的转子旋转，将热能转变为机械能（汽水系统）3，由汽轮机的转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能（电气系统）4、热电厂，以热定电的运行方式。
抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰，填谷，事故备用，调频，黑启动，蓄能汽轮发电机的特点：转速高，多采用隐极式，卧式，不能快速启动，只宜承担电力系统的基荷水轮发电机的特点：转速低，极数多，多采用凸极式转子，立式能快速启动易于承担峰荷5、一次设备：通常把生产，变换，输送，分配和使用电能的设备，如发电机，变压器，断路器等称为一次设备。
1，生产和转化电能的设备（发电机，变压器）2，接通和断开电路的开关电器（断路器，隔离开关，负荷开关，接触器，熔断器）3，限制故障电流和防御过电压的保护电器（电抗器和避雷器）4，载流导体5，互感器（电压互感器，电流互感器）6，无功补偿设备（并联电容器，串联电容器，并联电抗器）7，接地装置6、二次设备：对一次设备和电力系统的运行状态进行测量，控制，监控，和起保护作用的设备，称为二次设备。
（测量表计，继电保护，直流电源负荷，操作电器，信号设备及控制电缆）7、发热对电气设备的影响：1，使绝缘材料的绝缘性能下降2，使金属材料的机械强度下降3，使导体的接触部分的接触电阻增大8、温度限制：导体正常最高温度一般不允许超过70℃钢芯铝绞线及管型导线不允许超过80℃导体表面镀锡不允许超过85℃导体表面镀银不允许超过95℃9、提高导体载流量的措施：a) 减小导体的电阻（①最好采用电阻率低的材料②，减小接触电阻③，增加截面积）b) 增加导体的换热面c) 提高换热系数10、长期发热，指正常工作时电流长期通过而引起的发热，长期发热的热量，一部分分散到空气中去，另一部分使导体的的温度升高，发热功率与散热功率相互平衡。
发电厂电气部分-第五章ppt课件
短时（手动切换恢复供电所需要的时间）停电会造 成主辅设备损坏、危及人身安全、主机停运及影响 大量出力的厂用负荷。通常它们都设有两套设备互 为备用。
供电方式：两个独立的电源供电，当一个电源断电 后，另一个电源立即自动投入。
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6
二、厂用负荷分类
按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所 造成的危害程度可分为五类：
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2）低压厂用工作电源的引接
由高压厂用母线通过低压厂用变压器引接。若有10KV 和3KV两个电压等级时：一般从10KV母线引接。
无高压厂用母线段时，发电机电压母线或发电机出口
经厂用变压器或电抗器引接。
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2、 厂用备用和启动电源
厂用备用电源主要用于事故情况失去工作电源 时起后备作用，所以又称事故备用电源。
供电方式：由一个电源供电。但在大型发电厂，也常 采用两路电源供电。
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二、厂用负荷分类
按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所 造成的危害程度可分为五类：
④ 事故保安负荷：
在 200MW 及以上机组的大容量电厂中，自动化程度较 高，要求在事故停机过程中及停机后一段时间内仍必须 保证供电，否则可能引起主要设备损坏、重要的自动控 制失灵或危及人身安全的负荷。
保安电源。
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二、厂用电接线的设计原则
保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全 运转。
接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方 式的需要。
厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机 组供电。
适当注意经济性和发展的可能性，并积极慎重地采用 新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。
发电厂电气部分第章厂用电资料
厂用电率
厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数。
厂用电率是发电厂主要的运行经济指标之一。 火电厂： 5% - 8% 热电厂： 8% - 13% 水电厂： 0.5% - 1%
厂用电接线的基本要求
1.各机组特别是200MW及以上大型机组的厂用电系统应是独立的。
2.全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用母线。
• 全厂公用负荷均分在各段母线上，公用负荷较大可设公用母线 • 对于400t/h及以上的大型锅炉，每台锅炉设两段高压厂用母线 • 低压厂用母线也按炉分段。 特点： （1）若某段母线故障，只影响一台锅炉运行，使事故影响范围局
限在一机一炉 （2）厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的
选择 （3）便于运行管理和安排检修。
不同类型发电厂的厂用电接线
1、300MW机组高压厂用电接线
不同类型发电厂的厂用电接线
2、600MW机组高压厂用电接线
不同类型发电厂的厂用电接线
不同类型发电厂的厂用电接线
3、水电厂厂用电接线
不同类型发电厂的厂用电接线
4、变电站站用电接线
厂用变压器的选择
• 1、厂用负荷的计算 为选出即能满足负荷要求而容量又不致过大的变压器，需将厂 用负荷按使用时的持续时间进行分类统计：
励磁机、修理厂设备及厂房通风机等。 （5）常用照明和事故照明设备。 3、变电所 • 大型变电所中主要所用负荷是变压器强油循环冷却装置的油泵、
水泵、风扇、蓄电池充电设备、油处理设备、空气压缩机、变 压器检修间、采暖通风等。 • 中小型变电所中主要是变压器的冷却风扇、蓄电池和充电设备 或整流操作电源、采暖通风、断路器油的加热设备、照明和检 修用电等。
电动机的自启动校验
发电厂电气部分(第五版) 苗世洪主编
发电厂电气部分
二、电力系统发展前景
为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，是电力系统 的基本任务。节能减排，“一特四大”，实现高度自动化，西电东送，南北互供，发 展联合电力系统，是我国电力工业的发展方向，也是一项全局性的庞大系统工程。为 了实现这一目标，还有很多事要做，且依赖于各方面相关技术的全面进步。如下为相 关的技术与目标。
发电厂电气部分 （第五版）
苗世洪 朱永利 主编
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 中国电力出版社
发电厂电气部分
前言
本课件是为了配合“十二五”普通高等教育本 科国家级规划教材《发电厂电气部分》的教学需要 而制作的。本课件采用PowerPoint软件。
本课件中所使用的章节号，公式、图及表的编 号均与原书一致。课件中未覆盖带“*”号标记供 选学的内容，特此说明。
1.节能减排，世纪之约 2.做好电力规划，加强电网建设
3.电力工业现代化
4.联合电力系统
5.电力市场
6.IT技术
7.洁净煤发电技术
8.绿色能源的开发和利用
发电厂电气部分
第二节 发电厂类型
一、电能与发电厂
电能是由一次能源经加工转换而成的能源，称为二次能源。 电能与其他形式的能源相比，其特点有： （1）电能可以大规模生产和远距离输送
发电厂电气部分
燃烧系统包括如下子系统：
（1）运煤系统。 （2）磨煤系统。 （3）燃烧系统。
（4）风烟系统。 （5）灰渣系统。
2. 汽水系统
火电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成 ，包括给水系统、循环水系统和补充给水系统，如图1-3所示。
发电厂电气部分
图1-3 火电厂汽水系统流程示意图
发电厂电气部分第五章 厂用电接线及设计(三)
发电厂变电所电气主系统
10
第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
（2）公用负荷由两段厂用公用母线（C1和C2）分担。正常运行时，两台启动/备用
变压器各带一段公用母线（亦称公用段），两段公用母线分开运行。由于启动/备用 变压器常带公用负荷，故又称其为公用备用变压器。
发电厂变电所电气主系统
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第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
发电厂变电所电气主系统
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第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
启动/备用变压器10kV侧通过共箱母线连接到每台机组的四段10kV工作母线上作
为备用电源，A、B段10kV母线由第一台启动/备用变压器的两个低压分裂绕组经共 箱母线引接；C、D段10kV母线由第二台启动/备用变压器的两个低压分裂绕组经共 箱母线引接。
发电厂变电所电气主系统
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第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
对于中型变电站或装有调相机的变电站，通常都装设2台站用变压器，分别接在 变电站低压母线的不同分段上，380V站用电母线采用低压断路器（即自动空气开关） 进行分段，并以低压成套配电装置供电。 小型变电站，大多只装一台站用变压器，从变电站低压母线上引接，站用变压 器二次侧为380/220V中性点直接接地的三相四线制系统。
发电厂变电所电气主系统
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第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。
中、小型水电厂通常厂用母线只分为两段，由两台厂用变压器以暗备用方式给 两段厂用母线供电； 大容量水电厂，厂用母线则按机组台数分段，每段由单独厂用变压器供电，并 设置专用备用变压器。 为了供给厂外坝区闸门及水利枢纽防洪、灌溉取水、船闸或升船机、筏道、鱼 梯等设施用电，可设专用坝区变压器，按其距主厂房远近、负荷大小以及发电机电 压等条件，可采用6kV或10kV电压供电，其余厂用电负荷均以380/220V供电。
1000MW发电机组电气设备培训教材第五章
第五章电厂主接线及运行发电厂电气主接线是指在电力系统中的发电厂中，为满足预定的功率传送方式和运行等要求设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。
其中的高压设备指：发电机、变压器、母线、开关电器、保护电器、输电线路等设备。
发电厂电气主接线的确定与机组容量、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式等的拟定有着密切的关系。
主接线设计是否合理、不仅关系到电厂的安全经济运行，也关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。
电厂容量愈大，在系统中的地位愈重要，则影响也愈大。
因此，发电厂电气主接线的设计应综合考虑电厂所在电力系统的特点；电厂的性质、规模和在系统中的地位；电厂所供负荷的范围、性质和出线回路数等因素，并满足安全可靠、运行灵活、检修方便、运行经济和远景发展等要求。
大型发电厂典型的电气主接线，一般分为有母线和无母线两类，有母线类接线包括单母线、双母线及带旁路母线的接线等；无母线类主接线包括桥形、多角形和单元接线。
第一节大型发电厂主接线的基本要求电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电气系统的稳定和调度的灵活性，以及对发电厂的电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。
在选择电气主接线时，应满足下列基本要求。
1.运行的可靠性发、供电的安全可靠性，是电力生产和分配的第一要求，主接线必须首先给予满足。
因为电能的发、送、用必须在同一时刻进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体，事故停电不仅是电力部门的损失，更严重的是会造成国民经济各部门的损失。
主接线若不能保证安全可靠的工作，发电厂就很难完成生产和输送数量和质量均符合要求的电能。
而主接线的可靠性并不是绝对的。
同样形成的接线对某些发电厂来说是可靠的，但对另一些发电厂就不能满足可靠性要求。
所以在分析主接线的可靠性时，不能脱离发电厂在系统中的地位、作用以及用户的负荷性质等。
衡量主接线的可靠性可以从以下几个方面去分析：（1）断路器检修时是否影响供电；（2）设备或线路故障或检修时，停电线路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
姚春球编《发电厂电气部分》习题参考答案(教师用)
姚春球编《发电厂电气部分》教材计算题参考答案第二章 P6215. 0266.00=R Ω，14.1=s K ，31003.0-⨯=R Ω／m ，18.0==r c F F m 2/m ，05.46=c Q W/m ，04.58=r Q W/m ，7.1862=I A 。
16. 1.1=k t s ，78.699==p k Q Q (kA)2·s ，161048.0⨯=i A J/（Ω·m 4），161055.0⨯=f A J/（Ω·m 4），f θ=75℃<200℃，满足热稳定。
17. 61067.1-⨯=J m 4，8.17=m kg/m ，1602.3661>=f H Z ，β=1，86.4942max =F N 。
18. 8625==w w I I A ，0703.0=s T s ，4.1778616j se I -==A ，4.87390j r e I -=A 。
19. 开断各种短路故障，工频恢复电压有效值、工频恢复电压最大值、恢复电压最大值分别为： 开断单相接地短路： )(01.127kV ， )(62.179kV ， )(43.269kV ；开断三相不接地短路，首先开断相： )(52.190kV ， )(43.269kV ， )(145.404kV ； 开断三相接地短路，首先开断相： )(12.165kV ， )(51.233kV ，)(27.350kV 。
开断两相短路，首先开断相： )(12.165kV ， )(48.233kV ，)(21.350kV 第四章 P18612. 2台主变，110kV 侧初期采用内桥接线，终期发展为单母线分段接线；10kV 侧采用单母线分段接线。
主接线图（略）。
max max7.0S S ='=15.22MV A ，可选择SF7-16000/110变压器。
13.需设10kV 发电机电压母线， 2×50MW 发电机接于10kV 母线上，且采用工作母线分段的双母线（双母三分段），母线分段及各电缆馈线均装设普通电抗器，母线上设2台主变T1、T2与220kV 系统联系； 200MW 发电机采用发电机-双绕组变单元接线，直接接于220kV 母线，采用可靠性高的SF 6断路器及双母线接线（当采用其他型式断路器时，则采用双母线带旁路接线）。
《发电厂电气部分》课后习题答案
第一章能源和发电1-2 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。
随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。
按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。
按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。
按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。
火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。
按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。
水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。
发电厂电气部分(第四版)课件..
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
第二节 火力发电厂
一、火电厂的分类 按原动机分 （1）凝汽式汽轮机发电厂
（3）内燃机发电厂
（2）燃气轮机发电厂
（4）蒸汽-燃气轮机发电厂等。
按燃料分 （1）燃煤发电厂 （3）燃气发电厂 （2）燃油发电厂
（4）余热发电厂
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发电厂电气部分
按蒸汽压力和温度分 （1）中低压发电厂，其蒸汽压力在3.92MPa、温度为450℃的发电厂，单机功率
主要由堆芯的含汽量来控制。
图1-11 沸水堆核电厂的示意图
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发电厂电气部分
二、核电厂的系统 （一）核岛的核蒸汽供应系统
核蒸汽供应系统包括以下子系统：
（1）一回路主系统，包括压水堆、冷却剂主泵、蒸汽发生器和稳压器等。
（2）化学和容积控制系统。 （3）余热排出系统，又称停堆冷却系统。 （4）安全注射系统，又称紧急堆芯冷却系统。 （5）控制、保护和检测系统。
（二）按径流调节的程度分 （1）无调节水电厂。
（2）有调节水电厂。 根据水库对径流的调节程度，又可将水电厂分为：日调节水电厂，年调节水电厂和 多年调节水电厂。
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发电厂电气部分
二、水电厂的特点 （1）可综合利用水能资源。
（2）发电成本低、效率高。 （3）运行灵活。
（4）水能可储蓄和调节。
如图1-6所示。河床式水电厂示意图如图1-7所示。
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发电厂电气部分
图1-6坝后式水电厂示意图
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发电厂电气部分
图1-7河床式水电厂示意图
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电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)
电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）1991年3月18日能源部颁发第一章总则第1条为了切实保证职工在生产中的安全和健康、电力系统、发供配电设备的安全进行，结合电力生产多年来的实践经验，制定本规程。
各单位的领导干部和电气工作人员，必须严格执行本规程。
第2条安全生产，人人有责。
各级领导必须以身作则。
要充分发动群众，依靠群众；要发挥安全监察机构和群众性的安全组织的作用，严格监督本规程的贯彻执行。
第3条本规程适用于运用中的发、变、送、配、农电和用户电气设备上工作的一切人员（包括基建安装人员）。
各单位可根据现场情况制定补充条文，经厂（局）主管生产的领导（总工程师）批准后执行。
所谓运用中的电气设备，系指全部带有电压或一部分带有电压及一经操作即带有电压的电气设备。
第4条电气设备分为高压和低压两种：高压：设备对地电压在250V以上者；低压：设备对地电压在250V及以下者。
第5条电气工作人员必须具备下列条件：一、经医师鉴定，无妨碍工作的病症（体格检查约两年一次）。
二、具备必要的电气知识，且按其职务和工作性质，熟悉《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分、电力线路部分、热力和机械部分）的有关部分，并经测试合格。
三、学会紧急救护法（附录七），特别要学会触电急救。
第6条电气工作人员对本规程应每年测试一次。
因故间断电气工作连续三个月以上者，必须重新温习本规程，并经测试合格后，方能恢复工作。
参加带电作业人员，应经专门培训，并经测试合格、领导批准后，方能参加工作。
新参加带电作业的人员、实习人员和临时参加劳动的人员（干部、临时工等），必须经过安全知识教育后，方可下现场随同参加指定的工作，但不得单独工作。
对外单位派来支援的电气工作人员，工作前应介绍现场电气设备接线情况和有关安全措施。
第7条任何工作人员发现有违反本规程，并足以危及人身和设备安全者，应立即制止。
第8条对认真遵守本规程者，应给予表扬和奖励。
对违反本规程者，应认真分析，加强教育，分别情况，严肃处理。
发电厂电气部分第五章 厂用电接线及设计
二、厂用电接线的设计原则 ①厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电； ②能灵活适应正常、事故、检修等各种运行方式要 求； ③厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由 本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影 响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单； ④设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并 积极慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有 可行性和先进性； ⑤在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、 中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形 式等问题进行分析和论证。
一、火电厂厂用电接线
1、300MW汽轮发电机组高压厂用电接线 优点：供电可靠性、 方案I：不设6kV公用负荷母线段，将全厂公用负荷 (如输 投资省； 煤、除灰、化水等)分别接在各机组 A、B段母线上；
缺点：当工作母线清 扫时，将影响公用负 荷。由于公用负荷分 接于2台机组的工作 母线上，在机组G1发 电时，必须安装好机 组G2的6kV厂用配电 装置，并启动备用变 压器供电。
水电厂厂用电接线采用单母线分段接线形式。 对中、小型水电厂通常厂用母线只分为2段，由2 台厂用变压器以暗备用方式向两段厂用母线供电； 对大容量水电厂，厂用母线则按机组台数分 段，每段由单独厂用变压器供电，并设置专用备 用变压器。 为了供给厂外坝区闸门及水利枢纽防洪、灌溉 取水、船闸或升船机等设施用电，可设专用坝区 变压器，按其距主厂房远近、负荷大小以及发电 机电压等条件，可采用6kV或10kV电压供电，其 余厂用电负荷均以380/220V供电。
六、 厂用电接线形式 发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接 线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。
为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂 用母线均采取按锅炉分段的原则，即将高压厂用母线按锅 炉台数分成若干独立段，凡属同一台锅炉的厂用负荷均接 在同一段母线上，与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷一般也 接在该段母线上，而该段母线由其对应的发电机组供电。 低压厂用母线一般也按锅炉分段，厂用电源则由相 应的高压厂用母线供电。
第五章 工厂供电系统电气图
第五章
工厂供电系统电气图
发电、输配电过程用可用图5-1来表示。
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电与配电
变电与配电是电力系统中的核心环节，看懂 变配电的电气线路图，就能看懂整个电力系 统的线路图。变电所的任务是接受电能、变 换电压和分配电能，是联系发电厂和用户的 中间环节；而配电所只担负接受电能和分配 电能的任务。
第五章
工厂供电系统电气图
二、电气主接线的形式
1．单母线不分段接线 在主接线中，单母线不分段电路是比较简 单的主接线方式，如图5-12、图5-13所示， 母线WB是不分段的。单母线不分段的每条 引入、引出线中都安装有隔离开关及断路 器，在低压线路中安装有刀开关。
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电所电气主接线的基本要求
(1)安全性 (2)可靠性 (3)灵活性 (4)经济性 (5)发展性
第五章
工厂供电系统电气图
二、电气主接线的形式
单母线不分段 有 母 电 气 主 接 线 线 接 线 无 母 线 接 线 双母线接线 单母线接线 隔离开关（刀开关）分段 单母线分段 断路器分段 分段带旁路母线 具有专用旁路断路器 以母线联络断路器兼作旁路断路器 分段或不分段 桥形接线 角形接线 单元接线 内桥形 外桥形 一般为四角至六角 发电机-变压器单元 变压器-线路单元
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电与配电
两者的区别： 变电比配电多变换电压的任务， 因此变电所有电力变压器，而配 电所除了可能有自用电变压器外 是没有其他电力变压器的。
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电与配电
变电所和配电所的相同之处： 一是都担负接受电能和分配电能 的任务；二是电气线路中都有引 入线(架空线或电缆线)、各种开 关电器(如隔离开关、刀开关、 高低压断路器)、母线、互感器、 避雷器和引出线等。
《电业安全工作规程》
为了切实保证职工在生产中的安全和健康、电力系统、发供配电设备的安全运行，结合电力生产多年来的实践经验，制定本规程。
各单位的领导干部和电气工作人员，必须严格执行本规程。
安全生产，人人有责。
各级领导必须以身作则，要充分发动群众，依靠群众；要发挥安全监察机构和群众性的安全组织的作用，严格监督本规程的贯彻执行。
本规程适用于运用中的发、变、送、配、农电和用户电气设备上工作的一切人员(包括基建安装人员)。
各单位可根据现场情况制定补充条文，经厂(局)主管生产的领导(总工程师)批准后执行。
所谓运用中的电气设备，系指全部带有电压或一部分带有电压及一经操作即带有电压的电气设备。
电气设备分为高压和低压两种：高压：设备对地电压在 250V 以上者：低压：设备对地电压在 250V 及以下者。
电气工作人员必须具备下列条件：一、经医师鉴定，无妨碍工作的病症(体格检查约两年一次)。
二、具备必要的电气知识，且按其职务和工作性质，熟悉《电业安全工作规程》 (发电厂和变电所电气部分、电力线路部分、热力和机械部分)的有关部分，并经考试合格。
三、学会紧急救护法(附录 G)，特别要学会触电急救。
电气工作人员对本规程应每年考试一次。
因故间断电气工作连续三个月以上者，必须重新温习本规程，并经考试合格后，方能恢复工作。
参加带电作业人员，应经专门培训，并经考试合格、领导批准后，方能参加工作。
新参加电气工作的人员、实习人员和临时参加劳动的人员(干部、临时工等)，必须经过安全知识教育后，方可下现场随同参加指定的工作，但不得单独工作。
对外单位派来支援的电气工作人员，工作前应介绍现场电气设备接线情况和有关安全措施。
任何工作人员发现有违反本规程，并足以危及人身和设备安全者，应立即制止。
对认真遵守本规程者，应给予表扬和奖励。
对违反本规程者，应认真分析，加强教育，分别情况，严肃处理。
对造成严重事故者，应按情节轻重，予以行政或刑事处分。
本规程所指的安全用具必须符合附录 E、附录 F 的要求。
发电厂电气部分 第三版 习题参考答案
发电厂电气部分第三版习题参考答案发电厂电气部分第三版习题参考答案发电厂电气部分第三版习题参考答案第一章电力系统详述1．何谓电力系统、动力系统及电力网?请问：电力系统就是所指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所形成的有机整体。
动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等；水电厂的水库、水轮机、压力管道等）构成。
电力网所指在电力系统中，由各种相同电压等级的电力线路和变配电所形成的网络，缩写电网。
2．联合成电力系统并不断扩大有什么优越性?答：联合成电力系统并不断扩大的优越性有：（1）提高供电的可靠性；（2）增加系统中总水泵容量的比重；（3）增加总用电负荷的峰值；（4）可以加装高效率的大容量机组；（5）可以水火互济节约能源改善电网调节性能；（6）可以提高电能质量。
3．何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压存有哪些等级?答：额定电压指某一受电器（电动机、电灯等）、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。
我国电网和用电设备的额定电压等级存有220v、380v、3kv、6kv、10kv、35kv、60kv、110kv、154kv、220kv、330kv、500kv、750kv、1000kv。
4．电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。
答：电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。
（1）频率：对大型电力系统，频率的容许范围为50hz±0.2hz，对中小电力系统，频率的容许范围就是50hz±0.5hz。
（2）我国规定用户处的电压容许变化范围是：1）由35kv及以上电压供电的用户：±5％；2）由10kv及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7％；3）扰动照明设备用户：-10％～+5％。
（3）波形：电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。
5．电力系统中性点存有哪几种运转方式?各存有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围?答：（1）电力系统中性点运行方式电力系统中性点运转方式存有中性点不中剧、轻易中剧、经电阻中剧和经消弧线圈中剧运转方式。
发电厂电气部分5
和负荷，母联断路器合上，这种方式相当于单母线分段运行。 若某一组母线故障，担承分段的母联断路器跳开，接于另一组 母线的回路不受影响。同时接于故障母线的回路经过短时停电 后，也能迅速地转移到完好母线上恢复供电。 （3）检修任一组母线都不必停止对用户供电。如欲检修工作 母线，可经“倒闸操作”将全部电源和线路在不停电的
优点：（1）提高供电的 可靠性。当任一段母线或 一台母线隔离开关故障或 检修时，自动或手动跳开 分段断路器QF，仅有一半 线路停电，另一母线上的 各回路然可正常运行。重 要负荷可分别从两段上各 引出一条供电线路，保证 足够的供电可靠性。 （2）结构简单、经济、 操作方便。可靠性有提高。 适用范围： （1）6-10KV配电装置总 出线回路数为6回路以上， 每一分段上所接
3.双母线接线的使用范围 (1)6-10KV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗器时。 （2）35-60KV配电装置当出线回路超过8回路，或链接的电 源较多，负荷较大时。 （3）110-220KV配电装置当出线回路超过5回路及以上时， 或者出线回路为4回但在系统中地位重要时。 五、双母线分段接线 1.双母线分段的特点 工作母线分为两段，可看作单母线分段和双母线结合的一 种形式。具有单母线分段和双母线两者的特点，任何一段母 线故障或检修时，仍可保持双母线并列运行，有较高的可靠 性和灵活性。
2.双母线分段的设用范围 （1）广泛用于中、小型发电厂的6-10KV发电机电压母线。 （2）220KV配电装置进、出线回路总数为10-14回时，可在 一段母线上分段（双母线3分段），进、出线回路总数为15 回以上时，两组母线均可分段（双母线四分段）；对可靠性 要求很高的330-550KV超高压配电装置，当进出线总数为6回 以上时，也可采用双母线3分段或双母线4分段。 六、双母线带旁路母线接线 1.双母线带旁路母线的几种接线方式 （1）图5-7（a）为常用的接线方式，既有母线联络断路器 QF1，又有专用旁路断路器QF2，二回电源进线也参加旁路接 线。这种接线运行方便灵活，但投资较大。
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五、厂用供电电源及其引接
2. 备用和启动电源
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备用电源主要指由于事故而失去工作电源时，保证给
厂用电供电的电源，故又称事故备用电源。
启动电源是指在厂用工作电源完全消失的情况下，保 证使机组快速启动，向必需的辅助设备供电的电源，其 实质也是一个备用电源。 125MW及以下的机组的厂用备用电源兼作启动电源 在200MW及以上大容量机组的发电厂中，为了机组的安 全和厂用电的可靠，才设置厂用启动电源，并兼作厂用 备用电源。
第五章
5.1 概述√
厂用电接线及设计
5.2 厂用电接线的设计原则和接线形式√ 5.3 不同类型发电厂的厂用电接线
5.4 厂用变压器的选择
5.5 厂用电动机的选择和自启动校验
5.6 厂用电源的切换
5.1
概述
一、厂用电
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在电力生产过程中，有大量电动机拖动的机械设 备，为发电厂的主要设备（锅炉、汽轮机或水轮机、
目前电动机生产情况，380V电动机额定功率在300kW 以下，而3kV和6kV电动机最低额定功率分别为75kW和 200kW。
电动机电压(V) 220 380 ＜300 3000 ＞75 6000 ＞200 10000 ＞200
生产容量范围(kW) ＜140
三、厂用电的电压等级
电动机电压(V) 220 380 ＜300 3000 ＞75
5.2
厂用电接线的设计原则 和接线形式
一、厂用电接线的基本要求
济和检修、维护方便等一般要求。
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厂用电接线应满足正常运行安全、可靠、灵活、经
另外，厂用电接线还须：
充分考虑发电厂正常、事故、检修、起停等运行 方式下的供电要求，尽可能的使切换操作简便，启 动备用电源能在短时间内投入。
优点：供电可靠，运行简单，调
度方便，投资和运行费用较低，可
以直接启动大容量电动机。同时， 也可由系统取得厂用电源
G1
厂用
五、厂用供电电源及其引接
1. 工作电源
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是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。
(1)高压
A．当有发电机电压母线时，高压厂 用工作电源由各母线段引接，供接在
该段母线上的机组的厂用电负荷。
①Ⅰ类厂用负荷：不允许停电 通常设有两套设备互为备用，分别接到两个独立电源 的母线上，设有电源自动投入装置（自动切换）。 Ⅰ类厂用电动机必须保证自启动。 ②Ⅱ类厂用负荷：允许短时停电（几秒至几分钟） 由两个电源供电，并采用手动切换。 ③Ⅲ类厂用负荷：允许较长时间停电 一般由一个电源供电。
④事故保安负荷：指在停机过程中以及停机后一段时 间内仍应保证供电，否则将引起主要设备损坏、重要 自动装置失灵或推迟恢复供电，甚至危及人身安全的 负荷。
A-同一时期内全厂总发电量
厂用电率
凝汽式火电厂： 5% ～ 8%
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厂用电率是发电厂主要运行经济指标之一。
热电厂：
水电厂：
8% ～ 10%
0.5% ～ 1%
降低厂用电率可以降低发电成本，并增加对系统的 供电量。
二、厂用负荷分类
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1. 按其在生产中的作用和突然中断供电时造成危害 的程度分为4类：
三、厂用电的电压等级
火电厂
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设计技术规程规定厂用高压的确定原则如下： 发电机容量在60MW以下，UN=10.5kV时，则 厂高压用3kV 发电机容量在100MW～300MW时，厂高压用 6kV 发电机容量在600MW及以上时，若技术经济合 理，可用3kV、10kV两个厂高压 水电厂：0.4kV一个等级
尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量 避免引起全厂停电事故。 便于分期扩建和连续施工，不致中断厂用电的供 电。
三、厂用电的电压等级
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厂用电一般都由主发电机通过厂用变压器或厂用电 抗器由电缆线路供电。
各种厂用机械设备的电动机，容量范围很大，因此 只选择一种电压等级的电动机是不能满足要求的。
五、厂用供电电源及其引接
2. 备用和启动电源
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厂用电源的备用方式有“明备用”或“暗备用” 两种。 暗备用 不设专用的备用变压器，而 是当厂用工作变压器成对出现 时，将每台工作变压器的容量 加大。正常运行时不满载，互 为备用状态。不应装设备用电 源自动投入装置。
G 1
T1
T2
G 2
水电厂采用，工作变压器容量比明备用时大。
五、厂用供电电源及其引接
3. 事故保安电源
供给事故保安负荷的电源。
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对200MW及以上大容量机组，当厂用电源完全消失时，
为确保在事故状态下能安全停机，应设事故保安电源。 事故保安电源必须是独立而又十分可靠的电源，采用 380/220V电压。 交流保安负荷：快速启动的柴油发电机组或外部 引入的可靠电源
T
发电机出口引接，供本机组厂用负荷。
厂用分支回路上一般应装设高压断路
器，该断路器按发电机机端短路进行选
择和校验。（可以考虑加装电抗器或用 低压分裂绕组变压器）
G
厂用
五、厂用供电电源及其引接
1. 工作电源
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是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。
(1)高压
B．当采用发电机－变压器单元接线时， 厂用高压工作电源一般由主变低压侧或
发电机）和辅助设备保证运行。这些电动机再加上全
厂的运行、操作、试验、修配、照明等用电设备的总 耗电量，统称为厂用电或自用电。
厂用电率
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厂用电大都由发电厂本身供给而且为重要负荷之一。 厂用电耗电量与发电厂类型、燃料的种类及其燃烧
方式、蒸汽参数以及机械化程度有关。
在一定时间内，厂用电耗电量占全部发电量的百分 数，称为“厂用电率”。 kP = (Ap / A)×100% 其中： Kp － 某一时期的厂用电率 Ap －厂用电耗电量
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6000 ＞200
10000 ＞200
生产容量范围(kW) ＜140
同样功率的电动机，额定电压越高，自身尺寸越大， 重量越大，功率因数低，价格贵；但因工作电流小， 可减小供电电缆截面，节约有色金属，降低电能损耗 和运行费用。
三、厂用电的电压等级
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因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用 电动机的电压和厂用电网络来确定。 厂用高压：3kV，6kV，10kV 厂用低压：0.4kV（380/220V）
6kV电动机的功率可制造的较大，以满足大容量负 荷的要求
可省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经 厂用电抗器供电，并可限制短路电流
三、厂用电的电压等级
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因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用 电动机的电压和厂用电网络来确定。 厂用高压：3kV，6kV，10kV 厂用低压：0.4kV（380/220V） 10kV电压供电的优点： 1000kW以上的电动机采用10kV电压供电比较经济 合理。 10kV电动机的功率可制造的更大，以满足大容量负 荷的要求
T
发电机出口引接，供本机组厂用负荷。
200MW及以上机组，由于短路电流很
大，可不装设断路器，而采用分相封闭
母线（包括厂用分支），但应保留可拆 连接点。变压器低压侧需装设断路器。
G
厂用
五、厂用供电电源及其引接
1. 工作电源
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是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。
(2)低压
低压厂用工作电源采用380/220电压。 一般由高压厂用母线上通过低压厂用变压器取得。 为了限制短路电流，单台厂用低压变压器容量最大 不得超过750kVA。
3kV电压供电的优点：
3kV电动机效率比6kV电动机效率高，价格较低 3kV电动机的最小容量（75kW）比6kV电动机最小 容量（200kW）小 较大截面的电缆数量减少，减少有色金属消耗量
三、厂用电的电压等级
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因此厂用电电压等级应根据发电机额定电压、厂用 电动机的电压和厂用电网络来确定。 厂用高压：3kV，6kV，10kV 厂用低压：0.4kV（380/220V） 6kV电压供电的优点： 6kV网络节省有色金属及费用，而且短路电流小
五、厂用供电电源及其引接
2. 备用和启动电源
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备用电源的引接应保证其独立性，并且有足够的容量， 且最好能与系统有较紧密的联系。 有发电机电压母线时，从母线段上由备用变压器或 电抗器引接一个备用电源，但不能从该母线段上引接 第二个备用电源。
无发电机电压母线时，由供电可靠的有两个电源的 最低一级电压母线引接。优点：可靠性高；缺点：投 资大。
二、厂用负荷分类
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根据对电源的不同要求，事故保安负荷可又分为：
④0Ⅰ类负荷（不停电负荷）：蓄电池组逆变装置， UPS
⑤0Ⅱ类负荷（直流保安负荷）：由直流系统供电的
直流负荷。要求由独立的、稳定的、可靠的蓄电池组
或整流装置供电。
⑥0 Ⅲ类负荷(交流保安负荷)：平时由交流厂用电供 电，一但失去厂用工作电源和备用电源，交流保安电 源应自动投入。通常，由柴油发电机组、燃汽轮机组 或可靠的外部独立电源作为交流保安电源。
变电所：0.4kV，但是容量一般不超过750kVA
三、厂用电的电压等级
厂用电动机额定电压确定原则如下：
厂高压 3kV 6kV 电动机功率 ＞100kW ＜100kW ＞200kW ＜200kW ＞1800kW 10kV 200kW～1800kW ＜200kW
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额定电压 用3kV 用380V 用6kV 用380V 用10kV 用3kV 用380V