水电厂厂用电

第一节发电厂的厂用电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%。

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。

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。

（3）三类负荷：长时间停电不会直接影响生产的负荷。

如中央修配厂、油处理室等。

对三类负荷，一般由一个电源供电。

（4）事故保安负荷：在事故停机过程中及停机后的一段时间内，及应保证供电，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，中汽轮机的盘车电动机、发电机组的直流润滑油泵等。

根据对电源的不同要求，事故保安负荷又可以分为三种：一是直流保安负荷，由蓄电池组供电。

如事故照明。

二是交流不停电保安负荷，一般由接于蓄电池组的逆变装置供电，如实时控制用计算机。

三是允许短时停电的交流保安负荷。

厂用电中断时，必须保证给事故保安负荷供电，对大容量机组应设置事故保安电源。

发电厂的厂用电接线一、厂用电供电电压的确定发电厂的厂用电负荷主要是电动机和照明。

给厂用负荷供电的电压，主要决定于厂用负荷的电压、供电网络、发电机组容量和额定电压等因素。

发电厂中厂用电动机的功率范围很大，可以从几瓦到几千瓦。

机组容量愈大，所需厂用电动机的功率也愈大，因此为了给厂用电动机和照明供电，厂用电供电电压一般选用高压和低压两级。

火电厂可采用3、6、10kV作为高压厂用电的电压。

对于水电厂，由于水轮发电机组辅助设用的电动机功率不大，一般只用380/220V一级电压，采用动力和照明供电共用的三相四线制系统供电。

但坝区和水利枢，距厂区较远，且有些大型机械需另设专用变压器，可由6-10kV系统供厂用电动机的容量和电压的关系如下：当发电机额定电压与厂用高压一致时，可由发电机出口或发电机电压母线直接引线取得厂用高压。

为了限制短路电流，引线上可加装电抗器。

当发电机额定电压高于厂用高压时，则用厂用降压变压器，简称高厂变，取得厂用高压。

380/220V厂用低压，则用低压厂用降压变压器取得。

二、厂用电接线的一般原则（1）接线应保证供电的可靠性和连续性，并尽量简单清楚，以避免复杂的切换操作；（2）对大，中型水电厂的自用电母线应当分段，每一分段母线应有独立的工作电源（由发电机通过自用电变压器引出）和备用电源，装设备用电源自动投入装置；（3）有几个自用电源时，在接线上应考虑它们能互为备用；（4）如果自用变压器或厂用电动机接在母线上，应考虑当母线发生故障时，尽量保证大部分主要厂用机械仍然能继续工作。

三、厂用电电源及其接线厂用电电源一般由发电机电压母线（当发电机电压侧采用单母线分段时），或单元接线的分支线（当发电机采用单元或扩大单元接线时）供电，而不采用自高压母线取得自用电源，因为这样会使接线复杂，且经济性较差。

对于大容量水电厂则由于在系统中中有非常重要的地位，要求自用电更为可靠，因此应尽可能的自地区电网取得厂用电的备用电源。

中型水电厂自用电一般应对如有两个独立的自用电源。

大型水电厂，自用电应有三个独立的自用电源，其中第三个电源作为备用电源，自地区电网取得。

单机容量在1000kW以下的水电厂，可只设一个自用电源。

自用变压器的台数一般与自用电源数相等。

自用电接线一般都采用单母线分段接线，分段母线间用高压断路器或低压自动空气开关分段联络。

自用电源的备用有两种方式：明备用和暗备用。

暗备用是在正常运行中，所有自用电源（变压器、线路）都投入工作，每台变压器只在低负荷下运行，没有明显停运的备用变压器。

当一台变压器发生故障时，另一台应能担负全厂或两个分段母线的全部重要负荷，并且保证需要自启动的电动机在故障消除后能够自启动。

明备用是正常运行中有不工作的专门自用变压器或线路，它的容量应等于平时工作的容量最大的自用电变压器容量。

运行中任一台自用变压器断开时，它都可以自动投入，供给全部自用电负荷。

四、我厂的厂用接线6kV厂用电的接线采用单母线供电方式，电源由12B或54B供给，中性点不接地供电系统。

我厂发电机与主变压器成单元接线，采用的是由发电机与变压器之间引接低压厂用电源，供给该机组的厂用电负荷。

采用三相四线制供电，中性点直接接地运行方式。

第二章厂用配电装置------高压断路器高压断路器具有独完善的灭弧装置和操作机构，它能接通和断开各种状况下的高压电路中的电流，用以完成电气主接线运行方式的改变和尽快切除故障电路，所以它是发电厂和变电所中最要的电气设备之一。

概述一、断路器的用途和对它的基本要求1.合闸状态时是良好的导体，不因热和电动力的作用而损坏。

2.在分闸状态时应具有良好的绝缘性能，能受相对地的电压，以及一相内断口间的电压。

3.在开断规定的短路电流时，应有足够的开断能力和足够短的时间，能进行自动重合闸。

4.通规定的短路电流时，短时间内触头不能产生熔焊的情况。

5.长期可靠的工作，有一定的寿命。

二、高压断路器的基本技术参数1.额定电压。

是表征断路器绝缘强度的参数，它是断路器长期工作的标准电压。

2.额定电流。

是表征断路器通过长期电流能力的参数，即断路器允许边连续长期通过的最大电流。

3.额定开断电流。

是表征断路器开断能力的参数。

即在额定电压下，断路器能保护可靠开断的最大短路电流。

最大值称为极限开断电流。

4.动稳定电流。

是表征断路器通过短路电流能力的参数。

它反映断路器受短路电流电动力效应的能力。

5.合闸与分闸时间。

合、分闸时间是表征断路器操作性能的参数。

合闸时间指从断路器操动机构合闸线圉接通到主触头接触这段时间。

断路器的分闸时间包括固有分闸时间和熄灭电弧时间两部分。

分闸时间也称为全分闸时间。

操作循环。

是表征断路器操作性能的参数。

为了提高供电的可靠性和系统运行的稳定性，断路器应能受一次或二次以上的关合，开断，或关合后立即开断的动作能力。

第二节真空断路器一、概述真空断路器是指在高真空中开断电路的断路器。

采用的绝缘介质和灭弧介质是高真空（真空度为10-4毫米汞柱以上），在这种稀薄空间，分子的自由行程大，发生碰撞游离的机会少，绝缘强度很高，因此电弧很容易熄灭。

真空断路器由真空灭弧室、支持框架和操作机构三部分组成。

二、真空断路器的特点1.触头开距短。

2.燃弧时间短，且与开断电流的大小无关，一般只需半个周波。

3.熄弧后，触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好。

4.触头在开断电流时烧损轻微，触头寿命长。

5.体积小，重量轻，能防火、防爆。

6.操作噪音小。

7.适于频繁操作。

三、真空断路器的灭弧真空灭弧室内的所的零件都密封在一个绝缘容器内。

动触杆和静触头的密封靠金属波纹管实现。

在触头的外面四周装有金属屏蔽罩。

真空断路器动、静触头采用磁吹对接式，触头的中部是一圆台状的接触面，接触面的周围开有3条螺旋槽的吹弧面，触头闭合时，只有接触面相互接触，当开断电流时，最初在接触面上产生电弧电流回路呈“∏”形，在流过触头的电流所形成的磁场作用下，驱使电弧沿触头圆周运动，即在触头外缘上不断旋转，可避免电弧固定在触头某处而烧损触头，电流过零时，电弧即熄灭。

第三节空气断路器一、压缩空气的特性空气断路器用压缩空气作为灭弧和绝缘介质。

压缩空气的绝缘强度随其压力的提高而增加，大约在0.7MPa时,与新绝缘油的绝缘强度相当。

我国目前一般选用2MPa的压力二、灭弧原理及气吹方式空气断路器是靠压缩空气吹动电弧使之冷却，在电弧到零值时，迅速将弧道中的离子吹走或使其复合而实现灭弧。

空气吹弧有横向和纵向吹弧两种方式。

纵向吹弧时，动、静触头可做成管形喷嘴状，用压缩空气将电弧吹入触头的管腔内。

空气断路器属于它能式灭弧断路器，开断能力较强，当开断小电流时往往在电流到达零值前电弧已经熄灭，由于这种载流作用而产生过电压。

为了限制这电压，空气断路器一般在断口处装设并联电阻。

第四节其他厂用电气设备-----低压开关一、概述低压开关指在500伏以下的电路的控制电器，用于接通和断开交、直流电路。

常用的低压开关有：闸刀开关，交、直流接触器，磁力启动器和自动空气开关。

低压开关的灭弧是由灭弧栅将长电弧截为短电弧的原理灭弧。

二、闸刀开关1.按极数分为：单极、双极、三极三类。

2.按灭弧结构分为：带灭弧罩和不带灭弧罩二类。

3.按操作方式分为：直接手柄操作和连杆操作。

4.按用途分为：单投和双投。

三、接触器接触器是利用电磁原理实现低压电路的接通和断开的，广泛用于电动机的控制电路中，分为交流和直流两种。

四、磁力启动器1.由交流接触器和热继电器组合而成的电器，用于远距离控制电动机的启、停，具有失压和过载保护功能。

2.热继电器：是保护电动机长期过载的一种自动控制电器，利用电流通过电阻丝产生的热效应来切断电源。

五、自动空气开关是一种自动切断故障的低压保护电器。

主要结构元件1.触头系统，有主触头、副触头、灭弧触头。

接通顺序：灭弧触头→副触头→主触头。

断开顺序与接通顺序相反。

2.灭弧装置由灭弧栅构成。

3.机构，包括传动机构、脱扣机构。

4.脱扣器，分为过流脱扣器和失压脱扣器及分闸脱扣器三种。

备用电源自动投入装置第一节概述备用电源自动投入装置是当工作电源因故障断开后，能自动而且迅速地将备用电源投入工作，使用户不致于停电的一种自动装置，简称BZT装置。