-廠用電接線及設(shè)計(3)

1、1第五章第五章 廠用電接線及設(shè)計廠用電接線及設(shè)計- -2- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院第五章第五章 廠用電接線及設(shè)計廠用電接線及設(shè)計5.1 概述概述5.2 廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式5.3 不同類型發(fā)電廠（火電廠）的廠用電接線不同類型發(fā)電廠（火電廠）的廠用電接線5.4 廠用變壓器的選擇廠用變壓器的選擇5.5 廠用電動機(jī)的選擇和自啟動校驗廠用電動機(jī)的選擇和自啟動校驗- -3- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院一、廠用電和廠用電率一、廠用電和廠用電率二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠/變電站的主要廠用負(fù)荷變電站的主要廠用負(fù)荷三、廠用電負(fù)荷的分類三、廠用

2、電負(fù)荷的分類5.1 概述概述- -4- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n廠用電廠用電：發(fā)電廠在啟動、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，：發(fā)電廠在啟動、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，拖動廠用機(jī)械設(shè)備的拖動廠用機(jī)械設(shè)備的電動機(jī)（電動機(jī)（鍋爐、汽輪機(jī)鍋爐、汽輪機(jī)/ /水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和輸煤、碎煤、除塵及水處理水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和輸煤、碎煤、除塵及水處理）以及以及全廠運(yùn)行、操作、試驗、修配、照明全廠運(yùn)行、操作、試驗、修配、照明等用電設(shè)備的總耗電量。等用電設(shè)備的總耗電量。n廠用電大部分廠用電大部分由發(fā)電廠本身供給由發(fā)電廠本身供給，且為重要負(fù)荷。，且為重要負(fù)荷。n廠用電率廠用電率：廠用電耗電量占全廠發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)。

3、：廠用電耗電量占全廠發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)。5.1 概述概述%100AAKPPAp廠用電耗電量（廠用電耗電量（kW.h）A同一時期全廠總發(fā)電量（同一時期全廠總發(fā)電量（kW.h）一、廠用電和廠用電率一、廠用電和廠用電率- -5- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n廠用電率是發(fā)電廠主要的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。廠用電率是發(fā)電廠主要的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。n與電廠類型、機(jī)械化和自動化程度、燃料種類及其燃燒方式、蒸汽參數(shù)與電廠類型、機(jī)械化和自動化程度、燃料種類及其燃燒方式、蒸汽參數(shù)等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。凝汽式火電廠：凝汽式火電廠：5% 8%熱電廠：熱電廠：8% 10%水電廠：水電廠：0.5% 1.0%100

4、0MW超超臨界發(fā)電機(jī)組的廠用電率為超超臨界發(fā)電機(jī)組的廠用電率為4.45%- -6- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠/變電站的主要廠用負(fù)荷變電站的主要廠用負(fù)荷 火電廠火電廠負(fù)荷類別負(fù)荷類別具體負(fù)荷名稱具體負(fù)荷名稱鍋爐負(fù)荷鍋爐負(fù)荷引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、給煤機(jī)、給粉機(jī)引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、給煤機(jī)、給粉機(jī)汽輪機(jī)負(fù)荷汽輪機(jī)負(fù)荷給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵（給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵（三大水泵系統(tǒng)三大水泵系統(tǒng)）輸煤負(fù)荷輸煤負(fù)荷輸煤皮帶、碎煤機(jī)、篩煤機(jī)輸煤皮帶、碎煤機(jī)、篩煤機(jī)電氣及公共負(fù)荷電氣及公共負(fù)荷充電機(jī)、空壓機(jī)、變壓器冷卻風(fēng)機(jī)、通信電源充電機(jī)、空壓機(jī)、變壓器冷卻風(fēng)機(jī)、

5、通信電源出灰負(fù)荷出灰負(fù)荷灰漿泵、碎渣機(jī)、除塵器灰漿泵、碎渣機(jī)、除塵器廠外水工負(fù)荷廠外水工負(fù)荷中央循環(huán)水泵、消防水泵、生活水泵、冷卻塔通風(fēng)機(jī)中央循環(huán)水泵、消防水泵、生活水泵、冷卻塔通風(fēng)機(jī)輔助車間負(fù)荷輔助車間負(fù)荷化學(xué)水處理室、中央修配間、電氣實驗室、起重機(jī)械化學(xué)水處理室、中央修配間、電氣實驗室、起重機(jī)械事故保安負(fù)荷事故保安負(fù)荷盤車電動機(jī)、頂軸油泵、交流潤滑油泵、機(jī)爐自控電源盤車電動機(jī)、頂軸油泵、交流潤滑油泵、機(jī)爐自控電源- -7- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 水輪機(jī)的輔機(jī)水輪機(jī)的輔機(jī)：調(diào)速及潤滑系統(tǒng)的油泵、空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)冷卻：調(diào)速及潤滑系統(tǒng)的油泵、空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)及

6、機(jī)組潤滑系統(tǒng)的水泵、行車等。系統(tǒng)及機(jī)組潤滑系統(tǒng)的水泵、行車等。n 電氣部分電氣部分：變壓器冷卻用通風(fēng)機(jī)、油泵、水泵等。：變壓器冷卻用通風(fēng)機(jī)、油泵、水泵等。n 大壩及船閘設(shè)備大壩及船閘設(shè)備：閘門啟閉機(jī)、升船機(jī)、起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等。：閘門啟閉機(jī)、升船機(jī)、起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等。n 其它輔機(jī)其它輔機(jī)：供水泵、排水泵、直流系統(tǒng)的充電設(shè)備、備用勵磁機(jī)、：供水泵、排水泵、直流系統(tǒng)的充電設(shè)備、備用勵磁機(jī)、修理廠設(shè)備及廠房通風(fēng)機(jī)等。修理廠設(shè)備及廠房通風(fēng)機(jī)等。n 常用照明常用照明和和事故照明事故照明設(shè)備。設(shè)備。 水電廠水電廠變壓器強(qiáng)油循環(huán)冷卻裝置的油泵、水泵、風(fēng)扇，蓄電池充電設(shè)備，油處變壓器強(qiáng)油循環(huán)冷卻裝置的油泵、水泵

7、、風(fēng)扇，蓄電池充電設(shè)備，油處理設(shè)備，檢修、采暖通風(fēng)、照明設(shè)備等。理設(shè)備，檢修、采暖通風(fēng)、照明設(shè)備等。 變電所變電所- -8- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院三、廠用負(fù)荷的分類三、廠用負(fù)荷的分類I類廠用負(fù)荷類廠用負(fù)荷II類廠用負(fù)荷類廠用負(fù)荷III類廠用負(fù)荷類廠用負(fù)荷事故保安負(fù)荷事故保安負(fù)荷不停電負(fù)荷或不停電負(fù)荷或0I類負(fù)荷類負(fù)荷n 根據(jù)廠用負(fù)荷在電廠運(yùn)行中起的作用、供電中斷所造成的危害程度根據(jù)廠用負(fù)荷在電廠運(yùn)行中起的作用、供電中斷所造成的危害程度而分為而分為五類五類：- -9- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 短時停電將造成主輔設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停運(yùn)、影響出力

8、短時停電將造成主輔設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停運(yùn)、影響出力 火電廠：火電廠：鍋爐負(fù)荷鍋爐負(fù)荷（引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)），（引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)），汽輪機(jī)負(fù)荷汽輪機(jī)負(fù)荷（給水（給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵）泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵） 水電廠：調(diào)速器、壓油泵、潤滑油泵等水電廠：調(diào)速器、壓油泵、潤滑油泵等n 措施：措施： 設(shè)兩套設(shè)備或多套設(shè)備設(shè)兩套設(shè)備或多套設(shè)備互為備用互為備用，并且分別接到有，并且分別接到有兩個獨(dú)立電源兩個獨(dú)立電源供電供電的母線上；的母線上； 電源電源自動投入；自動投入；電動機(jī)全部自啟動電動機(jī)全部自啟動 。三、廠用電負(fù)荷分類三、廠用電負(fù)荷分類I I類廠用負(fù)荷類廠用負(fù)荷- -10-

9、-河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 允許短時停電（幾秒至幾分鐘），恢復(fù)供電后不致造成生產(chǎn)紊亂。允許短時停電（幾秒至幾分鐘），恢復(fù)供電后不致造成生產(chǎn)紊亂。 火電廠：輸煤皮帶、碎煤機(jī)、灰漿泵、化學(xué)水處理設(shè)備等；火電廠：輸煤皮帶、碎煤機(jī)、灰漿泵、化學(xué)水處理設(shè)備等； 水電廠：絕大部分廠用電動機(jī)負(fù)荷。水電廠：絕大部分廠用電動機(jī)負(fù)荷。 n較長時間停電不會直接影響生產(chǎn)，僅會造成生產(chǎn)上的不方便。較長時間停電不會直接影響生產(chǎn)，僅會造成生產(chǎn)上的不方便。 中央修配廠、實驗室、油處理室等負(fù)荷中央修配廠、實驗室、油處理室等負(fù)荷三、廠用電負(fù)荷分類三、廠用電負(fù)荷分類n 措施：措施： 由由兩段母線兩段母線供電；供電

10、； 手動手動切換。切換。n 措施：措施： 由由一個電源一個電源供電（大型電廠也采用兩路電源供電）。供電（大型電廠也采用兩路電源供電）。II II類廠用負(fù)荷類廠用負(fù)荷III III類廠用負(fù)荷類廠用負(fù)荷- -11- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院不間斷供電負(fù)荷（不間斷供電負(fù)荷（0I類負(fù)荷）類負(fù)荷）n 機(jī)組機(jī)組運(yùn)行、正常或事故停機(jī)過程中甚至停機(jī)之后的一段時間內(nèi)運(yùn)行、正?；蚴鹿释C(jī)過程中甚至停機(jī)之后的一段時間內(nèi)需連續(xù)供電并具有恒頻恒壓特性的負(fù)荷。需連續(xù)供電并具有恒頻恒壓特性的負(fù)荷。 實時控制用計算機(jī)（停電時間不得超過實時控制用計算機(jī)（停電時間不得超過5ms，BZT無法滿足要無法滿足要求）求

11、）n 措施：措施： 不停電電源（不停電電源（UPS）供電供電三、廠用電負(fù)荷分類三、廠用電負(fù)荷分類- -12- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 直流保安負(fù)荷（直流保安負(fù)荷（ 0II 類負(fù)荷）類負(fù)荷） 發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)組的直流潤滑油泵直流潤滑油泵、事故氫密封油泵事故氫密封油泵、繼電保護(hù)和自動裝置繼電保護(hù)和自動裝置、信信號設(shè)備號設(shè)備、控制設(shè)備控制設(shè)備等。等。 由由蓄電池組蓄電池組或或整流裝置整流裝置供電。供電。三、廠用電負(fù)荷分類三、廠用電負(fù)荷分類事故保安負(fù)荷：事故保安負(fù)荷：n 要求因事故停機(jī)過程中及停機(jī)后的一段時間內(nèi)仍必須保證供電，否則可要求因事故停機(jī)過程中及停機(jī)后的一段時間內(nèi)仍必須保證

12、供電，否則可能引起主要設(shè)備損壞、重要自動控制失靈或危及人身安全。能引起主要設(shè)備損壞、重要自動控制失靈或危及人身安全。 交流保安負(fù)荷（交流保安負(fù)荷（ 0III 類負(fù)荷）類負(fù)荷） 200MW及以上機(jī)組的盤車電動機(jī)、交流潤滑油泵、交流密封油泵、消防及以上機(jī)組的盤車電動機(jī)、交流潤滑油泵、交流密封油泵、消防水泵。水泵。 正常運(yùn)行時由正常運(yùn)行時由交流廠用電源交流廠用電源供電；供電； 失去廠用工作電源和備用電源時由失去廠用工作電源和備用電源時由交流保安電源交流保安電源供電：柴油發(fā)電機(jī)組、供電：柴油發(fā)電機(jī)組、燃汽輪機(jī)組或可靠的外部獨(dú)立電源。燃汽輪機(jī)組或可靠的外部獨(dú)立電源。自動投入自動投入。- -13- -河南

13、理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院5.2 廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式一、一、廠用電廠用電電壓等級電壓等級的選擇的選擇二、廠用二、廠用電源電源及其引接及其引接三、廠用電三、廠用電接線的基本形式接線的基本形式- -14- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院u 廠用電的電壓等級是根據(jù)廠用電的電壓等級是根據(jù)發(fā)電機(jī)容量和額定電壓發(fā)電機(jī)容量和額定電壓、廠用電動機(jī)的容量廠用電動機(jī)的容量和和廠用電廠用電可靠性可靠性等因素，相互配合，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)綜合比較后確定的。等因素，相互配合，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)綜合比較后確定的。u 為了簡化廠用電接線，方便運(yùn)行維護(hù)，廠用電電壓等級不

14、宜過多。為了簡化廠用電接線，方便運(yùn)行維護(hù)，廠用電電壓等級不宜過多。一、廠用電電壓等級的確定一、廠用電電壓等級的確定 高壓廠用電壓高壓廠用電壓一般采用一般采用3kV、6kV、10kV，在滿足技術(shù)要求的前提下在滿足技術(shù)要求的前提下優(yōu)先選擇較低的電壓優(yōu)先選擇較低的電壓，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。 低壓廠用電壓低壓廠用電壓常采用常采用380/220V。 200MW及以上機(jī)組，低壓廠用系統(tǒng)及以上機(jī)組，低壓廠用系統(tǒng)采用采用動力與照明分開供電動力與照明分開供電的方式，動力的方式，動力380V，照明采用，照明采用220V。- -15- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 發(fā)電機(jī)組容

15、量在發(fā)電機(jī)組容量在60MW及以下，發(fā)電機(jī)電壓為及以下，發(fā)電機(jī)電壓為10.5kV，可采用，可采用3kV作為作為高壓廠用電壓高壓廠用電壓；發(fā)電機(jī)電壓為；發(fā)電機(jī)電壓為6.3kV，可采用，可采用6kV作為高壓廠用電壓；作為高壓廠用電壓； 當(dāng)容量在當(dāng)容量在100300MW時，宜選用時，宜選用6kV作為高壓廠用電壓；作為高壓廠用電壓； 當(dāng)容量在當(dāng)容量在600MW以上時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可采用以上時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可采用6kV一級一級電壓，也可電壓，也可采用采用3kV和和10kV兩級兩級電壓作為高壓廠用電壓。電壓作為高壓廠用電壓。n 火電廠火電廠n 水電廠水電廠 由于水輪發(fā)電機(jī)組輔助設(shè)備使用的電動機(jī)容量均

16、不大，通常由于水輪發(fā)電機(jī)組輔助設(shè)備使用的電動機(jī)容量均不大，通常只設(shè)只設(shè)380V一一種廠用電壓等級種廠用電壓等級，由動力和照明公用的三相四線制系統(tǒng)供電。，由動力和照明公用的三相四線制系統(tǒng)供電。 大型水電廠的壩區(qū)和水利樞紐可能裝設(shè)大型機(jī)械，如船閘或升船機(jī)、閘大型水電廠的壩區(qū)和水利樞紐可能裝設(shè)大型機(jī)械，如船閘或升船機(jī)、閘門啟閉裝置等，需另設(shè)專用變壓器，采用門啟閉裝置等，需另設(shè)專用變壓器，采用6kV或或10kV供電。供電。n 變電所：變電所：0.4kV- -16- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院二、廠用電源及其引接二、廠用電源及其引接n 廠用電源包括廠用電源包括工作電源工作電源和和備用電源

17、備用電源，且各有，且各有高、低壓高、低壓兩個部分。兩個部分。n 單機(jī)容量在單機(jī)容量在200MW以上的電廠還應(yīng)裝設(shè)以上的電廠還應(yīng)裝設(shè)啟動電源啟動電源和和事故保安電源事故保安電源。n 一般電廠中，都以一般電廠中，都以啟動電源兼作備用電源啟動電源兼作備用電源。高壓高壓/低壓廠用工作電源低壓廠用工作電源高壓高壓/低壓廠用備用電源低壓廠用備用電源- -17- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 當(dāng)有當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線發(fā)電機(jī)電壓母線時，高壓廠用工作電源由各母線段引接。時，高壓廠用工作電源由各母線段引接。 當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器成當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器成單元連接單元連接時，高壓廠用工作電源從主變壓器時，高壓

18、廠用工作電源從主變壓器低壓側(cè)引接。低壓側(cè)引接。1 1、工作電源及其引接方式、工作電源及其引接方式n 保證發(fā)電廠正常運(yùn)行的基本電源。保證為了可靠供電，應(yīng)保證發(fā)電廠正常運(yùn)行的基本電源。保證為了可靠供電，應(yīng)不少于兩個不少于兩個。n 高壓廠用工作電源高壓廠用工作電源：從：從發(fā)電機(jī)電壓回路發(fā)電機(jī)電壓回路通過通過高壓廠用變壓器高壓廠用變壓器取得。取得。n 即使發(fā)電機(jī)組全部停運(yùn)，仍可即使發(fā)電機(jī)組全部停運(yùn)，仍可從系統(tǒng)倒送電能從系統(tǒng)倒送電能給廠用。給廠用。- -18- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院5.2 廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式廠用電接線的設(shè)計原則和接線形式 低壓廠用工作電源低壓廠用工作電源

19、：由：由高壓廠用母線高壓廠用母線通過通過低壓廠用變壓器低壓廠用變壓器引接。若高壓引接。若高壓廠用電設(shè)有廠用電設(shè)有10kV和和3kV兩個電壓等級，則低壓廠用工作電源一般從兩個電壓等級，則低壓廠用工作電源一般從10kV廠用母線引接。廠用母線引接。n備用電源備用電源：工作電源事故工作電源事故或或檢修檢修而失電時而失電時替代工作電源替代工作電源。n啟動電源啟動電源：機(jī)組在：機(jī)組在啟動或停運(yùn)過程中工作電源不能供電啟動或停運(yùn)過程中工作電源不能供電的情況下，為的情況下，為保證機(jī)組快速啟動，向必要的輔助設(shè)備供電的電源。保證機(jī)組快速啟動，向必要的輔助設(shè)備供電的電源。實質(zhì)上仍是備用實質(zhì)上仍是備用電源電源。n200

20、MW及以上大容量機(jī)組的發(fā)電廠中設(shè)啟動電源，并兼作事故備用電及以上大容量機(jī)組的發(fā)電廠中設(shè)啟動電源，并兼作事故備用電源，統(tǒng)稱為源，統(tǒng)稱為啟動啟動/備用電源備用電源。n備用電源應(yīng)具有備用電源應(yīng)具有獨(dú)立性獨(dú)立性和和足夠的供電容量足夠的供電容量，最好能，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系系，在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)取得廠用電源。，在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)取得廠用電源。 2 2、備用、備用/ /啟動電源及其引接方式啟動電源及其引接方式- -19- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 高壓廠用備用電源高壓廠用備用電源的引接方式：的引接方式：n 從從發(fā)電機(jī)電壓母線引接發(fā)電機(jī)電壓母線引接，但

21、避免與高壓廠用工作電源接在同一分段上。，但避免與高壓廠用工作電源接在同一分段上。n 從從聯(lián)絡(luò)變的低壓繞組聯(lián)絡(luò)變的低壓繞組引接。引接。n 從與電力系統(tǒng)聯(lián)系最緊密的從與電力系統(tǒng)聯(lián)系最緊密的最低一級電壓母線最低一級電壓母線上，通過高變比的啟動上，通過高變比的啟動/備用變壓器引接。經(jīng)濟(jì)性差，可靠性高。備用變壓器引接。經(jīng)濟(jì)性差，可靠性高。 由由廠外較低電壓電網(wǎng)廠外較低電壓電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)引接專用線路，經(jīng)高壓廠用備用變壓器高壓廠用備用變壓器獲取。獲取。- -20- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院- -21- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 低壓廠用備用電源低壓廠用備用電源的引

22、接：的引接：n 從從廠用高壓母線上廠用高壓母線上通過通過低壓備用變壓器引接低壓備用變壓器引接，但應(yīng)避免與需要由它充當(dāng)，但應(yīng)避免與需要由它充當(dāng)備用電源的備用電源的低壓廠用變壓器低壓廠用變壓器接在同一段高壓母線上；接在同一段高壓母線上；n 對于對于200MW及以上的機(jī)組，及以上的機(jī)組，低壓廠用備用變低壓廠用備用變宜由經(jīng)常帶電運(yùn)行的宜由經(jīng)常帶電運(yùn)行的高壓高壓廠用啟動廠用啟動/備用變壓器備用變壓器引接；引接； 當(dāng)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線發(fā)電機(jī)電壓母線上的饋線不帶電抗器（意味著短路電流不大）時，低上的饋線不帶電抗器（意味著短路電流不大）時，低壓廠用備用變壓器可由該母線引接。壓廠用備用變壓器可由該母線引接。- -

23、22- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 廠用電源的備用方式有廠用電源的備用方式有“明備用明備用”或或“暗備用暗備用”兩種。兩種。 n 明備用明備用n 指專門設(shè)置的指專門設(shè)置的備用變壓器備用變壓器，正常運(yùn)行時，正常運(yùn)行時，不承擔(dān)任何負(fù)荷不承擔(dān)任何負(fù)荷或或只承擔(dān)公用只承擔(dān)公用負(fù)荷負(fù)荷。n 當(dāng)工作電源因故斷開時，由當(dāng)工作電源因故斷開時，由備自投備自投進(jìn)行切換接通，代替工作電源，承擔(dān)進(jìn)行切換接通，代替工作電源，承擔(dān)全部廠用負(fù)荷全部廠用負(fù)荷。n 適合大型火電廠采用適合大型火電廠采用，可使工作變壓器容量?。▊溆米儔浩魅萘颗c最大，可使工作變壓器容量小（備用變壓器容量與最大一臺工作變壓器容量相同

24、），有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，投資少。一臺工作變壓器容量相同），有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，投資少。n 暗備用暗備用n 不設(shè)專用的備用變壓器不設(shè)專用的備用變壓器，而是當(dāng)廠用工作變壓器成對出現(xiàn)時，將每臺，而是當(dāng)廠用工作變壓器成對出現(xiàn)時，將每臺工工作變壓器的容量加大作變壓器的容量加大。正常運(yùn)行時不滿載，互為備用狀態(tài)。正常運(yùn)行時不滿載，互為備用狀態(tài)。n 正常工作時每臺變壓器只在半載下運(yùn)行，投資較大，運(yùn)行費(fèi)用高。正常工作時每臺變壓器只在半載下運(yùn)行，投資較大，運(yùn)行費(fèi)用高。n 適合水電廠采用適合水電廠采用。水電廠用電率不高，故運(yùn)行損耗不大。同時節(jié)省了明。水電廠用電率不高，故運(yùn)行損耗不大。同時節(jié)省了明備用所需的配電裝置與占地，有

25、利于水電廠地形有限的設(shè)備布置。備用所需的配電裝置與占地，有利于水電廠地形有限的設(shè)備布置。- -23- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院3 3、事故保安電源及其引接方式、事故保安電源及其引接方式n 對對200MW以上大容量機(jī)組，當(dāng)以上大容量機(jī)組，當(dāng)廠用工作電源和備用電源都消失時廠用工作電源和備用電源都消失時，為確，為確保在保在嚴(yán)重事故狀態(tài)下能安全停機(jī)嚴(yán)重事故狀態(tài)下能安全停機(jī)、事故消除后又能及時恢復(fù)供電事故消除后又能及時恢復(fù)供電，應(yīng)設(shè)事，應(yīng)設(shè)事故保安電源。保證對故保安電源。保證對事故保安負(fù)荷事故保安負(fù)荷（潤滑油泵、密封油泵、熱工儀表及自（潤滑油泵、密封油泵、熱工儀表及自動裝置、盤車裝置、

26、頂軸油泵、事故照明和計算機(jī)等設(shè)施）的連續(xù)供電。動裝置、盤車裝置、頂軸油泵、事故照明和計算機(jī)等設(shè)施）的連續(xù)供電。n 事故保安電源事故保安電源采用采用380/220V電壓電壓。 n 必須是一種獨(dú)立而又十分可靠的電源，通常采用必須是一種獨(dú)立而又十分可靠的電源，通常采用快速自動啟動的柴油發(fā)電快速自動啟動的柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)組、蓄電池組及其逆變器蓄電池組及其逆變器將直流變?yōu)榻涣髯鳛榻涣魇鹿时０搽娫?。將直流變?yōu)榻涣髯鳛榻涣魇鹿时０搽娫础 對對200MW及以上機(jī)組還應(yīng)由附近及以上機(jī)組還應(yīng)由附近110kV及以上的變電站或發(fā)電廠引入獨(dú)及以上的變電站或發(fā)電廠引入獨(dú)立可靠專用線路，作為事故備用保安電源。立可靠專用線路

27、，作為事故備用保安電源。- -24- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院- -25- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院200MW機(jī)機(jī)組組事事故故保保安安電電源源接接線線示示意意圖圖- -26- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段單母線分段接線。接線。n 火電廠的廠用負(fù)荷大多集中在火電廠的廠用負(fù)荷大多集中在鍋爐鍋爐的輔助機(jī)械設(shè)備中，如吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)的輔助機(jī)械設(shè)備中，如吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、磨煤機(jī)、給粉機(jī)等，其用電量占廠用電量的機(jī)、排粉機(jī)、磨煤機(jī)、給粉機(jī)等，其用電量占廠用電量的60%以上，因以上，因

28、此一般采用此一般采用“按爐分段按爐分段”的接線原則，將廠用高壓母線的接線原則，將廠用高壓母線按鍋爐臺數(shù)分成按鍋爐臺數(shù)分成若干獨(dú)立段（根據(jù)容量不同，一爐一段若干獨(dú)立段（根據(jù)容量不同，一爐一段/一爐兩段）一爐兩段）。三、廠用電接線的基本形式三、廠用電接線的基本形式n 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：n 若某一段母線發(fā)生故障，只影響其對應(yīng)的一臺鍋爐的運(yùn)行，使事故影若某一段母線發(fā)生故障，只影響其對應(yīng)的一臺鍋爐的運(yùn)行，使事故影響范圍局限在一機(jī)一爐；響范圍局限在一機(jī)一爐；n 廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流較小，有利于電氣設(shè)備的選擇；廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流較小，有利于電氣設(shè)備的選擇； 將同一機(jī)爐的廠用電負(fù)荷接在同一段母

29、線上，便于運(yùn)行管理和檢修。將同一機(jī)爐的廠用電負(fù)荷接在同一段母線上，便于運(yùn)行管理和檢修。- -27- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院火電廠火電廠5.3 不同類型發(fā)電廠的廠用電接線不同類型發(fā)電廠的廠用電接線n 火電廠的輔助機(jī)械多、容量大、供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，其主要負(fù)荷分布在火電廠的輔助機(jī)械多、容量大、供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，其主要負(fù)荷分布在鍋爐、汽機(jī)、電氣、輸煤、除灰、化學(xué)水處理以及輔助車間和公用鍋爐、汽機(jī)、電氣、輸煤、除灰、化學(xué)水處理以及輔助車間和公用電部分。電部分。n 因此廠用電電壓至少采用因此廠用電電壓至少采用兩級電壓兩級電壓，以，以單母線分段單母線分段接線形式合理地接線形式合理地分配廠用各級負(fù)

30、荷。分配廠用各級負(fù)荷。- -28- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 方案方案1：不設(shè)公用負(fù)荷母線段：不設(shè)公用負(fù)荷母線段高壓廠用公用負(fù)荷（高壓廠用公用負(fù)荷（輸煤、除灰、輸煤、除灰、化水化水）分別接于各機(jī)組廠用母線）分別接于各機(jī)組廠用母線A、B段上。段上。優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，投資省。優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，投資省。缺點(diǎn)：高壓廠用母線清掃時，影缺點(diǎn)：高壓廠用母線清掃時，影響公用負(fù)荷的備用。響公用負(fù)荷的備用。n 300MW火電機(jī)組高壓廠用電接線：火電機(jī)組高壓廠用電接線：n 有兩種接線方案：有兩種接線方案：設(shè)設(shè)/不設(shè)公用負(fù)荷母線不設(shè)公用負(fù)荷母線。- -29- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)

31、電氣學(xué)院n 方案方案2：設(shè)公用負(fù)荷母線段：設(shè)公用負(fù)荷母線段n 公用負(fù)荷母線段正常公用負(fù)荷母線段正常由啟由啟動動/備用變壓器供電備用變壓器供電。n 公用負(fù)荷集中，各單元機(jī)公用負(fù)荷集中，各單元機(jī)組獨(dú)立性強(qiáng)，便于各機(jī)組組獨(dú)立性強(qiáng)，便于各機(jī)組廠用母線清掃。廠用母線清掃。n 缺點(diǎn)：啟動缺點(diǎn)：啟動/備用變壓器平備用變壓器平時給公共負(fù)荷供電，工作時給公共負(fù)荷供電，工作變壓器實質(zhì)為公用負(fù)荷的變壓器實質(zhì)為公用負(fù)荷的備用電源。備用電源。啟動啟動/備用變壓備用變壓器故障或檢修時也需要考器故障或檢修時也需要考慮由工作變帶公用負(fù)荷母慮由工作變帶公用負(fù)荷母線段運(yùn)行，線段運(yùn)行，增大了工作變增大了工作變壓器的容量壓器的容量。

32、- -30- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院300MW汽輪發(fā)電機(jī)組廠用電系統(tǒng)接線圖汽輪發(fā)電機(jī)組廠用電系統(tǒng)接線圖- -31- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 廠用變壓器的選擇主要考慮廠用變壓器的選擇主要考慮高壓廠用工作變高壓廠用工作變和和啟動啟動/備用變備用變的選擇。的選擇。n 選擇內(nèi)容包括：變壓器的臺數(shù)、選擇內(nèi)容包括：變壓器的臺數(shù)、容量容量、阻抗、額定電壓、型式等。、阻抗、額定電壓、型式等。n 為了正確選擇為了正確選擇廠用變壓器容量廠用變壓器容量，應(yīng)統(tǒng)計總的，應(yīng)統(tǒng)計總的廠用負(fù)荷容量廠用負(fù)荷容量。n 不同廠用負(fù)荷不同廠用負(fù)荷的的運(yùn)行特點(diǎn)各異運(yùn)行特點(diǎn)各異（使用頻率、每次啟

33、動的運(yùn)行時間），其（使用頻率、每次啟動的運(yùn)行時間），其容量的統(tǒng)計方法容量的統(tǒng)計方法也不盡相同。也不盡相同。n 統(tǒng)計方法：統(tǒng)計方法：5.4 廠用變壓器的選擇廠用變壓器的選擇 首先應(yīng)根據(jù)首先應(yīng)根據(jù)廠用負(fù)荷廠用負(fù)荷的的運(yùn)行特點(diǎn)運(yùn)行特點(diǎn)對其進(jìn)行對其進(jìn)行分類分類； 然后對不同類型的負(fù)荷按照不同的計算原則分別予以然后對不同類型的負(fù)荷按照不同的計算原則分別予以統(tǒng)計統(tǒng)計。- -32- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 “經(jīng)常經(jīng)?！保好刻於家褂茫好刻於家褂?“不經(jīng)常不經(jīng)?！保褐辉跈z修、事故或機(jī)爐啟停期間使用：只在檢修、事故或機(jī)爐啟停期間使用 “連續(xù)連續(xù)”：每次帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)：每次帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)120min

34、以上以上 “短時短時”：每次帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)在：每次帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)在10120min之間之間 “斷續(xù)斷續(xù)”：每次使用從帶負(fù)荷到空載或停止，反復(fù)周期性地工作，：每次使用從帶負(fù)荷到空載或停止，反復(fù)周期性地工作，其每一周期不超過其每一周期不超過10minn 根據(jù)電動機(jī)的根據(jù)電動機(jī)的使用頻率使用頻率，分為，分為“經(jīng)常使用經(jīng)常使用“和和“不經(jīng)常使用不經(jīng)常使用”負(fù)荷負(fù)荷n 根據(jù)根據(jù)每次使用時間的長短每次使用時間的長短，分為，分為 “ “連續(xù)連續(xù)”、“短時短時”、“斷續(xù)斷續(xù)”工作負(fù)工作負(fù)荷荷n 主要根據(jù)其主要根據(jù)其使用情況進(jìn)行分類使用情況進(jìn)行分類。1、火電廠主要廠用電負(fù)荷分類、火電廠主要廠用電負(fù)荷分類n 表表5-1-

35、 -33- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院2、廠用負(fù)荷的計算原則、廠用負(fù)荷的計算原則1）經(jīng)常連續(xù)經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷全部計入運(yùn)行的負(fù)荷全部計入 如：引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給水泵、排粉機(jī)、凝結(jié)水泵等如：引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給水泵、排粉機(jī)、凝結(jié)水泵等2）連續(xù)而不經(jīng)常連續(xù)而不經(jīng)常的負(fù)荷應(yīng)計入的負(fù)荷應(yīng)計入 如：充電機(jī)、備用歷磁機(jī)、事故備用油泵、備用電動給水泵等如：充電機(jī)、備用歷磁機(jī)、事故備用油泵、備用電動給水泵等3）經(jīng)常而斷續(xù)經(jīng)常而斷續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷宜應(yīng)計入運(yùn)行的負(fù)荷宜應(yīng)計入 如：輸水泵、空氣壓縮機(jī)等如：輸水泵、空氣壓縮機(jī)等4）短時斷續(xù)而又不經(jīng)常運(yùn)行短時斷續(xù)而又不經(jīng)常運(yùn)行的負(fù)荷一般的負(fù)荷一般不予不予計算計

36、算 如：行車、電焊機(jī)等如：行車、電焊機(jī)等5）由同一臺變壓器供電的）由同一臺變壓器供電的互為備用的設(shè)備互為備用的設(shè)備，只計算同時運(yùn)行的臺數(shù)，只計算同時運(yùn)行的臺數(shù)- -34- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院3、廠用負(fù)荷的計算、廠用負(fù)荷的計算n 廠用電一般由廠用電一般由廠用變壓器廠用變壓器引出引出廠用母線廠用母線，而，而用電設(shè)備從廠用母線引接用電設(shè)備從廠用母線引接。n 需對每段母線上引接的電動機(jī)的臺數(shù)和容量進(jìn)行統(tǒng)計和計算。需對每段母線上引接的電動機(jī)的臺數(shù)和容量進(jìn)行統(tǒng)計和計算。=SKPmLK KKcosS 廠用母線上的計算負(fù)荷，廠用母線上的計算負(fù)荷，kV.AK 換算系數(shù)換算系數(shù)P 電動機(jī)的

37、電動機(jī)的計算功率計算功率，kW 換算系數(shù)的計算換算系數(shù)的計算：n 換算系數(shù)法換算系數(shù)法Km 同時系數(shù)同時系數(shù)KL 電機(jī)負(fù)荷率電機(jī)負(fù)荷率 電機(jī)效率電機(jī)效率cos 功率因數(shù)功率因數(shù)- -35- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院表表5-2 換算系數(shù)換算系數(shù) K機(jī)組容量（機(jī)組容量（MW）125200給水泵及循環(huán)水泵電動機(jī)給水泵及循環(huán)水泵電動機(jī)1.01.0凝結(jié)水泵電動機(jī)凝結(jié)水泵電動機(jī)0.81.0其他其他高壓電動機(jī)高壓電動機(jī)及低壓廠用變壓器及低壓廠用變壓器（kVA）0.80.85其他其他低壓電動機(jī)低壓電動機(jī)0.80.7- -36- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院l 連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)：

38、連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)：P=PNl 經(jīng)常短時、經(jīng)常斷續(xù)運(yùn)行：經(jīng)常短時、經(jīng)常斷續(xù)運(yùn)行： P=0.5PNl 不經(jīng)常短時、不經(jīng)常斷續(xù)運(yùn)行的設(shè)備：不經(jīng)常短時、不經(jīng)常斷續(xù)運(yùn)行的設(shè)備： P=0 已考慮到變壓器的過載能力。已考慮到變壓器的過載能力。 若經(jīng)電抗器供電，其過載能力很小，應(yīng)全部計算。若經(jīng)電抗器供電，其過載能力很小，應(yīng)全部計算。l 中央修配廠的用電負(fù)荷：中央修配廠的用電負(fù)荷： P=0.14P+0.4P5l 煤場負(fù)荷：煤場負(fù)荷： 中小型機(jī)械：中小型機(jī)械： P=0.35P+0.6P3 翻斗機(jī)：翻斗機(jī)：P=0.22P+0.5P5 輪斗機(jī)：輪斗機(jī)：P=0.13P+0.3P5l 照明負(fù)荷：照明負(fù)荷：P=KdPA K

39、d需要系數(shù)，一般取需要系數(shù)，一般取0.81.0 ；PA 安裝容量安裝容量 全部電動機(jī)額定功全部電動機(jī)額定功率總和率總和其中最大其中最大5臺電動臺電動機(jī)額定功率總和機(jī)額定功率總和 電動機(jī)的電動機(jī)的計算功率計算功率P 的計算的計算- -37- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 廠用變?nèi)萘浚簭S用變?nèi)萘浚?廠用變壓器的容量必須滿足廠用電機(jī)械從電源獲得足夠的功率。廠用變壓器的容量必須滿足廠用電機(jī)械從電源獲得足夠的功率。 高壓廠用工作變高壓廠用工作變的容量應(yīng)按的容量應(yīng)按高壓廠用計算負(fù)荷的高壓廠用計算負(fù)荷的110%與與低壓廠用計算低壓廠用計算負(fù)荷之和負(fù)荷之和進(jìn)行選擇；進(jìn)行選擇； 低壓廠用工作變低

40、壓廠用工作變的容量應(yīng)留有的容量應(yīng)留有10%左右的裕度。左右的裕度。（1）高壓廠用工作變壓器容量）高壓廠用工作變壓器容量 雙繞組變壓器雙繞組變壓器 ST1.1SH+SL SH為高壓廠用計算負(fù)荷之和；為高壓廠用計算負(fù)荷之和； SL為低壓廠用計算負(fù)荷之和。為低壓廠用計算負(fù)荷之和。 - -38- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 廠用變?nèi)萘浚簭S用變?nèi)萘浚海?）高壓廠用工作變壓器容量）高壓廠用工作變壓器容量 分裂繞組變壓器分裂繞組變壓器 高壓繞組：高壓繞組： S1N SC-Sr 分裂繞組：分裂繞組： S2NSC SC=1.1SH+SLS1N ：高壓繞組額定容量（：高壓繞組額定容量（kVA）S

41、2N ：分裂繞組額定容量（：分裂繞組額定容量（kVA）SC ：分裂繞組：分裂繞組計算負(fù)荷計算負(fù)荷（kVA）Sr ：兩分支：兩分支重復(fù)計算負(fù)荷重復(fù)計算負(fù)荷（kVA） - -39- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院LK SS S 為低壓廠用工作變壓器容量（為低壓廠用工作變壓器容量（kVA）；）； 為變壓器溫度修正系數(shù)。為變壓器溫度修正系數(shù)。 K（2）低壓廠用工作變壓器容量）低壓廠用工作變壓器容量 （3）高壓廠用備用變壓器容量）高壓廠用備用變壓器容量n 高壓廠用備用變壓器或啟動變壓器應(yīng)與高壓廠用備用變壓器或啟動變壓器應(yīng)與最大一臺高壓廠用工作變壓器最大一臺高壓廠用工作變壓器的的容量相同；容量

42、相同；n 低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)與低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺低壓廠用工作變壓器最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。容量相同。例例5-15-1- -40- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院5.5 廠用電動機(jī)的選擇和自啟動校驗廠用電動機(jī)的選擇和自啟動校驗 1、廠用機(jī)械特性和電力拖動運(yùn)行方程、廠用機(jī)械特性和電力拖動運(yùn)行方程n廠用電的主要負(fù)荷：拖動廠用廠用電的主要負(fù)荷：拖動廠用機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的運(yùn)行的電動機(jī)電動機(jī)n根據(jù)根據(jù)廠用機(jī)械設(shè)備廠用機(jī)械設(shè)備負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩/阻轉(zhuǎn)矩阻轉(zhuǎn)矩Mm與與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系，可將其分為之間的關(guān)系，可將其分為兩種類型：兩種類型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：恒轉(zhuǎn)矩

43、負(fù)載：轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無關(guān)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無關(guān)非線性負(fù)載：非線性負(fù)載：負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方或高次方成比例次方或高次方成比例恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性：磨煤機(jī)、碎煤機(jī)、輸煤皮磨煤機(jī)、碎煤機(jī)、輸煤皮帶、絞車、起重機(jī)帶、絞車、起重機(jī)非線性負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性：非線性負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性：引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、油泵引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、油泵- -41- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院5.5 廠用電動機(jī)的選擇和自啟動校驗廠用電動機(jī)的選擇和自啟動校驗 非線性負(fù)載轉(zhuǎn)矩非線性負(fù)載轉(zhuǎn)矩*0*0*)1 (nMMMmmm- -42- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院“十一五十一五”國家級規(guī)劃教材國家級規(guī)劃教材

44、n 由電動機(jī)和廠用機(jī)械設(shè)備組成的電力拖動系統(tǒng)是一個機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)。由電動機(jī)和廠用機(jī)械設(shè)備組成的電力拖動系統(tǒng)是一個機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)。n 電動機(jī)產(chǎn)生的電動機(jī)產(chǎn)生的電磁拖動轉(zhuǎn)矩電磁拖動轉(zhuǎn)矩Me大于用以克服機(jī)械負(fù)荷的大于用以克服機(jī)械負(fù)荷的阻轉(zhuǎn)距阻轉(zhuǎn)距Mm后，后，其其剩余轉(zhuǎn)矩剩余轉(zhuǎn)矩就會使機(jī)械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生加速運(yùn)動就會使機(jī)械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生加速運(yùn)動n 其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的方程：其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的方程：emddMMJt J為包括電動機(jī)在內(nèi)的整個機(jī)組的轉(zhuǎn)動慣量（為包括電動機(jī)在內(nèi)的整個機(jī)組的轉(zhuǎn)動慣量（kgm2） 為機(jī)組旋轉(zhuǎn)角速度（為機(jī)組旋轉(zhuǎn)角速度（rad/s）- -43- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院5.5 廠用電動機(jī)的

45、選擇和自啟動校驗廠用電動機(jī)的選擇和自啟動校驗 2、廠用電動機(jī)的類型及其特點(diǎn)、廠用電動機(jī)的類型及其特點(diǎn)異步電動機(jī)異步電動機(jī)n 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、操作維護(hù)方便、價格低廉、過載能力強(qiáng)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、操作維護(hù)方便、價格低廉、過載能力強(qiáng)。n 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：啟動電流大啟動電流大、調(diào)速困難調(diào)速困難，對電壓很敏感對電壓很敏感（M e 正比于電壓正比于電壓U2 ） 異步電動機(jī)的機(jī)械特性異步電動機(jī)的機(jī)械特性-電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系，即的關(guān)系，即M*e=f(n*)- -44- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 鼠籠式鼠籠式 優(yōu)點(diǎn)：不用任何特殊啟動設(shè)備，可在電

46、網(wǎng)電壓下直接啟動，操作簡單，優(yōu)點(diǎn)：不用任何特殊啟動設(shè)備，可在電網(wǎng)電壓下直接啟動，操作簡單，可靠性高。可靠性高。 缺點(diǎn)：啟動電流大，可達(dá)額定電流的缺點(diǎn)：啟動電流大，可達(dá)額定電流的4.57倍，不能拖動起始負(fù)載轉(zhuǎn)矩大倍，不能拖動起始負(fù)載轉(zhuǎn)矩大的機(jī)械，難于調(diào)速。的機(jī)械，難于調(diào)速。n 繞線式繞線式 優(yōu)點(diǎn)：可均勻地?zé)o級調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：可均勻地?zé)o級調(diào)速 、啟動電流?。~定電流的、啟動電流?。~定電流的23倍），啟動轉(zhuǎn)倍），啟動轉(zhuǎn)矩大。矩大。 缺點(diǎn)：啟動操作麻煩，維護(hù)復(fù)雜（有電刷、滑環(huán)），價格貴，運(yùn)行中變?nèi)秉c(diǎn)：啟動操作麻煩，維護(hù)復(fù)雜（有電刷、滑環(huán)），價格貴，運(yùn)行中變阻器電能損耗大。阻器電能損耗大。 -吊車、抓斗機(jī)、

47、起重機(jī)等吊車、抓斗機(jī)、起重機(jī)等- -45- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n同步電動機(jī)同步電動機(jī)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：采用直流勵磁，可工作在超前和滯后狀態(tài)，可作為無功發(fā)電機(jī)提高廠：采用直流勵磁，可工作在超前和滯后狀態(tài)，可作為無功發(fā)電機(jī)提高廠用系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少廠用系統(tǒng)的能量損失，效率高；轉(zhuǎn)速恒定；對用系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少廠用系統(tǒng)的能量損失，效率高；轉(zhuǎn)速恒定；對電壓波動不十分敏感（電壓波動不十分敏感（ M e正比于電壓正比于電壓U ），且裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝），且裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置能強(qiáng)行勵磁。置能強(qiáng)行勵磁。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需一套勵磁系統(tǒng)，啟動控制麻煩，啟動轉(zhuǎn)矩不大；價格貴。：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需一

48、套勵磁系統(tǒng)，啟動控制麻煩，啟動轉(zhuǎn)矩不大；價格貴。 -大功率低轉(zhuǎn)速的機(jī)械大功率低轉(zhuǎn)速的機(jī)械：給水泵：給水泵n直流電動機(jī)直流電動機(jī)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：借助調(diào)節(jié)磁場電流，：借助調(diào)節(jié)磁場電流，在大范圍內(nèi)均勻平滑調(diào)速在大范圍內(nèi)均勻平滑調(diào)速，調(diào)速電阻器消耗電能，調(diào)速電阻器消耗電能少，少，啟動轉(zhuǎn)矩較大啟動轉(zhuǎn)矩較大，不依賴廠用交流電源不依賴廠用交流電源。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：與鼠籠式比，制造工藝復(fù)雜，價格貴，需要專門的直流電源，運(yùn)行可：與鼠籠式比，制造工藝復(fù)雜，價格貴，需要專門的直流電源，運(yùn)行可靠性低。靠性低。 -對調(diào)速性能和啟動性能要求高的機(jī)械：給粉機(jī)、事故保安負(fù)對調(diào)速性能和啟動性能要求高的機(jī)械：給粉機(jī)、事故保安負(fù)荷中的直流備用

49、潤滑油泵等。荷中的直流備用潤滑油泵等。- -46- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 型式選擇型式選擇3、廠用電動機(jī)的選擇、廠用電動機(jī)的選擇 一般選交流電動機(jī)一般選交流電動機(jī)，只有要求在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速（無極調(diào)速）及當(dāng)，只有要求在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速（無極調(diào)速）及當(dāng)廠用交流電源消失后仍要求工作的設(shè)備，才選擇直流電動機(jī)。廠用交流電源消失后仍要求工作的設(shè)備，才選擇直流電動機(jī)。 異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，操作維護(hù)方便，過載能力大，價格便異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，操作維護(hù)方便，過載能力大，價格便宜。宜。 只有對反復(fù)啟動、重載啟動或需小范圍內(nèi)調(diào)速的機(jī)械，如吊車、抓斗機(jī)只有對反復(fù)啟動、

50、重載啟動或需小范圍內(nèi)調(diào)速的機(jī)械，如吊車、抓斗機(jī)等，才選用繞線式電動機(jī)或同步電動機(jī)。等，才選用繞線式電動機(jī)或同步電動機(jī)。 電壓應(yīng)與供電系統(tǒng)電壓一致電壓應(yīng)與供電系統(tǒng)電壓一致 轉(zhuǎn)速應(yīng)符合被拖動設(shè)備的要求轉(zhuǎn)速應(yīng)符合被拖動設(shè)備的要求 容量必須滿足額定電壓和額定轉(zhuǎn)速下，大于滿載工作的機(jī)械設(shè)備軸功率容量必須滿足額定電壓和額定轉(zhuǎn)速下，大于滿載工作的機(jī)械設(shè)備軸功率 n 容量選擇容量選擇PN PS- -47- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院4、電動機(jī)的自啟動校驗、電動機(jī)的自啟動校驗 失壓自啟動：失壓自啟動：運(yùn)行中因事故，廠用母線電壓降低，但電機(jī)尚未斷開，運(yùn)行中因事故，廠用母線電壓降低，但電機(jī)尚未斷開，

51、事故消除后電壓恢復(fù)時形成的自啟動。事故消除后電壓恢復(fù)時形成的自啟動。 空載自啟動：空載自啟動：備用電源原為空載狀態(tài)，當(dāng)某廠用工作母線失去電源時，備用電源原為空載狀態(tài)，當(dāng)某廠用工作母線失去電源時，備用電源自動投入該母線段形成的自啟動。備用電源自動投入該母線段形成的自啟動。 帶負(fù)荷自啟動：帶負(fù)荷自啟動：備用電源已帶部分負(fù)荷，又自動投入失去電源的工作備用電源已帶部分負(fù)荷，又自動投入失去電源的工作母線時形成的自啟動。母線時形成的自啟動。n運(yùn)行中的電動機(jī)，當(dāng)斷開電源或廠用電壓降低時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，甚至運(yùn)行中的電動機(jī)，當(dāng)斷開電源或廠用電壓降低時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，甚至?xí)Ｖ惯\(yùn)行，這一轉(zhuǎn)速下降的過程稱會停止

52、運(yùn)行，這一轉(zhuǎn)速下降的過程稱惰行惰行。n若電動機(jī)失去電壓后，不與電源斷開，在很短時間內(nèi)（若電動機(jī)失去電壓后，不與電源斷開，在很短時間內(nèi)（0.51.5s），廠用），廠用電壓恢復(fù)或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時電動機(jī)電壓恢復(fù)或通過自動切換裝置將備用電源投入，此時電動機(jī)憜憜行未結(jié)束行未結(jié)束，又自動啟動又自動啟動恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行，這一過程稱為電動機(jī)的，這一過程稱為電動機(jī)的自啟動自啟動。n根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)，自啟動可分為根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)，自啟動可分為3類：類： n廠用廠用工作電源一般僅考慮失壓自啟動工作電源一般僅考慮失壓自啟動，而廠用備用電源或啟動電源則需要，而廠用備用電源或啟動電源則需要

53、考慮上述三種自啟動方式?？紤]上述三種自啟動方式。- -48- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院電動機(jī)自啟動校驗的原因電動機(jī)自啟動校驗的原因在廠用變和線路中產(chǎn)生較大壓降在廠用變和線路中產(chǎn)生較大壓降 n因此在進(jìn)行廠用電設(shè)計時，必須進(jìn)行因此在進(jìn)行廠用電設(shè)計時，必須進(jìn)行電動機(jī)自啟動的校驗電動機(jī)自啟動的校驗。n實質(zhì)：自啟動時實質(zhì)：自啟動時母線電壓母線電壓大于大于某個某個最小電壓限值最小電壓限值自啟動臨界電壓自啟動臨界電壓廠用母線電壓降低廠用母線電壓降低自啟動時間拉長自啟動時間拉長/ /無法自無法自啟動啟動參加自啟動的電動機(jī)數(shù)量過多參加自啟動的電動機(jī)數(shù)量過多（容量過大）（容量過大）總啟動電流大總

54、啟動電流大2eMU可能發(fā)生電動機(jī)轉(zhuǎn)子和繞組可能發(fā)生電動機(jī)轉(zhuǎn)子和繞組過熱甚至燒毀的事故過熱甚至燒毀的事故- -49- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院自啟動臨界電壓自啟動臨界電壓 異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比。異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比。 異步電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行時，其最異步電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行時，其最大轉(zhuǎn)矩大轉(zhuǎn)矩Memax約為額定轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩MeN的的2倍。倍。 隨著電壓下降，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩急劇下降，隨著電壓下降，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩急劇下降，當(dāng)電壓下降到當(dāng)電壓下降到70UN時，其最大轉(zhuǎn)矩時，其最大轉(zhuǎn)矩相應(yīng)變?yōu)橄鄳?yīng)變?yōu)?.7221。 若此時電動機(jī)已經(jīng)帶有額定負(fù)載，則若此時電動機(jī)已經(jīng)帶有額定負(fù)

55、載，則此刻的此刻的剩余轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨?fù)值剩余轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨?fù)值，電動機(jī)受，電動機(jī)受到制動而開始到制動而開始惰行惰行，并最終可能停止，并最終可能停止運(yùn)行。運(yùn)行。 出現(xiàn)出現(xiàn)憜憜行的電壓稱為行的電壓稱為臨界電壓臨界電壓Ucr 2max2=creNNUMMU2eMU2max=1creUMmax1=creUM 異步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩異步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩M*emax為為1.82.4，所以臨界電壓，所以臨界電壓U*cr為為0.640.75，低于，低于該值，電機(jī)就開始惰行。該值，電機(jī)就開始惰行。- -50- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 為了系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，規(guī)定電動機(jī)為了系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，規(guī)定電動機(jī)正常啟動正常啟動時，

56、時，廠用母線電壓廠用母線電壓的最低允的最低允許值為額定電壓的許值為額定電壓的80；電動機(jī)端電壓電動機(jī)端電壓最低值為最低值為70。 在在自啟動自啟動時，雖然電磁轉(zhuǎn)矩隨著電壓下降立即下降，但由于機(jī)械慣性，時，雖然電磁轉(zhuǎn)矩隨著電壓下降立即下降，但由于機(jī)械慣性，機(jī)組的轉(zhuǎn)速尚未有很大的降低，因此，自啟動時的機(jī)組的轉(zhuǎn)速尚未有很大的降低，因此，自啟動時的廠用母線電壓廠用母線電壓比正常比正常啟動時稍低。啟動時稍低。表表5-4 電動機(jī)自啟動要求的廠用母線最低電壓電動機(jī)自啟動要求的廠用母線最低電壓 名名 稱稱類類 型型自啟動電壓為額定電自啟動電壓為額定電壓的百分值（壓的百分值（%）高壓廠用母線高壓廠用母線高溫高壓

57、電廠高溫高壓電廠6570中壓電廠中壓電廠6065低壓廠用母線低壓廠用母線由低壓母線單獨(dú)供電的電動機(jī)自啟動由低壓母線單獨(dú)供電的電動機(jī)自啟動60由低壓母線與高壓母線串接供電的電動機(jī)自啟動由低壓母線與高壓母線串接供電的電動機(jī)自啟動55- -51- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院n 自啟動校驗分自啟動校驗分兩種情況兩種情況：2、容量校驗：、容量校驗：1、電壓校驗：、電壓校驗：為了使廠用為了使廠用母線電壓達(dá)到臨界電壓水平母線電壓達(dá)到臨界電壓水平，允許參加自啟動的，允許參加自啟動的電動機(jī)容量電動機(jī)容量。已知參加自啟動的電動機(jī)的容量已知參加自啟動的電動機(jī)的容量，計算自啟動時廠用，計算自啟動時廠用

58、母線電壓能否達(dá)到臨母線電壓能否達(dá)到臨界電壓界電壓。這兩種計算是這兩種計算是等效等效的，只需計算其中之一即可。的，只需計算其中之一即可。- -52- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 廠用高壓電動機(jī)單獨(dú)自啟動廠用高壓電動機(jī)單獨(dú)自啟動的的母線電壓校驗?zāi)妇€電壓校驗廠用高、低壓電動機(jī)同時自啟動廠用高、低壓電動機(jī)同時自啟動的的母線電壓校驗?zāi)妇€電壓校驗1、電壓校驗：、電壓校驗：- -53- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 高壓電動機(jī)單獨(dú)自啟動高壓電動機(jī)單獨(dú)自啟動的的母線電壓校驗?zāi)妇€電壓校驗1、電壓校驗：、電壓校驗：n 電動機(jī)自啟動瞬間，高壓廠用母線電壓：電動機(jī)自啟動瞬間，高壓廠用母線

59、電壓：*0*1*mmtmUUI xxxxn 電動機(jī)電抗電動機(jī)電抗 x*m： 若以若以電動機(jī)容量電動機(jī)容量作為基準(zhǔn)值：作為基準(zhǔn)值：*1mavxK 若以若以變壓器容量變壓器容量作為基準(zhǔn)值：作為基準(zhǔn)值：*1tmavmSxKS*0*0*0*0*1*1111cosmmmtmtmtavtavttUUUUUxSPxxxSxKxKSS22%1.1100100kNdktdNUUSUxUSn 變壓器電抗變壓器電抗 x*t：S*m為電機(jī)自啟動時的為電機(jī)自啟動時的容量標(biāo)幺值容量標(biāo)幺值- -54- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 高壓電動機(jī)單獨(dú)自啟動高壓電動機(jī)單獨(dú)自啟動的的母線電壓校驗?zāi)妇€電壓校驗1、電壓校

60、驗：、電壓校驗：*0*0*0*0*1*1111cosmmmtmtmtavtavttUUUUUxSPxxxSxKxKSS 由該式算得的廠用母線電壓由該式算得的廠用母線電壓(標(biāo)么值標(biāo)么值)不低于臨不低于臨界電壓值界電壓值，才能保證電機(jī)順利啟動。，才能保證電機(jī)順利啟動。 電動機(jī)自啟動時廠用母線上的電壓不僅與電動機(jī)自啟動時廠用母線上的電壓不僅與變壓變壓器的電抗和容量器的電抗和容量有關(guān)，而且與有關(guān)，而且與總啟動電流倍數(shù)總啟動電流倍數(shù)和和參加自啟動的電動機(jī)容量參加自啟動的電動機(jī)容量有關(guān)。有關(guān)。- -55- -河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院1、電壓校驗：、電壓校驗： 廠用高、低壓電動機(jī)同時自啟動廠