工廠供電復(fù)習(xí)課

1、第一章 電力系統(tǒng)(din l x tn)概論1.1. 電力系統(tǒng)的基本概念1.電力系統(tǒng)的定義 按對(duì)象描述： 發(fā)電廠、電力網(wǎng)及用電設(shè)備組成的統(tǒng)一整體； 按過程描述： 由發(fā)電、變電、輸電(shdin)、供電、配電以及用電等用電設(shè)備和技術(shù)組成的一個(gè)將一次能源轉(zhuǎn)換成電能的統(tǒng)一系統(tǒng)。共四十七頁第一章 工廠(gngchng)供電系統(tǒng)的基本概念電力(dinl)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖共四十七頁2.電力系統(tǒng)(din l x tn)的組成共四十七頁3動(dòng)力系統(tǒng) 動(dòng)力系統(tǒng) ：電力系統(tǒng)與“動(dòng)力部分”的總和。動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)三部分的關(guān)系如下(rxi)圖所示?？梢婋娏W(wǎng)是電力系統(tǒng)的組成部分；電力系統(tǒng)是動(dòng)力系統(tǒng)的組成部分。共四十七

2、頁2、要求：（1）安全、可靠(kko)首要任務(wù)；（2）保證良好的供電質(zhì)量（優(yōu)質(zhì)）；（3）經(jīng)濟(jì)性（高效）；（4）靈活、方便且有冗余；4 電力(dinl)系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求1、特點(diǎn)：（1）電能不能大量貯存；（2）電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程非常短暫；（3）電力系統(tǒng)重要性。共四十七頁1.2 電力系統(tǒng)(din l x tn)額定電壓額定電壓等級(jí)規(guī)定 由于 ，當(dāng)輸送功率S 一定時(shí)，U越高，I 越小，導(dǎo)線等載流部分的截面積越小，投資也就越?。?對(duì)于一定的輸送功率和輸送距離總會(huì)有一最為合理的線路電壓，此時(shí)最為經(jīng)濟(jì)。主要分成：220V,380V,3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,500kV

3、;共四十七頁1.3 中性點(diǎn)運(yùn)行(ynxng)方式分類及特點(diǎn)共四十七頁1.4 低壓配電系統(tǒng)(xtng)的接地型式 我國(guó)220/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式(fngsh)，而且引出有中性線（N），保護(hù)線（PE）或保護(hù)中性線（PEN）。 低壓配電系統(tǒng)按接地型式，分TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。共四十七頁1.5 電能(dinnng)的質(zhì)量指標(biāo) 衡量電能質(zhì)量的三個(gè)指標(biāo)：電壓(diny)、頻率、供電可靠性。（1）電壓 電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度（電壓偏差）、電壓波動(dòng)與閃變和電壓波形來衡量。（2）頻率 頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。共四十七頁1.6 工廠(gngchng)供

4、配電系統(tǒng)的組成（1）電源系統(tǒng)(xtng)外部供電系統(tǒng)；共四十七頁（2）變配電系統(tǒng)(xtng)內(nèi)部變配電系統(tǒng)總降壓變電所接受(jishu)、變壓、分配；高壓配電所接受、分配電能；車間變電所高壓配電線路（6KV10KV）低壓配電線路（380/220V）共四十七頁（1）電力(dinl)負(fù)荷 ( electric power load) a 用電設(shè)備 b用電設(shè)備需用的電功率 簡(jiǎn)稱負(fù)荷或功率。2.1 電力(dinl)負(fù)荷的基本概念（2）電力負(fù)荷的分級(jí)：一級(jí)負(fù)荷：（特別重要的負(fù)荷）、二級(jí)負(fù)荷：非常重要的負(fù)荷，三級(jí)負(fù)荷： 為一般電力負(fù)荷，所有不屬于一、二級(jí)負(fù)荷均屬于三級(jí)負(fù)荷。共四十七頁2.2 負(fù)荷計(jì)算(j

5、sun)（1）計(jì)算負(fù)荷的思路周期短時(shí)工作的設(shè)備功率計(jì)算：需要將設(shè)備額定暫載率下的額定功率換算成標(biāo)準(zhǔn)暫載率下的設(shè)備功率。設(shè)備容量不是設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，實(shí)際上是換算到一定標(biāo)準(zhǔn)工作制下的額定負(fù)荷。（斷續(xù)周期工作制設(shè)備暫載率的換算）實(shí)際中求解(qi ji)計(jì)算負(fù)荷的思路：共四十七頁需要(xyo)系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)(xsh)法需要系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷情況來確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。 P30=KdPe。二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺(tái)功率較大的設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。 P30= bPe +c Px。（2）計(jì)算負(fù)荷的方法共四十七頁短路名稱 表示符

6、號(hào) 示 圖 短路性質(zhì) 特點(diǎn) 單相短路 不對(duì)稱短路 短路電流僅在故障相中流過，故障相電壓下降，非故障相電壓會(huì)升高 兩相短路 不對(duì)稱短路 短路回路中流過很大的短路電流，電壓和電流的對(duì)稱性被破壞 兩相短路接地 不對(duì)稱短路 短路回路中流過很大的短路電流，故障相電壓為零， 三相短路 對(duì)稱短路 三相電路中都流過很大的短路電流，短路時(shí)電壓和電流保持對(duì)稱，短路點(diǎn)電壓為零 第三章 短路電流(dinli)計(jì)算共四十七頁無限大容量系統(tǒng) 無限大容量是理想情況，是一相對(duì)概念。 指電源系統(tǒng)的容量相對(duì)于用戶容量大得多，在發(fā)生三相短路時(shí)電源系統(tǒng)的阻抗遠(yuǎn)小于短路回路的總阻抗，以致無論(wln)用戶負(fù)荷如何變化甚至發(fā)生短路，系統(tǒng)

7、的母線電壓都能基本維持不變。 真正無限大容量的電源是不存在的。 工程計(jì)算處理方法當(dāng)電源系統(tǒng)容量(rngling)超過用戶容量(rngling)的50倍時(shí)，或電源系統(tǒng)的阻抗不大于短路回路總阻抗510，可將其視為無限大容量電源系統(tǒng)。共四十七頁短路(dunl)時(shí)的最大電動(dòng)力計(jì)算當(dāng)發(fā)生三相(sn xin)短路時(shí)，三相(sn xin)短路沖擊電流 在中間相(B相)產(chǎn)生的電動(dòng)力 (N)最大，其值為三相短路沖擊電流(A) 導(dǎo)體兩相鄰支持點(diǎn)間的檔距(mm) 兩導(dǎo)體間的軸間距(中心距)(mm) 共四十七頁 校驗(yàn)電氣設(shè)備和導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定度都采用三相(sn xin)短路沖擊電流 ，熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)是采用三相短路沖擊電流

8、 共四十七頁第四章 工廠(gngchng)變配電所及其一次系統(tǒng)4.1 工廠(gngchng)變配電所常用的高壓電器 高壓隔離開關(guān)(QS) 高壓隔離開關(guān)具有明顯的分?jǐn)嚅g隙，因此它主要用來隔離高壓電源，保證安全檢修，并能通斷一定的小電流（如2A以下的空載變壓器勵(lì)磁電流、電壓互感器回路電流、5A以下的空載線路的充電電流）。它沒有專門的滅弧裝置，因此不允許切斷正常的負(fù)荷電流，更不能用來切斷短路電流。因隔離開關(guān)具有明顯的斷開間隙，因此它通常與斷路器配合使用。 操作隔離開關(guān)的操作順序停電先拉線路側(cè)隔離開關(guān)；送電先合母線側(cè)隔離開關(guān)在操作隔離開關(guān)前，先注意檢查斷路器確在斷開位置后，才能操作隔離開關(guān)。共四十七頁

9、高壓(goy)斷路器(QF) 高壓斷路器具有可靠的滅弧裝置。它不僅能通斷正常的負(fù)荷電流，而且能接通和承擔(dān)一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。高壓斷路器的型式可按使用場(chǎng)合分為戶內(nèi)和戶外兩種，也可以按斷路器采用的滅弧介質(zhì)分為壓縮空氣斷路器、油斷路器、真空斷路器、SF6斷路器等多種型式。隔離開關(guān)與斷路器配合使用控制電力線路時(shí)，斷路器和隔離開關(guān)的操作必須按照一定順序(shnx)操作：分閘時(shí)，先分?jǐn)嗦菲鳎蠓指綦x開關(guān)；合閘時(shí)，先合隔離開關(guān)，后合斷路器。 共四十七頁高壓(goy)負(fù)荷開關(guān)(QL) 高壓負(fù)荷開關(guān)能通斷正常的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，隔離高壓電源。有些高壓負(fù)荷開關(guān)斷開后

10、，具有明顯可見的斷口。高壓負(fù)荷開關(guān)只有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，因此(ync)它不能切斷或接通短路電流。高壓負(fù)荷開關(guān)使用時(shí)通常與高壓熔斷器配合使用，利用熔斷器來切斷短路故障。 高壓熔斷器(FU) 熔斷器一般由熔管、熔體、滅弧填充物、指示器、靜觸座等構(gòu)成。工廠供電系統(tǒng)中，對(duì)容量小而且不太重要的負(fù)載，廣泛使用高壓熔斷器作為輸、配電線路及電力變壓器（包括電壓互感器）的短路及過載保護(hù)。共四十七頁表2.1 常用(chn yn)的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào) G交流發(fā)電機(jī) S熔斷器式開關(guān) 電纜及其終端頭 FU熔斷器 X端子 QL負(fù)荷開關(guān) 三相導(dǎo)線 QS隔離開關(guān) W導(dǎo)線、線路 QF 斷路器（自動(dòng)開關(guān)） W母線 QK 刀

11、開關(guān) 圖形符號(hào) 文字符號(hào) 電氣設(shè)備名稱 圖形符號(hào) 文字符號(hào) 電氣設(shè)備名稱 共四十七頁表2.2 常用的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字(wnz)符號(hào) TV三繞組電壓互感器 TA電流互感器（具有兩個(gè)鐵心和兩個(gè)二次繞組）C電容器 L電抗器 T三繞組變壓器 TA電流互感器（具有一個(gè)二次繞組）TV電壓互感器 T三相變壓器 T單相變壓器 T三相變壓器 M交流電動(dòng)機(jī) F閥式避雷器 圖形符號(hào) 文字符號(hào) 電氣設(shè)備名稱 圖形符號(hào) 文字符號(hào) 電氣設(shè)備名稱 共四十七頁4.2 電流(dinli)互感器和電壓互感器 電流互感器和電壓互感器統(tǒng)稱互感器，是種特殊的變壓器。 （1）變換功能，把大電壓和大電流變換為低電壓和小電流，便于連接

12、測(cè)量?jī)x表和繼電器。（2）隔離作用，使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。（3）擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備應(yīng)用的電流范圍，使儀表、繼電器等二次設(shè)備的規(guī)格(gug)統(tǒng)一，利于批量生產(chǎn)。 共四十七頁1）電流互感器的一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)很多。2）一次繞組導(dǎo)體粗，二次繞組導(dǎo)體細(xì)，二次繞組的額定電流一般為5A（有的為1A）。3）工作時(shí)，一次繞組串聯(lián)(chunlin)在一次電路中，二次繞組串聯(lián)(chunlin)在儀表、繼電器的電流線圈回路中，二次回路阻抗很小，二次回路接近于短路狀態(tài)。 電流(dinli)互感器的特點(diǎn)共四十七頁電流互感器使用(shyng)注意事項(xiàng)及處理1）電流互感器在工作時(shí)二次側(cè)不能

13、開路。如果(rgu)開路，二次側(cè)會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電壓，危及設(shè)備及人身安全。而且鐵心會(huì)由于二次開路磁通劇增而過熱，并產(chǎn)生剩磁，使得互感器準(zhǔn)確度降低。 2）電流互感器的二次側(cè)必須有一端接地，防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及人生安全和測(cè)量?jī)x表、繼電器等設(shè)備的安全。 3）電流互感器在連接時(shí)必須注意端子極性，防止接錯(cuò)線。共四十七頁1）一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)很少，相當(dāng)于一個(gè)降壓變壓器。2）工作時(shí)一次繞組并聯(lián)在一次電路中，二次繞組并聯(lián)接儀表、繼電器的電壓線圈(xinqun)回路，二次繞組負(fù)載阻抗很大，接近于開路狀態(tài)。3）一次繞組導(dǎo)線細(xì)，二次繞組導(dǎo)線較粗，二次側(cè)額定電壓一般為

14、100V，用于接地保護(hù)的電壓互感器的二次側(cè)額定電壓為V，開口三角形側(cè)為100/3V。 電壓(diny)互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共四十七頁1）電壓互感器在工作時(shí)二次側(cè)不能短路。電壓互感器的一、二次側(cè)都必須實(shí)施短路保護(hù)，裝設(shè)熔斷器。 2）電壓互感器二次側(cè)有一端(ydun)必須接地。防止電壓互感器一、二次繞組絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。 3）電壓互感器接線時(shí)必須注意極性。防止接錯(cuò)線時(shí)，引起事故。單相電壓互感器分別標(biāo)A、X和a、x。三相電壓互感器分別標(biāo)A、B、C、N和a、b、c、n。 電壓(diny)互感器的使用注意事項(xiàng)及處理共四十七頁4.3 工廠變配電所常用(chn yn)的低壓

15、開關(guān)電器 刀開關(guān)必須與熔斷器串聯(lián)配合使用,才能在短路或過電流時(shí)自動(dòng)切斷(qi dun)電路。低壓刀開關(guān) 低壓熔斷器主要實(shí)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。它的主要缺點(diǎn)是熔體熔斷后必須更換，會(huì)引起短時(shí)停電，保護(hù)特性和可靠性較差，在一般情況下，必須與其他電器配合使用。低壓熔斷器 共四十七頁低壓(dy)斷路器 低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)，它既能帶負(fù)荷(fh)接通和切斷電路，又能在短路、過負(fù)荷(fh)和低電壓（失壓）時(shí)自動(dòng)跳閘，保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備免受破壞。它被廣泛用于發(fā)電廠和變電所，以及配電線路的交直流低壓電氣裝置中，適用于正常情況下不頻繁操作的電路。 自動(dòng)開關(guān)帶有多種脫扣器，能夠起到過流、過

16、載、失壓、欠壓保護(hù)等功能。 避雷器 避雷器在供電系統(tǒng)中作過電壓保護(hù)用，防止雷電產(chǎn)生的過電壓沿線路侵入變配電所，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。通常與真空斷路器配合使用。 避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。共四十七頁4.4 電力(dinl)變壓器 電力變壓器是供配電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能輸送、電壓變換，滿足不同電壓等級(jí)負(fù)荷要求的核心器件，使用最多的是三相油浸式電力變壓器和環(huán)氧樹脂澆注式干式變壓器。電力變壓器的繞組(roz)導(dǎo)體材質(zhì)有銅繞組和鋁繞組。種類電力變壓器按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩大類，工廠變電所中大多采用無載調(diào)壓方式的變壓器。變壓器按繞組絕緣方式及冷卻方式分，有油浸式、干式和

17、充氣式等。工廠變電所中大多采用油浸自冷式變壓器。共四十七頁（1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷(fh)對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷，而無一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可只采用一臺(tái)變壓器，并在低壓側(cè)架設(shè)與其他變電所的聯(lián)絡(luò)線。 （2）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺(tái)主變壓器。 （3）一般的三級(jí)負(fù)荷，只采用一臺(tái)主變壓器。 （4）考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有安裝第二臺(tái)主變壓器的空間。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇(xunz)原則共四十七頁（1）只裝一臺(tái)主變壓器時(shí)主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷S30的需要： SN.T S30（2）裝有兩臺(tái)變壓

18、器時(shí)每臺(tái)主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)同時(shí)滿足以下(yxi)兩個(gè)條件： SN.T 0.7S30 SN.T S(+)工廠(gngchng)變配電所主變壓器容量的選擇計(jì)算負(fù)荷中的全部一、二級(jí)負(fù)荷共四十七頁電力系統(tǒng)中通常按照母線(mxin)的形式對(duì)電氣主接線進(jìn)行分類：4.5 主接線(ji xin)的基本接線(ji xin)方式共四十七頁高、低壓電力(dinl)線路的基本接線方式有三種類型：放射式樹干式（可靠性低）環(huán)式 5 工廠(gngchng)電力線路共四十七頁架空線路和電纜線路是應(yīng)用最普遍的兩大類室外供電線路。架空線路在城區(qū)外部應(yīng)用的較為廣泛。優(yōu)點(diǎn)：成本低、投資少、安裝容易、維護(hù)和檢修方便，易于發(fā)現(xiàn)

19、和排除故障；缺點(diǎn)：架空線路會(huì)占用較多的土地，影響環(huán)境美觀，易發(fā)生故障，可能會(huì)影響交通等； 電纜線路在城市(特別(tbi)是大中城市)內(nèi)部應(yīng)用很廣泛。共四十七頁導(dǎo)線(doxin)導(dǎo)線(doxin)有裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩種。架空線路一般采用裸導(dǎo)線按規(guī)定，裸導(dǎo)線A、B、C三相涂漆的顏色分別對(duì)應(yīng)為黃、綠、紅三色。導(dǎo)線在電桿上的排列方式有三種三角形排列水平排列垂直排列 共四十七頁高壓線路：對(duì)于高壓線路來說，一般來講容量較大，距離較長(zhǎng)，因此初建投資，運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬損耗是主要矛盾，因此，在選擇導(dǎo)線截面時(shí)，應(yīng)首先考慮經(jīng)濟(jì)電流密度條件，然后(rnhu)校驗(yàn)發(fā)熱條件、電壓損失條件、機(jī)械強(qiáng)度條件等。 導(dǎo)線截面選擇

20、(xunz)的原則共四十七頁 對(duì)于35kV及110kV高壓供電線路，其截面主要按照經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇，但應(yīng)按允許載流量來校驗(yàn)。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗的校驗(yàn)。 車間內(nèi)動(dòng)力線路一般(ybn)按照允許載流量來選擇截面。 照明線路一般按照電壓損耗來選擇。 共四十七頁 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇(xunz)導(dǎo)線、電纜截面 截面選得越大，電能損耗就越小，但線路投資及維修管理費(fèi)用就越高；截面選得小，線路投資及維修管理費(fèi)用雖然低，但電能損耗則增加。綜合考慮這兩方面的因素(yn s)，定出總的經(jīng)濟(jì)效益為最好的截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面。對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度jec。 Aec=Imax/je

21、c導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面線路最大長(zhǎng)期工作電流經(jīng)濟(jì)電流密度共四十七頁 按電壓(diny)損耗選擇導(dǎo)線和電纜截面 為了保證用電設(shè)備端子處電壓偏移(pin y)不超過其允許值，設(shè)計(jì)線路時(shí)，高壓配電線路的電壓損耗一般不超過線路額定電壓的5%，從變壓器低壓側(cè)母線到用電設(shè)備端子處的低壓配電線路的電壓損耗，一般也不超過線路額定電壓的5%（以滿足用電設(shè)備要求為限）。如果線路電壓損耗超過了允許值，應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線截面，使之小于允許電壓損耗。共四十七頁第六章 工廠(gngchng)供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)6.1 過流保護(hù)裝置的分類（1）繼電保護(hù)。繼電保護(hù)是用各種不同類型的繼電器按一定方式連接和組合，構(gòu)成繼電保護(hù)裝置(zhungzh)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)事故或故障時(shí)，檢測(cè)出并使相應(yīng)的高壓斷路器跳閘，將故障部分切除，或給出報(bào)警信號(hào)。繼電保護(hù)適用于要求供電可靠性較高的高壓供電系統(tǒng)中。（2）熔斷器保護(hù)。熔斷器保護(hù)廣泛適用于高、低壓供電系統(tǒng)。由于裝置簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在供電系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)普遍。但是它的斷流能力較小，選擇性差，熔體熔斷后更換不方便，不能迅速恢復(fù)供電，因此在要求供電可靠性較高的場(chǎng)所不宜用。共四十七頁(3)低壓斷路器保護(hù)。這種保護(hù)又稱低壓自動(dòng)開關(guān)保護(hù)。由于低壓斷路器帶有多種脫扣器，能夠進(jìn)行(jnxng)過電流、過負(fù)載、過電壓和欠電壓保護(hù)等，而且可作為控制開關(guān)進(jìn)行操作，因此在對(duì)供電可靠性要求較高且頻繁操作的低壓