第28節(jié)課-總復習

電力系統(tǒng)的基本組成輸電系統(tǒng)——主要是三相交流系統(tǒng)電壓等級，對于不同傳輸容量和傳輸距離的輸電線路，應選擇不同的電壓，為了便于系統(tǒng)化標準化，將電壓分為固定的等級中國：0.38、10、35、110、220、500 (3、20、66、330、750、1000)低壓：≤400V；中壓：3kV~20kV；高壓：110~220kV超高壓：330kV~750kV；特高壓：1000kV美國：0.208/0.48、4.16、12.47、13.8、34.5、46、69、115、138、161、230、287.5、345、500、765復習：電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)發(fā)電機和變壓器的額定電壓發(fā)電機：額定電壓比系統(tǒng)額定電壓高5%變壓器：通常一次繞組與系統(tǒng)額定電壓相等一次繞組與發(fā)電機連接時，額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等二次繞組額定電壓比系統(tǒng)額定電壓高10%直接與用戶相連時，比系統(tǒng)額定電壓高5%10.5/121 110/11 110/10.52.2供配電系統(tǒng)常用電氣設備二、開關設備1、高壓斷路器類型①按滅弧介質分類：油、壓縮空氣、SF6、真空等。②按使用場合分類：戶內、戶外。斷路器的額定電壓3.6kV、7.2kV、12kV、40.5kV、72.5kV、126kV、252kV、363kV、550kV35kV以下：系統(tǒng)額定電壓*1.235kV~220kV：系統(tǒng)額定電壓*1.15220kV以上：系統(tǒng)額定電壓*1.1我國的電力工業(yè)特高壓世界之最——我國已建成的特高壓世界上第一條商業(yè)運行的1000kV特高壓交流輸電線路

山西晉東南——河南南陽——湖北荊門世界上第一條±800kV直流輸電線路：

云南楚雄——廣東曾城（2010.6）輸送容量最大、送電距離最遠的±800kV直流輸電線路：

四川宜賓——上海奉賢（2010.7）負荷曲線各種負荷綜合在一起隨時間變化年負荷曲線負荷曲線各種負荷綜合在一起隨時間變化年負荷曲線北方：夏165天，冬200天；南方：夏200天，冬165天

(a)夏季日負荷曲線(b)冬季日負荷曲線(c)年負荷持續(xù)時間曲線負荷曲線常用概念年最大負荷Pmax

全年中負荷最大的工作班內消耗電能最大的半小時的平均功率Pmax=P30年最大負荷利用小時數Tmax

實際負荷全年所消耗的電能等效于年最大負荷持續(xù)時間

負荷曲線常用概念平均負荷Pav負荷系數（負荷率）和無功負荷系數α=KL=Pav/Pmax

0.7≤α≤0.75β

=Qav/Qmax 0.76≤β≤0.82例題如圖所示為某地的年負荷持續(xù)時間曲線，請計算該地區(qū)的計算負荷、年最大負荷利用小時數、平均負荷、負荷率。例題解：Ica=5000kW地區(qū)全年用電量：Wa=5000*1000+4000*1000+3000*2000+2000*2000+1000*2760=21760000kWh（2分）年最大負荷利用小時數小時數：h年平均負荷：kW負荷率：負荷計算單臺設備的計算負荷按發(fā)熱條件選擇電氣設備

半小時平均負荷

中小截面導線達到穩(wěn)定溫升的時間為30分鐘負荷計算工作制換算暫載率（負荷持續(xù)率、接電率）

一個工作周期內的工作時間與整個工作周期的百分比值

重復短暫負荷下電氣設備的額定工作周期為10分鐘

吊車：15%、25%、40%、60%

電焊機：50%、65%、75%、100%

負荷分類工作制換算重復短暫工作制吊車電動機（電葫蘆、起重機、行車）：折算為ε=25%電焊機：折算為ε=100%其他設備負荷計算單相用電負荷的換算單相設備總容量不超過三相總容量15%，當作三相對稱負荷單相設備總容量超過三相總容量15%，計算其等效三相容量單相設備接于相電壓單相設備接于線電壓用電設備組的計算負荷需要系數法設備分組——用電性質相近的分為一組

照明、空調對每一組選擇合適的系數得出其計算負荷 Pca.照明

=Kd1*ΣPe單臺照明 Pca.空調

=Kd2*ΣPe單臺空調總負荷為所有設備組的計算負荷相加 PΣ=Kd1*ΣPe單臺照明+Kd2*ΣPe單臺空調逐層往上用電設備組的計算負荷需要系數法無功負荷視在負荷不同設備組的負荷總和用電設備組的計算負荷需要系數法一些通用規(guī)范（經驗值）設備組——教材附錄1工廠——教材附錄2同時系數KΣp設備組計算時，臺數較多則用較小的需要系數，臺數較少時用較大值負荷計算配電系統(tǒng)的計算負荷用電設備組車間低壓母線變壓器高壓側高壓母線總降壓變電所出線總降壓變電所低壓母線全廠總負荷

例題某220/380V三相四線制線路上，裝有220V單相電熱干燥箱6臺、單相電加熱器2臺和380V單相對焊機6臺。電熱干燥箱20kW2臺接于A相，30kW1臺接于B相，10kW3臺接于C相；電加熱器20kW2臺分別接于B相和C相；對焊機14kW（ε=100%）3臺接于AB相，20kW（ε=100%）2臺接于BC相，46kW（ε=60%）1臺接于CA相。試求該線路的計算負荷。經前一個例題計算，接于線電壓的單相對焊機折算為接于相電壓的單相負荷后A相 PeA=40.73kW，QeA=37.74kvarB相 PeB==40.4kW，QeB=42.4kvarC相 PeC=36.5kW，QeC=39.84kvar則該設備組的各項計算負荷為：（查表1-12）A相

PcA2=KdPeA=0.35×40.73=14.26kW

QcA2=KdQeA=0.35×37.74=13.21kvarB相

PcB2=KdPeB=0.35×40.4=14.14kWQcB2=KdQeB=0.35×42.4=14.84kvarC相

PcC2=KdPeC=0.35×36.5=12.78kW

QcC2=KdQeC=0.35×39.84=13.94kvar電熱干燥箱及電加熱器的各相計算負荷

查附錄表1得Kd=0.7，cosφ=1，tgφ=0，因此只要計算有功計算負荷

A相

PcA1=KdPeA=0.7×20×2=28kWB相

PcB1=KdPeB=0.7×(30×1+20×1)=35kWC相

PcC1=KdPeC=0.7×(10×3+20×1)=35kW3.各相總的計算負荷（設同時系數為0.95）

A相

PcA=K∑（PcA1+PcA2）=0.95×（28+14.26）=40.15kWQcA=K∑（QcA1+QcA2）=0.95×（0+13.21）=12.55kvarB相

PcB=K∑（PcB1+PcB2）=0.95×（35+14.14）=46.68kWQcB=K∑（QcB1+QcB2）=0.95×（0+14.84）=14.10kvarC相

PcC=K∑（PcC1+PcC2）=0.95×（35+12.78）=45.39kW

QcC=K∑（QcC1+QcC2）=0.95×（0+13.94）=13.24kvar4.總的等效三相計算負荷

因為B相的有功計算負荷最大，所以

Pcmφ=PcB=46.68kW

Qcmφ=QcB=14.10kvarPc=3Pcmφ=3×46.68=140.04kW

Qc=3Qcmφ=3×14.10=42.3kvar尖峰電流尖峰電流Ipk單臺或多臺設備持續(xù)1-2s的短時最大負荷電流，由電動機啟動等原因產生計算目的：熔斷器和繼電保護裝置的選擇單臺設備的尖峰電流Ipk=Ist=Kst*ININ：額定電流Kst：啟動系數（鼠籠電機5~7，繞線電機2~3，直流電機1.7，電焊變壓器3，詳見銘牌）尖峰電流尖峰電流Ipk多臺設備供電干線尖峰電流Ist.max為用電設備中啟動電流與額定電流之差最大的那臺設備的啟動電流，(Ist-IN)max則為其電流差KΣ為其余n-1設備的同時系數ΣINi為其余n-1臺設備的額定電流之和尖峰電流例題：某線路給5臺電動機供電，如表所示，若同時系數取0.9，計算尖峰電流。

解：確定啟動電流與額定電流差最大的電動機 M1： 42-8.3=33.7 M2: 193.2-27.6=165.6 M3： 60-9.9=50.1 M4： 197-35.8=161.2 M5： 40.6-5.8=34.8

故為M2參數M1M2M3M4M5額定電流（A）8.327.69.935.85.8啟動電流（A）42193.26019740.6尖峰電流例題：某線路給5臺電動機供電，如表所示，若同時系數取0.9，計算尖峰電流。

解：確定啟動電流與額定電流差最大的電動機

由方法一：

Ipk=0.9*(8.3+9.9+35.8+5.8)+193.2=247

由方法二：

Ipk=0.9*(8.3+27.6+9.9+35.8+5.8)+165.6=244.26參數M1M2M3M4M5額定電流（A）8.327.69.935.85.8啟動電流（A）42193.26019740.6電力系統(tǒng)的模型與參數變壓器的模型與參數變壓器銘牌上的四個參數：ΔPS，US%，ΔP0，I0%變壓器短路試驗電阻RT電抗ZT變壓器開路試驗（空載試驗）電導GT電納BT變比——原邊與副邊線電壓之比而非繞組匝數之比三繞組變壓器的參數計算三繞組變壓器的短路試驗（依次讓一個繞組開路）三繞組變壓器的參數計算三繞組變壓器的額定容量問題

高壓/中壓/低壓 100/100/100 100/100/50 100/50/100參考圖片——變壓器銘牌三繞組變壓器的參數計算三繞組變壓器串聯等值阻抗中壓側繞組的等值電抗為什么常常為負值？電力系統(tǒng)的模型與參數變壓器的等值電路帶變比的等值電路電力系統(tǒng)的模型與參數變壓器的等值電路Π型等值例題例1.有一臺SFL20000/110型的降壓變壓器向10kV電網供電，銘牌參數：

ΔPS=135kW，VS%=10.5，ΔP0=22kW，I0%=0.8

試計算歸算到高壓側的變壓器參數并畫出忽略勵磁支路的Π型等值電路例題例題變壓器并列運行的條件連接組別相同

接線組別不同在并列變壓器的二次繞組中會出現電壓差，在變壓器的二次側內部產生循環(huán)電流。變比相同

變壓器比不同，二次電壓不等，在二次繞組中也會產生環(huán)流，并占據變壓器的容量，增加變壓器的損耗。短路電壓值相同

變壓器短路電壓與變壓器的負荷分配成反比。容量相近

容量不同的變壓器短路電壓不同，負荷分配不平衡，運行不經濟。電力系統(tǒng)的模型與參數三相輸電線路的模型與參數電阻電感電容電導阻抗導納b）中等長度輸電線路

架空線路長度100～300km，線路額定電壓110～220kV；電纜長度<100km；忽略電導g＝0Π型T型電能在電力系統(tǒng)中的傳輸電能傳輸中的電壓降落通常δ較小，兩端電壓幅值差取決于縱分量，相位差取決于橫分量電能在電力系統(tǒng)中的傳輸電能傳輸中的電壓損耗電壓損耗近似地用電壓降落的縱分量表示電能在電力系統(tǒng)中的傳輸電能傳輸中的電壓降落電能在電力系統(tǒng)中的傳輸電能傳輸中的功率損耗電能傳輸中在電阻和電抗上的損耗計算電能需求配電線路的功率損耗對于較短的配電線路，忽略對地電容支路計算電能需求變壓器的功率損耗有功損耗：銅耗+鐵耗

額定電壓下的鐵耗近似等于空載試驗中的損耗

額定電流下的銅耗近似等于短路試驗中的損耗計算電能需求變壓器的功率損耗無功損耗：繞組支路無功損耗+勵磁支路無功損耗

繞組支路無功損耗近似等于短路試驗中的無功損耗

勵磁支路無功損耗近似等于空載試驗中的無功損耗電能在電力系統(tǒng)中的傳輸線路輸電效率電容對無功功率的補償作用計算電能需求供電系統(tǒng)電能損耗供電線路年電能損耗

τ是一個等效量：

計算負荷在τ時間內產生的損耗等于全年實際損耗計算電能需求供電系統(tǒng)電能損耗變壓器年電能損耗

勵磁支路的功率損耗基本不變

繞組支路的功率損耗與負荷功率相關案例一：一回110kV的三相架空輸電線路，長100km，線路電阻0.1313Ω/km，電抗0.3923Ω/km，電納2.84×10-6S/km，線路末端運行電壓105kV，負荷42MW，cosφ=0.85。

求：線路電壓降落、功率損耗和輸電效率

已知末端電壓和受端功率的情況RL=0.13×100=13ΩXL=0.39×100=39Ω0.5BL=0.5×100×2.84×10-6=1.42×10-4S計算結果總結：末端電壓 105kV 首端電壓 120.08kV受端功率 42MW 功率因數 0.85功率損耗 2.817MW輸電效率 93.71%案例二：如果把負荷功率因數增大到0.95會怎樣如果把負荷功率因數增大到0.95會怎樣如果把負荷功率因數增大到0.95會怎樣如果把負荷功率因數增大到0.95會怎樣計算結果總結：末端電壓 105kV 首端電壓 115.6受端功率 42MW 功率因數 0.95 功率損耗 2.2792MW輸電效率 94.853%結果對比案例一案例二首端電壓120.08115.6末端電壓105105功率因數0.850.95受端功率4242功率損耗2.8172.2792輸電效率93.71%94.853%問題：比較案例2和案例3，為什么功率因數較大則功率損耗較小？功率因數大無功小總電流小電阻發(fā)熱小功率損耗小電力系統(tǒng)中的無功電力系統(tǒng)的無功補償35kV及以上電壓等級直接供電負荷的功率因數不低于0.9其他負荷的功率因數不低于0.85負荷要消耗無功需要電網向其提供無功兩種方案：在負荷點提供遠方傳輸無功無功就地平衡不可行電力系統(tǒng)中的無功電力系統(tǒng)的無功電源發(fā)電機同步調相機——空載運行的同步發(fā)電機

過勵磁：發(fā)出無功；欠勵磁：吸收無功靜電電容器——最常見的無功補償裝置

只能輸出無功，不能吸收無功

電壓越低，輸出的無功越小電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)調整變壓器分接頭——改變變比例：一臺無載調壓的降壓變等值電路如圖所示，歸算到高壓側的阻抗為2.44+j40Ω，通過變壓器的最大負荷為28+j14MVA，此時高壓側電壓為110kV，通過變壓器的最小負荷為10+j6MVA，此時高壓側電壓為113kV，要求低壓母線的電壓變化范圍不超過（6~6.6）kV，試選擇分接頭。電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)最大負荷時V2min=6kV，最小負荷時V2max=6.6kV故而最大負荷和最小負荷時一次側電壓應分別為電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)取算術平均數：選擇最接近的抽頭：V1=110×(1-2.5%)=107.25kV校驗：電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)例：簡單輸電系統(tǒng)的接線圖和等值電路如圖所示，變壓器勵磁支路和線路電容忽略。若不安裝補償裝置，則高負荷時受端低壓母線電壓為9kV，若要將其穩(wěn)定在10.5kV附近，試配合變壓器分接頭選擇，確定受端應裝設靜電電容器容量。電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)靜電電容器無法吸收無功，故而最小負荷時，按電容器全部退出考慮又由于負荷變化的情況下首端電壓應保持不變，若變比為k則設接第n個抽頭，則電力系統(tǒng)中的無功電力系統(tǒng)負荷的無功需求負荷：主要是異步電動機變壓器：滿載運行時無功損耗可達額定容量的12%輸電線路：可能消耗無功，也可能發(fā)出無功推論：負荷點無功越多則電壓越高，無功越少則電壓越低電力系統(tǒng)中的無功電力系統(tǒng)的無功補償負荷要消耗無功需要電網向其提供無功兩種方案：在負荷點提供遠方傳輸無功無功就地平衡不可行電力系統(tǒng)中的無功電力系統(tǒng)的無功電源發(fā)電機同步調相機——空載運行的同步發(fā)電機

過勵磁：發(fā)出無功；欠勵磁：吸收無功靜電電容器——最常見的無功補償裝置

只能輸出無功，不能吸收無功

電壓越低，輸出的無功越小電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)調整變壓器分接頭——改變變比例：一臺無載調壓的降壓變等值電路如圖所示，歸算到高壓側的阻抗為2.44+j40Ω，最大負荷為28+j14MVA，高壓側電壓為110kV，最小負荷為10+j6MVA，高壓側電壓為113kV，要求低壓母線的電壓變化范圍不超過（6~6.6）kV，試選擇分接頭。電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)發(fā)電機和變壓器的額定電壓發(fā)電機：額定電壓比系統(tǒng)額定電壓高5%變壓器：通常一次繞組與系統(tǒng)額定電壓相等一次繞組與發(fā)電機連接時，額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等二次繞組額定電壓比系統(tǒng)額定電壓高10%直接與用戶相連時，比系統(tǒng)額定電壓高5%10.5/121 110/11 110/10.5電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)調整變壓器分接頭——改變變比例：一臺無載調壓的降壓變等值電路如圖所示，歸算到高壓側的阻抗為2.44+j40Ω，通過變壓器的最大負荷為28+j14MVA，此時高壓側電壓為110kV，通過變壓器的最小負荷為10+j6MVA，此時高壓側電壓為113kV，要求低壓母線的電壓變化范圍不超過（6~6.6）kV，試選擇分接頭。電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)最大負荷時V2min=6kV，最小負荷時V2max=6.6kV故而最大負荷和最小負荷時一次側電壓應分別為電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)取算術平均數：選擇最接近的抽頭：V1=110×(1-2.5%)=107.25kV校驗：電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)利用無功補償已知未補償時的電壓確定補償容量V1保持不變電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)利用無功補償V1保持不變電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)例：簡單輸電系統(tǒng)的接線圖和等值電路如圖所示，變壓器勵磁支路和線路電容忽略。若不安裝補償裝置，則高負荷時受端低壓母線電壓為9kV，若要將其穩(wěn)定在10.5kV附近，試配合變壓器分接頭選擇，確定受端應裝設靜電電容器容量。電力系統(tǒng)中的電壓調節(jié)靜電電容器無法吸收無功，故而最小負荷時，按電容器全部退出考慮又由于負荷變化的情況下首端電壓應保持不變，若變比為k則設接第n個抽頭，則功率因數與無功補償功率因數的計算瞬時功率因數平均功率因數最大負荷時的功率因數功率因數與無功補償例題：某工廠計算負荷為2400kW，平均功率因數為0.67，所要把功率因數提高到0.9，采用額定容量為40kVar的單相電容器，需要裝設多少個？（平均負荷系數α=0.75，β=0.8）功率因數與無功補償例題：單相接線兩相V形接線兩相電流差接線星形接線主要用來測量單相負荷電流或三相系統(tǒng)中平衡負荷的某一相電流。又稱不完全星形接線、兩相星形接線，在6～10kV中性點不接地系統(tǒng)中應用較廣泛。

通常應用于繼電保護線路中。

用來測量負荷平衡或不平衡的三相電力系統(tǒng)中的三相電流。

二、互感器1、電流互感器電流互感器接線方式接線的注意事項二次側不能開路運行 -鐵心高度飽和，鐵芯損耗加劇、過熱而損壞互感器絕緣 -二次側產生高電壓威脅人身安全二次側必須有一端接地

防止一次側與二次側之間的絕緣被擊穿，一次側高電壓導入二次側極性

接線的極性應正確，否則進入二次回路的電流與預期不同，可能導致設備損壞二、互感器1、電流互感器精確度用途0.2、0.2s、0.5、0.5s、1、3、5、10注意：互感器精確度的S級：0.2S和0.2級都是同一精度的CT。但S級在輕負載（<10%)時一樣可以達到精度要求，不帶S級的CT要在負載達到30%時才能達到精度要求二、互感器1、電流互感器計量用保護用誤差來源二次負載電流越小誤差越大二、互感器1、電流互感器10%誤差曲線一次電流倍數：短路電流是互感器額定一次電流的多少倍二、互感器1、電流互感器二、互感器1、電流互感器二、互感器2、電壓互感器接線的注意事項二次側不能短路

短路時產生極大地短路電流，可能燒毀電壓互感器二次側必須有一端接地

防止一次側與二次側之間的絕緣被擊穿，一次側高電壓導入二次側極性

接線的極性應正確，否則進入二次回路的電流與預期不同，可能導致設備損壞二、互感器1、電壓互感器2.2供配電系統(tǒng)常用電氣設備二、開關設備1、高壓斷路器類型①按滅弧介質分類：油、壓縮空氣、SF6、真空等。②按使用場合分類：戶內、戶外。斷路器的額定電壓3.6kV、7.2kV、12kV、40.5kV、72.5kV、126kV、252kV、363kV、550kV35kV以下：系統(tǒng)額定電壓*1.235kV~220kV：系統(tǒng)額定電壓*1.15220kV以上：系統(tǒng)額定電壓*1.12.2供配電系統(tǒng)常用電氣設備二、開關設備1、高壓斷路器斷路器的技術經歷了一個從多油到少油，從氣體到真空，從傳統(tǒng)到智能的發(fā)展歷程。現代的斷路器，具有安全可靠、操作簡單，維護量極低的特點。2.2供配電系統(tǒng)常用電氣設備斷路器負荷開關隔離開關明顯的斷口無有有滅弧結構有有無開斷正常電流能能不能開斷短路電流能不能不能開斷容量大小無搭配隔離開關/接插組件熔斷器斷路器二、開關設備2.2供配電系統(tǒng)常用電氣設備二、低壓開關設備1、低壓斷路器低壓斷路器的結構特點

由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、操作機構、保護裝置（脫扣器）等組成。保護裝置（脫扣器）

電磁脫扣器用于短路保護，是利用電磁吸力作用，使自由脫扣器機構上的接點斷開；熱脫扣器主要用于過負荷保護，一般為雙金屬片結構，電流超過額定值時，熱元件發(fā)熱使雙金屬片變形而導致斷路器分閘；當電源電壓低于某一規(guī)定數值或電路失壓時，失壓或欠壓脫扣器使低壓斷路器分斷；半導體式脫扣器由電流、電壓變換器、電源變壓器、半導體插件組成，可作過載長延時、短路短延時、特大短路瞬時動作保護用；另外，分勵脫扣器用于遠距離使低壓斷路器分閘，對電路不起保護作用。2.2供配電系統(tǒng)常用電氣設備三、成套設備1、開關柜：金屬封閉開關設備的俗稱2、分類：按產品名稱分

a.鎧裝式交流金屬封閉開關設備某些組成部件分別裝在接地的、用金屬隔板隔開的隔室中的金屬封閉開關設備。

b.間隔式交流金屬封閉開關設備間隔式與鎧裝式一樣，某些元件也分設在單獨隔室內，但具有一個或多個非金屬隔板。

c.箱式交流金屬封閉開關設備除鎧裝式、間隔式以外的金屬封閉開關設備。2.2供配電系統(tǒng)常用電氣設備三、成套設備4、防護等級IP代碼由IP字母、第一位特征數字、第二位特征數字、附加字母及補充字母組成。第一位特征數字表示防人身安全和防塵。第二位特征數字表示防水。第一和第二位特征數字不要求規(guī)定時，該處由字母“X”代替如：IP4X、IPXX2.2供配電系統(tǒng)常用電氣設備三、成套設備6、一次方案電纜進線

架空進線

進線帶接地開關2.3變電所的主接線二、有匯流母線接線1、典型單母線接線典型操作：L1線路停電操作：斷開1QF斷路器，檢查1QF確實斷開，斷開13QS隔離開關，斷開11QS隔離開關。L1線路送電操作：檢查1QF確實斷開，合上11QS隔離開關，合上13QS隔離開關，合上1QF斷路器。適用范圍：一般用于6～220kV系統(tǒng)，出線回路較少，對供電可靠性要求不高的中、小型發(fā)電廠與變電站中。2.3變電所的主接線二、有匯流母線接線3、單母線分段帶旁母接線正常運行時旁路母線不帶電每個回路含一臺斷路器三臺隔離開關母線與旁路母線間經斷路器相連2.3變電所的主接線三、無匯流母線接線1、單元接線特點：

（1）接線簡單清晰，電氣設備少，配電裝置簡單，投資少，占地面積小。

（2）不設發(fā)電機電壓母線，發(fā)電機或變壓器低壓側短路時，短路電流小。

（3）操作簡便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，繼電保護簡化。

（4）任一元件故障或檢修全部停止運行，檢修時靈活性差。適用范圍：機組臺數不多的大、中型不帶近區(qū)負荷的區(qū)域發(fā)電廠以及分期投產或裝機容量不等的無機端負荷的中、小型水電站。2.3變電所的主接線三、無匯流母線接線2、橋式接線內橋接線：斷路器跨接在進線斷路器的內側，靠近變壓器。

（1）線路操作方便；（2）正常運行時變壓器操作復雜。外橋接線：斷路器跨在進線斷路器的外側，靠近電源側。

（1）變壓器操作方便；（2）線路投入與切除時，操作復雜。內橋接線視頻外橋接線視頻一、無限大容量（功率）電源4.2無限大容量電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電源功率為無限大時，外電路發(fā)生短路引起的功率改變對于電源來說是微不足道的，因而電源的電壓和頻率（對應于同步電機的轉速）保持恒定；無限大功率電源可以看作是由無限多個有限功率電源并聯而成，因而其內阻抗為零，電源電壓保持恒定。無窮大功率電源的等值標準：

電源系統(tǒng)阻抗小于短路回路總阻抗的5%

電源容量超過用戶容量的50倍二、三相短路暫態(tài)過程分析4.2無限大容量電力系統(tǒng)暫態(tài)分析通解：積分常數C由初始條件決定，即在短路瞬間，由于通過電感的電流不能突變，使短路前一瞬間的電流值必須與短路發(fā)生后一瞬間的電流值相等。a相電流：周期分量非周期分量發(fā)生三相短路前后電流、電壓的變動曲線:（1）正常運行狀態(tài)：因電路一般是電感性負載，電流在相位上滯后電壓一定角度。（2）短路暫態(tài)過程：短路電流在到達穩(wěn)定值之前，要經過一個暫態(tài)過程。（3）短路穩(wěn)態(tài)過程：暫態(tài)過程結束后非周期分量消失，短路進入穩(wěn)態(tài)過程。二、三相短路暫態(tài)過程分析4.2無限大容量電力系統(tǒng)暫態(tài)分析三、三相短路有關物理量4.2無限大容量電力系統(tǒng)暫態(tài)分析1．次暫態(tài)短路電流短路后電流幅值最大的一個周期（第一個周期）的短路電流周期分量的有效值無窮大系統(tǒng)短路電流周期分量不變2．短路穩(wěn)態(tài)電流短路進入穩(wěn)態(tài)后短路電流的有效值。用I∞表示。短路電流周期分量有效值在短路全過程中是恒定的。因此有：

==

3．短路容量Sk次暫態(tài)短路電流有效值與正常工作電壓產生的視在功率：三、三相短路有關物理量4.2無限大容量電力系統(tǒng)暫態(tài)分析4．短路沖擊電流短路電流瞬時達到的最值稱為短路沖擊電流瞬時值，用表示,在短路發(fā)生后約半個周期出現。短路沖擊電流有效值是短路后第一個周期的短路電流的有效值，用表示。高壓系統(tǒng)低壓系統(tǒng)沖擊系數為什么高壓系統(tǒng)沖擊系數比低壓系統(tǒng)大？一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算1．標幺制法概念任意一個有名值的物理量與同單位的基準值之比，稱為標幺值。無單位的純數?；鶞手颠x擇以運算方便、簡單為目的。通常標幺值用表示，參考值用表示，實際值用表示，因此=/

按標幺制法進行短路計算時，一般先選定基準容量和基準電壓。一般取=100MV·A。基準電壓取元件所在電壓等級的平均電壓基準電流按下式計算：基準電抗按下式計算：一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算2．電力系統(tǒng)中各元件電抗標幺值的計算（注：取=）（1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值（2）電力變壓器的電抗標幺值

為電力系統(tǒng)的電抗值；為電力系統(tǒng)的容量；

為變壓器短路電壓百分比；為變壓器的電抗；為電力變壓器的額定容量。一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算（3）電力線路的電抗標幺值

（4）三相短路電流周期分量有效值的標幺值：三相短路電流周期分量有效值：

為線路的電抗；為導線單位長度的電抗；為導線的長度。三相短路容量的計算公式為：

然后，即可用前面的公式分別求出、、和等。一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算（1）已知系統(tǒng)容量和等值電抗（2）已知系統(tǒng)容量和短路次暫態(tài)容量2．對外部系統(tǒng)的考慮（3）已知系統(tǒng)容量很大且已知系統(tǒng)出口斷路器容量（4）已知系統(tǒng)容量很大，可近似認為系統(tǒng)等值阻抗為0一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算例4-1某供電系統(tǒng)如下圖所示，已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷開容量為500MV·A，線路阻抗為0.38Ω/km，變壓器Uk%=4.5。試求變電所高壓10kV母線上k-1點短路和低壓0.38kV母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。解：(1)畫出相應的等值電路，如圖3-5所示；一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算（2）選取基準容量，一般取=100MV·A，由Ud=Uc得：Uc1=10.5kV,Uc2=0.4kV,得

（3）計算各元件的電抗標幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值：

3）電力變壓器的電抗標幺值：

2）電力線路的電抗標幺值：

一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算（4）求k-1點的總電抗標幺值和短路電流和短路容量2）三相短路電流周期分量有效值：

1）總電抗標幺值：3）各三相短路電流：4)三相短路容量：

一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算2）三相短路電流周期分量有效值：

3）各三相短路電流：

4)三相短路容量：（5）求k-2點的總電抗標幺值和短路電流和短路容量1）總電抗標幺值：

一、標幺制法計算短路電流4.3短路電流計算23.9863.537.634.5334.5334.53k-2點52.087.294.322.862.862.86k-1點三相短路容量（MV·A）三相短路電流（kA）短路計算點

例3-1短路計算結果二、不對稱短路電流計算4.3短路電流計算正序分量：三相量大小相等，互差1200，且與系統(tǒng)正常運行相序相同。負序分量：三相量大小相等，互差1200，且與系統(tǒng)正常運行相序相反。零序分量：三相量大小相等，相位一致。二、不對稱短路電流計算4.3短路電流計算序阻抗：元件三相參數對稱時，元件兩端某一序的電壓降與通過該元件的同一序電流的比值。正序阻抗負序阻抗零序阻抗對于三相對稱的元件中的不對稱電流、電壓的計算問題，可以分解成三相對稱的分量，分別進行計算。由于每組分量的三相是對稱的，只需分析一相即可。4.3短路電流計算二、不對稱短路電流計算4.3短路電流計算單相接地故障的復合序網4.3短路電流計算單相接地的短路電流和短路點非故障相電壓4.3短路電流計算兩相短路的復合序網4.3短路電流計算兩相短路接地序網圖電網元件的序阻抗4.3短路電流計算正序阻抗三相對稱分析中的等值阻抗負序阻抗靜止設備：Z2=Z1旋轉設備：Z2≠Z1零序阻抗發(fā)電機、線路——表4.6.1變壓器作業(yè)：計算圖中D發(fā)生單相接地短路電流電網的復合序網圖4.3短路電流計算第六章電氣設備的選擇一、電氣設備選擇及校驗的一般原則5.動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定（1）熱穩(wěn)定校驗通過短路電流時，導體和電器各部件的發(fā)熱溫度不應超過短時發(fā)熱最高允許溫度值，即：t>=其中：t=tk＋0.05(s)當tk>1s時可認為t=tk

tk=top+tocIt —— 額定短時耐受電流有效值t —— 熱穩(wěn)定試驗時間I∞ —— 短路電流周期分量top —— 短路保護系統(tǒng)的反應時間toc —— 斷路器分斷時間1.短路時間=保護裝置動作時間+斷路器動作時間2.對于無限容量系統(tǒng)，認為tk=timap3.timanp只在短路時間較短，tk<1s時才考慮第六章電氣設備的選擇一、電氣設備選擇及校驗的一般原則5.按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度（2）動穩(wěn)定度校驗動穩(wěn)定（電動力穩(wěn)定）是指導體和電器承受短路電流機械效應的能力。滿足動穩(wěn)定度的校驗條件是：第六章電氣設備的選擇二、高低壓開關電器的選擇和校驗2.高壓隔離開關的選擇和校驗額定電壓、額定電流、動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定3.高壓熔斷器的選擇和校驗額定電壓額定電流承受正常工作電流承受電動機啟動時尖峰電流第六章電氣設備的選擇三、互感器的選擇和校驗1.額定電壓和額定電流：電流互感器二次側額定電流一般為5A，少數為1A一次側額定電流應不小于1.2~1.5倍計算電流2.精確度：電費計量用 —— 0.2(s)、0.5(s)電能監(jiān)視用 —— 0.5(s)保護用 —— 5P、10P特殊：差動保護—— 0.5、D不同用途的二次回路混合時，按最高精確度要求第六章電氣設備的選擇三、互感器的選擇和校驗3.二次負荷或容量：4.熱穩(wěn)定與動穩(wěn)定校驗（同高壓斷路器）：熱穩(wěn)定倍數——規(guī)定時間內（1s）通過互感器的熱穩(wěn)定電流與其一次側額定電流之比動穩(wěn)定倍數——短時極限通過電流峰值與起一次側額定電流之比第五章導線和電纜截面的選擇1．裸線10kV以上電壓等級一般用裸線鋁絞線(LJ)、鋼芯鋁絞線(LGJ)、銅絞線(TJ)、防腐鋼芯鋁絞線(LGJF)2．絕緣電線低壓線路同常用絕緣電線顏色規(guī)范：一、導線類型和選擇依據第五章導線和電纜截面的選擇3．發(fā)熱條件4．電壓損耗條件5．經濟電流密度6.機械強度一、導線類型和選擇依據一、按允許載流量選擇導線和電纜的截面第五章導線和電纜截面的選擇供電線路的載流量選擇（1）相線（電源線）截面的選擇允許載流量不小于計算電流降壓變壓器的高壓側：線路允許載流量不低于額定電流Ial≥max(Ica,IN)電容器充電時電流較大（涌流）：高壓電容器 Ial=1.35IN低壓電容器 Ial=1.5IN一、按允許載流量選擇導線和電纜的截面第五章導線和電纜截面的選擇供電線路的載流量選擇（2）中性線（N線）截面的選擇三相四線制線路：中性線的作用是通過系統(tǒng)的三相不平衡電流、零序電流、諧波電流。單相線路：作用是流過相電流。一般三相四線制線路：三次諧波電流較大及三相負荷很不平衡的線路：一、按允許載流量選擇導線和電纜的截面第五章導線和電纜截面的選擇供電線路的載流量選擇（3）保護線（PE線）截面的選擇 PE線的作用：

發(fā)生單相接地短路時流過短路電流。根據GB50054－1995《低壓配電設計規(guī)范》1）當Aφ≤16mm2時AＰＥ≥Aφ

2）當16mm2＜Aφ≤35mm2

時AＰＥ≥16mm2

3）當Aφ

＞35mm2時AＰＥ≥0.5Aφ（4）保護中性線（PEN線）截面的選擇保護中性線兼有保護線和中性線的雙重功能，因此其截面選擇應同時滿足上述保護線和中性線的要求，并取其中的最大值。一、按允許載流量選擇導線和電纜的截面第五章導線和電纜截面的選擇例5-1有一條采用BLX-500型鋁芯橡皮線明敷的220/380V的TN-S線路，計算電流為50A，當地最熱月平均最高氣溫為＋30℃。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導線截面。解：此TN－S線路為含有N線和PE線的三相四線制線路，因此不僅要選擇相線，還要選擇中心線和保護線。（1）相線截面的選擇查《參考資料》中的附錄表16得環(huán)境溫度為30℃時明敷的BLX-500型截面為10mm2的鋁芯橡皮絕緣導線的Ial＝60A＞I30＝50A，滿足發(fā)熱條件。因此相線截面選Aφ＝10mm2。（2）N線的選擇按A0≥0.5A，選擇A0＝6mm2。(3)PE線的選擇由于Aφ

＜16mm2，故選APE

＝Aφ

＝10mm2

。所選導線的型號規(guī)格表示為：BLX-500-(3×10＋1×6＋PE10)。一、按允許載流量選擇導線和電纜的截面第五章導線和電纜截面的選擇例5-2上例所示TN-S線路，如采用BLV-500型鋁芯絕緣線穿硬塑料管埋地敷設，當地最熱月平均最高氣溫為＋25℃。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導線截面及穿線管內徑。解：查《參考資料》中的附錄表16得25℃時5根單芯線穿硬塑料管的BLV-500型截面為25mm2的導線的允許載流量＝57A＞＝50A。因此按發(fā)熱條件，相線截面可選為25mm2。N線截面按A0≥0.5A選擇，選為16mm2。PE