“供配电系统”课程总结.ppt

供配电技术 课程教学内容 第1章电力系统概论第2章负荷计算第3章短路电流计算第4章供配电系统第5章电气设备的选择第6章电力线路第7章供配电系统的继电保护第9章电气安全 防雷和接地第11章供配电系统的运行和管理 第1章电力系统概论 1 概念 填空 1 电力系统 4个组成部分 发电厂 变电所 电力线路 电能用户 2 供配电系统 6个组成部分 总降压变电所 高压配电所 配电线路 车间变电所 建筑物变电所 用电设备 2 电力系统额定电压的计算 计算 电网 用电设备 发电机 电力变压器 1 电网 线路 的额定电压 由国家规定 详见P5表1 1 2 用电设备的额定电压 等于电力线路的额定电压 3 发电机的额定电压 比电力线路的额定电压高5 4 变压器一次绕组额定电压 等于发电机的额定电压 升压变压器 或电力线路的额定电压 降压变压器 二次绕组额定电压 比电力线路的额定电压高10 35kV 或5 10kV 例1 我国规定的三相交流电网额定电压序列是 0 22 0 38 0 66 3 6 10 35 66 110 220 330 500kV 请问 0 22 0 38 0 60 3 6 10 5 35 66 110 220 330 500kV是吗 3 电力系统的中性点运行方式 填空 1 3种 中性点不接地系统 中性点经消弧线圈接地系统 中性点直接接地系统 2 不同电压等级对中性点运行方式的采用情况 采用中性点不接地运行方式 3 63kV 采用中性点经消弧线圈接地运行方式 3 10kV 接地电流 30A 20 63kV 接地电流 10A 采用中性点直接接地运行方式 110kV或 1kV 4 按工作制的负荷分类 填空 3类 连续工作制负荷 短时工作制负荷 反复短时工作制负荷 5 电能的质量指标 填空 3项 电压质量 频率质量 供电可靠性 6 电压质量 计算 电压偏移 电压波动与闪变 电压畸变 例2 某380V输电线路 由于线路损失 某用户实际电压为370V 该用户的电压偏移为多少 例3 频率的变化对电力系统运行的稳定性影响很大 因而对频率的要求比对电压的要求严格得多 一般不超过 0 5Hz 电网低频率运行时 所有用户的交流电动机转速都相应降低 因而许多工厂的产量和质量都将不同程度地受到影响 第2章负荷计算 1 计算负荷 PC 的概念 Pmax P30 PC如 已知电度表 KW h 的读数 求PC 每30min平均功率的最大值 例1 某车间有三班制 其中最大负荷工作班从9点 16点 由电度表每隔半小时记录一次电表值 单位kWh 记录为 20 21 22 5 20 6 20 3 20 7 20 9 20 5 20 8 20 1 20 5 20 8 20 1 20 2 20 2 则计算负荷PC为多少 解 PC 22 5 2 45kW 2 负荷曲线的有关物理量 年最大负荷Pmax P30 PC 年最大负荷利用小时数Tmax 例2 南方某厂的夏日负荷曲线上P1占的时间为8h 冬日负荷曲线上P1占的时间为2h 则年负荷曲线上P1占的时间为多少 物理意义 如图所示 使面积S1 S2 负荷曲线所包络的面积即为全年所消耗的电能Wa 则矩形所包围的面积也为Wa 即Wa Tmax Pmax它表示全年如果都在最大负荷下工作时的工作时数 3 物理意义 利用负荷曲线求Tmax 例3 某厂的年最大负荷为1752kW Tmax为4000h 则年平均负荷为多少 解 4 设备容量的确定 对反复短时工作制设备 电焊机和吊车电动机 的容量换算 对电焊机 要求统一换算到 100 时的额定功率 对吊车电动机 要求统一换算到 25 时的额定功率 例4 某电焊变压器铭牌额定容量SN 42kVA 暂载率 N 60 功率因数cos N 0 62 N 0 85 给该电焊变压器供电的支线负荷PC为多少 5 计算负荷的方法 2种 需要系数法 二项式系数法 二项式系数法 多组 理解公式中Px的含义 Px为用电设备组中x台最大容量的用电设备的容量之和 需要系数法 多组时考虑同期系数 例5 当用电设备台数少而功率相差悬殊时 用需要系数法计算的结果往往偏小 故此法不适用于低压线路的计算 只适用于计算变 配电所的负荷 例6 用二项式系数法求计算负荷PC bPS cPX 式中PX代表用电设备组中X台最大容量的用电设备的容量之和 6 功率损耗和能量损耗 变压器的近似计算 PT 0 015SC QT 0 06SC 7 功率因素和无功功率补偿 补偿方式 3种 高压集中补偿 低压集中补偿 个别补偿 补偿装置 2种 并联电容器 同步电动机 补偿容量的计算 电容器个数的确定 参看例题与作业 例7 某工厂全年用电量为 有功电度6000万度 无功电度7480万度 则该厂的平均功率因数为多少 例8 某厂全年用电量为800 104kW h 原功率因数为0 67 现欲补偿到0 90 则装设BW 10 5 14 1型电容器个数为多少 解 tg av1 tg arccos0 67 1 1080tg av2 tg arccos0 90 0 4843Qcc Pav tg av1 tg av2 800 104 8760 1 1080 0 4843 569 59kVarn Qcc qCN 569 59 14 40 68应取3的整数倍 42个 还需要校验cos 第3章短路电流计算 1 标幺值的概念及计算 标幺值 有名值 基准值 例1 某线路额定电压为UN 由于某种原因造成电压损失4 则该线路的电压标么值为多少 解 标幺值 有名值 基准值电压标幺值 0 96UN UN 0 96 2 电力系统的电抗标幺值的计算 包括 线路 变压器 电抗器 电力系统 或出口断路器 线路 变压器 电抗器 电力系统 3 对称三相短路电流的计算 包括 IK IK Ish ish Sk 参看例题与作业 高压系统 ish 2 55IKIsh 1 51IK低压系统 ish 1 84IKIsh 1 09IK 第4章供配电系统 1 配电电压的选择 高压配电电压 10kV或6kV 低压配电电压 380 220V或660V 配电电压的高低取决于厂区范围 用电负荷的大小和分布情况 如果在方案比较中 高 低两种电压的优缺点相差不多 从发展观点出发 宜采用较高电压 2 变压器台数和容量的选择原则 单台变压器容量选择原则 按SC的100 两台变压器容量选择原则 按SC的60 70 3 备用问题 明备用 暗备用 两台变压器的备用方式有两种 1 一种是暗备用 两台变压器均按60 70 的负荷来选择 2 另一种是明备用 每台变压器都按最大负荷的100 来选择 4 倒闸操作原则 接通电路时 先闭合隔离开关 后闭合断路器 切断电路时 先断开断路器 后断开隔离开关 原因 带负荷操作过程中要产生电弧 而隔离开关没有灭弧能力 所以隔离开关不能带负荷操作 断路器可以 第5章电气设备的选择 1 电气设备选择的一般原则 按环境和正常工作条件 UN IN 选择 按短路条件校验动稳定和热稳定 第6章电力线路 1 电力线路的接线方式 填空 3种 放射式 树干式 环式 2 选择导线的一般原则 按允许载流量的选择 按允许电压损失的选择 按经济电流密度的选择 按机械强度的选择 满足短路稳定度的条件 第7章供配电系统的继电保护 1 继电保护的概念与基本要求 4个 选择性 可靠性 速动性 灵敏性 理解 保护原则 有选择性 主保护 后备保护等概念 例1 下图中 若在K点发生故障 应由哪些断路器跳闸才算有选择性 使停电范围缩到最小 并指出图中5QF的后备保护 若在K点发生故障时 断路器5QF跳闸才算有选择性 使停电范围缩到最小 图中5QF的后备保护为3QF和4QF 2 时间整定原则 保证选择性 阶梯原则 计算t1 t2 t 请看教材P2067 19题3 电流速断保护存在死区 必须与主保护 过电流保护 一起配合使用 才能保证有选择性和速动性 例2 如左图所示 有双侧电源的三绕组变压器 图中标出了各侧保护装置的动作时限 已知 t 0 5s 试说明变压器三侧开关1QF 2QF 3QF上过电流保护装置的工作时限分别为多少 t1 3 5st2 3 0st3 2 0s 例3 单电源三绕组变压器上装设了过电流保护 为了保证有选择性 过电流保护的时间t1 t2 t3应分别如何整定 t 0 5s t1 4 0st2 3 5st3 2 0s 4 发生单相接地故障后 P181相电压 线电压和电流的变化 对中性点不接地系统 小电流接地系统 系统正常运行时 每相对地电压与相电压相等 发生单相接地故障时 故障相对地电压为0 非故障相对地电压升高倍 与线电压相等 线电压不发生任何变化 因此 设计时 对中性点不接地系统 每相的绝缘耐压水平 需按线电压考虑 对中性点直接接地系统 大电流接地系统 当发生单相接地故障时 单相短路电流比正常电流大很多 保护电器将动作 能迅速切除故障部分的设备 非故障相的对地电压不会升高 因此 设计时 对中性点直接接地系统 每相绝缘耐压水平只按相电压考虑 第9章电气安全 防雷和接地 1 安全电压的概念 交流有效值50V 安全电流的概念 30mA s 2 避雷保护装置保护范围的计算 避雷针 避雷线 例1 避雷针在被保护物高度hx的平面上的保护半径rx 若在保护平面上被保护物距离避雷针的实际距离为r 若r rx时 则不能保护被保护物 若r rx时 则能保护被保护物 3 变压器的防雷保护 避雷器工作原理 避雷器正常工作时 保护间隙未被击穿 电阻大 不影响电网正常供电 当线路遭受雷击或发生感应雷时 产生大气冲击过电压波 击穿避雷器气隙 气隙电阻迅速变小 强大的雷电流通过接地装置入地 使变压器免受大气过电压波的冲击 这样 变压器就得到了保护 4 接触电压 Utou 跨步电压 Ustep 的概念 5 保护接地 分为TN系统 TT系统 IT系统 6 对TN系统 为什么要进行重复接地 原理 目的 减轻PEN线断开后的触电危险 降低设备外壳对地电压 7 为什么要进行环路式接地 P271目的 使电位分布比较均匀 降低跨步电压和接触电压 第11章供配电系统的运行和管理 1 电力变压器的经济运行 1 1台变压器运行的经济负荷 1台变压器运行的经济负荷率大致为70 左右 2 2台变压器运行的经济负荷 当S S Scr时 因 P P 故宜于1台运行 当S S Scr时 因 P P 故宜于2台运行 当S Scr时