[电子电路]《工厂供电》教案

1、教学单元（章节）： 第一章 概论 第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务 第二节 工厂供电系统概况目的要求： 1. 了解工厂供电的意义、要求及课程任务。 2. 了解工厂供电系统的组成。 3. 掌握变配电所的任务。知识要点： 工厂供电系统的组成。技能要点： 教学步骤： 1. 先了解工厂供电的意义及这门课程的任务。 2. 了解工厂供电系统的组成。教具及教学手段： 多媒体课堂教学、讲述、分析、图示、实例。作业布置情况： 课后思考题11、12课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注第一节 工厂供电: 工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电.意义：电能在工业生产中的重要性,并不在于它在产品成本中或投资总

2、额中所占的比重多少,而在于实现电气化后可以大大增加产量,提高产品质量, 提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳 动强度,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。要求：(1) 安全 在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。 (2) 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 (3) 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。 (4) 经济 供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。 (5) 应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系。课程任务：主要是以企业供配电系统的一次部分为主，讲述一般企业内部的电力供应和分配问题。掌握主要一次电气设备

3、的功能、结构、原理，并初步掌握使用、安装、检修、试验的基本技能。掌握企业的负荷计算、短路电流计算，一次主要电气设备的选择和校验。掌握企业变配电所的结构、所址、布置及安图。掌握一般企业供配电系统的初步设计。同时了解发电厂及电力系统的基本知识，为今后从事企业供配电技术工作奠定基础。第二节 一. 工厂供电系统概况 工厂供电系统的组成: 一般中型工厂的电源进线是610kv. 车间变电所 低压用电设备 电源进线 高压配电所 高压用电设备教 学 内 容板书或旁注对于大型工厂及某些电源进线电压为35kv及以上的中型工厂,一般经过两次降压。 对于35kv线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所,经车间变电所的配电

4、变压器直接降为低压用电设备所需的电压.这种供电方式,称为高压深入负荷中心的直配方式.是否采用要根据厂区的环境条件是否满足35kv架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定. 对于小型工厂,由于所需容量一般不大于1000kva或稍多,因此通常只设一个降压变电所,将610kv电压降为低压用电设备所需的电压。配电所的任务: 接受电能和分配电能，不改变电压.变电所的任务: 接受电能,变换电压和分配电能.母线的任务: 汇集和分配电能.工厂供电系统: 是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统,包括厂内的变配电所和所有高低压供配电线路.教学单元（章节）： 第一章 概论 第二节 发电厂、电力

5、系统与工厂的自备电源目的要求： 1. 了解发电厂类型。 2. 理解电力系统的概念。 3. 了解工厂的自备电源。知识要点： 1. 电力系统的概念。 2. 工厂的自备电源。技能要点：教学步骤： 1. 发电厂的类型。 2. 电力系统的概念。 3. 工厂的自备电源。教具及教学手段：多媒体课堂教学、讲述、分析、图示、实例。作业布置情况： 课后思考题13、14课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注二. 发电厂和电力系统简介 (一) 发电厂 发电厂: 是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂. 水力发电厂 火力发电厂 按其所利用的 核能发电厂 能源不同分 风力发电厂 地热发电厂 太阳能发电

6、厂(二) 电力系统 电力系统: 由各种电压的电力线路将一些发电厂,变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。 电力网: 电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。习惯上电网往往以电压等级来区分，如10kv电网，实际上是指某一电压的相互联系的整个电力线路.电网可按电压高低和供电范围大小分为: 区域电网和地方电网. 区域电网范围大,电压一般在220kv及以上. 地方电网范围小,最高电压一般不超过110kv.教 学 内 容板书或旁注三. 工厂的自备电源 （一）采用柴油发电机组的自备电源 柴油发电机组按起动控制方式分：有普通型、自起动型和全自动化型等类型。 作为应急电源，应

7、选自起动型或全自动化型。自起动型柴油发动机组在公共电网停电时，能自行起动；全自动化型，则不仅在公共电网停电时能自行起动，而且在公共电网恢复供电时能使柴油发电机组自动退出运行。（二）采用交流不停电电源(ups)的自备电源 交流不停电电源(ups)主要由整流器(ur)、逆变器(uv)和蓄电池组(gb)等三部分组成，其示意图如下图所示。 公共电网正常供电时，交流电源经晶闸管整流器ur转换为直流，对蓄电池组gb充电。当公共电网突然停电时，电子开关qv在保护装置作用下进行切换，使ups投入工作，蓄电池组gb放电，经逆变器uv转换为交流对重要负荷供电。教学单元（章节）： 第一章 概论 第三节 电力系统的电

8、压与电能质量目的要求： 1. 了解电网、用电设备、发电机、变压器等的额定电压。 2. 了解电能质量的两个参数。 3. 理解电压偏差、波动、波形及其三相对称性的含义。 4. 了解工厂供配电电压的选择。知识要点： 1. 变压器的额定电压。 2. 电压偏差的含义及其计算。 3. 工厂供配电电压的选择。技能要点：教学步骤： 1. 电网、发电机、变压器等的额定电压。 2. 电压偏差的计算及波动、波形、三相对称的含义。 3. 工厂供配电电压的选择。教具及教学手段：多媒体课堂教学、讲述、分析、图示、实例。作业布置情况： 课后习题1、2课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注一. 概述 频率和电压是衡量电能质

9、量的两个基本参数. 一般交流电力设备的额定频率为50hz,偏差不超过0.5hz.如果电力系统容量达3000mw或以上时,频率偏差不超过0.2hz在电力系统非正常状况下，频率偏差不应超过1hz.频率的调整,主要依靠发电机的转速来调节. 电压质量是按照国家标准或规范对电力系统电压的偏差、波动、波形及其三相的对称性(平衡性)的一种质量评估.二. 三相交流电网和电力设备的额定电压 (一) 电网的额定电压(见表1-1) (二) 用电设备的额定电压 规定与同级电网的额定电压相同 (三) 发电机的额定电压 规定高于同级电网额定电压5%.(四) 电力变压器的额定电压 1.电力变压器一次绕组的额定电压 当变压器

10、直接与发电机相连时,其额定电压高于同级电网额定电压5%. 当变压器连接在线路上时,其额定电压应与电网额定电压相同. 2.电力变压器二次绕组的额定电压 变压器二次恻供电线路较长时,其额定电压应比相联电网额定电压高10%,其中5%是用于补偿变压器满负荷运行时绕组内部约5%的电压降,另外5% 用以补偿线路上的电压降. 变压器二次恻供电线路不长时,其额定电压只需高于所联电网额定电压5%,用以补偿变压器满负荷运行时绕组内部5%的电压降.三. 电压偏差与电压调整 (一) 电压偏差 1.电压偏差的含义及其计算 电压偏差: 是指给定瞬间设备的端电压 与设备额定电压 之差对额定电压 的百分值来表示,即教 学 内

11、 容板书或旁注(二) 电压调整 为了满足用电设备对电压偏差的要求,供电系统必须采用相应的电压调整措施. (1) 正确选择无载调压型变压器的电压分接头或采用有载调压型变压器. 电力变压器的分接开关如图1-14所示. (2) 合理减少系统的阻抗. (3) 合理改变系统的运行方式. (4) 尽量使系统的三相负荷均衡. (5) 采用无功功率的补偿装置.四. 电压波动及其抑制 (一) 电压波动的有关概念 1.电压波动的含义及其计算 电压波动: 是指电网电压有效值(方均根值)的连续快速变动。电压波动值,以用户公共供电点的相邻最大与最小电压方均根值之差对电网额定电压的百分值来表示。(二) 电压波动的抑制措施

12、 1) 对负荷变动剧烈的大型电气设备，采用专用线或专用变压器单独供电。 2) 增大供电容量，减小系统阻抗，使系统的电压损耗减小,从而减小负荷变动时引起的电压波动。 3) 在系统出现严重电压波动时，减小或切除引起电压波动的负荷。 4) 对大功率电弧炉的炉用变压器，宜由短路容量较大的电网供电，一般是选用更高电压等级的电网供电。 5) 对大型冲击性负荷，如采取上述措施达不到要求时，可装设能“吸收”冲击无功功率的静止型无功补偿装置(svc)。五. 电网谐波及其抑制 (一) 电网谐波的有关概念 1.电网谐波的含义 谐波: 是指对周期性非正弦交流量进行傅立叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量,通

13、常称为高次谐波.而基波是指其频率与工频(50hz)相同的分量. 谐波源：向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。教 学 内 容板书或旁注(二) 电网谐波的抑制措施 1) 三相整流变压器采用y,d或d,y的结线 2) 增加整流变压器二次恻的相数 3) 使各台整流变压器二次恻互有相角差 4) 装设分流滤波器 5) 宜选用d,yn11联结组别的三相配电变压器 6) 其他抑制谐波措施：例如限制电力系统中接入的变流设备和交流调压装置等的容量，或提高对大容量非线性设备的供电电压，或者将“谐波源”与不能受干扰的负荷回路从电网的接线上分开。六. 三相不平衡及其改善 (一) 三相不平衡的产生

14、及其危害 在三相供电系统中，如果三相的电压或电流幅值或有效值不等，或者三相的电压或电流相位差不为120度时，则称此三相电压或电流不平衡。三相供电系统中在正常运行方式下出现三相不平衡的主要原因，是三相负荷不平衡所引起的。(二) 改善三相不平衡的措施 (1) 使三相负荷均衡分配； (2) 使不平衡负荷分散连接； (3) 将不平衡负荷接入更高电压的电网； (4) 采用可调的平衡化装置。平衡化装置包括具有分相补偿功能的静止型无功补偿装置(svc)和静止无功电源(svg)。七. 工厂供配电电压的选择 (一) 工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用电设备的

15、电压、容量和供电距离等因素。(二) 工厂高压配电电压的选择工厂供电系统的高压配电电压,主要取决于工厂高压用电设备的电压和容量、数量等因素。工厂采用的高压配电电压通常为10kv。如果工厂拥有相当数量的6kv用电设备，或者电源电压就是临近发电厂的6.3kv直配电压，则可考虑采用6kv作为工厂的高压配电电压。 (三) 低压配电电压的选择 工厂的低压配电电压,一般采用220/380v,其中线电压380v接三相动力设备及380v的单相设备,相电压220v接一般照明灯具及其它220v的单相设备.教学单元（章节）： 第一章 概论 第四节 电力系统中性点运行方式目的要求： 1. 了解电力系统有哪些中性点运行方

16、式。 2. 了解各种中性点运行方式的适用环境。知识要点： 1. 中性点不接地的电力系统。 2. 中性点经消弧线圈接地的电力系统。 3. 中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统。技能要点：教学步骤： 1. 电力系统的中性点运行方式总述。 2. 各种中性点运行方式的分析。教具及教学手段：多媒体课堂教学、讲述、分析、图示、实例。作业布置情况：课后习题14课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注一. 电力系统的中性点运行方式 当三相电压源星形(y)连接时，从3个电压源正极性端子a、b、c引出的导线称为端线，从中(性)点引出的导线称为中线。三角形电源不能引出中线。 在三相交流电力系统中，作为供电电源的发

17、电机和变压器的中性点有三种运行方式： (1)电源中性点不接地 小接地电流系统(非有效接地系统) (2)中性点经阻抗接地 (3)中性点直接接地 大接地电流系统(有效接地系统) (一) 中性点不接地的电力系统 下图是电源中性点不接地的电力系统在正常运行时的电路图和向量图。假设三相系统的电源电压和线路参数r、l、c都是对称的，系统正常运行时，三个相的相电压是对称的，三个相的对地电容电流也是平衡的。因此三个相的电容电流的向量和为零，地中没有电流流过。个相的对地电压，就是各相的相电压。教 学 内 容板书或旁注必须指出：当中性点不接地系统中发生单相接地时，三相用电设备的正常工作并未受到影响，因为线路的线电

18、压无论其相位和量值均未发生变化，因此改系统中的三相用电设备仍能照常运行。但是这种线路不允许在单相接地故障情况下长期运行，以免再有一相发生接地故障时，形成两相接地短路，使故障扩大，这是不能允许的。(二) 中性点经消弧线圈接地的电力系统 为了防止单相接地时接地点出现断续电弧，引起谐振过电压，在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取消弧线圈接地的运行方式。消弧线圈实际上就是一个可调的铁心电感线圈，其电阻很小，感抗很大。(三) 中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统 下图是电源中性点直接接地的电力系统发生单相接地时的电路图。这种系统的单相接地，即通过接地中性点形成单相短路。单相短路

19、电流比线路的正常负荷电流大得多，因此在此系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切除短路故障，使系统的其他部分恢复正常运行。中性点直接接地的系统发生单相接地时，其他两完好相的对地电压不会升高。教学单元（章节）：第一章 概论 第四节 低压配电系统的接地形式目的要求： 1. 理解低压配电系统的接地型式知识要点： 1. 中性线、保护线、保护中性线； 2. 接零 3. tn系统、tt系统、it系统技能要点： 1. 低压配电系统的接地型式教学步骤： 1. 了解中性线、保护线、保护中性线的含义和作用； 2. 理解tn、tt、it不同系统的作用与接线方法。教具及教学手段： 多媒体课堂教学；讲述、分析、图示。

20、作业布置情况： 课后思考题116课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注我国220/380v低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中线(n)、保护线(pe)或保护中性线(pen)。中性线功能：1.接额定电压为系统相电压的单相用电设备； 2.传到三相系统中的不平衡电流和单相电流； 3.减小负荷中性点的电位偏移。保护线功能：用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减少触电危险。保护中性线功能：它兼有中性线和保护线的功能。在我国通称为“零线”，俗称“地线”。低压配电系统按接地型式，分为tn系统、tt系统和it系统。(一) tn系统系统中

21、性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线或公共的保护中性线。tn系统又分为tn-c系统、tn-s系统和tn-c-s系统。tn-c系统tn-s系统 tn-c-s系统 教 学 内 容板书或旁注(二) tt系统 系统中性点直接接地，而其中设备的外露可导电部分均各自经pe线单独接地。如下图所示。 由于tt系统中各设备的外露可导电部分的接地pe线是分开的，互无电气联系，因此相互之间不会发生电磁干扰问题。该系统适用于安全要求及对抗电磁干扰要求较高的场所。低压配电的tt系统(三) it系统 系统中性点不接地，或经高阻抗(约1000 )接地。该系统没有n线，因此不适于接额定电压为系统相电压的单相

22、用电设备，只能接额定电压为系统线电压的单相用电设备。系统中所有设备的外露可导电部分经各自的pe线分别接地，如下图所示。 由于it系统中设备外露可导电部分的接地pe线也是分开的，互无电气联系，应此相互之间也不会发生电磁干扰问题。it系统主要用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所。低压配电的it系统教学单元（章节）：第四章 工厂变配电所及其一次系统 第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求目的要求： 1. 了解电气设备中的电弧问题。 2. 了解电气设备中对电气触头的基本要求。知识要点： 1. 电弧产生的原因与方式。 2. 熄灭电弧的条件与方法。 3. 对电气触头的基本要求。技能要点：教学步

23、骤： 1. 电弧现象的产生与特点； 2. 电弧产生的原因与方式； 3. 灭弧的条件与常用方法。教具及教学手段： 多媒体课堂教学；讲述、分析、提问、图示。作业布置情况： 课后思考题42、43课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注一概述电弧是电气设各运行中出现的一种强烈的电游离现象，其特点是光亮很强和温度很高。首先，电弧延长了电路开断的时间，使短路电流危害的时间延长，这可能对电路设备造成更大的损坏。同时，电弧的高温可能烧损开关的触头，烧毁电气设各及导线电缆，还可能引起电路弧光短路，甚至引起火灾和爆炸事故。此外，强烈的弧光可能损伤人的视力，严重的可致人眼失明。二电弧的产生（）产生电弧的根本原因开关

24、触头在分断电流时之所以会产生电弧，根本的原因在于触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子。这样，当分断的触头之间存在着足够大的外施电压的条件下，就有可能强烈地电游离而发生电弧。（二）产生电弧的游离方式（1）热电发射（2）高电场发射（3）碰撞游离（4）热游离三电弧的熄灭（）熄灭电弧的条件要使电弧熄灭，必须使触头间电弧中的去游离率大于游离率，即电弧中离子消失的速率大于离子产生的速率。（二）熄灭电弧的去游离方式（1）正负带电质点的“复合” （2）正负带电质点的“扩散” （三）交流电弧的熄灭特点（四）开关电器中常用的灭弧方法（1）速拉灭弧法（2）冷却灭弧法教 学 内 容板书或旁注（3）吹弧灭弧

25、法 （4）长弧切短灭弧法 （6）狭沟灭弧法 （5）粗弧分细灭弧法（7）真空灭弧法（8）六氟化硫（sf6）灭弧法四对电气触头的基本要求（1）满足正常负荷的发热要求（2）具有足够的机械强度 （3）具有足够的动稳定度和热稳定度（4）具有足够的断流能力教学单元（章节）：第四章 工厂变配电所及其一次系统 第三节 高压一次设备目的要求： 1. 了解高压一次设备的分类。 2. 掌握高压熔断器、断路器、隔离开关等的类型。 3. 了解高压一次设备的选择。知识要点： 高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关 高压断路器、高压开关柜技能要点：教学步骤： 1. 一次设备按功能的分类； 2. 各种高压一次设备； 3. 高

26、压一次设备的选择。教具及教学手段： 多媒体课堂、现场教学；讲述、分析、图示、提问。作业布置情况： 课后思考题48、410、习题41 课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注一概述变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备。一次设备按其功能来分，可分为以下几类： 1）变换设备2）控制设备3）保护设备4）补偿设备5）成套设备二高压熔断器熔断器是一种在电路电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及电路设备进行短路保护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。（）rn1和rn2型户内高压管式熔断器

27、rn1型和rn2型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充石英砂填料的密闭管式熔断器。rn1型主要用作高压电路和设备的短路保护，并能起过负荷保护的作用，其熔体要通过主电路的大电流，其结构尺寸较大，额定电流可达100a。而rn2型只用作高压电压互感器一次侧的短路保护。由于电压互感器二次侧全部连接阻抗很大的电压线圈，致使它接近于空载工作，其一次侧电流很小，因此rn2型的结构尺寸较小，其熔体额定电流一般为0.5a。（二）rw4和rw10（f）型户外高压跌开式熔断器跌开式熔断器广泛用于环境正常的室外场所，其功能是既可作610kv线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘钩棒来操作熔管的分合，起到高

28、压隔离开关的作用。一般的跌开式熔断器如rw4-l0（g）型等，只能无负荷操作，或通断小容量的空载变压器和空载线路等，而负荷型跌开式熔断器如rw10-10（f）型，则能带负荷操作，其操作要求则与后面将要介绍的高压负荷开关相同。三高压隔离开关高压隔离开关的功能，主要是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。因此其结构特点是断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能充分保障人身和设备的安全。但是隔离开关没有专门的灭弧装置，因此它不允许带负荷操作。然而可用来通断一定的小电流，如励磁电流（空载电流）不超过2a的空载变压器，电容电流不超过5a的空载线路以及电压互感器和

29、避雷器电路等。四高压负荷开关高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因而能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。负荷开关断开后，与隔离开关一样，也具有明显可见的断开间隙，因此它也具有隔离高压电源、教 学 内 容板书或旁注保证安全检修的功能。五高压断路器高压断路器的功能是，不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压断路器按其采用的灭弧介质分，有油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器以及压缩空气断路器、磁吹断路器等。其中应用最广的是油断路器。油断路器按其油量多少和油的

30、功能，又分多油和少油两大类。多油断路器的油量多，其油一方面作为灭弧介质，另一方面又作为相对地（外壳）甚至相与相之间的绝缘介质。少油断路器的油量很少（一般只几千克），其油只作为灭弧介质，其外壳通常是带电的。一般35kv及以下的户内配电装置中现在都采用少油断路器。六高压开关柜高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装在一起而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压交流电动机的起动和保护之用，其中安装有高压开关设备、保护电器、监测仪表和母线绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式（移开式）两大类型。在一般中小型工厂中普遍采用较为经

31、济的固定式高压开关柜。七高压一次设备的选择高压一次设备的选择，必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。电气设各按在短路故障条件下工作进行选择，就是要按最大可能的短路故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。对熔断器及装有熔断器保护的电压互感器，不必进行短路动稳定度和热稳定度的校验。对电力电缆，由于其机械强度足够，所以也不必进行短路动稳定度的校验。高压开关柜型式的选择：应根据使用环境条件来确定是采用户内型还是户外型；根据供电可靠性要求来确定是采用固定式还是手车式。此外，还要考虑到经济合理。高压开关柜一次线路方案的选择：应满足变配电所一次

32、接线的要求，并经几个方案的技术经济比较后，优选出开关柜的型式及其一次线路方案编号，同时确定其中所有一、二次设备的型号规格，主要设备应进行规定的选择校验。向开关电器厂订购高压开关柜时，应向厂家提供一、二次电路图纸及有关技术资料。教学单元（章节）：第四章 工厂供配电系统的主要一次设备 第四节 低压一次设备目的要求： 1. 了解低压一次设备的种类. 2. 了解低压熔断器、低压开关和低压配电屏等的类型. 3. 了解低压一次设备的选择.知识要点： 低压熔断器, 低压刀开关和负荷开关, 低压断路器 低压配电屏技能要点：教学步骤：1. 介绍低压一次设备的概念. 2. 低压熔断器、低压开关等低压一次设备的类型

33、和种类. 3. 低压一次设备的选择。教具及教学手段： 多媒体课堂、现场教学；讲述、分析、提问。作业布置情况：课后思考题49课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注一、概述低压一次设备，是指供电系统中1000v（或略高）及以下的电气设备。二、低压熔断器低压熔断器的功能，主要是实现低压配电系统的短路保护，有的熔断器也能实现过负荷保护。（）rm10型低压密闭管式熔断器rm10型熔断器由纤维熔管、变截面锌熔片和触头底座等部分组成。当其熔片熔断时，纤维管的内壁将有极少部分纤维物质因电弧烧灼而分解，产生高压气体，压迫电弧，加强离子的复合，从而改善了灭弧性能。但总的来说，这种熔断器的灭弧断流能力仍不强，不能

34、在短路电流到达冲击值之前完全熄弧，因此这种熔断器属非限流熔断器。（二）rt0型低压有填料封闭管式熔断器rt0型熔断器主要由瓷熔管、栅状铜熔体和触头底座等几部分组成。其栅状铜熔体系由薄铜片冲压弯制而成，具有引燃栅。由于引燃栅的等电位作用，可使熔体在短路电流通过时形成多根并列电弧。同时熔体又具有变截面小孔，可使熔体在短路电流通过时又将长弧分割为多段短弧。而且所有电弧都在石英砂内燃烧，可使电弧中的正负离子强烈复合。因此这种熔断器的灭弧断流能力很强，属限流熔断器。（三）rz1型低压自复式熔断器一般熔断器包括上述rm型和rt型熔断器，都有一个共同缺点，就是在熔体一旦熔断后，必须更换熔体才能恢复供电。这里

35、介绍的自复式熔断器弥补了这一缺点，既能切断短路电流，又能在故障消除后自动恢复供电，无需更换熔体。三、低压刀开关和负荷开关（）低压刀开关低压刀开关的类型很多。按其操作方式分，有单投和双投。按其极数分，有单极、双极和三极。按其灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩的两种。不带灭弧罩的刀开关一般只能在无负荷或小负荷下操作，作隔离开关使用。带有灭弧罩的刀开关，能通断一定的负荷电流。（二）低压熔断器式刀开关低压熔断器式刀开关又称刀熔开关，是一种由低压刀开关与低压熔断器组合的开关电器。刀熔开关具有刀开关和熔断器的双重功能。采用这种组合型开关电器，可以简化配电装置结构，经济实用。（三）低压负荷开关低压负荷开关，

36、是由低压刀开关和低压熔断器串联组合而成、外装封闭式铁壳或开启式胶盖的开关电器。教 学 内 容板书或旁注低压负荷开关具有带灭弧罩刀开关和熔断器的双重功能，既可带负荷操作，又能进行短路保护，但短路熔断后需更换熔体才能恢复供电。四、低压断路器低压断路器又称低压自动开关，它既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压（失压）下自动跳闸，其功能与高压断路器类似。低压断路器按灭弧介质分类，有空气断路器和真空断路器等；按用途分类，有配电用断路器、电动机保护用断路器、照明用断路器和漏电保护用断路器等。配电用低压断路器按保护性能分，有非选择型和选择型两类。（）塑料外壳式低压断路器塑料外壳式低压断路器又称装置式

37、自动开关，其全部机构和导电部分都装设在一个塑料外壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作之用。它通常装设在低压配电装置之中。（二）万能式低压断路器万能式低压断路器又称框架式自动开关。它是敞开地装设在金属框架上的，而其保护方案和操作方式较多，装设地点也较灵活，故名“万能式”或“框架式”。五、低压配电屏低压配电屏是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种低压成套配电装置，在低压配电系统中作动力和照明配电之用。低压配电屏的结构型式，有固定式和抽屉式两大类型。不过抽屉式价昂，一般中小工厂多用固定式。六、低压一次设备的选择低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须满足在正常条件下和短路

38、故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。教学单元（章节）：第四章 工厂供配电系统的主要一次设备 第五节 电力变压器目的要求：1. 了解电力变压器的分类。 2. 了解电力变压器的联结组别及其选择。 3. 掌握变电所变压器台数和容量的选择。知识要点： 电力变压器的类型、组别、结构、台数和容量。技能要点：教学步骤：1. 电力变压器的分类； 2. 电力变压器的结构、型号、联结组别及选择； 3. 变电所主变压器台数及容量的确定。教具及教学手段： 多媒体课堂教学、现场教学；讲述、图示、举例、分析。作业布置情况： 课后习题42课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注电力变压

39、器是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。一、电力变压器的分类电力变压器按变压功能分，有升压变压器和降压变压器。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器，也称配电变压器。电力变压器按容量系列分，有r8容量系列和r10容量系列。按调压方式分，有无载调压和有载调压两大类。按绕组导体材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类。按绕组型式分，有双绕组、三绕组和自耦变压器。按绕组绝缘和冷却方式分，有油浸式、干式和充气式等变压器。按用途分，有普通式、全封闭式和防雷式等。二、电力变压器的结构和型号电力变压器的基本结构，包括铁心和绕组

40、两大部分。绕组又分高压和低压或一次和二次绕组等。三、电力变压器的联结组别及其选择电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次（或一、二、三次）绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次（或一、二、三次）侧对应的线电压之间不同相位关系。（）配电变压器的联结组别610kv配电变压器（二次侧电压为220380v）有yyn0（即yy0-12）和dyn11（即/y0-11）两种常见的联结组。配电变压器采用dyn11联结较之采用yyn0联结有下列优点：1）对dyn11联结变压器来说，其3n次（n为正整数）谐波电流在其三角形接线的一次绕组内形成环流，从而不致注人公共的高压电网中去，这较之一次绕组接成星形接线的

41、yyn0联结变压器更有利于抑制高次谐波电流。2）dyn11联结变压器的零序阻抗较之yyn0联结变压器的零序阻抗小得多，从而更有利于低压单相接地短路故障的保护和切除。3）当接用单相不平衡负荷时，由于yyn0联结变压器要求中性线电流不超过二次绕组额定电流的25，因而严重限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分发挥。为此，gb500521995供配电系统设计规范规定，低压为tn及tt系统时，宜于选用dyn11联结变压器。（二）防雷变压器的联结组别防雷变压器通常采用yzn11联结组，其结构特点是每一铁心柱上的二次绕组都分为两半个匝数相等的绕组，而且采用曲折形（z形）联结。教 学 内 容板书

42、或旁注四、变电所主变压器台数和容量的选择（）变电所主变压器台数的选择选择主变压器台数时应考虑下列原则：1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。3）除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。（二）变电所主变压器容量的选择1只装一台主变压器的变电所主变压器容量snt应满足全部用电设备总计算负荷s30的需要，即 2装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量snt应

43、同时满足以下两个条件：1）任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷s30的大约6070的需要，即2）任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即3车间变电所主变压器的单台容量上限车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于1000kva（或1250kva）。对装设在二层以上的电力变压器，应考虑其垂直与水平运输对通道及楼板荷载的影响。如果采用干式变压器时，其容量不宜大于630kva。对居住小区变电所内的油浸式变压器单台容量，不宜大于630kva。4适当考虑负荷的发展应适当考虑今后510年电力负荷的增长，留有一定的余地。干式变压器的过负荷能历较小，更宜留有较大的裕量。这里必须指出：电力变

44、压器的额定容量snt是在一定温度条件下（例如户外安装，年平均气温为20）的持续最大输出容量（出力）。教 学 内 容板书或旁注如果安装地点的年平均气温0.av20时，则年平均气温每升高1，变压器容量相应地减小1。因此户外电力变压器的实际容量（出力）为：对于户内变压器，由于散热条件较差，一般变压器室的出风口与进风口问有约15的温差，从而使处在室中间的变压器环境温度比户外变压器环境温度要高出大约8，因此户内变压器的实际容量（出力）较之上式所计算的容量（出力）还要减小8。还要指出：由于变压器的负荷是变动的，大多数时间是欠负荷运行，因此必要时可以适当过负荷，并不会影响其使用寿命。油浸式变压器，户外可正常

45、过负荷30，户内可正常过负荷20。但干式变压器一般不考虑过负荷。五、电力变压器并列运行条件两台或多台变压器并列运行时，必须满足三个基本条件：（1）并列变压器的额定一、二次电压必须对应相等 亦即并列变压器的电压比必须相同，允许差值不超过5。（2）并列变压器的阻抗电压（即短路电压）必须相等（3）并列变压器的联结组别必须相同 这也就是所有并列变压器一、二次电压的相序和相位都必须对应地相同，否则不能并列运行。此外，并列运行的变压器容量应尽量相同或相近，其最大容量与最小容量之比，一般不能超过31。如果容量相差悬殊，不仅运行很不方便，而且在变压器特性稍有差异时，变压器间的环流将相当显著，特别是容量小的变压

46、器容易过负荷或烧毁。教学单元（章节）：第四章 工厂变配电所及其一次系统 第六节 电流互感器和电压互感器目的要求：1. 了解电流、电压互感器的基本结构原理和接线方案 2. 了解电流、电压互感器的类型和型号 3. 掌握电流、电压互感器的选择和校验 4. 掌握电流、电压互感器的使用注意事项知识要点：1. 电流、电压互感器的基本结构原理 2. 电流、电压互感器的选择和校验 3. 电流、电压互感器的使用注意事项技能要点：教学步骤： 1. 概述互感器的概念及主要功能。 2. 电流互感器结构原理，类型，选择校验等。 3. 电压互感器的结构原理，类型，选择校验等。教具及教学手段：多媒体课堂、现场教学；讲述、分

47、析、图示。作业布置情况： 课后习题44课后分析与小结：教 学 内 容板书或旁注一、概述电流互感器又称仪用变流器。电压互感器又称仪用变玉器。它们合称仪用互感器或简称互感器。从基本结构和工作原理来说，互感器就是一种特殊变压器。互感器的功能主要是：（1）用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘 （2）用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围二、电流互感器（）电流互感器的基本结构原理和接线方案电流互感器的一次电流i1，与其二次电流i2，之间有下列关系：式中，n1，n2，分别为电流互感器一、二次绕组匝数；i为电流互感器的电流比，一般表示为其一、二次的额定电流之比，即ii1n/i2n，例如100a/5a。

48、电流互感器在三相电路中的几种常见接线方案：（1）一相式接线 （2）两相v形接线（3）两相电流差接线 （4）三相星形接线（二）电流互感器的类型和型号电流互感器的类型很多。按一次绕组的匝数分，有单匝式（包括母线式、芯柱式、套管式）和多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）。按一次电压分，有高压和低压两大类。按用途分，有测量用和保护用两大类。按准确度级分，测量用电流互感器有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级，保护用电流互感器有5p、l0p两级。（四）电流互感器使用注意事项1电流互感器在工作时其二次侧不得开路2电流互感器的二次侧有一端必须接地3电流互感器在连接时，要注意其端子的极性教 学 内 容板书或

49、旁注三、电压互感器（）电压互感器的基本结构原理和接线方案电压互感器的一次电压u1与其二次电压u2之间有下列关系： 式中，n1、n2，为电压互感器一次、二次绕组的匝数；u为电压互感器的电压比，一般表示为其额定一、二次电压比，即kuu1n/n2n，例如10000v100v。电压互感器在三相电路中有几种常见的接线方案。（1）一个单相电压互感器的接线 供仪表、继电器接于一个线电压。（2）两个单相电压互感器接成vv形 供仪表、继电器接于三相三线制电路的各个线电压，广泛用在工厂变配电所的610kv高压配电装置中。（3）三个单相电压互感器接成y0/y0形 供电给要求线电压的仪表、继电器，并供电给接相电压的绝缘监视电压表。（4）三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成y0/y0/（开口三角）形 其接成y0的二次绕组，供电给需线电压的仪表、继电器及需线电压的绝缘监视用电压表；接成（开口三角）形的辅助二次绕组，接电压继电器。（二）电压互感器的类型和型号电压互感器按相数分，有单相和三相两类。按绝缘及其冷却方式分，有干式（含环氧树脂浇注式）和油浸式两类。（四）电压互感器的使用注意事项1电压互感器工作时其二次侧不得短路2电压互感器的二次侧有