工厂供电复习2013

1、1 1电力线路和用电设备的额定电压 2发电机的额定电压 3变压器的额定电压衡量电能质量的两个基本参数 。2用电设备的额定电压与同级电网（线路）的额定用电设备的额定电压与同级电网（线路）的额定电压相同。电压相同。线路的额定电压就是线路首末两端电压的平均值。线路的额定电压就是线路首末两端电压的平均值。31）变压器的额定电压2）变压器的额定电压如：高压线路（较长）：高10% 低压线路（较短）：高5%4 中性点不接地中性点不接地 中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地系统中性点直接接地系统小接地电流系统小接地电流系统 大接地电流系统大接地电流系统 1）非接地相的对地电压升高为线电压。

2、）非接地相的对地电压升高为线电压。 2）非接地相的对地电容电流也增大为）非接地相的对地电容电流也增大为 倍。倍。35工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性? 工作制分三类：（1）连续工作制，（2）断续周期工作制，（3） 短时工作制 负荷持续率：负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，负荷持续率表征断续周期工作制的设备的工作特性。 6 以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据，用P30(Q30、S30、I30)表示。 计算负荷的概念计算负荷的概念 需要系数法需要系数法 ：确定计算

3、负荷的基本方法：确定计算负荷的基本方法,常用。常用。 二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。71）单个用电设备组的计算负荷）单个用电设备组的计算负荷其中：该用电设备组的设备功率之和； 用电设备组的需要系数；ePdKedPKP30tan3030PQ有功计算负荷：有功计算负荷： 无功计算负荷：无功计算负荷： 视在计算负荷：视在计算负荷： 计算电流：计算电流：23023030QPSNUSI33030需要系数法8多组用电设备组的计算负荷多组用电设备组的计算负荷总的有功计算负荷为总的有功计算负荷为 总的无功计算负荷为总的无功计算负荷为 总视在功率计算负荷总视

4、在功率计算负荷 总计算电流总计算电流 iqQKQ,3030.23023030QPS)3/(3030NUSIiPPKP,3030.?cos9)tan(tan303030PQQQC无功补偿后的无功补偿后的工厂计算负荷工厂计算负荷230230303030CCQQPSQQQ10例：例： 如某工厂的如某工厂的380V线路上的有功计算负荷为线路上的有功计算负荷为2400KW, 功率因数为功率因数为0.67。如果要使该线路的功率。如果要使该线路的功率因数提高到因数提高到0.92，问装设几个，问装设几个BKMJ0.4-6-1型的电型的电容？容？解：tan=tan(arcos0.67)=1.11 tan=tan

5、(arcos0.92)=0.43var)(6321)43. 011 . 1 (2400)tan(tan30kPQC（个）27261632n取n=273个实际补偿实际补偿QC=273*6=1638Kvar11尖峰电流的计算 是指单台或多台用电设备是指单台或多台用电设备持续持续的的目的：选择熔断器、整定低压断路器目的：选择熔断器、整定低压断路器和继电保护装置。和继电保护装置。与计算电流不同，计算电流指半小时最大电流，尖峰电流比计算电流大得多。12用电设备尖峰电流的计算用电设备尖峰电流的计算 指启动电流与额定电流之差为最大的一台设备正在指启动电流与额定电流之差为最大的一台设备正在启动、其余设备正常运

6、行时的电流。启动、其余设备正常运行时的电流。max.st1n1ii .NpkIIKI为用电设备组中启动电流与额为用电设备组中启动电流与额定电流之差为最大的那台设备定电流之差为最大的那台设备的启动电流的启动电流为为n-1台的台的同时系数同时系数其余（其余（n-1）台）台电机设备的电机设备的额额定电流定电流13 短路就是指不同的电位的导电部分包括导电部短路就是指不同的电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。分对地之间的低阻性短接。 短路的原因：绝缘损坏、过电压、外力损伤、短路的原因：绝缘损坏、过电压、外力损伤、违反操作规程、动物造成等。违反操作规程、动物造成等。 短路对电力系统的危害：产生

7、很大的电动力、短路对电力系统的危害：产生很大的电动力、很高温度、元器件损坏；电压骤停、影响电气很高温度、元器件损坏；电压骤停、影响电气设备正常运行；停电、电力系统运行的稳定性设备正常运行；停电、电力系统运行的稳定性遭到破坏；不平衡电流、不平衡逆变磁场、电遭到破坏；不平衡电流、不平衡逆变磁场、电磁干扰等出现。磁干扰等出现。14 为了选择和校验电气设备、载流导体和整为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流；路电流；在校验继电保护装置的灵敏度时还需计算在校验继电保护装置的灵敏度时还需计算不对不对称短路的短路电流值称短路

8、的短路电流值；校验电气设备及载流导；校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定，就要用到短路冲击电流、体的动稳定和热稳定，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量；但对瞬时动作的低稳态短路电流及短路容量；但对瞬时动作的低压断路器，则需用冲击电流有效值来进行其动压断路器，则需用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。稳定校验。计算短路电流的目的计算短路电流的目的15 短路的形式有：三相短路，两相短路，短路的形式有：三相短路，两相短路，单相短路。发生单相短路可能性最大。单相短路。发生单相短路可能性最大。三相短路的短路电流最大，因此造成的三相短路的短路电流最大，因此造成的危害最大。危害最大。 无限大容量系

9、统的三个特征系统容量无限大、无限大容量系统的三个特征系统容量无限大、母线电压恒定不变、系统阻抗为零。母线电压恒定不变、系统阻抗为零。 无限大容量系统发生三相短路无限大容量系统发生三相短路, 其短路电流的其短路电流的周期分量幅值不变，短路电流的非周期分量按周期分量幅值不变，短路电流的非周期分量按指数规律衰减，最终为零。指数规律衰减，最终为零。16方法：方法： 欧姆法、标幺制法欧姆法、标幺制法 由于线路首端短路时其短路最为严重，因此按线路首端电压考虑，即短路计算电压取为比线路额定电压UN高5%)3()2(866. 0KkIIIIIishsh 51.1,55.2高压系统发生三相短路时高压系统发生三相

10、短路时低压系统发生三相短路时，低压系统发生三相短路时，IIIishsh 09. 1,84. 1kckZUIII3 17例：例： 试用欧姆法、标幺制法分别求图中供试用欧姆法、标幺制法分别求图中供电系统总降变电所电系统总降变电所35KV母线上母线上k-2和和10KV母线上母线上k-3点发生三相短路时的短路电流和点发生三相短路时的短路电流和短路容量。短路容量。GSoc=1000MVA1WL5km0.4/km1T2Tk-2 k-32WL1km 0.38 /km3T750kVA10/0.4kVUk%=4.52500kVA35/10.5kVUk%=7.518解：解：1.计算各元件电抗标幺值计算各元件电抗标

11、幺值系统系统S线路线路1WL变压器变压器T1,T21 . 01000100*1ocdSSX146. 03710054 . 02210*2ddUSlxX0 . 35 . 21001005 . 7100%*4*3NdKSSUXX19线路2WL345. 05 .10100138. 02220*5ddUSlxX0 . 675. 01001005 . 4100%*6NdKSSUXk-21/0.012/0.1463/3.04/3.05/0.3456/6.0k-3变压器T320（2）计算K-2点所在电压等级的基准电流2. 计算K-2点三相短路时的短路电流（1）计算短路回路总阻抗标幺值746. 12/3146

12、. 01 . 0*4*3*2*1*2XXXXXKkAUSIddd5 . 55 .1031003（3）计算短路电流各值573. 0746. 111*2*2KKXI213.计算K-3点三相短路时的短路电流（1）计算短路回路总阻抗标幺值MVAXSSKAIiKAIIIKdKKKshKdK3 .57573. 0100)(038. 8152. 355. 255. 2)(152. 3573. 05 . 5*2222.*22091. 86345. 0746. 1*6*5*2*3XXXXKK22（2）计算K-3点所在电压等级的基准电流（3）计算K-3点三相短路时的短路各量kAUSIddd3 .1444 . 03

13、1003124. 0091. 811*3*3KKXIMVAXSSKAIiKAIIIKdKKKshKdK4 .12124. 0100)(824.32835.1784. 184. 1)(839.17124. 03 .144*3333.*3323电弧产生的电弧产生的游离方式游离方式 （）（） 强电场发射强电场发射（）（） 热电发射热电发射（）（） 碰撞游离碰撞游离（）（） 热游离热游离24 电弧的熄灭条件电弧的熄灭条件（一）熄灭电弧的去游离方式. 复合复合扩散扩散( (二二) ) 熄灭电弧的条件熄灭电弧的条件 游离速度 = 去游离速度 = 0.6S30 任一台变压器单独运行时任一台变压器单独运行时,

14、应能满足全部一、二级负应能满足全部一、二级负荷荷S30（I+）的需要，即的需要，即 SN.T=S30（I+） 我国现在的电力变压器容量等级都采用我国现在的电力变压器容量等级都采用R10系列。系列。例如容量例如容量100100、125125、160160、200200、250250、315315、400400、500500、630630、800800、10001000、kVAkVA等。等。34电力变压器并列运行必须满足哪些条件?（1）变压器的一、二次额定电压必须对应相等。（2）变压器的阻抗电压（短路电压）必须相等。（3）变压器的连接组别必须相同。（4）变压器的容量尽量相同或相近，最大容量与最小容

15、量之比不超过3：1。351.按发热条件选择；按发热条件选择；2.按允许电压损失选择；按允许电压损失选择；3.按经济电流密度选择；按经济电流密度选择；4.按机械强度选择。按机械强度选择。原则原则36线路末端有线路末端有n个集中负荷时三相线路电压损耗的计算个集中负荷时三相线路电压损耗的计算NniiiiiUXqRpU1)(37过电流保护的要求过电流保护的要求（1）选择性）选择性 （2）速动性）速动性 （3）可靠性）可靠性（4）灵敏性）灵敏性38熔断器保护熔断器保护配置配置39前后熔断器之间的选择性配合前后熔断器之间的选择性配合熔断时间误差为熔断时间误差为30%50%,若若FU1提前提前(-), FU

16、2滞后滞后(+) ,可失去选择性可失去选择性.400.5t1=1.5t2=安秒特性安秒特性213 tt 保护选择性条件：保护选择性条件：411. 两相两继电器式结线两相两继电器式结线Kw=1 B相不能保护，当一次线路发生三相短路或任意两相短路，至少有一个继电器动作。422. 两相一继电器式结线两相一继电器式结线 正常工作时，流入继电器的电流为两相电流互感器二次电流之差较小，故障时能反映相间短路，但灵敏度不同。 43ACAC相短路时相短路时KwKw为为2 2三相短路时三相短路时Kw为为 3İcİa.İKA =2İaİc =-İKAİa =İKA-İcİcİKAİaaI3AB或或BC相短路时相短路

17、时Kw为为12kAwIIk 44保护整定计算保护整定计算 max.LirewrelOPIKKKKI2IIKKAwoprereIIK 继电器的动作电流继电器的动作电流:IL.max2max.IIkLiiLwkIkmax.iLwrelrekIkkImax.v 1.动作电流整定动作电流整定: (1) IOP躲过躲过IL.max( 2) Ire躲过躲过IL.max45动作时限整定动作时限整定:(1)定时限过电流动作时限整定定时限过电流动作时限整定按按阶梯原则阶梯原则进行整定进行整定. t1 =t2 + tt一般一般0.5s46(2) 反时限过电流动作时限整定亦按亦按阶梯原则阶梯原则进行整定进行整定.

18、t =0.7s指某一动作电流倍数指某一动作电流倍数(10倍倍)时的动作时限时的动作时限.47v保护灵敏度保护灵敏度5 . 1min.)2(opikWpIKIKS1 .min.opkpIIS30IKKKKIirewrelOP过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施v低电压闭锁保护低电压闭锁保护48电流速断保护电流速断保护当过电流保护动作时限大于当过电流保护动作时限大于0.50.7秒，必须装设电流速断。秒，必须装设电流速断。49电流速断保护的整定电流速断保护的整定（2）电流速断保护的）电流速断保护的“死区死区”由于电流速断保护的动作电流躲过了线路末端的最大短路电流由

19、于电流速断保护的动作电流躲过了线路末端的最大短路电流, 因此在靠近末端的一段线路上发生的不一定是最大的短路电流因此在靠近末端的一段线路上发生的不一定是最大的短路电流（例如两相短路电流）时（例如两相短路电流）时, 电流速断保护装置就不可能动作电流速断保护装置就不可能动作,也也就是电流速断保护实际上不能保护线路的全长。就是电流速断保护实际上不能保护线路的全长。 这种保护装置这种保护装置不能保护的区域不能保护的区域,就称为就称为“死区死区”（1）动作电流整定）动作电流整定为保证选择性为保证选择性,在下一级线路首段发生在下一级线路首段发生最大短路电流最大短路电流时时, 不应动作不应动作.max. ki

20、wrelqbIKKKI50“死区死区”的弥补的弥补25 . 1) 2(qbiKWPIKIKS(3) 灵敏度校验凡是装设电流速断保护凡是装设电流速断保护的线路，必须配备带时的线路，必须配备带时限的过电流保护，其动限的过电流保护，其动作时间比速断保护长作时间比速断保护长0.50.7秒。且符合秒。且符合“阶阶梯原则梯原则”。51定时限与反时限过电流保护的比较定时限与反时限过电流保护的比较 定时限过电流保护动作时间比较精确，整定简便，而且不论短路电流大定时限过电流保护动作时间比较精确，整定简便，而且不论短路电流大小，动作时间都是一定的，不会出现因短路电流小动作时间长而延长了故障小，动作时间都是一定的，

21、不会出现因短路电流小动作时间长而延长了故障时间的问题。但缺点是：所需继电器多，接线复杂，时间的问题。但缺点是：所需继电器多，接线复杂，需直流操作电源需直流操作电源, ,近电近电源处的保护动作时间较长源处的保护动作时间较长。 反时限过电流保护的优点是：继电器数量大为减少，而且可实现电流速反时限过电流保护的优点是：继电器数量大为减少，而且可实现电流速断保护，加之可采用交流操作，因此简单经济，故它在中小型用户供电系统断保护，加之可采用交流操作，因此简单经济，故它在中小型用户供电系统（6 610kV10kV）中得到广泛应用。缺点是：）中得到广泛应用。缺点是：动作时间与短路电流大小有关动作时间与短路电流

22、大小有关, ,动作动作时间的整定比较麻烦，而且误差较大。时间的整定比较麻烦，而且误差较大。同样存在越靠近电源、动作时间越长同样存在越靠近电源、动作时间越长的缺点。的缺点。 52 过电流保护装置由工作时限满足选择性要求，它的保护范围是本级和下级。瞬时电流速断保护装置由动作电流满足选择性要求，它的保护范围只是被保护线路首端的一部分，称为保护区，被保护线路末端的一部分保护装置不能保护，称为死区。53 单相接地保护又称零序电流保护，它利用单相接地所产单相接地保护又称零序电流保护，它利用单相接地所产生的零序电流使保护装置动作，给予信号。生的零序电流使保护装置动作，给予信号。零序电流互感器零序电流互感器+

23、KA43215 单相接地单相接地保护保护 54变压器的电流保护变压器的电流保护1 ） 变压器的过电流保护变压器的过电流保护一般装设在变压器的电源侧，动作时间按一般装设在变压器的电源侧，动作时间按“阶阶梯原则梯原则”整定整定 2）变压器的电流速断保护）变压器的电流速断保护当变压器的过电流保护动作时限大于当变压器的过电流保护动作时限大于0.5秒，必须装设电流秒，必须装设电流速断。也有速断。也有“死区死区”，措施是配备带时限过电流保护。，措施是配备带时限过电流保护。3）变压器的过负荷保护）变压器的过负荷保护只有变压器确有过负荷可能的情况下才装设，一般作只有变压器确有过负荷可能的情况下才装设，一般作用

24、于信号用于信号。55变压器的差动保护变压器的差动保护故障时产生的不平衡电流 56三个工作状态：三个工作状态： 、轻微故障：、轻微故障： 、严重故障、严重故障 、油箱漏油、油箱漏油 57交流操作电源 交流操作电源分电流源和电压源两种。交流操作电源分电流源和电压源两种。 电流源由电流互感器获得，主要供电给继电保电流源由电流互感器获得，主要供电给继电保护和跳闸回路。护和跳闸回路。 电压源由变配电所使用的变压器或电压互感器电压源由变配电所使用的变压器或电压互感器获得，通常变配电所使用的所用变压器作为正获得，通常变配电所使用的所用变压器作为正常工作电源，而电压互感器因容量小，一般只常工作电源，而电压互感

25、器因容量小，一般只作为油浸式变压器瓦斯保护的交流操作电源。作为油浸式变压器瓦斯保护的交流操作电源。 高压断路器跳闸回路的操作电源，常见的有直高压断路器跳闸回路的操作电源，常见的有直接动作式和去分流跳闸式两种。接动作式和去分流跳闸式两种。58一次设备是构成电力系统的主体，它是直接生一次设备是构成电力系统的主体，它是直接生产、输送、分配电能的电气设备。产、输送、分配电能的电气设备。二次设备是对一次设备进行监测、控制、指示二次设备是对一次设备进行监测、控制、指示和保护的电气设备。和保护的电气设备。一次回路：变配电所中承担输送和分配电能任一次回路：变配电所中承担输送和分配电能任务的电路。务的电路。二次

26、回路：用来对一次回路的运行进行控制、二次回路：用来对一次回路的运行进行控制、监测、指示和保护的电路。监测、指示和保护的电路。59断路器的控制回路和信号回路的要求断路器的控制回路和信号回路的要求 1 1）应能监视控制回路保护装置及其跳、合闸回路的）应能监视控制回路保护装置及其跳、合闸回路的完好性。完好性。 2 2）合闸或跳闸动作完成后，应能使命令脉冲解除，）合闸或跳闸动作完成后，应能使命令脉冲解除，即能切断合闸或跳闸回路。即能切断合闸或跳闸回路。 3 3）应能指示断路器正常合闸和跳闸的位置信号以及）应能指示断路器正常合闸和跳闸的位置信号以及断路器自动合闸和跳闸的指示信号。断路器自动合闸和跳闸的指

27、示信号。 4 4）事故跳闸信号回路应按）事故跳闸信号回路应按“不对应原理不对应原理”接线。接线。 ）有预告信号。）有预告信号。 60二二次次回回路路按按功功能能可可分分为为控制回路控制回路信号回路信号回路继电保护回路继电保护回路监测回路监测回路自动化回路自动化回路操作电源系统操作电源系统61 断路器断路器控制回路控制回路的主要功能是的主要功能是对断路器进行通、断操作对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，电流互感器二次回路有较大的电流，当线路发生短路故障时，电流互感器二次回路有较大的电流，相应继电保护的电流继电器动作，相应继电保护的电流继电器动作，保护回路保护回路作出相应的动作，作出相应

28、的动作，一方面保护回路中的出口一方面保护回路中的出口( (中间中间) )继电器接通断路器控制回路继电器接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，断路器的辅助触点启动中的跳闸回路，使断路器跳闸，断路器的辅助触点启动信号信号系统回路系统回路发出声响和灯光信号。另一方面发出声响和灯光信号。另一方面保护回路保护回路中相应的中相应的故障动作回路的信号继电器向故障动作回路的信号继电器向信号回路信号回路发出信号，如光字牌，发出信号，如光字牌，信号掉牌等。信号掉牌等。操作电源操作电源主要是向二次回路提供所需的电源。主要是向二次回路提供所需的电源。电压、电流互感器还向电压、电流互感器还向监测监测、电能计量回

29、路电能计量回路提供线路电流和提供线路电流和电压参数。电压参数。62 断路器位置信号是显示断路器正常工作位置状态。断路器位置信号是显示断路器正常工作位置状态。一般红一般红灯灯(符号符号RD)亮示断路器在合闸位置；绿灯亮示断路器在合闸位置；绿灯(符号符号GN)亮示亮示断路器在分闸位置断路器在分闸位置 事故信号：显示断路器在事故情况下的工作状态。事故信号：显示断路器在事故情况下的工作状态。一般是一般是红灯闪光表示断路器自动合闸；绿灯闪光表示断路器自动红灯闪光表示断路器自动合闸；绿灯闪光表示断路器自动跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等 预告信号：在一次设备出现不正

30、常状态时或在故障初期预告信号：在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。发出的报警信号。值班员可根据预告信号及时处理。值班员可根据预告信号及时处理。 例如：在灯光监视的断路器控制线路中，红灯发平光表示手动例如：在灯光监视的断路器控制线路中，红灯发平光表示手动合闸又表示跳闸回路完好；红灯发闪光表示自动合闸又表示跳合闸又表示跳闸回路完好；红灯发闪光表示自动合闸又表示跳闸回路完好。闸回路完好。63电气一次自动重合闸电路电气一次自动重合闸电路64 1）不论什么原因失去工作电源，）不论什么原因失去工作电源，APD都能迅速起动并投入都能迅速起动并投入备用电源；备用电源； 2）必须在工作电源确已断开、而备用电源电压也正常时，）必须在工作电源确已断开、而备用电源电压也正常时，才允许投入备用电源；才允许投入备用电源； 3）APD应只动作一次，以免将备用电源重复投入永久性故应只动作一次，以免将备用电源重复投入永久性故障回路中；障回路中； 4）当电压互感器二次回路断线时，）当电压互感器二次回路断线时，APD不应误动作。不应误动作。对备用电源自动投入装置的基本要求对备用电源自动投入装置的基本要求65备用电源自动投入装置的原理备用电源自