工厂供电复习总结（基础教育）

1、总 结1 电力系统组成： 电力系统：就是包括不同类型的发电机，配电装置，输、配电 线路、升、降压变电所和用户。 工厂供电系统是电能的主要用户。2 设备的额定电压与电网额定电压关系： 额定电压是用电设备，发电机和变压器正常工作时，具有最好 技术经济指标的电压。 关系： a) 用电设备额定电压应和电网额定电压一致。 b) 发电机额定电压高于电网额定电压。 c) 变压器的二次额定电压比电网额定电压高。1教书育人3 决定工厂用户供电质量的指标为： 电压、频率、可靠性。4 负荷的分级及对供电可靠性的要求 根据用电负荷的性质和由于事故停电在政治、经济上 造成损失或影响程度，对用电设备提出不中断供电的要 求

2、，将用电力负荷分为三级。 （1）一级负荷： a.中断供电将造成人身伤亡者。 b. 中断供电将在政治、经济上造成重大损失者。 c. 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工 作者。 （2）二级负荷： a. 中断供电将在政治、经济上造成较大损失者。 b. 中断供电将影响重要用电单位的正常工作者。 （3）三级负荷： 不属于一级和二级负荷者。 2教书育人 供电要求：a. 一级负荷应有两个独立电源供电，有特殊要求的一级负荷， 两个独立电源应来自不同的地点。b. 二级负荷的供电系统，应尽量做到当发生电力变压器故障 或电力线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢 复）。在负荷较少或地区供电条

3、件困难时，二级负荷可由 一回kv及以上专用架空线路供电。5 工厂供电设计的主要内容 扩大初步设计阶段 设计一般分两个阶段 施工设计阶段3教书育人第二章1 什么是负荷计算： 负荷计算：求计算负荷的这项工作，称为负荷计算。 是根据已知工厂的用电设备安装容量求 取确定的、预期不变的最大假想负荷。2 计算负荷目的： 作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面，变 压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。3 与负荷计算相关的一些概念： 1）工作制的分类： a.连续运行工作制：指工作时间较长，连续运行的用电设备的 工作制。 b.短时运行工作制：指工作时间很短，停歇时间相当长的用电 设备的工作制。 4教书

4、育人如起重类： c. 断续周期工作制：指有规律的，时而工作，时而停歇，反复运 行的用电设备的工作制。如电焊机： 2）负荷系数、负荷曲线等。确定计算负荷的系数 需要系数、利用系数、形状系数、附加系数、等效台数。求计算负荷的方法 估算法 计算法 1）计算负荷的估算法 单位产品耗电量法 车间生产面积负荷密度法 2）计算负荷的计算方法 A 对单台电动机： 供电线路在min内出现的最大平均负荷即为计算负荷5教书育人 电动机额定功率。 电动机在额定负荷下的效率。 B 多组用电设备的负荷计算： 需要系数法 形状系数法 常用方法： 附加系数法 二项式系数法 利用系数法需要系数法 步骤如下： a. 将用电设备分

5、组，求出各组用电设备的总额定容量。6教书育人 b. 查出各组用电设备相应的需要系数及对应的功率因数。 则有 ， 于是 c.求车间或全厂计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数Baaabbcd低压母线：a 处：b 处:7教书育人c 处:d 处：单相用电设备计算负荷的确定 1) 三台以下的单相用电设备归算方法： A.当用电设备接于相电压时B. 当用电设备接于线电压时： 单 台： 23台：C. 接于相电压或线电压间的单相用电设备，当台数虽超过三台， 但 相同，则计算负荷为： 8教书育人供电系统的功率损耗与电能损耗全厂功率因数的确定及补偿容量的计算9教书育人第三章1 工厂供电系统的技术经济指标 技术指

6、标: 可靠性;电能质量;运行、维护及修理的方便和灵活程度; 自动化程度;建筑实施的寿命;占地面积;新型设备的利 用等。 经济指标: 投资费及运行费。2 工厂厂区配电电压的选择 厂区高压配电电压为 610kv； 1000v以下电压的选择 一般选: 380/220v； 特殊如矿井: 660v 3 变电所位置及变电所中变压器容量和数量的选择 1）变电所及其组成 变电所: 是接收、变换、分配电能的环节。 组成: 变压器、配电装置、保护及控制设备、测量仪表以及其 它附属设施及有关建筑物组成。 10教书育人 2）总降压变电所位置的选择 选择原则: a. 接近负荷中心。 b. 靠近电源侧,进出线方便。 c.

7、 远离多尘或腐蚀性气体场所.无法远离,在污源上风侧。 d. 不设在有爆炸,有火灾危险的场所附近。 3) 总降压变电所中变压器容量及数量的选择 4) 设置两台变压器. 变压器备用方式 明备用: 两台变压器均按100%负荷选择(一台工作,一台备用)； 暗备用: 每台变压器都按最大负荷的70%选择(两台互为备用)。 5）一台变压器的备用方式： a. 变压器两次侧设备从另一电源供电的备用联络线。 b. 活备用11教书育人6）车间变电所位置设置 设置原则: a. 接近负荷中心。 b. 便于低压电网的备用联络。 c. 尽量减少故障影响的波及面。 d. 出线方便。 位置的几种类型: a. 独立变电所:独立地

8、设置在车间外部。 b. 附设变电所:利用车间一面或两面墙壁。 c. 车间内变电所:设置在车间内部。 d. 地下或梁架上变电所。7）车变变压器数量和容量选择： A 变压器台数的选择： B 变压器容量的选择 依据: 根据计算负荷选择,负荷率一般取70%85%。12教书育人变电所的主接线图 1）什么是接线图、主接线图？ 接线图：表示电器设备的元件与其相互间连接顺序的图称接线图。 二次接线图：表示仪表及保护元器件的接入和联接。 主接线图：表示电能由电源分配至用户的主要电路。 2）对变电所主接线图的要求： 变电所主接线应力求安全、可靠、灵活、经济。（四性） 安全包括设备安全及人身安全。 可靠满足不同类型

9、负荷的不中断供电要求 灵活利用最少的切换，适合不同的运行方式。 经济设计投资最少，运行费用最少。 3）总降变电所接线图： A：一回电源进线，一台变压器 B： 双回进线，双变压器的接线图：分类：13教书育人 C： 桥型接线： 内桥 外桥 要求掌握各主接线的接线原理图，特点、优缺点，并能对桥 型接线进行运行分析。 4）什么是母线制？分类？ 母线制： 单母线制 单母线分段制 双母线制 要求掌握各母线制的接线原理图，特点、优缺点、适用范围。 5）了解配电所、车间变电所的接线图。5. 变电所的二次接线 1) 了解电气设备的分类 一次设备：变压器、母线、断路器、隔离开关、 电气设备分类： 互感器等。 二次

10、设备：测量表计、控制及信号设备、继电器 保护装置、自动装置、远动装置等。14教书育人 2）什么是二次接线？ 二次接线：根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次 设备互相连接关系的电路，称为二次接线或二次回路。 二次接线分类： 按电源分：交流回路 直流回路 操作电源回路 测量表计回路 按用途分： 断路器控制和信号回路 中央信号回路 继电保护和自动装置回路 了解 6-10kv高压线路电气测量仪表接线原理图、 6-10kv母线的电 压测量及绝缘监视接线图的工作原理，掌握断路器的控制回路和 信号回路，能够进行电路分析。3）信号装置的用途和分类15教书育人 用途：在变电所装设中央信号装置，用来警示

11、和显示电气设备 的工作状态。 分类： 按形式分： 灯光信号 音响信号 事故信号 按用途分： 预告信号 位置信号 了解中央复归带重复动作的事故音响电路的工作原理。6 工厂高压配电网 1）工厂厂区高压配电电路的接线方式： 放射式 方式： 树干式 环式 16教书育人 意义：是指从厂总变（配）电所的610KV母线引出配电线路 连接到各台高压电气设备，各个车变的每台变压器和各 个分配电所的每段母线的方式。 掌握放射式（单回路和双回路放射式）、树干式（单回路和双电 源树干式)各接线方式的接线原理图、特征、优缺点和适用范围。 7 了解低压配电系统配电方式 意义：是指从车变低压母线引出配电线连接到各台低压用台

12、设 备的方式。 方式： 放射式：每一回路只接一台用电设备或一个动力箱。 树干式：每一回路接多台用电设备或多个动力箱。 混合式：树干式与放射式的混合，常见有变压器干 线式 链式： 17教书育人第四章关于短路的一些概念 1）什么是短路？ 短路：供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触,并产 生超出规定值的大电流。 2）短路的种类 三相短路（对称短路） 两相短路（非对称短路）单相短路（非对称）两相接地短路（非对称）2 短路过程的变化规律 1）三相短路全电流 负载K(3)K(2)K(1)K(1.1)18教书育人 2）最严重三相短路时短路电流 A 发生最严重短路的条件（即短路电流达到最大值） 短路前为

13、空载，即 i=ImSin(-)=0 , t=0时 . 设电路的感抗X比电阻R大的多，即短路阻抗角 . 短路发生于某相电压瞬时值过零值时，即t = 0时， = 0 此时B 向量图与波形图19教书育人 C 冲击电流、 t = T/2 = 0.01s 时，短路电流幅值达到最大值ish(冲击电流) ksh 冲击系数 假设短路阻抗为纯电感时 ,R = 0 ksh=2 假设短路阻抗为纯电阻时 ,X = 0 ksh =1 1 ksh 2 对高压供电系统 X R， Tfi 0.045s ksh= 1.8 对低压供电系统 ksh= 1.320教书育人D 冲击电流的有效值 （三相短路电流第一周全电流有效值） 当k

14、sh= 1.8 时， Ish=1.51Iz ksh= 1.3 时, Ish=1.09Iz E. 三相短路电流稳态有效值 I t， ifi0， 短路全电流就是短路电流周期分量,称为稳态电流I。对称短路电流的计算方法 1) 计算方法 方法 1000V以下，有名单位值 1000V以上，标幺制 2) 标幺制 A. 标幺制定义：各元件的物理量用相对值（小数或分数）表示时 称标幺制。 B. 标幺值：任意一个物理量对基准值的比值称为标幺值。21教书育人某量的标幺值 =该量的实际值（任意单位）该量的基准值（与实际值同单位） 选定：基准容量Sj , 基准电压Uj , 基准电流 Ij 和基准电抗Xj , 则电 力

15、系统中，容量S，电压U，电流I，电抗X的标幺值可表 示为： 3) 供电系统中各元件电抗标幺值的计算 输电线路：变压器： 给定变压器短路电压百分数uk%22教书育人电抗器： 电抗器是用来限制短路电流用的电感线圈 给定额定电抗百分数XL% 电源： 无穷大电源的内阻抗为零 给定电力系统变电所出口断路器的短路容量(遮断量)Sk(MVA) 系统阻抗标幺值 ：求总电抗X*求总电抗时，可按电路串、并联相加。23教书育人 4) 无穷大功率电源条件下短路电流的计算 短路电流:三相短路容量：冲击电流：冲击电流有有效值：5）系统运行方式 运行方式：最大运行方式 最小运行方式24教书育人 最大运行方式：电源系统中发电

16、机组投运多，双回输电线路及 并联变压器均全部运行。此时，整个系统的总 的短路阻抗最小，短路电流最大。 最小运行方式：电源中一部分发电机、变压器及输电线路解列， 一些并联变压器为保证处于最佳运行状态也采 用分列运行，总的短路阻抗大，短路电流小。4 感应电动机对短路电流的影响 电动机向短路点反馈的冲击电流为：系统短路电流冲击值25教书育人低压电力线路中短路电流的计算 1）低压电网短路回路中各元件阻抗 变压器的阻抗： 电阻：电抗 ：阻抗 ： 电力线路阻抗 电阻: r0,x0导线或电缆每Km电阻， 电抗: 电抗(查) L导线或电缆长度 (km) 母线阻抗 电阻: .电导率 () =32 =53 电抗

17、L,S导线长度,截面(m, mm2） 26教书育人 低压回路中其他元件电阻,电抗查有关资料。 2）低压电网短路电流计算 A 三相阻抗相同的低压配电系统. Uav低压侧平均电压. 取400V. R、X电源至短路点的总电阻及总阻抗，(m) Iz(3) 三相电路电流周期分量有效值, (KA) B 三相不接地系统. k(3)处发生三相对称短路,但各相短路电流周期分量不相等。 a 校验自动开关的最大短路容量 计算不装设互感器的B相.27教书育人 b 校验电流互感器稳定度时. 可按AB或BC相间的短路电流值计算 RTA、XTA分别为电流互感器一次侧的电阻和电抗,(m). 6 短路电流的力效应和热效应 力稳

18、定校验的含义 ： 热稳定校验含义： 导体允许温度QN.max与Qk比较，以满足QkQN.max为合格条件。 QN.max导体最大允许温度28教书育人供电系统中电气设备的选择及检验 1 选择电气设备的一般条件 1) 按正常工作条件选择 A 按环境条件选分户内型 户外型 有无特殊要求:防腐蚀,防爆,防尘,防火 B 按电压选: C 按电流选： 2) 按短路情况进行力稳定和热稳定校验： A 短路情况下的力稳定：或 B 短路情况下的热稳定 对一般电气设备,热稳定满足29教书育人电流互感器要满足如下热稳定条件 ： 2 选择各类电气设备的特殊要求 A 断路器 作用： 1) 用于接通和分断负荷电流. 2) 在

19、短路情况下，切除巨大的短路电流. 特点: 具有很强的灭弧装置，灭弧能力很强。 选择：除按一般条件选择外，还需要进行断流能力的校验,即 应满足30教书育人 B 负荷开关 作用:：只用于正常工作时切断,接通负荷电流。 特点:：具有简单灭弧装置,灭弧能力有限。 短路保护要依靠与它配套的高压熔断器来实现。 选择:：进行一般条件的选择即可。 C 隔离开关 作用： 保证电气设备检修时，使需检修的设备与处于电压下 的其余部分有明显的隔离。 特点： 没有特殊的灭弧装置，它的接通和分断要在断路器分 断以后才能进行。 选择：按一般条件选。 D 电流、电压互感器的选择 见课件 E 母线 截面选择:按经济电流截面选择

20、 ：力稳定校验31教书育人第五章继电保护装置的概念 高压 继电保护装置+断路器 高压熔断器 电力系统保护 低压 低压（自动）空气开关 熔断器 1）继电保护的任务 继电保护装置：是指能反应电气设备发生故障或不正常工作状态 而作用于开关跳闸或发出信号的自动装置。 组成：由各种继电器组成。 作用：通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行可靠性，最 大限度地保证安全可靠地供电。体现在： a 借助断路器，自动地、迅速地、有选择地切除故障元件，保证 非故障正常工作元件免遭破坏。32教书育人 b 发出预告信号，预告系统发生了不正常运行情况，以便提高警 惕及时处理。 2) 系统对继电保护要求： 选择性：在供电

21、系统发生故障时，只使电源侧距故障点最近的继 电保护装置动作，切除故障点; 灵敏度：保护范围内发生故障和不正常工作状态时，继电保护 的反应能力称为灵敏度。 可靠性：保护装置应随时准备好动作，发生不正常情况或故障时， 不应拒动或误动。 快速性：在可能条件下，装置动作力求快速。 3) 继电器种类： 对常用的继电器要了解它们的符号、作用、特性和特点。2 继电保护装置的操作电源 操作电源：供高压断路器，合、跳闸回路，继电保护装置中的操作 回路、控制回路、信号回路和保护回路等所需电源。33教书育人 操作电源种类： 蓄电池供电直流电源、 种类整流电源 交流电源 了解整流操作电源的原理图和工作原理。电流互感器

22、的误差曲线及接线方式 了解什么是电流互感器的10%误差曲线，掌握互感器的几种接线方式，它们的用途和接线系数。工厂供电系统单端供电网络的保护 保护装置：过电流保护定时限过电流保护 反时限过电流保护 低电压保护 速断保护 单相接地保护34教书育人电流互感器的接线方式： 接线系数kkx：表述了流过继电器线圈电流Ik与电流互感器二次侧 电流ITA.2的关系。 .全星形接线方式： 三个互感器串接三个继电器，kkx=1 特点：对各种故障都起作用，灵敏度高， 相间短路动作可靠。 用途：用于高压大电流接地系统，以及大型变压器、电动机的差 动保护，相间保护和单相接地保护。 .非全星形接线： 两个互感器串接两个继

23、电器 kkx=1。 特点：对相间短路，A、C相接地短路 具有保护作用，相接地无保护。 35教书育人 改进接线(如右图） 流过KA3中的电流在数值上等于Ib 用途：主要用于单端供电线路的保护。、差接法： 接线系数：三相短路 AB或BC短路 kkx=1 AC两相短路 kkx=2 用途：应用于中型点不接地系统的变压 器、电动机及线路的相间保护。ABC36教书育人A 过电流保护： 含义：当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时，继 电器就被起动，并且用时间来保证动作的选择性（即使断路 器跳闸或给出报警信号），这样的保护装置，称为过电流保 护装置。分为定时限和反时限过电流保护。 a 定时限过电流

24、保护装置： 电流继电器本身的动作时限是固定的，与流过它的电流大小无关。 保护原理图QFQFYR-BC+BC+BC+BC+BC-BC-BC1KA2KAKTKSKMTAaTAc去信号II37教书育人TAaTAcII+BS-BSSAQFYRKMKTKT1KAKS2KA1KA2KAKMKS+BS过电流保护电流回路控制小母线及熔断器跳闸回路延时回路过电流保护回路信号回路展开图： 要求：1 能画出原理图各展开图 2 能进行工作原理分析 3 能对其进行整定运算38教书育人 一次侧起动电流： 二次侧继电器起动电流： 时限的整定： 灵敏度的整定 定时限过电流保护装置灵敏度是以其保护末端最小短路电流 Iknim与

25、动作电流Iop之比来衡量的。 b 反时限过电流保护装置 要求与定时限一致。39教书育人 B 电流速断保护： 问题的提出： 过流保护要有选择性，逐级增加时限，越靠近电源处，短路电流 越大，而动作时限反而加长。这种情况对切除电源端的故障是不 允许的，过流保护动作时间大于0.50.7s，所以在靠近电源出口 处装设速断保护装置。 速断保护含义： 电流速断保护是一种瞬时动作的过电流保护，其动作时限仅仅为继 电器本身固有动作时间，它的选择性不是靠时限，而是依靠选择适 当的动作电流来解决。 整定计算： 按本段线路末端,在最大运行方式下发生三相短路的短路电流来 整定。 继电器动作电流40教书育人 灵敏度校验：

26、按最小运行方式下，保护首端k1点发生两相短路来 校验。 要求：1 能画出原理图各展开图 2 能进行工作原理分析 3 能对其进行整定运算 4 能进行保护范围的分析 C 了解低电压保护、单相接地保护的作用、保护原理、整定计算并 能分析它们的工作原理。5 电力变压器的保护 1）故障种类和保护的设置原则 种类： 内部故障 外部故障41教书育人 内部故障：指变压器油箱里面的发生的故障，包括相间短路，绕 组的匝间短路和单相接地短路。 保护设置： 1 采用气体（瓦斯）保护，瞬时作用于信号或跳闸； 2 采用差动保护或电流速断保护，瞬时作用于跳闸。 外部故障：指引出线上绝缘套管相间短路和单相接地等。 保护设置： 1 采用差动保护或电流速断保护，瞬时作用于跳闸； 2 过电流保护，作为内部保护的后备保护，带时限作用跳闸； 3 过负荷保护，作用于信号（变压器有可能过载时装设）； 4 温度信号，监视变压器温度升高和油冷却系统故障，作用 于信号。 2）变压器的保护42教书育人 A 气体保护 气体保护：当变压器内部故障时，短路电流所产生的电弧使绝缘物 和变压器油分解而产生大量的气体，利用这种气体来实 现的保护装置叫气体（瓦斯）保护。 要求：1 了解气体继电器的结构及安装位置； 2 掌