供配电技术与技能训练（第2版）教学指南

《供配电技术与技能训练（第2版）》教学指南

一、课程的性质与任务

本课程是中等职业学校电气运行与控制、电气技术应用等专业的一门专业核心课程。其

任务是工厂供配电系统的基本知识和基本技能，使学生掌握中、小型工厂供配电系统的运行

与维护核心技能，具备分析和解决生产、生活中的实际问题的能力，为今后从事工厂供配电

设备的运行与维护等工作奠定基础；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的

综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。

本课程实践性较强，学习时应注意理论联系实际，培养实际实用能力。

二、课程教学目标

（-）知识教学目标

1.了解工厂供配电基本知识、电力系统的组成；

2.掌握工厂供配电的基本要求、电力系统中性点的运行方式、低压供配电系统的接地

方式；

3.掌握电力负荷与负荷曲线，熟悉电力系统的短路形式与危害；

4.掌握常用高低压开关、熔断器、互感器等工厂变配电所电气设备的结构、用途及运

行维护技能；

5.掌握工厂供配电线路基本知识及运行维护技能；

6.掌握电力变压器基本知识及运行维护技能；

7.了解工厂供配电系统过电流保护基本知识；

8.掌握工厂供配电系统防雷与接地基本知识；

9.了解工厂供配电系统节能管理基本知识；

10.了解工厂供配电系统运行管理与事故处理基本知识。

（-）能力培养目标

1.具有工厂供配电系统运行与维护基本技能；

2.具有解决10kV中小型工厂实际问题的基本能力；

3.具有本课程知识再学习的能力。

（三）素质教育目标

1.养成负责地执行技术规程的习惯，形成严谨、认真的工作态度，具有良好的敬业精

神。

2.具有一定的工厂供配电系统运行与维护能力和职业规划能力，为终身发展奠定基础。

3.提高质量意识、效益意识，新技术意识和创新意识，具有服务社会责任感和奉献精

神。

三、教学内容和要求

项目一认识工厂供配电系统

任务一认识电能的特点及工厂供配电的基本要求

任务二认识电力系统的组成与要求

任务三认识电力系统的电压等级

教学内容

任务四认识电力系统中性点的运行方式

任务五认识低压配电系统的接地形式

任务六认识工厂供配电系统

1.掌握电能的特点及对供配电的要求。

知识2.了解工厂供配电系统的基础知识，掌握工厂供配电系统的组成与要求。

教

目标3.理解电力系统中性点的运行方式及特点，会分析低压配电系统的接地形式。

学

4.了解电力设备额定电压、工厂供配电电压的选择方法。

要

1.能根据负荷大小、供电距离确定电气设备的供电电压。

求技能

2.会巡视检查消弧线圈。

目标

3.能正确处理消弧线圈的异常运行及故障。

项目二认识电力负荷和短路故障

任务一认识电力负荷与负荷曲线

教学内容

任务二认识供配电系统短路故障

1.掌握电力负荷的分级方法及对供电电源的要求。

教知识

2.了解工厂用电设备的工作制、负荷曲线的概念以及有关物理量和参数。

学目标

3.掌握短路故障的定义、原因、类型及危害。

要

技能1.会分析单相、三相及不对称短路故障。

求

目标2.会判断、处理单相接地故障。

项目三实施工厂变配电所电气设备巡查与维护

任务一巡查与维护高压熔断器

任务二巡查与维护高压隔离开关

任务三巡查与维护高压负荷开关

任务四巡查与维护高压断路器

教学内容

任务五巡查与维护成套电气装置

任务六巡查与维护母线

任务七巡查与维护电力电容器

任务八巡查与维护互感器

1.掌握高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、母线、电

力电容器等高压一次设备的功能、结构特点、基本原理。

知识2.了解高压断路器、高压隔离开关等高压一次设备使用注意事项。

教

目标3.掌握互感器的作用、分类和工作原理，理解互感器的主要技术参数，掌握

学

互感器的接线方式，熟悉互感器的使用注意事项。

要

4.了解高、低压成套配电装置的构成特点及应用。

求

1.能认别常见的高压一次设备及二次设备。

技能

2.会运行维护高压断路器、高压隔离开关等高压一次设备。

目标

3.会运行维护互感器、成套配电装置。

项目四实施工厂供配电线路运行与维护

任务一认识工厂变配电所的布置和结构

任务二认识工厂变配电所电气主接线

任务三使用电气安全用具

教学内容任务四实施触电急救和电气火灾处理

任务五认识电气作业的安全措施

任务六实施工厂变配电所的倒闸操作

任务七实施工厂电力线路运行与维护

教知识1.了解工厂变配电所的基本知识。

学目标2.熟悉工厂变配电所电气主接线的基本要求、类型、特点及其适用范围。

要3.掌握工厂变配电所电气主接线的形式及运行方式。

求4.了解工厂高压线路、低压配电线路的接线方式，掌握工厂电力线路的结构

和敷设方法。

1.能熟练阅读、识别、分析工厂变配电所电气主接线图。

2.会选择导线、电缆的截面。

技能3.会对三相电路进行定相。

目标4.会检测电缆线路的绝缘电阻。

5.会调换10KV架空线路的转角杆、终端杆

6.能进行工厂电力线路的运行维护。

项目五实施电力变压器运行与维护

任务一认识电力变压器的结构和联结组别

教学内容

任务二认识电力变压器的运行与维护

1.了解电力变压器的结构与型号。

2.能识别电力变压器的联结组别。

知识

3.了解变压器台数与容量选择的原则。

教目标

4.掌握电力变压器并列运行的条件。

学

5.了解电力变压器运行与维护要求。

要

1.会测量电力变压器的绝缘电阻。

求

技能2.会测量电力变压器的运行电流。

目标3.会操作电力变压器在载调压装置分接开关。

4.会检查电力变压器的运行状况。

项目六认识工厂供配电系统过电流保护

任务一认识过电流保护的基础知识

任务二认识熔断器保护

教学内容

任务三认识低压断路器保护

任务四认识常用保护继电器

任务五认识继电保护装置的接线方式

任务六认识工厂供配电线路的继电保护

任务七认识电力变压器的继电保护

1.了解继电保护装置的任务、基本要求。

2.掌握熔断器保护在工厂供配电系统中的应用。

3.掌握断路器保护在工厂供配电系统中的应用。

4.了解常用保护继电器的结构原理、作用和符号。

知识5.掌握常用保护继电器的接线方法。

目标6.掌握继电保护装置的常用接线方式，熟悉各种接线方式的特点及应用。

教

7.熟悉工厂供配电线路继电保护的设置要求，掌握定时限过电流保护等保护

学

形式的接线、工作原理。

要

8.熟悉电力变压器继电保护的设置要求，掌握电力变压器过电流保护等保护

求

形式的接线、工作原理。

1.会选择熔断器和断路器。

2.会测试、整定常用保护继电器的参数。

技能

3.能进行保护继电器的运行维护。

目标

4.能进行工厂供配电线路继电保护的运行维护。

5.能进行电力变压器继电保护的运行维护。

项目七工厂供配电系统防雷与接地装置的维护

任务一认识过电压及雷电

任务二认识工厂供配电系统的防雷装置

教学内容

任务三认识工厂供配电系统的防雷保护

任务四认识工厂供配电系统的接地装置

1.了解过电压和雷电的基本概念。

教

知识2.熟悉工厂供配电系统常用的防雷设备及防雷措施。

学

目标3.熟悉接地与接零的有关概念。

要

4.掌握接地装置的装设方法。

求

技能1.能进行防雷设备的检查维护。

目标2.会测量电气设备的接地电阻。

3.能对电力系统保护接地的原理、类型进行分析、判断。

4.能识读接地装置的平面布置图。

项目八实施工厂供配电系统运行管理与事故处理

任务一认识工厂供配电系统的运行管理措施

任务二认识工厂供配电系统节约电能的一般措施

教学内容

任务三认识工厂供配电系统功率因数补偿的方法

任务四认识工厂供配电系统事故处理方法

1.认识节约电能的重要意义。

2.了解节约电能的主要管理与技术措施。

知识3.掌握企业进行电能节约的主要方法。

教

目标4.掌握工厂供配电系统功率因数的提高方法。

学

5.掌握工厂供配电系统运行管理的基本要求。

要

6.了解工厂供配电系统事故的种类和处理方法。

求

1.能进行并联电容器的投切操作。

技能

2.会填写工厂供配电系统运行日志。

目标

3.会处理工厂供配电系统一般事故。

四、学时分配建议

章节课程内容学时数

任务一认识电能的特点及工厂供配电的基本要求

任务二认识电力系统的组成与要求2

第三节电力系统的电压等级

项

第四节电力系统中性点的运行方式

目2

第五节低压配电系统的接地形式

第六节工厂供配电系统1

技能训练一参观工厂供配电系统另定

技能训练二消弧线圈的巡视检查与维护2

合计技能训练一所需课时以半天为单位，一般需半天，可视各校具体情况7

而定

章节课程内容学时数

项任务一认识电力负荷与负荷曲线1

目任务二认识供配电系统短路故障1

二技能训练三工厂供配电系统单相接地故障的处置1

合计3

章节课程内容学时数

第一节高压熔断器

技能训练四户外高压跌开式熔断器的操作2

技能训练五高压跌开式熔断器的巡视检查

第二节高压隔离开关

技能训练六隔离开关的巡视检查2

技能训练七隔离开关的维护

第三节高压负荷开关

1

技能训练八高压负荷开关的巡视检查

第四节高压断路器

技能训练九高压断路器的运行维护

项4

技能训练十高压断路器的巡视检查

目

技能训练十一高压断路器的操作

第五节成套电气装置

3

技能训练十二GIS设备的巡视检查与维护

第六节母线

技能训练十三母线的巡视检查1

技能训练十四母线常见故障的原因及处理

第七节电力电容器

1

技能训练十五电力电容器的巡视检查

第八节互感器

技能训练十六电压互感器的操作运行与巡视检查4

技能训练十七电流互感器的操作运行与巡视检查

合计18

章节课程内容学时数

第一节工厂变配电所的布置和结构2

第二节工厂变配电所电气主接线

技能训练十八识读高压配电所主接线图2

技能训练十九识读车间变电所主接线图

第三节电气安全用具的使用、触电急救和电气火灾处理

技能训练二十验电、挂接地线5

技能训练二十一演练触电急救

项

第四节电气作业的安全措施1

目

第五节工厂变配电所的倒闸操作

四4

技能训练二十二变配电所的倒闸操作

第六节工厂电力线路及运行维护

技能训练二十三三相线路定相

技能训练二十四工厂架空线路的巡视检查与维护

6

技能训练二十五工厂电缆线路的巡视检查

技能训练二十六车间配电线路的运行维护与巡视检查

技能训练二十七测量10KV电缆线路的绝缘电阻

合计20

早下课程内容学时数

任务一认识电力变压器的结构和联结组别

2

技能训练二十八测量电力变压器的绝缘电阻

项

任务二认识电力变压器的运行与维护

目

技能训练二十九用钳形电流表测量电力变压器的负荷电流

五3

技能训练三十油浸式电力变压器切换分接开关的操作

技能训练三十一检查变压器的运行状况

合计5

章节课程内容学时数

项第一节过电流保护的基础知识2

目第二节熔断器保护

六第三节低压断路器保护

第四节常用保护继电器

2

技能训练三十二检查与维护运行中的保护继电器

第五节继电保护装置的接线形式

第六节工厂供配电线路的继电保护3

第七节电力变压器的继电保护

合计7

章节课程内容学时数

任务一认识过电压及雷电

2

任务二认识工厂供配电系统的防雷装置

项任务三认识工厂供配电系统的防雷保护

2

目技能训练三十三防雷设备的检查与维护

七任务四认识工厂供配电系统的接地装置

技能训练三十四识读接地装置平面布置图3

合计7

章节课程内容学时数

任务一工厂供配电系统运行管理

技能训练三十五填写运行日志

项

技能训练三十六完在变配电所的抄表工作

目

任务二工厂电能节约的一般措施7

八

任务三工厂供配电系统的功率因数及补偿

技能训练三十七变配电所并联电容器组的投切操作

任务四工厂供配电系统事故处理

合计7

机动学时6

总计80

五、教学质量标准

教学重点：工厂变配电所电气设备及运行维护、工厂供配电线路及运行维护、电力变压

器及运行维护。

教学难点：工厂供配电系统过电流保护。

教学中应注意的问题：本课程教学内容具有电压等级高、设备庞大的特点，因此，教学

中要理论联系实际，注重技能训练环节，尽可能在实训基地或现场进行教学。只有理论和实

践相结合，才能提高教学质量，达到满意的教学效果。

六、实施建议

(一)教学建议

1.课程组织形式方面

在整体组织上，吸取任务驱动的特点，以问题或任务为导向、围绕每一个单项行动(任

务)，展开相关技能的教学，一步一步，环环相扣，逐步形成一个完整的工作任务。使学生

掌握本专业技能型人才必备的工厂供配电技术的基本理论、基本知识和基本技能；为从事生

产第一线的技术工作以及进一步提高科学技术知识水平打下一定基础；同时，结合本课程特

点，逐步培养学生的辩证唯物主义观点和分析、解决实际问题的能力。

课程教学中，应遵守如下原则：

(1)以学生为主体的原则。要改变传统的以教师的教授为中心的教学观念，以学生为

主体，以学生的学习为中心进行课程教学设计。

(2)以应用为主旨的原则。课程内容教学时要突出应用性，做到理论与实践相结合。

既要精选理论教学内容，又要设计足够的时间教学环节。帮助学生做到“学其所用，用其所

学”。

(3)以能力培养为目标的原则。要围绕学生的学习，以培养学生的知识应用能力、分

析能力、实践操作能力选择适合的教学方法。尤其要注重发挥现代教育技术，为学生创造充

分的实践机会。

2.教师指导方法方面

(1)根据课程内容多、操作性强的特点，在教学中采用现场教学、多媒体教学、

示范教学。

(2)自学指导法：对那些比较简单的技术，采用“自学指导法”处理。通过布置

自学纲要，指出重点难点和学习检查等途径强化教师的指导作用，以培养学生的独立思考和

创新能力。

(3)现场讨论法：在现场教学时，针对技术细节充分运用讨论法激起学生对问题

的争论，活跃学习气氛，并使学生处于一种接受知识的最佳状态，自然教学效果也最佳。

(4)学生演示法：在技能训练、现场教学时，提供某些小的技术操作问题，让部

分学生自己亲自演示并向其他学生解说，使学生产生自我能够解决技术问题的自信心。

(5)任务驱动法：提供一些实际的技术问题，要求学生在指定的期限内给出最恰当的

解决方案。

(-)教案编写建议

教案是教师依据课程标准的要求和教材内容，结合个人教学实践和学生实际设计、编写

的施教方案。它可以帮助教师理顺教学思路，巩固备课成果，指导教学实施，保证教学质量。

编写教案要以指导教学和提高教学质量为原则，并力求体现教师的教学艺术风格。为进

一步规范教案编写，提出以下建议：

1.教案最好用计算机书写。

2.教案格式必须统一

3.填写教案首页

(1)序号、授课日期用阿拉伯数字填写；

(2)课程名称：必须与授课计划一致，并且一律使用全称或简称：

(3)基本课题：要完整书写章、节标题和课题名称：

(4)课堂类别：理实一体；

(5)授课目的要求：说明要求学生对本次课所学知识或技能的掌握程度，可分为了解、

掌握、熟练掌握等；

(6)重难点：重、难点应尽量分开写。如

重点：...

难点：...

(7)教具及挂图：如课件、XX模型、XX挂图等，若没有教具及挂图，应填写无；

(8)课后作业：

①教材或练习册的页、题；

②教师自拟题时，填写“自拟”，并于正页内写出题目内容；

③没有课后作业填写“无”。

4.教案正页

(1)教案书写目的明确，内容符合大纲要求，重点突出，解决难点措施得力，疑

点分析清晰，字迹清楚、规范，书写工整;

（2）教案一般应包括以下几个环节：

①组织教学；

②复习旧课：简要写出复习内容；

③新课内容：应包含主要内容、重难点、板书及教学方法和手段；

④新课小结：对本次课主要内容作简明扼要小结；

⑤布置作业：

⑥下次课有进行单项技能实训，须写出实训具体内容。

（三）课程资源的开发与建议

1.资料资源：要为学生提供教材、实训指导、习题指导、试卷样题库等多种学习资料,

补充课堂及实践教学。同时应该为学生提供参考书目录、电力系统网站、论坛等自主选择学

习资料的资源。

2.技术资源：要注重电子课件的建设工作，为学生提供全方位的视听体验，提高学生

对知识的感知能力。

3.实践资源：要充分发挥实训基地设备的作用，通过课内实践、专题训练、业余实践

提高学生的动手能力。

4.师资资源：课程的教师梯队应具有合理的知识结构、年龄结构、职称结构、学历结

构和工程应用能力，为课程的持续建设提供智力支持。

5.校外资源：为学生推荐相关实训基地、技术企业等，给学生提供现场学习与体验的

机会。

七、其他说明

1.本教材是按照三年制中职电气技术应用专业、电气运行与控制等专业教学计划要求

制定的。总学时为80,理实一体教学时间为74学时，机动学时为6。

2.本课程按理实一体开展教学，如有条件，可安排一周综合性实训。有利于学生用学

到的理论指导技能训练，又能通过技能训练达到巩固和检验理论知识的目的。

第一章复习思考题参考答案

1.电能的特点有哪些？对工厂供配电有哪些基本要求？

参考答案：

电能的特点如表1-1所示。

表1-1电能的特点

序号特点说明

电能属于二次能源，它是由煤炭、石油、天然气、水力等一次能源转

1易于能量转换换而来的；而电能通过一定的设备或装置又能很方便地转换为其他形式的

能。如将电能转换成光能、机械能等。

通过输变配电设备，电能可以很方便地进行远距离输送。如我国规模

2易于远距离输送较大的“西电东送”工程，就是将一次能源比较集中的西部发电厂发出的

电能通过输电线路输送到东部发达地区。

易于调整和控制，利电能通过一定的设备可以很容易地实现电压高低、交直流变换和信号

3

于实现生产自动化转换，以满足输送、配电的需要和实现生产过程的自动控制功能。

电能在现代化生产中虽然占有很重要的地位，但电能在产品生产成本

耗费较低，利于提高中占有的比例却很小（除电化工业外）。一般机械产品生产中，电费开支仅

4

经济效益占产品成本的5%左右。电能的应用，有利于增加产量，提高产品质量，提

高劳动生产效率，减轻工人劳动强度，降低生产成本，提高经济效益。

可见，电能作为基本能源之一，具有很多优于其他能源的特点。

2.电力系统由哪几部分组成？

参考答案：

电力系统主要由发电厂、变电所、电力线路、电力负荷等组成。

3.衡量供电电能质量的指标有哪些？各有什么要求？

参考答案：

电压和频率是衡量电能质量的主要指标。按《供电营业规则》中规定：在电力系统正常

状况下，用户受电端的供电电压允许偏差为：35KV及以上供电电压偏差不超过额定电压的

±10%；10KV及以下三相供电电压允许偏差为土7%；220V单相供电电压允许偏差为+7%〜一

10%。在电力系统非正常状况下，用户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定电压的±10%。

我国交流电力设备的额定频率为50Hz(工频)。按《供电营业规则》中规定：在电力系

统正常状况下，工频的频率偏差一般不允许超过±0.5Hz。如果电力系统容量达到3OOOMW

或以上时，频率偏差则不得超过±0.21匕。在电力系统非正常状况下，频率偏差一般不允许

超过±1Hz。

此外，三相系统中三相电压或三相电流是否平衡也是衡量电能质量的一个指标。

4.我国电网的额定电压等级有哪些？为什么用电设备额定电压一般规定与电网额定电

压相同？

参考答案:

(1)我国电网额定电压等级：

按GB156—2003《标准电压》规定，我国三相交流电网和发电机的额定电压如表厂4所

示。表中变压器一、二次绕组的额定电压是依据我国电力变压器标准产品规格确定的。

表1-4我国三相交流电网和电力设备的额定电压

电网和用电设备电力变压器额定电压/KV

发电机额定电压/KV

额定电压/KV一次绕组二次绕组

0.380.400.380.40

0.660.690.660.69

33.153,3.15*3.15,3.3®

66.36,6.3®6.3,6.6洛

1010.510,10.5®10.5,11®

—13.8,15.75,18,20,22,24,2613.8,15.75,18,20,22,24,26—

35一3538.5

66—6672.5

110一110121

220—220242

330一330363

750一750825

注：①变压器一次绕组档内3.15、6.3、10.5KV的电压适用于和发电机端直接连接的变压器。

②变压器二次绕组档内3.3、6.6、11KV电压适用于阻抗值在7.5%及以上的降压变压器。

(2)用电设备额定电压一般规定与电网额定电压相同的原因：

由于线路运行时要产生电压降，所以线路上各点的电压都略有不同，所以，用电设备的

额定电压只能取首端和末端电压的平均电压，即与电网的额定电压相同。

5.为什么发电机额定电压高于电网额定电压5%?为什么电力变压器一次侧额定电压有

的高于电网额定电压5%有的等于电网额定电压？又为什么电力变压器二次额定电压有的

高于电网额定电压5%,有的高于电网额定电压10%?

参考答案：

(1)发电机额定电压高于电网额定电压5%的原因：

由于电力线路允许的电压偏差一般为±5%,即整个线路允许有10%的电压损耗值，为了

使线路的平均电压维持在额定值，线路首端(电源端)的电压宜较线路额定电压高5%,而

线路末端的电压则较线路额定电压低5%。所以发电机的额定电压规定高于同级电网额定电

压5%«

(2)为什么电力变压器一次侧额定电压有的高于电网额定电压5%,有的等于电网额定

电压的原因：

电力变压器的一次绕组额定电压分两种情况：①当变压器直接与发电机相连时，其一次

绕组额定电压应与发电机额定电压相同，都高于同级电网额定电压5%»②当变压器不与发

电机相连而是连接在线路上时，则可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应

与电网额定电压相同。

(3)电力变压器二次额定电压有的高于电网额定电压5%,有的高于电网额定电压10%

的原因：

电力变压器的二次绕组额定电压亦分两种情况：①变压器二次侧供电线路较长时，其二

次绕组额定电压应比相连电网额定电压高10%,其中有5%用于补偿变压器满载运行时绕组本

身约5%的电压降；另5%用以补偿线路上的电压降。②变压器二次侧供电线路不长时，其二

次绕组额定电压只需高于电网额定电压5%,仅考虑补偿变压器满载运行时绕组本身的5%电

压降。

6.三相交流电力系统的电源中性点有哪些运行方式？中性点直接接地与中性点不直接

接地在电力系统发生单相接地故障时各有哪些特点？中性点经消弧线圈接地与中性点不接

地在电力系统发生单相接地时有哪些异同？

参考答案：

(1)三相交流电力系统的电源中性点的运行方式有：中性点直接接地、中性点经消弧

线圈接地和中性点不接地三种。

（2）中性点直接接地在电力系统发生单相接地故障时的特点：

电源中性点直接接地的电力系统发生单相接地故障，即通过接地中性点形成单相短路

kw,单相短路电流A（1＞比线路的负荷电流大得多，因此在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，由于其他完好两相的对地电压不会升高。

电源中性点不直接接地在电力系统发生单相接地故障时的特点：

完好的两相对地电压将由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的退倍；

一相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。

（3）中性点经消弧线圈接地与中性点不接地在电力系统发生单相接地时异同点：

中性点不接地的电力系统中，在发生单相接地时，如果接地电流较大，可能形成周期性

熄灭和重燃的间歇性电弧，这是非常危险的，因为间歇性电弧可能会引起相对地谐振过电压,

其值可以达到2.5~3倍以上相电压。这种过电压会危及到与接地点有直接电气连接的整个

电网上，可能会使某一绝缘较为薄弱的部位引起另一相对地击穿，造成两相短路。

中性点经消弧线圈接地的电力系统中，当系统发生单相接地故障时，流过接地点的电流

是接地电容电流与流过消弧线圈的电感电流之和•当它们的量值差小于发生电弧的最小生弧

电流时，电弧就不会发生，从而也不会出现谐振过电压了。

7.低压配电系统中的中性线（N线）、保护线（PE线）和保护中性线（PEN线）各有哪

些功能？

参考答案：

中性线（N线）的功能：一是用来连接额定电压为系统相电压的单相用电设备；二是用

来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。

保护线（PE线）的功能：它是为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统

中所有电气设备的外露可导电部分（指正常时不带电，但故障情况下可能带电的易被人身接

触的导电部分，如金属外壳、金属构架等）通过PE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（PEN线）的功能：它兼有N线和PE线的功能。这种PEN线，我国过去习

惯称为“零线”。

8.低压配电的TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统及IT系统各有哪些特点？

参考答案：

(1)TN-C系统系统中的N线与PE线合为一根PEN线，所有设备的外露可导电部分均

接PEN线。其PEN线中可有电流通过，因此通过PEN线可能会对某些设备产生电磁干扰。如

果PEN线断线，还会使接PEN线的设备外露可导电部分(如外壳)带电，对人仍有触电危

险。因此该系统不适用于对抗电磁干扰和安全要求较高的场所。但由于N线与PE线合一，

从而可节约一些有色金属(导线材料)和投资。该系统过去在我国低压系统中应用最为普遍,

但目前在安全要求较高的场所包括住宅建筑、办公大楼及要求抗电磁干扰的场所均不允许采

用了。

(2)TN-S系统中的N线与PE线完全分开，所有设备的外露可导电金属部分均接PE线。

PE线中没有电流通过，因此对接PE线的设备不会产生电磁干扰。如果PE线断线，正常情

况下也不会使接PE线的设备外露可导电部分带电；但在有设备发生单相接外壳故障时，将

使其他接PE线的设备外露可导电部分带电，对人仍有触电危险。由于N线与PE线分开，与

上述TN-C系统相比，在有色金属和投资方面均有增加。该系统现广泛应用在对安全要求及

抗电磁干扰要求较高的场所，如重要办公地点、实验场所和居民住宅等处。

(3)TN-C-S系统的前一部分全为TN-C系统，而后面则有一部分为TN-C系统，另有一

部分为TN-S系统。此系统比较灵活，对安全要求和抗电磁干扰要求较高的场所采用TN-S

系统配电，而其他场所则采用较经济的TN-C系统。

(4)TT系统电源中性点也直接接地。与上述TN系统不同的是，该系统的所有设备外

露可导电部分均各自经PE线单独接地。由于各设备的PE线之间无电气联系，因此相互之间

无电磁干扰。此系统适用于安全要求及抗电磁干扰要求较高的场所。

(5)IT系统电源中性点不接地或经约1000Q阻抗接地，其中所有设备的外露可导电

部分也都各自经PE线单独接地。此系统中各设备之间也不会发生电磁干扰，且在发生单相

接地故障时，三相用电设备及连接额定电压为线电压的单相设备仍可继续运行，但需装设单

相接地保护装置，以便在发生单相接地故障时发出报警信号。该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，如矿山、井下等地。

9.说明工厂的供配电系统的任务、主要组成和供配电电压选择的方法？

参考答案：

(1)工厂供配电系统的任务：从电力网上接受电能，通过输电线路输送和分配电能。

（2）工厂供配电系统的主要组成：包括工厂的变配电所和所有的高低压供配电线路。

（3）工厂供配电电压的选择方法：

1）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

备的电压、容量和供电距离等因素。由于在输送同样的功率和相同的输送距离条件下，线路

电压越高，线路电流就越小，因而线路采用的导线或电缆截面可越小，从而可减少线路的初

期投资和有色金属消耗量，且可减少线路的电能损耗和电压损耗。

我国的《供电营业规则》规定：供电企业（电网）供电的额定电压，低压有单相220V,

三相380V；高压有10、35、66、110、220kV»并规定：除发电厂直配电压可采用3kV或6kV

外，其他等级的电压都要过渡到上述额定电压.如果用户需要的电压等级不在上列范围时，

应自行采用变压措施解决。用户需要的电压等级在UOkV及以上时，其受电装置应作为终端

变电所设计，其方案需经省电网经营企业审批。

2）工厂高压配电电压的选择

工厂高压配电电压的选择，主要取决于工厂高压用电设备的电压及其容量、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

供电电源电压就是6kV,则可考虑采用6kV电压作为工厂的高压配电电压。对6kV用电设备

数量不多，则应选择10kV作为工厂的高压配电电压，而6kV高压设备则可通过专用的

10/6.3kV的变压器单独供电。

如果当地的电源电压为35kV,而厂区环境条件又允许采用35kV架空线路和较经济的

35kV设备时，则可考虑采用35kV作为高压配电电压深入工厂各车间负荷中心，并经车间变

电所直接降低为低压用电设备所需的电压。但是必须考虑厂区要有满足35kV架空线路深入

负荷中心的“安全走廊”，以确保电气安全。

3）工厂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接三相动力设备和380V

的单相设备，相电压220V接一般照明灯具和其他220V的单相设备。但是某些场合宜采用

660V甚至更高的1140V作为低压配电电压。

10.确定题图1-1所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。

题图IT

参考答案：

线路WL1的额定电压：220KV

线路WL2的额定电压：35KV

T1额定电压：一次侧额定电压为10.5KV；二次侧额定电压为242KV

11.试确定题图-2所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。

题图-2

参考答案：

发电机额定电压：6.3KV

T1变压器额定电压：一次侧额定电压6KV,二次侧额定电压400V

T2变压器额定电压：一次侧额定电压6.3KV,二次侧额定电压121KV

T3变压器额定电压：一次侧额定电压110KV,二次侧额定电压10.5KV

12.消弧线圈运行时，有哪些巡视检查项目？

参考答案：

消弧线圈运行时，应定期巡视检查下列项目：

1）检查油位是否正常，油色是否透明不发黑。

2）检查油箱是否清洁，有无渗、漏油现象。

3）检查套管及隔离开关的绝缘子是否清洁，有无破损、裂纹，防爆门是否完好。

4）检查各引线是否牢固，外壳接地和中性点接地是否良好。

5）检查消弧线圈上层油温是否超过85tle（极限值为95°C）。

6）检查消弧线圈正常运行时应无声音，系统出现接地故障时，消弧线圈会有“嗡嗡

声，但无杂音。

7）检查呼吸器内的吸潮剂是否潮解。

8）检查接地指示灯及信号装置是否正常。

9）检查气体继电器，应无空气，有空气应放尽。

第二章复习思考题参考答案

1.电力负荷按重要性分哪几级?各级电力负荷对供电电源有什么要求？

参考答案：

（1）电力负荷的分级

工厂电力负荷，按GB50052-1995《供配电系统设计规范》规定，电力负荷根据其对供

电可靠性的要求及其中断供电所造成的损失或影响分为三级。

1）一级负荷。

2）二级负荷。

3）三级负荷。

除上述三种负荷外，还有一种称为保安负荷，它是事故情况下保证安全停车的负荷。在

一些大型、连续生产的石油化工企业，在突然停电时为保证设备安全必须进行一系列操作，

这些操作和控制设备的用电负荷就称为保安负荷，也称特别重要的一级负荷。

（2）各级电力负荷对供电电源的要求

1）一级负荷对供电电源的要求。对于一级负荷（包括保安负荷）属于特别重要负荷，

如果中断供电会造成十分严重的后果。因此，要求不允许停电，可以由两个电源独立供电,

当其中一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。对于一级负荷中特别重要的

负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其

他负荷接入应急供电电源。常用的应急电源主要有：独立于正常电源的柴油发电机组；供电

网络中独立于正常电源的专门供电线路：蓄电池；干电池等。

2）二级负荷对供电电源的要求。对于二级负荷，也属于重要负荷，仅允许极短时间的

停电。要求由两回路供电，供电变压器也应有两台（但不一定在同一变电所）。在其中一回

路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断供电后能迅速恢复供电。

只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上的专用架空线路

供电。这是考虑架空线路发生故障时,较之电缆线路发生故障时易于发现且易于检查和修复。

如果采用电缆线路，则必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承担全部二级负荷。

3）三级负荷对供电电源的要求。对于三级负荷，它对供电可靠性无特殊要求。一般采

用单回路供电即可。但当容量较大时，根据电源的条件，也可采用双回路供电。

2.工厂用电设备的工作制分哪几类?各有哪些特点？

参考答案：

工厂的用电设备按其工作特征分以下三类。

(1)长期连续运行工作制

工厂用电设备大都属于长期连续运行工作制的设备。这类设备在规定的工作环境下长期

连续运行时，设备的温升不会超过最高允许温度，其负荷比较稳定。如通风机、水泵、空气

压缩机、电动发电机组、电炉和照明灯等。机床电动机的负荷，一般变动较大，但其主轴电

动机一般也是连续运行的。

(2)短时运行工作制

短时运行工作制用电设备的工作时间较短，而停歇时间相当长。在工作时间内，用电设

备的温升尚未达到该负荷下的稳定温升即停歇冷却，在停歇时间内其温度又降低为周围工作

环境温度，这是短时运行工作制的特点。如机床上的某些进给电动机等。

(3)断续周期运行工作制

断续周期运行工作制的用电设备周期性地反复工作，时而工作，时而停歇，工作时间内

设备温度升高，停歇时间内温度下降，且工作周期一般不超过lOmin,如电焊机和起重机中

的电动机等。断续周期运行工作制的设备，可用“负荷持续率”(一个工作周期内工作时间

与工作周期的百分比值)来表征其工作特征。

3.什么叫负荷持续率？它表征哪一类工作制设备的工作特性？

参考答案：

负荷持续率是一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值。它是表征断续周期运行

工作制的用电设备的工作特性。

4.什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？

参考答案：

年最大负荷利用小时又称年最大负荷使用时间7klx，它是一个假想时间，在此时间内，

电力负荷按年最大负荷Pmax(或汽0)持续运行所消耗的电能，恰好等于该负荷全年实际消

耗的电能

年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率。

因此年最大负荷也称为半小时最大负荷PiQo

年平均负荷Pav按全年(876Oh)消耗的电能Wa来计算。

负荷系数又称负荷率，是用电负荷的平均负荷Pav与其最大负荷Pmax的比值。

5.什么叫短路？短路产生的原因有哪些？它对电力系统有哪些危害

参考答案：

短路是指不同电位的导体之间(含零电位的“大地”)的电气短接。短路是电力系统中

最常见的一种故障，也是最严重的一种故障。

短路发生的主要原因是系统中某一部分的绝缘破坏。引起绝缘破坏的原因很多，根据长

期的事故统计分析，主要有以下几个方面：绝缘老化或外界机械损伤、误操作、雷击或高电

位侵入、动、植物造成的短路。

短路后，短路电流比正常电流大得多。在大电力系统中，短路电流可达几万安培甚至几

十万安培。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害。

(1)损坏线路或设备

短路电流会产生很大的机械力(称为“机械效应”)和很高的温度(称为“热效应”)，

从而造成线路或电气设备的损坏。

(2)使电压骤降

短路时，由于线路中的电流增大，会造成供配电线路上的压降增大，使用户及设备的端

电压骤然降低，严重影响其中电气设备的正常运行。

(3)造成停电事故

短路时，会使系统的保护装置动作，要造成停电，而且短路事故越靠近电源，停电的范

围越大，造成的损失也越大。

(4)影响电力系统运行的稳定性

严重的短路会影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系

统解列。

(5)产生电磁干扰

不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附

近的通信线路、电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。

6.短路有哪些形式？哪种短路形式发生的可能性最大？哪种短路形式危害最为严重？

参考答案：

在三相电力系统中，短路的形式有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。

在电力系统中，发生单相短路的概率最大，而发生三相短路的可能性最小，但是三相短

路所造成的危害却最为严重。

7.发生单相接地的原因和现象是什么？

参考答案：

发生单相接地的原因：三相电力系统中的一相与大地相连接。

发生单相接地的现象：当电力系统发生短路故障时，将造成断路器跳闸，事故蜂鸣器响，

控制回路的监视灯（绿灯）闪光，保护动作的光字牌点亮，有关回路的电流表、有功表、无

功表的指示为零，母线故障时母线电压表指示为零等。

8.如何判断单相接地故障？

参考答案：

（1）用对比法判断

在同一电气系统中，如几组电压互感器同时出现接地信号，绝缘监视对地电压均发生相

同的变化（如一相电压下降或为零，其他两相电压升高为线电压），且线电压不变，则应判

断为接地。而电压互感器高压熔断器一相熔断，虽会报出接地信号，但其对地电压一相降低,

另两相不会升高，线电压指示则会降低。

（2）根据消弧线圈的仪表指示判断

如有线路接地故障，变压器中性点将出现位移电压，该电压加在所接消弧线圈上的电压

表、电流表将有指示。通过检查这些表计以确定系统的接地情况。

（3）根据系统运行方式有无变化进行判断

用变压器对空载母线充电时，断路器三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点

位移，三相电压不对称，会报出接地信号。这种情况是系统中有倒闸操作时发生的，且是暂

时的，当投入一条线路后