工廠供電(第二版)重慶大學(xué)出版社-李穎峰主編

李穎峰主編工廠供電（第二版）【內(nèi)容提要】本章概述用戶(hù)供配電系統(tǒng)的一些基本知識(shí)和基本問(wèn)題。首先，簡(jiǎn)要說(shuō)明電力系統(tǒng)的構(gòu)成，介紹發(fā)電廠、變電所、電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)的基本知識(shí)，并介紹了電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式及電能生產(chǎn)的特點(diǎn)。其第1章電力系統(tǒng)與工廠供配電系統(tǒng)

次，介紹了電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍。然后，重點(diǎn)論述了用戶(hù)供配電系統(tǒng)的構(gòu)成，介紹了不同容量用戶(hù)的供配電系統(tǒng)接線及特點(diǎn)。最后，簡(jiǎn)要介紹了有關(guān)電能質(zhì)量的電壓、頻率和可靠性問(wèn)題?！窘虒W(xué)目標(biāo)與要求】熟悉電力系統(tǒng)的構(gòu)成；了解發(fā)電廠、變電所的分類(lèi)和特點(diǎn)；了解電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式及電能生產(chǎn)的特點(diǎn)；了解電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍；掌握用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)及變壓器額定電壓的規(guī)定；掌握用戶(hù)供配電系統(tǒng)的構(gòu)成；了解不同容量用戶(hù)的供配電系統(tǒng)接線及特點(diǎn)；了解電能質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)。1.1電力系統(tǒng)概述1.1.1電力系統(tǒng)的組成現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)及整個(gè)社會(huì)生活中所使用的電能，絕大部分是由發(fā)電廠發(fā)出來(lái)的。(1)發(fā)電廠發(fā)電廠是生產(chǎn)電能的工廠，又稱(chēng)發(fā)電站。1)火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠簡(jiǎn)稱(chēng)火電廠或火電站。它利用煤、油、天然氣等燃料的化學(xué)能來(lái)生產(chǎn)電能。2)水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠簡(jiǎn)稱(chēng)水電廠或水電站。它利用水流的位能和動(dòng)能來(lái)生產(chǎn)電能。圖1.1電力系統(tǒng)示意圖圖1.2電力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖圖1.3凝汽式火力發(fā)電廠圖1.4壩式水力發(fā)電廠1—上游水位；2—下游水位；3—大壩；4—壓力進(jìn)水管；5—檢修閘門(mén)；6—閘門(mén)；7—吊車(chē)；8—水輪機(jī)蝸殼；9—水輪機(jī)轉(zhuǎn)子；10—尾水管；11—發(fā)電機(jī)；12—發(fā)電機(jī)間；13—吊車(chē)；14—發(fā)電機(jī)電壓配電裝置；15—升壓變壓器；16—架空線路；17—避雷線3)核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠又稱(chēng)核電站。它是利用原子核的裂變能(即核能)來(lái)生產(chǎn)電能。(2)變電所變電所又稱(chēng)為變電站，是變換電能電壓和接受與分配電能的場(chǎng)所。1)樞紐變電所2)地區(qū)變電所3)終端變電所圖1.5核電廠生產(chǎn)過(guò)程示意圖1—核反應(yīng)堆；2—穩(wěn)壓器；3—蒸汽發(fā)生器；4—汽輪發(fā)電機(jī)組；5—給水加熱器；6—給水泵；7—主循環(huán)泵4)用戶(hù)變電所及車(chē)間變電所(3)電力網(wǎng)不同電壓等級(jí)的電力線路及其所聯(lián)系的變電所，稱(chēng)為電力網(wǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)電網(wǎng)。(4)電能用戶(hù)1.1.2電能生產(chǎn)的特點(diǎn)1)同時(shí)性2)集中性3)快速性4)先行性1.1.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式(1)中性點(diǎn)不接地方式圖1.6中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地圖1.7相量圖(2)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式(3)中性點(diǎn)直接接地方式圖1.8中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接的系統(tǒng)單相接地圖1.9中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相接地1.1.4電力系統(tǒng)的額定電壓(1)額定電壓等級(jí)1)用電設(shè)備的額定電壓圖1.10用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓2)發(fā)電機(jī)的額定電壓3)電力變壓器的額定電壓①電力變壓器一次繞組的額定電壓②電力變壓器二次繞組的額定電壓(2)各種電壓等級(jí)的適用范圍圖1.11電力變壓器的額定電壓1.2用戶(hù)供配電系統(tǒng)概述1.2.1對(duì)用戶(hù)供配電系統(tǒng)的要求1)安全2)可靠3)優(yōu)質(zhì)4)經(jīng)濟(jì)5)合理1.2.2供配電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖(1)中型用戶(hù)(2)大型用戶(hù)(3)小型用戶(hù)1.3供電質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)1.3.1頻率圖1.12具有高壓配電所的用戶(hù)供電系統(tǒng)圖圖1.13具有總降壓變電所的用戶(hù)供電系統(tǒng)圖圖1.14高壓深入負(fù)荷中心的用戶(hù)供電系統(tǒng)圖圖1.15只有一個(gè)降壓變電所的用戶(hù)供電系統(tǒng)圖1.3.2電壓理想的供電電壓應(yīng)該是幅值恒為額定值的三相對(duì)稱(chēng)正弦電壓。1)電壓偏差2)電壓波動(dòng)和閃變3)高次諧波4)三相不對(duì)稱(chēng)

1.3.3可靠性(1)一級(jí)負(fù)荷1)兩個(gè)電源來(lái)自不同的發(fā)電機(jī)；2)兩個(gè)電源間無(wú)聯(lián)系，或雖有聯(lián)系但能夠在任一電源故障時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)其聯(lián)系。(2)二級(jí)負(fù)荷(3)三級(jí)負(fù)荷【內(nèi)容提要】本章介紹了電力負(fù)荷的有關(guān)概念，主要講述了用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷和工廠計(jì)算負(fù)荷的確定方法，電力線路和變壓器的功率損耗與電能損耗的計(jì)算，最后介紹了工廠功率因數(shù)的確定及無(wú)功補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的確定方法。第2章電力負(fù)荷及其計(jì)算【教學(xué)目標(biāo)與要求】了解電力負(fù)荷的概念及負(fù)荷曲線的繪制方法；熟悉與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量及其計(jì)算方法；掌握按需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷的方法；熟練掌握線路和變壓器功率損耗的計(jì)算；了解線路和變壓器電能損耗的概念；熟練掌握工廠計(jì)算負(fù)荷的方法；掌握工廠功率因數(shù)的確定方法及無(wú)功補(bǔ)償容量確定方法。2.1電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線2.1.1電力負(fù)荷的概念電力負(fù)荷也稱(chēng)電力負(fù)載,是指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位(用戶(hù))，有時(shí)也把用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小稱(chēng)為電力負(fù)荷。(1)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)(2)工業(yè)用電爐(3)電焊類(lèi)設(shè)備(4)照明設(shè)備2.1.2用戶(hù)用電設(shè)備的工作制(1)長(zhǎng)期連續(xù)工作制(2)短時(shí)工作制(3)斷續(xù)周期工作制2.1.3負(fù)荷曲線(1)負(fù)荷曲線的類(lèi)型及其繪制負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形。(2)與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量1)年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)圖2.1負(fù)荷曲線的繪制(a)折線形負(fù)荷曲線;(b)梯形負(fù)荷曲線圖2.2年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制圖2.3年每日最大負(fù)荷曲線圖2.4年負(fù)荷曲線和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)2)平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)2.2電力負(fù)荷的計(jì)算2.2.1計(jì)算負(fù)荷的概念2.2.2按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷(1)基本公式(2)用電設(shè)備組額定容量的確定1)對(duì)一般長(zhǎng)期連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組2)對(duì)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組①吊車(chē)電動(dòng)機(jī)組②電焊機(jī)組(3)多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定2.2.3按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷(1)基本公式(2)多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定2.2.4單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定(1)單相設(shè)備接于相電壓時(shí)

(2)單相設(shè)備接于線電壓時(shí)(3)單相設(shè)備分別接于相電壓和線電壓時(shí)2.3用戶(hù)供配電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗2.3.1用戶(hù)供配電系統(tǒng)的功率損耗(1)線路功率損耗的計(jì)算(2)變壓器功率損耗的計(jì)算1)變壓器的有功功率損耗2)變壓器的無(wú)功功率損耗2.3.2用戶(hù)供配電系統(tǒng)的電能損耗(1)配電線路的電能損耗(2)變壓器的電能損耗2.4用戶(hù)計(jì)算負(fù)荷的確定2.4.1用戶(hù)計(jì)算負(fù)荷的確定圖2.5τ＝f(TM,cosφ)

的關(guān)系曲線(1)按逐級(jí)計(jì)算法確定用戶(hù)計(jì)算負(fù)荷1)車(chē)間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷2)用戶(hù)變電所引出線端的計(jì)算負(fù)荷圖2.6全廠計(jì)算負(fù)荷示意圖3)用戶(hù)變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷

4)用戶(hù)變電所進(jìn)線上的計(jì)算負(fù)荷(即用戶(hù)總的計(jì)算負(fù)荷)(2)按需要系數(shù)法確定用戶(hù)計(jì)算負(fù)荷(3)按估算法確定用戶(hù)計(jì)算負(fù)荷1)單位產(chǎn)品耗電量法2)單位產(chǎn)值耗電量法2.4.2工廠的功率因數(shù)、無(wú)功補(bǔ)償及補(bǔ)償后工廠計(jì)算負(fù)荷的確定(1)工廠供電系統(tǒng)的功率因數(shù)1)瞬時(shí)功率因數(shù)2)平均功率因數(shù)3)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)(2)無(wú)功補(bǔ)償容量的確定圖2.7功率因數(shù)的提高與無(wú)功功率和視在功率的關(guān)系(3)無(wú)功補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的確定(4)無(wú)功補(bǔ)償前后變壓器容量比較【內(nèi)容提要】本章重點(diǎn)講述供配電系統(tǒng)的一次設(shè)備，對(duì)一次設(shè)備著重介紹其功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本原理及使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。本章是從事供配電系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)必備的基礎(chǔ)面軍知識(shí)。第3章用戶(hù)供配電系統(tǒng)一次設(shè)備【教學(xué)目標(biāo)與要求】了解供配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)；掌握供配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的作用、基本原理(包括變壓器、開(kāi)關(guān)電器、互感器)；熟悉電氣設(shè)備的符號(hào)、型號(hào)含義；熟悉互感器使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)；掌握架空線路結(jié)構(gòu)及各部分的作用；了解電纜線路的結(jié)構(gòu)；了解電力線路的接線方式。3.1供配電系統(tǒng)電氣設(shè)備概述用戶(hù)供配電系統(tǒng)中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱(chēng)為一次電路或一次回路，也稱(chēng)為主電路或主接線。1)變換電能的設(shè)備2)接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)設(shè)備3)限制過(guò)電流和過(guò)電壓等的保護(hù)設(shè)備4)補(bǔ)償設(shè)備5)載流導(dǎo)體3.2電力變壓器在電力系統(tǒng)中供輸電和配電用的變壓器，統(tǒng)稱(chēng)電力變壓器。3.2.1電力變壓器的主要功能和分類(lèi)3.2.2電力變壓器的結(jié)構(gòu)和型號(hào)圖3.1三相油浸式電力變壓器1—信號(hào)溫度計(jì)；2—銘牌；3—吸濕器；4—油枕(儲(chǔ)油柜)；5—油標(biāo)；6—防爆管；7—瓦斯繼電器；8—高壓套管；9—低壓套管；10—分接開(kāi)關(guān)；11—油箱；12—鐵芯；13—繞組及絕緣；14—放油閥；15—小車(chē)；16—接地端子3.2.3電力變壓器的聯(lián)接組別1)抑制高次諧波。2)有利于短路保護(hù)動(dòng)作。3)承受不平衡負(fù)載的能力大。4)Dyn11聯(lián)接變壓器一次繞組的絕緣強(qiáng)度比Yyn0聯(lián)接變壓器稍高，因而其制造成本也稍高于Yyn0聯(lián)接變壓器。5)防雷性能好。3.3低壓開(kāi)關(guān)電器3.3.1低壓熔斷器(1)低壓熔斷器的功能和型號(hào)(2)低壓熔斷器的類(lèi)型和工作原理1)RM10型低壓密閉管式熔斷器2)RT0型有填料管式熔斷器3)RZ1型低壓自復(fù)式熔斷器圖3.2RM10型密閉管式熔斷器(a)熔管;(b)熔片1—銅帽；2—管夾；3—纖維熔管；4—變截面鋅熔片；5—觸刀圖3.3RT0型填料管式熔斷器(a)熔體;(b)熔管;(c)熔斷器;(d)絕緣操作手柄1—柵狀銅熔體；2—觸刀；3—瓷熔管；4—蓋板；5—熔斷指示器；6—彈性觸座；7—瓷質(zhì)底座；8—接線端子；9—扣眼；10—絕緣拉手手柄3.3.2低壓刀開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān)(也稱(chēng)刀閘開(kāi)關(guān))是一種最簡(jiǎn)單的低壓開(kāi)關(guān)，它只能用于手動(dòng)接通或斷開(kāi)電流較小的電路。圖3.4RZ1型自復(fù)式熔斷器1—接線端子；2—云母玻璃；3—氧化鈹瓷管；4—不銹鋼外殼；5—鈉熔體；6—?dú)鍤猓?—接線端子圖3.5帶有滅弧罩的低壓刀開(kāi)關(guān)1—上接線端子；2—鋼片滅弧罩；3—閘刀；4—底座；5—下接線端子；6—主軸；7—靜觸頭；8—傳動(dòng)連桿；9—操作手柄3.3.3低壓刀熔開(kāi)關(guān)圖3.6刀熔開(kāi)關(guān)的基本結(jié)構(gòu)1—RT0型熔斷器的熔管；2—彈性觸座；3—連桿；4—操作手柄；5—配電屏面板3.3.4低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)3.3.5低壓斷路器(1)低壓斷路器的功能和型號(hào)(2)低壓斷路器的類(lèi)型和工作原理1)塑料外殼式低壓斷路器塑料外殼式低壓斷路器，又稱(chēng)裝置式自動(dòng)開(kāi)關(guān)。2)萬(wàn)能式低壓斷路器萬(wàn)能式低壓斷路器又稱(chēng)框架式自動(dòng)開(kāi)關(guān)。圖3.7低壓斷路器的原理結(jié)構(gòu)和接線圖1—主觸頭；2—跳鉤；3—鎖扣；4—分勵(lì)脫扣器；5—失壓脫扣器；

6—過(guò)電流脫扣器；7—熱脫扣器；8—加熱電阻絲；9，10—脫扣按鈕圖3.8DZ型塑料外殼式低壓斷路器1—牽引桿；2—鎖扣；3—跳鉤；4—連桿；5—操作手柄；6—滅弧室；7—引入線和接線端子；8—靜觸頭；9—?jiǎng)佑|頭；10—可撓連接條；11—電磁脫扣器；12—熱脫扣器；13—引出線和接線端子；14—塑料底座圖3.9DW10型萬(wàn)能式低壓斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖1—操作手柄；2—自由脫扣器；3—失壓脫扣器；4—過(guò)流脫扣器電流調(diào)節(jié)螺母；5—過(guò)電流脫扣器；6—輔助觸點(diǎn)(聯(lián)鎖觸點(diǎn))；7—滅弧室3.3.6低壓配電屏3.4高壓開(kāi)關(guān)電器3.4.1高壓熔斷器(1)高壓熔斷器的功能和型號(hào)(2)高壓熔斷器的類(lèi)型及工作原理

圖3.10RN1,RN2型高壓熔斷器1—瓷熔管；2—金屬管帽；3—彈性觸座；4—熔斷指示器；5—結(jié)線端子；6—瓷絕緣子；7—底座1)戶(hù)內(nèi)高壓熔斷器2)戶(hù)外高壓熔斷器3.4.2高壓斷路器(1)高壓斷路器的功能和型號(hào)圖3.11RN1,RN2型高壓熔斷器熔管剖面示意圖1—管帽；2—瓷管；3—工作熔體；4—指示熔體；5—錫球；6—石英砂填料；7—熔斷指示器圖3.12RW4—10(G)型跌開(kāi)式熔斷器1—上接線端子；2—上靜觸頭；3—上動(dòng)觸頭；4—管帽；5—操作環(huán)；6—熔管；7—銅熔絲；8—下動(dòng)觸頭；9—下靜觸頭；10—下接線端子；11—絕緣瓷瓶；12—固定安裝板(2)高壓斷路器的類(lèi)型和工作原理1)油斷路器2)壓縮空氣斷路器3)六氟化硫斷路器圖3.13SN10—10型少油斷路器的外形圖1—鋁帽；2—上接線端子；3—油標(biāo)；4—絕緣筒；5—下接線端子；6—基座；

7—主軸；8—框架；9—斷路彈簧圖3.14SN10—10型少油斷路器的一相油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1—鋁帽；2—油氣分離器；3—上接線端子；4—油標(biāo)；

5—插座式靜觸頭；6—滅弧室；7—?jiǎng)佑|頭(導(dǎo)電桿)；8—中間滾動(dòng)觸頭；9—下接線端子；10—轉(zhuǎn)軸；11—拐臂；12—基座；13—下支柱絕緣子；14—上支柱絕緣子；

15—斷路彈簧；16—絕緣筒；17—逆止閥；18—絕緣油圖3.15LN2—10型高壓SF6斷路器1—接線端子；2—絕緣筒(內(nèi)有氣缸和觸頭)；

3—下接線端子；4—操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱；5—小車(chē)；6—斷路彈簧圖3.16ZN3—10型戶(hù)內(nèi)式高壓真空斷路器1—上接線端子(后面出線)；2—真空滅弧室(內(nèi)有觸頭)；

3—下接線端子(后面出線)；4—操作機(jī)構(gòu)箱；5—合閘電磁鐵；6—分閘電磁鐵；7—斷路彈簧；8—底座4)真空斷路器3.4.3高壓隔離開(kāi)關(guān)(1)高壓隔離開(kāi)關(guān)的用途和型號(hào)1)隔離高壓電源2)倒閘操作3)接通或斷開(kāi)較小電流(2)高壓隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型及工作原理(3)隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)注意事項(xiàng)圖3.17GN8—10/600型戶(hù)內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)1—上接線端子；2—靜觸頭；3—?jiǎng)佑|頭(刀閘)；4—套管絕緣子；5—下接線端子；6—框架；7—轉(zhuǎn)軸；8—拐臂；9—升降絕緣子；10—支柱絕緣子3.4.4高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)(1)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的用途和型號(hào)(2)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)原理3.4.5高壓開(kāi)關(guān)柜(1)高壓開(kāi)關(guān)柜的用途和型號(hào)圖3.18FN3—10RT型戶(hù)內(nèi)壓氣式高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)外形圖1—主軸；2—上絕緣子兼氣缸；3—連桿；4—下絕緣子；5—框架；

6—RN1型高壓熔斷器；7—下觸座；8—閘刀；9—弧動(dòng)觸頭；

10—絕緣噴嘴(內(nèi)有弧靜觸頭)；11—主靜觸頭；12—上觸座；

13—斷路彈簧；14—絕緣拉桿；15—熱脫扣器(2)高壓開(kāi)關(guān)柜的類(lèi)型圖3.19GG—1A(F)—07S型高壓開(kāi)關(guān)柜(斷路器柜)1—母線；2—母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)(QS1，GN8—10型);3—少油斷路器(QF，SN10—10型);4—電流互感器(TA，LQJ—10型)；5—線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)(QS2，GN6—10型);6—電纜頭;7—下檢修門(mén)；8—端子箱門(mén)；9—操作板；10—斷路器的手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)(CS2型);11—隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)手柄；12—儀表繼電器屏；13—上檢修門(mén)；14,15—觀察窗口圖3.20GCD—10(F)型高壓開(kāi)關(guān)柜外形圖1—儀表屏；2—手車(chē)室；3—上觸頭(兼起隔離開(kāi)關(guān)作用)；4—下觸頭(兼起隔離開(kāi)關(guān)作用)；5—SN10—10型斷路器手車(chē)3.4.6高壓組合電器(1)SF6封閉式組合電器(GIS)圖3.21單母線單相單筒式式布置1—隔離開(kāi)關(guān)；2—電流互感器；3—吸附劑；4—斷路器滅弧室；5—操動(dòng)機(jī)構(gòu)；6—控制柜；7—伸縮節(jié)；8—母線筒；9—絕緣子；10—導(dǎo)電桿；11—電纜頭；12—電纜；

13—接地開(kāi)關(guān)圖3.22雙母線三相共筒1—操動(dòng)機(jī)構(gòu)；2—斷路器；3—絕緣子；4—伸縮節(jié)；5—導(dǎo)電桿；6—觸頭；7—接地開(kāi)關(guān)；8—隔離開(kāi)關(guān)；9—電纜頭；10—電纜；11—三相母線(2)SF6絕緣金屬封閉式組合電器(C—GIS)(3)戶(hù)外高壓緊湊型組合式開(kāi)關(guān)設(shè)備3.5電流互感器和電壓互感器電流互感器和電壓互感器，合稱(chēng)為互感器。圖3.23電流互感器1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組3.5.1電流互感器(1)電流互感器的結(jié)構(gòu)原理和型號(hào)(2)電流互感器的類(lèi)型和接線方式1)電流互感器的類(lèi)型圖3.24LQJ—10型電流互感器1—一次接線端子；2—一次繞組(樹(shù)脂澆注)；3—二次接線端子；4—鐵芯；5—二次繞組；6—警告牌(上寫(xiě)“二次側(cè)嚴(yán)禁開(kāi)路”等字樣)2)電流互感器的接線方式圖3.25LMZJ1—0.5型電流互感器

1—銘牌；2—一次母線穿孔；3—鐵芯；4—安裝板；5—二次接線端子①一相式接線②兩相V形接線③兩相電流差接線④三相星形接線(3)電流互感器使用注意事項(xiàng)3.5.2電壓互感器(1)電壓互感器的結(jié)構(gòu)原理和型號(hào)(2)電壓互感器的類(lèi)型和接線方式1)電壓互感器的類(lèi)型圖3.26電流互感器的接線方式(a)一相式接線;(b)兩相V形接線;(c)兩相電流差接線;(d)三相星形接線圖3.27電壓互感器1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組2)電壓互感器的接線方式①一個(gè)單相電壓互感器的接線②兩個(gè)單相電壓互感器接成V/V形③三個(gè)單相電壓互感器接成Y0/Y0形圖3.28JDZJ—10型電壓互感器1—一次結(jié)線端子；2—高壓絕緣套管；3—一、二次繞組、環(huán)氧樹(shù)脂澆注；4—鐵芯；5—二次結(jié)線端子④三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0/(開(kāi)口三角形)(3)電壓互感器使用注意事項(xiàng)3.5.3電子式互感器電子式互感器主要由傳感頭、絕緣支柱和光纜三部分組成。(1)無(wú)源電子式互感器無(wú)源電子式互感器分為無(wú)源電子式電流互

圖3.29電壓互感器的接線方式(a)一個(gè)單相電壓互感器;(b)兩個(gè)單相電壓互感器接成V/V形；(c)三個(gè)單相電壓互感器接成Y0/Y0形；(d)三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0/(開(kāi)口三角形)

感器(也稱(chēng)為光學(xué)電流互感器)和無(wú)源電子式電壓互感器(也稱(chēng)為光學(xué)電壓互感器)。(2)有源電子式互感器圖3.30無(wú)源電子式電流互感器的傳感頭

圖3.31無(wú)源電子式電壓互感器原理圖有源電子式互感器分為有源電子式電流互感器和有源電子式電壓互感器。圖3.32Rogowski線圈的測(cè)量原理圖圖3.33有源電子式電壓互感器原理框圖3.6電力線路3.6.1電力線路的任務(wù)和形式電力線路是供電系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的重要任務(wù)。3.6.2電力線路的接線方式(1)高壓線路的接線方式高壓線路的接線方式有放射式、樹(shù)干式和環(huán)形等基本接線方式。1)放射式接線2)樹(shù)干式接線圖3.34高壓放射式線路圖3.35高壓樹(shù)干式線路圖3.36雙干線供電和兩端供電的接線方式(a)雙干線供電;(b)兩端供電3)環(huán)形接線(2)低壓線路的接線方式圖3.37高壓環(huán)形接線1)放射式接線2)樹(shù)干式接線3)環(huán)形接線3.6.3電力線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè)(1)架空線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè)1)架空線路的結(jié)構(gòu)圖3.38低壓放射式接線圖3.39低壓樹(shù)干式接線(a)低壓母線放射式的樹(shù)干式;(b)低壓“變壓器—干線組”的樹(shù)干式圖3.40低壓鏈?zhǔn)浇泳€(a)連接配電箱;(b)連接電動(dòng)機(jī)圖3.41低壓環(huán)形接線圖3.42架空線路的結(jié)構(gòu)2)架空線路的敷設(shè)(2)電纜的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)1)電纜的結(jié)構(gòu)2)電纜的敷設(shè)方式圖3.43扇形三芯電纜的構(gòu)造1—導(dǎo)體；2—絕緣層；3—鉛包皮；4—黃麻層；5—鋼帶鎧甲；6—黃麻保護(hù)層【內(nèi)容提要】本章重點(diǎn)講述供配電系統(tǒng)電氣主接線的形式，對(duì)各種主接線形式著重闡述其基本要求，對(duì)一些典型接線進(jìn)行分析。本章是從事供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)必備的基礎(chǔ)知識(shí)。第4章用戶(hù)供配電系統(tǒng)一次接線【教學(xué)目標(biāo)與要求】掌握設(shè)計(jì)電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)省原則；掌握各種主接線形式的優(yōu)、缺點(diǎn)及使用場(chǎng)合；掌握工廠變電所常用的主接線形式。4.1概述用規(guī)定的文字符號(hào)和圖形符號(hào)，表示電氣設(shè)備的元件及其相互間實(shí)際聯(lián)接順序的圖，稱(chēng)為接線圖。4.1.1對(duì)電氣主接線的基本要求1)安全2)可靠3)靈活4)經(jīng)濟(jì)4.1.2電氣主接線設(shè)計(jì)的原則(1)一般設(shè)計(jì)原則1)遵守規(guī)程、執(zhí)行政策2)安全可靠、先進(jìn)合理3)近期為主、考慮發(fā)展4)全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧(2)基本原則4.2電氣主接線的基本接線形式4.2.1單母線接線所謂母線，就是匯集和分配電能的金屬導(dǎo)體，故又稱(chēng)匯流排，在原理上它僅是電路中的一個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)。(1)單母線不分段接線圖4.1單母線不分段接線QF—斷路器；QS—隔離開(kāi)關(guān)；W—母線；L—出線(2)單母線分段接線圖4.2單母線分段接線DQS—分段隔離開(kāi)關(guān)；DQF—分段斷路器(3)單母線帶旁路母線的接線圖4.3帶旁路母線的單母線接線W—母線；SW—旁路母線；SQF—旁路斷路器；SQS—旁路隔離開(kāi)關(guān)；QF—出線斷路器；QS—隔離開(kāi)關(guān)4.2.2雙母線接線圖4.4雙母線接線

CQF—母線聯(lián)絡(luò)斷路器(1)雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)(2)雙母線接線的缺點(diǎn)(3)消除上述缺點(diǎn)的措施(4)適用范圍4.2.3橋式接線(1)內(nèi)橋接線(2)外橋接線4.2.4線路—變壓器組單元接線圖4.5內(nèi)橋式主接線圖4.6外橋式主接線4.3用戶(hù)變配電所的主接線形式變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過(guò)變壓，然后配電的任務(wù)。配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。圖4.7線路—變壓器組單元接線4.3.1總降壓變電所的主接線(1)只裝有一臺(tái)主變壓器的總降壓變電所主接線(2)裝有兩臺(tái)主變壓器的總降壓變電所主接線4.3.2總配電所的主接線圖4.8只裝有一臺(tái)主變壓器的總降壓變電所主接線圖4.9一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖4.10一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主接線1)單母線接線2)單母線分段接線4.3.3車(chē)間變電所的主接線(1)高壓側(cè)無(wú)母線的接線1)高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)—熔斷器或戶(hù)外跌開(kāi)式熔斷器的變電所主接線2)高壓側(cè)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)—熔斷器的變電所主接線3)高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)—斷路器的變電所主接線圖4.11高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)—熔斷器或戶(hù)外跌開(kāi)式熔斷器的變電所主接線圖4.12高壓側(cè)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)—熔斷器的變電所主接線圖4.13高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)—斷路器的變電所主接線圖4.14高壓無(wú)母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的變電所主接線(2)高壓側(cè)單母線的主接線1)高壓側(cè)采用單母線、低壓側(cè)單母線分段的變電所主接線2)高、低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線①備用電源②功率因數(shù)補(bǔ)償③電源進(jìn)線方式④電能計(jì)量方式⑤設(shè)備選擇原則圖4.15高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的變電所主接線圖4.16高、低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線【內(nèi)容提要】本章首先簡(jiǎn)述供配電系統(tǒng)短路的原因、危害、短路種類(lèi)及短路計(jì)算的目的，電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式；其次重點(diǎn)講述無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的暫態(tài)過(guò)程、用標(biāo)幺制法計(jì)算短路回路元件阻抗和三相短路電流的方法；同時(shí)講述不對(duì)稱(chēng)短路電流的計(jì)算。第5章短路電流及其計(jì)算【教學(xué)目標(biāo)與要求】了解供配電系統(tǒng)短路的原因、危害、短路種類(lèi)；了解短路計(jì)算的目的;熟悉無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的暫態(tài)過(guò)程;掌握無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)短路電流的計(jì)算方法;熟悉兩相短路、單相短路時(shí)短路電流的計(jì)算方法。5.1短路的基本概念5.1.1短路的原因工廠供配電系統(tǒng)要求安全、可靠、不間斷地供電，以保證生產(chǎn)和生活的需要。①電氣設(shè)備存在隱患。②運(yùn)行、維護(hù)不當(dāng)。③自然災(zāi)害。5.1.2短路的危害5.1.3短路電流計(jì)算的目的5.1.4短路的種類(lèi)①三相短路②兩相短路③單相短路④兩相接地短路5.2無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路過(guò)程分析5.2.1無(wú)限大容量電力系統(tǒng)的概念電力系統(tǒng)的容量即為其各發(fā)電廠運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的容量之和。圖5.1短路的類(lèi)型(虛線表示短路電流的路徑)5.2.2短路電流的變化過(guò)程圖5.2無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中發(fā)生三相短路(a)三相電路圖;(b)等效單相電路圖圖5.3短路時(shí)電壓、電流相量圖及電流波形圖(A相)圖5.4短路電流為最大值時(shí)的相量圖及波形圖(A相)5.3三相短路電流的計(jì)算5.3.1概述計(jì)算短路電流前，應(yīng)先搜集有關(guān)部分的電力系統(tǒng)接線圖、運(yùn)行方式及各元件的技術(shù)數(shù)據(jù)等資料。5.3.2采用歐姆法進(jìn)行短路計(jì)算歐姆法，因其短路計(jì)算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名。(1)電力系統(tǒng)的阻抗(2)電力變壓器的阻抗(3)電力線路的阻抗5.3.3采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算(1)標(biāo)幺值的概念(2)標(biāo)幺值法計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)(3)供電系統(tǒng)各主要元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算1)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值2)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值3)電力線路的電抗標(biāo)幺值(4)用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算的方法5.4兩相和單相短路電流的計(jì)算5.4.1兩相短路電流的計(jì)算圖5.8無(wú)限大容量系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路5.4.2單相短路電流的計(jì)算【內(nèi)容提要】本章介紹了短路電流的效應(yīng)和電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)原則。首先,介紹了短路電流的效應(yīng)。當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí),巨大的短路電流將產(chǎn)生強(qiáng)烈的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng),可能使電氣設(shè)備受到破壞。因此,必須對(duì)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。其次,介紹了電氣設(shè)備選擇的一般原則:按第6章電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

正常工作條件選擇,按短路條件校驗(yàn)。最后,論述了導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算。【教學(xué)目標(biāo)與要求】了解短路時(shí)導(dǎo)體的發(fā)熱過(guò)程；掌握短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)及其計(jì)算方法;掌握電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)的一般原則;熟悉各種高壓電氣設(shè)備的選擇方法;掌握按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面的方法。6.1短路電流的效應(yīng)由于供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，要有相當(dāng)大的短路電流通過(guò)電器和導(dǎo)體。一方面要產(chǎn)生很高的溫度，即熱效應(yīng)；另一方面要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，即電動(dòng)效應(yīng)。6.1.1短路電流的熱效應(yīng)(1)短路時(shí)導(dǎo)體的發(fā)熱過(guò)程(2)短路時(shí)導(dǎo)體的發(fā)熱計(jì)算圖6.1短路前后導(dǎo)體的溫升變化圖6.2短路發(fā)熱假想時(shí)間圖6.3用來(lái)確定θk的曲線圖6.4由θL查θk的步驟說(shuō)明6.1.2短路電流的電動(dòng)效應(yīng)6.2電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)原則電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一,是保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。6.2.1選擇電氣設(shè)備的一般原則1)選擇設(shè)備的額定電壓和額定電流，按短路電流校驗(yàn)設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性。2)按工作環(huán)境，運(yùn)行要求，經(jīng)濟(jì)效果等選擇設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。3)按安裝地點(diǎn)的三相短路容量Sk，校驗(yàn)開(kāi)關(guān)電器的斷流能力(斷流容量)。6.2.2按正常工作條件選擇電氣設(shè)備(1)按工作電壓選擇電氣設(shè)備(2)按工作電流選擇電氣設(shè)備6.2.3按短路電流校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定性(1)短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件(2)短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件圖6.5水平放置的母線(a)平放;(b)豎放6.3高壓電氣設(shè)備的選擇高壓電氣設(shè)備的選擇，要滿(mǎn)足安全、可靠，運(yùn)行維護(hù)方便和投資經(jīng)濟(jì)合理等要求。6.3.1高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇(1)高壓斷路器的選擇1)斷路器種類(lèi)和型式的選擇2)按開(kāi)斷電流選擇(2)隔離開(kāi)關(guān)的選擇(3)高壓熔斷器的選擇1)按額定電壓選擇2)按額定電流選擇①熔管額定電流的選擇。②熔體額定電流選擇。3)熔斷器開(kāi)斷電流校驗(yàn)4)熔斷器選擇性校驗(yàn)圖6.6熔斷器的安秒特性曲線1—熔體;1特性曲線;2—熔體;2特性曲線6.3.2支持絕緣子和穿墻套管的選擇支持絕緣子的作用是為了支撐母線；穿墻套管的作用是為了保證母線穿墻時(shí)的絕緣。圖6.7絕緣子和穿墻套管所受的電動(dòng)力6.3.3電流互感器和電壓互感器的選擇(1)互感器的配置原則圖6.8絕緣子受力示意圖1)電流互感器配置2)電壓互感器的配置①母線②線路③供電部門(mén)指定的計(jì)量點(diǎn)，一般裝有專(zhuān)用電壓互感器。④變壓器(2)電流互感器的選擇1)按一次回路額定電壓和電流選擇2)電流互感器種類(lèi)和型式的選擇3)電流互感器的準(zhǔn)確度和額定容量的選擇4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)5)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)(3)電壓互感器的選擇1)一次回路電壓選擇2)二次回路電壓選擇3)電壓互感器的種類(lèi)和型式的選擇4)電壓互感器的準(zhǔn)確度和容量的選擇6.4電力變壓器的選擇在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是主要的電氣設(shè)備之一。6.4.1電力變壓器的容量及過(guò)負(fù)荷能力(1)電力變壓器的容量(2)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷1)由于晝夜負(fù)荷不均勻而考慮的過(guò)負(fù)荷2)由于季節(jié)性負(fù)荷差異而考慮的過(guò)負(fù)荷(3)電力變壓器的事故過(guò)負(fù)荷圖6.9油浸式變壓器的允許過(guò)負(fù)荷系數(shù)與日負(fù)荷率β和最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間T的關(guān)系曲線6.4.2變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇(1)變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇(2)變電所主變壓器容量的選擇1)只裝一臺(tái)主變壓器的變電所2)裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所3)車(chē)間變電所變壓器的單臺(tái)容量上限4)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展6.4.3電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)行(1)所有并列變壓器的額定一次電壓及二次電壓必須對(duì)應(yīng)相等(2)所有并聯(lián)變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)必須相等(3)所有并列變壓器的聯(lián)接組別必須相同6.5導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算(1)發(fā)熱條件(2)電壓損耗條件(3)經(jīng)濟(jì)電流密度(4)機(jī)械強(qiáng)度6.5.1按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面(1)三相系統(tǒng)相線截面的選擇(2)中性線和保護(hù)線截面的選擇1)中性線(N)截面的選擇2)保護(hù)線(PE線)截面的選擇3)保護(hù)中性線(PEN線)截面的選擇6.5.2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面導(dǎo)線的截面越大，電能損耗就越小，而線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗卻要增加。6.5.3線路電壓損耗的計(jì)算由于線路存在著阻抗，所以在負(fù)荷電流通過(guò)線路時(shí)要產(chǎn)生電壓損耗。圖6.10線路的年運(yùn)行費(fèi)用C與導(dǎo)線截面A的關(guān)系曲線(1)集中負(fù)荷的三相線路電壓損耗計(jì)算圖6.11帶有兩個(gè)集中負(fù)荷的三相線路(a)單線電路圖;(b)相量圖圖6.12均勻分布負(fù)荷的線路【內(nèi)容提要】本章首先介紹繼電保護(hù)的基本知識(shí)及常用保護(hù)繼電器，其次詳細(xì)闡述用戶(hù)高壓供配電系統(tǒng)的線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)的構(gòu)成原理、接線方案和整定計(jì)算，其中重點(diǎn)介紹電流保護(hù)；然后介紹了低壓配電系統(tǒng)的斷路器及熔斷器保護(hù)；最后對(duì)微機(jī)保護(hù)做了簡(jiǎn)介。第7章用戶(hù)供配電系統(tǒng)的保護(hù)裝置【教學(xué)目標(biāo)與要求】熟悉繼電保護(hù)的任務(wù)、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求；掌握繼電保護(hù)的基本原理；熟悉常用保護(hù)繼電器的分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及工作原理；了解高壓配電線路保護(hù)的配置原則、保護(hù)裝置的接線方式；掌握定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的構(gòu)成原理、接線方案和整定計(jì)算；了解反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的構(gòu)成原理、接線方案和整定計(jì)算；掌握電流速斷保護(hù)的構(gòu)成原理、接線方案和整定計(jì)算；熟悉中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)的構(gòu)成原理、接線方案和整定計(jì)算；了解變壓器的故障分類(lèi)及保護(hù)的配置原則;掌握變壓器瓦斯保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)的構(gòu)成原理、接線方案和整定計(jì)算；了解高壓電動(dòng)機(jī)的故障分類(lèi)及保護(hù)的配置原則；熟悉高壓電動(dòng)機(jī)的過(guò)電流、低電壓保護(hù)的構(gòu)成原理、接線方案和整定計(jì)算；熟悉低壓配電系統(tǒng)的斷路器及熔斷器保護(hù)配置方式和整定計(jì)算；了解微機(jī)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)、構(gòu)成及原理。7.1繼電保護(hù)裝置概述供配電系統(tǒng)中，由于各種原因難免發(fā)生各

種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，其中最常見(jiàn)的就是短路。7.1.1繼電保護(hù)裝置的任務(wù)(1)故障時(shí)跳閘(2)異常狀態(tài)發(fā)出報(bào)警信號(hào)7.1.2繼電保護(hù)裝置的基本要求(1)選擇性繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指在供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只使電源一側(cè)距離故障點(diǎn)最近

的繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，通過(guò)開(kāi)關(guān)電器將故障切除，而非故障部分仍然正常運(yùn)行。(2)速動(dòng)性速動(dòng)性就是快速切除故障。圖7.1繼電保護(hù)裝置動(dòng)作選擇性示意圖(3)可靠性可靠性指保護(hù)裝置該動(dòng)作時(shí)就應(yīng)該動(dòng)作(不拒動(dòng)),不該動(dòng)作時(shí)不誤動(dòng)。(4)靈敏性靈敏性是指保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)對(duì)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。7.1.3常用的保護(hù)繼電器(1)保護(hù)繼電器的分類(lèi)(2)常用的保護(hù)繼電器圖7.2DL—10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1—電磁鐵；2—鋼舌簧片；3—線圈；4—轉(zhuǎn)軸；5—反作用彈簧；6—軸承7—標(biāo)度盤(pán)(銘牌)；8—啟動(dòng)電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿；9—?jiǎng)佑|點(diǎn)；10—靜觸點(diǎn)圖7.3電磁式電流繼電器的定時(shí)限特性圖7.4感應(yīng)式電流繼電器的反時(shí)限特性圖7.5GL—1115系列感應(yīng)式電流的電流時(shí)間特性曲線圖21257.2高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)7.2.1概述①絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變配電所的高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)。②有選擇性的單相接地保護(hù)(零序電流保護(hù))，亦動(dòng)作于信號(hào)，但當(dāng)危及人身和設(shè)備安全時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作于跳閘。7.2.2保護(hù)裝置的接線方式保護(hù)裝置的接線方式是指啟動(dòng)繼電器與電流互感器之間的連接方式。圖7.6兩相兩繼電器式接線圖圖7.7兩相一繼電器式接線圖(1)兩相兩繼電器式接線(見(jiàn)圖7.6)(2)兩相一繼電器式接線(見(jiàn)圖7.7)圖7.8兩相電流差接線在不同短路形式下的電流相量圖(a)三相短路;(b)A,C兩相短路;(c)A,B兩相短路7.2.3帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，按其動(dòng)作時(shí)間特性分，有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)兩種。(1)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置定時(shí)限就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間固定不變，與短路電流的大小無(wú)關(guān)。1)電路組成及原理2)動(dòng)作電流的整定圖7.9定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)原理接線圖(a)歸總式；(b)展開(kāi)式QF—高壓斷路器；TA—電流互感器；KA—電流繼電器；KT—時(shí)間繼電器；KS—信號(hào)繼電器；KM—中間繼電器；YR—跳閘線圈3)動(dòng)作時(shí)間整定(2)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置反時(shí)限就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與反應(yīng)到繼電器中的短路電流的大小成反比關(guān)系，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短，所以反時(shí)限特性也稱(chēng)為反比延時(shí)特性或反延時(shí)特性。1)電路組成及原理2)動(dòng)作電流的整定圖7.10線路過(guò)電流保護(hù)整定說(shuō)明圖圖7.11反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖(a)歸總式；(b)展開(kāi)式TA—電流互感器；KA—感應(yīng)型電流繼電器；YR—跳閘線圈3)動(dòng)作時(shí)間的整定圖7.12反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定說(shuō)明(a)電路；(b)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限曲線圖7.13反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間整定(3)定時(shí)限與反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的比較(4)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度及提高靈敏度的措施1)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度2)低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)7.2.4電流速斷保護(hù)(1)電流速斷保護(hù)的組成及速斷電流的整定電流速斷保護(hù)實(shí)際上就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)。圖7.14低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)電路Q(chēng)F—高壓斷路器;TA—電流互感器;TV—電壓互感器；KA—電流繼電器;KM—中間繼電器;KS—信號(hào)繼電器；KV—低電壓繼電器;YR—斷路器圖7.15電力線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)電路圖圖7.16線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)和死區(qū)Ik.max——前一級(jí)保護(hù)應(yīng)躲過(guò)的最大短路電流；Iqb1——前一級(jí)保護(hù)整定的一次動(dòng)作電流(2)電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及其彌補(bǔ)(3)電流速斷保護(hù)的靈敏度7.2.5中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)(1)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障分析(2)絕緣監(jiān)視裝置(3)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置單相接地保護(hù)又稱(chēng)“零序電流保護(hù)”。圖7.17中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)電容電流分布圖7.18絕緣監(jiān)視裝置接線圖圖7.19零序電流保護(hù)裝置(a)架空線路用；(b)電纜線路用1)單相接地保護(hù)動(dòng)作電流的整定2)單相接地保護(hù)的靈敏度7.3電力變壓器的繼電保護(hù)7.3.1概述變壓器故障一般分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。1)瓦斯保護(hù)2)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)3)過(guò)電流保護(hù)4)過(guò)負(fù)荷保護(hù)7.3.2變壓器的瓦斯保護(hù)7.3.3變壓器的過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)(1)變壓器的過(guò)電流保護(hù)圖7.20瓦斯繼電器的安裝及結(jié)構(gòu)示意圖(a)瓦斯繼電器在變壓器上的安裝1—變壓器油箱；2—連通管；3—瓦斯繼電器；4—油枕(b)FJa—80瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1—容器；2—蓋；3—上油杯；4—永久磁鐵；5—上動(dòng)觸點(diǎn)；6—上靜觸點(diǎn)；7—下油杯；8—永久磁鐵；9—下動(dòng)觸點(diǎn)；10—下靜觸點(diǎn)；11—支架；12—下油杯平衡錘；13—下油杯轉(zhuǎn)軸；14—擋板；15—上油杯平衡錘；16—上油杯轉(zhuǎn)軸；17—放氣閥變壓器的過(guò)電流保護(hù)裝置一般都裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)。圖7.21變壓器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)的綜合電路(2)變壓器的電流速斷保護(hù)變壓器是供電系統(tǒng)中的重要設(shè)備。(3)變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)是用來(lái)反應(yīng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷情況，只在變壓器確有過(guò)負(fù)荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動(dòng)作于信號(hào)。7.3.4變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)1)低壓側(cè)裝設(shè)三相均帶過(guò)電流脫扣器的低壓斷路器2)低壓側(cè)三相裝設(shè)熔斷器保護(hù)3)在變壓器中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)零序過(guò)電流保護(hù)圖7.22變壓器的零序過(guò)電流保護(hù)QF─高壓斷路器；TNA─零序電流互感器；KA─電流繼電器；YR─斷路跳閘線圈4)采用兩相三繼電器接線或三相三繼電器接線的過(guò)電流保護(hù)1)兩相兩繼電器式接線［見(jiàn)圖7.24(a)］2)兩相一繼電器式接線(見(jiàn)圖7.25)7.3.5變壓器的差動(dòng)保護(hù)變壓器的差動(dòng)保護(hù)，主要用來(lái)保護(hù)變壓器內(nèi)部以及引出線和絕緣套管的相間短路。圖7.23適用于變壓器低壓側(cè)單相短路保護(hù)的兩種接線方式(a)兩相三繼電器式；(b)三相三繼電器式圖7.24YynO聯(lián)接的變壓器，高壓側(cè)采用兩相兩繼電器的過(guò)電流保護(hù)(在低壓側(cè)發(fā)生單相短路時(shí))(a)電流分布；(b)電流相量分解(設(shè)變壓器的電壓比和互感器的變流比均為1)圖7.25YynO聯(lián)接的變壓器，高壓側(cè)采用兩相一繼電器的過(guò)電流保護(hù)，在低壓側(cè)發(fā)生單相短路時(shí)的電流分布(1)變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理圖7.26變壓器差動(dòng)保護(hù)的單相原理電路圖(2)變壓器差動(dòng)保護(hù)中的不平衡電流及其減小措施1)由變壓器接線而引起的不平衡電流及其消除措施2)由兩側(cè)電流互感器變流比選擇而引起的不平衡電流及其消除措施3)由變壓器勵(lì)磁涌流引起的不平衡電流及其減小措施(3)變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定圖7.27Ydll聯(lián)接變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)接線(a)兩側(cè)電流互感器的結(jié)線；(b)電流相量分析(設(shè)變壓器和互感器的匝數(shù)比均為1)7.4高壓電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)7.4.1高壓電動(dòng)機(jī)對(duì)繼電保護(hù)的要求電動(dòng)機(jī)最常見(jiàn)的故障是定子繞組的相間短路、定子繞組的單相接地、定子繞組匝間短路等。7.4.2電動(dòng)機(jī)的相間短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)(1)電動(dòng)機(jī)的相間短路保護(hù)1)采用電流速斷保護(hù)的接線和動(dòng)作電流的整定計(jì)算2)采用差動(dòng)保護(hù)的接線和動(dòng)作電流的整定計(jì)算(2)電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)圖7.28高壓電動(dòng)機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的接線圖7.29一相式電流互感器的接線7.4.3電動(dòng)機(jī)的單相接地保護(hù)圖7.30高壓電動(dòng)機(jī)的單相接地保護(hù)KA—電流繼電器;KS—信號(hào)繼電器;KM—中間繼電器;TAN—零序電流互感器7.4.4電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)7.4.5電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置7.5電力電容器的保護(hù)7.5.16～10kV電容器的常見(jiàn)故障和保護(hù)配置電容器的常見(jiàn)故障主要有：電容器組與斷路器之間連接線發(fā)生相間短路、電容器引出線發(fā)生相間短路、電容器內(nèi)部極間短路、單相接地等；電容器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：電容器組過(guò)負(fù)荷、母線電壓升高、電容器組失壓等。7.5.2電力電容器常用的保護(hù)(1)過(guò)電流保護(hù)當(dāng)電容器組與斷路器之間連接線發(fā)生短路時(shí)，設(shè)置帶短延時(shí)的過(guò)電流保護(hù)，電流保護(hù)

可以采用兩相兩繼電器式或兩相電流差接線，也可以采用三相三繼電器式接線。圖7.31電容器組過(guò)電流保護(hù)原理接線圖(2)電容器組過(guò)電壓保護(hù)(3)電容器組失壓保護(hù)在變電所中，一般只有單電源情況下裝設(shè)失壓保護(hù)。圖7.32電容器組的過(guò)電壓保護(hù)原理接線圖7.6低壓供配電系統(tǒng)的保護(hù)7.6.1熔斷器保護(hù)熔斷器保護(hù)可用于高、低壓供配電系統(tǒng)，但其斷流能力小，選擇性差，所以一般用于供電可靠性要求不高的場(chǎng)所。(1)熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置(2)熔斷器的選用及其與導(dǎo)線的配合圖7.33熔斷器在低壓配電系統(tǒng)中的配置方式(a)放射式；(b)變壓器干線式1—干線；2—分干線；3—支干線；4—支線；Q—低壓斷路器(自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān))(3)熔斷器保護(hù)靈敏度校驗(yàn)(4)上下級(jí)熔斷器的相互配合7.6.2低壓斷路器保護(hù)(1)低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置方式(2)低壓斷路器的過(guò)電流脫扣器圖7.34低壓斷路器在低壓系統(tǒng)中常用的配置方式Q—低壓斷路器；QK—刀開(kāi)關(guān)；KM—接觸器；KH—熱繼電器；FU—熔斷器1)長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器(即熱脫扣器)的整定2)瞬時(shí)(或短延時(shí))過(guò)電流脫扣器的整定3)靈敏系數(shù)SP

4)低壓斷路器過(guò)流脫扣器整定值與導(dǎo)線的允許電流I的配合7.6.3低壓斷路器與熔斷器在低壓電網(wǎng)保護(hù)中的配合7.7供配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)圖7.35低壓斷路器與熔斷器的設(shè)置7.7.1概述配電系統(tǒng)電壓等級(jí)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要是單端供電或雙端供電，因而其保護(hù)也簡(jiǎn)單，除采用熔斷路保護(hù)外，主要采用由電磁式或感應(yīng)式繼電器構(gòu)成的電流保護(hù)。微機(jī)繼電保護(hù)簡(jiǎn)稱(chēng)微機(jī)保護(hù)，是以微處理器(MPU)為核心組成的繼電保護(hù)裝置。1)可靠性高2)功能齊全3)靈活性高4)調(diào)試維護(hù)方便5)經(jīng)濟(jì)性好7.7.2配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的功能1)保護(hù)功能2)測(cè)量功能3)自動(dòng)重合閘功能4)人機(jī)對(duì)話功能5)自檢功能6)事件記錄功能7)報(bào)警功能8)通信功能7.7.3微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)7.7.4微機(jī)保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)一般包括設(shè)定程序、運(yùn)行程序和中斷微機(jī)保護(hù)功能程序三部分。圖7.36配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)硬件系統(tǒng)框圖圖7.37微機(jī)保護(hù)裝置程序原理框圖【內(nèi)容提要】本章首先介紹二次接線的基本概念及作用，其次重點(diǎn)介紹了二次回路的操作電源、斷路器的控制回路、信號(hào)裝置及電氣測(cè)量?jī)x表；最后介紹了備用電源自動(dòng)投入裝置及線路自動(dòng)重合閘裝置。第8章用戶(hù)供配電系統(tǒng)二次接線與自動(dòng)裝置【教學(xué)目標(biāo)與要求】熟悉二次接線的基本概念及分類(lèi)；掌握二次接線的原理圖與安裝圖繪制；熟悉二次回路的操作電源的分類(lèi)及特點(diǎn)；了解對(duì)斷路器控制回路的一般要求，熟悉燈光監(jiān)視的斷路器控制回路和信號(hào)回路；了解變電站信號(hào)裝置的分類(lèi)及作用；了解對(duì)電氣測(cè)量?jī)x表的一般要求，熟悉變配電裝置中測(cè)量?jī)x表的配置；了解備用電源自動(dòng)投入裝置的原理及接線;了解自動(dòng)重合閘裝置的原理及接線。8.1二次接線概述8.1.1二次接線的基本概念在用戶(hù)供配電系統(tǒng)中，通常將電氣設(shè)備分為一次設(shè)備及二次設(shè)備。8.1.2二次接線圖用規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示設(shè)備的元件及其相互連接順序的圖稱(chēng)為二次接線圖。圖8.16～10kV線路保護(hù)原理接線圖(a)歸總式；(b)展開(kāi)式(1)二次接線的原理圖1)歸總式2)展開(kāi)式(2)二次接線的安裝圖安裝圖是二次回路設(shè)計(jì)的最后階段，用來(lái)作為設(shè)備制造、現(xiàn)場(chǎng)安裝的實(shí)用二次接線圖，也是運(yùn)行、調(diào)試、檢修的主要圖紙。8.2二次回路的操作電源二次回路的操作電源是指控制、信號(hào)、監(jiān)測(cè)及繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置等二次回路系統(tǒng)所需的電源。二次回路的操作電源，分直流操作電源和交流操作電源兩大類(lèi)。8.2.1直流操作電源(1)鉛酸蓄電池組優(yōu)點(diǎn)是它與交流的供電系統(tǒng)無(wú)直接關(guān)系，不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響，工作可靠。缺點(diǎn)是設(shè)備投資大，還需設(shè)置專(zhuān)門(mén)的蓄電池室，且有較多的腐蝕性，運(yùn)行維護(hù)也相當(dāng)麻煩。現(xiàn)在一般變配電所已很少采用。(2)鎘鎳蓄電池組優(yōu)點(diǎn)是除了不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況影響、工作可靠之外，還有它的大電流放電性好，使用壽命長(zhǎng)，腐蝕性小，無(wú)需設(shè)蓄電池室，降低了投資，運(yùn)行維護(hù)也比較簡(jiǎn)便。(3)帶電容儲(chǔ)能的硅整流裝置圖8.2帶電容儲(chǔ)能的硅整流裝置8.2.2交流操作電源交流操作電源比整流電源更簡(jiǎn)單。

圖8.3“去分流跳閘”的過(guò)電流保護(hù)電路圖8.4直接動(dòng)作式過(guò)電流保護(hù)電路

QF─斷路器；TA─電流互感器；QF─斷路器；TA─電流互感器；

KA─GL型電流繼電器；YR─跳閘線圈YR─跳閘線圈(即直動(dòng)式繼電器KA)交流操作電源可以從電壓互感器、電流互感器或所用變壓器取得。(1)“去分流跳閘”方式(2)直接動(dòng)作式8.3斷路器的控制回路8.3.1概述對(duì)斷路器的控制，按控制的地點(diǎn)可分為就地控制和集中控制。8.3.2對(duì)控制回路的一般要求8.3.3燈光監(jiān)視的控制回路和信號(hào)回路(1)控制回路的構(gòu)成1)控制元件2)中間放大元件3)操作機(jī)構(gòu)(2)控制回路和信號(hào)回路操作過(guò)程分析1)手動(dòng)合閘2)自動(dòng)合閘圖8.5斷路器的控制回路和信號(hào)回路圖8.6LW2—Z型控制開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)表3)手動(dòng)跳閘4)自動(dòng)跳閘5)防跳裝置8.4信號(hào)裝置在變電所運(yùn)行的各種電氣設(shè)備，隨時(shí)都有可能發(fā)生不正常的工作狀態(tài)。信號(hào)裝置的總體稱(chēng)為信號(hào)系統(tǒng)。8.4.1位置信號(hào)位置信號(hào)是用來(lái)指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的，如斷路器的通、斷狀態(tài)，所以位置信號(hào)又稱(chēng)為狀態(tài)信號(hào)。8.4.2事故信號(hào)事故信號(hào)表示供電系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生了某種事故而使繼電保護(hù)動(dòng)作。8.4.3預(yù)告信號(hào)預(yù)告信號(hào)是在供電系統(tǒng)發(fā)生不正常狀態(tài)時(shí)發(fā)出的信號(hào)。圖8.7重復(fù)動(dòng)作的中央復(fù)歸式事故音響信號(hào)回路一是發(fā)出音響；二是光字牌變亮。8.5電氣測(cè)量?jī)x表電氣測(cè)量?jī)x表是指對(duì)電力裝置回路的電氣運(yùn)行參數(shù)做經(jīng)常測(cè)量、選擇測(cè)量、記錄用的儀表和作計(jì)費(fèi)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計(jì)量?jī)x表的總稱(chēng)。8.5.1對(duì)電氣測(cè)量?jī)x表的一般要求8.5.2變配電裝置中測(cè)量?jī)x表的配置8.5.3電氣測(cè)量?jī)x表接線舉例(1)220/380V低壓電氣測(cè)量?jī)x表接線圖8.8220/380V低壓線路電測(cè)量?jī)x表電路圖圖8.96~10kV高壓線路電測(cè)量?jī)x表電路圖(2)6~10kV高壓電氣測(cè)量?jī)x表接線8.6備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置8.6.1概述在用戶(hù)供配電系統(tǒng)中，為了提高供電的可靠性，保證不間斷供電，通常設(shè)有兩路及以上的電源進(jìn)線，其中一路作為工作電源，一路作為備用電源。8.6.2對(duì)APD裝置的基本要求變電所的所用電；由雙電源供電且其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開(kāi)以作為備用的變電所；有備用變壓器或互為備用的母線段的降壓變電所；某些重要的備用機(jī)組。圖8.10備用電源自動(dòng)投入示意圖(a)明備用；(b)暗備用8.6.3APD裝置接線圖8.11高壓雙電源互為明備用的APD電路8.7線路自動(dòng)重合閘裝置8.7.1概述運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，供配電系統(tǒng)的架空線路是發(fā)生故障最多的元件，且故障大多屬于瞬時(shí)性故障。按動(dòng)作原理分，有電氣式和機(jī)械式；按作用于斷路器的方式分，有三相ARD、單相ARD和綜合ARD；按重合次數(shù)分，有一次重合式、二次重合式和三次重合式。8.7.2電氣一次自動(dòng)重合閘裝置接線圖8.12單電源線路三相一次自動(dòng)重合閘接線圖圖8.13ARD裝置與繼電保護(hù)的配合方式(a)后加速保護(hù)；(b)前加速保護(hù)【內(nèi)容提要】本章首先介紹雷電過(guò)電壓的概念、分類(lèi)及供電系統(tǒng)常用的防雷保護(hù)裝置，其次重點(diǎn)介紹了變配電所及架空線路的防雷措施，然后介紹接地的概念及接地裝置、接地電阻的計(jì)算；最后介紹了有關(guān)電氣安全知識(shí)。第9章防雷、接地及電氣安全【教學(xué)目標(biāo)與要求】了解雷電過(guò)電壓的概念及分類(lèi)；熟悉供電系統(tǒng)常用的防雷保護(hù)裝置；掌握變配電所及架空線路的防雷措施；了解接地的概念及接地裝置；了解接地電阻的計(jì)算；了解有關(guān)電氣安全知識(shí)。9.1過(guò)電壓及雷電的有關(guān)概念9.1.1過(guò)電壓的形式與產(chǎn)生原因過(guò)電壓是指在電力線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過(guò)正常工作電壓要求的電壓。(1)內(nèi)部過(guò)電壓1)操作過(guò)電壓2)諧振過(guò)電壓3)電弧接地過(guò)電壓(2)外部過(guò)電壓1)直接雷擊過(guò)電壓2)雷電感應(yīng)過(guò)電壓9.1.2雷電的形成、危害及有關(guān)名詞概念(1)雷電的形成(2)雷電的危害雷電的破壞作用主要是雷電流引起的。雷電流的機(jī)械力作用能使被擊物破壞，擊毀桿塔和建筑物。(3)雷電的有關(guān)名詞概念1)雷電流的幅值和陡度。2)年平均雷暴日數(shù)。3)地面落雷密度。9.2防雷保護(hù)裝置供電系統(tǒng)采用的防雷保護(hù)裝置有：避雷針、避雷線、保護(hù)間隙及各種避雷器等。9.2.1避雷針避雷針的功能實(shí)質(zhì)上是引雷作用。圖9.1雷電流的波形避雷針一般采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管制成。圖9.2單支避雷針的保護(hù)范圍h—避雷針的高度；hx—被保護(hù)物高度；ha—避雷針本身的有效高度；rx—避雷針在hx高度水平面上的保護(hù)半徑9.2.2避雷線避雷線的功能和原理與避雷針相同。由于避雷針`既是架空，又需接地，因此它又稱(chēng)為架空地線。圖9.3單支避雷線的保護(hù)范圍h—避雷線的高度；hx—被保護(hù)物高度；ha—避雷線的有效高度；rx—避雷線每側(cè)保護(hù)半徑9.2.3避雷器避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓沿線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。(1)保護(hù)間隙它是最簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的防雷設(shè)備。(2)管式避雷器由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙三部分組成。圖9.4角型間隙(a)裝在鐵橫擔(dān)上；(b)裝在木橫擔(dān)上1—羊角電極；2—支持絕緣子產(chǎn)氣管由纖維、有機(jī)玻璃或塑料制成。內(nèi)部間隙裝在產(chǎn)氣管內(nèi)，一個(gè)電極為棒形，另一個(gè)電極為環(huán)形。圖9.5管式避雷器1—產(chǎn)氣管；2—膠木管；3—棒形電極；4—環(huán)形電極；5—?jiǎng)幼髦甘酒?s1—內(nèi)部間隙;s2—外部間隙(3)閥式避雷器由火花間隙和閥片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)。(4)金屬氧化物(ZnO)避雷器它是一種沒(méi)有火花間隙只有壓敏電阻片的閥式避雷器，又稱(chēng)壓敏避雷器。圖9.6閥式避雷器1—上接線端；2—磁套管；3—火花間隙；4—閥電阻片；5—下接線端9.3變配電所及架空線路的防雷措施9.3.1變配電所的防雷措施變配電所的防雷有兩個(gè)重要方面，對(duì)直接雷擊的防護(hù)和對(duì)由線路侵入的雷擊沖擊波的防護(hù)。圖9.7避雷針與被保護(hù)物間允許距離(1)對(duì)直擊雷的防護(hù)措施避雷針按安裝方式分為獨(dú)立避雷針和構(gòu)架避雷針。(2)對(duì)線路侵入雷電波的防護(hù)9.3.2架空線路的防雷措施①架設(shè)避雷線；②裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置；圖9.835kV全線無(wú)避雷線線路變電所進(jìn)線段防雷保護(hù)方式③提高線路的絕緣水平；④利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線；⑤裝設(shè)避雷器和保護(hù)間隙；⑥采用電纜供電。9.4供配電系統(tǒng)的接地圖9.9頂線絕緣子附有保護(hù)間隙1—保護(hù)間隙；2—接地線9.4.1接地和接地裝置在供配電系統(tǒng)中，為保證電氣設(shè)備的正常工作或防止人身觸電，而將電氣設(shè)備的某部分與大地作良好的電氣連接，稱(chēng)為接地。(1)接地裝置的構(gòu)成接地裝置由接地體和接地線兩部分組成。(2)接地裝置的散流效應(yīng)1)接地電流和對(duì)地電壓2)接觸電壓和跨步電壓圖9.10接地網(wǎng)示意圖1—接地體；2—接地干線；3—接地支線；4—電氣設(shè)備圖9.11接地電流對(duì)地電壓及接地電流電位分布曲線(1)工作接地為了保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的接地，稱(chēng)為工作接地。(2)保護(hù)接地為了保障人身安全，防止觸電事故而將電氣設(shè)備的金屬外殼與大地進(jìn)行良好的電氣連接，稱(chēng)為保護(hù)接地。圖9.12接觸電壓和跨步電壓1)IT系統(tǒng)2)TN系統(tǒng)圖9.13中性點(diǎn)不接地的三相三線制系統(tǒng)保護(hù)接地(a)無(wú)保護(hù)接地；(b)有保護(hù)接地①TN—C系統(tǒng)②TN—S系統(tǒng)③TN—C—S系統(tǒng)圖9.14TN型低壓配電系統(tǒng)電路圖(a)TN—C系統(tǒng)；(b)TN—S系統(tǒng)；(c)TN—C—S系統(tǒng)3)TT系統(tǒng)圖9.15TT系統(tǒng)保護(hù)接地功能示意圖(a)未接地；(b)接地(3)重復(fù)接地在電源中性點(diǎn)直接接地TN系統(tǒng)中，為減輕PE或PEN線斷線時(shí)危險(xiǎn)程度，除在電源中性點(diǎn)進(jìn)行接地外，還在PE或PEN線上的一處或多處再次接地，稱(chēng)為重復(fù)接地。9.5接地電阻及其計(jì)算9.5.1接地電阻的含義接地電阻是指電氣設(shè)備接地裝置的對(duì)地電壓與電流之比。

圖9.16重復(fù)接地功能示意圖(a)未重復(fù)接地；(b)采用重復(fù)接地9.5.2接地電阻的組成及供電系統(tǒng)對(duì)接地電阻的要求它的定義是接地體的對(duì)地電壓與經(jīng)接地體流入地中的接地電流之比。(1)土壤電阻土壤電阻的大小用土壤電阻率表示。(2)接地線(3)接地體9.5.3接地電阻計(jì)算(1)人工接地裝置工頻接地電阻計(jì)算工頻接地電流流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的接地電阻，稱(chēng)為工頻接地電阻，用RE表示。(2)防雷裝置接地電阻的計(jì)算9.6電氣安全9.6.1觸電事故及其影響因素(1)流經(jīng)人體的電流這是決定觸電危害程度的根本因素。(2)人體電阻人體觸電時(shí)，流過(guò)人體電流在接觸電壓一

定時(shí)由人體電阻決定，人體電阻愈小，流過(guò)的電流則愈大，人體所遭受的傷害也愈大。(3)作用于人體的電壓作用于人體的電壓，對(duì)流過(guò)人體的電流的大小有直接的影響。(4)觸電時(shí)間電流對(duì)人體的傷害與觸電時(shí)間有著密切的關(guān)系。(5)電流路徑電流對(duì)人體傷害程度主要取決于心臟受損程度。(6)電流性質(zhì)試驗(yàn)表明，直流、交流和高頻電流通過(guò)人體時(shí)的危害程度是不一樣的。9.6.2電氣安全的一般措施(1)加強(qiáng)電氣安全教育(2)嚴(yán)格執(zhí)行安全工作規(guī)程(3)加強(qiáng)維護(hù)和檢修試驗(yàn)工作(4)用電氣安全用具(5)采用漏電保護(hù)裝置圖9.17電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器工作原理示意圖TAN—零序電流互感器；A—放大器；YR—脫扣器；QF—低壓斷路器【內(nèi)容提要】本章首先闡述節(jié)約用電的意義和一般措施，其次重點(diǎn)介紹供配電系統(tǒng)功率因數(shù)提高措施、補(bǔ)償電容器接線方式的選擇及電容器補(bǔ)償方式；最后介紹了供配電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的改善措施。第10章節(jié)約用電、無(wú)功補(bǔ)償及電壓質(zhì)量的提高【教學(xué)目標(biāo)與要求】了解節(jié)約用電的意義和一般措施；熟悉供配電系統(tǒng)功率因數(shù)提高措施；掌握補(bǔ)償電容器的補(bǔ)償方式；了解供配電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的改善措施。10.1用戶(hù)供配電系統(tǒng)的電能節(jié)約10.1.1電能節(jié)約的意義電能是一種很重要的二次能源。10.1.2節(jié)約電能的技術(shù)指標(biāo)(1)電力電力是指用戶(hù)所需的最大電功率(即最大負(fù)荷)。(2)用電量用電量是指用戶(hù)的年電能消耗量。(3)功率因數(shù)功率因數(shù)是工業(yè)企業(yè)供電中的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。10.1.3節(jié)約電能的一般措施(1)節(jié)約用電的管理措施1)建立建全管理機(jī)構(gòu)2)完善能耗定額管理3)加強(qiáng)電能計(jì)量的日常管理4)加強(qiáng)用電分析，開(kāi)展電能平衡工作5)實(shí)行節(jié)電獎(jiǎng)懲制度(2)節(jié)約用電的技術(shù)措施1)更新淘汰低效率的供用電設(shè)備2)改造耗能大的供用電設(shè)備3)改造不合理的供配電系統(tǒng)4)采用新技術(shù)、新材料、新方法5)改善工藝，改進(jìn)操作6)合理選擇供用電設(shè)備的容量，提高設(shè)備的負(fù)荷率7)提高設(shè)備的檢修質(zhì)量、加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)8)采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，人工地提高功率因數(shù)，以降低電能損耗。10.2用戶(hù)供配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償10.2.1提高功率因數(shù)的意義(1)降低供電設(shè)備的供電能力，提高電能成本(2)線路和設(shè)備功率(電能)損耗增大(3)供電線路電壓損失增大10.2.2自然功率因數(shù)的提高凡未裝設(shè)任何補(bǔ)償裝置(移相電容器、調(diào)相機(jī))時(shí)的功率因數(shù)稱(chēng)為自然功率因數(shù)。自然功率因數(shù)有瞬時(shí)值和平均值兩種。10.2.3無(wú)功功率的人工補(bǔ)償1)采用同步發(fā)電機(jī)；2)采用同步電動(dòng)機(jī)；3)采用同步調(diào)相機(jī)；4)并聯(lián)電力電容器；5)靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)；(1)電容器接線方式的選擇(2)電容器的補(bǔ)償方式1)高壓集中補(bǔ)償2)低壓集中補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償是將低壓電容器組裝設(shè)在用圖10.1并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中的補(bǔ)償方式

戶(hù)終端變配電所的低壓母線上，能補(bǔ)償終端變配電所低壓母線前面高壓配電線路及電力系統(tǒng)的無(wú)功功率。圖10.2高壓集中補(bǔ)償電容器組的接線原理圖3)單獨(dú)就地補(bǔ)償圖10.3低壓集中補(bǔ)償電容器組的接線原理圖單獨(dú)就地補(bǔ)償，又稱(chēng)個(gè)別補(bǔ)償或分散補(bǔ)償，是將補(bǔ)償電容器組裝設(shè)在需進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠秒娫O(shè)備旁邊。4)分組補(bǔ)償分組補(bǔ)償是將補(bǔ)償電容器組分別裝設(shè)在各車(chē)間配電盤(pán)的母線上或各分路出線上。圖10.4感應(yīng)電動(dòng)機(jī)旁就地補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M的結(jié)線原理圖10.3用戶(hù)供配電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的提高圖10.5電容器分組補(bǔ)償示意圖10.3.1電壓偏差及其改善措施(1)電壓偏差的含義與規(guī)定電壓偏差是相對(duì)于系統(tǒng)的額定電壓而言的。1)對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的影響2)對(duì)同步電動(dòng)機(jī)的影響3)對(duì)電光源的影響(3)改善電壓偏差的措施1)正確選擇無(wú)載調(diào)壓型變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓型變壓器2)合理減少系統(tǒng)的阻抗3)合理改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式圖10.6電力變壓器的分接開(kāi)關(guān)4)盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡5)采用無(wú)功功率的補(bǔ)償裝置10.3.2電壓波動(dòng)、閃變及其改善措施(1)電壓波動(dòng)的含義電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電