工廠供電 劉介才第5版課件(完整版,超好,推薦使用).ppt

1、工廠供電技術(shù),總學(xué)時(shí) 60學(xué)時(shí),第一章 概論,本章主要內(nèi)容：工廠供電的基本知識(shí),供電系統(tǒng)、發(fā)電廠、電力系統(tǒng)及自備電源,電壓、電能質(zhì)量,中性點(diǎn)運(yùn)行方式,低壓配電系統(tǒng)的接地型式,第一節(jié) 工廠供電的意義、要求及課程任務(wù),1、工廠供電(plant power supply)： 是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。,2、重要性：,生產(chǎn)自動(dòng)化后增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。,供電中斷，會(huì)引起設(shè)備損壞，可能發(fā)生人身事故。,3、基本要求： 安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。,4、本課程的主要任務(wù) 對(duì)中小型工廠的供電系統(tǒng)及電氣照明進(jìn)行操作、維護(hù)、設(shè)計(jì)、計(jì)算。,第二節(jié) 工廠供電系統(tǒng)、發(fā)電廠、電力系統(tǒng)及自備電源,

2、一、工廠供電系統(tǒng)概況,1、中型工廠供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖：,一根線表示三相線路,高壓配電所有兩條lOkV的電源進(jìn)線，分別接在高壓配電所的兩段母線上，形成單母線分段制。一條電源進(jìn)線供電，另一條電源進(jìn)線作為備用。,2、中型工廠供電系統(tǒng)的平面布線示意圖,3、大型工廠總降壓變電所,電源進(jìn)線35KV及以上,經(jīng)過兩次降壓，也就是經(jīng)總降壓變電所，將35kV及以上電壓降為610KV的電壓，然后車間變電所降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓。,4、高壓深入負(fù)荷中心的供電系統(tǒng),高壓深入負(fù)荷中心的直配方式，可以省去一級(jí)中間變壓，簡(jiǎn)化了供電系統(tǒng)接線，節(jié)約投資和有色金屬，降低了電能損耗和電壓損耗，提高了供電質(zhì)量。然而這要根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境

3、條件是否滿足35kV架空線路深入負(fù)荷中心的“安全走廊”要求而定，否則不宜采用。,5、只設(shè)一個(gè)降壓變電所的供電系統(tǒng),對(duì)于小型工廠，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多一些，如果工廠所需容量不大于160kVA時(shí)，一般直接由公共低壓電網(wǎng)供電。,a)一臺(tái)主變 b)兩臺(tái)主變,經(jīng)過分析可知：配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能，不改變電壓；而變電所的任務(wù)是接受電能、變換電壓和分配電能。,二、發(fā)電廠和電力系統(tǒng),1、發(fā)電廠（發(fā)電站）：將自然界蘊(yùn)藏的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能(二次能源)的工廠。,種類：水力、火力、核能、風(fēng)力、地?zé)峒疤柲馨l(fā)電廠。,2、電力系統(tǒng)(power system)：,送電過程：發(fā)電機(jī)升壓高

4、壓輸電線路降壓配電,電力系統(tǒng)：由各級(jí)電壓的電力線路將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。 電網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱為電力網(wǎng)或電網(wǎng)。電網(wǎng)以電壓等級(jí)來區(qū)分，例如lOkV電網(wǎng)。,如圖所示電力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖,三、工廠自備電源,對(duì)于工廠的重要負(fù)荷，一般要求在正常供電電源之外，設(shè)置應(yīng)急自備電源。,1、柴油發(fā)電機(jī)組自備電源：操作簡(jiǎn)便、起動(dòng)迅速、效率較高。,2、交流不停電電源（UPS）： 如圖所示，由整流器(UR)、逆變器(uV)和蓄電池組(GB)等三部分組成。,第三節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量,衡量電能質(zhì)量的兩個(gè)基本參數(shù):,規(guī)定：頻率偏差正負(fù)0.

5、2Hz 電壓偏差正負(fù)5%,電壓偏差是指電氣設(shè)備的端電壓與其額定電壓之差。,一、三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓,1、電網(wǎng)（線路）的額定電壓 根據(jù)需要、水平、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析后確定 2、用電設(shè)備的額定電壓 如圖所示，用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。,3、發(fā)電機(jī)的額定電壓 高于同級(jí)電網(wǎng)電壓5%,一次繞組的額定電壓：當(dāng)變壓器T1直接與發(fā)電機(jī)相聯(lián)時(shí)，其一次繞組額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同。當(dāng)變壓器T2不與發(fā)電機(jī)相聯(lián)而是連接在線路上時(shí)，可看作是線路的用電設(shè)備，因此其一次繞組額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相同。 二次繞組的額定電壓：變壓器二次側(cè)供電線路較長(zhǎng)，如為較大的高壓電網(wǎng)時(shí)，其二次繞組額定電

6、壓應(yīng)比相聯(lián)電網(wǎng)額定電壓高10，其中5是用于補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)繞組內(nèi)部的約5的電壓降，另外5用以補(bǔ)償線路上的電壓損耗。若二次側(cè)供電線路不長(zhǎng)，直接供電給高低壓用電設(shè)備時(shí)，僅考慮補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)繞組內(nèi)部5的電壓降。,4、電力變壓器的額定電壓,5、電壓高低的劃分,行業(yè)要求不同劃分不同，一般以1140V為高低壓區(qū)分點(diǎn),二、電壓偏差與電壓調(diào)整,1、電壓偏差的概念,設(shè)備的端電壓U與設(shè)備額定電壓U。之差對(duì)額定電壓U。的百分值，即,2、電壓偏差對(duì)設(shè)備的影響,感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 、同步電動(dòng)機(jī) 、電光源等,3、電壓調(diào)整的措施,調(diào)壓型變壓器、減少系統(tǒng)阻抗、改變系統(tǒng)運(yùn)行方式、三相負(fù)荷均衡、無功功率補(bǔ)償。,四、電壓波動(dòng)

7、及其抑制 1、含義：電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓有效值(方均根值)的連續(xù)快速變動(dòng)， 即：,2、電壓波動(dòng)的產(chǎn)生與危害 產(chǎn)生：負(fù)荷劇烈變化引起沖擊負(fù)荷，如電機(jī)起動(dòng)、電焊機(jī)、電弧爐、軋鋼機(jī)。 危害：使得設(shè)備無法正常工作。,3、電壓波動(dòng)的抑制措施 專用線路或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇?、減少系統(tǒng)阻抗、減小引起波動(dòng)的負(fù)荷、高電壓等級(jí)、大容量供電、裝設(shè)吸收無功裝置,五、電網(wǎng)諧波及其危害,含義：對(duì)周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解所得到的大于基波頻率(50Hz)整數(shù) 倍的各次分量，通常稱為高次諧波。（電路中非線性元件造成）,危害：使變壓器及電動(dòng)機(jī)的鐵心損耗明顯增加、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象、電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振、對(duì)附近的通信設(shè)備

8、和通信線路產(chǎn)生信號(hào)干擾。,六、工廠供配電電壓的選擇 工廠供電電壓的選擇，主要取決于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓等級(jí)，同時(shí)要考慮工廠用電設(shè)備的電壓、容量和供電距離等因素。在同一輸送功率和輸送距離條件下，供電電壓越高，線路電流越小，使線路導(dǎo)線或電纜截面越小，可減少線路的初投資和有色金屬消耗量。,第四節(jié) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式,電力系統(tǒng)電源中性點(diǎn)的不同運(yùn)行方式，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)有明顯的影響，而且將影響系統(tǒng)二次側(cè)的繼電保護(hù)及監(jiān)測(cè)儀表的選擇與運(yùn)行。,種類：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),1、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng),正常運(yùn)行：電壓、電流對(duì)稱。 單相接地：另兩

9、相對(duì)地電壓升高為原來的根號(hào)3倍。單相接地電容電流為正常運(yùn)行時(shí) 相線對(duì)地電容電流的3倍。 單相接地電流經(jīng)驗(yàn)公式：,2、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地,正常運(yùn)行：三相電壓、電流對(duì)稱 單相接地：另兩相對(duì)地電壓升高為原來的根號(hào)3倍，減小了接地電流。在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。,3、中性點(diǎn)直接接地或低阻接地的電力系統(tǒng),正常運(yùn)行：三相電壓、電流對(duì)稱 單相接地：另外兩相對(duì)地電壓不變，單相接地后即通過接地中性點(diǎn)形成單相短路。單相短路電流比線路的正常負(fù)荷電流大得多，因此在此系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于跳閘，切除短路故障。110KV以上的超高壓采用該系統(tǒng)很有經(jīng)

10、濟(jì)價(jià)值。,4、低壓配電系統(tǒng)的接地型式,我國(guó)220380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，而且引出有中性線N、保護(hù)線PE、保護(hù)中性線PEN。,中性線(N線)的功能：一是用來接用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備；二是用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；三是減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移。 保護(hù)線(PE線)的功能：它是用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(指正常不帶電壓但故障情況下可能帶電壓的易被觸及的導(dǎo)電部分，例如設(shè)備的金屬外殼、金屬構(gòu)架等)通過保護(hù)線接地，可在設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)減少觸電危險(xiǎn)。 保護(hù)中性線(PEN線)的功能：它兼有中性線(N

11、線)和保護(hù)線(PE線)的功能。這種保護(hù)中性線在我國(guó)通稱為“零線”，俗稱“地線”。 低壓配電系統(tǒng)按接地型式，分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。,1）TN系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接公共的保護(hù)線(PE線)或公共的保護(hù)中性線(PEN線)。這種接公共PE線或PEN線的方式，通稱為“接零”。包括：TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)，如圖a、b、c所示。,2）TT系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，設(shè)備外殼單獨(dú)接地。,3）IT系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地，設(shè)備外殼單獨(dú)接地。主要用于對(duì)連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險(xiǎn)的場(chǎng)所。,第二章 工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算,本章主要內(nèi)容：電力負(fù)荷有關(guān)概念 用電設(shè)備組

12、計(jì)算負(fù)荷、工廠計(jì)算負(fù)荷 尖峰電流及其計(jì)算,第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線,一、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電電源的要求 一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人員傷亡或在政治上經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，以及特別重要的負(fù)荷。雙電源供電，必要時(shí)增設(shè)應(yīng)急電源。 二級(jí)負(fù)荷：是斷供電，在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者。雙電源供電，當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)可以專線供電。 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一、二級(jí)的負(fù)荷。對(duì)供電電源無特殊要求。,二、工廠用電設(shè)備的工作制 連續(xù)工作制、斷續(xù)周期工作制、短時(shí)工作制（負(fù)荷持續(xù)率）,三、負(fù)荷曲線,表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形。從負(fù)荷曲線上可以掌握負(fù)荷變動(dòng)規(guī)律，獲得對(duì)設(shè)計(jì)和運(yùn)行有用的資料。,有日有功負(fù)荷曲線、

13、年負(fù)荷持續(xù)葉間曲線、年每日最大負(fù)荷曲線等。,如下圖：a)夏日負(fù)荷曲線 b)冬日負(fù)荷曲線 c)年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線,四、負(fù)荷曲線、負(fù)荷計(jì)算所用的物理量,1、年最大負(fù)荷(Pmax)： 全年中負(fù)荷最大工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率,又叫半小時(shí)最大負(fù)荷P30 。,2、年最大負(fù)荷利用小時(shí)(Tmax)（是一個(gè)假想時(shí)間）,一班制：Tmax=18003600h、兩班制：Tmax=35004800h、三班制：Tmax=50007000h,3、平均負(fù)荷：,4、負(fù)荷系數(shù)（負(fù)荷率）：,第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定,計(jì)算負(fù)荷的方法 ：需要系數(shù)法 ，常用 二項(xiàng)式法，設(shè)備臺(tái)數(shù)少，容量差別懸殊時(shí)采用。,供電系統(tǒng)

14、要安全可靠運(yùn)行，電力變壓器、開關(guān)設(shè)備、導(dǎo)線、電纜必須選擇合適，因此必須對(duì)各環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。,一、需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷,1、基本公式：如圖所示,用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷,用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷：,需要系數(shù)：,(Kd可查附表1),如果是一臺(tái)電機(jī)：,（見例題21）,2、設(shè)備容量的計(jì)算,連續(xù)工作制和短時(shí)工作制用電設(shè)備組： 設(shè)備容量是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。,斷續(xù)周期工作制用電設(shè)備組： 必須進(jìn)行負(fù)載持續(xù)率換算,3、多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 應(yīng)該考慮各用電設(shè)備最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素，對(duì)有功、無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) 及,車間干線： 0.850.95及0.900.97,低壓母線：用電設(shè)備組計(jì)算

15、負(fù)荷直接相加時(shí)取 0.800.90及0.850.95,由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加時(shí)取 0.900.95及0.930.97,總的計(jì)算負(fù)荷為,（見例題22）,二、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷,1、基本公式：,Pe=用電設(shè)備組總?cè)萘?Px=X臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘?B、C為二項(xiàng)式系數(shù) 見附表1,2、多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定,考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素在各組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷（cPx）max，再加各組的平均負(fù)荷bPe,（見例題23，4）,第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定,單相設(shè)備接在三相線路中，應(yīng)盡可能均衡分配，如果單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%則不論單相

16、設(shè)備如何分配，單相設(shè)備可與綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算，如果大于15%則將單相設(shè)備換算為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。,一、單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算 1、單相設(shè)備接于相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算,按最大負(fù)荷所接單相設(shè)備的3倍計(jì)算：,2、單相設(shè)備接于線電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算,3、單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算,先將接于線電壓的設(shè)備換算到接于相電壓的設(shè)備容量，然后分相計(jì)算各相設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算公式如下：,等換算系數(shù)可查表23,總的等效三相計(jì)算負(fù)荷為：,其中,第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算,一、工廠計(jì)算負(fù)荷的確定,工廠計(jì)算負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線、電氣設(shè)備、主變壓

17、器的依據(jù)。,1、按需要系數(shù)法確定工廠計(jì)算負(fù)荷,用電設(shè)備總?cè)萘浚ú话▊溆茫┏松弦粋€(gè)需要系數(shù)（附錄表2）,2、按年產(chǎn)量估算工廠計(jì)算負(fù)荷,式中 A為工廠的年產(chǎn)量；a為單位產(chǎn)品耗電量。,3、按逐級(jí)計(jì)算法確定工廠計(jì)算負(fù)荷,計(jì)算負(fù)荷加上各級(jí)損耗進(jìn)行計(jì)算,電力變壓器的功率損耗按照下式近似計(jì)算：,4、工廠的功率因數(shù)，無功補(bǔ)償及補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷,1）工廠的功率因數(shù) ：瞬時(shí)功率因數(shù)：,平均功率因數(shù)：,最大負(fù)荷功率因數(shù)：,2）無功功率補(bǔ)償,供電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定：100KVA及以上高壓供電的用戶其功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，其它電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.85以上。,無功補(bǔ)償容量,確定電容器個(gè)數(shù),3）無功補(bǔ)償后的工廠

18、計(jì)算負(fù)荷,二、工廠年耗電量的計(jì)算,年有功電能消耗量,年無功電能消耗量,：年平均有功負(fù)荷系數(shù)：0.70.75 ：年平均無功負(fù)荷系數(shù)：0.760.82 Ta：年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)：一班制2000h 二班制4000h 三班制6000h,第五節(jié) 尖峰電流及其計(jì)算,尖峰電流是指持續(xù)時(shí)間1-2S的短時(shí)最大負(fù)荷電流（電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)）。,1、單臺(tái)用電設(shè)備（指單臺(tái)電動(dòng)機(jī)）,2、多臺(tái)用電設(shè)備（兩臺(tái)及以上電動(dòng)機(jī)）,或,同時(shí)系數(shù).,第三章 短路電流,本章主要內(nèi)容：無限大容量電力系統(tǒng)三相短路時(shí)的物理過程及物理量 三相短路及兩相和單相短路的計(jì)算 短路電流的效應(yīng)及短路校驗(yàn)條件,第一節(jié) 短路的原因、后果及形式,一、短路的原因,

19、絕緣損壞、過電壓、外力損傷、違反操作規(guī)程、動(dòng)物造成等。,二、短路的后果,產(chǎn)生很大的電動(dòng)力、很高溫度、元器件損壞；電壓驟停、影響電氣設(shè)備正常運(yùn)行；停電、電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞；不平衡電流、不平衡逆變磁場(chǎng)、電磁干擾等出現(xiàn)。,三、短路的形式,三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路,短路的形式(虛線表示短路電流路徑),第二節(jié) 無限大容易電力系統(tǒng)三相短路時(shí)的物理過程,一、無限大容量電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程,a)三相電路圖 b)等效單相電路圖,無限大容量電力系統(tǒng)中發(fā)生三相短路,無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電壓、電流變動(dòng)曲線,電路中存在電感，發(fā)生短路后，電流不能突變，有一個(gè)過渡過程即短路暫

20、態(tài)過程。,二、短路有關(guān)的物理量,1、短路電流周期分量,2、短路電流非周期分量,（波形按指數(shù)函數(shù)衰減 ）,（波形為正弦波）,3、短路全電流,4、短路沖擊電流,=12 短路電流沖擊系數(shù)（高壓三相短路為1.8，低壓為1.3）,高壓三相短路,低壓三相短路,5、短路穩(wěn)態(tài)電流,（無限大容量系統(tǒng)）,短路電流的表示：,三相短路 、兩相短路 、兩相接地短路 、單相短路,第三節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)中短路電流的計(jì)算,短路電流計(jì)算過程：繪出計(jì)算電路圖、元件編號(hào)、繪等效電路、計(jì)算阻抗和總阻抗、計(jì)算短路電流和短路容量。,計(jì)算方法： 歐姆法、標(biāo)幺制法,一、采用歐姆法進(jìn)行三相短路計(jì)算,計(jì)算公式,計(jì)算高壓短路時(shí)電阻較小，一般可

21、忽略。,時(shí),可忽略,時(shí),可忽略,1、電力系統(tǒng)的阻抗計(jì)算,電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗很小，不予考慮。,2、電力變壓器的阻抗計(jì)算,短路損耗,電阻,電抗,3、電力線路的阻抗計(jì)算,和,可查下表或其它數(shù)據(jù)表,電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值,4、阻抗換算（有變壓器時(shí)）,電路內(nèi)各元件的阻抗都必須按照短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓統(tǒng)一換算，換算的條件是元件功率損耗不變。,例31,二、標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路電流計(jì)算,1、標(biāo)幺值概念,任一物理量的標(biāo)幺值,（實(shí)際值與基準(zhǔn)值之比）,基準(zhǔn)容量 （可以任意選取，一般取100MVA）,基準(zhǔn)電壓 （通常取短路計(jì)算電壓）,基準(zhǔn)電流,基準(zhǔn)電抗,2、元件標(biāo)幺值：,電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值：,電力變壓

22、器電抗標(biāo)幺值：,電力線路電抗標(biāo)幺值：,3、短路電流標(biāo)幺值及短路電流計(jì)算,根據(jù) 可以計(jì)算出 。,4、三相短路容量,例32,四、兩相短路電流的計(jì)算,五、單相短路電流的計(jì)算,大接地電流系統(tǒng)、三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí),（要考慮正序、負(fù)序、零序阻抗）,工程中簡(jiǎn)單計(jì)算,單相短路回路的阻抗：,結(jié)論：在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流和單相短路電流均比三相短路電流小，電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)應(yīng)采用三相短路電流，相間短路保護(hù)及靈敏度校驗(yàn)應(yīng)采用兩相短路電流，單相短路電流主要用于單相短路保護(hù)的整定熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。,第四節(jié) 短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn),發(fā)生短路后產(chǎn)生危害效應(yīng)：電動(dòng)效應(yīng) 熱效應(yīng),一、短路電流的電動(dòng)效應(yīng)和動(dòng)

23、穩(wěn)定度,1、短路時(shí)最大電動(dòng)力,由計(jì)算可知：無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，中間相導(dǎo)體所受到的電動(dòng)力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體所受到的電動(dòng)力大，一般采用三相短路沖擊電流校驗(yàn)電器的動(dòng)穩(wěn)定度。,2、動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn),一般電器：,和,分別為電器的極限通過電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）的峰值和有效值，可查有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本。,絕緣子：,最大允許載荷,為絕緣子的最大允許載荷，可查有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本。如果手冊(cè)或產(chǎn)品樣本給出的是絕緣子的抗彎破壞載荷值，將其值乘以0.6作為 值； 為三相短路時(shí)作用于絕緣子上的計(jì)算力；如果母線在絕緣子上為平放， ；如果母線為豎放，則 。如圖所示（下頁）。,硬母線：最大允許應(yīng)力,為母線材料的最大允許應(yīng)力， 為

24、母線通過 時(shí)所受到的最大計(jì)算應(yīng)力； 為母線通過 時(shí)所受到的彎曲力矩，當(dāng)母線檔數(shù)為12時(shí)， ；當(dāng)母線檔數(shù)大于2時(shí)， ；當(dāng)母線水平放置時(shí)， ， 為母線截面水平寬度， 為母線截面的垂直高度。如圖所示（下頁）。,水平放的母線 a)平放 b)豎放,3、短路點(diǎn)附近交流電機(jī)反饋沖擊電流的考慮,（參數(shù)見表3-3 67頁）,大容量電動(dòng)機(jī)對(duì)短路點(diǎn)反饋沖擊電流,二、短路電流的熱效應(yīng)與熱穩(wěn)定度,1、短路時(shí)的發(fā)熱及計(jì)算,短路前后導(dǎo)體的溫度變化,短路發(fā)熱假想時(shí)間,短路發(fā)熱的假想時(shí)間：,短路時(shí)間 短路保護(hù)裝置實(shí)際動(dòng)作時(shí)間 斷路器的斷路時(shí)間 取0.10.2秒,2、短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件,一般電器：,母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體

25、：,和可由有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本查得。,導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù) ，可由附錄表7查得。,例34（自己看）,第四章 工廠變配電所及其一次系統(tǒng),本章主要內(nèi)容：工廠變配電所任務(wù)和類型 觸頭間電弧的產(chǎn)生和熄滅 變配電所一次設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理及選擇 變配電所主接線圖的分析 變配電所的布置、結(jié)構(gòu)、安裝及運(yùn)行和檢修,第一節(jié) 工廠變配電所的任務(wù)和類型,一、變配電所的任務(wù),變電所：受電、變壓、配電的任務(wù) 配電所：受電、配電的任務(wù),二、變配電所的類型,工廠變電所：總降壓變電所 車間變電所: 車間附設(shè)變電所 車間內(nèi)變電所,如下圖所示,車間變電所的類型,1、2內(nèi)附式，3、4外附式，5車間內(nèi)式，6露天或半露天式，7獨(dú)立式，8桿上，9地下

26、式，10樓上式,第二節(jié) 電氣設(shè)備中電弧及觸頭,電?。阂环N強(qiáng)烈的電游離現(xiàn)象，光亮很強(qiáng)，溫度很高，可燒毀觸頭、延長(zhǎng)斷電時(shí)間等。（表面溫度30004000度，弧心溫度10000度。）,一、電弧的產(chǎn)生,觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，觸頭本身及觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子，在外加電壓足夠大時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電游離而發(fā)生電弧。,1、產(chǎn)生電弧的游離方式：,1）熱電發(fā)射：觸頭分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，陰極表面由于大電流收縮集中，出現(xiàn)熾熱光 斑，觸頭表面電子吸收熱能發(fā)射到觸頭間隙，形成自由電子。 2）高電場(chǎng)發(fā)射：觸頭開斷初，電場(chǎng)強(qiáng)度大，觸頭表面電子被強(qiáng)行拉出。 3）碰撞游離：高速電子碰撞中性質(zhì)點(diǎn)，使中性質(zhì)點(diǎn)變成正離子和自由電子，

27、當(dāng)離子濃度足夠大時(shí)，介質(zhì)擊穿產(chǎn)生電弧。 4）熱游離：電弧中心溫度高達(dá)10000攝氏度，電弧中的中性質(zhì)點(diǎn)游離為正離子 和自由電子。,2、結(jié)論,碰撞游離產(chǎn)生電弧， 熱游離維持電弧。,二、電弧的熄滅,1、電弧熄滅的條件,去游離率游離率,2、熄滅電弧的去游離方式,正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“復(fù)合”，重新成為中性質(zhì)點(diǎn) 正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“擴(kuò)散”，使電弧區(qū)帶電質(zhì)點(diǎn)減少,3、交流電弧的熄滅特點(diǎn),交流電弧每一個(gè)周期要暫時(shí)熄滅兩次，完善的滅弧裝置熄滅交流電弧一般需要幾個(gè)周期，真空斷路器滅弧只要半個(gè)周期，同等條件下交流電弧比直流電弧容易熄滅。,4、開關(guān)電器中常用的滅弧方法,速拉滅弧法、冷卻滅弧法、吹弧滅弧法、長(zhǎng)弧切短滅弧法、粗弧

28、切短滅弧法、狹溝滅弧法、真空滅弧法 、SF6滅弧法。,如圖所示（下頁）,吹弧方式（1電弧，2觸頭）,a)橫吹 b)縱吹,電動(dòng)力吹弧,磁力吹弧,1磁吹線圈，2滅弧觸頭，3電弧,鐵磁吸弧,1電弧，2鋼片,鋼滅弧柵對(duì)電弧的作用,1鋼柵片，2電弧，3觸頭,絕緣滅弧柵對(duì)電弧的作用,1絕緣柵片，2電弧，3觸頭,三、對(duì)電氣觸頭的基本要求,1、滿足正常負(fù)荷的發(fā)熱要求,2、具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,3、具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度,4、具有足夠的斷流能力,第三節(jié) 高壓一次設(shè)備,一次電路：,（主電路、主接線、主回路）,變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路。,一次設(shè)備：一次電路中所有的設(shè)備稱一次設(shè)備。,一次設(shè)備分類：,

29、(1)變換設(shè)備 其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求改變電壓或電流、頻率等，例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、變頻機(jī)等。,(2)控制設(shè)備 其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求來控制一次電路的通、斷，例如各種高低壓開關(guān)設(shè)備。,(3)保護(hù)設(shè)備 其功能是用來對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等的保護(hù)，例如熔斷器和避雷器等。,(4)補(bǔ)償設(shè)備 其功能是用來補(bǔ)償電力系統(tǒng)中的無功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器等。,(5)成套設(shè)備 它是按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次設(shè)備的二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動(dòng)力和照明配電箱等。,（本節(jié)介紹一次電路中的高壓熔

30、斷器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、斷路器及開關(guān)柜）,一、高壓熔斷器,(fuse，文字符號(hào)為FU),在電路電流超過規(guī)定值并經(jīng)過一定時(shí)間后，使熔體熔化而分?jǐn)嚯娏鳌嚅_電路的一種保護(hù)電器。熔斷器的功能主要是對(duì)電路及設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，有的熔斷器還具有過負(fù)荷保護(hù)的功能。,高壓熔斷器全型號(hào)的表示和含義如下：,1、RN1和RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器（限流式）,RN1型：主要用于高壓電路和設(shè)備的短路保護(hù)（額定電流可達(dá)100A）,RN2型：高壓電壓互感器一次側(cè)短路保護(hù) （額定電流一般為0.5A）,RN1、RN2型高壓熔斷器安裝圖,l瓷熔管，2金屬管帽3彈性觸座，4熔斷指示器，5接線端子，6支柱瓷瓶，7底座,RN1、RN

31、2型熔斷器的熔管剖面示意圖,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(虛線表示熔斷指示器在熔體熔斷時(shí)彈出),2、RW4和RW10（F）型戶外高壓跌開式熔斷器,既可作610KV線路和設(shè)備的短路保護(hù)，又可在一定條件下，用高壓絕緣鉤棒操作熔管的分合，起高壓隔離開關(guān)的作用。,RW410(G)型跌開式熔斷器,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(內(nèi)套纖維質(zhì)消弧管)，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,3、高壓隔離開關(guān)（QS）,隔離高壓電源、保證設(shè)備和線路的安全檢修。斷開后有明顯可見的斷開間隙，沒有專門

32、的滅弧裝置，不允許帶負(fù)荷操作，可以通斷不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路，與高壓斷路器配合使用。戶內(nèi)用CS6（83頁）型手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、戶外多用絕緣鉤棒手工操作。,GN810600型高壓隔離開關(guān),1上接線端子，2靜觸頭，3閘刀，4絕緣套管，5下接線端子，6框架，7轉(zhuǎn)軸，8拐臂，9升降瓷瓶，10支柱瓷瓶,4、高壓負(fù)荷開關(guān)（QL）,具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，不能斷開短路電流，與高壓熔斷器配合使用。,FN310RT型高壓負(fù)荷開關(guān),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

33、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,高壓負(fù)荷開關(guān)的壓氣式滅弧裝置工作示意圖,1弧動(dòng)觸頭，2絕緣噴嘴，3弧靜觸頭，4接線端子，5氣缸，6活塞，7上絕緣子，8主靜觸頭，9電弧,5、高壓斷路器（QF）,能通斷負(fù)荷電流和短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘， 切除短路故障。,SNl010型高壓少油斷路器,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,SNl010型高壓少油斷路器一相油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu),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動(dòng)觸頭(導(dǎo)電桿)，8中間滾動(dòng)觸頭，9下接線端子，1

34、0轉(zhuǎn)軸，11拐臂，12基座，13下支柱瓷瓶，14上支柱瓷瓶，15斷路彈簧，16絕緣筒，17逆止閥，18絕緣油,SNIO10型斷路器滅弧室工作示意圖,1靜弧觸頭，2吸弧鐵片，3橫吹滅弧溝，4縱吸油囊，5電弧，6動(dòng)觸頭,真空斷路器的真空滅弧室結(jié)構(gòu),1靜觸頭，2動(dòng)觸頭3屏蔽罩，4波紋管， 5與外殼封接的法蘭盤，6金屬波紋管，7玻殼,SF6斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)示意圖,1靜觸頭,2絕緣噴嘴,3動(dòng)觸頭 4氣缸,5壓氣活塞(固定)，6電弧,6、高壓開關(guān)柜,將一、二次設(shè)備組合在一起的高壓成套配電裝置。,類型：固定式、手車式（移開式）,具有五防功能：防止誤分、誤合斷路器 防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開關(guān) 防止帶電誤掛接

35、地線 防止帶接地線誤合隔離開關(guān) 防止人員誤入帶電間隔,GG1A(F)07S型高壓開關(guān)柜(斷路器柜),1母線，2母線側(cè)隔離開關(guān)，3少油斷路器(QF)，4電流互感器(TA)，5線路側(cè)隔離開關(guān)(QS)，6電纜頭， 7下檢修門，8端子箱門，9操作板，10斷路器的手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，11隔離開關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)手柄，12儀表繼電器屏，13上檢修門，14、15觀察窗口,GC口10(F)型高壓開關(guān)柜,1儀表屏，2手車室，3上觸頭(兼起隔離開關(guān)作用)， 4下觸頭(兼起隔離開關(guān)作用) ，5斷路器手車,7、高壓一次設(shè)備的選擇,注：表中表示必須校驗(yàn)，表示不要校驗(yàn)。,第四節(jié) 低壓一次設(shè)備,1000V（或1200V）及以下的電氣設(shè)

36、備，本節(jié)介紹常用的低壓熔斷器、低壓開關(guān)和配電屏。,一、低壓熔斷器,種類：插入式（RC型） 螺旋式（RL型） 無填料密封管式（RM型） 有填料密封管式（RT型） 有填料管式 （gF、aM） 高分?jǐn)嗄芰Γ∟T型） RZ1型低壓自復(fù)式熔斷器,RMl0型低壓熔斷器,a)熔管b)熔片,1銅管帽，2管夾，3纖維熔管，4刀形觸頭(觸刀)，5變截面鋅熔片,RT0型低壓熔斷器,a)熔體b)熔管C)熔斷器d)絕緣操作手柄,1柵狀銅熔體，2刀形觸頭(觸刀)，3瓷熔管，4熔斷指示器，5蓋板，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,RZ1型低壓自復(fù)式熔斷器,1接線端子，2云母玻璃，3氧化鈹瓷管，4

37、不銹鋼外殼，5鈉熔體，6氬氣，7接線端子,二、低壓刀開關(guān)和負(fù)荷開關(guān) 低壓刀開關(guān) 低壓熔斷器式刀開關(guān) 低壓負(fù)荷開關(guān),三、低壓斷路器,塑料外殼式、萬能式等很多種類 。,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、7脫扣按鈕，8加熱電阻絲，9熱脫扣器，10過流脫扣器,四、低壓配電屏,將一、二次設(shè)備組合在一起的一種低壓成套配電裝置，有PGL、GGL、GGD等型號(hào)。,五、低壓一次設(shè)備的選擇,注：表中表示必須校驗(yàn)，表示一般可不校驗(yàn)，表示不要校驗(yàn)。,第五節(jié) 電力變壓器,一、電力變壓器的分類,有載調(diào)壓 銅繞阻 油浸白冷式 無載調(diào)壓 鋁繞阻 干式 充氣式,二、結(jié)構(gòu),三

38、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油位指示器，6防爆管，7瓦斯繼電器，8高壓套管和接線端子，9低壓套管和接線端子，10分接開關(guān)，11油箱及散熱油管，12鐵心，13繞組及絕緣，14放油閥， 15小車，16接地端子,環(huán)氧樹脂澆注絕緣的三相干式變壓器,1高壓出線套管，2吊環(huán)，3上夾件，4低壓出線端子，5銘牌，6環(huán)氧樹脂澆注絕緣繞組，7上下夾件拉桿，8警示標(biāo)牌，9鐵心，10下夾件，11底座，12高壓繞組相間連接導(dǎo)桿，13高壓分接頭連接片,三、聯(lián)接組別及選擇,變壓器一、二繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成一、二側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓之間不同相位關(guān)系。常用兩種聯(lián)結(jié)方式：,即,即,

39、四、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇,1、臺(tái)數(shù)選擇：滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求， 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 一般車間變電所采用一臺(tái)， 應(yīng)考慮欠負(fù)荷的發(fā)展，有一定余地。,2、主變壓器容量的選擇,裝設(shè)一臺(tái)主變壓器,裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器,車間變電所單臺(tái)變壓器容量上限：1000KVA或1250KVA,五、電力變壓器并列運(yùn)行條件,1、變壓器的一、二次額定電壓必須對(duì)應(yīng)相等。 2、變壓器的阻抗電壓（短路電壓）必須相等。 3、變壓器的連接組別必須相同。 4、變壓器的容量盡量相同或相近，最大容量與最小容量之比不超過3：1。,第六節(jié) 電流互感器和電壓互感器,電壓互感器（CT）TA 電流互感

40、器（PT）TV,功能：使儀表、繼電器、二次設(shè)備與主電路絕緣，擴(kuò)大儀表、繼電器等二 次設(shè)備的應(yīng)用范圍。,一、電流互感器,1、基本原理和特點(diǎn),一次繞組導(dǎo)線很粗，匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)多導(dǎo)線細(xì)。,電流互感器,1鐵心，2一次繞組，3二次繞組,2、電流互感器常用接線方式:,一相式接線、兩相V型接線、兩相電流差接線、三相星型接線,電流互感器的接線方案,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,3、實(shí)際電流互感器,LQJ10型電流互感器,1次接線端子，2一次繞組，3二次接線端子，4鐵心，5二次繞組，6警示牌,LMZJ10.5型電流互感器,1銘牌，2一次母線穿孔，3鐵心，樹脂澆注

41、 4安裝板，5二次接線端子,4、電流互感器使用注意事項(xiàng),工作時(shí)二次側(cè)不得開路， 二次側(cè)有一端必須接地， 電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性。,二、電壓互感器,1、基本原理和特點(diǎn),一次繞組導(dǎo)線很細(xì)，匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)少導(dǎo)線粗。,電壓互感器,1鐵心,2一次繞組,3二次繞組,、電壓互感器的使用注意事項(xiàng),工作時(shí)二次側(cè)不得短路， 二次側(cè)有端必須接地， 互感器在連接時(shí)注意其端子的極性。,、電壓互感器的常用接線方式,單相電壓互感器、V/V型、三相五柱式等,電壓互感器的接線方案,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YoYo形 d)三個(gè)單相三繞組或一個(gè)三

42、相五芯柱三繞組電壓互感器接成YoYo(開口三角)形,第七節(jié) 工廠變配電所的主接線圖,對(duì)工廠變配電所主接線的基本要求： 安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì) 主接線圖繪制形式：系統(tǒng)式主接線圖、裝置式主接線圖,一、高壓配電所的主接線圖,（系統(tǒng)式）,高壓配電所及其附設(shè)2號(hào)車間變電所主接線圖,高壓配電所的裝置式主接線圖,二、車間和小型工廠變電所的主接線圖,車間變電所高壓側(cè)主接線方案(示例),a)高壓電纜進(jìn)線，無開關(guān) b)高壓進(jìn)線，裝隔離開關(guān)C)高壓進(jìn)線，裝隔離開關(guān)和熔斷器d)高壓進(jìn)線，裝負(fù)荷開關(guān)和熔斷器 e)高壓架空進(jìn)線，裝跌開式熔斷器和避雷器f)高壓架空進(jìn)線，裝隔離開關(guān)和避雷器 g)高壓架空進(jìn)線，裝隔離開關(guān)熔斷器

43、和避雷器h)高壓架空進(jìn)線，裝負(fù)荷開關(guān)、熔斷器和避雷器,高壓側(cè)采用隔離開關(guān)和熔斷器或跌開式熔斷器的變電所主接線圖,高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線圖,三、工廠總降壓變電所的主接線圖,橋式接線分類：,內(nèi)橋、外橋、全橋,采用內(nèi)橋式接線 采用外橋式接線 采用全橋式接線,倒換線路方便 倒換變壓器方便 操作靈活、投資較大,第八節(jié) 工廠變配電所址、布置、結(jié)構(gòu)及安裝圖,一、變電所所址的選擇,1、所址選擇的一般原則,接近負(fù)荷中心 無劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所 進(jìn)出線方便 塵土少、無腐蝕性氣體 接近電源側(cè) 不在廁所、有水的下方 設(shè)備運(yùn)輸方便 不在有爆炸危險(xiǎn)的地方,2、負(fù)荷指示圖,按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心,負(fù)荷中心

44、的計(jì)算不必十分精確,二、變配電所的總體布置,1、總體布置的要求,便于運(yùn)行維護(hù)和檢修（有規(guī)定） 保證運(yùn)行安全 便于進(jìn)出線 節(jié)約土地和建筑費(fèi)用 適應(yīng)發(fā)展要求,2、變配電所總體布置方案示例,自學(xué)（136137頁）,三、變配電所的結(jié)構(gòu),四、變配電所電氣安裝圖,自學(xué)（139144頁）,有主接線、二次回路、平剖面圖 安裝圖等。,第五章 工廠電力線路,本章主要內(nèi)容：工廠電力線路的接線方式及敷設(shè) 導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算 電力線路的運(yùn)行及維護(hù),第一節(jié) 工廠電力線路及接線方式,一、電力線路的任務(wù)和類別,1、任務(wù)：輸送和分配電能,2、分類： 低壓：1140V及以下,高壓：1140V以上,超高壓：220KV及以上,

45、二、高壓線路的接線方式,放射式、樹干式、環(huán)形,高壓放射式線路,高壓樹干式線路 高壓環(huán)形接線,三、低壓線路的接線方式,同樣有：放射式、樹干式、環(huán)形,低壓放射式接線,低壓樹干式接線,a)母線放射式配電的樹干式 b)變壓器、干線組的樹干式,低壓鏈?zhǔn)浇泳€（變形樹干式）,a)連接配電箱b)連接電動(dòng)機(jī),低壓環(huán)形接線,第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)的敷設(shè),一、架空線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè),組成：導(dǎo)線、電桿、絕緣子、線路、金具等。,架空線路的結(jié)構(gòu),1低壓導(dǎo)線，2針式絕緣子，3橫擔(dān)，4低壓電桿，5橫擔(dān)，6高壓懸式絕緣子串，7線夾，8高壓導(dǎo)線， 9高壓電桿，10避雷線,1、架空線路的導(dǎo)線,裸導(dǎo)線：?jiǎn)喂伞⒍喙?如鋼芯鋁絞線,2

46、、電桿、橫擔(dān)和拉線,3、線路絕緣和金具,4、架空線的敷設(shè),敷設(shè)要求、路徑選擇,導(dǎo)線在電桿上的排列方式,架空線的檔距、弧垂、及其它距離,各種桿型在低壓架空線路上的應(yīng)用,1、5、11、14終端桿，2、9分支桿，3轉(zhuǎn)角桿，4、6、7、10直線桿(中間桿)，8分段桿(耐張桿)，12、13跨越桿,高壓線路絕緣子,a)針式b)蝴蝶式c)懸式d)瓷橫擔(dān),架空線路的檔距和弧垂,a)平地上 b)坡地上,二、電纜線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè),1、電纜和電纜頭,油浸紙絕緣電力電纜,1纜芯(銅芯或鋁芯)，2油浸紙絕緣層，3麻筋(填料)，4油浸紙(統(tǒng)包絕緣)，5鉛包，6涂瀝青的紙帶(內(nèi)護(hù)層)，7浸瀝青的麻被(內(nèi)護(hù)層)，8鋼鎧(外護(hù)

47、層)，9麻被(外護(hù)層),1纜芯(銅芯或鋁芯)，2交聯(lián)聚乙烯絕緣層，3聚氯乙烯護(hù)套(內(nèi)護(hù)層)，4鋼鎧或鋁鎧(外護(hù)層)，5聚氯乙烯外套(外護(hù)層),交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜,lOkV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜熱縮中間頭,a)中間頭剝切尺寸示意圖 b)每相接頭安裝示意圖,1聚氯乙烯外護(hù)套，2鋼鎧，3內(nèi)護(hù)套，4銅屏蔽層(內(nèi)纜芯絕緣)，5半導(dǎo)管，6半導(dǎo)層，7應(yīng)力管，8纜芯絕緣，9壓接管，10填充膠，11四氟帶，12應(yīng)力疏散膠,2、電纜的敷設(shè),路徑的選擇：考慮引力、過熱、腐蝕、維護(hù)等條件。,敷設(shè)方式：,直埋式 電纜溝 架橋 電纜排管及隧道,3、電纜敷設(shè)的一般要求,增加5-10%的余量、穿管保護(hù)、防火、防水等。,三、車

48、間線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè),采用絕緣線、電纜、裸導(dǎo)線,四、三相交流電涂色,U、V、W相 （A、B、C）,黃、綠、紅、等,第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面的計(jì)算,選擇導(dǎo)線和電纜截面的條件：,發(fā)熱條件 電壓損耗條件 經(jīng)濟(jì)電流密度 機(jī)械強(qiáng)度,一、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面,導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。,1、三相系統(tǒng)相線截面的選擇,其允許載流量不小于通過相線的計(jì)算電流，即：,如果環(huán)境溫度偏差較大時(shí)，考慮溫度校正系數(shù)：,導(dǎo)線允許載流量可查附表16、17、18,2、中性線（N線）截面的選擇,三相四線制中性線：,兩相三線及單相線路：,3、保護(hù)線(PE線)截

49、面的選擇,保護(hù)線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時(shí)單相短路電流通過時(shí)的短路熱穩(wěn)定度,截面不同要求不同 。,當(dāng) 時(shí):,當(dāng) 時(shí)：,當(dāng) 時(shí)：,4、保護(hù)中性線(PEN線)截面的選擇,保護(hù)中性線兼有保護(hù)線和中性線的雙重功能，因此PEN線截面選擇應(yīng)同時(shí)滿足上述PE線和N線的要求，取其中的最大截面。,二、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面,導(dǎo)線或電纜的截面越大，電能損耗越小，但是線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗量都要增加。,按照年運(yùn)行費(fèi)用最小的原則計(jì)算：,年折舊費(fèi)維護(hù)費(fèi)十年電能損耗費(fèi)。,曲線1線路的年折舊維護(hù)費(fèi)，曲線2線路的年電能損耗費(fèi)，曲線3線路的年運(yùn)行費(fèi)用 。,經(jīng)濟(jì)截面,35kV及以上的高壓線路及35kV以下的長(zhǎng)

50、距離、大電流線路例如較長(zhǎng)的電源進(jìn)線和電弧爐的短網(wǎng)等線路，其截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。,經(jīng)濟(jì)電流密度 可查下表：,三、線路電壓損耗的計(jì)算（根據(jù)損耗選擇截面）,導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。一般線路允許損耗不超過5% 。,1、集中負(fù)荷三相線電壓損耗計(jì)算,計(jì)算原理如圖所示：,帶有兩個(gè)集中負(fù)荷的三相線路,a)單線電路圖 b)線路電壓降相量圖,電壓損耗,對(duì)于無感線路,2、均勻分布負(fù)荷的三相線路電壓損耗的計(jì)算,四、按機(jī)械強(qiáng)度選擇截面,導(dǎo)線和電纜截面不應(yīng)小于其最小允許截面，如附錄表14和表15所列。,根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般lOkV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力

51、線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)長(zhǎng)距離大電流線路和35kV及以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其他條件。,第四節(jié) 車間動(dòng)力電氣平面布線圖,電氣平面布線圖：在建筑平面圖上、按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、按電氣設(shè)備的安裝位置、敷設(shè)方式、路徑繪制的電氣布置圖。,車間動(dòng)力電氣平面布線圖（如下圖）,機(jī)械加工車間(一角)的動(dòng)力電氣平面布線圖,第五節(jié) 電力線路的運(yùn)行維護(hù)與檢修試驗(yàn),架空線路、電纜線路、車間線路的運(yùn)行維護(hù),停電處理,電力線路檢修,（見189195頁電力系

52、統(tǒng)規(guī)定）,第六章 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù),本章主要內(nèi)容：繼電保護(hù)的概念及應(yīng)用。,第一節(jié) 過電流保護(hù)的任務(wù)和要求,一、過電流保護(hù)裝置的類型和任務(wù),過電流保護(hù)裝置：,熔斷器（簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)） 低壓斷路器（供電可靠性較高、操作靈活） 繼電保護(hù)（自動(dòng)化程度較高的場(chǎng)所）,二、對(duì)保護(hù)裝置的要求,基本要求：選擇性、速動(dòng)性、可靠性、靈敏度（靈敏系數(shù) ）。,第二節(jié) 熔斷器保護(hù),一、熔斷器在供配電系統(tǒng)的配置,配置要求：使故障范圍縮小到最低限度,注意：低壓系統(tǒng)中的PE線和PEN線上不允許裝設(shè)熔斷器。,二、熔斷器熔體電流的選擇,1、保護(hù)電力線路,2、保護(hù)電力變壓器,考慮因素：,熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負(fù)荷電流，

53、 熔體電流要躲過變壓器低壓側(cè)電機(jī)起動(dòng)的尖峰電流， 熔體電流要躲過變壓器空載含閘電流。,3、保護(hù)電壓互感器,RN2為0.5A,三、熔斷器的選擇與校驗(yàn),1、選擇時(shí)應(yīng)滿足的條件：,熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于線路的額定電壓， 熔斷器的額定電流不應(yīng)小于它所裝熔體的額定電流， 熔斷器的額定類型應(yīng)滿足技術(shù)要求。,2、斷流能力的校驗(yàn),限流式（RM 、RT0等）：,非限流式（RM10）：,斷流能力有上下限（跌開式）：,四、熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn),見下表,檢驗(yàn)熔斷器保護(hù)靈敏度的最小比值K,注：表中K值適用于符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的一些新型熔斷器如RTl2、RTl4、RTl5、NT等型熔斷器。對(duì)于老型熔斷器，可取K=47，即

54、近似地按表中熔斷時(shí)間為5s的熔斷器來取值。,五、熔斷器之間的選擇性配合,要求線路在發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的熔斷器首先熔斷，切斷故障部分。,第三節(jié) 低壓斷路器的保護(hù),一、低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置,三種方式：,1、單獨(dú)接低壓斷路器或低壓斷路器 刀開關(guān)的方式 2、低壓斷路器與磁力起動(dòng)器或接觸器配合的方式 3、低壓斷路器與熔斷器配合的方式,低壓斷路器的配置方式,a)適于一臺(tái)主變b)適于兩臺(tái)主變C)適于低壓配電出線d)適于頻繁操作電路e)適于熔斷器保護(hù)的電路 QF低壓斷路器，QK刀開關(guān)，QKF刀熔開關(guān)，KM接觸器，KH熱繼電器,二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定,1、低壓斷路器過電流脫扣器額定電流

55、的選擇,脫扣器額定電流,2、低壓斷路器過流脫扣器動(dòng)作電流的整定,1）瞬時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流的整定,動(dòng)作電流,可靠系數(shù) 取值為,2）短延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定,動(dòng)作電流,取值為1.2,動(dòng)作時(shí)間 0.2s,0.4s, 0.6s三級(jí),時(shí)間差0.2s,3）長(zhǎng)延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定,動(dòng)作電流,取值為1.1,動(dòng)作時(shí)間：反時(shí)限最長(zhǎng)1-2h,4）過流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求,（ 允許載流量）,過負(fù)荷倍數(shù) ：,瞬時(shí)、短時(shí)取4.5,長(zhǎng)延時(shí)取1,有爆炸性危險(xiǎn)的取0.8,3、低壓斷路器熱脫扣器的選擇和整定,1）熱脫扣器額定電流的選擇,2）熱脫扣器動(dòng)作電流的整定,過負(fù)荷保護(hù),取值為1.

56、1,三、低壓斷路器的選擇與校驗(yàn),1、選擇低壓斷路器應(yīng)滿足的條件,低壓斷路器的額定電壓不低于保護(hù)線路的額定電壓。 低壓斷路器的額定電流不小于它所安裝的脫扣器的額定電流。 低壓斷路器的類型應(yīng)符合安裝、保護(hù)、操作方式的要求。,2、低壓斷路器斷流能力的校驗(yàn),動(dòng)作時(shí)間0.02s以上（DW）：分?jǐn)嚯娏?動(dòng)作時(shí)間0.02s以下（DZ）：,四、低壓斷路器過電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn),五、前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合,偏差范圍正負(fù)20%到30% 左右。,1、斷路器配合：,2、低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合：,前一級(jí)低壓斷路器保護(hù)特性曲線：-30%-20%的負(fù)偏差,后一級(jí)熔斷器保護(hù)特性曲線

57、：+30%+50%的正偏差,第四節(jié) 常用的保護(hù)繼電器,一、概述,繼電器：輸入物理量達(dá)到規(guī)定值時(shí)，電氣輸出電路被接通或分?jǐn)唷?輸入量：電氣繼電器,非電氣繼電器,用途：控制繼電器,保護(hù)繼電器,物理量：電流,電壓,功率,繼電器按組成元件分：,機(jī)電型：電磁式、感應(yīng)式,晶體管型,微機(jī)型,如下圖為過電流保護(hù)框圖,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,二、電磁式電流繼電器（KA）和電壓繼電器（KV）,1、DL10系列電磁式電流繼電器結(jié)構(gòu),1線圈，2電磁鐵，3鋼舌片，4靜觸點(diǎn)，5動(dòng)觸點(diǎn)，6起動(dòng)電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿，7標(biāo)度盤(銘牌)，8軸承，9反作用彈簧，10軸,2、返回系數(shù),一般為0.8，越

58、接近1越靈敏。,調(diào)節(jié)：平滑調(diào)節(jié) 撥動(dòng)桿6,級(jí)進(jìn)調(diào)節(jié) 線圈1串聯(lián)（動(dòng)作電流?。┗虿⒙?lián)（動(dòng)作電流大）,3、DL-10系列接線和圖形符號(hào),a)DL11型b)DL12型c)DL13型d)集中表示的圖形e)分開表示的圖形,4、欠電壓繼電器,一般為1.25,三、電磁式時(shí)間繼電器（KT）,使保護(hù)裝置獲得所需要的延時(shí)，延時(shí)時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。,DS110、120系列時(shí)間繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號(hào),四、電磁式信號(hào)繼電器（KS）,有信號(hào)指示牌,五、電磁式中間繼電器（KM）,DZ10中間繼電器內(nèi)部接線和圖形符號(hào),六、感應(yīng)式電流繼電器,1、基本結(jié)構(gòu)及原理(右下圖),（過載及短路保護(hù)）,速斷倍數(shù),GL一10、20系列感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),1線圈，2電磁鐵，3短路環(huán)，4鋁盤，5鋼片，6鋁框架，7調(diào)節(jié)彈簧，8制動(dòng)永久磁鐵，9扇形齒輪，10蝸桿，11扁桿，12繼電器觸點(diǎn)，13時(shí)限調(diào)節(jié)螺桿，14速斷電流調(diào)節(jié)螺釘，15銜鐵，16動(dòng)作電流調(diào)節(jié)插銷。,2、接線圖,GL系