供配电技术复习资料.doc

第1章 电力系统概论
1、概念（填空）：
（1）电力系统：
4个组成部分：发电厂、变电所、电力线路、电能用户。
（2）供配电系统：
6个组成部分：总降压变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所、建筑物变电所、用电设备。
2、电力系统额定电压的计算（计算）：
电网、用电设备、发电机、电力变压器。
（1）电网（线路）的额定电压：
由国家规定（详见P5表1-1）；
（2）用电设备的额定电压：
等于电力线路的额定电压；
（3）发电机的额定电压：
比电力线路的额定电压高5%；
（4）变压器一次绕组额定电压：
等于发电机的额定电压（升压变压器）或电力线路的额定电压（降压变压器）；
二次绕组额定电压：
比电力线路的额定电压高10%（≥35kV）或5%（≤10kV）。
例1：我国规定的三相交流电网额定电压序列是：0.22，0.38，0.66，3，6，10，35，66，110，220，330，500kV。
请问：0.22，0.38，0.60，3，6，10.5，35，66，110，220，330，500kV是吗？
3、电力系统的中性点运行方式（填空）：
（1）3种：中性点不接地系统；
中性点经消弧线圈接地系统；
中性点直接接地系统。
（2）不同电压等级对中性点运行方式的采用情况：
①采用中性点不接地运行方式：
3～63kV
②采用中性点经消弧线圈接地运行方式：
3～10kV（接地电流＞30A）
20～63kV（接地电流＞10A）
③采用中性点直接接地运行方式：
≥110kV 或＜1kV
4、按工作制的负荷分类（填空）：
3类：连续工作制负荷； 短时工作制负荷；反复短时工作制负荷。
5、电能的质量指标（填空）：
3项：电压质量； 频率质量； 供电可靠性。
6、电压质量（计算）：
电压偏移； 电压波动与闪变；电压畸变。

例2：某380V输电线路，由于线路损失，某用户实际电压为370V，该用户的电压偏移为多少？

例3：频率的变化对电力系统运行的稳定性影响很大，因而对频率的要求比对电压的要求严格得多，一般不超过±0.5Hz。
电网低频率运行时，所有用户的交流电动机转速都相应降低，因而许多工厂的产量和质量都将不同程度地受到影响。
第2章 负荷计算
1、计算负荷（PC）的概念：
Pmax＝P30＝PC
如：已知电度表（KW·h）的读数，
求PC（每30min平均功率的最
大值）。
例1：某车间有三班制，其中最大负荷工作班从9点～16点，由电度表每隔半小时记录一次电表值（单位kWh），记录为：
20，21，22.5，20.6，20.3，20.7，20.9，20.5，20.8，20.1，20.5，20.8，20.1，20.2，20.2。
则计算负荷Pc为多少？

解：Pc=22.5×2=45kW
2、负荷曲线的有关物理量：
①年最大负荷Pmax＝P30＝PC；
②年最大负荷利用小时数Tmax：

例2：南方某厂的夏日负荷曲线上P1占的时间为8h，冬日负荷曲线上P1占的时间为2h，则年负荷曲线上P1占的时间为多少？

3、物理意义：利用负荷曲线求Tmax

物理意义：如图所示，使面积S1＝S2，负荷曲线所包络的面积即为全年所消耗的电能Wa，则矩形所包围的面积也为Wa，即
Wa＝Tmax·Pmax
它表示全年如果都在最大负荷下工作时的工作时数。
例3：某厂的年最大负荷为1752kW，Tmax为4000h，则年平均负荷为 多少？
解：

4、设备容量的确定：
对反复短时工作制设备（电焊机
和吊车电动机）的容量换算：
对电焊机：要求统一换算到ε=100%时
的额定功率。

对吊车电动机：要求统一换算到ε=25%时的额定功率。

例4：某电焊变压器铭牌额定容量SN=42kVA，暂载率εN=60%， 功率因数cosφN=0.62，ηN=0.85，给该电焊变压器供电的支线负荷PC为多少？

5、 计算负荷的方法：
2种：需要系数法；
二项式系数法。
① 需要系数法（多组时考虑同期系数）

② 二项式系数法（多组）：
理解公式中Px的含义：
Px为用电设备组中x台最大容量的用电设备的容量之和。
例5：当用电设备台数少而功率相差悬殊时，用需要系数法 计算的结果往往偏小，故此法不适用于低压线路的计算，只适用于计算变、配电所的负荷。

例6：用二项式系数法求计算负荷Pc=bPs+cPx，式中Px代表用电设备组中X台最大容量的用电设备的容量之和。
变压器的近似计算：
ΔPT≈0.015SC
ΔQT≈0.06SC
6、功率损耗和能量损耗：
变压器的近似计算：
ΔPT≈0.015SC
ΔQT≈0.06SC
7、功率因素和无功功率补偿：
①补偿方式：
3种：高压集中补偿；
低压集中补偿；
个别补偿。
②补偿装置：
2种：并联电容器；
同步电动机。
③补偿容量的计算；
电容器个数的确定。
参看例题与作业。
例7：某工厂全年用电量为：有功电度6000万度，无功电度7480万度，则该厂的平均功率因数为多少？

例8：某厂全年用电量为800×104KW.h，原功率因数为0.67，现欲补偿到0.9，则装设BW-10.5-14-1型电容器个数为多少？
解：tgφav1＝tg(arccos0.67)＝1.1080
tgφav2＝tg(arccos0.9)＝0.4843
Qcc＝Pav.(tgφav1−tgφav2)
          ＝800×104÷8760× (1.1080−0.4843)
          ＝569.59kVar
n＝Qcc/qCN＝569.59/14
≈40.68
应取3的整数倍：42个。
第3章 短路电流计算
1、标幺值的概念及计算。
标幺值＝有名值/基准值
例1：某线路额定电压为UN，由于某种原因造成电压损失4%，则该线路的电压标么值为多少？
解：标幺值＝有名值/基准值
电压标幺值＝0.96UN/UN＝0.96
2、电力系统的电抗标幺值的计算。
包括：线路；
变压器；
电抗器；
电力系统（或出口断路器）。

3、对称三相短路电流的计算
（包括：IK*、IK、Ish、ish、Sk）。
参看例题与作业。

第4章 供配电系统
1、配电电压的选择：
高压配电电压：10kV或6kV；
低压配电电压：380/220V或660V。
配电电压的高低取决于厂区范围、用电负荷的大小和分布情况；如果在方案比较中，高、低两种电压的优缺点相差不多，从发展观点出发，宜采用较高电压。
2、变压器台数和容量的选择原则：
① 单台变压器容量选择原则：
按SC的100%；
② 两台变压器容量选择原则：
按SC的60%～70%。
3、备用问题：明备用、暗备用。
两台变压器的备用方式有两种：
（1）一种是暗备用，两台变压器均按60%～70%的负荷来选择；
（2）另一种是明备用，每台变压器都按最大负荷的100%来选择。
4、倒闸操作原则：P97
接通电路时：先闭合隔离开关，
后闭合断路器；
切断电路时：先断开断路器，
后断开隔离开关。
原因：带负荷操作过程中要产生电
弧，而隔离开关没有灭弧能
力，所以隔离开关不能带负
荷操作，断路器可以。
第5章 电气设备的选择
1、电气设备选择的一般原则：
① 按环境和正常工作条件
（UN、IN）选择；
② 按短路条件校验动稳定和
热稳定。
第6章 电力线路
1、电力线路的接线方式（填空）。
3种：放射式、树干式、环式。
2、选择导线的一般原则：
① 按允许载流量的选择；
② 按允许电压损失的选择；
③ 按经济电流密度的选择；
④ 按机械强度的选择；
⑤ 满足短路稳定度的条件。
第7章 供配电系统的继电保护
1、继电保护的概念与基本要求：
4个：选择性、可靠性、速动性、
灵敏性。
理解：保护原则（有选择性）、
主保护、后备保护等概念。
例1：下图中，若在K点发生故障，应由哪些断路器跳闸才算有选择性，使停电范围缩到最小？并指出图中5QF的后备保护

2、时间整定原则（保证选择性）：
阶梯原则（计算t1=t2+Δt）。
请看教材P206 7-19题
3、电流速断保护存在死区，必须与主保护（过电流保护）一起配合使用，才能保证有选择性和速动性。

例2：如左图所示，有双侧电源的三绕组变压器，图中标出了各侧保护装置的动作时限，已知Δt=0.5S，试说明变压器三侧开关1QF、2QF、3QF上过电流保护装置的工作时限分别为多少？

例3：单电源三绕组变压器上装设了过电流保护，为了
保证有选择性，过电流保护的时间t1、t2、t3应分别如
何整定？（Δt=0.5S）

4、发生单相接地故障后：P181
相电压、线电压和电流的变化。
① 对中性点不接地系统（小电流接地系统）
系统正常运行时：
每相对地电压与相电压相等。
发生单相接地故障时：
故障相对地电压为0；
非故障相对地电压升高 倍，与线电压相等；
线电压不发生任何变化。
因此，设计时，对中性点不接地系统，每相
的绝缘耐压水平，需按线电压考虑。
②对中性点直接接地系统
（大电流接地系统）
当发生单相接地故障时，单相短路电流比正常电流大很多，保护电器将动作，能迅速切除故障部分的设备。
非故障相的对地电压不会升高。
因此，设计时，对中性点直接接地系统，每相绝缘耐压水平只按相电压考虑。
第9章 电气安全、防雷和接地
1、安全电压的概念：
交流有效值50V；
安全电流的概念：30mA·s。
2、避雷保护装置保护范围的计算。
避雷针；
避雷线。
例1：避雷针在被保护物高度hx的平面上的保护半径rx：

若在保护平面上被保护物距离
避雷针的实际距离为r：
若r≥rx时：则不能保护被保护物；
若r＜rx时：则能保护被保护物。

3、变压器的防雷保护
（避雷器工作原理）。

避雷器正常工作时，保护间隙未被击穿，电阻大，不影响电网正常供电。
当线路遭受雷击或发生感应雷时，产生大气冲击过电压波，击穿避雷器气隙，气隙电阻迅速变小，强大的雷电流通过接地装置入地，使变压器免受大气过电压波的冲击，这样，变压器就得到了保护。

4、接触电压（Utou）、跨步电压（Ustep）的概念。
5、保护接地：
分为TN系统、TT系统、IT系统。
6、对TN系统，为什么要进行重复接地（原理）？
目的：①减轻PEN线断开后的触电危险；
②降低设备外壳对地电压。
7、为什么要进行环路式接地？P271
目的：使电位分布比较均匀，降低跨步电压
和接触电压。