供配电技术第一章教案.doc

教 案
第一章 电力系统概论
2011年2月 24日 第 一 周
概 述
本章教学目的及基本要求：
掌握供配电系统的基本知识和基本问题。
理解系统和供配电系统的概念、电力系统的额定电压、电力系统中型点的运行方式、电能的质量指标和电力符合等基本知识。

本章教学内容的重点和难点：
电力系统的电压和电能质量问题；
电力系统的中性点运行方式；
线路接线方式和变电所的主接线方式。

本章教学内容的深化和拓宽：
供电可靠性指标
负荷分类
本章教学方法、方式：讲授 启发 讨论

本章主要参考资料：
刘介才编，《工厂供电》，机械工业出版社，2003年出版
江文，许慧中 主编，《供配电技术》，中国电力出版社，2005年出版。

单 元 教 案 首 页
2011年2月24日第一周
课题：1.1 电力系统和供配电系统概述 课次： 1
1.2 电力系统的额定电压
1.3 电力系统的中性点运行方式
教学方法：讲授、讨论、启发 教具：普通
教学目的：
理解系统和供配电系统的概念、电力系统的额定电压、电力系统中型点的运行方式
教学重点：电力系统的额定电压的确定
教学难点：电力系统中型点的运行方式的区别
教学过程时间分配（包括组织教学：复习旧课、作业问题分析、讲授新课、新课小结、布置作业）
新课导入 7分钟
讲授新课 70分钟
巩固小结 3分钟
课堂练习 10分钟
课后记：

一、 电力系统的基本概念
电力系统主要是由上面三个部分组成的一个发电、输电、变配电和用电的整体，见下图。

1、 发电厂
2、 电力网
1） 变配电所
2） 电力线路
3、电能用户

二、 工厂供电系统
1、 具有高压配电所的工厂供电系统
2、 具有总降压变电所的工厂供电系统
3、 高压深入负荷中心的工厂供电系统
4、 只有一个变电所或配电所的工厂供电系统
三、工厂供电的要求和课程任务
1、要求：（一） 安全、
（二）可靠、
（三）优质
（四）经济
2、任务：学生初步掌握中小型工厂供电系统运行维护及简单设计计算所必需的基本理论和基本知识，为今后从事工厂供电技术工作奠定初步的基础。
四、电力系统的额定电压
1、供电质量的主要指标：频率、电压。
2、额定电压的国家标准：GB 156-2007《标准电压》
（一）电力线路的额定电压
（二）用电设备的额定电压

（三）发电机的额定电压
（四）电力变压器的额定电压

3、工厂供配电电压的选择
(一)工厂高压配电电压的选择。
工厂供电系统的高压配电电压的选择，主要取决于当地供电电源电压及工厂高压用电设备的电压、容量和数量等因素
（二）工厂低压配电电压的选择。
工厂低压配电电压的选择，主要取决于低压用电设备的电压。一般采用220／380V，其中线电压380V接三相动力设备及380V单相设备，而相电压220V接220V的照明灯具及其他220V的单相设备

一、概述
1、电力系统中性点的三种运行方式：
1）中性点不接地
2）中性点经消弧线圈接地
3）中性点直接接地
2、按接地保护的形式不同对低压配电系统进行分类：
TN系统中的设备外露可导电部分均采取与公共的保护线(PE线)或保护中性线(PEN线)相连接的保护方式
TT系统中的设备外露可导电部分则采取经各自的PE线直接接地的保护方式
IT系统的中性点不接地或经阻抗(约1000Ω)接地，且通常不引出中性线，一般为三相三线制系统，其中设备的外露可导电部分，与TT系统一样，也是经各自的PE线直接接地
二、中性点不接地的电力系统
1.系统正常时电压电流的向量关系图：

2．系统单相接地时的电压电流向量关系图：

三、中性点经消弧线圈接地的电力系统
1.系统单相接地时的电压电流关系
四、中性点直接接地的电力系统
1.系统发生一相接地时的情况

单 元 教 案 首 页
2011年3月3日第二周
课题：1.4 电能质量指标 课次： 2
1.5 电力负荷
教学方法：讲授、讨论、启发 教具：普通
教学目的：
理解电能的质量指标和电力符合等基本知识。
教学重点：电压幅值指标
教学难点：电力负荷分类
教学过程时间分配（包括组织教学：复习旧课、作业问题分析、讲授新课、新课小结、布置作业）
新课导入 7分钟
讲授新课 70分钟
巩固小结 3分钟
课堂练习 10分钟
课后记：

教学设计过程：
一、电能指标
（一）电压降与电压损失
电压降即线路两端电压的相量差，而线路两端电压的幅值差ΔU＝U1－U2称为电压损失，它近似等于电压降的水平分量。电压损失常用它对额定电压UN的百分比来表示，称为电压损失百分值。其表达式为

（二）电压偏移及危害
电力负荷的大小是变动的，当最大负荷时，电网内电压损失增大，使用电设备的端电压降低；反之则升高。因此，用电设备的端电压是随电力负荷的变化而变化的，这种缓慢变化的、实际电压与额定电压之差称为电压偏移，即 .
为正偏移，为负偏移。与电压损失一样，电压偏移一般也用它对额定电压的百分比来表示，称为电压偏移百分值。其表达式为

（三）电压调整措施
1．正确选择供电变压器的变比和电压分接头
2．合理减少供配电系统的阻抗
3．均衡安排三相负荷
4．合理调整供电系统的运行方式
5．采用无功功率补偿装置
6．采用有载调压变压器
五、负荷对供电质量的影响
（一）电压波动和闪变
1．电压波动和闪变的概念
供电系统中的电压有效值快速变化的现象叫做电压波动。电压波动是由于负荷急剧变动，引起系统的电压损耗快速变化，从而使电气设备的端电压出现快速变化而产生的。
电压波动会影响电动机的正常启动，可以使同步电动机转子振动，使电子设备特别是计算机无法正常工作。电压波动对照明的影响最为明显，可使照明灯发生明显的闪烁，故称为“闪变”。
2．电压波动和闪变的抑制
1）采用专线或专用变压器供电，选用短路容量较大或电压等级较高的电网供电。
2）降低线路阻抗。
3）采用静止补偿装置。
（二）谐波干扰
1．高次谐波的概念
高次谐波是指对周期性非正弦波形按傅立叶方法分解后所得到的频率为基波频率整数倍的所有高次分量，而基波频率就是50Hz。高次谐波简称“谐波”。

二、电力负荷分级及其对供电的要求
1．一级负荷
这类负荷若供电突然中断将造成对人员的生命危害，或造成重大设备损坏且难以修复，或打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国民经济带来极大损失。
一级负荷要求由两个独立电源供电。对特殊重要的一级负荷，必须由两个独立电源供电。独立电源是指不受其它电源的影响与干扰的电源。
2．二级负荷
这类负荷若突然断电，将造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿，或出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成较大的损失。这类负荷一般允许短时停电几分钟，它在工业企业中占的比例最大。
二级负荷应由两回线路供电，两回线路应尽可能引自不同的变压器或母线段。当取得两回线路确有困难时，允许由一回专用架空线路供电。
3．三级负荷
凡不属于一、二级负荷的用电设备，均列为三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。
（三）用户对供电的基本要求
1．保证供电安全可靠
2．保证供电电能质量
3．保证供电系统的经济性