供配电总复习.doc

第一章 概论 一、能的质电量指标: 电压和频率 二、电力系统中性点运行方式及其特点(重点)三、低压配电系统的接地型式及其特点 中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统。 中性点不接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的 倍。单相接地电容电流为正常运行时相线对地电容电流的3倍。 中性点经阻抗接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的 倍，减小了接地电流。在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。 中性点直接接地系统单相接地时，另两相对地电压不变，变成单相接地短路。TN系统、 TT系统和IT系统 TN-C系统：其中的N线与PE线全部合为一根PEN线。PEN线中可有电流通过，因此对某接PEN线的设备产生电磁干扰。不适于对安全和抗电磁干扰要求高的场所。TN-S系统：其中的N线与PE线全部分开，设备的外露可导电部分均接PE线。主要用于对安全较高的场所，对抗电磁干扰要求高的数据处理和精密检测等实验场所。TN-C-S系统：该系统的前一部分全部为TN-C系统，而后边有一部分为TN-C系统，有一部分则为TN-S系统，其中设备的外露可导电部分接PEN线或PE线。主要用于安全要求和对抗电磁干扰要求高的场所。 TT系统：中性点直接接地，设备外壳单独接地。 IT系统：中性点不接地，设备外壳单独接地。主要用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所。第二章 工厂的电力负荷及其计算 一、工厂电力负荷的分级二、工厂用电设备的工作制（重点）三、常用的负荷计算方法 四、需要系数法确定计算负荷（重点）五、按二项式法确定计算负荷（重点）六、功率因数，无功补偿及补偿后的计算负荷（重点）一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求级别一 级二 级三 级停电影响 中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。是中断供电，在政治、经济上造成较大损失者不属于一级、二级的负荷 允许停电时间 备用电源投入时间，特别重要负荷不允许停电 允许短时停电几分钟 停电影响不大 对供电电 源要求 两个独立电源供电，必要时增设应急电源两回路供电，当负荷较小时可以专线供电无特殊要求 举 例 炼钢厂的炼钢炉、医院、人民大会堂 纺织厂，化工厂 二、工厂用电设备的工作制连续工作制能长期连续运行，每次连续工作时间超过8小时，运行时负荷比较稳定。在计算其设备容量时，直接查取其铭牌上的额定容量。 短时工作制这类设备的工作时间较短，停歇时间较长。在计算其设备容量时，直接查取其铭牌上的额定容量。断续周期工作制这类设备的工作呈周期性，时而工作时而停歇，如此反复，且工作时间与停歇时间有一定比例。负荷持续率：三、常用的负荷计算方法 供电系统要安全可靠运行，电力变压器、开关设备、导线、电缆必须选择合适，因此必须对各环节的电力负荷进行计算。 需要系数法 ：常用 、简便二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用四、需要系数法确定计算负荷1、三相用电设备组基本公式有功计算负荷：无功计算负荷：五、需要系数法确定计算负荷视在计算负荷：计算电流：2、设备容量的计算（1）连续工作制和短时工作制用电设备组：设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和。（2）断续周期工作制用电设备组： 必须进行负荷持续率换算电焊机组：吊车电动机组：3、多组用电设备计算负荷的确定 计入一个同时系数 及 （1）车间干线：0.850.95及0.900.97（2）低压母线：用电设备组计算负荷直接相加时取： 0.800.90及0.850.95由车间干线计算负荷直接相加时取 ： 0.900.95及0.930.973、多组用电设备计算负荷的确定总的计算负荷为：有功计算负荷：无功计算负荷：3、多组用电设备计算负荷的确定视在计算负荷：计算电流：五、按二项式法确定计算负荷1、基本公式：b、c为二项式系数，见附表1Pe为用电设备组总容量，Px为X台最大容量的设备总容量： 无功计算负荷：视在计算负荷：计算电流：五、按二项式法确定计算负荷2、多组用电设备计算负荷的确定 考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷（cPx）max，再加各组的平均负荷bPe。五、按二项式法确定计算负荷2、多组用电设备计算负荷的确定视在计算负荷：计算电流：六、工厂的功率因数，无功补偿及补偿后的工厂计算负荷1、工厂的功率因数瞬时功率因数：指运行中的工厂供配电系统在某一时刻的功率因数值。 P 功率表测出的三相有功功率读数；U电压表测出的线电压读数；I 电流表测出的线电流读数。 平均功率因数：指某一规定时间段内功率因数的平均值。WP有功电度表读数；W q无功电度表读数。 最大负荷时功率因数：指供配电系统运行在年最大负荷时（计算负荷）的功率因数 。P30工厂的有功计算负荷；S30工厂的视在计算负荷。 自然功率因数：指用电设备或工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数。 总功率因数：指用电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数 。2、无功功率补偿100KVA及以上高压供电的用户其功率因数应达到0.9以上，其它电力用户的功率因数应达到0.85以上。提高功率因数：提高自然功率因数、人工补偿无功功率。无功补偿容量：确定电容器个数 ：3、无功补偿后的工厂计算负荷 补偿后总的无功计算负荷为： 补偿后的视在计算负荷为 ：参看例26第三章 短路电流及其计算 一、短路的原因、后果及其形式二、短路有关的物理量 三、短路电流的计算方法 四、采用欧姆法进行三相短路计算 （重点）五、标幺制法进行三相短路计算（重点）短路冲击电流 高压三相短路：低压三相短路:短路稳态电流（无限大容量系统） 短路电流的表示：三相短路 、两相短路 、两相接地短路 、单相短路四、采用欧姆法进行三相短路计算时,可忽略 计算高压短路时电阻较小，一般可忽略。 时,可忽略1、 电力系统的阻抗计算 :电力系统的电阻相对于电抗很小，不予考虑。1、 电力变压器的阻抗计算电阻：电抗:2、 电力线路的阻抗计算:4、阻抗换算（有电力变压器时） 电路内各元件的阻抗都必须按照短路点的短路计算电压统一换算，换算的条件是元件功率损耗不变。 1、 标幺值概念 任一物理量的标幺值: （实际值与基准值之比） 基准容量: 基准电压: （通常取短路计算电压） 基准电流: 基准电抗： 2、 元件标幺值：电力变压器电抗标幺值： 电力线路电抗标幺值： 3、短路电流标幺值及短路电流计算根据 可以计算出4、三相短路容量第四章 工厂变配电所及其 一次系统 一、 高压一次设备及其作用二、 二、低压一次设备及其作用三、 变电所主变压器台数和容量的选择（重点） 四、电流互感器原理、特点及使用注意事项 五、电压互感器原理、特点及使用注意事项1、高压熔断器（FU)在电路电流超过规定值并经过一定时间后，使熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及设备进行短路保护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。2、高压隔离开关（QS）隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修。断开后有明显可见的断开间隙，没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作，可以通断不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路，与高压断路器配合使用。3、高压负荷开关（QL） 具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能断开短路电流，与高压熔断器配合使用。4、高压断路器（QF） 能通断负荷电流和短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。、四、 变电所主变压器台数和容量的选择 1 台数选择满足用电负荷对供电可靠性的要求，对季节性负荷或昼夜负荷变动较大，采用经济运行方式。一般车间变电所采用一台，应考虑欠负荷的发展，有一定余地。2、 主变压器容量的选择 装设一台主变压器 装设两台主变压器 车间变电所单台变压器容量上限：1000KVA或1250KVA 第五章 工厂电力线路 四、导线和电缆截面的计算（重点） 一、电力线路的任务和类别 1、任务：输送和分配电能 2、按结构型式分： 架空线路、电缆线路、车间（室内）线路 二、高压线路的接线方式：放射式、树干式、环形 三、选择导线和电缆截面的条件：发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度。四、导线和电缆截面的计算（一）按发热条件选择导线和电缆截面（二）按经济电流密度选择截面 （三）线路电压损耗的计算（四）按机械强度选择截面 （一） 按发热条件选择导线和电缆截面导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 1、 三相系统相线截面的选择 允许载流量不小于通过相线的计算电流：2、 中性线（N线）截面的选择 （1）三相四线制中性线： （2）两相三线及单相线路： （3）三次谐波电流突出的三相四线制中性线： 3、保护线(PE线)截面的选择 当 时 当 时当 时4、保护中性线(PEN线)截面的选择 保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此PEN线截面选择应同时满足上述PE线和N线的要求，取其中的最大截面。 （二）按经济电流密度选择截面 经济截面 经济电流密度 可查下表： 年最大有功负荷利用小时线路类别导线材质3000h以下30005000h5000h以上 铜 3.00 2.25 1.75架空线路 铝 1.65 1.15 0.90 铜 2.50 2.25 2.00电缆线路 铝 1.92 1.73 1.54(三)线路电压损耗的计算 （根据损耗选择截面）导线和电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。一般线路允许损耗不超过5% 。 1、集中负荷三相线路电压损耗计算 带两个集中负荷的三相线路电压损耗 电压损耗的百分值1、集中负荷三相线路电压损耗计算 对于无感线路 2、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算 图5-32 带有均匀分布负荷的线路2、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算 带均匀分布负荷的线路，在计算其电压损耗时，可将其分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算。（四）按机械强度选择截面 导线和电缆截面不应小于其最小允许截面，如附录表14和表15所列。 第六章 工厂供电系统的过电流保护 一、过电流保护装置的类型和任务 二、对保护装置的要求 三、熔断器保护 四、低压断路器保护 五、继电保护 一、过电流保护装置的类型和任务 熔断器：简单经济，灵敏度低，恢复供电时间长，适用于高低压供配电系统低压断路器：灵敏度高，能很快恢复供电；只适用低压系统继电保护：适用于自动化程度较高的高压供配电系统 二、对保护装置的要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性（一） 熔断器熔体电流的选择 1、保护电力线路 （一）熔断器熔体电流的选择 考虑因素：熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流熔体电流要躲过变压器低压侧电机起动的尖峰电流熔体电流要躲过变压器空载含闸电流（一）熔断器熔体电流的选择 3、保护电压互感器二次侧的负荷很小，因此RN2熔体额定TV电流一般为0.5A1、选择时应满足的条件： 熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压熔断器的额定电流不应小于它所装熔体的额定电流熔断器的类型应满足技术要求3、 低压断路器断流能力的校验 动作时间0.02s以上（DW）：分断电流 动作时间0.02s以下（DZ）： （三）低压断路器过电流保护灵敏度的检验 （四）前后低压断路器之间及低压断路器与 熔断器之间的选择性配合 偏差范围正负20%到30% 左右1、断路器配合： 2、低压断路器与熔断器之间的选择性配合： 前一级低压断路器保护特性曲线：-30%-20%的负偏差 后一级熔断器保护特性曲线：+30%+50%的正偏差 (一)继电器：输入物理量达到规定值时，电气输出电路被接通或分断。 (二)继电保护的任务：1自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从供配电系统中切除，使其它非故障部分迅速恢复正常供电。2正确反应电器设备的不正常运行状态，发出预告信号，以便运行人员采取措施，恢复电器设备的正常运行。3与供配电系统的自动装置（如自动重合闸装置，备用电源自动投入装置等）配合，提高供配电系统的供电可靠性。第七章 工厂供电系统的二次回路和自动装置二次回路概念及用途 二次回路(即二次电路)：是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。 按用途分：断路器控制(操作)回路、信号回路、测量和监视回路、继电保护和自动装置回路等。 按电源性质分：直流回路、交流回路 第八章 电气安全、接地与防雷过电压定义过电压是指在电气线路或电气设备上出现的超过正常工作要求的电压。可分为内部过电压和雷电过电压两大类。