工厂供电课程总结.doc

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第一章概论

1.工厂课程任务：

主要是讲述电能供应和分配问题，并讲述继电保护、电气照明，使学生初步掌握供电系统和电气照明运行维护和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一定的基础。

2.工厂供电系统的有关知识

电力系统：

由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。

3.额定电压

A：

用电设备的额定电压:

线路首端与末端的平均电压即电网的额定电压。

用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。

B：

发电机的额定电压:

发电机额定电压规定高于同级电网额定电压5％。

C：

电力变压器的额定电压：

（1）电力变压器一次绕组的额定电压分两种情况：

①当变压器直接与发电机相联时，如图中的变压器T1，高于同级电网额定电压5％。

②当变压器不与发电机相联而是连接在线路上时，如图的变压器T2，此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。

（2）电力变压器二次绕组的额定电压一亦分两种情况：

①变压器二次侧供电线路较长，如图中的变压器T1，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压高10％。

②变压器二次侧供电线路不长时，如图中的变压器T2，其二次绕组额定电压只需高于所联电网额定电压5％。

4.电力系统的中性点运行方式：

A，中性点直接接地系统低压配电系统，按保护接地形式，分为TN系统、TT系统和IT系统。

B，中性点不接地的电力系统c，中性点经消弧线圈接地的电力系统

5.工厂供电设计的主要内容：

1，根据资料，计算出车间及全厂的计算负荷；2，根据计算负荷选择车间变电所位置和变压器的台数和容量；3，根据负荷等级全厂的计算负荷，选择供电电源、电压等级、和供电方式；4，选择总降的台数及容量；5，确定总降接线图和厂区的高压配电方案，6，选择电气设备及载流导体的截面，必要时进行短路条件下动稳定和热稳定的校验；7，选择继电保护，并进行参数的整定计算；8，提出变压器和厂区建筑物的防雷措施，接地方式及接地电阻的计算，9确定功率因数补偿措施；10，选择高压配电所的控制和调度方式，11，核算建设所需器材和总投资

第二章负荷计算

1.负荷计算：

求计算负荷的这项工作称作为负荷计算。

实质：

是功率的计算。

“计算负荷”:

指用统计计算求出的，用来选择和校验变压器容量及开关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。

2.负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。

绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷变动时间，纵坐标表示负荷大小；年负荷持续时间曲线反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间（全年按8760h计）的关系。

3.年每日最大负荷曲线反映了全年当中不同时段的电能消耗水平，是按全年每日的最大半小时平均负荷来绘制的。

4.年最大负荷:

全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时平均功率;

5.年最大负荷利用小时Tmax:

一个假想时间,在该时间内,电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。

平均负荷：

就是负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即：

Pav＝Wt/t;

负荷系数KloKlo=Pav/Pm;

6.需要系数：

Kd需要系数是用于负荷计算，它是一个综合系数，取决于设备的负荷率、效率、台数、工作情况及线路损耗，一般需要系数总是小于等于1的。

7.利用系数：

Kx比如总装机100台，但不可能同时开着，开着的也不可能都达到满载！

这就需要一个系数。

其实说的更具体一点就是利用率的问题。

8.形状系数：

Kz形状系数反映了在一定的用电设备组在最大负荷工作班消耗的平均功率一定时候，负荷的平稳度，Pc为负荷的有效值

9.附加系数：

Kf主要考虑了总容量相同，用电设备组相同但组成不同，Pm超过Pav的倍数

无功功率补偿方式的方式有三种：

单独补偿、分组补偿和集中补偿。

10.负荷计算的方法：

附加系数法和需要系数法以及二项系数法

第三章：

工厂供电系统

1.深入负荷中心的供电方式

2.变电所、配电所

3.一次接线：

又叫电气主接线，一次回路，主电路，

4.一次设备：

变压器，PT，CT、高低压开关、断路器、熔断器、避雷器、并联电容器、高低压开关柜、低压配电屏、动力与照明配电箱

5.二次接线：

用来测量、控制、信号指示、保护和自动调节一次设备运行的电路。

注意：

一、二次回路的连接设备就是互感器

6.供电电压的选择：

a，电源进线的电压等级；b，企业负荷的大小和距离电源的远近，c企业内部大型设备的额定电压的大小。

7.总降变压器容量和台数的选择：

对于单台变压器容量Sn≥（1.15-1.4）Sjs其中Sjs是所有设备计算容量之和。

对于两台变压器：

任一变压器都应能满足Sn≥（60%-70%）Sjs

Sn≥（1+2）Sjs

8.车间变电所容量和台数的选择：

同总降。

9.变压器过负荷：

正常过负荷和被迫过负荷

10.变压器并列的3条件.

（1） 电压比相同，其最大差值不得超过±0.5%。

（2） 接线组别相同。

（3） 百分阻抗相等，其最大差值不得超过±10%。

变配电所主接线

1.主接线的主要形式

A，母线型（单母线和双母线），和无母线型（桥式和单元接线）

主接线的要求：

安全、可靠、经济、灵活

倒闸操作的顺序：

B桥式接线：

内桥（靠近变压器侧）要考虑穿越功率，两边的功率要大致相同，外桥则不需要

2变配电所的电气主接线形式和总降的差不多。

3.车间变电所主接线：

要注意对于架空线路进线要设置避雷器，而对于电缆进线，不必要设置避雷器。

电力线路的接线形式：

放射式、树干式、和环式这里要注意环式运行时候要考虑开口运行。

主要是考虑穿越功率的问题

第四章：

短路电流的计算及电气设备的选择与校验

1.三相短路电流的计算

A，无限大容量系统三特征：

最严重短路电流产生的3条件：

P81页

2.供电系统中各元件电抗标么值的计算；

3.三相短路电流计算的方法：

第一，画出等效电路图（包括各主要元件的标幺值），标出各个元器件的参数和短路点；第二、选择基准电压和基准容量，将等效电路图化简，求出短路回路的总阻抗的标幺值；第三、由短路回路总阻抗标幺值计算出短路电流的标幺值，在计算出短路电流的实际值（实际值等于标幺值乘以基准值）；然后求出冲击电流（T=0.01；冲击电流在高压系统中是实际电流的2.55倍，低压系统中是1.84倍实际电流）;然后求出冲击电流的有效值（高压系统是有效值的1.686;低压系统是1.692倍有效值），然后求出短路容量（基准容量乘以电流的标幺值）

4.电动机对三相短路电流的影响

需要考虑的场合：

第一、高压电动机单机或者总容量大于800kw，低压电动机单机或者总容量大于20kw；第二，在靠近电动机引出端附近发生三相短路时，才考虑电动机对冲击电流的影响；第三，计算短路后t≤0.01s的短路电流或者在考虑冲击电流的影响时才计入电动机的反馈电流。

在考虑电动机的影响后，短路点的冲击电流为：

ish∑=ish+ishM

5.短路电流的力效应和热效应

力效应：

硬母线电动力校验：

硬母线的允许应力要大于等于所受到的最大计算应力

对于其他电气设备而言：

Imax≥Ish

热效应：

P110

假象时间：

Tima含义：

指的是短路稳态电流在这段时间内所产生的热量等于短路全电流在实际电路中持续的时间产生的热量Tima＝tk+0.05；tk对于慢速断路器等于0.2s，对于中速等于0.1－0.15s

对于电气设备的热稳定校验：

要满足：

I2t≥I2∞Tima

第五章工厂供电系统的保护及供电自动化

1.继电保护的作用：

自动、快速、有选择性的切断故障设备，正确反映设备的异常运行状态，

继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性

2.常用的继电器KA，KV，KS,KM,KT

3.过电流保护：

供配电系统的保护主要指的是过电流保护，过电流保护的接线方式（这里主要是指电流互感器的二次绕组和电流继电器的接线方式）有三相三继电器式，三相二继电器式、两相两继电器式、两相一继电器式，以及各种接线方式的接线系数。

4．定时限过电流保护：

由电磁式继电器等构成，保护装置的动作时间是按照整定的动作时间固定不变的，与故障电流的大小无关。

5.反时限过电流保护：

由感应式继电器等构成，保护装置的动作时间与故障电流的大小成反比关系，故障电流越大，反应时间越短。

过电流保护的动作电流的整定是按照最大负荷电流整定的，按照末端最小两项短路电流来进行灵敏度的校验的。

并有动作时间满足选择性要求，虽然过电流保护的范围很大，但是过电流保护的速动性比较差，因此需要和速断保护结合使用。

电流速断保护的动作电流是按照保护末端的最大三相短路电流整定的，按照首段最小两相短路电流进行灵敏度的校验，尽管保护方式迅速无延时，但是保护存在死区，不能保护整个电路

6.工厂供电系统的防雷与接地

基本概念：

过电压与分类：

大气过电压和内部过电压

雷电压的分类：

直击雷过电压，感应雷过电压，侵入波过电压

常见的防雷设备：

A、避雷针组成：

金属杆、接地线、接地体

避雷线、避雷网、避雷带

B、避雷器分类

注意：

避雷器应与被保护设备并联

角型避雷器的工作原理：

保护间隙、接地击穿

7.接地和接地装置

l接地：

电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接；

l接地体：

埋于地下并直接与土壤相接触的金属导体；

l接地线：

电气设备中应接地部分与接地体相连接的金属导体；

l接地装置：

接地体与接地线总称；

l接地网：

由若干接地体在大地中用接地线相互连接起来的整体；

8.接地电流和对地电压

l接地电流：

电气设备发生故障时，电流经过接地装置流入大地并做半球状散开，此电流称为接地电流；距离接地体越远，散流电阻越小，一般在20m处，散流电阻为零。

l零点位：

电位为零的地方；称为地或者大地；

l对地电压：

电气设备的接地部分与零电位之间的电位差；

9.接触电压和跨步电压

l接触电压：

人体所承受的电位差；

l跨步电压：

在接地故障点附近，人的双脚之间所承受的电位差，与跨步的大小和距离故障接地点的距离有关系。

10.工作接地、保护接地、重复接地

l工作接地：

正常工作或者故障时，为了保证电气设备可靠运行而将电力系统的某一点接地；比如：

电源中性点接地为了保证非故障相对地电压为相电压；又如：

防雷设备的接地为将雷电流引入大地；

l保护接地：

为了保障人身安全，防止间接触电而将设备的外露可导电部分接地；保护接地的主要类型分为：

（1）TN系统

电源中性点直接接地，并引出中性线（N）、保护线（PE）、或者保护中性线（PEN）；根据N,PE,PEN的连接状况，TN系统可以分为TN－C;TN-S;TN-C-S系统

其中TN-C系统：

N和PE合为PEN；

TN-C系统

其中TN-S系统是N和PE分开

其中TN-C-S系统是前部分N和PE合并，后部分N和PE分开

TN系统中的设备外壳经低压配电系统中公共PE线或者PEN线接地――保护接零。

（3）IT系统

电源中性点：

不接地或者经过大电阻（1k）接地，不引出中性线，属于三相三线制系统，设备的外露部分经过各自的接地装置单独接地；

l重复接地：

将零线上的一处或者多处通过接地装置与大地连接；在架空线路终端以及沿线1KM处、电缆或者架空线引入建筑物处都需要重复接地；否则当零线万一断线而同时断点后某设备发生单相碰壳。

断点之后接零设备外壳都将感应出较高的接触电压。

11.应实行接地或者接零的设备

凡是因为绝缘损坏而可能带有危险高压的电气设备以及电气装置的金属外壳和框架均应可