工厂供电期末复习笔记.docx
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工厂供电期末复习笔记
工厂供电期末复习笔记
【章一】
电能质量：
电压和频率（波形）是标志电能质量的两个重要标志。
（是以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念。
）
电力网和用电设备额定电压
低压配电网（V）
220/127380/220
中压配电网（kV）
3610
高压配电网（kV）
3563110220
输电网（kV）
330500750
电力系统的作用及组成：
由发电厂、电力网和用电设备组成
电力系统的作用是：
由各个组成环节分别完成电能的生产、变换、输送、分配和消费等任务。
发电厂：
将一次能源转换成电能（将各种形式的能量转换为电能的特殊工厂）。
火电厂：
利用燃烧的化学能转化为电能的工厂。
无用（转化成水火电厂
热电厂：
热能的二次利用。
做功后的蒸汽
给了热力用户热电厂
思考题1（1/2）3,4,7习题1-1、1-2
【章2】
一级负荷：
中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复，带来极大的政治、经济损失。
需要两个独立电源供电。
二级负荷：
中断供电将造成设备拒不破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复，或大量产品报废、重要产品大量减产、造成较大经济损失。
又两回线供电。
当回线路有困难时，允许由一回专用架空线路供电。
三级负荷：
不属于一级、二级的一般电力负荷。
对电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。
例（2-6）
单相负荷的合理分配：
1）S总容量S总容量除以3得每相平均容量Sn
2）分配，每相Sn
3）相电压（220V）设备和线电压（380V）设备都有
4）先分配线电压设备PAB,PBC,PCA
5）将PAB,PBC,PCA分别换算成PA,PB,PC
6）再分配相电压
思考题1,2,3
（1）4计算题2-3
【章3】
重点复习：
3-3变配电所电气主接线（重点：
图3-4、图3-5、图3-6）P44页
变电所基本接线形式：
单母线接线、双母线接线、桥形接线和线路-变压器单元接线。
内桥接线和外桥接线图3-6（P46）
思考题1
（1）2,5,6
【章4】
短路种类：
三相短路（最危险）、两相短路、两相接地短路和单相接地短路（最频发）。
短路原因：
1、电力系统中电气设备载流部分绝缘损坏；2、工作人员不遵守合理的操作规程而发生错误操作；3、鸟兽跨越在不同相得裸露载流导体上时均能引起短路。
短路危害：
1、元件发热，使元件损坏；2、短路电流引起很大的机械应力；3、破坏电气设备的正常运行；4、破坏系统稳定；5、干扰通信系统。
标幺值：
某量的标幺值=该量的实际值/该量的基准值。
优点：
不同电压等级不需要再折算了，减轻了计算量并便于比较分析。
思考题：
1、电力系统中性点接地与不接地系统发生单相接地短路时有何区别？
电力系统中性点不接地系统中发生单相接地短路时，故障的电容电流不大，而且三相之间的线电压仍然保持对称不变，对负荷的供电没有影响，还可以继续短时间运行1~2小时，而不必立即跳闸；但中性点接地发生单相接地短路时，故障电容电流无限大，必须立即跳闸！
思考题1,2,4
（1）
【章5】
电弧的产生过程：
1-强电场发射2-热电发射3-碰撞游离4-热游离
断路器：
有灭弧装置；
隔离开关：
没有灭弧装置；
负荷开关：
只是加装了简单的灭弧装置，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。
断路器与隔离开关在一起的好处：
发生故障时，断路器跳闸；检修时，隔离开关断开。
熔断器与负荷开关一起的好处：
熔断器有很强的灭弧装置。
自动重合闸：
断路器跳闸后，能自动合闸一次或两次。
断路器：
电流大时，跳闸。
断路器由很强的灭弧装置，可以直接断开短路电流；而负荷只有简单的灭弧装置，不能直接断开短路电流。
思考题1,4
【其他】
一次能源：
煤、油、水等。
二次能源：
电
电压等级越高，输送距离越远，输送电功率越大。
跌落式熔断器：
跌落式熔断器的动触头（是活动的）靠熔丝拉紧与静触头（俗称鸭嘴）卡住，当熔丝熔断时动触头失去拉力崽子中和弹簧的双重作用下，动触头（熔断管）落下和静触头分开，切断电路。
真空断路器不是真空度越高越好，真空度越高，电流经过的时间太短，需要充入稀薄空气。
第六章工厂供配电系统二次接线
6-1工厂供配电系统二次接线原理图
一次接线或主接线：
工厂供电系统的变压器、断路器、隔离开关、母线、架空线及电缆线路等电气设备相互连接构成的电路。
二次接线图或二次回路图：
用二次设备的图形符号和文字符号，表明二次设备互相连接关系的电气接线图。
二次接线图：
原理接线图和安装接线图。
1）归总式原理接线图
特点：
二次接线与一次接线的有关部分画在一起。
归总式原理图中常用的图形：
见表6-1（P127
图6-1（P127）6~10KV线路过电流保护原理图。
2）展开式原理接线图
展开图：
是根据二次接线的每个独立电源绘制的，将每套装置的交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示。
展开式原理图中常用图形的符号的含义：
见表6-3（P129
展开式原理图中常用的图形：
见表6-2（P128）
6-2断路器的控制回路
按控制地点可将断路器的分闸、合闸控制分为：
集中控制和就地控制。
集中控制：
把电压级别高、较重要的断路器集中在主控制室或控制屏上进行控制。
就地控制：
把一些不太重要设备的断路器在安装地点的配电装置上就地进行控制。
1、断路器控制回路
1）控制开关当断路器需要合闸或断开时，由值班人员转动控制开关的手柄来进行。
2）自动装置当断路器需要自动投入运行时，可将自动投入装置的继电器触点接入合闸控制回路。
把继电保护装置的出口继电器触点接入跳闸控制回路，设备故障时可自动跳闸。
3）中间放大元件
4）操动机构
2、断路器控制回路展开接线图
图6-4断路器控制回路展开接线图（P131）
绿灯发亮表示合闸回路完好及断路器出于跳闸状态，起到了监视回路完好与表示断路器位置状态的作用。
红灯发亮，表示断路器已合闸，并说明跳闸回路完好。
断路器已经合闸，但手柄出在“跳闸后”状态，出现“不对应”的情况，需要人工复位。
6-3中央信号回路
图6-5中央事故信号装置展开图（P133）
6-4测量仪表及其接线
1、电气测量仪表的准确等级
见P134~135
图6-7（P136）用两只有功功率表测量三相三线制有功功率
图6-8经互感器两元件三相有功功率表接线图6-9测量三相三线制电路有功功率的接线图（P137）
电度表：
将电功率和时间的乘积累积起来的仪表。
思考题：
1，4
第7章工厂供配电系统的继电保护
7-1供电线路的继电保护
一、继电保护装置：
指能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器或发出信号的一种自动装置。
继电保护基本任务：
1）自动、迅速有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证其他部分迅速恢复正常生产，使故障设备免于继续遭到破坏；
2）反映电气设备的不正常运行状态，可动作与发出信号、减负荷或跳闸，此时一般不要求保护迅速动作，而是带有一定的时限，以保证选择性。
二、动作与跳闸的继电保护，在技术上一般满足四个基本要求：
选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
灵敏性：
指保护装置在保护范围内对发生保障或不正常运行状态的反应能力。
可靠性：
指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作；而在任何不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。
3、继电保护的基本原理
1）反映电流改变的：
电流速断、定时限过电流及零序电流等保护；
2）反映电压改变的：
低电压或过电压保护；
3）既反映电流又反映电流与电压间相角改变的：
方向过电流保护；
4）反映电压与电流的比值：
距离保护；
5）反映输入电流与输出电流之差：
电压器差动保护；
继电保护的组成：
测量部分、逻辑部分和执行部分。
图7-2过电流保护原理图（P145）
7-2供电线路的继电保护
线路发生相间短路故障的特点：
线路中的电流突然增大，电压突然下降。
线路的电流保护：
利用电流突然增大而引起电流继电器动作的保护。
电流保护分为：
定时限过电流保护、反时限过电流保护及电流速断保护。
一、电流保护的接线方式：
指电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。
表示实际流入继电器的电流
与电流互感器二次侧电流
之比值。
1）三相星形接线方式（图7-3三相星星接线P146）
反映单相短路和相间短，
=1
使用范围：
主要用于高压中性点直接接地系统及大型发电机、变压器等，作为相间和单相接地短路的保护接线。
2）不完全星形接线方式（图7-4P147（只反映相间短路）
它与三相星形接线的主要区别在于B相上不装设电流互感器和电流继电器，因此当B相发生单相接地故障时，不起保护作用。
<规程>规定不完全星形接线必须装设在A、C相上，否则可能造成越级跳闸扩大停电范围。
3）两相电流差接线方式
A三相短路
=
BA、C两相短路
=2CA、B或B、C两相短路
=1
2、定时限过电流保护
与接线无关定时限
定时限机械系统获得延时都具有选择性
与继电器有关反时限
电磁系统速断
图7-9不完全星形接法的定时限过电流保护的原理接线图（P150）
选择定时限过电流保护动作电流的原则：
是应保证被保护线路发生相间短路故障时能可靠地动作，在正常运行时的最大负荷电流和由于电动机的起动或自起动以及用户负荷突变和其他原因引起的短时间的冲击电流等情况下保护不应动作，同时还应该考虑保护装置在外部短路被切除后能可靠地返回。
3、低压闭锁的过电流保护
定时限过电流保护的动作电流是：
按躲过最大的负荷电流整定的，在某些情况下可能满足不了要求。
为此可采用低电压闭锁的过电流保护。
这不仅提高了保护的灵敏度，也提高了保护装置动作的可靠性。
（低电压闭锁：
提高保护装置灵敏度）
只有被保护线路发生短路故障同时出现电压降低、电流增大的情况，保护才能动作于跳闸。
4、反时限过电流保护
图7-10反时限过电流保护原理接线图（P152）
5、电流速断保护（不靠时限，有选择性）
为了实现短路电流越大越应尽快切除的目的，可采用瞬时电流速断保护，简称：
电流速断保护。
图7-12电流速断保护的单相原理接线图（P153）
速度按保护中的中间继电器的作用：
一、扩大触点容量；二、躲开避雷器的放点动作时间，避免保护误动作。
瞬时电流速断保护设备简单、动作迅速，但不能保护线路全长，且保护范围因系统运行方式不同而变化，所以需与带时限的过电流保护配合使用。
在速断保护范围内，速断为主要保护，过电流保护为后备保护；在速断保护范围外的死区内，过电流保护为基本保护。
死区：
该保护的区域没被保护，两级保护都没管。
死区弥补：
在速度按保护线路中，后段再设置“带时限过电流保护”作为后备保护。
6、中性点不接地系统的单相接地保护
电力系统中发电机和主变压器的中性点运行方式有：
中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。
小电流接地系统：
中性点不接地和经消弧线圈接地。
我国10KV以及以下系统一般采用中性点不接地运行方式；35KV系统多采用经消弧线圈接地的运行方式；110KV及以上的系统，采用中性点直接接地的运行方式。
由于在中性点不接地系统中发生单相接地时故障的电容电流不大，而且三相之间的线电压仍然保持堆成不变，对负荷的供电没有影响，因此，还可继续短时间运行1~2h，而不必立即跳闸。
电源中性点不接地系统的特点：
当发生单相接地短路时：
接地（故障）相的电压为0
1）相对地电压正常相的电压是正常运行时的电压的
倍（危险）
接地（故障）相电流是正常运行时电容电流的3倍（不危险）
2）相对地电流正常相的电流是正常运行时电容电流的
倍
在中性点不接地系统中，任一点发生单相接地故障都会出现零序电压U0，因此可根据有无零序电压实现单相接地保护。
绝缘监视器装置就是利用有无零序电压原理构成的单相接地保护装置。
（该装置没有选择性）因此可以采用零序电流保护装置：
利用故障线路零序电流较非故障线路零序电流大的特点构成的保护装置。
7-3电力变压器的保护
油箱内：
绕组的相间短路、匝间短路以及铁心烧损等。
变压器故障
油箱外：
套管和引出线上发生短路。
此外还有变压器外部短路引起的过电流等。
过负荷
变压器运行不正常状态：
油面降低
变压器保护：
瓦斯保护、总差动保护（或电流速度按保护）、电流速断保护、过电流保护、过负荷保护。
1）瓦斯保护轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器。
图7-20瓦斯保护原理接线图（P159）瓦斯保护灵敏、快速、接线简单，可以有效地反映变压器的内部故障，它和纵差动保护共同组成变压器的主保护。
2）总差动保护（或电流速度按保护）适宜大容量，重要变压器。
可以用以变压器绕组和引出线的相间短路。
图7-21双绕组变压器总差动保护原理图（P160）
正常运行和外部故障时，保护不动作；变压器内部发生相间短路时，保护装置动作。
变压器纵差动保护是用比较变压器两侧电流的大小及相位确定正常情况、外部故障还有内部故障的。
为了消除变压器中电流不平衡的影响，通常是将变压器星形侧的三个电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的三个电流互感器接成星形，并适当考虑连接方式后，即可把二次电流的相位矫正过来。
3）电流速断保护（适宜中、小容量的变压器）图7-26
4）过电流保护：
为了反映变压器外部短路引起的过电流并作为变压器主保护的后备保护。
图7-27
5）过负荷保护过负荷电流大大于额定电流并且小小于短路电流图7-29
图7-32装有备用电源自动投入装置的主接线：
用于不允许停电的一、二级负荷。
思考题1，2（只需知道两种接线形式），3，7，9
第8章防雷与接地
大气过电压（外部过电压）
2、按过电压产生的原因
操作过电压（内部过电压）
直击雷过电压（直击雷）
5、大气过电压的基本形式感应过电压（感应过电压）
进行波过电压（侵入波）
6、避雷针：
作用：
吸引雷，并将雷电流通过避雷针安全地泄入大地，从而保护避雷针附近的电力设备和建筑物免受直击雷危害。
组成：
接闪器（针头）、接地引下线和接地体。
7、接地引下线：
由它将雷电流安全导入埋于地中的接地体。
8、避雷线：
作用：
保护架空线路免受直接雷击。
组成：
接地线、接地引下线和接地体三部分组成。
9、避雷器：
作用：
用来防止雷电产生的大气过电压（即雷电侵入波）沿架空线路侵入变电所或其他建筑物时，危害电气设备绝缘。
避雷器的工作原理：
正常工作时，避雷器内的电阻很大，设备正常工作；当遭雷击时，避雷器的阀值电阻为零，即刻击穿火花间隙，总电阻趋于零，强大的电流从避雷器通过，从而保护设备。
避雷器形式：
氧化锌避雷器、管型避雷器和保护间隙。
10、对35KV及以下线路，常采用以下措施：
1）架设避雷线a63KV及以上全线装设避雷线；b35KV及以下，在变、配电所进出线端架设1~2km的避雷线
2）装设自动重合闸或自重合熔断器
3）提高线路本身的绝缘水平
4）利用三角形顶线作保护线
5）装设避雷器和保护间隙
6）绝缘子铁脚接地
直击雷：
用避雷针、避雷线
重点防护
侵入波：
用避雷线、避雷器（使侵入波通入自身）
14、直击雷防护
反击防护：
降低接地电阻和保证避雷针与设备间有足够的距离。
图8-13、8-14
15、侵入雷电波过电压保护：
1）至少在35KV及以下的变（配）电所进线端架设1~2km的避雷线
2）35KV的每组母线上装避雷器
人工接地体
15、接地体接地装置
自然接地体
跨步电压：
人在地面行走时，两脚接触在故障设备周围地面上水平距离为0.8m的两点间的电位差。
第9章工厂供配电系统的节能与无功补偿
1、功率因数的大小与用户负荷性质有关。
在一定有功功率条件下，用户所需感性无功功率越大，
越小。
2、在工厂中，当由功功率恒定，无功功率增大时，将引起一下影响：
1）增加供电系统的设备容量和投资
2）增加系统损耗
3）电压损失增大
1
有功功率P不变
减小，容量S增大，后果变压器容量Sbn变大
供电线路导线截面积增大
因而增加了供电系统的设备投资。
2
电压不变
减小，I增大，
增大，
增大，效率
减小。
（无功功率需求大时，将增大线路和变压器的公路车和电能损耗）
3无功功率增加时，使线路和变压器电压损失增大，电压质量下降。
因为P不变，即有功功率不变，所以
取决于无功功率。
5、功率因素：
瞬时功率因数、月平均功率因数、自然功率因数（分瞬时值和平均值）和总功率因数（分瞬时值和平均值）。
6、功率因数与节能：
a）合理选择供、用电设备，提高设备利用率，可减少供、用电设备的投资，充分挖掘原有设备潜力b功率因数的提高，可以减少送、变和配电设备中的电流，因而大大降低电能损耗。
7、提高功率因数的方法：
1）提高自然功率因数：
合理使用变压器和电动机，即使小容量设备满载代替大容量设备的轻载。
对于长期运行的大型设备采用同步电动机传动为宜。
2）采取人工补偿方法提高功率因数：
采用加装静电电容的人工补偿方式，对提高功率因数最为经济、有效。
大型企业亦可加装同步调相机。
电容器就是一种常用的无功补偿装置，在工厂变电所中，主要是用电容器并联补偿来提高功率因数。
串联补偿主要用于送电线路。
电容器的基本特征：
储存电荷。
计算题：
P215记住公式：
【概念总和】
动力系统：
原动机带动发电机发电然后经过变电所配电所把电输送给用户。
电力系统：
发电机发电经配电所变电所把电输送给用户。
电力网：
变电所、配电所输电
额定电压：
在电气设备在该电压和频率下运行时，能获得最佳的技术性能和经济效果。
负荷曲线：
表示一组用电设备的用电功率随时间变化的图形。
反映用户的特点和规律。
分有功负荷曲线和无功负荷曲线
计算负荷：
按发热条件选择导体和电气设备时使用的一个假象负荷。
尖峰电流：
单台或多台用电设备持续1~2秒的短时最大负荷电流。
一次接线（一次系统）：
将变压器、开关电器、互感器等电气设备按一定顺序连接而成的接受、分配和传输电能的总电路。
二次接线（二次系统）：
用来测量、控制、信号、保护和自动调节一次设备运行的电路。
倒闸操作：
就是电气主接线由一种运行状态转换到另一种运行状态时，按一定顺序隔离开关和断路器进行接通和断开的操作。
短路：
相与相和相与地之间不通过负荷而发生的直接连接故障。
冲击电流：
短路全电流的最大瞬时值。
短路电流的电动力效应：
短路电流通过电气设备和载流导体时，引起的载流导体
间的吸引力或排斥力，可能使导体和设备受到机械损伤。
短路电流的热效应：
短路电流通过电气设备和载流导体时，要产生很大的热量，
可能使设备因温度过高造成绝缘损坏，触点熔焊，导体变形。
热稳定性：
载流导体和电器承受短路电流热效应而不致损坏的能力。
动稳定性：
为了使电气元件可靠工作，它们必须能承受短路时电动力的作用。
电弧：
强烈的电游离现象。
当用刀闸开关切除一台运行着的电动机时，在开关的动触头和静触头之间会产生火花，这个火花就是电弧。
中央事故信号：
断路器事故跳闸时，能及时发出音响信号（蜂鸣声）并用光子牌灯显示出事
故的性质。
中央预告信号：
当设备运行中出现异常状况（如变压器过负荷、直流回路熔断器熔断等）时
，并不需要断路器跳闸，但需要通知运行人员将异常运行状况消除。
定时限：
保护装置的动作时间是预先整定的，与故障大小无关。
反时限：
保护装置动作时间与故障大小成反比。
过电流保护：
为了反映变压器外部短路引起的过电流并作为变压器主保护的后备保护。
过负荷保护过负荷电流大大于额定电流并且小小于短路电流
过电压：
对电气设备绝缘造成危险的电压升高。
（由于雷击和倒闸操作等原因引起的）
大气过电压：
由于大气中雷云放点电，并雷击供配电系统或雷电感应引起的过电压。
操作过电压：
由于供配电系统内部电磁能量的转换或传送引起的过电压。
直击雷过电压：
雷云直接击中房屋、杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流流过该物
体的阻抗泄入大地，在该物体上产生较高的电压降。
感应过电压：
在雷云向大地等处由先导放电发展至主放电阶段而对大地放电时，线路上
的电荷被释放，形成自由电荷电流向线路两端，产生很高的过电压。
侵入波：
架空线路遭受直接雷击或感应雷而产生的高电位雷电波，可能沿架空线路侵入
变电所而造成危险，这种波称为侵入波。
反击：
避雷针遭雷击时，避雷针顶部电位极高，可能会击穿空气绝缘向附近设备放点。
接地体：
埋入地中并直接与大地接触的金属导体。
接地线：
电气设备接地部分与接地体相连接的金属导体。
接地：
电力设备的某部分用接地线与接地体连接。
电气上的“地”或“大地”：
通常将接地体或接地短路点20m以外且点位等于零的地方。
对地电压：
电气设备的接地部分与零电位的大地之间的电位差。
工作接地：
为了保证电气设备在正常和事故情况下可靠地工作而进行的接地。
保护接地：
电气设备的金属外壳、钢筋混泥土杆和金属杆塔，由于带电导体绝缘损坏，
有可能使其带电，为了防止危及人身安全而设的接地。
重复接地：
指零线一处或多处通过接地体与大地再次接触。
接零保护：
为防止因电气设备绝缘损坏而使人身遭受触电的危险，将电气设备的金属外
壳与变压器中性线相连接。
过电压保护接地：
过电压保护装置为了消除过电压危险影响而设的接地。
功率因数：
指在交流电路中电压和电流之间相位差角的余弦，在数值上，是有功功率与
视在功率之比。
无功功率：
衡量与电源能量交换速率的物理量。
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