工厂供电期末要点总结

绪论 1. 电力系统的组成：发电厂（生产电能的工厂）、变电站（变换电能电压和接受电能与分配电能的场所）、电力线路（输送电能和分配电能的通道）、电能用户（主要是工业企业）。2. 电力系统：为了提供供电的可靠性和经济性，现今广泛地将各发电厂通过电力网联接起来，并联运行，组成庞大的联合动力系统。其中由发电机、变电站、电力网和电能用户组成的系统称为电力系统。3. 电力系统的额定电压额定电压：能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压。包括发电供电用电设备的额定电压。A 电网（线路）的额定电压：首末两端电压的平均值，国家规定的额定电压。B 用电设备的额定电压：与同级电网（线路）的额定电压相同。C 发电机的额定电压：为线路额定电压的105%。D 电力变压器的额定电压： 升压变压器：一次绕组与发电机额定电压相同 降压变压器：一次绕组与线路额定电压相等 二次绕组：（35kv及以上高压线路）应比相连线路的额定电压高10% （10kv及以下线路）应比相连线路的额定电压高5%4. 电力系统的中性点运行方式：110kv及以上：中性点直接接地 3-63kv：中性点不接地 380v：中性点直接接地5. 工业企业用电电力来源：绝大多数是由国家电网供电，一部分是自用发电厂（1.距离系统太远2.需要大量热能3.有大量重要负荷4.有可供利用的能源）6. 工业企业供电系统的组成：企业降压变电站、车间变电站（多台宜采用分列运行）、配 电线路（架空线路）7. 工厂供电特点：1.三相负荷多，功率大2.工作方式多种多样3.低压配电线路为主8. 电力系统运行的特点和要求：特点：1. 与国民经济和人民日常生活水平关系密切，供电中断会造成严重的损失和后果。 2. 电力系统的暂态过程非常短促。 3. 电能不能大量存储。基本要求：安全、可靠、优质、经济具体内容：安全：既包括供电系统的安全，又包括用电设备和使用者的安全 可靠性：不同级别负荷对供电的要求1. 一级负荷：两个独立电源供电，对于特别重要的一级负荷，应增设应急电源2. 二级负荷：两回线路供电，应尽可能引自不同的变压器或母线段3. 三级负荷：可用单回线路供电。 供电质量：电压（电压偏差、电压波动与闪变和电压波形）、频率和可靠性。电力负荷计算1. 负荷计算的内容和目的：计算负荷：合理选择工厂各级电压供电网络、变压器容量和电气设备型号。尖峰电流：用于计算电压波动、电压损失、选择熔断器和保护元件平均负荷：用来计算全场电能需要量、电能损耗和选择无功功率补偿装置。2. 电力负荷：在电力系统中，用电设备需用的电功率称之为电力负荷，简称负荷或功率。计算负荷：指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷称之为计算负荷。规定：取30分钟平均最大负荷作为该用户的“计算负荷”。3. 计算负荷的计算方法：例：已知：一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kw，其中较大容量电动机有7.5kw2台，4kw2台，2.2kw8台；另接通风机1.2kw2台；电阻炉1台 2kw，试求计算负荷。（已知同时系数均为0.9）其他条件：（需用系数法）：（二项式法）：4. 尖峰电流计算：单台供电设备供电：多台用电设备供电：多台用电设备同时启动：工厂供配电系统的一次接线1. 变电所的功能：接受、变换、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分。2. 变电所的类型：A. 总降压变电所（35-110/6-10kv）（1.企业规模不太大，车间或生产厂房布局较集中设一个；2.企业规模较大，且有两个或以上集中大负荷用电车间群设立两个或两个以上）B. 车间变电所(6-10/0.4/0.23kv)C. 独立变电所(6-10/0.4/0.23kv)D. 建筑物及高层建筑物变电所3. 变电所位置选择： A. 基本原则：经济、方便、安全B. 注意事项：靠近负荷中心；考虑电源进线方向，偏向电源侧；进出线方便等。C. 负荷中心确定：负荷指示图、负荷功率矩法、负荷电能矩法4. 变压器的选择：A. 变压器的分类： 相数三相(S)、单相(D)绝缘介质油浸式（缺省），干式（G），成型固体冷却方式风冷（F）,强迫油循环（P），自冷式（缺省）调压方式有载调压（Z），无载调压（缺省）绕组导线材质铝（L）铜（缺省）B. 型号和含义：-/ 为相数，绝缘，冷却，调压，绕组，设计序号，额定容量，高压等级5. 总降变压所变压器台数：1-2台，一、二级负荷比较大或宜采用经济运行方式时可设立两个主变。总降变压所单台变压器容量：总降变压所两台变压器容量的确定：（车间变电所与总降变压所的选择类似）6. 变压器的实际容量应考虑温度校正系数：变压器的正常过负荷：室外变压器过负荷不得超过30%，室内变压器过负荷不得超过20%变压器的故障过负荷能力：在事故情况下，允许短时间较大幅度过负荷运行，而不论故障前负荷大小，但运行时间不得超过规定时间。7. 变电站的主要电气设备：变压器、开关器件、母线馈线、互感器8. 对变电所主接线的要求：安全可靠灵活经济。9. 变电所常用主接线：A.线路变压器组接线（结构均见ppt） 特点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约建设投资。但该单元中任一设备发生故障时，变电所全部停电，可靠性不高。 适用范围：小容量三级负荷、小型工厂或非生产性用户。 B单母线接线（不分段接线）特点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好，发生误操作的可能性小。但可靠性和灵活性差，当电源线路、母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。 适用范围：可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或有备用电源的二级负荷用户。 C. 单母线接线（分段接线）结构：采用断路器或隔离开关分段。特点：供电可靠性高，操作灵活。但母线故障或检修时，仍有50%的用户停电。适用范围：在具有两路电源进线时，采用单母线分段接线。 D 双母线接线： E. 桥式接线（内/外桥式接线）：（内）特点:接线简单、经济、可靠性高、安全、灵活。适用范围：一、二级负荷、线路长、负荷平坦。35kv及以上总降变电所两路电源供电及两台变压器。10. 几种典型变电所主接线：！总降变压所主接线！A. 单电源进线：一次侧线路变压器组、二次侧单母线不分段主接线特点：经济简单、可靠性不高，适用于负荷不大的三级负荷情况。一次侧单母线不分段、二次侧单母线分段主接线特点：单电源进线两台变压器时，总降变电所主接线采用这种。提高了供电的可靠性，但单电源供电的可靠性还是不高，因此这种接线适用于负荷昼夜变化大的三级负荷以及部分二级负荷。B. 双回电源进线：一二次侧均采用单母线分段主接线特点：由于进线开关和母线分段开关均采用了断路器控制，操作十分灵活，供电可靠性较高，适用于大中型企业的一二级负荷供电。内桥式主接线特点：这种主接线方式大大提高了供电的可靠性和灵活性。适用于大中型企业的一二级负荷供电。适用于：供电线路长，线路故障几率大；负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作；没有穿越功率的终端总降压变电所。外桥式主接线适用于：供电线路短，线路故障几率小；负荷变化大，主变压器需要频繁切换操作；有穿越功率流经。！独立变电所主接线！A. 单电源进线：一次侧母线不分段，二次侧单母线分段一次侧线路变压器组接线、二次侧单母线不分段B. 双电源进线：一般采用一、二次侧单母线分段接线。双回路电源进线高压侧采用单母线分段后，供电可靠性较高，操作灵活方便，当电源进线采用一设备时，装备用电源自动投入装置，可提高供电可靠性。特点：适用于有一二级负荷的企业。变电所有两台或以上的变压器。！车间变电所主接线！A. 单台变压器电缆进线一次侧线路变压器组接线、二次侧单母线不分段解线。架空进线一次侧线路变压器组接线、二次侧单母线不分段接线。B. 双回路进线两台变压器的车间变电所主接线一次侧双线路变压器组接线、二次侧单母线分段接线。！配电所主接线！每个配电所的馈电线路一般不少于45回，配电所一般为单母制。根据负荷类型几进出线数目可考虑将母线不分段或分段。短路电流及其效应的计算1. 短路：短路就是电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路。电力系统发生短路时，系统总阻抗显著减少，短路所产生的电流随之剧烈增加。2. 短路的危害：a. 短路产生很大的热量，导体温度升高，将绝缘损坏。b. 短路产生巨大的电动力，使电气设备受到机械损坏。c. 短路使系统电压降低，电流升高，电器设备正常工作遭到破坏。d. 严重的短路会影响电力系统的稳定性，使同步发电机失步。e. 单相短路产生的不平衡磁场，对通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰。f. 短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便。3. 短路的原因：a. 电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要设备绝缘自然老化，操作过电压，大气过电压，绝缘受到机械损伤等。b. 运行人员不遵守操作规程，如带负荷拉合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸。c. 鸟兽跨越在裸露导体上4. 短路的种类：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。5. 短路电流计算的目的：确保电器设备在短路的情况下不致损坏，减轻短路危害和防止故障扩大。（正确选择和校验各种电器设备；选择限制短路电流的电器设备；计算和整定保护短路的继电保护装置）另：进行短路电流计算时均按三相短路来进行，只有在校验继电保护灵敏度时，才需要进行两相短路电流计算。6. 三相短路过程：短路发生后，系统就由工作状态经过一个暂态过程，然后进入短路后的稳定状态 计算：a. 无限大容量系统：短路电流的解：（产生最严重短路电流的条件：短路前空载；短路瞬时电压过零；短路回路纯电感。）b. 有限容量电源供电系统三相短路的过渡过程此时电源的母线电压不能继续维持恒定。7. 三相短路有关物理量：a. 短路冲击电流：短路全电流的最大瞬时值，出现在t=0.01s时。高压2.55，有效值1.52低压1.84，有效值1.09b. 次暂态短路电流（等于t趋于无穷时I值）c. 稳态短路电流：d. 短路全电流有效值：e. 短路容量：8. 标幺值法计算短路电流！-！9. 短路电流的计算步骤：a. 画出短路计算系统图，标出短路点。b. 画出短路计算系统图的等值电路图，标出元件的序号和阻抗值，分子标序号，分母写阻抗值。c. 选择基准电压和基准容量，计算原件的标幺值电抗。d. 简化等值电路图，求出短路总阻抗标幺值。e. 计算短路电流标幺值，短路电流有名值和其他各量。10. 例题：试求图中供电系统总降变电所10kv母线上k1点和车间变电所380v母线上K2点发生三相短路时的短路电流和短路容量，以及K2点三相短路流经变压器3T一次绕组的短路电流。11. 两相短路电流计算：与三相短路电流的关系0.866.12. 短路电流的热稳定性校验：短路电流的动稳定性校验：电器设备及其选择1. 电弧的形成：强电场发射；热电发射；碰撞游离；热游离2. 电弧的熄灭条件：去游离，方式：复合、扩散。3. 熄灭电弧的条件：吹弧，采用多断口，利用有机固体介质的狭缝灭弧。4. 导体和电器设备选择的一般规定：（正常选择、故障校验、考虑环境因素）a. 按工作环境及正常工作条件选择电气设备根据电气装置所处位置，适用条件和工作环境，选择电气设备的型号按工作电压选择电气设备的额定电压：按最大持续工作电流选择电气设备的额定电流：b. 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定热稳定校验： =动稳定校验： =c. 开关电器断流能力校验（具有断流能力的高压开关设备）开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。公式：5. 高压电器设备选择和校验项目：！重要！电气设备名称额定电压kv额定电流A动稳定度热稳定度断流能力kA高压断路器高压隔离开关高压负荷开关高压熔断器电流互感器电压互感器支柱绝缘子套管绝缘子母线（硬）电 缆6. 高压开关电器：a. 高压断路器：作用：正常工作时断开和接通负荷电流；短路时断开短路电流。图形符号：主要技术参数：（特殊的有）热稳定电流：电流的有效值表示； 动稳定电流：短路电流峰值表示。断路器型号：-/-S少油/D多油/Z真空/L六氟化硫N户内式/W户外式设计序号额定电压（kv）其他标志（G改进型/断流能力代号）额定电流（A）开关电流（A）或断流容量（MVA）b. 高压隔离开关：作用：隔离高压电源；倒闸操作；接通或断开较小电流图形符号：注意事项：隔离开关不得带负荷合闸！型号的表示和含义：-/-G隔离开关/J接地开关N/W 设计序号 额定电压 T统一设计/G改进型/C穿墙型/W防污型/D带接地刀闸 额定电流（A）极限通过电流（kA）其它标志c. 高压负荷开关：作用：通断负荷电流和过负荷电流。图形符号：类型和结构：主要有产气式、压气式、真空式和SF6等，主要用于10kv电网。适用于无油化、不检修、要求频繁操作的场所。注意事项：负荷开关不能切断短路电流！d. 高压熔断器：作用：对电路机器设备进行短路保护图形符号：型号的表示：特殊:R-高压熔断器-产品名称选择：保护线路的熔断器：额定电压等于线路的额定电压熔体额定电流不小于线路计算电流熔断器额定电流不小于熔体的额定电流 保护电力变压器（高压侧）的熔断器：额定电流为1.5-2倍的变压器一次绕组额定电流。保护电压互感器的熔断器：RN2专用熔断器，熔体额定电流为0.5Ae. 母线选择型号选择：LMY/TMY母线截面选择：一般汇流母线按计算电流：对年平均负荷，传送容量较大时，按经济电流密度：继电保护1. 继电保护的任务自动、迅速、有选择性的切除故障设备对不正常运行状态发出预警信号与供配电系统自动配合，提高供配电系统的供电可靠性2. 继电保护的基本要求：选择性，快速性，灵敏性，可靠性3. 基本工作原理：供配电系统发生故障时，会引起电流增大、电压降低、电压和电流间相位角改变等。主要由测量、逻辑和执行三部分组成。高能预警：！供电线路的继电保护！4. 电力线路的常见故障：相间短路（电流保护）、过负荷（过载保护）、单相接地（绝缘监视装置，单相接地保护）5. 电流保护的接线方式和接线系数：接线方式：（电流保护中电流继电器与电流互感器二次绕组的连接方式）三相三继电器接线方式（完全星形接线）接线系数均为1。适用于高压大接地电流系统，保护相间短路和单相短路。两相两继电器（不完全星形连接）接线系数为1。适用于小接地电流系统，保护相间短路。两相一继电器（两相电流差接线）AC两相短路使接线系数为2，其余均为1。用于高压电动机保护，保护相间短路。6. 过电流保护：当通过线路的电流大于继电器动作电流，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性。！保护整定：（动作电流整定、动作时限整定、灵敏度校验）动作电流整定：动作时限整定：校验保护灵敏度：7. 电流速断保护：当过电流保护动作时限超过时，应装设电流速断保护。动作电流的整定灵敏度校验保护区和保护死区：电流速断保护的动作电流大于线路末端的最大短路电流，存在保护死区。（电流速断保护区内，电流速断保护为主保护，过电流保护为辅助保护。）8. 过负荷保护：保护整定：动作电流整定： 动作时间：一般整定10s-15s。9. 单相接地保护：保护整定：动作电流整定：灵敏度校验：高能预警：！电力变压器的继电保护！10. 电力变压器的常见故障：变压器的故障短路：内部故障匝间短路、相间短路、单相碰壳故障外部故障相间短路、单相接地故障。变压器的不正常运行状态：过负荷、油面降低、变压器温度升高等。11. 保护配置：a. 装设过电流保护和电流速断保护装置用于保护相间短路。b. 气体保护：保护变压器的内部故障和油面降低。c. 差动保护：保护内部故障和引出线相间短路。d. 装设过负荷保护和温度保护装置分别用于保护变压器的过负荷和温度升高。12. 变压器电流保护的接线方式：两相两继电器式接线（适用于相间短路保护）、两相一继电器式接线（保护灵敏度随短路种类而异）13. 变压器的保护：！变压器的过电流保护、电流速断保护的接线和保护整定均类似。！零序电流保护！过负荷保护14. 变压器的气体保护：保护是保护油浸式电力变压器内部内部故障的一种主要保护装置。15. 变压器的差动保护：10000kv以上的单独运行变压器、6300kv以上的并列运行变压器、电流速断保护不满足要求时，装设差动保护。16. 差动保护中的不平衡电流产生原因：变压器链接组、电流互感器变比、励磁涌流。变压所二次回路1. 二次回路：用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路。2. 按功能分类：操作电源、断路器控制回路、信号回路、测量回路、测量回路、监测和保护回路等。3. 直流操作电源：a. 蓄电池组直流操作电源：铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、蓄电池的运行方式（充-放电运行方式和浮充电运行方式）b. 硅整流直流操作电源4. 交流操作电源：a. 取自所用电变压器。b. 取自电流互感器、电压互感器的二次侧。5. 中央信号系统：供配电系统中，保护装置或监测装置动作后都要通过信号系统发出相应的信号提示运行人员，这个信号系统成为中央信号系统。6. 中央信号类型：事故信号、预告信号、位置信号、指挥信号和联系信号。7. 对中央信号回路的要求：a. 任一断路器事故跳闸后立即发出音响和灯光信号。b. 任一电路发生故障时能按要求（瞬时或延时）发出音响和灯光信号。c. 音响信号能手动或自动复归（解除）音响，灯光信号以及其他指示信号以及其他指示信号应保持到消除故障为止。d. 接线应简单、可靠，应能对事故信号、预告信号及其光字牌是否完好进行试验。8. 测量和绝缘监视回路：目的：计费测量对供电系统中运行状态、技术经济分析所进行的测量。对交直流系统的安全状况进行检测。测量仪表的配置：在变配电所的每一段母线上，应装设电压表4只。35/6-10kv变压器应在高压侧或低压侧装设电流表、有功无功功率表、有功无功电度表各一只。3-10kv配电线路装电流表，有功、无功电流表各一只。低压动力线上应装设一只电流表。照明和动力混合供电线路上照明负荷占总负荷15-20时应在每一项上装一只电流表。并联电容器总回路上，每相装设一只电流表，并应装设一只无功电度表。电源进线上，必须装设计费用有功电度表和无功电度表。防雷和接地1. 电力系统自身的安全：电流：力效应、热效应（各种短路）电压：绝缘破坏（过电压；操作过电压；大气过电压）2. 雷电的危害形式：直击雷；感应雷；侵入波；雷电的机械效应产生的电动力；强大的雷电流产生的热量，雷电的电磁效应产生过电压；累点的闪络放电。3. 防雷方法：接闪接地、分流、均压连接、屏蔽、躲避4. 防雷设备：大电流-避雷针：采用滚球法确定保护范围过电压-避雷器5. 设备的工作原理：a. 吸引雷，并将雷电引入大地，从而保护附近的电力设备和建筑物免受直击雷危害构成：接闪器-引下线-接地极b. 避雷器与被保护设备并联，过电压将避雷器击穿对地放电，从而保护设备的绝缘。6. 架空线路的防雷保护：a. 架设避雷线，但成本高b. 提高线路本身的绝缘水平c. 利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线d. 加强对绝缘薄弱点的保护e. 采用自动重合闸装置f. 绝缘子铁脚接地7. 变配电所的防雷保护a. 防直击雷：独立避雷针与被保护物之间保持一定的空间。独立避雷针应装设独立的接地装置。接地体应与被保护物接地体保持距离。独立避雷针及接地装置不应设在人员经常出入的地方。b. 进线防雷保护：35kv进线1-2km段内装设避雷线避免直接雷击，避雷线两端装设管型避雷器；3-10kv配电线路装设网型避雷器，以保护线路断路器和隔离开关8. 高压电动机的防雷保护：对雷电侵入波的防护，可采用具有串联间隙的金属氧化物避雷器，并尽可能靠近电动机安装。对于定子绕组中性点能引出的高压电动机，就在中性点装设避雷器。9. 建筑物的防雷保护：第一类防直击雷感应雷和雷电侵入波措施。第二类防直击雷和雷电侵入波电气安全保护10. 接地：电气装置为达到安全和功能的目的，采用接地系统与大气做电气连接。电气装置与某一基准电位点做电气连接，称为基准接地。类型：功能性接地（工作接地）；保护接地（保护接地，过电压接地，防静电接地）；功能性与保护性合一的接地（屏蔽接地）11. 低压配电系统接地形式：TN系统：电源有一点直接接地，用电设备的外露导线部分通过保护线与该接地点连接。TT系统：电源有一点直接接地，用电设备的外露导线部分接至电气上与电源接地点无关的接地极系统。IT系统：电源与地绝缘或通过阻抗连接，用电设备的外露导线部分接地的系统。用电安全12. 触电及防护：a. 直接触电防护：直接接触点是指人体与正常工作中的裸露点点部分直接接触而遭受的电击。措施：将裸露带点部分包以合适的绝缘。设置栏杆以防止人体与裸露带电部分接触。 设置阻拦物以防止人体无意识触及裸露带电部分。将裸露带电部分置于人体伸臂范围以外。装设漏电保护器作为后备保护，额定动作电流不超过30MA。b. 接触触电防护：因绝缘损坏，致使原来不带电压的电气装置外露导电部分等出现故障电压，人体与之接触导致的触电称之为间接接触电击。c.