武汉理工大学工厂供电复习

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1、复习复习供配电技术供配电技术1复习 第第1 1章章 电力系统概论电力系统概论 第第2 2章章 工厂的电力负荷及其计算工厂的电力负荷及其计算 第第3 3章章 短路电流及其计算短路电流及其计算 第第4 4章章 工厂变配电所及其一次系统工厂变配电所及其一次系统第第5 5章章 电气设备的选择电气设备的选择第第6 6章章 工厂电力线路工厂电力线路第第7 7章章 工厂供电系统的继电保护工厂供电系统的继电保护 第第8 8章章 工厂供电系统的二次回路和自动装置工厂供电系统的二次回路和自动装置第第9 9章章 电气安全、接地与防雷电气安全、接地与防雷2第一第一章章 概论概论 3一一、电能的质量指标、电能的质量指标

2、二、二、电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式 及其特点及其特点(重点重点) 三三、低压配电系统的接地型式、低压配电系统的接地型式 及其特点及其特点( (重点重点) ) 电压和频率电压和频率 4基本概念：电力系统电力系统 工厂供配电系统工厂供配电系统发电厂变电所电能用户电力线路工厂（或企业）内部接受、变换、分配和工厂（或企业）内部接受、变换、分配和消费电能的总电路。消费电能的总电路。5电力系统的额定电压的确定电力系统的额定电压的确定 1电力线路和用电设备的额定电压 2发电机的额定电压 3变压器的额定电压衡量电能质量的两个基本参数 频率和电压频率和电压 。6用电设备的额定电压与同级电网（线

3、路）的额定电压相同。电力线路、用电设备、发电机的额定电压电力线路、用电设备、发电机的额定电压线路的额定电压就是线路首末两端电压的平均值。7变压器的额定电压变压器的额定电压1）变压器一次绕组的额定电压2）变压器二次绕组的额定电压如：高压线路（较长）：高10% 低压线路（较短）：高5%3）发电机的额定电压 高于同级电网电压5% 8电力系统的电力系统的中性点中性点运行方式运行方式中性点不接地中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地中性点直接接地系统中性点直接接地系统小电流接地系统 大电流接地系统 9电力系统中性点运行方式 电力系统电源中性点的不同运行方式，对电力系统的运行特别是在系统发生

4、单相接地故障时有明显的影响，而且将影响系统二次侧的继电保护及监测仪表的选择与运行。 种类：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 1、中性点不接地的电力系统 正常运行：电压、电流对称。单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3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。102、中性点经消弧线圈接地 正常运行：三相电压、电流对称单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3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。113、中性点直接接地或低阻接地的电力系统 正常运行：三相电压、电流对称单相接地：另外两相

5、对地电压不变，单相接地后即通过接地中性点形成单相短路。单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多，因此在此系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切除短路故障。110KV以上的超高压采用该系统很有经济价值。 124、低压配电系统的接地型式我国220380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线N、保护线PE、保护中性线PEN。 中性线(N线)的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。 保护线(PE线)的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电

6、部分(指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等)通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减少触电危险。 保护中性线(PEN线)的功能：它兼有中性线(N线)和保护线(PE线)的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。 低压配电系统按接地型式，分为TN系统、TT系统和IT系统。 131）TN系统：中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线(PE线)或公共的保护中性线(PEN线)。这种接公共PE线或PEN线的方式，通称为“接零”。包括：TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统，如图a、b、c所示。142）TT系统：中性点

7、直接接地，设备外壳单独接地。 3）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。 15第第二章二章 工厂的电力负荷及其计算工厂的电力负荷及其计算 16一一、工厂电力负荷的分级、工厂电力负荷的分级二二、工厂用电设备的工作制、工厂用电设备的工作制（重点）（重点）三三、常用的负荷计算方法、常用的负荷计算方法 四、需要系数法确定计算负荷四、需要系数法确定计算负荷（重点）（重点）五、按二项式法确定计算负荷（重点）五、按二项式法确定计算负荷（重点）六、功率因数，无功补偿及补偿后六、功率因数，无功补偿及补偿后的计算负荷的计算负荷17工厂用电设备按其工作制分哪几类

8、?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性? 工作制分三类：（1）连续工作制，（2）断续周期工作制，（3） 短时工作制 负荷持续率：负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，负荷持续率表征断续周期工作制的设备的工作特性。 18 以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据，用P30(Q30、S30、I30)表示。 计算负荷的概念 1）并非所有设备都同时投入工作。）并非所有设备都同时投入工作。2）并非所有设备都能工作于额定状态。）并非所有设备都能工作于额定状态。3）并非所有设备的功率因数都相同。）并非所有设备的功率因数

9、都相同。4）还应考虑）还应考虑用电设备用电设备的效率与的效率与配电设备配电设备的功率损耗。的功率损耗。 用电设备在实际运行中对配电设备所产生的最大热效应与用电设备在实际运行中对配电设备所产生的最大热效应与计算负荷计算负荷产生的热效应相等，从等效的含义上讲，产生的热效应相等，从等效的含义上讲， “半小时半小时最大平均负荷最大平均负荷”就是计算负荷。就是计算负荷。计算负荷定义：计算负荷定义：19计算负荷的实用计算方法1、设备容量的确定1）用电设备的额定容量铭牌上标出的功率（或容量）PN；2）设备容量的概念实际用电设备的实际工作性质分：长期工作；短期工作；反复工作。将各种用电设备的额定功率换算成同一

10、的标准工作条件下的“额定功率”，称之为设备容量Pe。203）设备容量的计算（1）连续工作制设备特点：恒定负荷下运行，且运行时间长至足以使之达到热平衡状态。如：通风机、水泵、空气压缩机、发电机组、照明灯等；设备功率计算： ； （2）短时工作制设备特点：恒定负荷下，短时间内运行且短于达到热平衡所需时间。如：控制闸门的电动机；设备功率计算：21 特点：反复周期性短时工作，工作或停歇均不足达到设备的热平衡。如电焊机、吊车电动机等。暂载率（负荷持续率）： 其中： 表示设备的工作周期； 同一设备在不同的暂载率下工作时，其输出功率是不同的。同一设备在不同的暂载率下工作时，其输出功率是不同的。设备容量与负荷持

11、续率的平方根值成反比，即设备容量与负荷持续率的平方根值成反比，即2121PPee=（3）断续周期工作制设备（反复短时工作制）断续周期工作制设备（反复短时工作制）22电焊机组：标准暂载率为： ；设备容量：其中： 为换算到标准暂载率下的设备容量； 为设备额定参数； 23吊车电动机：标准暂载率为：设备容量： 例例: : 某吊车电动机在某吊车电动机在1 1=60% =60% 时的容量时的容量 P P1 1=10KW=10KW。 试求试求2 2=25%=25%时的容量时的容量P P2 2为多少为多少? ?24归纳：断续周期工作的设备功率计算：需要将设备额定暂载率下的额定功率换算成标准暂载率下的设备功率。

12、设备容量不是设备的计算负荷也不是额定负荷，实际上是换算到一定标准工作制下的额定负荷。实际中求解计算负荷的思路：25需要系数法需要系数法：确定计算负荷的基本方法：确定计算负荷的基本方法,常用。常用。二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。计算负荷的方法计算负荷的方法：26什么叫最大负荷利用小时?什么叫年最大负荷和年平均负荷? 最大负荷利用小时：是一个假想时间，在此时间内，电力最大负荷利用小时：是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷负荷按年最大负荷Pmax(或或P30)持续运行所消耗的电能持续运行所消耗的电能,恰好恰好等于该电力负荷全年实际消耗

13、的电能。等于该电力负荷全年实际消耗的电能。年度最大负荷：全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的年度最大负荷：全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率又叫半小时最大负荷半小时的平均功率又叫半小时最大负荷P30年平均负荷年平均负荷Pav就是电力负荷在一定时间就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能内消耗的电能Wt除以时间除以时间t的值。的值。27三相用电设备组计算负荷的确定计算负荷的方法 ：需要系数法 ，常用 二项式法，设备台数少，容量差别悬殊时采用。 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

14、须选择合适，因此必须对各环节的电力负荷进行计算。 一、需要系数法确定计算负荷1、基本公式：如图所示 用电设备组的计算负荷 用电设备组计算负荷： 需要系数： (Kd可查附表1)如果是一台电机： 282、设备容量的计算 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。 断续周期工作制用电设备组： 必须进行负载持续率换算 3、多组用电设备计算负荷的确定 应该考虑各用电设备最大负荷不同时出现的因素，对有功、无功负荷分别计入一个同时系数 及 车间干线： 0.850.95及0.900.97 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

15、算负荷直接相加时取 0.900.95及0.930.97 总的计算负荷为 29需要系数法 设备组平均效率e 负荷系数KL线路平均效率Wl同时系数K设备组有功计算负荷为：设备组有功计算负荷为：设备组1设备组2设备组3Kd1Kd2Kd3P30,1P30,2P30,3P30=K(P30,1+ P30,2+P30,3)Kd输出容量多组用电设备组的计算负荷30多组用电设备组的计算负荷多组用电设备组的计算负荷总的有功计算负荷为 总的无功计算负荷为 总视在功率计算负荷 总计算电流 31按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷1 1、基本公式基本公式b b、c c为二项式系数，见附表为二项式系数，见附表1

16、1PePe为用电设备组总容量，为用电设备组总容量，PxPx为为X X台最大容量的设备总台最大容量的设备总容量容量 32视在计算负荷：视在计算负荷：计算电流：计算电流：无功计算负荷：无功计算负荷：33按二项式法确定计算负荷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、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素在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷取其中一组最大的附加负荷（cPxcPx）maxmax，再加各组的平均负荷，再加各组的平均负荷bPebPe。34视在计算负荷：视在计算负荷：计算电流：计算电流：

17、按二项式法确定计算负荷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、多组用电设备计算负荷的确定351、工厂的功率因数瞬时功率因数瞬时功率因数平均功率因数平均功率因数最大负荷时功率因数最大负荷时功率因数自然功率因数自然功率因数总功率因数总功率因数指运行中的工厂供配电系指运行中的工厂供配电系统在某一时刻的功率因数值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。 指某一规定时间段内指某一规定时间段内功率因数的平均值功率因数的平均值 指供配电系统运行在年最大负荷时指供配电系统运行在年最大负荷时（计算负荷）的功率因数（计算负荷）的

18、功率因数 WP有功电度表读数；W q无功电度表读数。 P30工厂的有功计算负荷；S30工厂的视在计算负荷。 指用电设备或工厂在没有安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装人工补偿装置时的功率因数 指用电设备或工厂设置了人工指用电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数补偿后的功率因数 工厂的功率因数，无功补偿及补偿后的工厂计算负荷工厂的功率因数，无功补偿及补偿后的工厂计算负荷362、无功功率补偿无功功率补偿 100KVA100KVA及以上高压供电的用户其功率因数应达到及以上高压供电的用户其功率因数应达到0.90.9以上，其它以上，其它电力用户的功率因数应达到电力用户的功率因数应达到0

19、.850.85以上。以上。人工补偿无功功率人工补偿无功功率提高自然功率因数提高自然功率因数提高功率因数提高功率因数无功补偿容量无功补偿容量 确定电容器个数确定电容器个数 373、无功补偿后的工厂计算负荷、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总的无功计算负荷为 补偿后的视在计算负荷为补偿后的视在计算负荷为 38无功功率补偿无功功率补偿 无功补偿后的无功补偿后的工厂计算负荷工厂计算负荷在满足同样有功功率的同时，降低无功功率和在满足同样有功功率的同时，降低无功功率和视在功率，从而减少负荷电流。这样就降低了电视在功率，从而减少负荷电流。这样就降低了电力系统的电能损耗和电压损耗，既节约

20、了电能，力系统的电能损耗和电压损耗，既节约了电能，又提高了电压质量，而且还可以选用较小的导线又提高了电压质量，而且还可以选用较小的导线或电缆截面，节约有色金属。或电缆截面，节约有色金属。39尖峰电流的计算尖峰电流尖峰电流是指单台或多台用电设备是指单台或多台用电设备持续持续12秒秒的的短时最大负荷电流短时最大负荷电流。目的：选择熔断器、整定低压断路器目的：选择熔断器、整定低压断路器和继电保护装置。和继电保护装置。与计算电流不同，计算电流指半小时最大电流，尖峰电流比计算电流大得多。40用电设备尖峰电流的计算用电设备尖峰电流的计算 指启动电流指启动电流与额定电流之差为与额定电流之差为最大的一台设备正

21、在最大的一台设备正在启动、其余设备正常运行时的电流。启动、其余设备正常运行时的电流。为用电设备组中启动电流与额为用电设备组中启动电流与额定电流之差为最大的那台设备定电流之差为最大的那台设备的启动电流的启动电流为为n-1台的台的同时系数同时系数其余（其余（n-1）台）台电机设备的电机设备的额额定电流定电流41第三章第三章 短路电流及其计算短路电流及其计算 42一一、短路的原因、后果及其形式、短路的原因、后果及其形式二二、短路有关的物理量、短路有关的物理量 三三、短路电流的计算方法、短路电流的计算方法 四、标幺制法进行三相短路计算四、标幺制法进行三相短路计算（重点）（重点）43什么叫短路?短路故障

22、产生的原因有哪些?短路对电力系统有哪些危害?短路就是指不同的电位的导电部分包括导电部短路就是指不同的电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。分对地之间的低阻性短接。短路的原因：绝缘损坏、过电压、外力损伤、短路的原因：绝缘损坏、过电压、外力损伤、违反操作规程、动物造成等。违反操作规程、动物造成等。短路对电力系统的危害：产生很大的电动力、短路对电力系统的危害：产生很大的电动力、很高温度、元器件损坏；电压骤停、影响电气很高温度、元器件损坏；电压骤停、影响电气设备正常运行；停电、电力系统运行的稳定性设备正常运行；停电、电力系统运行的稳定性遭到破坏；不平衡电流、不平衡逆变磁场、电遭到破坏；不平衡

23、电流、不平衡逆变磁场、电磁干扰等出现。磁干扰等出现。44 为为了了选选择择和和校校验验电电气气设设备备、载载流流导导体体和和整整定定供供电电系系统统的的继继电电保保护护装装置置，需需要要计计算算三三相相短短路电流；路电流；在在校校验验继继电电保保护护装装置置的的灵灵敏敏度度时时还还需需计计算算不不对对称称短短路路的的短短路路电电流流值值；校校验验电电气气设设备备及及载载流流导导体体的的动动稳稳定定和和热热稳稳定定，就就要要用用到到短短路路冲冲击击电电流流、稳稳态态短短路路电电流流及及短短路路容容量量；但但对对瞬瞬时时动动作作的的低低压压断断路路器器，则则需需用用冲冲击击电电流流有有效效值值来来

24、进进行行其其动动稳定校验。稳定校验。计算短路电流的目的计算短路电流的目的45短路有哪些形式?哪种短路形式的可能性最大?哪些短路形式的危害最为严重?短路的形式有：三相短路，两相短路，短路的形式有：三相短路，两相短路，单相短路。发生单相短路可能性最大。单相短路。发生单相短路可能性最大。三相短路的短路电流最大，因此造成的三相短路的短路电流最大，因此造成的危害最大。危害最大。46 短路的形式(虚线表示短路电流路径)47什么叫无限大容量的电力系统?它有什么特点?在无限大容量系统中发生短路时，短路电流将如何变化?能否突然增大?无限大容量的电力系统，是指供电容量相对于用户供电系统容量大得多（50倍）的电力系

25、统。特点是，当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本维持不变。在无限大容量系统中发生短路时，由于负荷阻抗和部分线路阻抗被短路，所以电路电流根据欧姆定律要突然增大。但是由于电路中存在着电感，电流不能突变，因而引起一个过度过程，即短路暂态过程。最后短路电流达到一个新的稳定状态。无限大容量系统的三个特征系统容量无限大、母线电压恒定不变、系统阻抗为零。48无限大容量系统发生三相短路无限大容量系统发生三相短路,其短路电其短路电流的周期分量幅值不变，短路电流的非流的周期分量幅值不变，短路电流的非周期分量按指数规律衰减，最终为零。周期分量按指数规律衰减，最终为零。49无限

26、大容量系统发生三相短路时的电压、电流变动曲线 电路中存在电感，发生短路后，电流不能突变，有一个过渡过程即短路暂态过程。50短路冲击电流有效值短路冲击电流有效值高压系统发生三相短路时，高压系统发生三相短路时，Ksh=1.8,1000KVA及以下的变压器二次侧及低压系统发生及以下的变压器二次侧及低压系统发生三相短路时，三相短路时，Ksh=1.3,51三相短路电流的计算三相短路电流的计算步骤：步骤：1）绘出计算）绘出计算电路图电路图2）绘出）绘出等效电路图等效电路图3）求等效总阻抗）求等效总阻抗4）计算短路电流和短路容量）计算短路电流和短路容量方法：方法：欧姆法、标幺制法欧姆法、标幺制法52标幺制法

27、进行三相短路电流计算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 （可以任意选取，一般取100MVA） 基准电压 （通常取线路电压） 基准电流 基准电抗 2、元件标幺值：电力系统电抗标幺值： 53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54例：例：试用标幺制法分别求图中供电系统总试用标幺制法分别求图中供电系统总降变电所降变电所35KV母线母线上上k-2和和10KV母线上母线上k-3点发生三相短路时的短路电流和短路容量。点发生三相短路时的短路电流和短路容量。GSoc=1000MVA1WL5km0.4

28、/km1T2Tk-2 k-32WL1km 0.38 /km3T750kVA10/0.4kVUk%=4.52500kVA35/10.5kVUk%=7.555解：解：1.计算各元件电抗标幺值计算各元件电抗标幺值系统系统S线路线路1WL变压器变压器T1,T256线路2WLk-21/0.012/0.1463/3.04/3.05/0.3456/6.0k-3变压器T357（2）计算K-2点所在电压等级的基准电流2. 计算K-2点三相短路时的短路电流（1）计算短路回路总阻抗标幺值（3）计算短路电流各值583.计算K-3点三相短路时的短路电流（1）计算短路回路总阻抗标幺值59（2）计算K-3点所在电压等级的基

29、准电流（3）计算K-3点三相短路时的短路各量60第四章第四章 工厂变配电所及其工厂变配电所及其 一次系统一次系统61一一、高压一次设备及其作用、高压一次设备及其作用二二、低压一次设备及其作用、低压一次设备及其作用三三、变电所主变压器台数和、变电所主变压器台数和 容量的选择容量的选择 四、电流互感器原理、特点及四、电流互感器原理、特点及 使用注意事项使用注意事项五、电压互感器原理、特点及五、电压互感器原理、特点及 使用注意事项使用注意事项62电弧的危害电弧的危害延长了电路开断的时间。延长了电路开断的时间。高温可烧损开关触头、设备等。高温可烧损开关触头、设备等。可损伤人的视力可损伤人的视力。63电

30、弧产生的物理过程电弧产生的物理过程（）（） 强电场发射强电场发射（）（） 热电子发射热电子发射（）（） 碰撞游离碰撞游离（）（） 热游离热游离64电弧的熄灭条件电弧的熄灭条件（一）熄灭电弧的去游离方式. 复合复合扩散扩散( (二二) ) 熄灭电弧的条件熄灭电弧的条件 游离速度 = 去游离速度 =0.6S30任一台变压器单独运行时任一台变压器单独运行时,应能满足全部一、二级负应能满足全部一、二级负荷荷S30（I+）的需要，即的需要，即SN.T=S30（I+） 我国现在的电力变压器容量等级都采用我国现在的电力变压器容量等级都采用R10系列。系列。例如容量例如容量100100、125125、1601

31、60、200200、250250、315315、400400、500500、630630、800800、10001000、kVAkVA等。等。75工厂总降压变电所的主接线图桥式接线分类： 内桥、外桥、全桥 采用内桥式接线 采用外桥式接线 采用全桥式接线 倒换线路方便 倒换变压器方便 操作灵活、投资较大76第五章第五章 工厂电力线路工厂电力线路77一一、电力线路的任务和类别、电力线路的任务和类别 二二、高压线路的接线方式、高压线路的接线方式三三、选择导线和电缆截面的条件、选择导线和电缆截面的条件四四、导线和电缆截面的计算（重点）、导线和电缆截面的计算（重点）78工厂电力线路本章主要内容：工厂电力

32、线路的接线方式及敷设 导线和电缆截面的选择计算 电力线路的运行及维护第一节 工厂电力线路及接线方式一、电力线路的任务和类别 1、任务：输送和分配电能 2、分类： 低压：1140V及以下高压：1140V以上 超高压：220KV及以上 二、高压线路的接线方式放射式、树干式、环形 高压放射式线路 79高压树干式线路 高压环形接线 三、低压线路的接线方式 同样有：放射式、树干式、环形 低压放射式接线 80低压树干式接线 a)母线放射式配电的树干式 b)变压器、干线组的树干式 低压链式接线（变形树干式） a)连接配电箱b)连接电动机 低压环形接线 81导线、电缆截面的选择导线、电缆截面的选择1.按发热条

33、件选择；按发热条件选择；2.按允许电压损失选择；按允许电压损失选择；3.按经济电流密度选择；按经济电流密度选择；4.按机械强度选择。按机械强度选择。原则原则82（一）按发热条件选择导线和电缆截面（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。其正常运行时的最高允许温度。 1 1、三相系统、三相系统相线相线截面的选择截面的选择 允许载流量允许载流量不小于不小于通过相线的计算电流通过相线的计算电流832 2、中性线（、中性线（N N线线）截面的选择

34、）截面的选择 （1 1）三相四线制中性线：）三相四线制中性线： （2 2）两相三线及单相线路：）两相三线及单相线路： （3 3）三次谐波电流突出的三相四线制中性线：）三次谐波电流突出的三相四线制中性线： 843 3、保护线、保护线(PE(PE线线) )截面的选择截面的选择 当当 时时: :当当 时时: :当当 时时: :85 4 4、保护中性线、保护中性线(PEN(PEN线线) )截面的选择截面的选择 保护中性线兼有保护线和中性线保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此的双重功能，因此PENPEN线截面选择应线截面选择应同时满足上述同时满足上述PEPE线和线和N N线的要求，取线的要求，取

35、其中的最大截面。其中的最大截面。 86（二）按经济电流密度选择截面（二）按经济电流密度选择截面 经济截面经济截面 年最大有功年最大有功负负荷利用小荷利用小时时线线路路类别类别导线导线材材质质3000h3000h以下以下300030005000h5000h5000h5000h以上以上 铜铜 3.003.00 2.252.25 1.751.75架空架空线线路路 铝铝 1.651.65 1.151.15 0.900.90 铜铜 2.502.50 2.252.25 2.002.00电缆线电缆线路路 铝铝 1.921.92 1.731.73 1.541.54经济电流密度经济电流密度 可查下表：可查下表：

36、 87( (三三) )线路电压损耗的计算线路电压损耗的计算 （根据损耗选择截面）（根据损耗选择截面） 导线和电缆在通过正常最大负荷电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。一般线路常运行时允许的电压损耗。一般线路允许损耗允许损耗不超过不超过5%5% 。 88线路电压损耗的计算线路电压损耗的计算线路末端有线路末端有n个集中负荷时三相线路电压损耗的计算个集中负荷时三相线路电压损耗的计算89（四）按机械强度选择截面（四）按机械强度选择截面 导线和电缆截面不应小于其最导线和电缆截面不应小于其最小允许截面，如附录表小允许截面，

37、如附录表1414和表和表1515所列。所列。 90第六章第六章 工厂供电系统的工厂供电系统的过电流保护过电流保护 91一一、过电流保护装置的类型和任务、过电流保护装置的类型和任务 二二、对保护装置的要求、对保护装置的要求 三三、熔断器保护、熔断器保护 四四、低压断路器保护、低压断路器保护 五、继电保护五、继电保护 （重点）（重点）92过电流保护的要求过电流保护的要求（1）选择性）选择性（2）速动性）速动性（3）可靠性）可靠性（4）灵敏性）灵敏性93熔断器保护熔断器保护配置配置94前后熔断器之间的选择性配合前后熔断器之间的选择性配合熔断时间误差为熔断时间误差为30%50%,若若FU1提前提前(-

38、),FU2滞后滞后(+),可失去选择性可失去选择性.950.5t1=1.5t2=安秒特性安秒特性保护选择性条件：保护选择性条件：961.两相两继电器式结线两相两继电器式结线Kw=1 B相不能保护，当一次线路发生三相短路或任意两相短路，至少有一个继电器动作。972.两相一继电器式结线两相一继电器式结线 正常工作时，流入继电器的电流为两相电流互感器二次电流之差较小，故障时能反映相间短路，但灵敏度不同。 98ACAC相短路时相短路时KwKw为为2 2三相短路三相短路时时Kw为为 3İcİa.İKA =2İaİc =-İKAİa =İKA-İcİcİKAİaAB或或BC相短路时相短路时Kw为为199保

39、护整定计算保护整定计算 继电器的动作电流继电器的动作电流:IL.maxv1.动作电流整定动作电流整定:(1)IOP躲过躲过IL.max(2)Ire躲过躲过IL.max100动作时限整动作时限整定定:(1)定时限过电流动作时限整定定时限过电流动作时限整定按按阶梯原则阶梯原则进行整定进行整定.t1=t2+t101(2) 反时限过电流动作时限整定亦按阶梯原则阶梯原则进行整定. t =0.7s指某一动作电流倍数(10倍)时的动作时限.102v保护灵敏度过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施v低电压闭锁保护低电压闭锁保护103电流速断保护电流速断保护一般规定，当过电流保

40、护动作时限大于一般规定，当过电流保护动作时限大于0.50.7秒，必须装设电流速断。秒，必须装设电流速断。104电流速断保护的整定电流速断保护的整定（2）电流速断保护的）电流速断保护的“死区死区”由于电流速断保护的动作电流躲过了线路末端的最大短路电流由于电流速断保护的动作电流躲过了线路末端的最大短路电流,因此在靠近末端的一段线路上发生的不一定是最大的短路电流因此在靠近末端的一段线路上发生的不一定是最大的短路电流（例如两相短路电流）时（例如两相短路电流）时,电流速断保护装置就不可能动作电流速断保护装置就不可能动作,也也就是电流速断保护实际上不能保护线路的全长。就是电流速断保护实际上不能保护线路的全

41、长。这种保护装置这种保护装置不能保护的区域不能保护的区域,就称为就称为“死区死区”（1）动作电流整定）动作电流整定为保证选择性为保证选择性,在下一级线路首段发生在下一级线路首段发生最大短路电流最大短路电流时时,不应动作不应动作.105“死区死区”的弥补的弥补(3) 灵敏度校验凡是装设电流速断保护凡是装设电流速断保护的线路，必须配备带时的线路，必须配备带时限的过电流保护，其动限的过电流保护，其动作时间比速断保护长作时间比速断保护长0.50.7秒。且符合秒。且符合“阶阶梯原则梯原则”。1061、定时限过电流保护装置的组成和原理 定时限过电流保护装置的原理电路如下图所示，其中图a为集中表示的原理电路

42、图，称为接线图，这种图的所有电器的组成部件是各自归总在一起的。图b为分开表示的原理电路图，称为展开图，这种图的所有电器的组成部件按各部件所属回路来分开绘制。从原理分析的角度来说，展开图简明清晰，在二次回路中应用最为普遍。 其工作原理如下：当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA瞬时动作，闭合其触点，使时间继电器KT动作。KT经过整定的时限后，其延时触点闭合，使串联的信号继电器(电流型)KS和中间继电器KM动作。KS动作后，其指示牌掉下，同时接通信号回路，给出灯光信号和音响信号。KM动作后，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。QF跳闸后，其辅助触点QFl2随之切断跳闸回路。在短

43、路故障被切除后，继电保护装置除KS外的其他所有继电器均自动返回起始状态，而KS可手动复位。 a)接线图 b)展开图 1072、反时限过电流保护装置的组成和原理 反时限过电流保护装置由GL型感应式电流继电器组成，其原理如图所示。当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA动作，经过一定延时后(反时限特性)。其常开触点闭合，常闭触点断开，这时断路器QF因其跳闸线圈YR被“去分流”而跳闸，切除短路故障。在继电器KA去分流跳闸的同时，其信号牌掉下，指示保护装置已经动作。在短路故障切除后，继电器自动返回，其信号牌可利用外壳上的旋钮手动复位。要求，继电器这两对触点的动作程序必须是常开触点先闭合，常闭触点后断开

44、的转换触点。 a)接线图b)展开图 1083、过电流保护动作电流的整定 带时限过电流保护(含定时限和反时限)的动作电流，应躲过线路的最大负荷电流(包括正常过负荷电流和尖峰电流)，以免保护装置误动作；其返回电流，也应躲过线路的最大负荷电流，否则保护装置还可能发生误动作。如图所示。 a)电路b)定时限过电流保护的时限整定说明C)反时限过电流保护的时限整定说明 1094、过电流保护动作时限的整定 过电流保护的动作时限，应按“阶梯原则”进行整定，以保证前后两级保护装置动作的选择性，在后一级保护装置所保护的线路首端(如图前页所示线路中的k点)发生三相短路时，前一级保护的动作时间t1应比后一级保护中最长的

45、动作时间t2大一个时间级差t，如图b和C所示，即 t1t2+ t 这一时间级差t，应考虑到前一级保护动作时间可能发生的负偏差(提前动作)，考虑后一级保护动作时间可能发生的正偏差(延后动作)，还要考虑保护装置特别是GL型感应式继电器动作时具有的惯性误差。为了确保动作选择性，还应考虑一个保险时间。 5、定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较 定时限过电流保护的优点是：动作时间比较精确，整定简便，且动作时间与短路电流大小无关，不会因短路电流小而使故障时间延长。但缺点是：所需继电器多，接线复杂，且需直流操作电源，投资较大。此外，越靠近电源处的保护装置，其动作时间越长，这是定时限过电流保护共有的一大缺

46、点。 反时限过电流保护的优点是：继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，加之可采用交流操作，因此相当简单经济，投资大大降低，故它在中小工厂供电系统中得到广泛的应用。但缺点是：动作时限的整定比较麻烦，而且误差较大；当短路电流小时，其动作时间可能相当长，延长了故障持续时间；同样存在越靠近电源、动作时间越长的缺点。 110五、电流速断保护 带时限的过电流保护，有一个明显的缺点，就是越靠近电源的线路过电流保护，其动作时间越长，而短路电流则是越靠近电源越大，其危害也更加严重。因此规定，在过电流保护动作时间超过0.50.7s时，应装设瞬动的电流速断保护装置，如图所示。 线路的定时限过电流保护和电流

47、速断保护电路图 111六、有选择性的单相接地保护 在小接地电流的系统中，若发生单相接地故障时，只有很小的接地电容电流，而相间电压不变，因此可暂时继续运行。但是，由于非故障相的对地电压要升高为原来对地电压的根号3倍，对线路绝缘是一种威胁，如果长期下去，可能引起非故障相的对地绝缘击穿而导致两相接地短路。在发生单相接地故障时，必须通过无选择性的绝缘监视装置或有选择性的单相接地保护装置，发出报警信号，以便运行值班人员及时发现和处理。 单相接地保护又称零序电流保护，它利用单相接地所产生的零序电流使保护装置动作。当单相接地危及人身和设备安全时，则动作于跳闸,如图所示。 单相接地保护的零序电流互感器的结构和

48、接线 112定时限与反时限过电流保护的比较定时限与反时限过电流保护的比较 定定时时限限过过电电流流保保护护动动作作时时间间比比较较精精确确，整整定定简简便便，而而且且不不论论短短路路电电流流大大小小，动动作作时时间间都都是是一一定定的的，不不会会出出现现因因短短路路电电流流小小动动作作时时间间长长而而延延长长了了故故障障时时间间的的问问题题。但但缺缺点点是是：所所需需继继电电器器多多，接接线线复复杂杂，需需直直流流操操作作电电源源, ,近近电电源处的保护动作时间较长源处的保护动作时间较长。 反反时时限限过过电电流流保保护护的的优优点点是是：继继电电器器数数量量大大为为减减少少，而而且且可可实实

49、现现电电流流速速断断保保护护，加加之之可可采采用用交交流流操操作作，因因此此简简单单经经济济，故故它它在在中中小小型型用用户户供供电电系系统统（6 610kV10kV）中中得得到到广广泛泛应应用用。缺缺点点是是：动动作作时时间间与与短短路路电电流流大大小小有有关关, ,动动作作时时间间的的整整定定比比较较麻麻烦烦，而而且且误误差差较较大大。同同样样存存在在越越靠靠近近电电源源、动动作作时时间间越越长长的缺点。的缺点。 线线路路越越靠靠近近电电源源，过过电电流流保保护护的的动动作作时时限限越越长长，而而短短路路电电流流越越大大，危危害害也也越越大大，这这是是过过电电流流保保护护的的不不足足。 G

50、B50062GB50062一一9292规规定定，在在过过电电流流保保护护动动作时间超过作时间超过0.50.50.7s0.7s时，还应装设时，还应装设瞬动的电流速断保护装置瞬动的电流速断保护装置。 113过电流保护装置由工作时限满足选择性要求，它的保护范围是本级和下级。瞬时电流速断保护装置由动作电流满足选择性要求，它的保护范围只是被保护线路首端的一部分，称为保护区，被保护线路末端的一部分保护装置不能保护，称为死区。114变压器的电流保护变压器的电流保护1）变压器的过电流保护变压器的过电流保护一般装设在变压器的电源侧，动作时间按一般装设在变压器的电源侧，动作时间按“阶阶梯原则梯原则”整定整定2）变

51、压器的电流速断保护）变压器的电流速断保护当变压器的过电流保护动作时限大于当变压器的过电流保护动作时限大于0.5秒，必须装设电流秒，必须装设电流速断。也有速断。也有“死区死区”，措施是配备带时限过电流保护。，措施是配备带时限过电流保护。3）变压器的过负荷保护）变压器的过负荷保护只有变压器确有过负荷可能的情况下才装设，一般作只有变压器确有过负荷可能的情况下才装设，一般作用于信号用于信号。115变压器的差动保护变压器的差动保护故障时产生的不平衡电流 116第七章第七章 工厂供电系统的工厂供电系统的二次回路和自动装置二次回路和自动装置117交流操作电源交流操作电源分电流源和电压源两种。交流操作电源分电

52、流源和电压源两种。电流源由电流互感器获得，主要供电给继电保电流源由电流互感器获得，主要供电给继电保护和跳闸回路。护和跳闸回路。电压源由变配电所使用的变压器或电压互感器电压源由变配电所使用的变压器或电压互感器获得，通常变配电所使用的所用变压器作为正获得，通常变配电所使用的所用变压器作为正常工作电源，而电压互感器因容量小，一般只常工作电源，而电压互感器因容量小，一般只作为油浸式变压器瓦斯保护的交流操作电源。作为油浸式变压器瓦斯保护的交流操作电源。高压断路器跳闸回路的操作电源，常见的有直高压断路器跳闸回路的操作电源，常见的有直接动作式和去分流跳闸式两种。接动作式和去分流跳闸式两种。118一一次次设设

53、备备是是构构成成电电力力系系统统的的主主体体，它它是是直直接接生生产、输送、分配电能的电气设备。产、输送、分配电能的电气设备。二二次次设设备备是是对对一一次次设设备备进进行行监监测测、控控制制、指指示示和保护的电气设备。和保护的电气设备。一一次次回回路路：变变配配电电所所中中承承担担输输送送和和分分配配电电能能任任务的电路。务的电路。二二次次回回路路：用用来来对对一一次次回回路路的的运运行行进进行行控控制制、监测、指示和保护的电路。监测、指示和保护的电路。119断路器的控制回路和信号回路的要求断路器的控制回路和信号回路的要求 1 1）应应能能监监视视控控制制回回路路保保护护装装置置及及其其跳跳

54、、合合闸闸回回路路的的完完好性。好性。 2 2）合合闸闸或或跳跳闸闸动动作作完完成成后后，应应能能使使命命令令脉脉冲冲解解除除，即即能切断合闸或跳闸回路。能切断合闸或跳闸回路。 3 3）应应能能指指示示断断路路器器正正常常合合闸闸和和跳跳闸闸的的位位置置信信号号以以及及断断路器自动合闸和跳闸的指示信号。路器自动合闸和跳闸的指示信号。 4 4）事故跳闸信号回路应按）事故跳闸信号回路应按“不对应原理不对应原理”接线。接线。 ）有预告信号。）有预告信号。 120二二次次回回路路按按功功能能可可分分为为控制回路控制回路信号回路信号回路继电保护回路继电保护回路监测回路监测回路自动化回路自动化回路操作电源

55、系统操作电源系统121 断路器断路器控制回路控制回路的主要功能是对断路器进行通、断操作，的主要功能是对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，电流互感器二次回路有较大的电流，当线路发生短路故障时，电流互感器二次回路有较大的电流，相应继电保护的电流继电器动作，相应继电保护的电流继电器动作，保护回路保护回路作出相应的动作，作出相应的动作，一方面保护回路中的出口一方面保护回路中的出口( (中间中间) )继电器接通断路器控制回路继电器接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，断路器的辅助触点启动中的跳闸回路，使断路器跳闸，断路器的辅助触点启动信号信号系统回路系统回路发出声响和灯光信号。另一方面

56、发出声响和灯光信号。另一方面保护回路保护回路中相应的中相应的故障动作回路的信号继电器向故障动作回路的信号继电器向信号回路信号回路发出信号，如光字牌，发出信号，如光字牌，信号掉牌等。信号掉牌等。操作电源操作电源主要是向二次回路提供所需的电源。主要是向二次回路提供所需的电源。电压、电流互感器还向电压、电流互感器还向监测监测、电能计量回路电能计量回路提供线路电流和提供线路电流和电压参数。电压参数。122高压断路器的控制和信号回路高压断路器的控制和信号回路 采用手动操作机构的断路器控制和信号回路 123断路器位置信号是显示断路器正常工作位置状态。断路器位置信号是显示断路器正常工作位置状态。一般红一般红

57、灯灯(符号符号RD)亮示断路器在合闸位置；绿灯亮示断路器在合闸位置；绿灯(符号符号GN)亮示亮示断路器在分闸位置断路器在分闸位置事故信号：显示断路器在事故情况下的工作状态。事故信号：显示断路器在事故情况下的工作状态。一般是一般是红灯闪光表示断路器自动合闸；绿灯闪光表示断路器自动红灯闪光表示断路器自动合闸；绿灯闪光表示断路器自动跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等预告信号：在一次设备出现不正常状态时或在故障初期预告信号：在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。发出的报警信号。值班员可根据预告信号及时处理。值班员可根据预告信号及时处理。例如：在灯光监视的断路器控制线路中，红灯发平光表示手动例如：在灯光监视的断路器控制线路中，红灯发平光表示手动合闸又表示跳闸回路完好；红灯发闪光表示自动合闸又表示跳合闸又表示跳闸回路完好；红灯发闪光表示自动合闸又表示跳闸回路完好。闸回路完好。124第八章第八章 电气安全、接地与防雷电气安全、接地与防雷125一、过电压定义一、过电压定义二、直接触电防护和间接触电防护二、直接触电防护和间接触电防护三、接触电压和跨步电压三、接触电压和跨步电压四、工作接地、保护接地和重复接地四、工作接地、保护接地和重复接地（重点）（重点） 126