工厂供电复习提纲

第一章工厂供电的基本要求：安全可靠优质经济常见供电系统概况：电源进厂后，经总降压变电所，将35KV及以上电源电压降为6－10KV的配电电压；再通过高压配电线将电能送到各车间变电所，或经高压配电所再送到车间变电所；最后经配电变压器降为一般低压用电设备所需电压。电压质量评估指标：电压的偏差、波动、波形、三相对称性（即平衡性）电压偏差：指电气设备端电压与其额定电压UN之差。用对UN的百分值表示。电压波动：指电网电压有效值的快速变动。以用户公共供电点的相邻最大与最小电压有效值之差对电网UN百分值表示。电压波形：用正弦波形畸变的程度来衡量。三相不平衡：用其不平衡度来衡量。电压偏差的危害：对异步电动机的影响：缩短电动机使用寿命，转矩减小，转速下降，降低生产效率，减小产量，影响产品质量，负荷电流和温升增加，绝缘相应受损对同步电动机的影响：转速不影响，转矩、电流和温升等影响与异步电动机相同对电光源的影响：电压降级，发光效率下降，照度降低，影响视力，降级工作效率，可能增加事故；电压升高，寿命缩短电压调整的措施：合理选择无载调压型变压器的分接头或采用有载调压型变压器。合理减少系统的阻抗合理改变系统的运行方式尽量使系统的三相负荷均衡采用无功功率补偿装置电压波动的危害：影响电动机正常起动；引起同步电动机的转子振动；使电子设备和电子计算机无法正常工作；照明灯光发生明显的闪变，影响视觉电压波动抑制措施：对负荷变动剧烈的大型电气设备，采用专用线路或专用变压器单独供电设法增大供电容量，减小系统阻抗减小或切除引起电压波动的负荷对大容量电弧炉的炉用变压器，用短路容量较大的电网供电对大型冲击性负荷，装设能“吸收”冲击性无功功率的静止型无功补偿装置电压谐波的危害：变压器铁心损耗明显增加，变压器过热，寿命缩短。电动机铁心损耗明显增加，且会使电动机转子发生振动，严重影响机械加工产品质量。电抗器过压，匝间绝缘受损；电力线路的电能损耗和电压损耗增加；计量电能的感应式电能表计量不准确。电容器过负荷甚至烧毁电网谐波的抑制三相整流变压器采用Yd或Dy联结装设分流滤波器装设静止无功补偿装置三相不平衡的危害：使电动机输出转矩下降，绕组电流增大，过热，使用寿命缩短；当最大相电流达到变压器额定电流时，其他两相却低于额定值，使变压器容量不能得到充分利用。会严重影响多相整流装置触发脉冲的对称性，使其产生较大的谐波，进一步影响电能质量。改善三相不平衡的措施使三相负荷均衡分配；使不平衡负荷分散连接；将不平衡负荷接入更高电压的电网；工厂供电电压的选择，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。高压配电电压的选择主要取决于当地供电电源电压及工厂高压设备的电压和容量、数量等因素。通常有10KV；6KV；35KV等。低压配电电压的选择主要取决于低压用电设备的电压。一般采用220V/380V，或380/660V中性点运行方式，有以下三种：1、中性点不接地；小接地点流系统2、中性点经阻抗接地；小接地点流系统3、中性点直接接地。大接地点流系统单相接地故障时（如C相）：C相对地电压变为零，即接地相与大地同电位；A、B相对地电压均升高为线电压；按接地的型式，低压配电系统分为：TN系统（保护接零）、TT系统（保护接地）、IT系统（保护接地）。IT、TT、TN—C、TN—S、及TN—C—S五种。TN—C：PE线与N线合二为一，较为经济，一度在我国低压配电系统中应用最普遍。PEN线中有电流流过，对接PEN线的设备产生电磁干扰。TN—S：PE线中无电流流过，对接PE线的设备不会产生电磁干扰。应用于对安全要求和对抗电磁干扰要求较高的场所。TN—C—S：综合了TN-S和TN-C系统的优点，较为灵活。抗电磁干扰和安全要求高的局部场所，采用TN-S系统；其它一般则均采用TN-C系统。TT：外露可导电部分的接地PE线分开，互无电气联系，不产生电磁干扰。适用于安全要求及对抗电磁干扰要求较高的场所（国外广泛）IT：1,没有N线，只能接额定电压为系统线电压的单相用电设备；2,PE线分开，无电气联系，不会发生电磁干扰；3,当系统发生单相接地故障时，三相用电设备及接线电压的单相用电设备仍能继续运行，但需发出警报。主要用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所。（矿山，井下）中性线（N线）功能：接额定电压为系统相电压的单相用电设备；传导三相系统的不平衡电流和单相电流；减小负荷中性点的电位偏移。保护线（PE线）功能：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部分通过保护线接地。保护中性线（PEN线，又称“零线或地线”）功能：兼有中性线（N线）和保护线（PE线）的功能。第二章电力负荷的分级：第一级：供电要求：应由两个独立电源供电，对特别重要负荷，还须设应急电源。第二级：通常要求两回路供电，供电变压器也应有两台。第三级：供电要求：无特殊要求。工作制：连续工作制的设备短时工作制的设备断续周期工作制的设备负荷持续率（或称暂载率）ε计算负荷－－－通过统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。PC/P30----负荷的有功计算负荷QC/Q30----负荷的无功计算负荷SC/S30----负荷的视在计算负荷IC/I30----负荷的计算电流需要系数法：有功负荷：无功负荷：视在计算负荷：计算电流：若为单台三相电动机，其计算电流直接取为其额定电流：二项式法：bPe:用电设备组的平均负荷cPx:指用电设备中x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷。Q30，S30，I30的计算公式与前述需要系数法相同。单相用电设备接于相电压时的等效三相负荷:等效三相设备容量应按最大负荷相所接单相设备容量的3倍计算单相用电设备接于线电压时的等效三相负荷:等效三相设备容量应按线电压所接单相设备容量的根号倍计算单相设备分别接于线电压和相电压时的等效三相负荷计算：edcPKPP30)()(30XecPbPP%1000tttNNNNNePPP225tanccPQcos22ccccPQPS或NccUSI3cos3NNNcUPII3（1）先将接于线电压的单相设备换算为接于相电压的设备容量（2）分相计算各相的设备容量和计算负荷；（3）总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷的3倍（4）总的等效三相无功计算负荷为最大有功负荷相的无功计算负荷的3倍工厂计算负荷——选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压器、计算工厂功率因数及无功补偿容量的基本依据。瞬时功率因数：帮助了解生产过程中某一时间的无功变化情况，研究无功补偿的相关问题。平均功率因数（或称加权平均功率因数）：常取一个月，影响用户每月实际的电费支出最大负荷时功率因数：凡功率因数未达到上述规定的，应增添无功补偿装置，通常采用并联电容器进行补偿。看例题2-6尖峰（peak）电流:指持续时间1～2s的短时最大负荷电流。尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。单台用电设备的尖峰电流：即其起动电流（startingcurrent），即：多台用电设备尖峰电流的计算：第三章无限大容量电力系统：指供电容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统。其特点：当用户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，即可视为恒压源。短路有关的物理量（1）短路电流周期分量ip（2）短路电流非周期分量inp（3）短路全电流ik（4）短路冲击电流ish（5）短路稳态电流（6）短路次暂态电流I”高压电路发生三相短路时，一般取Ksh=1.81000KV·A及以下变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时，一般取Ksh=1.3无限大容量系统中发生三相短路时，其三相短路电流周期分量有效值：电网平均额定电压Uav，也是唯一确定的、与电网额定电压一一对应的值：0.4、3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525kv，近似1.05UN=线路首端电压。三相短路容量：两相短路电流的计算：(3)(3)3kckSUI32233cckcUUIZRXZRXU分别为短路电　　　　　　　　　其中，、、总阻抗[模]、总电阻和总电抗值。　　短路计算电压（按线路首端路的电压为短路点的考虑）。(2)(2)(3)((2)(3)(3)3)3,0.8662230.83662cckkkkkkkUUIIIIXIIIXPKSTSTNIIKI三相线路中发生三相短路，则三相短路冲击电流ish(3)在中间相产生的电动力最大：短路发热假想时间近似计算:在无限大容量系统中发生短路时，由于I’’＝，所以，最小允许截面：交流电动机进线端发生三相短路时，其反馈的最大短路电流瞬时值（即电动机反馈冲击电流）计算式：第四章车间变电所从主变的安装位置，分为：1、车间附设变电所2、车间内变电所3、露天/半露天变电所4、独立变电所5、杆上变电台6、地下变电所7、楼上变电所20.05imakIttIs0.015immkakiaksttttst当时，(3)min(3)AAimaKLtAIKKI2　　　　其中，为三相短路稳态电流（），C为导体的热稳定系数（s/mm）,可查表。8、成套变电所9、移动式变电所电弧的产生根本原因：在开关触头分断时，触头本身及周围介质中含有大量可被游离的电子，当触头间存在足够大的外施电压时，可能强烈电游离而发生电弧。产生电弧的游离方式：1、热电发射2、高电场发射3、碰撞游离4、热游离熄灭电弧的条件：必须使触头间电弧中的去游离率大于游离率，即电弧中离子消失的速率大于离子产生的速率。交流电弧的熄灭的特点：交流电流过零时，电弧会暂时熄灭，“零休”现象。交流电弧的灭弧，是利用交流过零时电弧暂熄的特性。开关电器中常用的灭弧方法：速拉灭弧法(断路弹簧)冷却灭弧法粗弧分细灭弧法吹弧灭弧法：气吹、油吹、磁力吹、电动力吹纵吹、横吹长弧切短灭弧法（钢灭弧栅、多断口灭弧）狭沟灭弧法（石英砂、绝缘灭弧栅）真空灭弧法六氟化硫灭弧法对电气触头的基本要求：1、满足正常负荷的发热要求（接触良好，降低接触电阻）；2、具有足够的机械强度；3、具有足够的动稳定度和热稳定度；4、具有足够的断流能力，不易烧损，不应发生熔焊高压一次设备高压熔断器FU-fuse功能：对电路及电路设备进行短路保护，过负荷保护；当电路电流超过规定值一定时间后，熔体熔化，分断电流、断开电路。因为RN1、RN2熔断器具有很强的灭弧能力，在短路后不到半个周期（即短路电流未达到ish前）能完全熄灭电弧，切断短路电流--------“限流”熔断器即，熔断器本身及其所保护的设备不必考虑短路冲击电流的影响。户外高压跌落式熔断器(FD，负荷型FDL):灭弧特点：依靠产气消弧管内电弧燃烧内壁纤维分解产生的气体来灭弧；因此，灭弧能力弱，速度慢，不能在短路电流达到冲击值前熄弧。（“非限流”型熔断器）高压隔离开关QS功能：隔离高压电源，保证其他设备和线路的安全检修。断开后有明显可见的断开间隙，能充分保障人身和设备安全；但没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作；按安装地点分：户内式、户外式。高压负荷开关QL功能：有简单灭弧装置，能通断一定的负荷和过负荷电流；有明显断开间隙，具有隔离高压电源、保证安全检修的功能；不能断开短路电流，一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器进行短路保护。但可以装设热脱扣器用于过负荷保护。高压断路器QF功能：灭弧能力强；不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流；并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压开关柜（HVSwitchgear）功能：成套设备，按一定的线路方案将有关一、二次设备组装在一起而成（其中安装有高压开关设备、保护电器、监测仪表和母线、绝缘子等）；作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用；也可作为大型高压交流电动机的启动和保护之用。分类：固定式：中小型工厂广泛采用，较为经济。手推式（手车式）：高压断路器等主要电气设备装在可以拉