工厂供电思考题2016

第一章概论工厂供电的基本要求：安全，可靠，优质，经济工厂供电系统范围：是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统，包括工厂内的变配电所和所有高低压供配电线路。

配电所的任务是：接受电能和分配电能，不改变电压。

变电所的任务是：接受电能、变换电压和分配电能。

高压深入负荷中心的直配方式：当厂区的环境条件满足35kv架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求。

衡量电能质量的两个基本参数：电压和频率。

电压质量：按照国家标准或规范对电力系统电压的偏差、波动、波形及其三相的对称性的一种质量评估。

发电机额定电压按规定应高于同级电网额定电压5%：由于电力线路允许的电压偏差为±5%，即整个线路允许有10%的电压损耗，因此为了维持线路的平均电压在额定值，线路首端的电压可较线路额定电压高5%，而线路末端则可较线路额定电压低5%。

电力变压器一次绕组的额定电压：①当变压器直接与发电机相联时，其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同，即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，则可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。

电力变压器二次绕组的额定电压：①变压器二次侧供电线路较长时，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，其二次绕组额定电压只需高于所联电网额定电压5%，仅考虑补偿变压器满负载运行时绕组内部5%的电压降。

中性点不接地：适用于中压,主要是3-10kV。

中性点经消弧线圈接地，经低阻抗接地：3-10kV单相接地电流大于30A，20kV及以上单相接地电流大于10A。

中性点直接接地：220/380V低压配电系统，110kV及以上超高压系统中性线（N）：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)（接地线）：用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。

保护中性线(PEN)（零线，地线）：它兼有中性线和保护线的功能。

TN-C系统（三相四线制）：其中的N线与PE线全部合为一根PEN线，优点：节约有色金属和投资，较为经济。

缺点：①PEN线中可有电流通过，因此对某些接PEN线的设备产生电磁干扰；②PEN断线后边接PEN线的设备外露可导电部分带电而造成人身触电危险。

应用：在我国低压配电系统中应用最为普遍，但不适于对人身安全和抗电磁干扰要求高的场所。

TN-S系统：其中的N线与PE线全部分开，设备的外露可导电部分均接PE线。

优点：①PE线中没有电流通过，不会产生电磁干扰；②PE线断线不会使断线后边接PE线的设备外露可导电部分带电。

缺点：PE线断线后边有设备发生一相接壳故障，将使断线后边其他所有接PE线的设备外露可导电部分带电而造成人身触电危险。

应用：广泛用于对安全要求较高的场所（浴室，住宅）及对抗电磁干扰要求高的数据处理和精密检测等实验场所。

TN-C-S系统：该系统的前一部分（三相设备）全部为TN-C系统，而后边（单相设备）有一部分为TN-C 系统，有一部分则为TN-S系统，其中设备的外露可导电部分接PEN线或PE线。

综合了TN-C系统和TN-S系统的特点。

应用：主要用于安全要求和对抗电磁干扰要求高的场所。

TT系统：中性点直接接地，而其中设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地。

优点：不会发生电磁干扰问题。

缺点：出现绝缘不良而引起漏电时，漏电电流较小可能不足以使线路的过电流保护动作，从而使漏电设备的外露可导电部分长期带电。

应用：安全要求和对抗干扰要求较高的场所。

（住宅应采用TT，TN-C-S，TN-S接地）IT系统：中性点不接地或经高阻抗（约1000Ω）接地，该系统中所有设备的外露可导电部分均经各自的PE线分别接地。

优点：①接地PE线彼此分开，无电气联系，没有电磁干扰；②系统发生单相接地故障时，三相设备及接地电压的单相设备仍能照常运行。

应用：没有N线，不适用于接额定电压为系统相电压（220V）的单相设备，只能接额定电压为系统线电压的单相设备和三相设备。

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）。

第二章电力负荷计算电力负荷分级：一级负荷（特重要负荷）：要求互不影响的两路电源供电，增设应急电源；二级负荷（重要负荷）：要求由两回路供电，当负荷小，二级负荷可由一回路6kV及以上的专用架空线路供电；采用两根电缆并列供电，每根都要能承受全部二级负荷。

三级负荷（不重要负荷）：对供电电源无特殊的要求。

年最大负荷利用小时：一个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消耗的电能。

是反映电力负荷特征的一个重要参数。

年最大负荷Pmax（半小时最大负荷P30）：全年中负荷最大的工作班内（全年至少出现2-3次）消耗电能最大的半小时的平均功率。

年平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率。

负荷系数（负荷率）：用电负荷的平均负荷与最大负荷的比值无功功率补偿：无功功率补偿对于功率因素达不到规定的工厂，可以提高功率因素。

功率因素提高，能使系统的电能损耗和电压损耗降低，提高电压质量，有利于供电系统运行。

第三章短路电流计算短路：指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。

造成短路的主要原因：①电气设备绝缘损坏；②有关人员误操作；③鸟兽为害事故短路对电力系统的危害：（1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故；（2）短路时电路的电压骤降；（3）短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大；（4）严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列；（5）不对称短路包括单相和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。

短路的形式：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等。

发生可能性最大：单相短路；危害最为严重：三相短路。

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。

（电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%~10%，或者电力系统容量超过用户供电系统容量的50倍）特点：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，由于电路中存在着电感，电流不能突变，因而引起一个过渡过程，即短路暂态过程，最后短路电流达到一个新的稳定状态。

欧姆法：就是用元件的实际工作的阻抗计算短路电流，再按照变压器变比逐级折算；标幺值法：是把各个电压等级的阻抗按统一标准比对得出一个虚拟的值（标幺值），短路计算后，在按电压等级分别归算；系统大，电压等级多，用标幺值比较方便；系统小，直接使用欧姆法简便。

第四章变配电所及一次系统我国6-10kv的配电变压器常用联接组Yyn0，Dyn11在三相严重不平衡或3次谐波电流突出的场合宜采用的联接组：Dyn11工厂或车间变电所的主变压器台数：①应满足用电负荷对供电可靠性的要求。

对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器。

②对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。

③一般车间变电所宜采用一台变压器。

对于负荷集中且容量相当的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。

④在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。

工厂或车间变电所的主变压器容量确定：①只装一台主变压器的变电所，主变压器容量S N.T≥S30。

②装有两台变压器的变电所，任一台变压器单独运行时，S N.T=(0.6~07)S30；任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，S N.T=S30(Ⅰ+Ⅱ)。

③车间变电所主变压器的单台容量上限一般不宜大于1000kV•A。

使用干式变压器容量不宜大于630kV•A。

住宅小区变电所内油浸式变压器单台容量也不宜大于630kV•A。

④适当考虑负荷的发展。

电力变压器并列运行的基本条件：①并列变压器一、二次电压必须对应相等。

②并列变压器的阻抗电压（即短路电压）必须相等。

③并列变压器的联结组别必须相同。

联结组不同的变压器并列运行的危险：联结组不同变压器并列运行，会在变压器的二次侧产生很大的环流，可能使变压器绕组烧毁。

并列变压器容量差别太大：并列运行的变压器容量应尽量相同或相近，其最大容量和最小容量之比一般不超过3:1。

并列变压器容量差别太大时，不仅运行很不方便，而且在变压器特性稍有差异时，变压器间的环流将相当显著，特别是容量小的变压器容易过负荷或烧毁。

油浸式变压器正常允许过负荷：20%（户内）、30%（户外）。

电流互感器（TA）的功能：①用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘，提高一二次电路的安全性和可靠性；②用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围电压互感器（TV）的功能：①把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用；②使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。

电流互感器工作时二次侧不能开路：电流互感器二次侧开路会使铁心由于磁通量剧增而过热，并产生剩磁，降低铁心准确度级。

由于电流互感器的二次绕组匝数远比其一次绕组匝数多，所以在二次侧开路时会感应出危险的高压电，危机人身和设备的安全。

二次侧不允许接入熔断器和开关。

互感器二次侧有一端必须接地：为了防止一、二侧绕组间的绝缘击穿，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。

熔断器（FU）的功能：主要对电路和设备进行短路保护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。

“限流”熔断器：灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期内切断短路电流。

“非限流”熔断器：灭弧能力不强，灭弧速度不快，不能在短路电流达到冲击值之前熄灭电弧。

高压隔离开关（QS）功能：隔离高压电压源，以保证其他设备和线路的安全检修。

结构特点：断开后有明显可见的断开间隙，高压断路器（QF）功能：能通断正常负荷电流，能接通和承受一定时间的短路电流，能在保护装置作用下自动跳闸，切断短路故障。

少油断路器油的功能：只作为灭弧介质；多油断路器油的功能：一方面作灭弧介质，一方面作为相对地（外壳）甚至相与相之间的绝缘介质。

工厂变配电所主接线的基本要求：安全，可靠，灵活，经济主接线图绘制方式：①系统式主接线图，多用于变配电所运行中；②装置式主接线图，多用于变配电所施工图中。

内桥式接线：高压断路器跨接在两路进线之间，在线路断路器内侧，接近变压器侧。

适用场所：电源线较长因而发生故障和停电检修的机会较多、且电压器不需要经常切换的总降压变电所。