工厂供电第三讲义章供电系统
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《工厂供电》课程教学大纲
《工厂供电》课程教学大纲课程名称：工厂供电课程类型：专业技术课程课程学时：48学时课程编号：ELEC1005课程目标：本课程旨在培养学生对工厂供电系统的理论知识和实际应用的理解和应用能力。
通过本课程的学习，学生应具备工厂供电系统设计与维护的基本知识和能力。
课程内容：第一章：工厂供电基础知识1.1 工厂供电系统的概述1.2 工厂负荷特点及需求分析1.3 工厂电气设备及其电源要求第二章：工厂供电系统设计2.1 工厂供电系统的结构和布置2.2 工厂变电站设计与选型2.3 工厂配电系统设计与选型2.4 工厂电气线路设计与选型第三章：工厂供电系统调试与运行3.1 工厂供电系统调试原理3.2 工厂变电站调试与运行3.3 工厂配电系统调试与运行3.4 工厂电气设备运行与检修第四章：工厂供电系统维护与管理4.1 工厂供电系统维护与保养4.2 工厂供电系统事故处理与应急预案4.3 工厂供电系统能源优化和节能管理4.4 工厂供电系统监测与运行管理教学方法：本课程将采用理论与实践相结合的教学方法。
理论部分将通过课堂讲授和案例分析的方式进行；实践部分将通过实地考察和实验操作的方式进行。
教师还将引导学生进行小组讨论、课堂演示和开展小型实践项目。
教学评价：本课程将通过学生作业、课堂互动、实验报告、论文写作、实践能力考核等多种方式进行教学评价。
其中，学生实践能力考核的成绩占总评成绩的30%。
课程参考教材：1. 罗明义，《工厂供电》，中国电力出版社，2010年。
2. 杨德明，《工厂供电设计与运行》，中国电力出版社，2012年。
备注：本课程的教学大纲仅供参考，具体教学进度和内容根据教师和学生的实际需求而确定。
为了提高学生的综合能力，教师还应引导学生进行课程相关的实践项目，如实地考察、实验实训等。
通过课堂教学和实践训练的结合，学生将真正掌握工厂供电系统的设计与维护技术，为今后从事相关工作打下良好的基础。
第一章：工厂供电基础知识1.1 工厂供电系统的概述工厂供电系统是一个复杂而重要的电力系统，用于为工厂提供稳定、可靠的电力供应。
《工厂供电》教案3
湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案
课程名称： 课程名称： 班 级： 工厂供电 05 电气 1－2 班 2006 年至 2007 年第 1 学期第 17 次课 编制日期： 年 11 月 12 日 编制日期：20 06
教学单元（章节） ：第三章 教学单元（章节） 第三章 短路电流及其计算 ： 短路的原因、 第一节 短路的原因、后果及其形式 第二节 无限大容量电力系统三相短路的物理过程及物理量 目的要求： 目的要求：1. 了解短路的原因、后果及其形式 2. 了解电力系统三相短路的物理过程及其物理量
第
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教
学
内
容
板书或旁注
例 3-1 某工厂供电系统如图 3-4 所示。已知电力系统出口断路器 为 SN10-10Ⅱ型。试求工厂变电所高压 10kV 母线上 k－1 点短路和低 压 380V 母线上 k－2 点短路的三相短路电流和短路容量。
知识要点： 知识要点：1. 2. 3. 4. 技能要点： 技能要点：
欧姆法 电力系统的阻抗计算 电力变压器的阻抗计算 电力线路的阻抗计算
教学步骤： 教学步骤：1. 概述短路电流的计算 2. 欧姆法的概念 3. 采用欧姆法进行电力系统、电力变压器及电力线路的阻抗计算 教具及教学手段： 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、举例。
作业布置情况： 作业布置情况：思考题 2、3、4
课后分析与小结： 课后分析与小结：
授课教师： 授课教师：
陈剑
授课日期： 2006 授课日期：
年 11 月 15 日
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板书或旁注
二、短路有关的物理量 （－）短路电流周期分量 假设在电压 u=0 时发生三相短路，如图 3-3 所示。短路电流周期 分量为 （3-1） 式中， 为短路电流周期分量幅值，其中 为短路电路的总阻抗［模］ ； 为短路电路 的阻抗角。由于短路电路的 ，因此 。故短路初瞬 间（t=0 时）的短路电流周期分量为 （3-2） 式中，I″为短路次暂态电流有效值，即短路后第一个周期的短路电流 周期分量 ip 的有效值。 （二）短路电流非周期分量 由于短路电路存在电感，因此在突然短路时，电感上要感生一个 电动势，以维持短路初瞬间（t=0 时）电路内的电流和磁链不致突变。 电感的感应电动势所产生的与初瞬间短路电流周期分量反向的这一电 流，即为短路电流非周期分量。 短路电流非周期分量的初始绝对值为
课程名称： 课程名称： 班 级： 工厂供电 05 电气 1－2 班 2006 年至 2007 年第 1 学期第 17 次课 编制日期： 年 11 月 12 日 编制日期：20 06
教学单元（章节） ：第三章 教学单元（章节） 第三章 短路电流及其计算 ： 短路的原因、 第一节 短路的原因、后果及其形式 第二节 无限大容量电力系统三相短路的物理过程及物理量 目的要求： 目的要求：1. 了解短路的原因、后果及其形式 2. 了解电力系统三相短路的物理过程及其物理量
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例 3-1 某工厂供电系统如图 3-4 所示。已知电力系统出口断路器 为 SN10-10Ⅱ型。试求工厂变电所高压 10kV 母线上 k－1 点短路和低 压 380V 母线上 k－2 点短路的三相短路电流和短路容量。
知识要点： 知识要点：1. 2. 3. 4. 技能要点： 技能要点：
欧姆法 电力系统的阻抗计算 电力变压器的阻抗计算 电力线路的阻抗计算
教学步骤： 教学步骤：1. 概述短路电流的计算 2. 欧姆法的概念 3. 采用欧姆法进行电力系统、电力变压器及电力线路的阻抗计算 教具及教学手段： 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、举例。
作业布置情况： 作业布置情况：思考题 2、3、4
课后分析与小结： 课后分析与小结：
授课教师： 授课教师：
陈剑
授课日期： 2006 授课日期：
年 11 月 15 日
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二、短路有关的物理量 （－）短路电流周期分量 假设在电压 u=0 时发生三相短路，如图 3-3 所示。短路电流周期 分量为 （3-1） 式中， 为短路电流周期分量幅值，其中 为短路电路的总阻抗［模］ ； 为短路电路 的阻抗角。由于短路电路的 ，因此 。故短路初瞬 间（t=0 时）的短路电流周期分量为 （3-2） 式中，I″为短路次暂态电流有效值，即短路后第一个周期的短路电流 周期分量 ip 的有效值。 （二）短路电流非周期分量 由于短路电路存在电感，因此在突然短路时，电感上要感生一个 电动势，以维持短路初瞬间（t=0 时）电路内的电流和磁链不致突变。 电感的感应电动势所产生的与初瞬间短路电流周期分量反向的这一电 流，即为短路电流非周期分量。 短路电流非周期分量的初始绝对值为
工厂供电第3章-负荷计算与供配电线路
图3-14原理式主接线图 原理式主接线图
高压进线柜
低压总开关柜 主变压器
低压照明及动力6路出线 低压照明及动力 路出线 低压动力柜5路出线 低压动力柜 路出线 电容器柜
图3-15
配电装置式主接线图
高 压 进 线 柜
低压动力柜5路出线 低压动力柜 路出线 主 变 压 器 低压照明及动 力6路出线 路出线
母线隔离开关 ：靠近母线侧， 母线隔离开关QS：靠近母线侧，用于 开关 隔离母线电源和检修断路器； 隔离母线电源和检修断路器；
图3-2单母线主接线图
• 2、单母线分段接线 、
这种接线适用于 双电源进线的比 双电源进线的比 较重要的负荷， 较重要的负荷， 电压为6～ 电压为 ～10kV 级。
图3-3
• 3.01 用电设备及工作制
• 工厂用电设备的工作制分以下三类： 工厂用电设备的工作制分以下三类： • （1）连续工作制 • 电气设备在恒定负荷下运行，其运行时间长到足 电气设备在恒定负荷下运行， 以使之达到热平衡状态。 以使之达到热平衡状态。此类设备在计算其设备 容量时，可直接查取其铭牌上的额定容量， 容量时，可直接查取其铭牌上的额定容量，不用 转换计算。 转换计算。 • （2）短时工作制 • 设备在恒定负荷下运行的时间短，而停歇的时间 设备在恒定负荷下运行的时间短， 较长。此类设备在工厂负荷中占比例很小， 较长。此类设备在工厂负荷中占比例很小，在计 算其设备容量时，也是直接查取其铭牌功率 接查取其铭牌功率。 算其设备容量时，也是直接查取其铭牌功率。
•（1）工厂有总降压变电所或高压配电所— （ 工厂有总降压变电所或高压配电所 —而车间变电所通常只设变压器室和低压配 而车间变电所通常只设变压器室和低压配 而车间变电所通常 电室， 电室，高压侧大多不装开关或只装简单的隔 离开关、熔断器（室外为跌落式熔断器）、 离开关、熔断器（室外为跌落式熔断器）、 避雷器。 避雷器。 •（2）工厂无总降压变电所或总配电所—— （ 工厂无总降压变电所或总配电所 车间变电所高压侧的开关电器、保护装置和 车间变电所高压侧的开关电器、 测量仪表等，都必须配备齐全 配备齐全， 测量仪表等，都必须配备齐全，一般要设置 高压配电室。 高• 原理式主接线图——按照电能输送和分配 原理式主接线图 按照电能输送和分配 主接线图 按照 的顺序用规定的符号和文字来表示设备的 的顺序用规定的符号和文字来表示设备的 相互连接关系。 相互连接关系。 • 配电装置式主接线图——即按高压或低压 配电装置式主接线图 主接线图 即按高压或低压 配电装置之间的相互连接和排列位置而画 和排列位置 配电装置之间的相互连接和排列位置而画 出的主接线图。 出的主接线图。
工厂供电技术供电系统PPT课件
（1）变电所位置选择的原则 靠近负荷中心； 考虑电源的进线方向，偏向电源侧； 进出线方便； 设备运输方便； 不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性； 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所； 不应设在有剧烈震动和高温场所； 不应设在地势低洼和可能积水的场所； 不应设在有爆炸危险区域。
（2）负荷中心的确定 负荷指示图 负荷指示图将负荷按一定比例用负荷图标明在厂区平面图上，负荷图的圆心与 车间的负荷的“重心”大致相符。
（2）外桥式接线 结构 断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源 侧，称为外桥式接线。 特点 它适用于进线线路较短、负荷变化较大， 变压器需要经常切换的场合。 适用范围 一、二级负荷的变电所
3、单母线和母线分段 母线的概念
母线（也叫汇流排）实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点， 形式上它将一个电气联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。 设置母线制的意义 设置母线可以方便地把电源进线和多路引出线通过开关电器连接在一起，以保 证供电的可靠性和灵活性。 母线制的种类 单母线制、单母线分段制和双母线制。
三、总降压变电所的设置数量
1、总降变电所的设置 总降压变电所数量应尽可能的少，尽可能的只设一个变电所，这样投资少又便于 管理。 2、总降变电所变压器的设置 • 对于企业中一级、二级负荷所占比重大，或虽为三级负荷，但负荷容量大
而集中的变电所，应装设两台变压器。 • 对于三级负荷供电的总降压变电所，或者有少量一、二级负荷，可只装设
1960
封 闭
式 低压配电(变压器)室
母 线 桥
变压器 1
进线 补偿 补偿 出线 出线 出线 低压开关柜
3600
2760
工具室 值班室
0.38kV出线
第四节 变电所的电气主接线
（2）负荷中心的确定 负荷指示图 负荷指示图将负荷按一定比例用负荷图标明在厂区平面图上，负荷图的圆心与 车间的负荷的“重心”大致相符。
（2）外桥式接线 结构 断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源 侧，称为外桥式接线。 特点 它适用于进线线路较短、负荷变化较大， 变压器需要经常切换的场合。 适用范围 一、二级负荷的变电所
3、单母线和母线分段 母线的概念
母线（也叫汇流排）实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点， 形式上它将一个电气联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。 设置母线制的意义 设置母线可以方便地把电源进线和多路引出线通过开关电器连接在一起，以保 证供电的可靠性和灵活性。 母线制的种类 单母线制、单母线分段制和双母线制。
三、总降压变电所的设置数量
1、总降变电所的设置 总降压变电所数量应尽可能的少，尽可能的只设一个变电所，这样投资少又便于 管理。 2、总降变电所变压器的设置 • 对于企业中一级、二级负荷所占比重大，或虽为三级负荷，但负荷容量大
而集中的变电所，应装设两台变压器。 • 对于三级负荷供电的总降压变电所，或者有少量一、二级负荷，可只装设
1960
封 闭
式 低压配电(变压器)室
母 线 桥
变压器 1
进线 补偿 补偿 出线 出线 出线 低压开关柜
3600
2760
工具室 值班室
0.38kV出线
第四节 变电所的电气主接线
工厂供电第3章供电系统ppt课件
无填料熔断器、有填 料熔断器、快速熔断 器自动熔断器
用于线路过载、短路 或欠压保护，也可用 作不频繁接通和分断 电路
用于线路或电器设备 的过载和短路保护
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11
B、 熔断器
• 一、熔断器的定义、主体、连接方式、工 作原理、作用。
1.定义：电网和用电设备中用作过载或短路 保护的电器。
2.主体：低熔点金属丝或金属薄片制成的熔 体。
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21
二、转换开关
1.转换开关的主要品种有：组合开关； 倒顺开关（换向开关）。
2.特点与作用： ⑴ 组合开关. 体积小、寿命 长、结构简单、操作方便，多用于机床电 气的隔离，也可用于5kW以下的小容量电 动机的直接启动和正反转控制。 ⑵ 倒顺开 关.用于控制电动机的正反转
完整编辑ppt
19
• ⑶ 刀开关的主要品 种有：1.开启式负 荷开关，又名瓷底 胶盖闸刀开关；2. 封闭式负荷开关， 又名铁壳开关；3. 熔断器式刀开关。
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20
其中开启式负荷开关安装和使用注意事项： ①电源进线应该在静触点一边的进线端， 用电设备应该接在动触点一边的出线端。
② 要垂直安装，不能倒装，通电时手柄朝上。
低压配电电器包括熔断器、刀开关、转换开关和自 动开关等
低压控制电器包括接触器、继电器、起动器、主另 电器、控制器、电阻器、变阻器的电磁铁等
• 2.按动作方式可分为：自动切换电器、手动切换 电器；前者依靠本身参数的变化或外来信号的作 用；后者用手直接操作来进行切换。
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10
• 3. 按有无触点的结构特点可分为：有触 点电器、无触点电器。
• (7)配电室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150～
用于线路过载、短路 或欠压保护，也可用 作不频繁接通和分断 电路
用于线路或电器设备 的过载和短路保护
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B、 熔断器
• 一、熔断器的定义、主体、连接方式、工 作原理、作用。
1.定义：电网和用电设备中用作过载或短路 保护的电器。
2.主体：低熔点金属丝或金属薄片制成的熔 体。
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二、转换开关
1.转换开关的主要品种有：组合开关； 倒顺开关（换向开关）。
2.特点与作用： ⑴ 组合开关. 体积小、寿命 长、结构简单、操作方便，多用于机床电 气的隔离，也可用于5kW以下的小容量电 动机的直接启动和正反转控制。 ⑵ 倒顺开 关.用于控制电动机的正反转
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• ⑶ 刀开关的主要品 种有：1.开启式负 荷开关，又名瓷底 胶盖闸刀开关；2. 封闭式负荷开关， 又名铁壳开关；3. 熔断器式刀开关。
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其中开启式负荷开关安装和使用注意事项： ①电源进线应该在静触点一边的进线端， 用电设备应该接在动触点一边的出线端。
② 要垂直安装，不能倒装，通电时手柄朝上。
低压配电电器包括熔断器、刀开关、转换开关和自 动开关等
低压控制电器包括接触器、继电器、起动器、主另 电器、控制器、电阻器、变阻器的电磁铁等
• 2.按动作方式可分为：自动切换电器、手动切换 电器；前者依靠本身参数的变化或外来信号的作 用；后者用手直接操作来进行切换。
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• 3. 按有无触点的结构特点可分为：有触 点电器、无触点电器。
• (7)配电室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150～
工厂供电 第三章 供电系统
第五节 变电所的二次接线
2）手动分闸
转动控制开关SA至“预跳闸”位置，然后再逆时针转动45度 到“跳闸”位置此时SA6-7触点导通，正电源+WC →SA6-7 →QF2 →YR →-WC形成回路，断路器跳开，动合辅助触点QF2打开，切断 分闸回路，动断辅助触点QF1闭合，绿灯亮。
3）自动合闸
控制开关
图3.51 高压环形接线
第七节 低压配电系统
二、 低压配电网常用电气主接线形式
低压配电网常用电气主接线形式也有放射式、树干式和环形等基本接线方式。 1. 低压放射式接线 低压放射式接线如图3.52所示。放射式接线的特点是其引 出线发生故障时互不影响，因此供电可靠性较高。但在一般情 况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备较多。低压放 射式接线多用于设备容量较大或对供电可靠性要求较高的设备 配电。 2. 低压树干式接线
第四节 变电所的电气主结线
3.单母线和母线分段
这种主接线兼有上述两种桥式 接线运行灵活性的优点，但采用的 高压开关设备较多。可供一、二级 负荷，适于一、二次侧进出线较多 的总降压变电所。
第四节 变电所的电气主结线 4.双母线 4.双母线
采用双母线接线较之采用单母线接线， 供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关 设备也相应大大增加，从而大大增加了初投 资，所以双母线接线在工厂变电所中很少应 用，主要应用于电力系统中的枢纽变电站。
第四节 变电所的电气主结线
2) 外桥式 二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接 线图， 这种主接线，其一次侧的高压断路器QF5也 跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路 器QFl和QF2的外侧，靠近电源方向，因此称 为外桥式接线。这种主接线的运行灵活性也 较好，供电可靠性也较高，适用于一、二级 负荷的工厂。但与上述内桥式接线适用的场 合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检 修或发生故障时，则断开QFl，投入QF5(其两 侧QS先合)，使两路电源进线又恢复并列运行。 这种外桥式接线适用于电源线路较短而变电 所昼夜负荷变动较大、适于经济运行需经常 切换变压器的总降压变电所。当一次电源线 路采用环形接线时，也宜于采用这种接线， 使环形电网的穿越功率不通过断路器QFl QF2， 这对改善线路断路器的工作及其继电保护的 整定都极为有利。
第三章工厂供电-刘介才
（三）按逐级计算法确定工厂计算负荷 如图3-8所示，工厂的计算负荷（这里举有功负荷为例） P30(1)，应该是高压母线上所有高压配电线路计算负荷之和，再 乘上一个同时系PT 数。高压配电线路的计算负荷P30(2) ，应该是 该线路所供车间变电所低压侧的计算负荷P30(3) ，加上变压器 的功率损耗 和高压配电线路的功率损耗 PW，L ……如此逐级计 算即可求得供电系统中所有元件的计算负荷。
第四节 工厂的计算负荷及负荷中心 的确定
图3-10 图1-2所示工厂的负荷指示图
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第五节 尖峰电流及其计算
一、概述
尖峰电流（peak current）是指持续时间1～2s的短时最 大电流。
二、用电设备尖峰电流的计算
（一）单台用电设备尖峰电流的计算 单台用电设备的尖峰电流就是其启动电流（starting
PCA 0.6 30kW 23kW
第三节 单相用电设备组计算负荷的 确定
查附录表8得 Kd 0.35, cos 0.7, tan 1.02 ；再由表3-3查 得 cos 0.7 时的功率换算系数 pABA pBCB pCAC 0.8， pABB pBCC pCAA 0.2 ，qABA qBCB qCAC =0.22， 。 qABB qBCC qCAA 0.8
（1）年最大负荷。 （2）年最大负荷利用小时，如图3-4所示。
图3-4 年最大负荷和年最大负荷利用小时
2.平均负荷和负荷系数
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第二节 三相用电设备组计算负荷的 确定
一、概述 二、按需要系数法确定计算负荷
（一）基本公式 用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取
用的半小时最大负荷，如图3-6所示。
p p p AB A BC B CAC
第四节 工厂的计算负荷及负荷中心 的确定
图3-10 图1-2所示工厂的负荷指示图
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第五节 尖峰电流及其计算
一、概述
尖峰电流（peak current）是指持续时间1～2s的短时最 大电流。
二、用电设备尖峰电流的计算
（一）单台用电设备尖峰电流的计算 单台用电设备的尖峰电流就是其启动电流（starting
PCA 0.6 30kW 23kW
第三节 单相用电设备组计算负荷的 确定
查附录表8得 Kd 0.35, cos 0.7, tan 1.02 ；再由表3-3查 得 cos 0.7 时的功率换算系数 pABA pBCB pCAC 0.8， pABB pBCC pCAA 0.2 ，qABA qBCB qCAC =0.22， 。 qABB qBCC qCAA 0.8
（1）年最大负荷。 （2）年最大负荷利用小时，如图3-4所示。
图3-4 年最大负荷和年最大负荷利用小时
2.平均负荷和负荷系数
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第二节 三相用电设备组计算负荷的 确定
一、概述 二、按需要系数法确定计算负荷
（一）基本公式 用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取
用的半小时最大负荷，如图3-6所示。
p p p AB A BC B CAC
《供配电系统》PPT课件
需用系数Kx是在确定某一类用电设备组的计算负荷时，考 虑成组用电设备运行时可能出现的现象，包括以下几个方面：
1.可能不同时工作，存在同时使用系数Kt。 2.未必全部在满负荷情况下运行，存在负载系数Kf。 3. 如果是由人工控制的用电设备组要考虑工人操作水平对 用电设备取用功率的影响，存在工作系数Kg。 其中Kt、Kf两项起主要作用。需要系数Kx一般是经过大量 实测数据积累得到的，并且随着工艺进步、技术发展而变化。
h
2
1866年德国的科学家西门子以电磁铁代替永磁铁，研制出自 激励式发电机，发电机开始进入实用阶段。1870年比利时的克拉 姆又研制出了自激励式直流发电机，1877年真正实用的发电机开 始进入商业化生产阶段。
发电机可以由水轮机、汽轮机、柴油机或其它动力驱动，将 机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
1.功率的概念: 在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：有功功率和
无功功率。电阻消耗有功功率，是耗能元件，电感、电容不消 耗有功功率，是储能元件。
1）有功功率P （active power ）：单位KW P=UI cosφ ，其中，cosφ称为功率因素。
h
8
例如40W的日光灯，除需40W有功功率（镇流器也需消耗 一部分有功功率）来发光外，还需80var左右的无功功率供镇 流器的线圈建立交变磁场用。由于它对外不做功，才被称之为 无功功率。
2）无功功率Q （reactive power ）：单位VAR
Q=UI sinφ 电容是不连接的两块极板，用来储存电荷，并放出电荷，
把电能转化为电场能；在具有电感（或电容）的电路里，电感 （或电容）在半周期的时间里把电源的能量变成磁场（或电场） 的能量贮存起来，在另外半周期的时间里又把贮存的磁场（或 电场）能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换，并没 有真正消耗能量。
1.可能不同时工作，存在同时使用系数Kt。 2.未必全部在满负荷情况下运行，存在负载系数Kf。 3. 如果是由人工控制的用电设备组要考虑工人操作水平对 用电设备取用功率的影响，存在工作系数Kg。 其中Kt、Kf两项起主要作用。需要系数Kx一般是经过大量 实测数据积累得到的，并且随着工艺进步、技术发展而变化。
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1866年德国的科学家西门子以电磁铁代替永磁铁，研制出自 激励式发电机，发电机开始进入实用阶段。1870年比利时的克拉 姆又研制出了自激励式直流发电机，1877年真正实用的发电机开 始进入商业化生产阶段。
发电机可以由水轮机、汽轮机、柴油机或其它动力驱动，将 机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
1.功率的概念: 在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：有功功率和
无功功率。电阻消耗有功功率，是耗能元件，电感、电容不消 耗有功功率，是储能元件。
1）有功功率P （active power ）：单位KW P=UI cosφ ，其中，cosφ称为功率因素。
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例如40W的日光灯，除需40W有功功率（镇流器也需消耗 一部分有功功率）来发光外，还需80var左右的无功功率供镇 流器的线圈建立交变磁场用。由于它对外不做功，才被称之为 无功功率。
2）无功功率Q （reactive power ）：单位VAR
Q=UI sinφ 电容是不连接的两块极板，用来储存电荷，并放出电荷，
把电能转化为电场能；在具有电感（或电容）的电路里，电感 （或电容）在半周期的时间里把电源的能量变成磁场（或电场） 的能量贮存起来，在另外半周期的时间里又把贮存的磁场（或 电场）能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换，并没 有真正消耗能量。
工厂供电第6版第三章
• 三相线路中发生两相短路，电动力为
• 三相线路三相短路时，电动力最大，值为
• 由于三相短路冲击电流和两相短路冲击电流有以下关系 • 因此三相短路与两相短路产生的最大电动力之比为 • ◆短路动稳定度校验条件 • ①一般电器的动稳定度校验条件 • ②绝缘子的动稳定度校验条件 • ③硬母线的动稳定度校验条件 • 下列公式校验 • 最大计算应力按公式计算
• 两相短路电流与三相短路电流的关系为
I
(2) k
3 (3) I k 0.866I k(3) 2
（2）单相短路电流的计算
• 单相短路电流为 • 工程设计中，常利用的单相短路电流 • 单相短路电流与三相短路电流的关系如下： • 在远离发电机的用户低压侧单相短路时，单相短路电流为
• 三相短路时，三相短路电流为
• ②短路的发热计算及校验 • ◆等效发热计算 要确定导体短路后实际达到的最高温度是十分
困难的，工程设计中采用与短路稳态电流I∞的等效发热来进行计算。 由于短路时实际通过导体的电流并不是I∞，因此要假定一个时间tima， 在此时间内，假定导体通过I∞所产生的热量，正好与实际短路电流在 实际短路时间内产生的热量等效。这一假定时间称为短路发热假定时 间。
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,,= I∞,
• 当tk>1s时，tmia=tk。 • 短路持续时间tk，是短路保护装置实际最长的动作时间与断路器的断路时
间之和。
•
实际短路电流通过导体在短路时间内产生的热量为：
◆曲ห้องสมุดไป่ตู้法
实际上，由热量再计算短路后的导体温度是很烦杂而且很 不准确的，因此，在工程设计中常用曲线法来确定QK值。
工厂供电
工厂供电知识点
第一章绪论1.电力系统(就是包括不同类型的发电机，配电装置，输、配电线路，升压及降压变电所和用户，他们组成一个整体，对电能进行不间断的生产和分配)2.提高输电电压的意义（将增大送电送容量和距离，节约有色金属，降低线路造价，减少电压损耗，提高电压质量，降低送电线路功率及能量损耗。
）3.电网的额定电压的规定及相关计算（重点）（1.发电机的额定电压比电网电压高5%便是为了补偿电网上的电压损失。
2.变压器的二次额定电压比电网和用电设备的额定电压高10%。
）4.决定工厂用户供电质量的指标（电压、频率、可靠性）5.根据对供电可靠性的要求，用电负荷的三个级别（1.一级负荷：造成人身伤亡。
将在政治、经济上造成重大损失者、将影响有重大政治。
经济意义的用电单位的正常工作者）二级负荷：将在政治、经济上造成较大损失者。
将影响重要用电单位的正常工作者。
三级负荷：不属于一级和二级负荷者)第二章负荷计算1.计算负荷（计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷）2.用电设备的工作制（1.连续运行工作制2.短时运行工作制3.断续周期工作制）3.需要系数法求计算负荷（重点）4.附加系数法求计算负荷5.变压器的功率损耗6.按经济电流密度选择导线的截面积第三章工厂供电系统1.工厂供电系统组成(总降压变电所、配电所、车间变电所、高压用电设备)2.了解工厂供电系统的技术经济指标（可靠性；电能质量；运行、维护及修理的方便机灵过程度；自动化程度；建筑设施的寿命；占地面积；新型设备的利用）3.工厂厂区供电电压、工厂厂区高压配电电压、1000V以下配电电压的选择p324.变电所、配电所、总降压变电所位置的选择原则（总降压变电所的位置应尽量接近负荷中心。
同时还要考虑电源的进线方向）5.了解变压器具有过负荷潜力的原因(1.变压器在运行时，负荷不可能保持恒定不变，在昼夜24h中，很多时间低于，甚至远远低于变压器的额定容量值。
供配电系统第三章PPT课件
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3．2变配电所常用的高、低压电器
3．2．1变配电所常用的高压电器
3．高压断路器
图3.5 ZN3-10型真空断路器外形 1-上接线端 2-真空灭弧室 3-下接线 端 4-操作机构箱 5-合闸电磁铁 6分闸电磁铁 7-分闸弹簧 8-底座
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3．2变配电所常用的高、低压电器
3．1变配电所的作用、类型和位置
1．变配电所的作用 工厂变配电所是工厂供配电系统的核心，在工厂中占有特别重要的地位。
工厂变配电所按其作用可分为工厂变电所和工厂配电所。 变电所的作用是：从电力系统接受电能，经过变压器降压（一级变电通
常降为0.4kV），然后按要求把电能分配到各车间供给各类用电设备。 配电所的作用是：接受电能，然后按要求分配电能。两者所不同的是，
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3．2变配电所常用的高、低压电器
在工厂供配电系统中担负输送、变换和分配电能任务的电路，称为 “主电路”，也叫“一次电路”。
用来控制、指示、监测和保护主电路（一次电路）及其主电路中设备 运行的电路，称为“二次电路”（二次回路）。
一次电路中的所有电气设备，称为“一次设备”或“一次元件”，二 次电路中的所有电气设备，称为“二次设备”或“二次元件”。
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3．2变配电所常用的高、低压电器
3．2．1变配电所常用的高压电器
1．高压隔离开关
（2）拉开隔离开关时操作 ①当刀片刚要离开固定触头时应迅速。特别是切断变压器的空载电流、架空线路及电
缆的充电电流、架空线路小负荷电流及切断环路电流时，拉隔离开关更应迅速果断，以 便能迅速消弧。
②拉开隔离开关后，应检查隔离开关每相确实已在断开位置并应使刀片尽量拉到头。 （3）在操作中误拉、误合隔离开关时：
3．2变配电所常用的高、低压电器
3．2．1变配电所常用的高压电器
3．高压断路器
图3.5 ZN3-10型真空断路器外形 1-上接线端 2-真空灭弧室 3-下接线 端 4-操作机构箱 5-合闸电磁铁 6分闸电磁铁 7-分闸弹簧 8-底座
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3．2变配电所常用的高、低压电器
3．1变配电所的作用、类型和位置
1．变配电所的作用 工厂变配电所是工厂供配电系统的核心，在工厂中占有特别重要的地位。
工厂变配电所按其作用可分为工厂变电所和工厂配电所。 变电所的作用是：从电力系统接受电能，经过变压器降压（一级变电通
常降为0.4kV），然后按要求把电能分配到各车间供给各类用电设备。 配电所的作用是：接受电能，然后按要求分配电能。两者所不同的是，
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3．2变配电所常用的高、低压电器
在工厂供配电系统中担负输送、变换和分配电能任务的电路，称为 “主电路”，也叫“一次电路”。
用来控制、指示、监测和保护主电路（一次电路）及其主电路中设备 运行的电路，称为“二次电路”（二次回路）。
一次电路中的所有电气设备，称为“一次设备”或“一次元件”，二 次电路中的所有电气设备，称为“二次设备”或“二次元件”。
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3．2变配电所常用的高、低压电器
3．2．1变配电所常用的高压电器
1．高压隔离开关
（2）拉开隔离开关时操作 ①当刀片刚要离开固定触头时应迅速。特别是切断变压器的空载电流、架空线路及电
缆的充电电流、架空线路小负荷电流及切断环路电流时，拉隔离开关更应迅速果断，以 便能迅速消弧。
②拉开隔离开关后，应检查隔离开关每相确实已在断开位置并应使刀片尽量拉到头。 （3）在操作中误拉、误合隔离开关时：
工厂供电刘介才.第三章课后答案
I k( 3 )
3.08 33.7
I
"( 3 ) ( 3) I∞ (3 ) i sh
S k(3 )
56.O 23.3
3.08 33.7
3.08 33.7
7.85 62.0
4.65 36.7
第二章—2
2、某工厂供电系统如 下图所示。电力系统出口断路器为 SNl0—10 II 型。试用标幺 制法计算系统中 k-1 点和 k-2 点的三相短路电流和短路容量。
3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
(3 ) i sh = 2.55 I " ( 3 ) = 2.55 × 3.08 kA = 7.85 kA
(3 ) I sh = 1.51I " (3 ) = 1.51 × 3 .08 kA = 4.65kA
4)三相短路容量
) ) S k( 3 3U c1 I k( 3 3 ×10.5kV × 3.08kA = 56.0MV ⋅ A −1 = −1 =
( 2) IK / I (K3) = 3 / 2 = 0.866
I (K1 ) =
3Uϕ Z1 Σ + Z2 Σ + Z 3 Σ
(1) IK =
（有正序、负序、零序阻抗）
工程中
Uϕ Zϕ−0
8、对一般开关电器，其短路动稳定度和热稳定度校验的条件各是什么? 动稳定度校验条件：
( 3) imax ≥ ish (3 ) I max ≥ I sh
3.计算 k-1 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 (1)总电抗标幺值
* * * X∑ ( k −1 ) = X 1 + X 2 = 0.2 + 1.59 = 1.79
工厂供电PPT分享
工厂供电 2） 二级负荷(second order load) 二级负荷是指中断供电将在政治、经济上造成较大损失
的电力负荷， 如主要设备损坏、大量产品报废、 连续生产
过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 二级负荷要求由双回路供电，供电变压器也应有两台(这 两台变压器不一定在同一变电所)，当其中有一条回路或一台 变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断
工厂供电
工厂供电系统概述
1.1 工厂供电系统概述
1.2 电力系统的组成 1.3 电压的分类及高低电压的划分 1.4 工厂供电系统配电电压的选择 1.5 工厂供电系统的质量指标 1.6 变配电所高低压一次设备
工厂供电
工厂供电系统概述
1.1 工厂供电系统概述 工厂供电系统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，是由工厂变配电所、配电线路和用电 设备构成的整体，以实现工厂电能的接受、分配、变换、输送 和使用。工厂供电系统是电力系统的主要组成部分，也是电力 系统的主要用户。
工厂供电系统的高压配电电压主要取决于当地供电电源电压以 及工厂高压用电设备的电压、容量和数量等因素。中、 小型工厂 采用的高压配电电压通常为6～10 kV，从技术经济指标来看，最好 采用10 kV 配电电压。由于同样的输送功率和输送距离条件下，配 电电压越高，线路电流越小，线路所采用的导线或电缆截面越小， 因而采用10 kV配电电压可以减少线路的初投资和金属消耗量，还 可以减少线路的电能损耗和电压损耗。从设备的选型及将来的发展 来说，10 kV更优于6 kV。 对于一些厂区面积大、负荷大且集中的 大型厂矿，如厂区的环境条件允许，可采用35～220 kV架空线直接 深入工厂负荷中心配电， 这样可以分散建立总降压变电所，简化 供电环节，节约有色金属， 降低功率损耗和电压损失。
工厂供电课件每个单元完整考研复习必备
05 工厂供电系统故障诊断与 维护
工厂供电系统故障诊断技术
故障诊断方法
采用在线监测、离线检测和人工巡检等方式，对供电系统进行全面监测，及时发现潜在故障。
故障诊断技术
利用现代信息技术和智能化设备，如传感器、数据采集与处理系统等，对供电系统进行实时监测和数据分析，提 高故障诊断的准确性和效率。
工厂供电设备的维护与检修
要点一
模拟试题
简述工厂供电系统对电能质量的要求，并提出相应的改善 措施。
要点二
答案
工厂供电系统对电能质量的要求包括电压、频率和波形。 电压偏差不能超过额定值的±5%；频率偏差不能超过 ±0.2Hz；波形应保持正弦波形状，畸变率不应超过5%。 为改善电能质量，可采取无功补偿、滤波、有源滤波等技 术措施，减少电压波动和闪变，抑制谐波干扰。
节能减排在工厂供电中的应用
使用高效节能设备
工厂应优先选择高效节能的电气设备，如 LED灯、节能电机等。
优化供电系统
工厂应优化供电系统，减少能源损耗，提高 能源利用效率。
实施能源管理
工厂应实施能源管理，通过实时监测和控制 能源消耗，降低能源浪费。
推广可再生能源
工厂应积极推广可再生能源，如太阳能、风 能等，以减少对化石燃料的依赖。
感谢习必备
目录
CONTENTS
• 工厂供电系统概述 • 工厂供电设备 • 工厂供电系统设计与运行 • 工厂安全用电与节能减排 • 工厂供电系统故障诊断与维护 • 考研复习要点与题解
01 工厂供电系统概述
工厂供电的重要性
保证生产机械的正常运行
供电系统是工厂生产机械的动力来源 ，稳定的电力供应是保障生产顺利进 行的前提。
短路电流限制
通过采用限流措施，如使用限流电抗 器、熔断器等，限制短路电流值，保 护供电设备和线路的安全。
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第三节 变电所的设置和变压器的选择
变压器选择： 1）车间一台（二三级负荷） SN≥S30 2）一二级负荷比重大，负荷比较分散，可设两个变电所，
每一个变电所有一台变压器； 若一二级负荷比重大，负荷集中，则设一个变电所， 但有两台变压器。
第四节 变电所的电气主结线
电气主结线是指变电所中各种开关设备、电力变压器、母线、电流互感器以及电压 互感器等主要电气设备，按照一定顺序用导线连接而成的，用以接受和分配电能的电 路，也称为主电路。电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表示的电路图 称为电气主接线图。因为三相交流电气设备的每相结构一般是相同的，所以电气主接 线图一般绘成单线图，只是在局部需要表明三相电路不对称连接时，才将局部绘制成 三线图；若有中性线(或接地线)可用虚线表示，使主接线清晰易看。在变电所的控制 室内，为了表明变电所主接线实际运行状况，通常设有电气主接线的模拟图。运行时， 模拟图中的各种电气设备所显示的工作状态必须与实际运行状态相符。
一、变电所位置的确定
1、变电所位置选择原则
接近负荷中心 进出线方便 接近电源侧 设备运输方便
无剧烈振动或高温的场所 尘土少、无腐蚀性气体 不在有水的下方 不在有爆炸危险的地方
2、确定负荷中心的方法 1）按负荷功率矩法确定负荷中心
负荷中心的计算不必十分精确
第三节 变电所的设置和变压器的选择
2）负荷指示图：
第四节 变电所的电气主结线
3.4.2 总降压变电所的主结线
1.线路-变压器组接线
主要特点:变压器高压侧无母线,低压侧通过开关接 成单母线结线供电
2.桥式接线
第四节 变电所的电气主结线
1)内桥式 这种主接线，其一次侧的高压断路 器QF10跨接在两路电源进线之间，犹 如一架桥梁，而且处在线路断路器 QFl和 QF2的内侧，靠近变压器，因此 称为内桥式接线。这种主接线的运行 灵活性较好，供电可靠性较高，适用 一、二级负荷的工厂。如果某路电源 例如 L1线路停电检修或发生故障时， 则断开QFl，投入 QF5(其两侧 QS先 合)，即可由L2恢复对变压器T1的供电。 这种内桥式接线多用于电源线路较长 因而发生故障和停电检修的机会较多、 变压器不需经常切换的总降压变电所
r P30K• 2
r P 30 K
第三节 变电所的设置和变压器的选择
3）负荷电能矩法（动态负荷中心计算法） 三）总变压器设置数量 1）车间厂房负荷集中（一个） 2）企业非常大、容量大、分散（设两个） 3）三级负荷，少量一、二级负荷，可以从临近企业取备用电源，设一个且
只用一台变压器 SN﹥S30=SCa
精品Leabharlann 工厂供电第三章供 电系统第二节 电压的选择
一）供电电压的选择(从电力网---总降压变电所)(35KV---110KV) 1.有两种电源可供选择 选择原则: 1)负荷大小与电源远近(负荷距)（表3.2.1) 2)考虑以下的因素 用电设备对电压的要求 负荷的均衡度 工厂的供电功率因数高低 导线的横截面 工厂设备的折旧率,贷款利息 电价 3)尽量减少工厂内电压等级
不大。 对大型企业，当计算负荷超过5600KVA时，不设总变电所，直接将
～ 35 110KV变为0.4KV。
第二节 电压的选择
三）低压配电电压选择 原则：依据用电设备性质决定
直接选择380V/220V低压等级 潮湿地方：36V 煤矿等：660V；1140V 英、美、法：500V
第三节 变电所的设置和变压器的选择
3.4.1 对主结线的基本要求
电气主接线的形式，将影响配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性和二次接线、 继电保护等问题。电气主接线对变电所以及电力系统的安全、可靠和经济的运行起着 重要作用。因此，对变配电所主接线有下列基本要求。 (1) 安全：应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。 (2) 可靠：应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。 (3) 灵活：应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。 (4) 经济：在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并 节约电能和有色金属消耗量。
第二节 电压的选择
二)厂区高压线供电电压(广泛使用10KV) 1.依据 该地区原有供电条件和备用电源情况 高压电动机及其它高压用电设备等级 供电线路传输功率相同条件下(一般在500KW),10KV比6KV节约金属
40%，还可减少出线回路。 额定电压6KV、10KV的开关设备，当其切断容量相同时，价格相差
第四节 变电所的电气主结线
3.单母线和母线分段
这种主接线兼有上述两种桥式 接线运行灵活性的优点，但采用的 高压开关设备较多。可供一、二级 负荷，适于一、二次侧进出线较多 的总降压变电所。
选变压器，余量：15～25% 4）一、二级负荷占比重大而且比较集中（定一个变电所但有2台主变）
两台变压器关系：明备用：一台用，另一台备用，互为备用，SN≥S30 暗备用：两台都占用50%，一台故障，另一台100%负荷 70%S30
第三节 变电所的设置和变压器的选择
二.车间变电所位置及变压器选择 独立变电所 附设变电所 车间内变电所 地下变电所 杆上或高台变电所
第四节 变电所的电气主结线
2) 外桥式 二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接 线图， 这种主接线，其一次侧的高压断路器QF5也 跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路 器QFl和QF2的外侧，靠近电源方向，因此称 为外桥式接线。这种主接线的运行灵活性也 较好，供电可靠性也较高，适用于一、二级 负荷的工厂。但与上述内桥式接线适用的场 合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检 修或发生故障时，则断开QFl，投入QF5(其两 侧QS先合)，使两路电源进线又恢复并列运行。 这种外桥式接线适用于电源线路较短而变电 所昼夜负荷变动较大、适于经济运行需经常 切换变压器的总降压变电所。当一次电源线 路采用环形接线时，也宜于采用这种接线， 使环形电网的穿越功率不通过断路器QFl QF2， 这对改善线路断路器的工作及其继电保护的 整定都极为有利。