工業(yè)與民用供電課件

第一章

概論第一節(jié)工廠供電的意義、要求及課程任務(wù)第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式第五節(jié)工廠供電設(shè)計(jì)的一般知識(shí)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電1第一節(jié)工廠供電的意義、要求及課程任務(wù)供電，就是指所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱配電。本課程的任務(wù)，主要是講述電能供應(yīng)和分配問題，並講述電氣照明，使學(xué)生初步掌握供電系統(tǒng)和電氣照明運(yùn)行維護(hù)和設(shè)計(jì)計(jì)算所必需的基本理論和基本知識(shí)，為今後從事工廠供電技術(shù)工作奠定一定的基礎(chǔ)。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電2第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)如圖所示是一個(gè)比較典型的中型工廠供電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖(systemdiagram）?？梢钥闯?，該廠的高壓配電所有兩條6-l0kV的電源進(jìn)線，分別接在高壓配電所的兩段母線上。這兩段母線間裝有一個(gè)分段隔離開關(guān)，形成所謂“單母線分段制”。

1、工廠供電系統(tǒng)概況HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電3對(duì)於小型工廠，由於所需容量一般不大於

1000kV·A或稍多，因此通常只設(shè)一個(gè)降壓變電所，將6--l0kV電壓降為低壓用電設(shè)備所需的電壓，如圖所示。只設(shè)一個(gè)降壓變電所的工廠供電系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電4如果工廠所需容量不大於160kV·A時(shí)，一般採用低壓電源進(jìn)線，因此工廠只需設(shè)一低壓配電間，如圖所示。低壓電源進(jìn)線的小型工廠工廠系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電52、電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介電力系統(tǒng)：由各種電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)繫起來的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電6第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓電氣設(shè)備的額定頻率和額定電壓：是其正常工作且能獲得最佳經(jīng)濟(jì)效果的頻率和電壓。頻率和電壓是衡量電能品質(zhì)的兩個(gè)基本參數(shù)。一般交流電力設(shè)備的額定頻率為50Hz,此頻率通稱為“工頻”。對(duì)工廠供電系統(tǒng)來說，提高電能品質(zhì)主要是提高電壓品質(zhì)的問題。1、概述HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電72、三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓:

線路首端與末端的平均電壓即電網(wǎng)的額定電壓。用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。如圖中虛線所示。發(fā)電機(jī)的額定電壓:

發(fā)電機(jī)額定電壓規(guī)定高於同級(jí)電網(wǎng)額定電壓5％。用電設(shè)備與發(fā)電機(jī)的額定電壓說明HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電8電力變壓器的額定電壓：（1）電力變壓器一次繞組的額定電壓分兩種情況：

①當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相聯(lián)時(shí)，如圖中的變壓器T1，高於同級(jí)電網(wǎng)額定電壓5％。

電力變壓器額定電壓說明HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電9

②當(dāng)變壓器不與發(fā)電機(jī)相聯(lián)而是連接線上路上時(shí)，如圖的變壓器T2，此其一次繞組額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相同。電力變壓器額定電壓說明HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電10

（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓一亦分兩種情況：

①變壓器二次側(cè)供電線路較長，如圖中的變壓器T1，其二次繞組額定電壓應(yīng)比相聯(lián)電網(wǎng)額定電壓高10％。電力變壓器額定電壓說明HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電11

②變壓器二次側(cè)供電線路不長時(shí)，如圖中的變壓器T2，其二次繞組額定電壓只需高於所聯(lián)電網(wǎng)額定電壓5％。電力變壓器額定電壓說明HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電12第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式在三相交流電力系統(tǒng)中，作為供電電源的發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)有三運(yùn)行方式：（1）電源中性點(diǎn)不接地（2）中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地（3）中性點(diǎn)直接接地1、概述HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電13我國220/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛採用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，而且引出有中性線(代號(hào)N)、保護(hù)線(代號(hào)PE)或保護(hù)中性線(代號(hào)PEN）。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電14低壓配電系統(tǒng)，按保護(hù)接地形式，分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。TN系統(tǒng)：所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接公共保護(hù)線(PE線）或公共的保護(hù)中性線(PEN線）。如果系統(tǒng)中的N線與PE線全部合為PEN線，則此系統(tǒng)稱為TN-C系統(tǒng)，如圖所示。TN-C系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電15如果系統(tǒng)中的N線與PE線全部分開，則此系統(tǒng)稱為TN-S系統(tǒng)，如圖所示。TN-S系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電16如果系統(tǒng)的前一部分，其N線與PE線合為PEN線，而後一部分線路，N線與PE線則全部或部分地分開，則此系統(tǒng)稱為TN-C-S系統(tǒng)，如圖所示。TN-C-S系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電17TT系統(tǒng)：所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng)PE線單獨(dú)接地，如圖所示。低壓配電的TT系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電18IT系統(tǒng)：所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分也都各自經(jīng)PE線單獨(dú)接地，如圖所示。低壓配電的IT

系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電192、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電203、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電214、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電22

第五節(jié)工廠供電設(shè)計(jì)的一般知識(shí)

一般設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)的程式與要求HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電23思考用電設(shè)備的額定電壓，為什麼規(guī)定等於電網(wǎng)額定電壓？發(fā)電機(jī)的額定電壓為什麼規(guī)定要高於同級(jí)電網(wǎng)額定電壓5％？電力變壓器的額定一次電壓，為什麼規(guī)定有的要高於相應(yīng)的電網(wǎng)額定電壓5％，有的又可等於相應(yīng)的電網(wǎng)額定電壓？而其額定二次電壓，為什麼規(guī)定有的要高於相應(yīng)的電網(wǎng)額定電壓10％，有的又可只高於相應(yīng)的電網(wǎng)額定電壓5％？HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電24作業(yè)：教材P1-1、1-2、1-3、1-4HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電252023-12-29工業(yè)與民用供電26第二章工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定第四節(jié)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗第五節(jié)工廠的計(jì)算負(fù)荷和年電能消耗量第六節(jié)尖峰電流的計(jì)算NEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電27

第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線

1、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求電力負(fù)荷:

電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載。工廠電力負(fù)荷的分級(jí):

工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-95規(guī)定，根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電282、工廠用電設(shè)備的工作制連續(xù)工作制短時(shí)工作制斷續(xù)週期工作制

斷續(xù)週期工作制的設(shè)備，可用“負(fù)荷持續(xù)率（又稱暫載率）來表徵其工作特徵。負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作週期內(nèi)工作時(shí)間與工作週期的百分比值，即式中：T為工作週期；t為工作週期內(nèi)的工作時(shí)間；

t。為工作週期內(nèi)的停歇時(shí)間。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電29斷續(xù)週期工作制設(shè)備的額定容量（銘牌功率）PN，是對(duì)應(yīng)於某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。

HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電303、工廠的負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線：表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間變化關(guān)係的圖形。可直觀地反映出用戶用電特點(diǎn)，對(duì)於同類型的用戶，其負(fù)荷曲線形狀大致相同。（1）按負(fù)荷性質(zhì)分HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電31有功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線（2)按持續(xù)工作時(shí)間分日負(fù)荷曲線(24h)日最大負(fù)荷全年時(shí)間變化曲線（運(yùn)行年負(fù)荷曲線〕年負(fù)荷曲線（8760h〕HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電32四、與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量

（一）年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷Pmax：全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電332.年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最天負(fù)荷利用小時(shí)Tmax：一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pmax（或P30）持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等於該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能，如圖所示。年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電34（二）平均負(fù)荷和負(fù)荷係數(shù)

平均負(fù)荷Pav:

電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時(shí)間t的值，即

HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電35負(fù)荷係數(shù):

負(fù)荷係數(shù)又稱負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷Pav,與其最大負(fù)荷Pmax的比值，即對(duì)用電設(shè)備來說，就是設(shè)備的輸出功率P與設(shè)備額定容量PN的比值，即HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電36第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

1、概述計(jì)算負(fù)荷:

通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電372、按需要係數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷（一）基本公式用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷:

是用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷P30，如圖所示。

用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電38用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe：是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量PN之和，即Pe=ΣPN。設(shè)備的額定容量：是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率。

HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電39用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷：式中：

P30——計(jì)算有功功率(kw)；

Kd——需要係數(shù)(三臺(tái)以下時(shí)Kd

＝1)；

Pe——用電設(shè)備組的設(shè)備容量(kw)。

式中，Kd為需要係數(shù)。無功計(jì)算負(fù)荷：

式中，tanΦ為對(duì)應(yīng)於用電設(shè)備組cosΦ中的正切值。

HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電40視在計(jì)算負(fù)荷：式中，cosΦ為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。計(jì)算電流：

式中，UN為用電設(shè)備組的額定電壓。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電41例：已知機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)7.5kW3臺(tái)；4kW8臺(tái)；3kW17臺(tái)；1.5kW10

臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。解此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?/p>

Pe=7.5kW×3+4kW×8+3kW×17+1.5×10+120.5kW

查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，得Kd=16-0.2(取0.2),cosΦ=0.5,tanΦ=1.73。因此求得:

有功計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算

計(jì)算電流HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電42

（二）設(shè)備容量的計(jì)算需要係數(shù)法基本公式中的設(shè)備容量Pe計(jì)算與用電設(shè)備組的工作制有關(guān):一般連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組:

設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電43對(duì)斷續(xù)週期工作制的用電設(shè)備組設(shè)備容量換算的公式如式(2-2)所示。（1）電焊機(jī)組要求統(tǒng)一換算到ε=100%的設(shè)備功率。（2）吊車電動(dòng)機(jī)組要求統(tǒng)一換算到f=25％的設(shè)備功率。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電442.多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（配電幹線和變電所低壓母線）

K∑p－－同時(shí)係數(shù)注：（1）配電幹線和變電所的計(jì)算負(fù)荷為各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)係數(shù)K∑p，一般取為0.8~0.9。（2）當(dāng)不同類別的建築(如辦公樓和宿舍樓)共用一臺(tái)變壓器時(shí)，其同時(shí)係數(shù)可適當(dāng)減小。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電45

3、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷當(dāng)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大的低壓支線和幹線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，採用。（略〕HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電46第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定1、概述單相負(fù)荷應(yīng)均衡的分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃§队?jì)算範(fàn)圍內(nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康?5％時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算；如單相用電設(shè)備不對(duì)稱容量大於三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5％時(shí)，則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電472、單相設(shè)備組等效三項(xiàng)負(fù)荷計(jì)算單相用電設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相線路上。（單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備的15％〕否則：（一）單相用電設(shè)備僅接於相電壓等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的三倍

Pe=3Pe.maxHOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電48（二）單相用電設(shè)備僅接於線電壓如Pab≥Pbc≥Pca

當(dāng)Pbc＞0.15Pab時(shí)

Peq=1.5(Pab+

Pbc)當(dāng)Pbc≤0.15Pab時(shí)

HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電49（三）用電設(shè)備分別接於線電壓和相電壓先將接於的線電壓的單相用電設(shè)備換算為接於相電壓的單相負(fù)荷。再將各負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷取其3倍即為等效三相負(fù)荷。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電50第四節(jié)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗1、供電線路的功率損耗

式中R線路每相電阻

X線路每相電抗HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電512、變壓器的功率損耗式中鐵心損耗(鐵耗)；繞組損耗(銅耗)；空載損耗；短路損耗。HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電52HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電53式中:變壓器空載無功損耗變壓器在額定負(fù)荷下,消耗在一、二次繞組電抗上的無功損耗。變壓器空載電流占額定電流的百分比。變壓器短路電壓占額定電壓的百分比。變壓器負(fù)荷率HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電54

在負(fù)荷計(jì)算中，變壓器的有功損耗和無功損耗可按下式近似計(jì)算：

HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電553、供配電系統(tǒng)年電能損耗假設(shè)，線路電壓不變，則

HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電56在時(shí)HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電57

線路年平均損耗變壓器年平均損耗HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電58

最大負(fù)荷損失小時(shí)數(shù)。其物理意義為：當(dāng)線路和變壓器中以最大負(fù)荷電流流過小時(shí)後所產(chǎn)生的電能損耗，等於實(shí)際變化電流時(shí)的電能損耗，與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)和負(fù)荷功率因數(shù)有關(guān)。

HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電59第六節(jié)尖峰電流的計(jì)算

尖峰電流是持續(xù)1～2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，它用來計(jì)算電壓波動(dòng)，選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護(hù)裝置及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。1、單臺(tái)用電設(shè)備HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電60

－－用電設(shè)備的額定電流；－－用電設(shè)備的起動(dòng)電流；－－用電設(shè)備的起動(dòng)倍數(shù)：籠型電動(dòng)機(jī)為

5～7，繞線型電動(dòng)機(jī)為2～3，直流電動(dòng)機(jī)為1.7等。2、多臺(tái)用電設(shè)備HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電61思考什麼叫計(jì)算負(fù)荷?為什麼計(jì)算負(fù)荷通常採用30min最大負(fù)荷?正確確定計(jì)算負(fù)荷有何意義?需要係數(shù)的含義是什麼?確定計(jì)算負(fù)荷的估算法.需要係數(shù)法和二項(xiàng)式法各有什麼特點(diǎn)？各適合哪些場(chǎng)合？HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電62作業(yè)：教材P2-1、2-3、2-5、2-7、2-9

HOMEBACKNEXT第三章短路電流及其計(jì)算本章討論和計(jì)算供電系統(tǒng)在短路故障條件下產(chǎn)生的電流章內(nèi)容是分析工廠供電系統(tǒng)和進(jìn)行供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容：

短路的原因、後果及其形式；無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的物理過程和物理量；三相短路電流的計(jì)算；兩相和單相短路電流的計(jì)算；短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)。

教學(xué)重點(diǎn)：

短路的原因、後果及其形式；三相短路電流的計(jì)算；兩相和單相短路電流的計(jì)算；短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)。

教學(xué)難點(diǎn)：

三相短路電流的計(jì)算；兩相和單相短路電流的計(jì)算。NEXT第一節(jié)概述第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析第三節(jié)三相短路電流計(jì)算第四節(jié)短路電流的效應(yīng)思考及練習(xí)題HOMEBACKNEXT第一節(jié)概述

不同電流的導(dǎo)電部分之間的低阻抗短接，金屬性短路

一短路原因、類型、後果及計(jì)算短路電流的目的（一）主要原因：1.電氣設(shè)備、元件的損壞。

設(shè)備絕緣損壞：自然老化、操作過電壓、大氣過電壓、機(jī)械損傷2.自然原因：鳥獸跨接裸導(dǎo)體

3.人為事故誤操作：帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，檢修後忘拆除地線合閘

HOMEBACKNEXT（二）類型：1.三相短路2.兩相短路3.單相短路HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT（三）後果：1.產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，使故障元件和短路電路中的其他元件損壞。2.電壓驟降，影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。3.造成停電事故。4.造成不對(duì)稱電路，其電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信設(shè)備、信號(hào)系統(tǒng)及電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾。5.嚴(yán)重的短路運(yùn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使並列運(yùn)行發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列。HOMEBACKNEXT（四）計(jì)算短路電流目的：1.選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備。2.繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。3.設(shè)計(jì)時(shí)作不同方案的技術(shù)比較。HOMEBACKNEXT第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路

分析

一、無限大容量系統(tǒng)

（1）目的：簡(jiǎn)化短路計(jì)算

（2）定義：所謂“無限大容量系統(tǒng)”是指端電壓保持恒定，沒有內(nèi)部阻抗，和容量無限大的系統(tǒng)。

即SS=∞.ZS=0US=const

（3）合理性

①ST<<SS

②誤差在允許范圍

③偏保守HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT二、無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程

（1）正常工作時(shí)

u=Uφmsin(ωt+α)

I=Imsin(ωt+α-φ)

HOMEBACKNEXT（2）k點(diǎn)三相短路

定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過渡過程，k點(diǎn)右側(cè)，沒有電源，電流衰減到零，k點(diǎn)左側(cè)有電源，L↓,I↑,I不突變，出現(xiàn)週期容量

定量分析：

HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT三、最嚴(yán)重三相短路電流時(shí)的短路電流

短路電流非週期分量初值最大時(shí)短路電流暫態(tài)值亦最大。

最嚴(yán)重短路電流的條件為：

（1）短路回路純電感，φK=90°高壓網(wǎng)路φK=90°

（2）短路瞬間電壓過零，α=0或180°

（3）短路前空載或cosφ=1

即有

HOMEBACKNEXT四、三相短路的有關(guān)物理量

（1）短路電流週期分量有效值

Uc短路計(jì)算電壓或平均額定電壓

Uc≈1.05UN

0,4,6.3,10.5,37,115,230kV

（2）短路次暫態(tài)電流I″

短路後第一個(gè)週期短路電流週期分量之有效值

無限大容量系統(tǒng)I″=IP

（3）短路全電流有效值IK(t)

（4）短路衝擊電流ish

短路全電流最大瞬時(shí)值

HOMEBACKNEXTKsh——衝擊係數(shù)1＜Ksh＜2

短路沖擊電流有效值Ish

高壓系統(tǒng)Ksh=1.8,ish=2.55I″,Ish=1.51I″

低壓系統(tǒng)Ksh=1.3,ish=1.84I″,Ish=1.09I″

（5）短路穩(wěn)態(tài)電流I∞

對(duì)無限大容量系統(tǒng)

（6）三相短路容量

式中，SK為三相短路容量（MVA）；Uav為短路點(diǎn)所在級(jí)的線路平均額定電壓（kV）；Ik為短路電流（kA）。

HOMEBACKNEXT第三節(jié)三相短路電流計(jì)算

通常採用標(biāo)么值計(jì)算，以簡(jiǎn)化計(jì)算，便於比較分析。

一、標(biāo)幺制

用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。

任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值稱為標(biāo)么值，標(biāo)么值沒有單位。即

容量、電壓、電流、阻抗的標(biāo)么值分別為

HOMEBACKNEXT

基準(zhǔn)容量Sd，基準(zhǔn)電壓Ud，

基準(zhǔn)電流Id和基準(zhǔn)阻抗Zd

亦應(yīng)遵守功率方程

和電壓方程

通常Sd=100MVA,Ud=線路平額定電壓為基準(zhǔn)電壓。

HOMEBACKNEXT

多級(jí)電壓的供電系統(tǒng)示意圖

下麵用多級(jí)電壓的供電系統(tǒng)加以說明，短路發(fā)生在4WL，選基準(zhǔn)容量為Sd，各級(jí)基準(zhǔn)電壓分別為

，則線路1WL的電抗X1WL歸算到短路點(diǎn)所在電壓等級(jí)的電抗為HOMEBACKNEXT

1WL的標(biāo)么值電抗為

即

結(jié)論：用基準(zhǔn)容量和元件所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓計(jì)算的阻標(biāo)標(biāo)么值，和將元件的阻抗換算到短路點(diǎn)所在的電壓等級(jí)，再用基準(zhǔn)容量和短路點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓計(jì)算的阻抗標(biāo)么值相同，即變壓器的變比標(biāo)么值等於1。

HOMEBACKNEXT

二、短路回路元件的標(biāo)幺值阻抗

短路電流計(jì)算時(shí)，需要計(jì)算短路回路中各個(gè)電氣元件的阻抗及短路回路總阻抗。

1．線路的電阻標(biāo)么值和電抗標(biāo)么值

2．變壓器的電抗標(biāo)么值

HOMEBACKNEXT3．電抗器的電抗標(biāo)么值

Ud為電抗器安裝處的基準(zhǔn)電壓。

4．電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值

（1）已知電力系統(tǒng)電抗有名值XS系統(tǒng)電抗標(biāo)么值為

HOMEBACKNEXT（2）已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量Soc

（3）已知電力系統(tǒng)出口處的短路容量SK

5．短路回路總阻抗

HOMEBACKNEXT

三、三相短路電流計(jì)算

1．三相短路電流週期分量有效值

由於，，上式即

為

=

HOMEBACKNEXT

2．衝擊短路電流

高壓系統(tǒng)統(tǒng)，

低壓系統(tǒng)，

3．三相短路容量

或

HOMEBACKNEXT短路電流具體計(jì)算步驟：

①根據(jù)短路計(jì)算要求畫出短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與短路計(jì)算有關(guān)的元件，並標(biāo)出各元件的參數(shù)和短路點(diǎn)。

②畫出計(jì)算短路電流的等效電路圖，每個(gè)元件用一個(gè)阻抗表示，電源用一個(gè)小圓表示，并標(biāo)出短路點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)和阻抗值，一般分子標(biāo)序號(hào)，分母標(biāo)阻抗值。

③選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)幺值

④等效電路化簡(jiǎn)，求出短路回路總阻抗的標(biāo)么值，簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)化方法都可以使用，如串聯(lián)、並聯(lián)、Δ-Y或Y-Δ變換、等電位法等。

⑤按前述公式由短路回路總阻抗標(biāo)么值計(jì)算短路電流標(biāo)么值，再計(jì)算短路各量，即短路電流、衝擊短路電流和三相短路容量。HOMEBACKNEXT3.3.4電動(dòng)機(jī)對(duì)三相短路電流的影響

供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，從電源到短路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)的電壓可降為零。接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大於電動(dòng)機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓，此時(shí)電動(dòng)機(jī)將和發(fā)電機(jī)一樣，向短路點(diǎn)饋送短路電流。同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路電流很快衰減，一般只考慮電動(dòng)機(jī)對(duì)衝擊短路電流的影響，如下圖所示。

HOMEBACKNEXT電動(dòng)機(jī)提供的衝擊短路電流可按下式計(jì)算

式中，Ksh·M為電動(dòng)機(jī)的短路電流衝擊係數(shù)，低壓電動(dòng)機(jī)取1.0，高壓電機(jī)取1.4~1.6；

為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)幺值；

為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電抗標(biāo)么值；

IN·M為電動(dòng)機(jī)額定電流；

因此，考慮電動(dòng)機(jī)的影響後，短路點(diǎn)的衝擊短路電流為ish.Σ=isｈ+isｈ.M

HOMEBACKNEXT兩相和單相短路電流計(jì)算一、兩相短路電流的計(jì)算無限大容量系統(tǒng)發(fā)生兩相短路時(shí)，其短路電流可由下式求得

Uav為短路點(diǎn)的平均額定電壓，Zk為短路回路一相總阻抗。

HOMEBACKNEXT二、單相短路電流的計(jì)算在工程計(jì)算中，大接地電流系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)，單相短路電流可用下式進(jìn)行計(jì)算：

Ｕav為短路點(diǎn)的平均額定電壓；ZP-0為單相短路回路相線與大地或中線的阻抗，可按下式計(jì)算：

RT、XT為變壓器的相等效電阻和電抗；RP-0、XP-0為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。HOMEBACKNEXT第四節(jié)短路電流的效應(yīng)一、短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)

導(dǎo)體通過電流時(shí)相互間電磁作用產(chǎn)生的力，稱為電動(dòng)力。正常工作時(shí)電流不大，電動(dòng)力很小。短路時(shí)，特別是短路衝擊電流流過瞬間，產(chǎn)生的電動(dòng)力最大。1．兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力由電工基礎(chǔ)可知，位於空氣中的兩平行導(dǎo)體中流過的電流分別為i1和i2（A）時(shí)，i1產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體2處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，i2產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體1處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，，如圖所示，兩導(dǎo)體間由電磁作用產(chǎn)生的電動(dòng)力的方向由左手定則決定，大小相等，由下式?jīng)Q定:HOMEBACKNEXT式中，l為導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間的距離（cm）；a為兩導(dǎo)體軸線間距離（cm）；Kf為形狀係數(shù)，圓形、管形導(dǎo)體Kf=1，矩形導(dǎo)體根據(jù)

和查下圖曲線。HOMEBACKNEXT矩形導(dǎo)體的形狀係數(shù)圖HOMEBACKNEXT三相平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力HOMEBACKNEXT三相平行的導(dǎo)體中流過的電流對(duì)稱，且分別為iA、iB、iC，每?jī)蓪?dǎo)體間由電磁作用產(chǎn)生電動(dòng)力，A相導(dǎo)體受到的電動(dòng)力為FAB、FAC，B相導(dǎo)體受到的電動(dòng)力為FBC、FBA，C相導(dǎo)體受到的電動(dòng)力為FCA、FCB，如上圖所示。經(jīng)分析可知中相導(dǎo)體受到的電動(dòng)力最大，並可按下式計(jì)算：

式中，Im為線電流幅值；Kf為形狀係數(shù)。HOMEBACKNEXT3．短路電流的電動(dòng)力計(jì)算三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為

計(jì)算兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為

由於兩相短路衝擊電流與三相短路衝擊電流的關(guān)係為

HOMEBACKNEXT因此，兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力也具有下列關(guān)係

由此可見，三相短路時(shí)導(dǎo)體受到的電動(dòng)力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體受到的電動(dòng)力大。因此，校驗(yàn)電器設(shè)備或?qū)w的動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)採用三相短路衝擊電流或衝擊電流有效值。HOMEBACKNEXT二、短路電流的熱效應(yīng)1．短路發(fā)熱的特點(diǎn)導(dǎo)體通過電流，產(chǎn)生電能損耗，轉(zhuǎn)換成熱能，使導(dǎo)體溫度上升。正常運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體通過負(fù)荷電流，產(chǎn)生的熱能使導(dǎo)體溫度升高，同時(shí)嚮導(dǎo)體周圍介質(zhì)散失。當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等於向介質(zhì)散失的熱量，導(dǎo)體的溫度維持不變。短路時(shí)由於繼電保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障，短路電流的持續(xù)時(shí)間很短，可近似認(rèn)為很大的短路電流在很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的很大熱量全部用來使導(dǎo)體溫度升高，不向周圍介質(zhì)散熱,即短路發(fā)熱是一個(gè)絕熱過程。由於導(dǎo)體溫度上升很快，導(dǎo)體的電阻和比熱不是常數(shù)，而是隨溫度變化。HOMEBACKNEXT2．短路熱平衡方程

式中，ρ０是導(dǎo)體0℃時(shí)的電阻率；α為的溫度係數(shù)；為導(dǎo)體0℃時(shí)的比熱；β為的溫度係數(shù)；s為導(dǎo)體的截面積；l為導(dǎo)體的長度（Km）;IKt為短路全電流的有效值（A）；AK和AL為短路和正常的發(fā)熱係數(shù)，對(duì)某導(dǎo)體材料，A值僅是溫度的函數(shù)，即HOMEBACKNEXT3．短路產(chǎn)生的熱量一般採用等效方法計(jì)算，用穩(wěn)態(tài)短路電流計(jì)算實(shí)際短路電流產(chǎn)生的熱量。由於穩(wěn)態(tài)短路電流不同於短路全電流，需要假定一個(gè)時(shí)間，稱為假想時(shí)間tima。在此時(shí)間內(nèi)，穩(wěn)態(tài)短路電流所產(chǎn)生的熱量等於短路全電流Ik（t）在實(shí)際短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量，短路電流產(chǎn)生的熱量可按下式計(jì)算：

短路發(fā)熱假想時(shí)間可按下式計(jì)算

HOMEBACKNEXT式中，tk為短路持續(xù)時(shí)間，它等於繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和斷路器斷路時(shí)間toc之和，即

tk=top+toc斷路器的斷路時(shí)間可查有關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)，一般對(duì)慢速斷路器取0.2s，快速和中速斷路器可取0.1~0.15s。

在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，由于I″＝Ｉ∞，

HOMEBACKNEXT4．導(dǎo)體短路發(fā)熱溫度

為使導(dǎo)體短路發(fā)熱溫度計(jì)算簡(jiǎn)便，工程上一般利用導(dǎo)體加熱係數(shù)A與導(dǎo)體溫度θ的關(guān)係曲線

確定短路發(fā)熱溫度θk。由θL求θk的步驟如下：（1）由導(dǎo)體正常運(yùn)行時(shí)的溫度θL從θ~A曲線查出導(dǎo)體正常加熱係數(shù)AL。（2）計(jì)算導(dǎo)體短路加熱係數(shù)Ak。

式中，S為導(dǎo)體的截面積（mm2），I∞為穩(wěn)態(tài)短路電流（A），tima為短路發(fā)熱假想時(shí)間（s）。（3）由Ak從

曲線查得短路發(fā)熱溫度θk。HOMEBACKNEXT5.短路熱穩(wěn)定最小截面根據(jù)短路發(fā)熱允許溫度θK.al，可由曲線計(jì)算導(dǎo)體短路熱穩(wěn)定的最小截面的方法如下：（1）由θL和θK.al，從θ~A曲線分別查出AL和Ak。（2）計(jì)算短路熱穩(wěn)定最小截面Smin。

HOMEBACKNEXT思考什麼叫短路?短路的類型有哪些?造成短路的原因是什麼?短路有什麼危害?什麼叫無限大容量系統(tǒng)?它有什麼特徵?為什麼供配電系統(tǒng)短路時(shí),可將電源看做無限大容量系統(tǒng)?無限大容量三相短路時(shí)，短路電流如何變化？什麼是次暫態(tài)短路電流?什麼是衝擊短路電流?什麼是穩(wěn)態(tài)短路電流?它們與短路電流週期分量有效值有什麼關(guān)係?如何計(jì)算三相短路電路？HOMEBACKNEXT作業(yè)：P3-1、3-3、3-4HOMEBACKNEXT2023-12-29工業(yè)與民用供電107第四章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)內(nèi)容簡(jiǎn)介變配電所的任務(wù)、類型及開關(guān)觸點(diǎn)間電弧產(chǎn)生和熄滅的基本知識(shí)變配電所的一次設(shè)備和主電路圖變配電所的所址選擇、佈置、結(jié)構(gòu)、安裝圖2023-12-29工業(yè)與民用供電108第一節(jié)工廠變配電所的任務(wù)和類型

第二節(jié)電氣設(shè)備中的電弧問題及對(duì)觸頭的要求

第三節(jié)高壓一次設(shè)備

第四節(jié)低壓一次設(shè)備

第五節(jié)電力變壓器

第六節(jié)電流互感器和電壓互感器

第七節(jié)工廠變配電所的主電路圖

第八節(jié)工廠變配電所所址、佈置、結(jié)構(gòu)及安裝圖

思考題及練習(xí)2023-12-29工業(yè)與民用供電109第一節(jié)工廠變配電所的任務(wù)和類型一、變配電所的任務(wù)變電所（transformersubstation）擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，然後配電的任務(wù)。配電所（distributionsubstation）擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然後直接配電的任務(wù)。變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠中佔(zhàn)有特殊的地位。2023-12-29工業(yè)與民用供電110二、變配電所的類型按安裝位置分：1車間附設(shè)變電所2車間內(nèi)變電所3露天變電所4獨(dú)立變電所5桿上變電所2023-12-29工業(yè)與民用供電111第二節(jié)電氣設(shè)備中的電弧問題及對(duì)觸頭的要求概述電弧是電氣設(shè)備運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生的一種物理現(xiàn)象，其特點(diǎn)是光亮很強(qiáng)和溫度很高。2023-12-29工業(yè)與民用供電1121.電弧的主要影響延長了電路的開斷時(shí)間。電弧高溫?zé)龎拈_關(guān)的觸頭。2023-12-29工業(yè)與民用供電1132.產(chǎn)生的原因觸頭本身及觸頭周圍介質(zhì)含有大量可被游離的電子。（內(nèi)因〕

當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭間存在足夠大的外施電壓的條件下，而且電路電流也達(dá)到最小生弧電流，其間的介質(zhì)就會(huì)強(qiáng)烈游離形成電弧。（外因〕2023-12-29工業(yè)與民用供電1143.常用滅弧方法速拉滅弧法冷卻滅弧法吹弧滅弧法長弧吹短滅弧法粗弧分細(xì)滅弧法狹溝滅弧法真空滅弧法2023-12-29工業(yè)與民用供電1154.對(duì)電氣觸頭的基本要求滿足正常負(fù)荷的發(fā)熱要求具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定具有足夠的斷流能力2023-12-29工業(yè)與民用供電1162023-12-29工業(yè)與民用供電117一、概述1.變配電所中擔(dān)負(fù)輸送和分配電能任務(wù)的電路,稱一次回路或一次電路,或主電路、主接線。一次電路中的電氣設(shè)備一次設(shè)備。2.凡用來控制、指示、測(cè)量一次設(shè)備運(yùn)行的電路稱二次回路（電路、接線)。二次回路通常接在互感器的二次側(cè)，二次電路的電氣設(shè)備稱二次設(shè)備或二次元件。第三節(jié)高壓一次設(shè)備

2023-12-29工業(yè)與民用供電118二、高壓熔斷器（FU）是一種簡(jiǎn)單的保護(hù)電器.由熔體、熔體管和接觸導(dǎo)電等部分組成。（一）功能1.主要對(duì)電流和電路中的設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)2.有時(shí)也有過負(fù)荷保護(hù)2023-12-29工業(yè)與民用供電119（二）類型及特點(diǎn)1.戶內(nèi)型（RN〕固定式2.戶外型（RW〕跌落式

RN1主要用作高壓線路和設(shè)備的短路護(hù)，也起過負(fù)荷保護(hù)。

RN2

用作高壓互感器的短路保護(hù)。

RN1

、RN2滅弧能力很強(qiáng)，為”限流“式熔斷器。2023-12-29工業(yè)與民用供電1202023-12-29工業(yè)與民用供電121RW4

和RW4（F）型戶外高壓跌開式熔斷器

即可作6～10kv線路和變壓器的短路保護(hù)，又可在一定條件下直接用高壓絕緣棒（俗稱令克棒〕來操作熔管分合，以斷開或接通小容量的空載變壓器和空載線路等。其滅弧能力不強(qiáng)，為“非限流”式熔斷器。2023-12-29工業(yè)與民用供電122RW3－10戶外高壓跌落式熔斷器2023-12-29工業(yè)與民用供電1232023-12-29工業(yè)與民用供電124高壓隔離開關(guān)（QS）沒有滅弧裝置，不能接通和切斷負(fù)荷電流。（一）功能：1.隔離高壓電源2.倒閘操作3.接通和斷開較小電流（如勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路及電壓互感器和避雷器電路）

2023-12-29工業(yè)與民用供電125（二）類型：1.戶內(nèi)型（GN〕三相刀閘同一底座。2.戶外型（GW〕單柱式、雙柱式、三柱式。2023-12-29工業(yè)與民用供電1262023-12-29工業(yè)與民用供電1272023-12-29工業(yè)與民用供電128（三）選擇1.首先按安裝地點(diǎn)選擇戶內(nèi)型或戶外型。2.結(jié)合工作條件確定額定值，校驗(yàn)動(dòng)、穩(wěn)定值。3.35kv及以上宜選用帶接地刀閘。4.考慮開關(guān)接線端的機(jī)械負(fù)荷。2023-12-29工業(yè)與民用供電129四、高壓負(fù)荷開關(guān)（QL）具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置。（一）功能1.能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，不能切斷短路電流故障。2.必須與高壓熔斷器串聯(lián)，借助於熔斷器切除短路電流。3.與隔離開關(guān)一樣，具有明顯的斷開間隙，也具有隔離電源，保證安全檢修的功能。2023-12-29工業(yè)與民用供電130（二）類型1.戶內(nèi)型(FN)2.戶外型(FW)

固定產(chǎn)氣式（FN1、FW5等〕

壓氣式（FN2、FN3〕

壓縮空氣式六氟化硫油浸式真空式2023-12-29工業(yè)與民用供電1312023-12-29工業(yè)與民用供電132FZRN21-12D/T125-31.5型戶內(nèi)交流高壓真空負(fù)荷開關(guān)－熔斷器組合電器2023-12-29工業(yè)與民用供電133FLRN36-12D型戶內(nèi)交流高壓六氟化硫負(fù)荷開關(guān)－熔斷器組合電器2023-12-29工業(yè)與民用供電134五、高壓斷路器（QF）具有完善的滅弧能力（一）功能通斷正常負(fù)荷電流接通和承受一定的短路電流在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。

2023-12-29工業(yè)與民用供電135（二）類型1.油斷路器(1)多油斷路器：開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油兼有滅弧和絕緣功能，油量多，有易燃易爆危險(xiǎn)。體積大，維護(hù)麻煩?？深l繁通斷負(fù)荷。趨於淘汰。(2)少油斷路器：開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油只作滅弧功能，油量少，易燃易爆危險(xiǎn)性較小。體積小，價(jià)廉，維護(hù)方便。不能頻繁操作。6～10kv多用。

2023-12-29工業(yè)與民用供電1362023-12-29工業(yè)與民用供電1372.六氟化硫斷路器開關(guān)觸頭在SF6氣體中閉合和斷開。SF6氣體兼有滅弧和絕緣功能。滅弧能力強(qiáng)，屬高速斷路器。斷流容量大，電絕緣性能好，檢修週期長。可頻繁操作。無燃燒爆炸危險(xiǎn)，體積小，維護(hù)要求嚴(yán)格，價(jià)貴。在全封閉組合電器中多採用。不適於高寒地區(qū)。2023-12-29工業(yè)與民用供電138

本身無毒，但電弧在高溫作用下會(huì)生成氟化氫等強(qiáng)烈腐蝕性的劇毒物，檢修時(shí)，應(yīng)注意防毒。

2023-12-29工業(yè)與民用供電1392023-12-29工業(yè)與民用供電140LW8-40.5型戶外交流高壓六氟化硫斷路器2023-12-29工業(yè)與民用供電1413.空氣斷路器利用壓縮空氣吹動(dòng)電弧，並使電弧熄滅。滅弧能力強(qiáng)，分?jǐn)鄷r(shí)間短，斷流容量大。結(jié)構(gòu)複雜，價(jià)貴，維護(hù)要求高。多用於110kv及以上大型電站或變電所及不適應(yīng)採用六氟化硫斷路器的高寒地區(qū)。2023-12-29工業(yè)與民用供電1424.真空斷路器開關(guān)觸頭在真空的容器內(nèi)閉合和斷開。滅弧能力強(qiáng)燃弧時(shí)間短，屬高速斷路器。開斷能力強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小。壽命長，易維修。可頻繁操作。無易燃易爆危險(xiǎn)。

由於開斷速度高,易產(chǎn)生截流過電壓,對(duì)變壓器等感性負(fù)載易造成危害,應(yīng)配置過電壓吸收裝置。2023-12-29工業(yè)與民用供電1432023-12-29工業(yè)與民用供電144(1)真空斷路器的發(fā)展?fàn)顩r

目前國際上，真空斷路器的設(shè)計(jì)、製造領(lǐng)域裏逐步形成了以德國西門子公司為代表的空氣絕緣產(chǎn)品和以ABB公司為代表的複合絕緣產(chǎn)品的兩大派別。西門子公司的產(chǎn)品有3AF、3AG及3AH等系列產(chǎn)品。ABB公司的代表產(chǎn)品有VD4。國內(nèi)生產(chǎn)的真空斷路器歸納起來大致可分為三類：2023-12-29工業(yè)與民用供電145引進(jìn)技術(shù)並國產(chǎn)化的產(chǎn)品。如ZN12-12，引進(jìn)西門子3AF；ZN18-12，引進(jìn)日本東芝公司VK系列產(chǎn)品；ZN21-12，引進(jìn)比利時(shí)EIB公司的產(chǎn)品技術(shù)；ZN67-12，引進(jìn)日本三菱電機(jī)VPR型真空斷路器等。在借鑒國外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，如：ZN63-12和ZN65-12分別效仿ABB的VD4和西門子3AH。自行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，如：ZN15-12，ZN28-12，ZN30-12等。

2023-12-29工業(yè)與民用供電146ZN63A-12(VS1)戶內(nèi)交流高壓真空斷路器2023-12-29工業(yè)與民用供電147ZN28A-12系列戶內(nèi)交流高壓真空斷路器2023-12-29工業(yè)與民用供電1485斷路器操作機(jī)構(gòu)（1）手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)（CS〕

能手動(dòng)和遠(yuǎn)距離跳閘，但只能手動(dòng)合閘，不能自動(dòng)合閘。操作電源為交流。2023-12-29工業(yè)與民用供電149（2）電磁操作機(jī)構(gòu)（CD〕

能手動(dòng)和遠(yuǎn)距離跳合閘，適於自動(dòng)化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)量少，工作可靠，製造成本低。但需直流操作電源。操作功率很大，影響到合閘速度的提高及機(jī)電壽命。2023-12-29工業(yè)與民用供電150(3)彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)（CT〕

能手動(dòng)和遠(yuǎn)距離跳合閘。斷路器的合、分操作僅由功率很小的電磁鐵控制，所以對(duì)直流電源的要求不高，還可用交流電源操作，其速度特性和使用壽命都得到很大程度的改善。結(jié)構(gòu)比較複雜，零件數(shù)量多，且要求加工精度高，製造工藝複雜，成本高，產(chǎn)品的可靠性不易保證。利用彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能，因而可實(shí)現(xiàn)一次重合閘。2023-12-29工業(yè)與民用供電1512023-12-29工業(yè)與民用供電1522.選擇：選定操作機(jī)構(gòu)，要結(jié)合變電所操作電源情況確定，有直流操作電源處，儘量採用電磁操作機(jī)構(gòu)；小型變電所採用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，但斷路器斷流容量要減弱很多；一般情況多推薦採用彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)。2023-12-29工業(yè)與民用供電153(1)出線回路在六回以下，且變壓器總?cè)萘坎怀^5000kvA時(shí)，可選用交流操作機(jī)構(gòu)；(2)變壓器總?cè)萘砍^5000kvA，高壓母線採用單母線分段時(shí)，宜選用直流操作，採用直流彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)；(3)一類負(fù)荷或特別重要負(fù)荷容量較大，且系統(tǒng)容量在10000kw左右時(shí)，應(yīng)選用直流操作，採用CD型直流操作機(jī)構(gòu)。2023-12-29工業(yè)與民用供電1543.新操動(dòng)機(jī)構(gòu)

永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是在彈簧機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，克服其不足，將永久磁鐵應(yīng)用於操動(dòng)機(jī)構(gòu)中，設(shè)計(jì)中使真空斷路器分合閘位置的保持通過永久磁鐵實(shí)現(xiàn)，取代了傳統(tǒng)的鎖扣裝置。

2023-12-29工業(yè)與民用供電155(1)特點(diǎn)：其吸力特性可以較為理想地滿足真空滅弧室的工作需要。

永久磁鐵與分、合閘控制線圈結(jié)合，解決了合閘時(shí)需要大功率能量的問題，因而磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸比普通電磁機(jī)構(gòu)減小了，分、合閘控制線圈電流小。2023-12-29工業(yè)與民用供電156真空滅弧室靠永久磁鐵產(chǎn)生的力使其保持在合閘與分閘位置上，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械鎖扣方式，機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，耗材省，節(jié)能且成本低。操動(dòng)機(jī)構(gòu)無需機(jī)械鎖扣和輔助電器，機(jī)械動(dòng)作的可靠性大大提高，能實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，節(jié)省維修費(fèi)用。2023-12-29工業(yè)與民用供電157(2)國內(nèi)外的發(fā)展動(dòng)態(tài)例：ABB開發(fā)了一種新型VM1型真空斷路器，VM1真空斷路器的額定電壓目前為12、17和24kV，額定電流為630或1250A，額定短路開斷電流為20或25kA。較高電壓等級(jí)和大開斷能力的產(chǎn)品正在研製中。高壓真空斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用，在我國尚屬空白。

2023-12-29工業(yè)與民用供電158六高壓開關(guān)櫃按一定線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置。（一）用途作為電能接受、分配的通斷和監(jiān)視保護(hù)之用。（二）類型

1.固定式、手車式2023-12-29工業(yè)與民用供電159(1)固定式

製造工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省鋼材，價(jià)格便宜，但體積較大防護(hù)等級(jí)較低2023-12-29工業(yè)與民用供電160GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)設(shè)備2023-12-29工業(yè)與民用供電161XGN2-12(Z)箱型固定式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備2023-12-29工業(yè)與民用供電1622023-12-29工業(yè)與民用供電163(2)手車式維護(hù)方便，安全可靠，更換斷路器容易佔(zhàn)用建築體積少等。（通過產(chǎn)品型號(hào)格式來瞭解）2023-12-29工業(yè)與民用供電164KYN28A-12(Z)B型鎧裝移開式交流金屬開關(guān)設(shè)備2023-12-29工業(yè)與民用供電1652023-12-29工業(yè)與民用供電1662023-12-29工業(yè)與民用供電1672023-12-29工業(yè)與民用供電168開關(guān)櫃按供電裝設(shè)了防止電氣誤操作的閉鎖裝置，即“五防”。防止誤跳、誤合斷路器。防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。防止帶電掛地線。防止帶地線合閘。防止誤入帶電間隙。2023-12-29工業(yè)與民用供電169七、高壓一次設(shè)備選擇要求：必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。選擇：1.正常工作條件（1）環(huán)境條件電氣裝置所在處的位置、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防火、防爆要求。（2）電氣要求電氣裝置對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率等要求2023-12-29工業(yè)與民用供電1702.故障條件下的選擇按最大可能的短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)2023-12-29工業(yè)與民用供電171第四節(jié)低壓一次設(shè)備一、概述

用來接通或斷開1000v以下的交流和直流電路的電氣設(shè)備。二、低壓熔斷器功能：實(shí)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的短路保護(hù)，有的熔斷器也能實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷保護(hù)（一）常用的類型及特性

1.RM10型低壓無填料密閉管式熔斷器滅弧斷流能力較差，屬非限流式熔斷器。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉及更換熔體方便，仍較普遍地應(yīng)用於低壓配電裝置中。2023-12-29工業(yè)與民用供電1722.RT0型低壓有填料封閉管式熔斷器滅弧斷流能力很強(qiáng)，具有限流作用。能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)性能好，斷流能力大，可應(yīng)用在靠近電源的配電裝置，但它多為不可拆式，熔體熔斷後報(bào)廢，不經(jīng)濟(jì)。2023-12-29工業(yè)與民用供電1733.RS3型有填料封閉管式快速熔斷器主要作矽整流元件及其成套裝置的短路或過負(fù)荷保護(hù),滅弧斷流能力很強(qiáng)，具有限流作用。長期工作不老化、不誤動(dòng)作。2023-12-29工業(yè)與民用供電174

RTO(NATO)系列有填料封閉管式刀形觸頭熔斷器

RTO（NATO）適用於交流50Hz，額定電壓為380V，或直流400V，額定電流至630A的工業(yè)電氣裝置的配電設(shè)備中作線路超載和短路保護(hù)之用。

2023-12-29工業(yè)與民用供電175RS3(NAS3)系列2023-12-29工業(yè)與民用供電1762023-12-29工業(yè)與民用供電1772023-12-29工業(yè)與民用供電1782023-12-29工業(yè)與民用供電179三、低壓刀開關(guān)作隔離電源之用。不帶滅弧罩的刀開關(guān)，只能在空載下操作。帶滅弧罩（如鋼柵片）的刀開關(guān)，通斷一定的負(fù)荷電流。

HD－－單投

HS－－雙投2023-12-29工業(yè)與民用供電180四、低壓刀熔開關(guān)（又稱熔斷器式刀開關(guān)）由刀開關(guān)與熔斷器組合而成。例：HR3刀熔開關(guān)

2023-12-29工業(yè)與民用供電181五、低壓負(fù)荷開關(guān)（QL）由帶滅弧裝置的刀開關(guān)與熔斷器串聯(lián)組合而成、外裝封閉式鐵殼或開啟式膠蓋的開關(guān)電器。可帶負(fù)荷操作，能進(jìn)行短路保護(hù)例如：

HH封閉式負(fù)荷開關(guān)；

HK開啟式負(fù)荷開關(guān)。2023-12-29工業(yè)與民用供電182六.低壓斷路器（低壓空氣開關(guān)、自動(dòng)空氣開關(guān)〕

能帶負(fù)荷通斷，又能在短路、過負(fù)荷和失壓等時(shí)自動(dòng)跳閘。（一）類型

1.按用途分配電線路用；電動(dòng)機(jī)保護(hù)用；照明線路用；漏電保護(hù)用。2023-12-29工業(yè)與民用供電1832.按分?jǐn)嘈阅芊忠话阈秃拖蘖餍?.按保護(hù)特性分選擇型和非選擇型。4.按結(jié)構(gòu)型式分塑膠外殼式（裝置式〕和框架式（萬能式〕。2023-12-29工業(yè)與民用供電1842023-12-29工業(yè)與民用供電185NA15

(DW15HH)系列萬能式斷路器2023-12-29工業(yè)與民用供電186DZ20系列塑膠外殼式斷路器2023-12-29工業(yè)與民用供電187NM1系列塑膠外殼式斷路器2023-12-29工業(yè)與民用供電188C65斷路器2023-12-29工業(yè)與民用供電1892023-12-29工業(yè)與民用供電190(2)過電流脫扣器電磁脫扣器：暫態(tài)脫扣。電磁脫扣器+阻尼機(jī)構(gòu)：短時(shí)脫扣。電子式過電流脫扣器：三段保護(hù)特性。(3)熱脫扣器(4)分勵(lì)脫扣器由控制電源供電，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離分閘。

2023-12-29工業(yè)與民用供電191七、低壓配電櫃按一定線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種低壓成套配電裝置。（一）固定式PGL1

已淘汰。PGL2

還在中小型建築的配電系統(tǒng)中使用。GDL1、GDL2、GDL3在電力系統(tǒng)用得較多，民用建築僅用於三級(jí)及容量較小的二級(jí)負(fù)荷系統(tǒng)中。

GGL、GGD等也使用較多。2023-12-29工業(yè)與民用供電192（二）抽屜式外形緊湊，操作安全，易於檢修與維護(hù)，更換故障開關(guān)容易，縮短故障開關(guān)停電時(shí)間。常用的有GCK及GCL型及模數(shù)制的抽屜開關(guān)櫃。

MUS及MZS目前用在大容量一、二類建築中。2023-12-29工業(yè)與民用供電193GGD(NGG1)型低壓固定式開關(guān)櫃2023-12-29工業(yè)與民用供電1942023-12-29工業(yè)與民用供電195NMNS(NGC3)型低壓抽出式開關(guān)櫃2023-12-29工業(yè)與民用供電1962023-12-29工業(yè)與民用供電1972023-12-29工業(yè)與民用供電198八.低壓一次設(shè)備選擇滿足正常條件和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。2023-12-29工業(yè)與民用供電199第五節(jié)電力變壓器一、概述將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利於電能的合理輸送。變壓器常用類型1.按繞組導(dǎo)體分銅繞組、鋁繞組2023-12-29工業(yè)與民用供電2002.按繞組絕緣類型分

(1)油浸式：廣泛用作電力變壓器，與幹式相比，具有較好的絕緣和散熱性能，價(jià)廉，不宜用於易燃、易爆場(chǎng)所。2023-12-29工業(yè)與民用供電201ZGS11-H(Z)·R-200~1000/10系列卷鐵心組合式變壓器2023-12-29工業(yè)與民用供電202S11-M·R-30~1000/10系列三相卷鐵心全密封配電變壓器2023-12-29工業(yè)與民用供電203(2)幹式：開啟式封閉式澆注式：用澆注的環(huán)氧樹脂作為絕緣和散熱介質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小，重量輕，安全防火要求高的場(chǎng)所，廣泛用於民用建築。(3)沖氣式：多為六氟化硫2023-12-29工業(yè)與民用供電204幹式變壓器--SC(B)10系列10kV30-2500kVA配電變壓器2023-12-29工業(yè)與民用供電2052023-12-29工業(yè)與民用供電2063.按容量系列分採用國際通用的R10容量系列。例：100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250，1600，2000，2500KVA。2023-12-29工業(yè)與民用供電207（二）電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別

6～10KV變壓器在其低壓側(cè)為三相四線制系統(tǒng)時(shí)，其聯(lián)結(jié)組別有Y,yn0和D,yn11

兩種。

D,yn11較Y,yn0優(yōu)點(diǎn)：更有利於抑制高次諧波。更有利於單相短路接地故障的切除。承受單相不平衡負(fù)荷能力強(qiáng)。2023-12-29工業(yè)與民用供電208二電力變壓器的容量和過負(fù)荷能力（一）實(shí)際容量變壓器的額定容量（銘牌容量〕，是在規(guī)定的環(huán)境溫度下，在規(guī)定的使用年限（20年〕內(nèi)所連續(xù)輸出的最大視在功率。否則要進(jìn)行溫度修正，即：

2023-12-29工業(yè)與民用供電209（二）正常過負(fù)荷晝夜和季節(jié)不均勻的過負(fù)荷。

戶內(nèi)變壓器

戶外變壓器2023-12-29工業(yè)與民用供電210（三）事故過負(fù)荷

在事故情況下，允許短時(shí)間較大幅度過負(fù)荷，但運(yùn)行時(shí)間不能超過規(guī)定值。（見表〕2023-12-29工業(yè)與民用供電2112023-12-29工業(yè)與民用供電212三變電所主變壓器選擇（一）選型的原則應(yīng)選用節(jié)能型的油浸及幹式變壓器。獨(dú)立式變電所，可選用油浸式變壓器，安裝在一層。2023-12-29工業(yè)與民用供電2132