供配电技术
复习
第一章概论
第二章工厂的电力负荷及其计算
第三章短路电流及其计算
第四章工厂变配电所及其一次系统
第五章工厂电力线路
第六章工厂供电系统的过电流保护
第七章工厂供电系统的二次回路和自动装置
第八章电气安全、接地与防雷
第一章概论
一、电能的质量指标
电压和频率
二、电力系统中性点运行方式
及其特点(重点)
三、低压配电系统的接地型式
及其特点
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。
中性点不接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的倍。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。
中性点经阻抗接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的倍，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。
中性点直接接地系统单相接地时，另两相对地电压不变，变成单相接地短路。
TN系统、TT系统和IT系统
TN-C系统：其中的N线与PE线全部合为一根PEN线。PEN线中可有电流通过，因此对某接PEN线的设备产生电磁干扰。不适于对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。主要用于对安全较高的场所，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：该系统的前一部分全部为TN-C系统，而后边有一部分为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。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，设备外壳单独接地。
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.
第二章工厂的电力负荷及其计算
一、工厂电力负荷的分级
二、工厂用电设备的工作制（重点）
三、常用的负荷计算方法
四、需要系数法确定计算负荷（重点）
五、按二项式法确定计算负荷（重点）
六、功率因数，无功补偿及补偿后的计算负荷（重点）一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求
二、工厂用电设备的工作制
三、常用的负荷计算方法
四、需要系数法确定计算负荷 1、三相用电设备组基本公式
有功计算负荷：e d P K P =30 无功计算负荷：?tan 3030P Q = 视在计算负荷：?cos 30
30P S =
计算电流：N
U S I 33030= 2、设备容量的计算
（1）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。 （2）断续周期工作制用电设备组：
必须进行负荷持续率换算
:
ε
εN N
e P P =
3、多组用电设备计算负荷的确定 计入一个同时系数 及 （1）车间干线：
0.85～0.95及0.90～0.97 （2）低压母线：
用电设备组计算负荷直接相加时取
0.80～0.90及0.85～0.95 由车间干线计算负荷直接相加时取
0.90～0.95及0.93～0.97 总的计算负荷为：i p P K P .3030∑=∑ 无功计算负荷：i q Q K Q .3030∑=∑ 视在计算负荷：2
3023030Q P S +=
计算电流：N
U S I 33030=
五、按二项式法确定计算负荷 1、基本公式 :x e cP bP P +=30
b 、
c 为二项式系数，见附表1
Pe 为用电设备组总容量，Px 为X 台最大容量的设备总容量
∑=N e P P
无功计算负荷：?tan 3030P Q = 视在计算负荷：?
cos 30
30P S =
计算电流：N
U S I 330
30=
五、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
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取其中一组最大的附加负荷（cPx ）max ，再加各组的平均负荷bPe 。
max 30)()(x i e cP bP P +∑= m a x m a x 30tan )()tan (??X i e cP bP Q +∑= 2、多组用电设备计算负荷的确定 视在计算负荷：?
cos 30
30P S =
计算电流：N
U S I 330
30=
六、工厂的功率因数，无功补偿及补偿后的工厂计算负荷 1、工厂的功率因数
2、无功功率补偿
100KVA 及以上高压供电的用户其功率因数应达到0.9以上，其它电力用户的功率因数应达到0.85以上。
无功补偿容量 )
tan (tan '30'
3030??-=-=P Q Q Q C 确定电容器个数
C
C q Q n /=
3、无功补偿后的工厂计算负荷
C
Q Q Q
-=30/30
补偿后总的无功计算负荷为
2
302302/30230/30)(C Q Q P Q P S -+=+=补偿后的视在计算负荷为
参看例2－
6
第三章 短路电流及其计算 一、短路的原因、后果及其形式 二、短路有关的物理量 三、短路电流的计算方法
四、采用欧姆法进行三相短路计算 （重点） 五、标幺制法进行三相短路计算（重点）
高压三相短路
'
'55.2I
i sh ='
'51.1I
I sh =低压三相短路
'
'84.1I
i sh ='
'09.1I
I sh =短路冲击电流
短路稳态电流
K
I I I ==∞'
'（无限大容量系统）
短路电流的表示：
三相短路 、两相短路 、两相接地短路 、单相短路
)3(∞I )
2(∞I )1.1(∞I )1(∞
I
四、采用欧姆法进行三相短路计算
计算高压短路时电阻较小，一般可忽略。
3/∑X ≥∑R 时,可忽略∑
R 3/∑R ≥∑X 时,可忽略∑
X
1、电力系统的阻抗计算
OC
C
S S U X 2=
电力系统的电阻相对于电抗很小，不予考虑。
2、电力变压器的阻抗计算
2
)
(N
C K T S U P R ?≈N
C
K T S U U X 2100%?
≈电阻
电抗
3、电力线路的阻抗计算
l
R R WL 0=l
X X WL 0=0R 0X
和可查表
4、阻抗换算（有电力变压器时）
电路内各元件的阻抗都必须按照短路点的短路计算电
压统一换算，换算的条件是元件功率损耗不变。
2
''
)
(C
C
U U R R =2
''
)
(C
C
U U X X =
1、标幺值概念
任一物理量的标幺值
d
d
A A A =
*（实际值与基准值之比）
基准容量
MVA
S d 100=基准电压 （通常取短路计算电压）
c
d U U =基准电流 C
d
d d d U S U S I 33==
基准电抗 d
C
d d d
S U I U X 23==
电力变压器电抗标幺值：
电力线路电抗标幺值：
N
d
K d C
N C
K d T T
S S U S U S U U X X X 100%/100%22=
?==*2
2
/C
d O d C O d WL WL
U S l X S U l X X X X
?===*2、元件标幺值：
电力系统电抗标幺值：
OC
d
d C
OC C d S S
S S S U S U X X X =
==*//22
3、短路电流标幺值及短路电流计算
*
)*3()
3(2)
3()3(1
3/3/∑
*
∑
∑∑*======X I I I
I
X X S U U S X U I I I d
d
K K
d C C d C d K K
根据 可以计算出
)
3(K I )
3()3()
3()
3(''sh
sh I i I
I
∞ 4、三相短路容量
*
*)
3()3(33∑
∑===X S X U I U I S
d
c d C K
K
第四章 工厂变配电所及其一次系统
二、低压一次设备及其作用
1、高压熔断器（FU)
在电路电流超过规定值并经过一定时间后，使熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及设备进行短路保护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。
2、高压隔离开关（QS）
隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修。断开后有明显可见的断开间隙，没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作，可以通断不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路，与高压断路器配合使用。
3、高压负荷开关（QL）
具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能断开短路电流，与高压熔断器配合使用。
4、高压断路器（QF）
能通断负荷电流和短路电
流，并能在保护装置作用下自
动跳闸，切除短路故障。
三、变电所主变压器台数和容量的选择
1、台数选择
满足用电负荷对供电可靠性的要
求，对季节性负荷或昼夜负荷变动较
大，采用经济运行方式。一般车间变
电所采用一台，应考虑欠负荷的发
展，有一定余地。
2、主变压器容量的选择 装设一台主变压器
30
.S S T N ≥装设两台主变压器
车间变电所单台变压器容量上限：1000KVA 或1250KVA
)
(30.30.)7.0~6.0(ⅡⅠ+≥=S S S S T N T
N
第五章 工厂电力线路
一、电力线路的任务和类别
1、任务：输送和分配电能
2、按结构型式分
架空线路
电缆线路
车间（室内）线路
二、高压线路的接线方式
放射式、树干式、环形
三、选择导线和电缆截面的条件
发热条件
电压损耗条件
经济电流密度
机械强度
四、导线和电缆截面的计算
（一）按发热条件选择导线和电缆截面
（二）按经济电流密度选择截面
（三）线路电压损耗的计算
（四）按机械强度选择截面
（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
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。
1、三相系统相线截面的选择
允许载流量不小于通过相线的计算电流
30
I I al ≥
2、中性线（N 线）截面的选择
（1）三相四线制中性线：
?
A A 5.00≥（2）两相三线及单相线路：
?
A A =0（3）三次谐波电流突出的三相四线制中性线：
?
A A ≥0
3、保护线(PE 线)截面的选择
2
16mm
A PE ≥当 时:
?
A A PE ≥2
35mm ＞A ?216mm
A ≤??
A A PE 5.0≥2
2
3516mm ＜A mm ≤?当 时:
当 时:
4、保护中性线(PEN 线)截面的选择
保护中性线兼有保护线和中性线
的双重功能，因此PEN 线截面选择应
同时满足上述PE 线和N 线的要求，取其中的最大截面。
（二）按经济电流密度选择截面
经济截面
ec
ec j I A 30
ec j
1.54
1.73
1.92
铝
电缆线路 2.00 2.25 2.50
铜
0.90 1.15 1.65 铝
架空线路 1.75 2.25 3.00 铜
5000h 以上3000～5000h 3000h 以下导线材质
线路类别 年最大有功负荷利用小时经济电流密度 可查下表：
(三)线路电压损耗的计算 （根据损耗选择截面）
导线和电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。一般线路允许损耗不超过5% 。
带两个集中负荷的三相线路
1、集中负荷三相线路电压损耗计算
电压损耗
电压损耗的百分值
对于无感线路 1
cos =?
1、集中负荷三相线路电压损耗计算
2、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算
图5-32
带有均匀分布负荷的线路
2、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算
带均匀分布负荷的线路，在计算其电压损耗时，可将其分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算。