工厂供电技术第三章 供电系统

《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。

《工厂变配电技术习题册》参考答案第一章 电力系统概论§1-1 电力系统组成一、填空题1、直接取得2、煤炭 电力3、位能 热能4、太阳光能5、电力系统6、可靠7、电压二、选择题1、C2、C3、B三、判断题1、√2、×3、√4、√5、√6、×7、×四、简答题1、答：水力发电厂是利用水流的上下水位（落差），即水流的位能发电的。

当控制水流的闸门打开时，水流沿水管进入水轮机蜗壳室，冲动水轮机带动发电机发电。

其能量转换过程是：水流位能→机械能→电能。

2、答：由发电厂的电气设备、不同电压的电力网和电力用户的用电设备所组成的一个发电、变电、输电、配电和用电的整体，称为电力系统。

对电力系统的基本要求如下：⑴安全。

在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

⑵可靠。

应满足电能用户对供电可靠性的要求。

⑶优质。

应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。

⑷经济。

供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。

3、答：火电厂是指火力发电厂，向用户提供电能。

热电厂是指除供电能外，同时还兼供热能的火电厂。

§1-2 电力系统的电压一、填空题1、5%2、10kV3、220/380二、选择题1、A2、B3、 C三、判断题1、√2、×3、√四、简答题答：由于电力线路允许的电压偏差一般为±5%，即整个线路允许有10‰的电压损失值，因此为了维持线路的平均电压在额定值，线路首端（电源端）的电压可较线路额定电压高5%，所以发电机额定电压规定高于同级电网定电压5%。

§1-3 电力系统中性点运行方式一、填空题1、不接地2、1103、经消弧线圈接地二、选择题1、A2、C3、C4、A5、C三、判断题1、√2、√四、简答题1、答：当电源中性点不接地的电立系统中发生单相接地时，三相用电设备的正常工作并未受到影响，因为线路的线电压无论其相位还是量值均未发生变化，因此三相用电设备仍能照常运行。

第三章 习题解答3-1 有一地区变电站通过一条长7km 的10kV 架空线路供电给某工厂变电所，该变电所装有两台并列运行的Yyn0联结的S9-1000型变压器。

已知地区变电站出口断路器为 SN10-I0型。

试用欧姆法计算该工厂变电所10kV 母线和380V 母线的短路电流(3)k I 、"(3)3I I ∞（）、、(3)(3)sh shi I 、及短路容量(3)k S ，并列出短路计算表。

解：1.计算k-1点处的短路电流和短路容量（Uc1=10.5kV ） 1)计算k-1短路电路中各元件的电抗及总电抗①电力系统的电抗：()Ω=⋅==∞37.03005.102211AMV kV S U X C ②架空线路电抗：X 2=X 0l=0.35(Ω/km)×7km=2.45Ω③绘k-1点短路的等效电路如下，计算其总阻抗为：()12k-10.37 2.45 2.82X X X =+=+=Ω∑2）计算k-1点短路电流和短路容量①短路电流周期分量有效值：()31 2.15kA K I −===②短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)1''2.15kA K I I I ∞−===③冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：()3(3)sh i 2.55'' 2.55 2.15kA 5.48kA I ==⨯=()3(3)sh I 1.51'' 1.51 2.15kA 3.82kA I ==⨯=④短路容量：(3)(3)11110.5 2.1539.3K C K S I kV kA MV A −−==⨯=⋅2）计算k-2点的短路电流和短路容量（Uc1=0.4kV ）1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗①电力系统的电抗：()Ω⨯=⋅==−∞422111033.53004.0'AMV kV S U X C ②架空线路电抗：X 2'=X 0l 212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛C C UU =0.35(Ω/km)×7 km 25.104.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=435.410−⨯Ω ③电力变压器的电抗：Ω⨯=⨯=⋅==−322243102.710004.01005.4100%N C K S U U X X④绘k-2点短路的等效电路如下：计算其总阻抗为：1234(2)3444''//7.2105.331035.410276.7310K XX X X X −−−−−=++∑⨯=⨯Ω+⨯Ω+Ω=⨯Ω2）计算短路电流和短路容量①短路电流周期分量有效值：()3230.1kA K I −=== ②短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)2''30.1kA K I I I ∞−=== ③冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：()3(3)sh i 1.84'' 1.8430.1kA 55.4kA I ==⨯= ()3(3)sh I 1.09'' 1.0930.1kA 32.8kA I ==⨯=④短路容量：(3)(3)1220.430.120.8K C K S I kV kA MV A −−==⨯=⋅短路计算表如下表所示：3-2 试用标幺制法重作习题3-1。

第三章短路电流计算一、填空题1、造成短路的原因有，，。

答：绝缘损坏，工作人员误操作，鸟兽破坏绝缘2、如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的，或电力系统容量超过用户供电系统容量倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。

答：5%~10%，503、计算短路电流的方法有和两种方法。

答：欧姆法，标幺制法4、短路时间t k是和之和。

答：保护装置动作时间t op，断路器断路时间t oc5、短路电流很大，一方面要产生很大的，另一方面要产生，对电器和导体的安全运行威胁极大，必须充分注意。

答：电动力（电动效应），很高的温度（热效应）二、判断题1、单相短路电流只用于单相短路保护整定及单相短路热稳定度的校验。

（）答案：√2、短路电流的周期分量就是短路稳态电流。

（）答案：√3、短路次暂态电流I’’是一个瞬时值（）答案：⨯4、当发生三相短路时电力系统变电所馈电母线上的电压基本保护不变。

（）答案：√5、三、选择题1、当发生三相短路时，导体中所承受的电动力。

A）两边相最大B）中间相最大C）三相均匀D）不能确定答案：B2、主要用于选择电气设备和导体的短路稳定度校验的短路电流是。

A）三相短路电流B）两相短路电流C）单相短路电流D）不能确定答案：A3、主要用于相间保护的灵敏度校验的短路电流是。

A）三相短路电流B）两相短路电流C）单相短路电流D）不能确定答案：B4、下列哪一个电力系统不能视为无限大容量系统？A）电力系统的电源总阻抗不超过短路总阻抗的5~10%B）电力系统的电源总阻抗不超过短路总阻抗的10%C）电力系统容量低于供电系统容量50倍时D）电力系统容量超过供电系统容量50倍时答案：C5、下列哪一个设备的阻抗在短路计算时不会考虑的？A）电力系统B）电力设备C）电力输送线D）开关设备答案：D四、名词解释1、短路答：短路就是指不同的电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。

2、无限大容量电力系统答：无限大容量的电力系统，是指供电容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统。

《工厂供电》课后习题解答第三版第一章习题解答1-1 试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压？图1-25 习题1-1的供电系统解：1.变压器Ｔ１的一次侧额定电压：应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为10.5ｋＶ。

变压器Ｔ1的二次侧额定电压应比线路ＷＬ1末端变压器Ｔ2的一次额定电压高10％，即为242ｋＶ。

因此变压器Ｔ1的额定电压应为10.5／242ｋV。

2.线路ＷＬ1的额定电压：应与变压器Ｔ2的一次额定电压相同，即为220ｋV。

3.线路ＷＬ2的额定电压：应为35ｋV，因为变压器Ｔ2二次侧额定电压为38.5ｋV，正好比35ｋV高10％。

1-2 试确定图1-26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压？图1-26 习题1-2的供电系统解：1.发电机Ｇ的额定电压应比6ｋV线路额定电压高５％，因此发电机Ｇ的额定电压应为6.3ｋV。

2.变压器Ｔ1的额定电压：一次额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，因此其一次额定电压应为6ｋV。

Ｔ1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10％，因此其二次额定电压应为0.4ｋV。

因此变压器Ｔ1的额定电压应为6／0.4ｋV。

3.变压器Ｔ2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定电压应为6.3ｋV。

Ｔ2的二次额定电压应比110ｋV电网电压高10％，即其二次额定电压应为121ｋV。

因此变压器Ｔ2的额定电压应为6.3／121ｋV。

4.变压器Ｔ3的额定电压：其一次额定电压应与110ｋV线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为110ｋV。

Ｔ3的二次额定电压应比10kＶ电压高10％，即其二次额定电压应为11ｋV。

因此变压器Ｔ3的额定电压应为110／11ｋV。

1-3 某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。

其中某一车间变电所装有一台无载调压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、—5% 三个电压分接头，现调在主接头“0”的位置（即U1 N ）运行。

工厂供电系统介绍工厂供电系统是指为工厂提供电力的系统，它包括变配电系统、照明系统、动力系统和电力监控系统等。

工厂供电系统对于工厂的正常运行和生产具有重要的作用。

下面将对工厂供电系统进行详细介绍。

变配电系统是工厂供电系统的基础，它主要由变电所、变压器、主配电柜和次配电柜等组成。

变电所是变配电系统的核心设备，它将高压电能转变为低压电能，以满足工厂的电力需求。

变压器是变电所中的重要设备，它可以将电能进行升压或降压。

主配电柜和次配电柜则负责将低压电能传输到各个电力用户，保障工厂的正常供电。

照明系统是工厂供电系统中的一个重要部分，它主要由照明灯具、开关、控制柜和配电线路等组成。

照明灯具是照明系统的核心设备，它根据工厂的照明需求，选择适当的光源和灯具。

开关和控制柜负责对照明灯具进行控制和调节，保障照明系统的正常运行。

配电线路则负责将电能传输到各个照明灯具，确保照明系统的供电稳定。

动力系统是工厂供电系统中的另一个重要部分，它主要用于驱动工厂的机械设备和动力设备。

动力系统包括电机、开关、控制柜和配电线路等。

电机是动力系统的核心设备，它根据工厂的动力需求，选择适当的电机进行驱动。

开关和控制柜负责对电机进行控制和调节，保障动力系统的正常运行。

配电线路则负责将电能传输到各个电机，确保动力系统的供电稳定。

电力监控系统是工厂供电系统中的一个重要组成部分，它主要用于对工厂的电力进行监控和管理。

电力监控系统包括监控终端、监控设备、监控软件和通信线路等。

监控终端负责对电力进行实时监测和数据采集，监控设备负责对电力设备进行诊断和故障检测。

监控软件负责对采集到的数据进行分析和处理，提供电力管理的决策依据。

通信线路则负责将监控数据传输到监控中心，实现对电力的远程监控和管理。

工厂供电系统的建设和运维需要高度的专业知识和经验，只有充分了解工厂的电力需求和电力设备的特点，才能进行合理的设计和规划。

同时，对工厂的电力设备进行定期的检修和维护，可以有效地提高供电系统的可靠性和稳定性，避免因电力故障而导致的生产中断和损失。

第三章工厂高压线路的微机继电保护实验一模拟系统正常、最大、最小运行方式一．实验目的了解电力系统的几种运行方式。

二．实验内容1．接通电源。

隔离开关QS1、QS3、QS5、QS9、QS15打到“ON”的位置。

分别按下QF1、QF3、QF5、QF7、QF11、QF12的“ON”绿色按钮，红色指示灯亮。

运行方式切换为最大。

2．按下故障确认按钮d4。

记录此时的短路电流和母线残余电压。

3．解除短路故障，将运行方式切换至正常。

再次按下d4，记录短路电流和母线残余电压。

4．解除短路故障，将运行方式切换至最小，重复步骤3，记录短路电流和母线残余电压。

5．将实验数据填入下表中:实验二微机线路保护装置参数整定操作一．实验目的掌握微机线路保护装置参数整定的原则及方法。

二．实验内容阅读微机线路保护装置的使用说明（如下），并在微机线路保护装置上进行实际操作。

XNR-800微机保护测控装置使用说明书一．保护测控装置面板图标使用说明：1．微机保护测控装置说明：微机保护测控装置包含以下型号内容：XNR-871 线路保护测控装置；XNR-872 变压器保护测控装置；XNR-873 电动机保护测控装置；XNR-896 电动机差动保护测控装置；XNR-876 电容器保护测控装置；XNR-862 母联备自投保护测控装置；XNR-865 母线PT保护测控装置；XNR-891 主变差动保护测控装置；XNR-882 主变后备保护测控装置；该类型保护测控装置的名称在保护测控装置的最上端直接显示；2．微机保护测控装置面板指示灯说明：此类型的面板指示灯共有七个，从上往下依次排列顺序如下：O 运行：表示装置的运行状态，正常运行时为绿色显示且不停的闪烁。

O 电源：表示装置的工作电源是否正常，正常运行时为绿色显示且常亮。

O 告警：表示装置检测的设备有不正常的状态发生，正常运行时不显示，出现不正常状态时显示红色。

过负荷、PT断线、PT失压、零序过流、小电流接地、轻瓦斯、温度升高等情况出现时指示灯显示红色。