1、LLl课堂练习（1）工厂供电的基本要求有哪些？安全，电能供应、分配和使用中，要注意环境保护，不能发生人身事故和设备事故；可靠，满足电能用户对供电可靠性的要求，保证连续供电，满足生产及生活需要；优质，满足用户对电压和频率等质量的要求,如电压的波动、频率的不准确，可能影响供电质量；经济，供电系统投资少，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。高压送点、预装式变电站等。（2）如何理解供电的可靠含义，请进行叙述。供电可靠性涉及到供电单位、用电单位、供配电技术、电气成套设备管理和企业供电安全管理等。可靠性高，采用高可靠性的供电设备，认真管理维护，防止误操作；不停电电源供电，提高送电线路的可
2、靠性，重要设备与用电单位，采用双回路供电或双电源供电;供电线路方案合理,选择合理适当的供电系统方案、结构、接线；供电容量充分，保证适当的用电容量、容量裕度；运行分工，制定合理的运行方案；采用自动装置，对高压系统的运行必须满足供电标准规定和供电管理部门的规定；综合保护，按标准要求，对高压输送电系统，采用自动装置，如自动重合闸装置、变电所按频率自动减负装置等；采用快速继电保护装置；对重要复杂的供用电系统，采用计算机检测装置；采用综合保护技术。LL2课堂练习（1）（1）供电电网的构成主要有哪些环节？电力系统是电能生产输送、分配变化和使用的统一整体，由发电厂变电站电力网和用户组成。（2）发电主要有哪些
3、方式，他们的能源转换是如何实现的？（3）查阅资料，风能发电、太阳能发电等，尽管环境污染小，但将所发电能送到电网去，必须要经过哪个环节？这个环节给电网带来何种不利因素？1.1. 2课堂练习（2）（1）工厂供电的典型结构有哪些？请分别叙述特点。1) 6IOkV进线的中型工厂供电系统一般工厂电源进线6IOkV。电能首先经过高压配电所，由高压配电线路将电能分送各车间变电所，车间变电所安装有电力变压器，将6IOkV的高电压降为低压设备能工作的电压，一般是220/380V,如工厂内有6IOkV的高压用电设备，则6IOkV变电所可直接提供给这些高压设备。图6所示是典型中型工厂供电系统结构简图，图中用单线表示
4、三相线路，也只绘制了开关而没有绘制其他开关电器；图中的母线一般称汇流排或母排，作用是汇集和分派电能。可看出高压配电所有4条出线，供电给3个车间变电所。其中，1#车间变电所和3#车间变电所各安装1台配电变压器，但2号车间变电所安装2台配电变压器,分别由两端母线供电,低压测采用单母线分段方式,可对重要的低压设备，由两端低压母线交叉供电。各车间变电所的低压测都设有低压联络线，可提高供电系统运行的可靠性和灵活性。在高压配电所还有一条高压配电线，直接给高压电动机供电，直接与一组高压并联电容器连接。3#车间变电所低压母线上也直接连了一组低压并联电容器组,用来补偿系统的无功功率，能够提高功率因数。2) 35
5、kV及以上进线电压的大中型工厂供电系统中型工厂以上的大型企业采用35kV及以上进线电压大中型工厂供电系统，通常两次降压，即电源进入工厂后经安装有较大容量电力变压器的总降压变电所,将35kV及以上电源电压降为610kV配电用电压，再经过610kV高压配电线将电能送到各车间变电所，根据工厂用电状况，也有经过高压配电所再送到车间变电所。车间变电所安装有配电变压器，第三次将IOkV降为一般低压用电设备所需的220/380V。这种供电的结构简图见图-8所示。也有35kV进线的工厂，只经过1次降压，直接将进线引到靠近工厂负荷中心的车间变电所，经过车间变电所配电变压器，将35kV高压直接降为一般低压用电设备
6、所需的220/380V。见图9所示，这种方式称为高压深入负荷中心的直接配电，可以省去中间的变压过程和设备，简化了供电系统，降低电能损耗，节约有色材料，提高供电质量。但这种高压的进线到车间负荷中心，必须考虑进线的安全。3）小型工厂供电系统对小型企业，如用电容量不大于100OkVA,一般可只设立1个降压变电所,将6IOkV经过降压变电所降为220V/380V,直接提供给用电设备，见图ITO所示。如容量不大于16OkVA的小型工厂，可采用220V/380V低压电源线直接进线，提供给用电设备，见图广11所示。（2）经常有工厂供配电的说法，实际上包括了供电和配电两个部分，请叙述供电和配电各自的特点。对工
7、厂用电而言，所谓供电是供电公司将电力资源输送到用电单位围墙边界的部分，所谓配电是用电单位围墙内的电力传输部分。（3）对于某个企业，如果采用35kV高压直接送电到车间负荷中心，应当要满足最关键的条件是啥？某些用电用户，是将35kV高压降压到0.4kV就满足了，但如果低压送电的距离较远，且用电设备的功率很大精度要求高，就不能满足用电需要，需采用35kV高压直接送电到车间负荷中心，就近降压。（4）如图12所示是典型电力系统示意图，请完成以下问题：D该电力系统示意图主要包括几个环节？各有哪些主要设备？发电-升压-高压传输-降压-用电2）工厂供配电系统在图中是哪个部分？主要有几个环节组成？工厂供配电系统
8、在图中的框图内，从35kV高压降压到6IOkV,在用户区域内高压长距离送电，一部分直接供大功率高压电动机，一部分降压到0.4kV提供车间设备。3）此图中的工厂供配电系统如何取得电能？有几种方式取得电能?工厂供配电系统是双电源系统供电，用户配置自备电厂；外部送电及自发电。4）从工厂降压变电所传输电能到车间变电所是两级降压，对于高压负荷如高压电动机是车间配电所直接高压供电。如果除了高压负荷需要将35110KV降为6IOKV外，是否可以直接将35HOKV降为380/220V?请叙述原因？对于短距离低压送电如果满足要求,可以直接将35110KV降为380220Vo5）此图中工厂供电系统中，降压部分为啥
9、称为变电所？车间部分为啥有变电所，也有配电所？变电所与配电所有啥不同？一般认为变电所的电压改变，配电所主要传输电能，不改变电压。（5）如图13所示是某大型电力系统图，请完成以下问题：康区变电所1）该电力系统中，有几种电能的发生形式？这个电网就几个部分构成？从发电厂（站）出来的变压器是升压变压器还是降压变压器？说明原因。该电力系统中，有几种电能的发生形式如图。这个电网的构成如图。从发电厂（站）出来的变压器是升压变压器，发电机发出的电压不高，这考虑发电设备的绝缘性能、结构成本。2）请查阅资料，说明地区变电所和区域电网的功能。1.2. 1课堂练习（1）请叙述中性点运行方式的几种形式，并说明各自的特点
10、中性点不接地电力系统、中性点经消弧线圈接地的电力系统、中性点直接接地方式或经低阻抗接地。（1）正常运行电力系统中三相导线之间各相导线对地之间，存在分布电容，沿导线全长也有电容分布。为便于分析，假设三相系统对称，各相对均匀分布的电容可由集中电容C表示，如图14（八）所示。因导线间电容电流数值较小，可不考虑。中性点不接地系统正常运行时，3个相电压01、U2、5对称，三相对地电容电流icl、：c2、1c3对称，向量和为零，所以中性点没有电流流过，各相对地电压就是相电压。（2）故障运行当系统任何一相绝缘受到破坏而接地时，各相对地电压、对地电容电流都要发生改变。当故障相，如第3项完全接地时，如图1-1
11、5所示。接地的第3相对地电压为零，非接地相第1相对地电压和第2相对地电压即非接地两相对地电压均升高应倍,变为线电压，由于第1、2两相对地电压升高血倍，该两相对地电容电流也相应地增大囱倍；接地的第三相，对地电容电流为零。接地的第3相对地电压为零，即。=。，但线间电压并没有发生变化。非接地相第1相对地电压=+PJ=%,第2相对地电压=+（也）=,即非接地两相对地电压均升高痴倍，变为线电压。当第3相接地时，因第1、2两相对地电压升高J3倍，结果使得这两相对地电容电流相应增大J3倍。正常情况下，中性点不接地系统单相接地电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。中性点不接地系统发生一相接地时有如下特点
12、经故障相流入故障点的电流为正常时本电压等级每相对地电容电流的3倍;中性点对地电压升高为相电压；非故障相的对地电压升高为线电压；线电压与正常时的相同。（2）中性点直接接地系统中，为提高供电可靠性，已经广泛采用自动重合闸装置。请查阅资料，了解某一种型号的自动重合闸装置产品的特点、技术参数。1.2.2课堂练习（1）供电系统的中性点及电气设备的接地方式，保护接地分几种形式，各有哪些特点？1) IT系统IT系统是在中性点不接地三相三线制系统中采用的保护接地方式，也可经过100OQ阻抗接地，根据电气设备不带电金属部分直接经接地体。2) TN系统TN系统是中性点直接接地三相四线制系统中采用的保护接地方式。
13、根据电气设备的接地方法，分TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统。3) TT系统TT系统是中性点直接接地的三相四线制系统中的保护接地方式，如图1-22所示，配电系统中性线N引出，但电气设备的不带电金属部分经各自的接地装置直接接地，与系统接地线无关系。发生单相接地、机壳带电故障时，通过接地装置形成单相短路电流，使故障设备电路中的过电流保护装置动作，迅速切除故障设备，减少人体触电的危险。(2) TN系统又分为TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统三种形式，请叙述三种形式的使用要求。TNY系统如图1-19所示，N线和PE线合用1根线，即保护中性线PEN,所有设备外露可导电部分(如金属外壳
14、等)均与PEN线相连。当三相负荷不平衡或只有单相用电设备时,PEN线上有电流通过，PEN线电流可能对一些设备产生电磁干扰。此系统一般能够满足供电可靠性要求，投资小，节约有色金属，我国低压配电系统中应用最为普遍。TN-S系统如图1-20所示，N线和PE线分开，设备外露可导电部分均与公共PE线相连，公共PE线在正常时没有电流通过，不对接在PE线上其他用电设备产生电磁干扰。此外，由于N线与PE线分开，N线即使断线不影响接在PE线的用电设备，提高防间接触电的安全性。此系统多用于环境条件较差、对安全可靠性要求高及用电设备对电磁干扰要求较严的场所。3) TN-C-S系统TN-C-S系统如图1-21所示，系
15、统部分为TN-C系统、部分为TN-S系统，兼有TN-S系统优点，比较灵活，对安全要求和抗干扰要求较高场所，采用TN-S系统，对其他场所可采用比较经济TN-C系统。因此，常用于配电系统末端环境条件较差且要求无电磁干扰的数据处理或具有精密检测装置等设备的场所。L3.2课堂练习（1）对于工厂供电系统而言，供电质量主要包括的技术指标有哪些？电压、频率、波形。（2）在正常的供电系统中，我国的标准频率是50Hz,如果频率提高较多，对用电设备将产生哪些危害？我国电力系统额定频率50Hz,如频率高于额定值，异步电动机转速升高、功率损失,转速要求严格的生产过程如造纸、轧钢、拉丝等产品质量下降或报废，电子设备受影
16、响；当频率低于额定值，异步电动机转速下降，生产率降低，影响电动机寿命，产品质量下降或报废。如频率大幅降低，水泵、风机等电动机出力减少,锅炉和汽轮发电机组出力受影响，电力系统有功功率不足;如频率再降低，可能大面积停电。如电力电子控制系统，频率发生变化，将影响触发信号。（3）我国的供电电压等级如何划分的？O工厂供电电压的选择主要取决于当地电网的供电电压等级，还考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等。同样的输送功率和输送距离，配电电压越高，线路电流越小，所需线路导线或电缆的截面越小，利于减少线路的初期投资，并可减少线路电能及电压损耗。各级电压线路合理的输送功率和输送距离，见表IT所示，可作为技术参
17、考。原电力工业部1996年发布施行供电营业规则规定，供电企业及电网的额定电压，低压有单相220V,三相380V；高压有10、35、66、110、220kVo规定除发电厂直配电压可采用3kV或6kV外，其他等级的电压要过渡到这些额定电压。2）工厂高压配电电压的选择工厂高压配电电压通常选择为IOkV,如工厂有较多的6kV高压设备，可通过专用6.3kV变压器单独供电；如6kV高压的设备较少，可选择IOkV作为工厂供电电压。基本不采用3kV作为高压配电电压，如有3kV用电设备，可采用10/3.15kV专用变压器单独供电。3）工厂低压配电电压的选择工厂低压配电电压一般采用220/380V,线电压380V
18、接三相动力设备和380V单相设备，相电压220V接照明灯具和其他单相设备。矿山、煤矿井下等特殊场合采用660V甚至1140V,因井下用电负荷距离变压器较远，应选择比220/38OV较高的电压配电，可增加配电范围，提高供电能力，简化其供电系统。提高低压配电电压有明显的经济效益，是节能的有效措施之一，但还没有成为供电配电的电压标准。因为将380V升高为660V或1140V,对配电变压器设备制造、各种线路及接头的绝缘等级，都有较高要求，我国只限于采矿、石油及化工等采用660V、或1140V电压。4）电压高低的划分我国设计制造和安装规程，额定电压低于100OV及以下为低压，10OOV以上为高压。止匕外
19、330KV以上电压为超高压，100OKV以上为特高压。我国三相交流电网和电力设备额定电压见表2所示。系统的额定电压、最高电压和高压设备的额定电压，见表3所示。（4）电压调整的措施有哪些？O变压器调载变压器调载可选择无载调压型变压器的电压分接头或采用有载调压型变压器,工厂供电系统中610kV电力变压器一般是无载调压型,高压绕组设Un5%的电压分接头，并装设无载调压分接开关以调节空载电压，电力变压器的分节开关如图1-23所示。2）合理减小系统阻抗供电系统中电压损耗与各个元件包括变压器、线路的阻抗成正比，如必要可减少系统的变压级数、增大电缆截面或以电缆取代架空线等办法,减小系统阻抗,降低电压损耗以
20、缩小电压偏差。但是，增大电缆截面将增加投资成本，电缆取代架空线将影响场内空间的利用率。具体实施中，要考虑技术性和经济性。3）尽量使三相负荷均衡在有中性线的低压配电系统中，如果三相负荷不均衡将使负荷端中性点电位偏移，造成有的相电压升高，从而增大其线路的电压偏差，因此三相负荷的平衡有助于减小电压偏差。1.3.4课堂练习(1)造成电网电压的波动原因有哪些？可以查阅资料，找到更多的波动原因，可能产生的危害。(2)电压波动的抑制措施有哪些？采用专用线路或专用变压器，对负荷变动剧烈的大型电气设备单独供电，此法简单有效；设法增大供电容量，减小系统阻抗，如将单回路线路改为双同路线路，或将架空线路改为电缆线路，
21、降低系统电压损耗,从而减小负荷变动引起的电压波动;当系统出现严重的电压波动时，减少或切除引起电压波动的负荷；对大容量电弧炉的炉用变压器，宜由短路容量较大的电网供电，一般采用更高电压等级的电网供电；对大型冲击性负荷，如采用上述措施达不到要求时，可装设能“吸收”冲击无功功率的静止型无功补偿装置，是1种能吸收随机变化的冲击无功功率和动态谐波电流的无功补偿装置，有多种类型，以自饱和电抗器型的效能最好。(3)谐波产生的原因有哪些？如何抑制谐波？可以查阅资料，如煤矿、钢厂、写字楼的谐波及抑制方法。电网谐波的产生主要是电力系统中存在的非线性元件，是主要谐波源，特别是大功率电力电子变流设备、电弧炉；写字楼里单
22、个功率不大但使用很多的节能灯、微机开关电源等。谐波对电气设备的危害很大，谐波电流进入变压器，使变压器铁心损耗明显增加，变压器产生过热，磁性特性下降，效率减低，变压器使用周期缩短。谐波电流进入电动机，同样使得铁心损耗明显增加，可能产生电动机的转子振荡，将影响拖动负载的工作质量。高次谐波比基波电流的频率更高，凡是与其电流频率相关联的电气设备均会受到影响，缩短寿命或损坏，如果电力系统发生电压谐振，谐振的过电压有可能击穿线路或设备的绝缘，可能造成系统的继电保护和自动装置误动作，并可能干扰附近通信线路和设备的正常工作。抑制措施:1）采用,d或D,y的接线三相整流变压器采用Y,d或D,y接线，是抑制谐波最
23、基本的方法。由于3次及3的整数倍次谐波电流在三角形联结的绕组内形成环流，而星形联结绕组内不可能产生3次及3的整数倍次谐波电流，因此采用Y,d或D,y接线的整流变压器，能使注入电网的谐波电流中消除3次及3的整数倍次的谐波电流。另外，电力系统中非正弦交流电压或电流是正、负两半波对称，不含直流分量和偶次谐波分量，因此采用Y,d或D,y接线的整流变压器后，注入电网的谐波电流只有5、7、11等次谐波。2）增加整流变压器二次侧的相数整流变压器二次侧的相数增加的多，对高次谐波抑制的效果相当显著，因为波形的脉动多，次数低的谐波消去的也多。3）各整流变压器二次侧互有相位差多台相数相同的整流装置如果并联运行时，使
24、各台整流变压器二次侧互有相位差，在原理上与增加整流变压器二次侧相数效果相同，大大减少注入电网的高次谐波。2. L2课堂练习1. ）电力负荷的类型有几种？各有何特点？电力系统中，电力负荷指用电设备或用电单位，也可指用电设备或用电单位所消耗的功率或电流，一般称用电量。电力负荷按用户性质分工业负荷，农业负荷，交通运输负荷和生活用电负荷等。按用途分动力负荷和照明负荷，动力负荷多为三相对称电力负荷，照明负荷为单相负荷。按电设备工作时间，分连续（或长期）工作制,短时工作制和断续周期工作制或反复短时工作制。1）连续工作制设备长期连续运行，负荷比较稳定。如通风机、空气压缩机、各类泵、电炉、机床、电解电镀设备、
25、照明设备等。2）短时工作制设备工作时间较短，停歇时间相对较长。如机床上的某些辅助电动机、水闸用电动机等。这类设备的数量很少，求计算负荷时一般不考虑短时工作制的用电设备。3）断续周期工作制设备周期性地工作一停歇一工作，如此反复运行，工作周期不超过IOmin。如电焊机和起重机械等。工作特征通常用“负荷持续率”或称“暂载率”表示。负荷持续率为一个工作周期内的工作时间与整个工作周期的百分比值2. ）工厂电力负荷工作制有几种类型，各有何特点？按标准GB50052-1995规定，工厂电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电所造成损失或影响程度，分一级负荷、二级负荷和三级负荷三级。3. 一级负荷一级负荷为
26、中断供电将造成人身伤亡者，或中断供电将在政治、经济上造成重大损失者,如重大设备损坏,大量产品报废,用重要原料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。在一级负荷中，当中断供点将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。一级负荷属于重要负荷，绝对不允许断电，要求有两路独立电源供电。当一路电源发生故障时，另一路电源能继续供电。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源除外，还必须增设应急电源。常用的应急电源有独立于正常电源的发电机组；供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；蓄电池；干电池等。2）二级负荷二级负
27、荷为中断供电将在政治经济上造成，较大损失，如主要设备损坏大量产品报废，连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复重点企业大量减产等。二级负荷也属重要负荷，要求两回电路供电，供电变压器通常也采用两台。在其中一回路或一台变压器发生故障时，二级负荷不致断电，或断电后能迅速恢复供电。3）三级负荷三级负荷为一般电力负荷，所有不属于一，二级负荷者均属三级负荷。三级负荷对供电电源没有特殊要求，一般有单回电力线路供电。（3）关于负荷的几个名词，请认真体会含义。1）年最大负荷用Pmax表示,指全年中负荷最大的工作班内消耗最大电能的半小时平均功率，年最大负荷也成为半小时最大负荷用Pw表示。2）年最大负荷利用小时用Lax
28、表示，指负荷以年最大负荷持续运行一段时间后,消耗电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能Wa,这段时间就是年最大负荷利用小时Tmax,年最大负荷利用小时反映工厂负荷是否均匀的重要参数，该值越大，负荷越平稳。年最大负荷利用小时与工厂的生产班制有较大关系，比如一班制工厂,Tmax取1800-3000h;两班制工厂，TmaX取3500-4800h;三班制工厂,TmaX取50007000ho3）平均负荷用PaV表示，指电力负荷在一定时间内平均消耗的功率，如在t这段时间内消耗电能为Wt,则t时间内的平均负荷为Pav=Wt/t年平均负荷是指电力负荷在一年内消耗功率的平均值。如用Wa表示全年实际消耗的电能，
29、则年平均负荷为PaV=Wa/87604）负荷系数Kl用及表示，指平均负荷与年最大负荷的比值，即KFPav/PmaX负荷系数又称负荷率或负荷填充系数，用来表征负荷曲线不平坦的程度。对工厂而言应尽量提高负荷系数，可充分发挥供电设备的供电能力，提高供电效率。有时表示有功负荷系数,用B表示无功负荷系数。一般工厂Q取0.70.75,B取0.760.82o4. L3课堂练习（1）典型工厂电力负荷有哪些？各有哪些特点？D生产加工机械的拖动设备生产加工机械、拖动设备是工厂电力负荷的主要组成部分，包括机床设备和起重运输设备类，包括车床、铳床、刨床、插床、钻床、磨床、组合机床、链床、冲床、锯床、剪床、砂轮床及加工
30、中心等。动力装置一般是异步电动机，根据工件加工需要，一些加工设备有几台甚至十几台电动机，这些电动机一般长期连续工作，电动机总功率从几百瓦到几十千瓦不等。起重运输设备，主要用于工厂中起吊和搬运物料、运输客货，如起重机、输送机、电梯及自动扶梯。另外，空压机、通风机、水泵等也是工厂常用的辅助动力设备，由异步电动机供给动力，属长期连续工作方式，设备容量可以从几千瓦到几十千瓦，单台设备的功率因数在08以上。2）电焊设备电焊设备包括利用电弧高温实施焊接的电弧焊，利用电流通过金属连接处产生电阻高温实施焊接的电阻焊，利用电流通过熔化焊剂产生热能实施焊接的电渣焊等。常见电焊机有电弧焊机类和电阻焊剂类。电焊机工作
31、有其特点，工作方式有一定同期性，工作时间和停歇时间相互交替；功率较大，功率因数不高，电弧焊机功率因数一般为030.35,电阻焊机功率因数为0.40.85；一般电焊机的配置不稳定，经常移动。3）电镀设备电镀设备带负荷长期连续工作；供电采用直流电源，需大功率晶闸管整流设备；容量较大，功率从几十千瓦到几百千瓦，功率因数低，一般0.40.62。4）电热设备工厂电热设备用于产品生产及工件热处理，可分电阻加热炉、电弧炉、感应炉和其他电热设备。电阻加热炉用于各种零件的热处理，如正火、回火等；电弧炉用于矿石熔炼、金属熔炼,感应炉用于熔炼和金属材料热处理。其他加热设备，包括红外线加热设备、微波加热设备和等离子加
32、热设备等。电热设备一般长期连续工作方式，电力装置一般需要二级或三级负荷，功率因数较高，小型电阻电热设备可接近1或达到1。5)照明设备电气照明是工厂用电设备的重要部分，常见的照明灯有白炽灯、卤铝灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、铝卤化物灯和单位混光灯等。照明设备一般长期连续工作方式，除白炽灯、卤铝灯功率因数为1外，其他类型的灯具功率因数较低，照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小，照明负荷占工厂总负荷比例较低，通常10%左右。(2)如何理解用电负荷的几个名词？(3)通过一次实习活动，调查某个企业或车间的用电数据，绘制成负荷曲线，并对曲线进行分析。5. 4.2课堂练习(1)什么叫短路？短路产生的原
33、因有哪些？它对电力系统有哪些危害？1)短路原因短路故障指运行中电力系统或工厂供配电系统的相与相、相与地之间发生金属性非正常连接，如系统中带电部分的电气绝缘破坏，过电压、雷击、绝缘材料老化以及施工机械破坏、鸟害、鼠害等，或操作人员未按规范操作，将较低电压设备误接到较高电压电路。以运行人员带负荷分断隔离开关为例，因隔离开关功能是起隔离和分断小电流，无灭弧装置或只有简单的灭弧装置，不能分断大电流。如运行人员带大电流分断隔离开关时，将在隔离开关断口形成电弧，隔离开关无法熄灭电弧，形成“飞弧”，使隔离开关的相与相或相与地出现短路。2)短路危害短路电流产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件和短路电路中的
34、其他元件损坏，很大的电动力可能造成电路接头的损坏。短路电路的电压骤然降低，严重影响其中电气设备的正常运行。短路时保护装置动作造成停电,越靠近电源,停电范围越大,造成损失越大。严重短路影响电力系统运行稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。不对称短路包括单相短路和两相短路，短路电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生干扰，影响正常运行，甚至误动作。短路后果十分严重,必须尽力消除可能引起的短路因素,进行短路电流计算,正确选择和可靠地保护电气设备。（2）短路有哪些形式？哪种短路形式发生的可能性最多？哪种短路形式的危害最为严重？电力系统中，短路故障对电力系统危害最
35、大，按照短路不同，短路类型可分四种。表2-3所示为各种短路的符号和特点。（3）什么叫无限大容量电力系统？它有什么主要特征？突然短路时，系统中的短路电流将如何变化？无限大容量电力系统是理论概念，指相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统负荷变动或短路时，电力系统变电所馈电母线电压基本保持不变。如电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%10%,或电力系统容量超过用户供电系统容量的50倍时，可将电力系统认为是无限大容量系统。（4）短路冲击电流、冲击电流有效值久、短路次暂态电流/和短路稳态电流乙各是什么含义?6. Ll课堂练习（1）（1）请查阅标准或相关资料，了解高压的概念。（2）
36、高压配电线路的接线方式有几种形式，各有何特点？D放射式接线高压放射式接线指由工厂变电配电所高压母线上引出单独的线路，直接供电给车间变电所或高压用电设备，在该线路上不再分接其他高压用电设备，如图3T所示。这种放射式接线的线路之间互不影响，供电可靠性较高，接线方式简洁，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化。但使用高压开关设备多，每台高压断路器须装设一个高压开关柜，投资成本高，当线路故障或检修时，该线路上全部负荷都将停电。为提高供电可靠性，根据具体情况可增加备用线路，提高供电线路大大增加了供电的可靠性。2）树干式接线高压树干式接线指从工厂变配电所高压母线上引出一回路供电干线，沿线分接至各车间变电所
37、或复合垫的接线方式。一般干线上连接的车间变电所不超过5个，总容量一般在300OkVA以下，这种接线从变配电所引出线路少，高压开关设备使用不多，成本低,但供电可靠性差，因为干线上任意一点发生故障或检修时，将引起干线上的所有负荷停电。为提高可靠性，同样可采用增加备用的方法。（3）以图3-6所示的高压环形接线，具体分析这种线路的优点和缺陷？环形接线见图3-6所示，环形接线实质上与两端供电的树干式接线相同，这种接线在现代化城市电网中应用很广。为避免环形线路的故障时影响整个电网，也为环形线路保护提供选择性、参数整定的方便性，绝大多数环形线路采取“开口”运行方式，当干线任何处发生故障时，只要找出故障段，拉
38、开两侧的隔离开关，将故障段切除后，全部线路即可以恢复供电，即环形线路中有一处开关采用断开方式。（4）根据高压配电线路的接线方式内容，对3-3进行全面分析。3. Ll课堂练习（2）（1）低压线路的接线方式有几种，各有哪些特点？O放射式接线工厂低压配电线路的基本接线方式也分放射式、树干式和环式等。低压放射式接线由车间变电所的低压配电屏引出独立的线路供电给配电箱或大容量设备，再由配电箱引出独立的线路到各控制箱或用电设备。这种接线方式供电可靠性较大，任何一个分支出现故障，不会影响其他线路供电，运行操作方便，但所用开关设备及配电线路也较多。放射式接线多用于负荷分布在车间内各个不同方向，用电设备容量大、对
39、供电可靠性要求较高的的场合。2）树干式接线树干式接线的特点与放射式接线正好相反，低压树干式接线是将用电设备或配电箱接到车间变电所低压配电屏的配电干线上。这种接线的可靠性没有放射式接线高，主要适用于容量较小、分布均匀的用电设备。当干线出现故障时会使所连接的用电设备均受到影响，但这种接线方式引出的配电干线较少，所用开关设备较少。变压器一干线式接线方式是由变压器的二次侧引出线经过自动空气开关或隔离开关直接引至车间内的干线，然后由干线上引出分支线配电，这种接线方式可节省变电所的低压侧配电装置，简化了变电所结构，成本降低。（2）以低压线路的一种典型方式，具体分析特点。（3）如图3-11所示是有降压变的供
40、电系统。国家标准GB50052-1995供配电系统设计规范规定“供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级J,以此图为例的工厂供电系统，进行分析。4. 2.1课堂练习（1）工厂电缆敷设有几种方式，各有那些特点？工厂常见电缆敷设方式有多种，如直埋在教材中见图3-14所示、沿墙见图3-15所示、电缆沟见图3-16所示和电缆桥架见图3-17所示等。大型变电站等电缆数量多又相对集中场合，多采用电缆排管方式，见图5T8所示，另外还有电缆隧道方式等。（2）电杆架县的方式基本不采用了，如果要采用，应当注意哪些？（3）地下敷设电缆应当注意哪些要求？电缆沟应符合防火和防水的要求，电缆沟从厂区进
41、入厂房处应设置防火隔板;电缆沟纵向排水坡度大于0.5%,不得排向厂房内侧。直埋于非冻土地区的电缆，外皮至地下构筑物基础的距离大于0.3m；至对面距离大于0.7m；位于车行道或耕地下方时应适当加深，一般大于1m。直埋敷设电缆严禁位于地下管道的正上方或正下方。有化学腐蚀的土壤中电缆不可直埋敷设。（4）如图3-19所示表示几种常用的车间电力线路敷设方式，车间动力电气平面布线图表示供电系统对车间动力设备配电的电器平面布线图，反映动力线路的敷设位置、敷设方式、导线穿管种类、线管管径、导线截面及导线根数，同时反映各种电器设备及用电设备的安装数量、型号及相对位置。请认真阅读图纸并理解表达方式。1）从3542
42、号表示设备，其中35、36号设备的主动力电机容量是IOkW,冷却电机容量0.125kW;3742号设备的主动力电机容量是7.5k肌冷却电机容量0.125kWo2）根据经验公式，电机二倍，可以确定35、36号设备的主动力电机电流是20A,3742号设备的主动力电机电流时15Ao3）根据经验，可知电缆的截面积3X25+1X16。（5）在平面图上，导线和设备通常采用图形符号表示，导线及设备间的垂直距离和空间位置一般标注安装标高。表3-6所示为电力设备的标注方法，表3-7所示为电力线路敷设方式的文字代号，表3-8所示为电力线路常用敷设部位的文字代号。表3-6电力设备的标注方法设备名称标注方法说明用电设
43、备aba设备编号b-设备功率（单位为kW）配电设备一般标注方法：baCa-b-c标注引入线规格时：b-cad（ef）-ga-设备编号b-设备型号c设备功率（单位为kW）d导线型号e-导线根数f导线截面（单位为mm?）g-导线敷设方式及部位开关及熔断器般标注方法：bac/ia-设备编号b-设备型号c-额定电流（单位为A）开关及熔断器a-b-c/i标注引入线规格时：b-c/iad(ef)-gi整定电流（单位为A）d导线型号e-导线根数f导线截面（单位为Inm2）g-导线敷设方式图3-19某加工厂车间局部动力电气平面布线图表3-7电力线路敷设方式的文字代号敷设方式代号敷设代号明敷暗敷用钢索敷设用瓷瓦
44、敷设用瓷夹板敷设MASCPCJ用卡钉敷设用槽板敷设穿焊接钢管敷设穿电缆管敷设穿塑料管敷设QDCBGDGVG表3-8电力线路敷设部位的文字代号敷设部位代号敷设部位代号沿梁下弦L沿天花板P沿柱Z沿地板D沿墙Q图3-20所示、是某机械加工车间(局部)的动力电气平面图。可以、看出，配电箱No.5型号是XL-21表示动力柜，电源引入导线型号是BLV-500-(3X25+116)-G40-DA,即铝芯塑料绝缘导线，额定工作电压500V、截面积为(3X25+116)mm2,穿管径40mm的钢管沿地板暗敷。图No.6为照明配电箱，电源来自配电箱NO.5。3542号用电设备由No.5配电箱供电。从配电箱到各用电
45、设备的导线型号、截面积及敷设方式相同，可以看图中说明。此图仅为车间动力线路平面分布线图的一种表现方法。当设备台数较少时，可在平面布线图上详细标出干线、配电箱及所供电的用电设备的型号、规格及设备的额定容量。根据以上资料，请分析图3-20设备容量与电缆截面积之间的关系。3.3.1课堂练习(1)叙述电缆的组成与分类电缆由线芯、绝缘层和保护层三部分组成。电缆线芯要求导电性良好，减少输电时线路上能量损失。有铜芯电缆和铝芯电缆，一般情况下尽量选用铝芯电缆，在特殊环境如有爆炸危险、腐蚀严重及安全要求较高等，可选用铜芯电缆。绝缘层作用是将线心导体间及保护层相隔离，必须具有良好的绝缘性能、耐热性能、油浸纸绝缘电
46、缆以油浸纸作为绝缘层，塑料电缆以聚氯乙烯或交联聚乙烯作为绝缘层。保护层分内保护层和外保护层两部分，内护层直接用来保护绝缘层，常用材料有铅、铝和塑料等。外保护层用以防止内保护层免受机械损伤和腐蚀，通常为钢丝或钢带构成的钢铠，外敷沥青、麻被或塑料保护套。电缆种类很多，如电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等，都由单股或多股导线和绝缘层组成，连接电路、电器等。如图3-21所示是钢索式电缆，图3-22所示是设备中电缆敷设。(2)电缆的选用与电流有关，还与其他因素有关，计算电缆的截面积与电流之间的关系，很复杂，工程技术
47、人员有简单实用的口诀，请查阅资料，叙述对口诀的理解。(3)叙述电缆的选用原则查阅资料，叙述电缆的集肤效应及影响。3. 3.2课堂练习(1)叙述母线的功能、组成和特点母线指用高导电率的铜排、铝质材料制成，传输电能,具有汇集和分配电力能力的产品。电站或变电站输送电能用的总导线，将发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所，一般用于传输电能距离不长的场合。如图3-27所示是铜母线的应用，母线接头的各种形式见教材图3-28所示，母线槽产品见图3-29所示。母线槽由美国开发出来，称为“Bus-Way-System”新的电路方式，1954年在日本实际应用，如今在高屋建筑、工厂等电气设备、电力系统是重要的配线方式。母线采用铜排或者铝排,电流密度大、电阻小、集肤效应小,无须降容使用。电压降小、损耗小。母线槽的金属封闭外壳能够保护母线免受损伤或动物伤害，在配电系统中用插入单元的安装很安全，外壳可作为整体接地，可靠安全；电缆的PVC外壳易受机械和动物损伤，安装电缆时须先切断电源，特别是电缆需可靠接地。由于母线槽用铜排或铝作为导电体，电流容量很大，电气和机械性
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