供配电技术教案

供配电技术教案内容摘要：

低压负荷开关 高压断路器 用于接通和断开高压电路的开关设备 有灭弧装置，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。 文字符号： QF 图形符号： 类别：按其采用的灭弧介质分有油断路器、六氟化硫（ SF6）断路器、真空断路器等。 油断路器分为多油和少油两大类，以油为灭弧介质，断流容量小、运行维护比较困难，现已很少使用。 真空断路器以真空作绝缘和灭弧介质， 目前应用较广应用场合：在 35kV 配电系统及以下电压等级中处于主导地位。 六氟化硫（ SF6）断路器其中 应用场合：适用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所，要求加工精度 高，对其密封性能要求更严。 低压断路器 低压断路器（文字符号为 QF，图形符号与高压断路器相同）是一种能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸的一种开关设备。 三 、互感器 互感器是电流互感器和电压互感器的合称。 （ 1）可使仪表和继电器标准化。 如电流互感器副绕组的额定电流都是 5A；电压互感器副绕组的电压通常都规定为 100V。 （ 2）可使测量仪表、继电器等二次设备与一次主电路隔离。 降低仪表及继电器的绝缘供 配 电 技 术 教 案 18 水平，简化仪表构造，同时保证工作人员的安全。 （ 3）可以避免短路电流直接流过测量仪 表及继电器的线圈。 （ 3）互感器与系统的联接 电压互感器简称 PT（文字符号为 TV，单相式电压互感器图形符号为 ），是变换电压的设备。 （ 1）工作原理 电压互感器的基本结构原理 ： 所示 它由一次绕组、二次绕组、铁芯组成。 一次绕组并联在线路上，一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降低变压器。 二次绕组的额定电压一般为 100V。 二次 回路中，仪表、继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大，工作时二次绕组近似于开路状态。 电压互感器的变压比用Ku表 ： 式中， U1N、 U2N分别为电压互感器一次绕组和二次绕组额定电压， N N2为一次绕组和二次绕组的匝数。 变压比 Ku 通常表示成 如 10/ 的形式。 电压互感器有单相和三相两大类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。 （ 2）电压互感器的接线方式 电压互感器一次电压取决于一次侧连接的电网电压，不受二次影响。 电压互感器二次侧负载是测量仪表、继电器的电压线圈，近视工作在开路状态，二次供 配 电 技 术 教 案 19 绕组不允许短路，在二次侧出口处安装熔断器或自动空气开关，应用过载和短路保护。 （ 3） 互感器在三相电路中常见的接线 方式 ： ①采用一个单相电压互感器的接线（图 419a）。 供仪表和继电器测量一个线电压，如用作做备用线路的电压监视。 ②采用 两个单相电压互感器接成 VV形接线（图 419b）。 供仪表和继电器测量三个线电压。 ③采用三个单相电压互感器接成 Y0/Y0形（图 419c）。 供仪表和继电器测量三个线电压和相电压。 在小电流接地系统中，这种接线方式中的测量相电压的电压表应按线电压选择。 ④采用三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱式电压互感器接成供 配 电 技 术 教 案 20 Y0/Y0/ 形 (图 419d)。 其中一组二 次绕组接成 Y0，供测量三个线电压和三个相电压；另一组绕组（零序绕组）接成开口三角形，接电压继电器，当线路正常工作时，开口三角两端的零序电压接近于零，而当线路上发生单相接地故障时，开口三角两端的零序电压接近 100V，使电压继电器动作，发出信号。 （ 4）电压互感器使用注意事项 及配置原则 ①电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路 ②电压互感器二次侧有一端必须接地 ③ 电压互感器在接线时，必须注意其端子的极性 2. 电流互感器 电流互感器简称 CT（文字符号为 TA，单二次绕组电流互感器图形符号为 ），是变换电流的设备。 把大电流变为标准 5A 小电流。 （ 1）工作原理和接线方式 电流互感器 由一次绕组、铁芯、二次绕组组成。 其结构特点是：一次绕组匝数少且粗，供 配 电 技 术 教 案 21 有的型号还没有一次绕组，利用穿过其铁芯的一次电路作为一次绕组（相当于 1 匝）；而二次绕组匝数很多，导体较细。 电流互感器的一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路，由于这些电流 线圈阻抗很小，工作时电流互感器二次回路接近短路状态。 式中， I1N、 I2N分别为电流互感器一次侧和二次侧的额定电流值， N N2为其一次和二次绕组匝数。 变流比一般表示成如 100/5A 形式。 （ 2） 电流互感器在三相电路中有三种接线。 ①两相式接线 这种接线也叫不完全星形接线，在中性 点不接地的高压系统中，广泛用于测量三相电流、电能及作过电流保护之用，公共线上的电流为 ，如图 415a 所示。 ②两相电流差接线 这种接线又叫两相一继电器式接线，流过电流继电器线圈的电流为 ，其量值是相电流的 倍。 这种接线适用于中性点不接地高压系统中，作过电流保护之用，如图 415b 所示。 ③三相星形接线 由于每相均装有互感器，能反映各相电流，广泛用于三相不平衡系统中（高压或低压系统），作三相电流、电能测量及过电流继电器保护之用，如图415c 所示。 （ 3）电流互感器使用注意事项 ①电流互感器在工作时二次侧不得开路。 ②电流互感器二次侧有一端必须接地 ③电流互感 器在接线时，必须注意其端子的极性 供 配 电 技 术 教 案 22 课 堂 小结 课后总结 教学目标 教材分析 课时 课型 教学方法 组织教学 （ 4）电流互感器的配置原则： 低压配电屏和组合式成套变电站 低压配电屏和组合式成套变电站 重 、难 点： 理解企业供配电系统高低压一次设备； 学时 新授课 讲授法 清点人数：应到： 实到： 一、低压配电屏 供 配 电 技 术 教 案 23 教学过程 课后总结 课后小结 二、组合式成套变电站 组合式成套变电所又称“箱式变电所”，其各个单元都由生产厂家成套供应，现场组合安装即成。 组合式成套变电所分户内式和户外式两大类。 户内式目前主要用于高层建筑和民用建筑群的供电。 户外式 则用于工矿企业、公共建筑和住宅小区供电。 组合式成套变电所的电气设备一般分三部分： 高压开关柜 变压器柜 低压配电柜。 本次课主要讲解了供配电系统的一次设备构，需要大家在理解的基础上掌握，举例周围的变电站设备。 供 配 电 技 术 教 案 24 教学目标 教材分析 课时安排 教学内容 教学目标 教材分析 课时 课型 教学方法 组织教学 教学过程 第三章 工厂供配电系统电气 主结线 理解企业变配电所的主结线方案； 掌握企业变配电所的 结构； 掌握企业线路的计算方法。 重 、难 点： 理解企业变配电所的主结线方案； 掌握企业变配电所的结构； 掌握企业线路的计算方法。 学时 本章首先讲述企业交配电所主的基本要求及一些典型的主结线方案，接着讲述企业交配电所的所址选择、总体布置及各部分要求，然后介绍企业变电所主变压器台数和容量选择的基本原则，接着讲述企业电力线路的基本结线方式和基本结构与敷设要求，讲述导线和电缆截面的选择计算方法，最后简介企业供陪电系统电气安装图的基本知识。 概述 掌握配电所的选址原则； 掌握配电所的结 构； 重点 ：配电所的选址原则及结构 ； 难点 ： 配电所的结构； 课时 新授课 讲授法 班级人数：应到： 实到： 一、变配电所所址选择的一般原则 (一 )企业变配电所所址的选择，应考虑以下原则 ： 1）尽量靠近负荷中心，以减少配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。 2）进出线方便，特别是采用架空进出线时要考虑这一点。 3）接近电源侧，对总变、配电所特别要考虑这一点。 供 配 电 技 术 教 案 25 4）设备运输方便。 尽量避开剧烈震动和高温场所。 5）不宜设在多尘和有腐蚀性气体的场所；当无法远里时，则应设在污染源的上风侧。 7）不应设在厕所、 浴室或其他经常积水厂所的正下方，且不宜与上述所相邻。 8）高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建。 9）不应妨碍企业或车间的发展，并适当考虑今后扩建的可能。 （二）对于大型企业一般设立一个总降压变电所，企业或车间的负荷中心，可用下面所讲的负荷指示图或负荷矩的计算方法近似地确定。 负荷指示图 负荷指示图是将电力负荷（计算负荷 Pc）按一定比例（例如以 1mm 面积代表若干KW） 用负荷的形式标示在企业或车间的平面图上。 各车间（建筑）的负荷圆的圆心与车间建筑的负荷 “ 负荷中心 ” 大致相符。 负荷圆的半 径 r，由车间（建筑）的计算负荷 230P K r得： 30Pr K  ， 式中， K 为负荷贺的比例（ KW/mm2）。 按负荷矩法确定负荷中心 （ 1）按负荷功率矩法确定负荷中心 设有负荷 P P2 和 P3（均表示有功计算负荷）。 他们在任选的直角坐标系中的坐标分别为 P1（ X1， Y1）， P2（ X2， Y2）， P（ X3， Y3）。 现假设总负荷 Ｐ =ΣＰ ｉ ＝ P1+P2+P3 的负荷中心位于 P（ X， Y）处。 因此仿《力学》求重心的力矩方程可得： XΣＰ =ΣＰ ｉ ＝ P1X1+P2X2+P3X3 yΣＰ =ΣＰ ｉ ＝ P1y1+P2+P3y3 写成一般式为： XΣＰ =（ΣＰ iXi） yΣＰ =（ΣＰ i yi） （ 2）按负荷电能矩法确定负荷中心 由于实际上各负荷的工作时间不同，因此负荷中心不可能是固定不变的。 负荷中心不只是与各负荷的功率有关，而且与各负荷的工作时间有关因此又提出了按负荷电供 配 电 技 术 教 案 26 能矩确定负荷中心的方法，其负荷中心的坐标下式计算 X=   iitPiii xtP =   iAiixA Y=   iitPiii ytP =   iAiiyA 二、变配电所的总体布置 （一）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（通常降为 ），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。