工厂供电复习大纲

电力系统的构成 电能质量的衡量标准

工厂供电（plant power supply）是指工厂用电设备所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

电网的额定电压（标称电压）等级，它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。 包括哪些电压数值

计算负荷通过负荷的统计计算求出，用以按发热条件条件选择供电系统中各元件的负荷值。

照明线路中，熔断器安装的要求 工业企业供电系统的组成包括 负荷持续率的概念

电力系统的中性点运行方式 中性点不接地的电力系统 中性点经消弧线圈接地的电力系统

中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统

(1). 中性线（N线） 其功能一是用来连接额定电压为系统相电压的单相用电设备，二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流，三是减小负荷中性点的电位偏移。

(2). 保护线（PE线） 它是为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有电气设备的外露可导电部分（指正常时不带电但故障情况下可能带电的易被人身接触的导电部分，如金属外壳、金属构架等）通过PE线接地，可在设备发生接地故障时减少触电危险。

(3). 保护中性线（PEN线） 它兼有N线和PE线的功能。这种PEN线，我国过去习惯称为“零线”。

TN-C系统 该系统中的N线与PE线合为一根PEN线，所有设备的外露可导电部分均接PEN线

TN-S系统 该系统中的N线与PE线完全分开，所有设备的外露可导电部分均接PE线

TN-C-S系统 该系统的前一部分全为TN-C系统，而后面则有一部分为TN-C系

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统，另有一部分为TN-S系统 TT系统

其电源中性点也直接接地。与上述TN系统不同的是，该系统的所有设备外露可导电部分均各自经PE线单独接地，如图1-21所示。由于各设备的PE线之间无电气联系，因此相互之间无电磁干扰。

有的35kV进线的工厂，只经一次降压，即35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器，将35kV直接降为低压用电设备所需的电压220/380V,如图1-4所示。这种供电方式，称为高压深入负荷中心的直配方式。

开关触头在分断电流时会产生电弧，要使电弧熄灭，必须使触头间电弧中的去游离率大于游离率 ，即其中离子消失的速率大于离子产生的速率。

描述负荷等级对于电源的不同要求？一级负荷，要求两个独立电源供电。二级负荷，由两回线路供电，当取得两回线路确有困难时，允许由一回专用架空线路供电。三级负荷，对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。 简单描述电缆线路相对于架空线路的优点？电缆线路与架空线路相比，具有成本高、投资大、维修不便等缺点，但是它具有运行可靠、不易受外界影响、不要架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃、易爆场所，不宜架设架空线路时，只有敷设电缆线路。

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电力负荷及其计算（考最简单的计算，需要系数法计求计算负荷，不考上课讲的很难的多种设备类型的，有单相，三相负载的） 描述二项式法适合何种情况下的计算负荷确定？

例2-1 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW 3台,4kW 8台,3kW 17台,1.5kW 10台。试求其计算负荷。 解：此机床组电动机的总容量为 Pe?7.5kW?3?4kW?8?3kW?17?1.5kW?10?120.5kW

查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得 （取0.2）, K d ? 0.16 ~ 0.2 , cos ? ? 0.5 tan ??1.73,因此可求得:

P ?0.2?120.5kW?24.1kW 有功计算负荷 30

Q30?24.1kW?1.73?41.7kvar 无功计算负荷 24.1kWS??48.2kVA 视在计算负荷 30 0.5

48.2kVA 计算电流 I30??73.2A3?0.38kV

例2-2 某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台, 4kW3台,2.2 kW7台), 通风机2台共3kW, 电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。

由于二项式法不仅考虑了用电设备组最大负荷时的平均负荷，而且考虑了其中少数容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响，因此二项式法更适于确定设备台数较少而容量差别较大的低压分支干线的计算负荷。

按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果稍大，特别是在设备台数较少的情况下。供电设计的经验说明，选择低压分支干线时，按需要系数法计算的结果往往偏小，以采用二项式法计算为宜。我国建筑行业标准JGJ/T 16-1992《民用建筑电气设计规范》也规定：“用电设备台数较少、各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法。”

例2-3 试用二项式法来确定例2-1所示机床组的计算负荷。

例2-4 试用二项式法确定例2-2所述机修车间380V线路的计算负荷。

例2-5 如图2-8所示220 /380V三相四线制线路上，接有220V单相电热干燥箱4台，其中2台10kW接于A相，1台30kW接于B相，1台20kW接于C相。此外接有380V单相对焊机4台，其中2台14kW（ε=100％）接于AB相间，1台20kW（ε=100％）接于BC间，1台30kW（ ε=60％）接于CA相间。试求此线路的计算负荷。

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所谓几何均距，是指三相线路各相导线之间距离的几何平均值。如图2-10 a 所示A、B、C三相线路，其线间几何均距为

aav?3a1a2a3（2-38）

图2-10 三相线路的线间距离

a）一般情况 b）等边三角形排列 c）水平等距排列

例2-6 某厂拟建一座降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW,无功计算负荷为800 kvar。为了使工厂变电所高压侧的功率因数不低于0.9，如果在低压侧装设并联电容器补偿时，需装设多少补偿容量？并问补偿前后工厂变电所所选主变压器容量有什么变化？

短路就是指不同电位的导体之间的低阻性短接。

例3-1 某供电系统如图3-4所示。已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型。试求工厂变电所高压10kV母线上点短路和低压380V母线上点短路的三相短路电流和短路容量。

开关触头在分断电流时之所以会产生电弧，根本的原因在于触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子。这样，当分断的触头之间存在足够大的外施电压的条件下，这些电子就有可能强烈电离而产生电弧。 要使电弧熄灭，必须使触头间电弧中的去游离率大于游离率，即其中离子消失的速率大于离子产生的速率。

例4-2 某车间变压器室装有一台630 kVA的油浸式变压器。已知该车间的平均日负荷率β=0.7，日最大负荷持续时间为8h22，夏季的平均日最大负荷为450kVA，当地年平均气温为?20??ST??0.92? ??630kVA?567kVA+22℃。试求该变压器的实际容量。100??

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电流互感器（current transformer,缩写为CT

电压互感器（voltage transformer或 potential transformer，缩写为 PT

工厂的高压线路有放射式、树干式和环形等基本接线方式。

电缆线路与架空线路相比，具有成本高、投资大、维修不便等缺点，但是它具有运行可靠、不易受外界影响、不要架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃、易爆场所，不宜架设架空线路时，只有敷设电缆线路。

表5-7 交流三相系统中裸导线的涂色（据GB2681-1981）

例5-1 有一条采用BV-500型铜芯塑料线明敷的220/380V的TN-S线路，计算电流为140A，当地最热月平均最高气温为+30℃。试按发热条件选择此线路的导线截面。

解：TN-S线路为含有N线和PE线的三相四线制线路，因此除选择相线外，还要选择N线和PE线。

(1).相线截面的选择

查附录表23-1得环境温度为30℃时明敷的BV-500型铜芯塑料线为35mm2的 ，满足发热条件，因此相线截面选 。

在电力系统中，过电压按其产生的原因，可分为内部过电压（internal over-voltage）和雷电过电压(lightning over-voltage)两大类。 雷电过电压有两种基本形式： (1). 直接雷击 (2). 间接雷击

接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。

接闪器均应经引下线与接地装置连接。引下线宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢，其尺寸要求与避雷带、网采用的相同。引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地；

埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体（earthing body）或接地极(earthing pole)。

例8-1 某厂一座高30m的水塔旁边，建有一水泵房（属第三类防雷建筑物），尺寸如图8-6

所示。水塔上安装有一支高2m的避雷针。试问此避雷针能否保护这一水泵房。

第三类防雷建筑物 滚球半径 /m 60

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解：查表8-1得滚球半径 hr= 60m，而 h= 30m+2m=32m，hx=6m。故由式（8-2）得避雷针在水泵房顶部高度上的水平保护半径为 rx?32?(2?60?32)m?6?(2?60?6)m?26.9m

而水泵房顶部这远一角距离避雷针的水平距离为

2r??12?6??52m?18.7m?rx

由此可见，水塔上的避雷针完全能够保护这一水泵房。

例8-2 某车间变电所的主变压器容量为500kVA,电压为10/0.4kV，Yyn0联结。试确定此变电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢的尺寸。已知装设地点的土质为砂质粘土，10kV侧有电气联系的架空线路长150km，电缆线路长10km。 解：(1). 确定接地电阻

查附录表26知，确定此变电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件：

RE?120VIE（1） （2）

RE?4?式（1）中的I E 由式（1-6）计算为

10?(150?35?10)

IE?IC?A?14.3A 350故式（1）

120V

RE??8.4? 14.3A

比较式（2）与式（3）可知，此变电所公共接地装置的接地电阻值应为 R E ? 4 ?

等电位联结的主母线截面，规定不应小于装置中最大PE线或PEN线的一半，但采用铜线时截面不应小于6mm2，采用铝线时截面不应小于16mm2。

连接装置外露可导电部分与装置外可导电部分的局部等电位联结线，其截面也不应小于相应PE线或PEN线的一半。而连接两个外露可导电部分的局部等电位联结线，其截面不应小于接至该两个外露可导电部分的较小PE线的截面。

现在有些管道系统以塑料管取代金属管，塑料管道系统要不要做等电位联结？

做等电位联结的目的在于使人体可同时触及的导电部分的电位相等或相近，以防人身触电。而塑料管是不导电物质，不可能传导电流或呈现电位，因此不需对塑料管道做等电位联结。但是对金属管道系统内的小段塑料管需做跨接。

安全电流（safety current），是人体触电后的最大摆脱电流。安全电流值，各国规定并不完

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全一致。我国一般取30mA（50Hz交流）为安全电流，但是触电时间按不超过1s计，因此这一安全电流也称为30mA·s。

照明（lighting）按其光源方式分，有自然照明（自然采光）和人工照明两大类。 电光源按其发光原理分，有热辐射光源和气体放电光源两大类。

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