供配电技术教案

hhhhhh供配电技术教案hhhhhh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一章供配电技术基础知识1、掌握电能的特点以及对供配电的基本要求；2、了解发电厂、电力系统、电力网等方面的基本知识；3、掌握供配电系统的电压以及供配电电压的选择、调整措施；4、理解电力系统中性点的运行方式及特点。重点：1、电能的特点以及对供配电的基本要求；2、供配电系统的电压以及供配电电压的选择、电压的调整措施。难点：1、发电厂、电力系统、电力网等方面的基本知识2、电力系统中性点的运行方式及特点。学时本章概述供电技术有关的一些知识，为学习后续章节奠定良好的基础。本章主要简介供电工作的意义、要求及课程任务，讲述供配电系统及发电厂、电力系统基本知识、供电质量、企业供配电电压的选择和要求，讲述用电的申请及用户受电工程的建设要求。1.1-1.2电能及电力系统1、掌握电能的特点以及对供配电的基本要求；2、了解发电厂、电力系统、电力网等方面的基本知识；重点：电能的特点以及对供配电的基本要求；难点：发电厂、电力系统、电力网等方面的基本知识；课时新授课讲授法清点人数：应到：实到：一、电能的特点及对供配电的要求1、国内外供配电技术的发展及电能的特点（1）易于能量转换；（2）易于远距离传输；（3）易于调整和控制；（4）电能耗费低2、对供配电的基本要求供配电技术是研究电力的供应和分配问题。电力是现代工业生产的主要能源和动力，做好供配电工作，是保证企业生产的正常进行和实现工业现代化的重要基础措施。hhhhhh供配电工作要为工业生产和国民经济服务，搞好安全用电、节约用电、计划用电（合称“三电”）工作，为满足供配电工作，必须达到以下要求：（1）安全（2）可靠（3）优质（4）经济二、电力系统的组成（二次能源）（一）电力的生产和输送过程（发电厂、升压变电站、高压输电网、区域变电站、高压配电网和电能用户）从发电厂到用户的送电过程（二）电力系统、电力网及动力系统的概念通过各级电压的电力线路，将发电厂、变电所和电力用户连接起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为“电力系统”。发电厂与电力用户之间的输电、变电和配电的整体，包括所有变电所、各级电压线路，称为“电力网”或“电网”。输电网，配电网110KV。电力系统加上发电厂的动力部分及热能系统和热能用户，称为“动力系统”。（三）电力系统的结构电网：地方电力网<35kv、区域电力网:110-220kv,超高压输电网-330kv。变电站：升压变电站和降压变电站。电力系统额定电压：<100v，蓄电池和安全照明。100V<u<1000V,工业和民用电器设备。1000V以上，高压电气设备。（四）电力生产的特点（1）有机的整体。（2）动态平衡的相对稳定。（3）随机变化，实时调整。三、发电厂和变电站类型电能属于二次能源，一次能源包括煤炭、石油、天然气等。（一）发电厂按其利用的能源不同，分为水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂以及风力、地热、太阳能和潮汐能发电厂等类型。hhhhhh课堂小结布置作业课后小结1、水力发电厂水电站的发电容量与水电站所在地点上下游的水位差（通称“水头”或“落差”）和流过水轮机的水流量的乘积成正比，因此建造水电站，必须用人工的办法来提高水位，通常水力发电厂有“坝后式水电站”、“引水式水电站”和“混合式水电站”。2、火力发电站“火电厂”利用燃料（煤、天然气、石油等）的化学能来生产电能。我国的火电厂以燃煤为主。为了提高燃煤效率，现代火电厂都把煤块粉碎成煤粉，用鼓风机吹入锅炉的炉膛内充分燃烧，将锅炉内的水烧成高温高压的蒸汽，推动气轮机转动，带动与它联轴的发电机旋转发电。凝气式电厂和热电厂（电能、蒸汽和热水）。3、核能发电厂核能发电厂又称“原子能发电厂”简称“核电站”，它是利用原子核的裂变能来生产电能的工厂，其生产过程与火电厂基本相同，只是以核反应堆代替了燃煤锅炉。（二）变电站类型枢纽变电站（330-500KV）、地区重要变电站(220-330KV)和一般变电站110KV。本次课讲述了电能的特点以及对供配电的基本要求以及发电厂、电力系统、电力网等方面的基本知识；思考与习题1、2、3本章是对电能的基本了解，了解发电厂、电力系统、电力网等。理解电力系统中性点运行方式，掌握电能特点及其供配电要求，本章是概念论述，重在理论联系实际，举例说明，带领学生现场参观实习教学效果更好。hhhhhh教学目标教材分析课时课型教学方法组织教学教学过程1.3电力系统的中性点运行方式1、理解电力系统中性点的运行方式及特点。重点：电力系统中性点的运行方式及特点。课时新授课讲授法清点人数：应到：实到：我国电力系统中电源的中性点有三种运行方式：一种是中性点不接地；一种是中性点经阻抗接地；另一种是中性点直接接地。前两种系统又称为“小接地电流的电力系统”，后一种系统称为“大接地电流的电力系统”。1、中性点直接接地的电力系统中性点直接接地的电力系统发生单相接地时即形成单相接地短路。单相短路电流比线路正常负荷电流大得多，对系统危害很大。因此这种系统中装设的短路保护装置动作，切断线路，切除接地故障部分，使系统的其他部分恢复正常运行。110KV及以上的电力系统通常都采取中性点直接接地的运行方式。在低压配电系统中，三相四线制的TN系统和TT系统也都采取中性点直接接地方式。2、中性点不接地的电力系统中性点不接地的电力系统中三相交流的相序代号统一采用A、B、C。系统正常运行时，三个相的相电压hhhhhh课堂小结课后小结、、是对称的，三个相的对地电容电流也是对称的。这时三个相的对地电容电流的相量和为零因此没有电流在地中流过。各相对地电压均为相电压。当系统发生单相接地故障时，假设C相接地，这时C相对地电压为零，而A相对地电压，B相对地电压，由此可见，C相接地时，完好的A、B两相对地电压均由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的倍。3、中性点经消弧线圈接地的电力系统单相接地电容电流IC大于一定值时电力系统中性点就应改为经消弧线圈接地的运行方式。hhhhhh教学目标教材分析课时课型教学方法组织教学教学过程1.4电力系统的供电质量及改进措施1、掌握供配电系统的电压以及供配间电压的选择、电压的调整措施；2、理解电力系统中性点的运行方式及特点。重点：供配电系统的电压以及供配间电压的选择、电压的调整措施；难点：电力系统中性点的运行方式及特点。课时新授课讲授法清点人数：应到：实到：用户对供电质量的基本要求1、安全性2、可靠性3、优质性4、经济性指标（一）、供电质量概述供电质量包括电能质量和供电可靠性两方面。电能质量是指电压、频率和波形的质量。电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动和闪变、高次谐波（电压波形畸变）及三相电压不平衡度等。供电可靠性可用供电企业对用户全年供电小时数与全年总小时数（8760h）的百分比来衡量，也可用全年的停电次数及停电持续时间来衡量。《供电营业规则》规定：供电企业应不断改善供电可靠性，减少设备检修和电力系统事故对用户的停电次数及每次停电持续时间。供电设备计划检修时，对35KV及以上电压供电的用户的停电次数，每年不应超过1次；对10KV供电的用户，每年不应超过3次。（二）、供电频率、频率偏差及其改善措施1、供电频率及其允许偏差（f是发电厂调节发电机的转速，供配电系统中，f不可调节）hhhhhh《供电营业规则》规定：供电企业供电的额定频率为交流50HZ。在电力系统正常状况下，供电频率的允许偏差为：电网装机容量在300万千瓦及以上的，为+0.2HZ；电网装机容量在300万千瓦以下的，为+0.5HZ。在电力系统非正常状况下，供电频率的允许偏差不应超过+1.0HZ。（三）、供电电压、电压偏差及其调整措施1、供电电网和电力设备的额定电压1）电网额定电压电网（线路）的额定电压（标称电压）等级是国家根据国民经济的发展需要和电力工业的发展水平，经全面技术经济分析后确定的，它是确定其他电力设备额定电压的基本依据。2）用电设备额定电压由于用电设备运行时要在线路中产生电压损耗，因而造成线路上各点的电压略有不同，如下图的虚线所示。3）发电机额定电压由于电力线路一般允许的电压偏差为+5%，即整个线路允许有10%的电压损耗，因此为维持线路首端电压与末端电压的平均值在额定值，处于线路首端的发电机额定电压应高于电网额定电压5%，如下图所示。2、电压偏差及其允许值1）电压偏差的定义：2）电压偏差允许值GB50052—1995《供配电系统设计规范》规定：正常运行情况下，用电设备端子处的电压偏差允许值（以UN的百分值表示）符合下列要求：（1）电动机：规定为+5%（2）照明：在一般工作场所为+5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所难以满足上述要求时，可为+5%、-10%；应急照明、道路照明和警卫照明等为+5%、-10%。3提高电能质量的措施hhhhhh电力设备也只有在额定电压下运行才能获得最佳的经济效果。（1）采用无功功率补偿装置（2）降低系统阻抗：在技术经济合理时，减少系统的变压级数，增大线路导线截面，或以电缆取代架空线，都能有效的降低系统阻抗，减少电压降，从而缩小电压偏差的范围。（3）正确选择变压器的电压分接头或采用有载调压变压器。（4）尽量使三相负荷平衡（5）调整同步电机的励磁电流，超前或滞后运行，产生超前或滞后的无功功率，改善系统的功率因数和调整电压偏差。（6）采用电抗值最小的高低压配电线路方案。工矿企业抑制电压波动措施：（1）负荷大的设备，专用线路或变压器单独供电。（2）较少系统阻抗。（3）变配电站配电线路出口加装限流电抗器，限制故障时的短路电流。（4）大型感应电动机进行补偿。（5）低压供配电系统中采用电力稳压器稳压。1.5工厂供配电系统的构成工厂供配电系统：进入企业到分配到所有用电设备终端的整个电路。包括：工厂总降压变电站、高压配电线路、车间变配电站、低压配电线路及用电设备。一、工厂供配电系统的负荷及对供电电源的要求

电力负荷，既可指用电设备或用电单位（用户），也可指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流。（一）电力负荷的分级

1.一级负荷

2.二级负荷

3.三级负荷（二）各级电力负荷对供电电源的要求1.一级负荷对供电电源的要求一级负荷属重要负荷，应有两个独立电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。hhhhhh一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统中。可作为应急电源的电源有：

①独立于正常电源的发电机组；

②供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；③蓄电池；

④干电池。2.二级负荷对供电电源的要求二级负荷也属重要负荷但其重要程度次于一级负荷。二级负荷宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%二级负荷。3.三级负荷对供电电源的要求三级负荷属不重要负荷，对供电电源无特殊要求。二、工厂供配电系统设备组成。组成：电力变压器、配电装置、保护装置、操作机构、测量仪表及附属设备。电力变压器：配电装置作用：接受和分配电能，配电装置包括：母线、开关、断路器、操作机构、测量装置和仪用互感器。三、电力负荷的类别电力负荷按用途分，有照明负荷和动力负荷，前者为单相负荷，在三相系统中很难三相平衡；后者一般可视为三相平衡负荷。按行业分，有工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷等。四、工厂供配电系统布置系统设备：开关设备、互感器、避雷器、熔断器、；连接母线。户内式变配电站：高压配电室、变压器室、低压配电室。高压电容器室和值班室。hhhhhh课堂小结课后小结教学目标教材分析课时课型教学方法组织教学教学过程户外配电装置：供配电装置和各设备间距离的要求第二章供配电系统一次设备1、理解企业供配电系统高低压一次设备；2、理解低压配电屏和组合式成套变电站；3、掌握电力变压器的结构。重、难点：1、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：本章首先讲述企业交配电所主的基本要求及一些典型的高低压设备方案，接着讲述企业变压器的结构和特点，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，最后简介企低压配电屏和组合式变电站。2.1电力变压器一、电力变压器（一）概述电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其功能是将电力系统中的电力电压升高或降低，以利于电力的合理输送、分配和使用。hhhhhh1、电力变压器的类型电力变压器按功用分，有升压变压器和降压变压器两大类。工厂变电所都采用降压变电器。电力变压器按相数分，有单相和三相两大类，用户变电所通常都采用三相变压器。电力变压器按调压方式分为无载调压和有载调压两大类，用户变电所大多采用无载调压变压器。电力变压器按绕组导体材质分为铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类。电力变压器按绕组型式分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器，用户变电所大多采用双绕组变压器。电力变压器按绕组绝缘和冷却方式分为油浸式、干式和充气式（SF6）等变压器.其中油浸式变压器,又分为油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。用户变电所大多采用油浸自冷式变压器。电力变压器按结构性能分为普通变压器、全密封变压器和防雷变压器等。用户变电所大多采用普通变压器。2、电力变压器的联结组别我国过去差不多全采用Y，yn0联结的配电变压器，但近年来D,yn11联结的配电变压器已得到推广应用。电力变压器的每一个电压侧有三个绕组，高压侧绕组用A-X,B-Y,C-Z作为线段标记，低压侧绕组用a-x,b-y,c-z作为线段标记。变压器的高低压侧三项绕组，有星形和三角形连接方式。例如，高压和低压侧都接成星形，是Y,Y(Y/Y)联接，若高压侧三角形，低压侧星星，则为D,Y().（1）Y,yn0联结和D,yn11联结的两种配电变压器配电变压器采用D,yn11联结较之采用Y,yn0联结有下列优点：1）对D,yn11联结变压器来说，其3n次（n为正整数）谐波励磁电流在其三角形联结的一次绕组不致注入高压公用电网中去。更有利于抑制高次谐波电流。2）D,yn11连接变压器的零序阻抗较之Y,yn0连接变压器的零序阻抗小得多，因此D,yn11联结变压器二次侧的单相接地短路电流较之Y,yn0联结变压器二次侧的单相接地短路电流大得多，从而更有利于低压侧单相接地故障的保护和切除3）当接地单相不平衡负载时，由于Y，yn0联结变压器要求中性线（N线）电流不超过二次侧绕组额定电流的hhhhhh25%，因而严重限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分发挥。为此，GB500252—1995<供配电系统设计规范〉规定，低压为TN及TT系统接地形式的低压电网中，宜选用D，yn11联结变压器。D，yn11联结变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上，其承受单相不平衡负载能力远比Y，yn0联结变压器大二、企业或车间变电所主变压器台数的选择（一）主变压器台数的选择应遵循下列原则：1)、应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便其中一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相联的联络线作为备用电源。2）、对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器，以便高峰负荷期间两台运行，而低谷负荷期间切除一台，以减少变压器损耗。3）、除上述情况外，一般三级负荷变电所可采用一台变压器。但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或以上变压器。4）、在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。（二）企业或车间变电所主变压器容量的选择1、只装一台主变压器的变电所主变压器的额定容量SN.T应同时满足全部用电设备总的计算负荷S30的需要，即SN.T≥S302、装有两台主变压器的变电所每台主变压器的额定容量SN.T应同时满足以下两个条件：1）任一台变压器单独运行时，应能满足不小于总计算负荷60％的需要，即SN.T≥0.6S302）任一台变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷S30（Ⅰ+Ⅱ）的需要，即SN.T≥S30（Ⅰ+Ⅱ）（三）单台主变压（低压为0.4KV）的容量上限：低压为0.4KV单台主变压器容量，一般不宜大于1250KV·A。在确定变电所主变压器的容量时，应适当考虑负荷的发展。主变压器台数和容量的最后确定，应结合变电所主结线方案的选择，经两三个方案的技术经济比较，择优而定。hhhhhh三、变压器容量和过负荷能力1．变压器的容量电力变压器的额定容量，是指它在20ºC温度条件下，室外安装时，在规定的使用年限内（一般规定为20年）连续输出的最大视在功率。一般规定，如果变压器安装地点的年平均气温θ0.av≠20ºC，则年平均气温每升高1ºC，变压器的容量应相应减小1％。因此变压器的实际容量（出力）应计入一个温度校正系数Kθ。（1）对室外变压器其实际容量为：

式中SN.T为变压器的额定容量。（2）对室内变压器，由于散热条件较差，变压器进风口和出风口间大概有15ºC温差，因此处在室中间的变压器环境温度比户外温度大约高8ºC，因此其容量要减小8％。

2．变压器正常过负荷对于油浸式变压器，其允许过负荷包括以下两部分：（1）

由于昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷（2）

由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷

干式变压器一般不考虑正常过负荷。3．变压器的事故过负荷一般来讲，变压器在运行时最好不要过负荷，但是在事故情况下可以允许短时间较大幅度地过负荷运行，但运行时间不得超过表规定的时间。hhhhhh课后作业课堂小结课后小结教学目标教材分析课时课型教学方法组织教学教学过程（三）电力变压器的并列运行条件两台或多台变压器并列运行时，必须满足以下三个基本条件：（1）所有并列变压器的额定一次电压和二次电压必须对应相等（2）所有并列变压器的阻抗电压必须相等（3）所有并列变压器的联结组别必须相同此外，并列运行的变压器容量应尽量相同或相近，其最大容量与最小容量之比，一般不宜超过3∶1。高低压一次设备1、理解企业供配电系统高低压一次设备；2、掌握常用的一次设备。重、难点：1、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：本章首先讲述企业交配电所主的基本要求及一些典型的高低压设备方案，接着讲述企业变压器的结构和特点，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，最后简介企低压配电屏和组合式变电站。一高压熔断器文字符号：FUhhhhhh图形符号：对电路及其设备进行短路和过负荷保护。1.RN系列高压熔断器RN系列高压熔断器主要用于3～35kV电力系统短路保护和过载保护，其中RN1型用于电力变压器和电力线路短路保护，RN2型用于电压互感器的短路保护。2.RW系列高压跌落式熔断器RW系列户外高压跌落式熔断器主要作为配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护。2．低压熔断器低压熔断器低压熔断器主要是用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护。二、高低压开关设备1、高压隔离开关文字符号：QS图形符号：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，可以通断一定的小电流。2、低压隔离开关3、高压负荷开关文字符号：QL图形符号：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。hhhhhh4、低压负荷开关5、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。6、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。hhhhhh（3）互感器与系统的联接1.电压互感器电压互感器简称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，N1、N2为一次绕组和二次绕组的匝数。变压比Ku通常表示成如10/0.1kV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：hhhhhh

①采用一个单相电压互感器的接线（图4-19a）。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V-V形接线（图4-19b）。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4-19c）。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Y0/Y0/

形(图4-19d)。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100hhhhhhV，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，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。hhhhhh

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，N1、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4-15a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4-15b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4-15c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（4）电流互感器的配置原则：hhhhhh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2.3低压配电屏和组合式成套变电站1、低压配电屏和组合式成套变电站重、难点：1、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。hhhhhh教学过程课后总结课后小结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：1、高压开关柜2、变压器柜3、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。hhhhhh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1、理解企业变配电所的主结线方案；2、掌握企业变配电所的结构；3、掌握企业线路的计算方法。重、难点：1、理解企业变配电所的主结线方案；2、掌握企业变配电所的结构；3、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。3.1概述1、掌握配电所的选址原则；2、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。hhhhhh4）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。1、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）的计算负荷得：，式中，K为负荷贺的比例（KW/mm2）。2、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P1、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=ΣＰｉ＝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=ΣＰｉ＝P1X1+P2X2+P3X3yΣＰ=ΣＰｉ＝P1y1+P2+P3y3写成一般式为：XΣＰ=（ΣＰiXi）yΣＰ=（ΣＰiyi）（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能矩确定负荷中心的方法，其负荷中心的坐标下式计算hhhhhhX==Y==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0.4kV），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。两者所不同的是，变电所中有配电变压器，而配电所中没有配电变压器。小型企业（用电量《1000KV.A）一般只将6-10KV电压降为220/380V。（二）车间变电多根据变压器安装地点分为以下形式：（1）附设式变电所（2）露天变电所（3）独立式变电所（4）杆上变电站（5）地下变电所（三）车间变电所主要有以下两种类型的变电所。1.车间附设变电所附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁，而其变压器室的大门朝外开。车间附设变电所又分内附式和外附式。内附式变电所要占用一定的车间面积，但其在车间内部，故对车间外观没有影响。外附式变电所在车间的外部，不占用车间面积，便于车间设备的布置,而且安全性也比内附设变电所要高一些。2．车间内变电所变压器室位于车间内的单独房间内，虽然这种车间内变电所占用了车间内的面积，但它处于负荷的中心，因而可以减少线路上的电能损变压器室位于车间内的单独房间内，虽然这种车间内变电所占用了车间内的面积，但它处于负荷的中心，因而可以减少线路上的电能损耗和有色金属消耗量。由于设在车间内其安全性要差一些，故适用于负荷较大的多跨厂房内，在大型冶金企业中比较多见。hhhhhh3．独立变电所独立变电所是相对于车间附设变电所而言的，是指整个变电所设在与车间建筑物有一定距离的单独区域内，通常是户内式变电所，周围几个车间供电，或向全厂供电,设置独立变电所的原因（1）相邻几个车间负荷大，将变电所建到某一车间不适宜；（2）由于车间环境的限制，如制药车间、化工车间之间由于管道较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境限制，必须建立独立变电所；（3）中小型企业负荷不太大，建立一个全厂独立变电所，向全厂各车间供电。4．杆上变电所变电器安装在室外电杆上，适用于315KVA及以下变压器，常用于用电负荷小的用电单位。5．建筑物及高层建筑物变电所容量较大，负荷集中的民用建筑，经常采用在建筑物内设变电所的变电形式，变压器一律采用干式变压器，高压开关一般采用真空断路器。6．箱式变电站箱体一般由底座，围板，隔板，门，顶盖组成，箱体内通常分高压室，低压室，变压器室，常用于居民区用电。（四）变配电所主接线设计的基本原则1．变配电所电气主接线：按照电源情况、负荷性质、用电容量确定。2．负荷等级3．企业35KV，110KV，10KV主接线的特点.根据负荷等级，电源进线为1至2回路，重要企业自备热力发电厂。变压器台数一般不超过2台。6，10KV侧母线采用单母线或单母线分段制，一般不用双母线。hhhhhh课后作业课后小结教学目标教材分析课时课型教学方法组织教学教学过程35KV配电装置中，出线有两回时，一般采用桥型接线，当超过两回时，采用单母线分段接线。3.2企业常用电气主接线方式及特点1、掌握常用电气主接线；重点：常用电气主接线；难点：常用电气主接线；课时新授课讲授法班级人数：应到：实到：企业变配电所主接线通常采用母线制。母线是变电所的变压器或配电所的电源进线到各条线路之间的电气主干线。常用母线制三种：单母线制、单母线分段制和双母线制。一.高压配电所的主接线：企业符合容量较大>1000KV.A设置高压配电所。1.单母线接线制。优点：接线简单、清晰。使用的电气设备少，投资少。缺点：电源、母线或连接于母线上的任何一个隔离开关发生故障，影响全部符合供电。hhhhhh2.单母线分段制。缺点：某分段上的母线、母线分段开关故障，电源通过一路供电，供电效率低。提高供电质量，才去母线多分段或重要用户接在两段母线上，双回路供电。3.双母线接线。二、车间及小型企业变电所的主电路图从车间变电所高压侧的主结线来看，分两种情况（1）有企业总降变压电或高压配电所的车间变压所。其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等，一般都安装在高压配电线路的首端，即在总变、配电所的高压配电室内，而车间变压所一般只设变压器室和低压配电室，其高压侧大多不装开关，或只装简单的隔离开关、熔断器（室外为跌开室熔断器）、避雷器等，凡是高压架空进线，无论变压器装在户内还是户外，均需装设避雷器来防止雷电波沿架空线侵入变压所击毁电力变压器及其他设备的绝缘。而高压电缆进线时，避雷器是装在电缆的首端的，而且避雷器的接地端连同电缆的金属外皮一起接地。这是变压器高压侧可不再装设避雷器。但是，如果变压器高压侧为架空线加一段引入电缆的进线方式时，进线WL1，变压器高压侧仍应装设避雷器。下面介绍小型变电所几种常见的主结线方案。（一）只有一台变压器的小型变电所主电路图只有一台变压器的小型变电所，其高压侧一般采用无母线的接线，根据高压侧采用的开关不同，有以下三种类型方案：1、高压采用隔离开关-熔断器或跌开式熔断器的变电所主电路图只适于不重要的三级负荷供电。hhhhhh高压采用隔离开关-熔断器的变电所主电路图2、高压侧采用负荷开关-熔断器的变电所主要电路图也只适于对三级负荷供电。高压侧采用负荷开关-熔断器的变电所主要电路图3、高压侧采用隔离开关断路器的变电所主电路图可供二级负荷及少量一级负荷。（二）装有两台主变压器的小型变电所主电路图1、高压无母线、低压单母线分段的变电所主电路图这种主接线可供一、二级负荷。hhhhhh2、高压采用单母线、低压单母线分段的变电所主电路图，可供二、三负荷；而有联络线时，则可供一、二级负荷。高压采用单母线、低压单母线分段的变电所主电路图3、高低压侧均为单母线分段的变电所主电路图（见图5-6）可供一、二级负荷。高低压侧均为单母线分段的变电所主电路图三、企业总降压变电所的主电路图hhhhhh（一）只装有一台主变压器的总降压变电所主电路图通常采用一次侧无母线、二次侧单母线的主结线，如图3-10所示。只适于三级负荷的工厂。（二）装有两台主变压器的总降压变电所主电路图1、一次侧采用内桥式结线、这种主结线的运行灵活性交好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的企业。这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机率较多、并且变电所的主变压所不需要经常切换的总降压变压所。2、一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性也较高，也适于一、二级负荷的工厂。这种外桥式结线适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适于经济运行需经常切换主变压器的总降压变电所装有一台主变压器的总降压变电所主电路图hhhhhh课后作业课堂总结课后小结教学目标教材分析采用外桥式结线的总降压变电所主电路图3、一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图这种主结线兼有上述两种桥式接线的运行灵活性的优点，但使用高压开关设备较多，投资较大。可供一、二级负荷，适于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。4、一、二侧均采用双母线的总降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也相应大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线结线在企业变电所中很少应用，主要用于电力系统的枢纽变电站。3.3供配电线路母线、导线和电缆的选择掌握常用线路导线的选择；线路的热稳定与动稳定校验重点：供配电线路导线的选择；难点：供配电线路导线的选择；课时hhhhhh课时课型教学方法组织教学教学过程新授课讲授法班级人数：应到：实到：一、导线和电缆型式的选择高压架空线路，一般采用铝绞线。当档距较大、电杆较高时，宜采用钢芯铝绞线。沿海地区及有腐蚀性介质的场所，宜采用铜绞线或防腐铝绞线。低压架空线路，也一般采用铝绞线。高压电缆线路，在一般环境和场所，可采用铝芯电缆；但在有特殊要求的场所，例如在振动剧烈、有爆炸危险、高温及对铝有腐蚀的场所，应采用铜芯电缆。埋地敷设的电缆，应采用有外护层的铠装电缆；但在无机械操作可能的场所，可采用塑料护套电缆或带外护层的铅包电缆。在可能发生位移的土壤中埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆。敷设在电缆沟、桥架或穿管（排管）的电缆，一般采用裸铠装电缆或塑料护套电缆。交联电缆宜优先采用。低压电缆线路，一般也采用铝芯电缆，但特别重要的或有特殊要求的线路，可采用铜芯绝缘线。二、导线和电缆截面选择的条件为了保证供配电线路安全、可靠、优质、经济地运行，供配电线路的导线和电缆截面的选择必须满足下列条件：发热条件导线和电缆（包括母线）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。电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗。经济电流密度35KV及以上高压线路及电压35KV以下但距离长、电流大的线路，其导线和电缆截面按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。企业内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。机械强度导线（包括裸导线和绝缘导线）截面应不小于其最小允许截面。架空裸导线的最小允许截面见附录表21，绝缘导线线芯的最小允许截面见附录表22。对于电缆，由于它有内外护套，机械强度一般满足要求，不需校验。但需校验短路热稳定度。母线也应校验短路稳定度。关于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。hhhhhh三、按发热条件选择导线和电缆的截面（一）三相系统相线截面的选择按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量不小于通过相线的计算电流，即Ia1≥I30如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采用的环境温度不同时，则导线的允许载流量应乘以温度校正系数：对电容器的引入线，由于电容器充电时有较大的涌流，因此其计算电流应取为电容器额定电流的1.35倍。必须注意，按发热条件选择导线和电缆截面时，还必须按式（4-61）或式（4-74）来校验导线和电缆截面与其保护装置（熔断器或低压断路器保护）是否配合得当。（二）中性线、保护线和保护中性线截面的选择1.中性线（N线）截面的选择三相四线制线路中的N线，要通过不平衡电流或零序电流，因此N线的允许载流量不应小于三相系统中的最大不平衡电流，同时应考虑谐波电流的影响。一般三相四线制的中性线截面，应不小于相线截面Aφ的50％，即A0≥0.5Aφ由三相四线制线路分支的两相三线线路和单相线路，由于其中性线电流与相线电流相等，因此其中性线截面A0应与相线截面Aφ相同，即A0=0.5Aφ三次谐波电流相当突出的三相四线制线路，由于各相的三次谐波电流都要通过中性线，使得中性线电流可能接近甚至超过相电流，因此这种情况下，中性线截面A0宜等于或大于相线截面Aφ，即A0≥0.5Aφ2.保护线（PE线）截面的选择PE线要考虑三相线路发生单相短路故障时的单相短路热稳定度。hhhhhh根据短路热稳定度的要求，PE线的截面APE，按GB50054—1995《低压配电设计规范》规定：1）当Aφ≤16mm2时APE≥Aφ2)当16mm2<Aφ≤35mm2时APE≥16mm23)当Aφ>35mm2时APE≥0.5Aφ3.保护中性线(PEN线)截面的选择PEN线兼有PE线和N线的双重功能，因此其截面选择应同时满足上述PE线和N线的要求，取其中的最大值。(1)相线截面的选择环境温度对室内应为30℃+5℃=35℃。查附录表17-1，35℃时明敷的BLV-500型铝芯塑料线截面为10mm2时的Ial=51A>I30=50A，满足发热条件，因此相线截面选Aφ(2)N线截面的选择按A0≥0.5Aφ选A0=6mm2(3)PE线截面的选择由于Aφ<16mm2，故选APE=Aφ=10mm2所选线路的导线型号规格可表示为BLV－500－(3×10+1×6+PE10)四、按经济电流密度选择导线和电缆的截面导线（或电缆，下同）的截面越大，电能损耗就越小，但是线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量却要增加。因此从经济方面考虑，导线应选择一个比较合理的截面，既使电能损耗小，又不致过分增加线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量。我国现行经济电流密度规定如表5-7所示：按经济电流密度jec计算经济截面Aec的公式为：五、线路电压损耗的计算由于线路存在阻抗，所以线路通过电流时就是产生电压损耗。按规定，高压配电线路的电压损耗，一般不超过线路额定电压的5％；从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损耗，一般不超过用电设备额定电压的5％；对视觉要求较高的照明线路，则为2％～3％。如线路的电压损耗值超过了允许值则应适当加大导线截面。hhhhhh（一）集中负荷的三相线路电压损耗的计算如果用负荷功率p、q来计算，则利用代入式（5-18），即可得电压损耗计算公式：如果用线段功率P、Q来计算，则利用代入式（5-19），即可得电压损耗计算公式：对于“无感”线路，即线路感抗可略去不计或负荷的线路，则电压损耗计算公式为：对于“均一无感”线路，即全线的导线型号规格一致且可不计感抗或负荷的线路，则电压损耗计算公式变为：线路电压损耗的百分值为“均一无感”的三相线路电压损耗百分值为：式中，C为计算系数。对于均一无感的单相交流线路和直流线路，由于其负荷电流（或功率）要通过来回两根导线，所以其总的电压损耗应为一根导线上电压损耗的2倍，而三相线路的电压损耗实际上只是一相（一根）导线上的电压损耗，所以这种单相和直流线路的电压损耗百分值为：hhhhhh布置作业课堂小结对于均一无感的两相三线线路，由其相量图可知，这里P为线路负荷，假定它平均分配于A-N和B-N之间。该线路的电压降应为相线与中性线电压降的相量和；而该线路总的电压损耗，则可认为是总的电压降在以相线电压降为参考轴上的投影，即：可得均一无感线路按允许电压损耗选择导线截面的公式：画出变配电所得主接线图，标注各个开关名称。变配电所主接线方案图，应按电源情况、负荷性质、用电容量和运行方式确定。主要讲了变配电所得设立原则、高压配电所、车间及小型变电所的主接线方式，要求大家能熟练掌握，学生理解不好，抽象，距离生活中的高压线路。hhhhhhhhhhhh教学目标教材分析教学内容教学目标课时课型组织教学教学过程第四章供配电二次回路和继电保护1、掌握断路器控制回路、信号回路的基本要求及工作原理；2、熟悉中央信号回路的作用及工作原理；3、掌握供配电系统电气测量仪表的要求，并掌握电路有功、无功功率的测量方法，了解绝缘监视的目的及方法；4、掌握二次图纸的绘制及初步识读；5、掌握备用电源自投装置的作用、组成和基本要求，掌握线路重合闸装置的作用、组成和基本要求。重点：1、断路器控制回路、信号回路的基本要求及工作原理；2、电路有功、无功功率的测量方法，了解绝缘监视的目的及方法；3、备用电源自投装置和线路重合闸装置的作用、组成和基本要求。难点：1、中央信号回路的作用及工作原理；2、二次图纸的绘制及初步识读。首先介绍二次回路的基本概念及其操作电源然后讲述高压断路器的控制和信号回路、电测量仪表和绝缘监视装置，接着介绍供配电系统的自动装置，最后讲述二次回路饿接线和接线图知识。4.1供配电系统的二次回路掌握二次回路的类型，了解二次回路接线图的类型及其特点新授课清点人数：应到：实到：一、二次回路1．一次回路：供配电系统中承担输送和分配电能任务的电路，称一次回路，也称为主电路或主接(结)线。一次电路中所有的电气设备称为一次设备，如变压器、断路器、互感器等。一次设备按功能分类⑴变换设备根据电力系统的要求，改变电压和电流大小的设备，如变压器，电压互感器，电流互感器。hhhhhh⑵控制设备控制一次电路通断的设备，如高低压断路器，开关等⑶保护设备对电力系统过电压过电流保护的设备，如熔断器，避雷器⑷补偿设备用来补偿无功功率提高功率因数的设备如并联电容器⑸成套设备（装置）为节省空间，把一次设备及二次设备组合在一起的设备。2．二次回路：凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，叫二次回路，也叫二次接（结）线。二次回路中所有电气设备都称为二次设备或二次元件，如仪表、继电器、操作电源等。一次回路和二次回路联系通过电流互感器电压互感器完成。3、二次回路接线图的绘制接线端子板分为普通端子、连接端子、实验端子和终端端子等形式。如上图实验端子板的结构和应用在二次回路接线图中，端子排中各种形式端子板的符号标志如图所示。端子（板）的文字符号为X，端子的前缀符号为“：”。4、连接导线的表示方法二次回路接线图中端子之间的连接导线有以下两种表示方法：连续表示法如图a)所示。中断线表示法。如图b)所示。hhhhhha)连续线表示法b)中断线表示法二、二次回路的操作电源操作电源为二次回路提供电源。包括直流和交流。直流电源：蓄电池组供电的独立直流电流和交流整流电源，大中型变配电站。交流操作电源：变配电站用主变压器供电的交流电源和由仪用互感器供电的交流电源，应用于小型变配电站。直流操作电源（1）蓄电池组供电的直流操作电源。与电力系统运行方式无关的独立电源系统。无电情况下，在2小时内可靠供电，高的供电可靠性。（2）硅整流直流操作电源2、交流操作电源：交流操作电源取自变电所用主变压器。（1）当取自电压互感器的二次侧时，容量小，作为油浸式变压器瓦斯保护。hhhhhh课堂小结课后小结教学目标课时课型组织教学教学过程（2）当取自电流互感器时，供电给继电保护和跳闸回路。4.1.2电测量仪表与绝缘监测装置电气仪表与绝缘装置新授课应到人数：实到人数：一、电测量仪表电测量仪表按其用途分，有常用测量仪表和电能计量仪表两类，前者是对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表，后者是对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种类型的电能表（又称hhhhhh“电度表”）。分类：1、计费测量2、供电系统中运行状态、计数分析进行测量3、对交、直流系统的安全测量。㈠对常用仪表的一般要求常用测量仪表应能正确反映电力装置的运行参数，能随时监测电力装置回路的绝缘状况。交流回路仪表的精确度等级，除谐波测量仪表外，不应低于2.5级；直流回路仪表的精确度等级，不应低于1.5级。1.5级和2.5级的常用测量仪表，应配用不低于1.0级的互感器。仪表的测量范围（量限）和电流互感器变流比的选择，宜满足当电力装置回路以额定值运行时，仪表的指示在标度尺的70%～100%处。㈡对电力计量表的一般要求按GBJ63—1990规定，对电能计量仪表（电能表）及其选择有下列要求：月平均用电量在1×106kW·h及以上的电力用户电能计量点，应采用0.5级的有功电能表。月平均用电量小于1×106kW·h、在315kV·A及以上的变压器高压侧计费的电力用户电能计量点，应采用1.0级的有功电能表。在315kV·A以下的变压器低压侧计费的电力用户电能计量点、75kW及以上的电动机以及仅作为企业内部技术经济考核而不计费的线路和电力装置，均应采用2.0级有功电能表。在315kV·A及以上的变压器高压侧计费的电力用户电能计量点和并联电力电容器组，均应采用2.0级的无功电能表。315kV·A及以下的变压器低压侧计费的电力用户电能计量点及仅作为企业内部技术经济考核而不计费的电力用户电能计量点，均应采用3.0级的无功电能表。0.5级的有功电能表，应配用0.2级的互感器。1.0级的有功电能表、1.0级的专用电能计量仪表、2.0级计费用的有功电能表及2.0级的无电能表，应配用不低于0.5级的互感器。仅作为企业内部技术经济考核而不计费的2.0级有功电能表及3.0级的无功电能表，宜应配用不低于1.0级的互感器。hhhhhh㈢变配电装置中各部分仪表的配置要求：在企业的电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有功电能表和无功电能表，而且采用全国统一标准的电能计量柜。为了解负荷电流，进线上还安装一只电流表。变配电所用的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点非有效接地系统（即小接地电流系统）中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。如出线很少时，绝缘监视电压表可不装设。35～110／6～10kV的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。6～10／3～6kV的电力变压器，在其一侧装设电流表、有功和无功电能表各一只。6～10／0.4kV的电力变压器，在高压侧装设电流表和有功电能表各一只；如为单独经济核算单位的电力变压器，还应装设一只无功电能表。3～10kV的配电线路应装设电流表、有功和无功电能表各一只。如不是送往单独经济核算单位时，可不装无功电能表。当线路负荷在5000kV·A及以上时，可再装设一只有功功率表。380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未装电能表时，低压侧还应装设有功电能表一只。低压动力线路上，应装设一只电流表。低压照明线路及三相负荷不平衡率大于15%的线路上，应装设三只电流表以分别测量各相电流。如需计量电能，一般应装设一只三相四线有功电能表。对三相负荷平衡的动力路线，可只装设一只单相有功电能表。实际电能按其计度的3倍计。并联电力电容器组的总回路上，应装设三只电流表，分别测量各相电流，并应装设一只无功电能表。下图是6～10kV高压线路上装设的电测量仪表电路图。下图是低压220～380V照明线路上装设的电测量仪表电路图。hhhhhha)结线图b)展开图TA2—电流互感器TV—电压互感器PA—电流表PJ1—三相有功电能表PJ2—三相无功电能表WV—电压小母线如上图220／380V照明线路电测量仪表电路图TA1～TA3—电流互感器PA1～PA3—电流表PJ—三相四线有功电能表二、直流绝缘监视装置绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故。绝缘监视装置可采用三个单相双绕组电压互感器和三只电压表，采用三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器，接成Y0的二次绕组，其中三只电压表均接各相的相电压。如图6～35kV系统的绝缘监视装置电路如图所示电路，还可以通过电压转换开关SA，测量一次电路的三个线电压。hhhhhh1、两点接地的危害2、对直流绝缘监测装置的基本要求3、直流绝缘监测装置的工作原理（了解）4、直流系统接地故障处理（1）判断接地极及性质（2）寻找接地点的一般原则4.1.3中央信号装置1、信号类型（1）事故信号（2）预告信号（3）位置信号（4）指挥信号和联系信号hhhhhh课后小结教学目标教材分析课时课型组织教学教学过程2、对中央信号装置的要求3、事故信号回路4.1.4、高压断路器控制及信号电路高压断路器的型号及信号电路重点：高压断路器的型号新授课应到人数：实到人数：一、概述高压断路器控制回路，就是控制（操作）高压断路器跳、合闸的回路。电磁操动机构只能采用直流操作电源，弹簧储能操动机构和手力操动机构可交直流两用，但一般采用交流操作电源。信号回路是指用来指示一次电路运行状态的二次回路。信号按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号。断路器位置信号用来显示断路器正常工作的位置状态。红灯亮，表示断路器处在合闸通电状态；绿灯辆，表示断路器处在跳闸断电状态。事故信号用来显示断路器在事故情况下的工作状态。红灯闪光，表示断路器自动合闸通电；绿灯闪光，表示断路器自动跳闸断电。此外还有事故音响信号和光字牌等。hhhhhh预告信号是在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出报警信号。对断路器的控制和信号回路有下列主要要求：应能监视控制回路保护装置（熔断器）及其跳、合闸回路的完好性，以保证断路器的正常工作，通常采用灯光监视的方式。合闸或跳闸完成后，应能使命令脉冲解除，即能切断合闸或跳闸的电源。应能指示断路器正常合闸和跳闸的位置状态，并在自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号。断路器的事故跳闸信号回路，应按“不对应原理”结线。对有可能出现不正常工作状态或故障的设备，应装设预告信号。二、采用电磁操动机构的断路器控制和信号回路控制开关控制回路下图是采用电磁操动机构的断路器控制和信号回路原理图。其操作电流采的硅整流电容储能电容的直流系统，控制开关采用双向自复式并具有保持触点的LW5型万能转换开关，其手柄正常为垂直位置（00）。顺时针扳转450为合闸操作（ON），松手开即自动返回（复位），保持合闸状态。下表是如图所示控制开关SA的触点图表，可供读图参考。如图采用电磁操动机构的断路器控制和信号回路hhhhhh课后小结教学目标教材分析组织教学教学过程WC—控制小母线WL—灯光指示小母线WF—闪光信号小母线WS—信号小母线WAS—事故音响信号小母线WO—合闸小母线SA—控制开关KO—合闸接触器YO—电磁合闸线圈YR—跳闸线圈KM—出口继电保护触点QF1～6—断路器QF的辅助触点GN—绿色指示灯RD—红色指示灯ON—合闸操作方向OFF—跳闸操作方向本次课讲了供配电系统电气测量仪表的要求，电路有功、无功功率的测量方法，绝缘监视的目的及方法，实习参观时重点讲解，学生结合生活中的电表学习，多观察实物。4.2供配电系统的继电保护1、了解继电保护装置的任务，理解对继电保护装置的基本要求；2、了解常用的保护继电器的结构、动作特性和作用；3、掌握继电保护装置的常用接线方式。4、掌握供配电线路的定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护和单相接地保护的原理接线、工作原理、动作电流和动作时间的整定计算及灵敏度校验方法。重点：1、继电保护装置的任务，理解对继电保护装置的基本要求；；2、了解常用的保护继电器的结构、动作特性和作用。难点：1、继电保护装置的常用接线方式2、供配电线路的定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护和单相接地保护的原理接线、工作原理、动作电流和动作时间的整定计算及灵敏度校验方法。清点人数：应到：实到：本章讲的是企业供电系统的保护装置。首先简述继电保护的任务和基本要求，然后介绍常用的保护继电器及继电保护的结线方式和操作方式及电力线路和电力变压器的各种继电保护的结线、原理、整定计算、供配电系统的防雷与接地问题。hhhhhh一、继电保护装置的任务继电保护装置是按照保护的要求，将各种继电器按一定的方式进行连接和组合而成的电气装置，其任务是：（1）故障时作用于跳闸（2）异常状态时发出报警信号二、对继电保护的基本要求（1）选择性（2）可靠性（3）速动性（4）灵敏度继电保护装置除了满足上述四项基本要求外，尚应要求投资省、便于调试和维护，且尽可能满足系统运行所要求的灵活性。三、继电保护装置的基本原理继电保护装置：测量部分、逻辑部分和执行部分。当输入物理量发生突变，经测量比较部分确定类型和范围，由逻辑部分分段跳开断路器的时间和个数，最后由执行部分发出相应脉冲信号，使断路器跳闸，切除短路故障。本次课讲了继电保护装置的任务，理解对继电保护装置的基本要求，理论比较抽象，学生不好理解，现场实训时，理论联系实际，重点讲解，效果更好。供配电系统常用的保护继电器及接线方式一、继电器的分类继电器是一种在其输入的物理量（电气量或非电气量）达到规定值时，其电气量输出电路被接通或分断的自动电器。继电器按其输入量的性质分，有电气继电器和非电气继电器两大类。按其用途分，有控制继电器和保护继电器两大类，前者用于自动控制电路，后者用于继电保护电路。保护继电器按其在继电保护装置电路中的功能分，有“测量继电器”和“有或无继电器hhhhhh”两大类。测量继电器装设在继电保护装置电路的第一级，用来反应被保护元件（电气设备或线路）的特性量变化情况。当其特性量达到预先整定的动作值时即行动作，在保护装置中属于主保护，或称起动继电器。有或无继电器是一种只按电气量是否在其工作范围内或者是否为零时而动作的电气继电器，包括时间继电器、中间继电器、信号继电器等，在继电保护装置中用来实现特定的逻辑功能，属于辅助继电器，过去也称为逻辑继电器。机电型继电器按其结构原理分，有电磁式和感应式继电器。保护继电器按其反应的物理量分，有电流继电器、电压继电器、功率继电器、瓦斯继电器、欠电压（低电压）继电器等。保护继电器按其在保护装置中的功能分，有起动继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器（或称出口继电器）等。下图是过电流保护的框图。当线路上发生短路时，起动用的电流继电器KA瞬时动作，使时间继电器KT起动。KT经整定一定时间后，接通信号继电器KS和中间（出口）继电器KM。KM就接通断路器QF的跳闸回路，使断路器跳闸，从而切除短路故障。保护继电器按其动作于断路器的方式分，有直接动作式（直动式）和间接动作式两大类。保护继电器按其与一次电路联结的方式分，有一次式继电器和二次式继电器。一次式继电器的线圈是与一次电路直接相连的，例如低压断路器的过电流脱扣器和低电压（失压）脱扣器，实际上就是一次式继电器（也是直动式继电器）。二次式继电器的线圈连接在电流互感器或电压互感器的二次侧，经过互感器与一次电路相联系。高压系统中的保护继电器都是二次式继电器。二、常用的保护继电器hhhhhh（一）电磁式电流继电器和电压继电器电磁式电流继电器和电压继电器在继电保护装置中均为起动元件，属测量继电器。过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电流，称为继电器的“动作电流”，用Iop表示。过电流继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的“返回电流”，用Ire表示。（二）电磁式时间继电器电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来获得所需要的延时（时限），它属于机电式有或无继电器。常用的DS-110/120系列电磁式时间继电器的基本结构实物。DS-110系列用于直流，DS-120系列用于交流。（三）电磁式信号继电器电磁式信号继电器在继电保护装置中用来发出指示信号，以提醒运行值班人员注意。它也属于机电式有或无继电器。常用的DX-11型电磁式信号继电器有电流型和电压型两种：电流型信号继电器的线圈为电流线圈，串联在二次回路内，由于其阻抗小，不影响其他二次回路元件的动作；电压型信号继电器的线圈为电压线圈，阻抗大，只能并联在二次回路中。DX-11型电磁式信号继电器的基本结构如实物所示。（四）感应式电流继电器在工厂供电系统中，广泛采用感应式电流继电器来实现过电流保护和电流速断保护。由于感应式电流继电器兼有上述电磁式电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的功能，从而可大大简化继电保护装置。感应式电流继电器属测量继电器。（五）电磁式中间继电器中间继电器有多对触点，且触点容量大，继电保护中，常利用中间继电器去同时通断多个独立回路，或直接接通、断开断路器的跳闸回路。三、继电保护装置的结线方式继电保护装置的接线方式是指电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式、过流保护主要反映相间短路。hhhhhh课堂总结课后小结在6-10KV高压线路过电流的继电保护装置中，起动继电器与电流互感器之间的连接，主要有两相两继电器式和两相一继电器式两种结线方式：七、速断保护的组成和原理在带时限的过电流保护装置中，为保证动作的配合性，整定时限必须逐级增加，的那个电流保护的动作时限超过1s时，装设电流速断保护。4.2.3、高频保护装置：为实现远距离输电线路全线快速切除故障高频保护的基本原理将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，利用输电线路本身构成的高频电流通道，将次信号送至对端，比较两端电流相位或功率方向来确定保护是否应该跳闸。本次课主要讲了备用电源、线路重合闸装置自投装置的作用、组成和基本要求，学生理论掌握较好，但属于重点操作的设备，参观实习时，重点讲解。本次课程基本理论较少，学生掌握电气元件基本原理，重在了解各个元件的实际操作能力，现场参观，实习操作。教学目标教材分析第五章变配电技术与倒闸操作电力系统的静稳定和动稳定变电站一次系统的正常运行与倒闸操作重点：变电站一次系统的运行与倒闸操作hhhhhh课时教学方法组织教学教学过程讲授课清点人数：应到：实到：为了提高电力工业的效益，发挥电网在输电以及水、火、核能等多种能源间的相互补偿、调剂、错峰和互为备用、事故支援等方面的作用，电网间相互连接。5.1电力系统静动稳定及其保持的基本措施电力系统静稳定影响静稳定的因素电力系统的静稳定即系统运行的静态稳定性，指正常运行的店里系统受到很小的扰动之后，自动恢复到原来运行状态的能力。引起原因:发电机组的转速不均匀、发电机组受到微小的机械振动。导致发电机失步，系统解列，负荷停电。维护电力系统静稳定性的措施（1）减少系统的电抗（2）自动调节励磁装置（3）按周波减负荷装置(4)增大备用容量电力系统的动稳定当电力系统和发电机在正常运行时受到较大干扰，使电力系统的功率发生相当大的波动时，系统能保持同步运行的能力。hhhhhh动稳定波动的原因、（1）负荷的突然变化，切除或投入大容量的用电设备（2）切除或投入电力系统的元件，如发电机组、变压器、输电线路。（3）电力系统内发生短路故障。2、维护电力系统动稳定性的措施（1）快速切除短路故障（2）采用自动重合闸装置（3）采用电气制动和机械制动3、采用电气制动和机械制动电气制动：当系统发生故障时，发电机输出的功率急剧减少，发电机组功率过剩而加速时，迅速投入制动电阻，额外消耗发电机的有功功率。机械制动：直接在发电机组的转轴上施加制动力矩，抵消机组的机械功率，以提高系统的动态稳定性。4、变压器中性点经小电阻接地故障发生时，短路电流的零序分量将流过变压器的中性点，在所接的电阻上产生有功功率损耗。5、设置开关站和采用强行串联电容补偿hhhhhh课后作业课堂总结课后小结教学目标教材分析课时5.2电力系统经济运行方法和措施电力系统的运行方法和措施重点：电力系统的经济运行方法和操作措施hhhhhh教学方法组织教学教学过程讲授课清点人数：应到：实到：电力系统的经济运行包含电网的经济运行、发电厂的经济运行。一、电力网的经济运行1、提高电力网负荷的功率因数，降低电能损耗提高电力网的功率因数，是降低电能的有效措施。主要是减少电力网的无功功率。（1）合理的选择、调整异步电动机的运行，提高用户的功率因数。（2）装设无功功率补偿设备，提高用户的功率因数。（3）提高电力网运行的电压水平，降低电能损耗发电厂的经济运行水利发电厂：水利资源丰富的地方火力发电厂：煤炭、燃油资源丰富热电厂：建在负荷中心变配电站的经济运行hhhhhh实际是变压器的经济运行，合理选择变压器容量，将变压器设置在负荷中心，可以提高电力网的功率因数，减少变配电站低压侧线路的长度，可降低电力网的功率损耗与电能损耗，合理确定变配电站的变压器并列运行台数。5.3变配电站一次系统的防误操作装置防误操作的作用是防止误操作，五防标准：防止误拉合断路器、防止带负荷拉合隔离开关、防止带接地线合闸、防止带电挂接地线、防止误入有电隔离。机械闭锁电磁闭锁电气闭锁红绿牌闭锁微机闭锁6、防误装置hhhhhh课后总结课后小结防误装置解锁钥匙