供配电技术电子教案.doc

贵州电子信息职业技术学院电子工程系教案课程供配电系统安装与维护授课班级周次课时4日期课题概论教学目的使学生掌握工厂供电的基本知识及概念 中性点运行方式 低压配电系统的接地型式。重点难点重点：供电的概念、中性点三种运行方式、TN系统、TT系统、IT系统。教具多媒体、供电系统图作业P26页1、2、4小结供电系统有关概念、发电厂、电能质量、不同中性点系统的运行特点、低压配电系统不同接地型式的应用场合。教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计时间分配：第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务第二节 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源（2学时） 第三节 电力系统的电压与电能质量第四节 电力系统中性点运行方式及低压配电系统不同接地型式 （2学时）教学方法：以多媒体讲授为主。结合各种供电系统图，重点介绍电力系统的基本概念、电力系统中性点不同运行方式的特点及接地形式。第一章 工厂供电概论本章主要内容：工厂供电的基本知识 供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电压、电能质量 中性点运行方式 低压配电系统的接地型式第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务一、意义1、工厂供电(plant power supply)：是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。2、重要性工业生产实现电气化以后可以增加产量、提高产品质量和劳动生产率，供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。二、基本要求 安全、可靠、优质、经济三、本课程的主要任务 讲述中小型工厂电能供应和分配、电气照明问题，使学生具有对中小型工厂的供电系统及电气照明进行操作、维护、设计、计算的能力。 第二节 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源一、工厂供电系统概况 1、中型工厂供电系统简图：一根线表示三相线路 2、中型工厂供电系统的平面布线示意图3、大型工厂总降压变电所4、高压深入负荷中心的供电系统5、只设一个降压变电所的供电系统 二、发电厂和电力系统1、发电厂（发电站）：，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。有：水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、 地热发电厂、太阳能发电厂。水力发电厂,简称水电厂或水电站。其能量转换过程是：水流位能机械能电能。火力发电厂简称火电厂或火电站。其能量转换过程是：燃料的化学能热能机械能电能。核能发电厂通常称核电站。其能量转换过程是：核裂变能热能机械能电能。风力发电厂利用风力的动能来产生电能。地热发电厂利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能。太阳能发电厂就是利用太阳光能或太阳热能来生产电能。利用太阳光能发电,是通过光电转换元件如光电池等直接将太阳光能转换为电能,这己广泛应用于人造地球卫星和宇航装置上。利用太阳光能发电,可分直接转换和间接转换(光热水蒸汽电)。1 .优点：(1)数量巨大：每年到达地球表面的太阳辐射能约为130万亿吨标准煤,即约为目前全世界所消费的各种能量总和的1104倍。(2)时间长久：太阳能的根源是在太阳内部的高温(2107K)和高压(31016p)条件下进行的由四个氢原子核聚变成一个氦原子核的热核反应。太阳系己存在大约50亿年左右,尚可继续维持1011年之久。(3)普照大地：太阳辐射能“送货上门”，既不需要开采,也不需要运输,更不可能进行垄断,无“专利”可言。(4)清洁安全：它不仅毫无污染,远比常规能源清洁；也亳无危险,远比原子核能安全。2. 缺点： (1)分散性：到达地球表面的太阳辐射能的总量尽管很大，但是能流密度却很低。平均说来，北回归线附近夏季晴天中的太阳辐照度最大，约为1.11.2kwm2,即投射到地球表面1 m2面积上的太阳能功率仅为1kw左右；冬季大致只有一半,而阴天则往往只有1/5左右。(2)间断性和不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拨高度的限制以及晴阴云雨等随机因素的影响,太阳辐射既是间断的又是不稳定的。必须很好地解决贮能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来以供夜间或阴雨天使用,但目前不易做到。故此,太阳能发电厂应建在常年日照时间长的地方。(3)效率低和成本高：利用太阳能虽然在理论上是可行的,技术上也是成熟的,但是效率普遍较低,成本普遍较高。一座1000MW的太阳能热电站需要投资2025亿美元,平均1KW的投资为20002500美元,比普通火电站贵510倍。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算。2、电力系统(power system)： 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电网。第三节 电力系统的电压与电能质量一、电压和频率的质量参数。 规定：频率偏差正负0.2Hz 电压偏差正负5%1.电压偏差电压偏差又称电压偏移。指给定瞬间设备的端电压U与设备额定电压UN之差。2.允许的电压偏差(1)国家标准GB1232590供电电压允许偏差规定：35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10。10kV及以下三相供电电压允许偏差为7220V单相供电电压允许偏差为7，10。(2)国家标准GB5005295供配电系统设计规范规定：正常运行情况下,用电设备端子处电压偏差的允许值。电动机为5照明：一般场所为5；道路照明可为5、10。其它用电设备,无特殊规定时为5。二、三相交流电网和电力设备的额定电压 1、电网（线路）的额定电压国家根据国民经济发展需要和电力工业水平确定的。2、用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。3、发电机的额定电压规定高于同级电网电压5%4、电力变压器的额定电压(1)一次绕组的额定电压 (简图)a .当变压器直接与发电机相联时, 其一次绕组额定电压UN1应与发电机额定电压相同,即高于同级电网额定电压5 。b . 当变压器直接连接在线路上时,其一次绕组额定电压UN1应与电网额定电压相同。(2)二次绕组的额定电压 (简图)a. 变压器二次侧供电线路较长（如高压电网）时,变压器二次侧额定电压UN2应比相联电网额定电压高10 。b. 变压器二次侧供电线路不长（如低压电网）时,变压器二次侧额定电压U N2 只需比相联电网额定电压高5 。 第四节 电力系统中性点运行方式一、中性点运行方式： 中性点不接地系统、中性点经消弧线圈【阻抗】接地系统、中性点直接接地系统 我国366kv系统,特别是310kv系统,一般采用中性点不接地的运行方式；310kv系统中接地电流Ic大于30A、20kv及以上系统中接地电流Ic大于10A时,应采用中性点经过消弧线圈接地的运行方式；110kv及以上的系统和220/380V低压配电系统中,都采用中性点直接接地的运行方式。中性线(N线)的功能,用来传导三相系统中的不平衡电流,减小负荷中性点的电位偏移,保证每相负载的电压均达到额定相电压。保护线(PE线)的功能,为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。保护中性线(PEN线)兼有中性线(N线)和保护线(PE线)的功能。我国通称为“零线”，俗称“地线”。二.接地和接零按接地目的的不同,主要可分为工作接地、保护接地和保护接零三种。1.工作接地电力系统由于运行和安全的需要,常将中性点接地,称为工作接地。工作接地有下列目的。(1)降低触电电压在中性点不接地的系统中,当一相接地而人体触及另外两相之一时,触电电压为线电压。而在中性点接地的系统中,在上述情况下,触电电压接近相电压。(2)迅速切断故障设备在中性点不接地的系统中,当一相接地时,接地电流很小,不足以使保护装置动作而切断电源,长时间将对人身不安全。而在中性点接地的系统中,一相接地后的接地电流较大(接近单相短路),保护装置迅速动作,断开故障点,比较安全。(3)降低电气设备对地的绝缘水平在中性点不接地的系统中,当一相接地时将使另外两相的对地电压升高到线电压。而在中性点接地的系统中,则接近于相电压,故可降低电气设备和输电线的绝缘水平,节省投资。但是,中性点不接地也有好处。第一,一相接地往往是瞬时的,能自动消除,在中性点不接地的系统中,就不会跳闸而发生停电事故；第二,一相接地故障可以允许短时存在,这样,以便寻找故障和修复。2.保护接地保护接地就是将电气设备的金属外壳(正常情况下是不带电的)接地,宜用于中性点不接地的低压系统中。3.保护接零保护接零就是将电气设备的金属外壳接到零线(或称中线)上,宜用于中性点接地的低压系统中。三、低压配电系统的接地型式1、 TN系统（中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线(PE线)或公共的保护中性线(PEN线)。 TN-C系统：N线与PE线全部合为PEN线(四线制)。 TN-S系统：N线与PE线全部分开(五线制)。 TN-C-S系统：N线与PE线前一部分合为PEN线,而后一部分则全部或部分地分开。 2、TT系统：系统中性点直接接地，设备外壳单独接地。该系统适用于安全要求及对抗电磁干扰要求较高的场所。GB500961999住宅设计规范规定：住宅供电系统“应采用TT、TN-S接地方式。3、IT系统：系统中性点不接地，或经高阻抗（约1000）接地。主要用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所，特别是矿山、井下等场所的供电。贵州电子信息职业技术学院电子工程系教案课程供配电系统安装与维护授课班级周次课时6日期课题工厂的电力负荷及其计算教学目的使学生掌握电力负荷的有关概念，能够利用需要系数法和二项式法计算成组设备的负荷及工厂总负荷，会计算尖峰电流。重点需要系数法和二项式法计算成组设备的负荷及工厂总负荷，尖峰电流的计算。难点单相设备的等效三相负荷计算、准确确定需要系数。教具作业P49页1、2、3、5、10及计算题小结负荷分级、负荷曲线、需要系数、负荷计算、尖峰电流计算。教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计时间分配：第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线第二节 三相用电设备组计算负荷的确定 （2学时）第三节 单相用电设备组计算负荷的确定参观学院机电实训车间，进行负荷统计计算（2学时）第四节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算第五节 尖峰电流及其计算（2学时）教学方法：结合供电实例，以多媒体讲授为主。介绍电力负荷的基本概念、重点讲授需要系数法和二项式法计算成组设备及工厂总负荷，计算尖峰电流，最好在参观实际供电系统后再讲授。第二章 工厂的电力负荷及其计算 本章主要内容：电力负荷有关概念 用电设备组计算负荷、工厂计算负荷 尖峰电流及其计算第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求1一级负荷：中断供电将造成人员伤亡，经济上造成重大损失或产生政治上的不良影响。例如钢厂炼钢炉突然停电30min,就可能造成炼钢炉报废；电解铝厂停电超过15min,电解槽就会损坏。双电源供电，必要时增设应急电源。2二级负荷：中断供电将在经济上造成较大损失,将引起主要设备损坏,产生大量报废或造成大量减产。双电源供电，当负荷较小时可以专线供电。 3三级负荷：三级负荷中断供电损失较小,如工厂的附属车间、日常生活、一般的农业用电等。因此它对供电电源无特殊要求。二、工厂用电设备的工作制1连续工作制这类工作制的设备在恒定负荷下连续运行,如通风机,水泵，机床电动机。2短时工作制这类工作制的设备在恒定负荷下运行的时间短,而停歇时间长,如机床上的某些辅助电动机、控制闸门的电动机等。3断续周期工作制这类工作制的设备周期性地时而工作,时而停歇,如此反复运行,如电焊机和吊车电动机等。三、负荷曲线 表示电力负荷随时间变动情况的一种图形。从负荷曲线上可以掌握负荷变动规律，获得对设计和运行有用的资料。有：夏日负荷曲线、冬日负荷曲线、年负荷持续时间曲线等多种。 1、年度最大负荷： 全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率又叫半小时最大负荷P30 。 2、年最大负荷利用小时： 在此时间内,电力负荷按年最大负荷Pmax(或P30)持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。一班制工厂,Tmax18003000h；二班制工厂,Tmax35004800h；三班制工厂,Tmax50007000h。 3、平均负荷： 4、负荷系数（负荷率）：第二节 三相用电设备组计算负荷的确定一、需要系数法确定计算负荷 1、基本公式： 需要系数 有功计算负荷 . Kd称需要系数 单位：千瓦(kW) 无功计算负荷 .单位：千乏(kvar)视在计算负荷 .单位：千伏安(kVA) 式中,cos为用电设备组的平均功率因数.(为功率因数角)计算电流 单位：安(A)式中,UN为为用电设备组的额定电压.单位：千伏(kV)2、设备容量Pe的计算(1)对一般连续工作制和短时工作制的用电设备组设备容量Pe 就是所有设备的铭牌额定容量之和。(2)对断续周期工作制的用电设备组a.电焊机组 PN为电焊机的铭牌额定容量.N为与铭牌容量对应的负荷持续率(计算中用小数)b.吊车电动机组 3、多组用电设备计算负荷的确定：计入一个同时系数总的有功计算负荷为P30KP P30,i .KP0.900.95总的无功计算负荷为Q30KqQ30,i.Kq0.950.97总的视在计算负荷为 总的计算电流 单位：安(A)注意：由于各组设备的功率因数不一定相同,因此总的视在计算负荷S30和总的计算电流I30不能用各组之和来计算。分析 三、按二项式法确定计算负荷1、基本公式： 平均负荷附加负荷其中Px是x台最大容量的设备总容量；b, c为二项式系数。注意：(1).若总台数n2x,则x查表得出.(2).若n2x,则取xn2(四舍五入).如n7(或5),则 x=7/24.(3).若n12台,则取PxPe . 2、多组用电设备计算负荷的确定 式中,tanmax为最大附加负荷(cPx)max 的设备组的平均功率因数角的正切值。第三节 单相用电设备组计算负荷的确定 单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配，如果单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%则不论单相设备如何分配，单相设备可与综合按三相负荷平衡计算，如果大于15%则将单相设备换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。一、单相设备组等效三相负荷的计算 1、单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算 2、单相设备接于线电压时的等效三相负荷计算 3、单相设备分别接于线电压和相电压时的等效三相负荷计算 先将接于线电压的设备换算到接于相电压的设备容量，然后分相计算各相设备容量和计算负荷，计算公式如下： 总的等效三相计算负荷为： 第四节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算一工厂计算负荷的确定工厂计算负荷是选择电源进线、电气设备、主变压器的依据。1、按需要系数法确定工厂计算负荷 P30KdPe. Kd为工厂的需要系数Pe为全厂用电设备的总容量(不含备用设备)2、按年产量估算工厂计算负荷 将工厂年产量A乘上单位产品耗电量a,得工厂全年的需电量WaAa. 则P30WaTmax .其它计算负荷Q30、S30、I30的计算,与上述需要系数法相同。3、按逐级计算法确定工厂计算负荷电力变压器的功率损耗:有功功率损耗：PT 0.015S30无功功率损耗：QT 0.06S 30 4、工厂的功率因数，无功补偿及补偿后的工厂计算负荷 （1）工厂的功率因数：平均功率因数、最大负荷功率因数 功率因数（2）无功功率补偿 100KVA及以上高压供电的用户其功率因数应达到0.9以上，其它电力用户的功率因数应达到0.85以上。 工厂中由于有大量的感应电动机、电焊机等感性负荷,从而使功率因数降低,则需考虑人工补偿。假设功率因数由cos提高到cos,在负荷需用的有功功率P30不变的条件下,Q30减小到Q30, S30减小到S30, I30也将减小。这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低,节约了电能,而且可选较小容量的供电设备和导线电缆。必须装设的无功补偿装置容量为QcQ30Q30P30 (tantan) 图示电容器个数nQcqc, qc为电容器的单个电容量对于单相电容器,应取3的倍数,以便三相均衡分配。补偿后总的视在计算负荷 二、工厂年耗电量的计算 年有功电能消耗量 年无功电能消耗量 式中，为年平均有功负荷系数，一般取0.70.75; 为年平均无功负荷系数，一般取0.760.82; Ta为年实际工作小时数,按每周五个工作日计,一班制可取2000h, 二班制可取4000h,三班制可取6000h。第五节 尖峰电流及其计算 尖峰电流是指持续时间12S的短时最大负荷电流（电动机起动时出现）。 1、单台用电设备单台用电设备的尖峰电流就是其起动电流,故此 尖峰电流为 Kst为用电设备的起动电流倍数；I N为额定电流。2、多台用电设备 式中,Ist.max和(IstIN)max分别为起动电流与额定电流之差为最大的那台设备的起动电流及其起动电流与额定电流之差；为起动电流与额定电流之差为最大的那台设备除外的其他n1台设备的额定电流之和。 为 同时系数，一般取 。贵州电子信息职业技术学院电子工程系教案课程供配电系统安装与维护授课班级周次课时6日期课题短路电流及其计算教学目的掌握三相短路、两相短路及单相短路电流的计算，会根据短路条件进行设备校验。重点三相短路电流的计算、短路校验条件。难点标幺制法计算三相短路电流、短路发热的假想时间。教具多媒体教学作业P72页1、2、3、5、8、11及计算题小结短路的种类、欧姆法及标幺制法计算短路电流、动热稳定度校验。教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计时间分配：第一节 短路的原因、后果及形式第二节 无限大容量电力系统三相短路时的物理过程 （2学时）第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算第四节 短路电流的效应和稳定度校验（4学时）教学方法：利用多媒体讲授短路时的物理过程。利用对比的方式讲授欧姆法及标幺制法计算三相短路电流，根据具体设备讲授动热稳定度校验。第三章 短路电流及其计算本章主要内容：无限大容量电力系统三相短路时的物理过程及物理量 三相短路、两相短路及单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件第一节 短路的原因、后果及形式一.短路的原因人为原因：工作人员未遵守安全操作规程而发生误操作,或者误将低电压设备接入较高电压的电路中或者人们放风筝。设备原因：电气设备绝缘损坏或自然老化以及由于设备本身不合格、绝缘强度不够而被正常电压击穿造成短路。自然原因：系统遭受雷击以及鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间,或者咬坏设备导线电缆的绝缘。二.短路的后果1.短路电流产生的电动力和热效应,会造成设备变形、损坏。2.造成电压骤降,严重影响电气设备的正常运行。如照明骤暗、电动机转速下降等。3.造成停电事故,而且越靠近电源,停电范围越大。4.影响电力系统的正常运行,会使并列运行的发电机组失去同步,造成电力系统解列,破坏电力系统的稳定运行。5.产生电磁干扰,单相接地短路,短路电流会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。三.短路的形式在三相系统中,会发生三相短路k(3)、两相短路k(2)、单相短路k(1)和两相接地短路k(1.1)。三相短路危害最大,单相短路故障率最高。第二节 无限大容量电力系统三相短路时的物理过程一、无限大容量电力系统及其三相短路的物理过程无限大容量电力系统是指其容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统,或电力系统容量超过用户供电系统容量50倍时。电路中存在电感，发生短路后，电流不能突变，有一个过渡过程即短路暂态过程。二、短路的物理量 1、短路电流周期分量 iP(t)Ik.m sin(tk) 由于XR,故k900,则有 2、短路电流非周期分量 时间常数 LRX314R.3、短路全电流ik(t )ip( t )in p( t )某一瞬时t的短路全电流有效值为 4、短路冲击电流(最大电流)短路冲击电流为短路全电流中的最大瞬时值。在0.01s达到。 高压三相短路 低压三相短路 5、短路稳态电流 （无限大容量电力系统）短路稳态电流是短路电流非周期分量in p ( t )衰减完毕一般经过t0.2s以后的短路电流,此时短路电流达到稳定状态。其有效值用I表示,即IIIk。三相短路稳态电流写作I(3) 。第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算 计算过程：绘出计算电路图、元件编号、绘等效电路、计算阻抗和总阻抗、计算短路电流和短路容量。一、欧姆法进行三相短路计算 计算高压短路时电阻R较小，一般可忽略。 三相短路容量为式中,UC为短路点的短路计算电压,且UCUN(15)1、电力系统的阻抗计算 式中,Soc为系统出口断路器的断流容量(参看附录表8)或断流容量Soc2、电力变压器的阻抗计算 【电阻一般可忽略】 式中，UK%为电力变压器的阻抗电压的百分值，可查附录表53、电力线路的阻抗计算 【电阻R一般可忽略】 【 X0 为导线电缆单位长度的电抗(查表31) 4、阻抗换算 注意：在计算短路电路的阻抗时,假如电路内含有电力变压器,则电路内各元件的阻抗都应统一换算到短路点的短路计算电压去。 供电系统中的母线以及开关的触头等的阻抗,相对来说很小,在短路计算中一般可略去不计。在略去上述的阻抗后,计算所得的短路电流自然稍有偏大；但用稍有偏大的短路电流来校验电气设备,倒可以使其运行的安全性更有保证。三、标幺制法三相短路电流计算例如当以200V电压为基准值时,则50V电压的标幺值为50/2000.25(没有单位)在采用标幺值计算法时必须首先选定基准值。原则上说基准值可以随便选择,但通常都选该设备的额定值作为基准值或整个系统选取一个便于计算的共同的基准值。但是,并不是所有量的基准值都可以随便选定,各量的基准值之间应服从功率方程式(SUI)和电路的欧姆定律(UI Z)。1、基准值 基准容量 （可以任意选取） 基准电压 UN(15)（通常取短路计算电压Uc） 基准电流 基准电抗 2、设备标幺值： 在短路电流计算时往往只考虑电抗电力系统电抗标幺值： 电力变压器电抗标幺值： 电力线路电抗标幺值： 3、三相短路电流标幺值及短路电流计算 利用前面公式可求4、三相短路容量 四、两相短路电流的计算 五、单相短路电流的计算 工程计算 第四节 短路电流的效应和稳定度校验供电系统发生短路时,短路电流是相当大的。如此大的短路电流通过电器和导体,一方面要产生很大的电动力,即电动效应；另一方面要产生很高的温度,即热效应。它们对电器和导体威胁很大。一、短路电流的电动效应和动稳定度 动稳定度校验 一般电器： 绝缘子： 最大允许载荷 硬母线： 最大允许应力 三、短路电流的热效应与热稳定度1、短路时的发热及计算导体通过正常负荷电流时,由于它具有电阻,因此要产生电能损耗。这种电能损耗转换为热能,一方面使导体温度升高,另一方面向周围介质散热。当导体内产生的热量与导体向周围介质散失的热量相等时,导体就维持在一定的温度值。按照导体的发热条件,如铝母线,正常时的最高允许温度为700C,而短路时的最高允许温度为2000C,即L700C,k2000C。短路发热假想时间timatk0.05stoptoc0.05s式中,top为短路保护装置的动作时间。toc为断路器（开关）的断路时间,对于一般高压断路器(如油断路器),可取toc=0.2s；对于高速断路器(如真空断路器),可取toc0.10.15s。计算导体在短路后所达到的最高温度k步骤： L：正常负荷时的温度或额定负荷时最高允许温度 式中A为导体的截面积,单位为mm2. 或计算最小允许截面(单位为mm2) （母线及绝缘导线和电缆等导体） 式中C为导体的热稳定系数,可查附录表7。 贵州电子信息职业技术学院电子工程系教案课程供配电系统安装与维护授课班级周次课时8日期课题工厂变配电所及其一次系统教学目的掌握变配电所的任务和类型、电弧的产生及熄灭原理，能够安装检修各种高低压开关重点变电所的任务、熄灭电弧的方法、各种高低压开关的使用及维修。难点高低压开关柜的检修教具各种高低压开关实物及多媒体教学作业P159页2、3、6、7、8、10及计算题小结变电所任务、灭弧方法、高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器、高压开关柜、各种低压开关及开关柜、各种低压熔断器教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计时间分配：参观、现场讲解学院变配电所及一次系统要求：画变配电所、教学楼、实训楼位置分布图；画一次系统图；了解进出线电压、变压器型号规格；车间电力线路布置形式及规格。（2学时）第一节 工厂变配电所的任务和类型第二节 电气设备中的电弧问题 （2学时）第三节 高压一次设备第四节 低压一次设备现场讲解常用设备结构，作用，型号规格，使用注意事项，典型设备的拆装，高低压配电柜的配线工艺。（4学时）教学方法：利用多媒体讲授变配电所的任务和类型、电弧的产生及熄灭。在实训室利用各种高低压开关实物讲授其结构及原理，根据不同开关进行接线及维修训练。第四章 工厂变配电所及其一次系统（1-4节）主要内容：工厂变配电所任务和类型触头间电弧的产生和熄灭高压开关及开关柜的结构、原理及选择低压开关及开关柜的结构、原理及选择第一节 工厂变配电所的任务和类型一、变配电所的任务 变电所：受电、变压、配电的任务 配电所：受电、配电的任务二、变配电所的类型 工厂变电所：总降压变电所 车间变电所：（有车间内、露天、杆上、地下、移动变电所等。）车间变电所按其主变压器安装地点来分,有下列类型：1.车间附设变电所；2.车间内变电所；3.露天变电所；4.独立变电所；5.杆上变电所；6.地下变电所；7.楼上变电所；8.移动式变电所。第二节 电气设备中电弧及触头一.电弧的产生1概念电弧：一种强烈的电游离现象，光亮很强，温度很高，可烧毁触头、延长断电时间等。碰撞游离产生电弧，热游离维持电弧。2.产生电弧的根本原因开关触头在分断电流时之所以会产生电弧,根本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。产生电弧的游离方式：热电发射、高电场发射、碰撞游离、热游离。二.电弧的熄灭熄灭电弧的去游离方式：复合、扩散。电弧熄灭的条件：去游离率游离率 开关电器中常用的灭弧方法：1速拉灭弧法、2冷却灭弧法、3吹弧灭弧法、4长弧切短灭弧法、5粗弧切短灭弧法、6狭沟灭弧法、7真空灭弧法 、8 SF6灭弧法。三.对电气触头的基本要求1.满足正常负荷的发热要求2.具有足够的机械强度3.具有足够的动稳定度和热稳定度4.具有足够的断流能力第三节 高压一次设备 变配电所中担负输送和分配电能任务的电路,称为一次电路或一次回路,或称主电路、主接线。一次电路中所有的电气设备,称为一次设备。凡用来控制、指示、测量和保护一次设备运行的电路,称为二次电路或二次回路,或称二次接线、副接线。二次电路中所有的电气设备,称为二次设备或二次元件。一次设备按其功能来分,可分为以下几类【1】.变换设备 其功能是按电力系统工作的要求来改变电压或电流,例如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。【2】.控制设备 其功能是按电力系统工作的要求来控制一次电路的通、断,例如各种高低压开关。【3】.保护设备 其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护,例如熔断器和避雷器等。【4】.补偿设备 其功能是用来补偿电力系统的无功功率,以提高系统的功率因数,例如并联电容器。【5】.成套设备 它是按一次电路结线方案的要求,将有关一次设备及二次设备组合为一体的电气装置,例如高压开关柜等。1、高压熔断器（FU）熔断器(文字符号为FU)是一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后,使其熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及电路设备进行短路保护。 【1】、RN1和RN2型户内高压管式熔断器（限流式熔断器） 工作熔体(铜熔丝)上焊有小锡球。锡是低熔点金属,过负荷时锡球受热首先熔化,引起工作熔体熔断,接着指示熔体熔断。RN1型：主要用于高压电路和设备的短路保护 额定电流可达100ARN2型：高压电压互感器一次侧短路保护 额定电流一般为0.5A 【2】、RW410和RW10（F）10型户外高压跌开式熔断器 既可作610KV线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，用高压绝缘钩棒操作熔管的分合，起高压隔离开关的作用。这种熔断器适用于周围空间没有导电尘埃和腐蚀性气体，没有易燃易爆危险及剧烈振动的室外场所。 工厂供电系统中,室内广泛采用RN1、RN2型高压管式熔断器,室外则广泛采用RW4、RW10(F)等型跌开式熔断器。2、高压隔离开关（QS）【刀闸】 其功能主要是隔离高压电源、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，因没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作，可以通断不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路，与高压断路器配合使用。 3、高压负荷开关（QL）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，但它不能断开短路电流，因此它必须与高压熔断器串联使用,以借助熔断器来切断短路故障。高压负荷开关断开后，与高压隔离开关一样，也具有明显可见的断开间隙，因此它也具有隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修的功能。 4、高压断路器（自动开关）（QF） 不仅能带负荷通断正常负荷电流,而且能接通和承受一定时间的短路电流,并能在短路、过负荷和失压时自动跳闸,切断故障。常用：高压少油断路器、真空断路器、SF6断路器。 5、高压开关柜 将一、二次设备组合在一起的高压成套配电装置。 具有五防功能：防止误分、误合断路器 防止带负荷误拉、误合隔离开关 防止带电误挂接地线 防止带接地线误合隔离开关 防止人员误入带电间隔6、高压一次设备的选择 电气设备名称 电压 kV 电流 A 断流能力 kA或MVA短路电流校验 动稳定度 热稳定度高压熔断器高压隔离开关高压负荷开关高压断路器电流互感器电压互感器高压电容器 母 线 电 缆支柱绝缘子套管绝缘子 选择校验的条件设备的额定电压应不小于装置地点的额定电压设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流设备的最大开断电流(或功率)应不小于它可能开断的最大电流(或功率)按三相短路冲击电流校验按三相短路稳态电流和短路发热假想时间校验表中表示必须校验，表示不要校验。第四节 低压一次设备1、低压熔断器2、低压刀开关（QK）3、低压刀熔开关（FU-QK. QKF）4、低压负荷开关(QL)5、低压断路器(QF)6、低压配电屏 7、低压一次设备的选择 按照表的要求选择电气设备名称 电压 V 电流 A 断流能力 kA短路电流校验 动稳定度 热稳定度低压熔断器低压刀开关低压负荷开关低压断路器表中表示必须校验，表示一般可不校验，表示不要校验。贵州电子信息职业技术学院电子工程系教案课程供配电系统安装与维护授课班级周次课时4日期课题电力变压器、互感器结构及应用，变电所的主接线图、所址、布置、结构及安装图教学目的能够使用和维护电力变压器、互感器，能够根据需要选择、布置小型变电所，认识大中型变电所。重点变压器、互感器的应用、小型变电所的选择。难点变电所的布置教具多媒体教学、实物、参观变电所。作业P159页12、13、15、18及计算题小结变压器选择；互感器结构；一次接线；变电所布置及安装。教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计时间分配：第五节 电力变压器第六节 电流互感器和电压互感器 （2学时）第七节 工厂变、配电所的主接线图第八节 工厂变配电所址、布置、结构及安装图第九节 工厂变配电所的运行维护和检修（2学时）教学方法：利用多媒体讲授变压器的选择、变配电所桥式接线、布置及安装，在实训室利用实物讲授变压器、互感器的结构及原理，在参观完附近的变电所之后讲授。第四章 工厂变配电所及其一次系统（5-9节）主要内容：电力变压器、电流及电压互感器的结构及使用变配电所主接线图的分析工厂变配电所的布置、结构、安装及运行和检修第五节 电力变压器工厂供电系统中采用的电力变压器,主要是三相双绕组油浸式降压电力变压器,其绕组有铜和铝两种。一、电力变压器的分类及结构二、联接组别及选择 常用两种联结方式：即 即 三、变电所主变压器台数和容量的选择 1、选择变电所主变压器台数时应考虑下列原则：(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,宜采用两台变压器,以便当一台故障或检修时,另一台能对一、二级负荷继续供电。(2)对季节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。 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。2、主变压器容量的选择： 装设一台主变压器 装设两台主变压器 车间变电所单台变容量上限：1000KVA或1250KVA四、电力变压器并列运行条件1、变压器的一、二次额定电压必须对应相等。2、变压器的阻抗电压（短路电压）必须相等。3、变压器的连接组别必须相同。4、变压器的容量尽量相同或相近，最大容量与最小容量之比不超过3：1。第六节 电流互感器和电压互感器互感器就是一种特殊变压器。互感器的作用主要是：(1)用来使仪表、继电器与主电路绝缘(2)用来扩大仪表、继电器的使用范围一、电流互感器（CT）TA 1、结构、原理和接线 一次绕组导线很粗，匝数很少；二次绕组匝数多，导线细。 电流互感器常用接线方式: 一相式接线、两相V型接线、两相电流差接线、三相星形接线 2、类型、型号、选择和校验：见附录表12 3、使用电流互感器的注意事项： 工作时二次侧不得开路，二次侧有一端必须接地，电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。二、电压互感器（PT）TV 1、常用接线方式:一个单相电压互感器、两个单相电压互感器接成V/V形、三个单相电压互感器接成Y0/Y0形、三相五芯柱式等 2、使用电压互感器的注意事项： 工作时二次侧不得短路，二次侧有一端必须接地，互感器在连接时注意其端子的极性。第七节 工厂变、配电所的主接线图 一对工厂变配电所主接线的基本要求：安全、可靠、灵活、经济。 主接线图绘制形式：系统式主接线图、装置式主接线图二、高压配电所的主接线图 电源进线、母线、高压配出线三、车间和小型工厂变电所的主接线图四、工厂总降压变电所的主接线图 桥式接线：全桥、内桥、全桥第八节 工厂变配电所址、布置、结构及安装图一、变电所所址的选择一般原则： 接近负荷中心、进出线方便、接近电源侧、设备运输方便、无剧烈振动或高温的场所、无腐蚀性气体、不在厕所、有水的下方、不在有爆炸危险的地方。二、变配电所的总体布置 1、总体布置的要求： 便于运行维护和检修、保证运行安全、便于进出线、节约土地和建筑费用、适应发展要求。 2、变配电所总体布置方案示例：136137页三、变配电所的结构：139144页四、变配电所电气安装图：主接线、二次回路、平剖面图安装图等。贵州电子信息职业技术学院电子工程系教案课程供配电系统安装与维护授课班级周次课时6日期课题工厂电力线路教学目的能够选择、敷设和维护电力线路。重点导线和电缆截面的选择计算、电力线路的敷设和维护。难点教具多媒体教学、观看实物。作业P195页1、2、3、4、5及计算题小结架空、电缆线路；截面的选择计算；线路的维护与检修。教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计时间分配：第一节 工厂电力线路及接线方式第二节 工厂电力线路的结构的敷设 （2学时）第三节 导线和电缆截面的计算（2学时）第四节 车间动力电气平面布线图第五节 电力线路的运行维护与检修试验（2学时）教学方法：利用多媒体讲授截面的选择计算、线路的接线及敷设，观看车间的线路。第五章 工厂电力线路本章主要内容：工厂电力线路的接线方式及敷设 导线和