供电工程复习重点概括.doc

第一章 绪论1、 电力系统是由各种不通电压等级的电力线路将发电厂、变配电所和电力用户联系起来的包含着发电、输电、变电、配电和用电的统一整体。2、 发电厂将自然界存在的一次能源转换为电能3、 火力发电厂 ：燃料化学能热能机械能电能4、 水力发电厂：水流位能机械能电能5、 核能发电厂：核裂变能热能机械能电能6、 电力网系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。7、 变电所接受电能、变换电压和分配电能的场所。8、 配电所接受电能和分配电能的场所。9、 电力网分为远距离输电网（500kV）、区域电网（220kV及以上）和地方电网（110kV及以下）。10、电力系统的运行特点：电力系统发电与用电之间处于动态平衡 、电力系统的暂态过程十分迅速、电力系统的地区性特色明显、电力系统影响重要11、运行要求：安全、可靠、经济、优质12、额定电压指保证设备正常运行且能获得最佳技术经济效果的电压。13、用电设备的额定电压和电网的额定电压一致，发电机的额定电压比同级电网额定电压高5%，变电器的额定电压：一次绕组a、直接接于发电机出线端，则其额定电压应与发电机额定电压相同，b、当接于电网时，则等于电网额定电压。二次绕组 a、当二次侧线路较短时，比电网额定电压高5%，当二次侧输电线路较长时，考虑线路电压损失，则应比电网额定电压高10%。（有可能出小计算题具体看书P5和作业例题）14、中性点接地方式指变压器或发电机的三相绕组星形连接时其中性点与大地的连接方式。中性点不接地 中性点经消弧线圈接地（310kV:Ic30A；35kV及以上:Ic10A）中性点直接接地(1kV以下；110kV及以上） 中性点经低电阻接地(310kV)第二章 负荷计算与无功功率补偿 （本章重点计算题，要看熟例题和作业）1、计算负荷是根据已知的用电设备容量按一定统计方法确定的，预期不变的最大假想负荷，作为按发热条件选择供电系统各元件的依据。2、用电设备的工作制：、长期连续工作制 、短时工作制 、断续周期工作制 负荷持续率 t工作时间 t0停歇时间3、设备容量的计算： 长期连续工作制和短时工作制的设备容量Pe，就取所有设备（不含备用设备）的铭牌额定容量PN之和 断续周期工作制设备容量P与其负荷持续率密切相关，对供电系统而言，按发热等效原则（同一周期内）求得其关系式：Pe等效容量 Pn铭牌容量 n铭牌负荷持续率 -规定负荷持续率 25或1004、三相用电设备组计算负荷的确定：需要系数法计算 （一）一组用电设备的计算负荷 按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式为：有功计算负荷（kW） 无功计算负荷（kvar） 视在计算负荷（kVA） 计算电流（A） 例2-1已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压380V的三相电动机22kW2台，7.5kW6台，4kW12台，1.5kW6台。试用需要系数法确定其计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解：此机床组电动机的总容量为Pe22 kW27.5 kW64kW121.5kW6=146 kW 查附录表1“小批生产的金属冷加工机床电动机”项得Kd0.2、cos 0.5、tan1.73。因此可得 Pc=KdPe0.2146kW=29.2kW (二)多组三相用电设备的计算负荷 在确定低压干线上或低压母线上的计算负荷时，可结合具体情况对其有功和无功计算负荷计入一个同时系数K（对于干线 可取Kp=0.850.95 Kq=0.900.97 对于低压母线：由用电设备计算负荷直接相加来计算时 可取Kp=0.800.90 Kq=0.850.95 由干线计算负荷直接相加来计算时 可取Kp=0.900.95 Kq=0.930.97）例题22 略 （在书上P24P25）4、尖峰电流是指只持续12s的短时最大负荷电流，它用来计算电压波动、选择熔断器和低压断路器及整定继电保护装置等。5、功率因数定义：瞬时功率因数 监测负荷用。平均功率因数 调整电费用。最大负荷时的功率因数 确定需要无功补偿容量用。 5、无功补偿容量的确定 QN.C=QcQc Pc(tan-tan) 例题 24 略 （在书上P31-P32）第三章 短路电流计算1、 短路指供电系统中不同电位的导电部分（各相导体、地线等）之间发生的低阻性短接。2、短路主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏，其次是人员误操作、鸟兽危害等。3、短路后果：短路电流产生的热量，使导体温度急剧上升，会使绝缘损坏；短路电流产生的电动力，会使设备载流部分变形或损坏；短路会使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运行；严重的短路会影响系统的稳定性； 短路还会造成停电；不对称短路的短路电流会对通信和电子设备等产生电磁干扰等。4、短路的类型：包括三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，其中三相短路属于“对称性短路”，“其它形式的短路属于非对称性短路”。 三相短路电流最大，危害也最严重。5、计算短路电流的目的：正确选择和校验电器、电线电缆及其保护装置。 6、无限大容量电源指电源内阻抗为零，供电容量相对无限大的电力系统，电源母线上的输出电压不变。7、标幺值法计算三相短路电流。需要的物理量基本公式：基准容量：取 基准电压取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即 基准电流 基准电抗 电力系统的电抗标幺值 电力线路的电抗标幺值 电力变压器的电抗标幺值 三相短路电流周期分量有效值： 其他短路电流： （对高压系统 （对低压系统） 三相短路容量： 8、例题 31 略 （在书上P48P50）第四章 电器、电线电缆及其选择1、电器是指能够根据外界施加的信号和要求，自动或手动地接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电量对象的变换、检测、控制、保护、调节和传递信息用的电气器具。2、电器的作用： 通断 保护 变换 控制 调节3、供电系统对电器的共同性要求： 安全可靠的绝缘性能 必要的载流能力 较高的通断能力 良好的力学性能 必要的电气寿命 完善的保护功能4、高压断路器：符号 5、高压断路器功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。6、高压断路器结构：触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）7、高压断路器类型： 油断路器 以油作为灭弧介质 已逐步淘汰 SF6断路器以SF6气体作绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作 真空断路器利用“真空”作绝缘和灭弧介质，可频繁操作8、 高压断路器的操动机构：弹簧操动机构交流或直流操作电源，合闸所需能量小 电磁操动机构直流操作电源，合闸所需能量大 永磁操动机构 直流操作电源，合闸所需能量小9、高压熔断器：功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护功能。 结构：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。10、高压隔离开关：功能：主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。但它可以用来通断一定的小电流电路等。结构：触头装置、绝缘瓷瓶、底座及传动机构等。高压隔离开关一般采用手力操动机构。 11、高压负荷开关：功能：能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，因此它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路故障。结构：主要有产气式、压气式、真空式和SF6式等结构类型。操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式12、高压负荷开关限流熔断器组合电器：功能：兼有负荷开关与限流熔断器的双重功能。组合电器对负荷开关提出了转移电流与交接电流的要求：转移电流当小于该值时，首相电流由熔断器开断，而后两相电流就由负荷开关开断。 交接电流小于这一电流时，熔断器把开断电流的任务交给带脱扣器触发的负荷开关承担。 13、SF6封闭式组合电器：封闭式组合电器（以下简称GIS）是将断路器、隔离开关、接地开关、电流和电压互感器、避雷器和连接母线等封闭在金属壳体内，充以具有优异灭弧和绝缘性能的SF6气体，作为相间和对地的绝缘。优点：占地面积小；占用空间少；不受外界环境条件的影响；不产生噪声和无线电干扰；运行安全可靠；维护工作量少。14、高压开关柜：开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。结构类型：铠装式：各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型 间隔式：各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型。 箱 式：具有金属外壳，但间隔数目少，如XGN型。15、中压断路器的置放：落地式：断路器手车本身落地，推入柜内； 中置式：手车装于开关柜中部，装卸需要装载车。16、高压断路器绝缘类型：空气绝缘金属封闭开关柜 SF6气体绝缘金属封闭开关设备(充气柜) 17、用户变配电所采用高压开关柜组合成高压配电系统。18、低压断路器：功能：它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸，其功能类似于高压断路器。 结构：触头系统（主触头及辅助触点）灭弧装置 脱扣器自由脱扣机构及操作机构（手柄、电磁铁、电动机操作）。用途：配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。配电用断路器类型：塑壳式断路器和框架式断路器。 19、万能式断路器：结构特征：一般有一个有绝缘衬垫的钢制框架，所有部件均安装在这个框架底座内。用途：主要安装在低压配电柜中作为进线开关、母联开关和大电流出线开关，用于控制和保护低压配电网络。20、塑壳式断路器：结构特征：有一个采用聚酯绝缘材料模压而成的外壳，所有部件都装在这个封闭外壳中，仅在壳盖中央露出操作手柄。用途：通常装设在低压配电柜（箱）之中，作为配电线路或电动机回路的控制与保护开关。 21、低压熔断器：功能：主要对低压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护功能。结构：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。 22、低压隔离电器、隔离开关：功能：主要用来隔离低压电源。 结构：触头装置、绝缘子、底座及传动机构等。低压隔离开关一般采用手力操动机构。23、低压熔断器组合电器：功能：具有隔离电器（开关）与熔断器的双重功能。24、自动转换开关电器ATS ：功能： 用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台负载设备的自动转换。 25、低压开关柜：由一个或多个低压开关设备和相应的控制、测量、信号、保护、调节等电气元件或设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接和结构部件组装成的一种组合体，称为低压成套开关设备 。结构类型（按开关安装方式分 ）固定式 结构简单、价格便宜 抽屉式 操作安全、易于检修及维护、更换故障开关容易 插拔式 仅主要元件（断路器）采用抽出式或插入式安装 组合式 小开关用抽屉式、大开关用插拔式26、抽出式低压开关柜 主要有GCL(K)、GCS、MNS型等 可用作动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)。固定分隔式开关柜 有GLL(K)型等。固定式开关柜 有GGD、JK型等。27、互感器：功能：用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘 用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。结构原理：一次绕组串联在主电路中或直接利用一次母线；二次绕组所接仪表、继电器均串联。28、低压电流互感器一般只制造一个铁心和一个二次绕组，一次绕组则利用一次母线或电缆。高压电流互感器一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。29、电流互感器使用注意事项：（1）电流互感器在工作时其二次侧不得开路否则励磁磁动势剧增几十倍，将产生严重后果：铁心过热，并且产生剩磁。可在二次侧感应出危险的高电压。 （2）电流互感器的二次侧有一端必须接地；（3）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。 30、电压互感器 (PT) 结构原理：一次绕组并联在主电路中,二次绕组中仪表，继电器均并联连接。31、电压互感器使用注意事项： 在工作时其二次侧不得短路 二次侧有一端必须接地 连接时要注意其端子的极性32、架空线：结构：导线（裸绞线）、电杆、横担、拉线、绝缘子和金具等。特点：投资省，易维护，但不美观、占空间。型号：铝绞线 LJ、钢芯铝绞线 LGJ、 铜绞线 TJ 33、电力电缆：特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时不易排除。 34、绝缘导线的结构主要由导电芯线（多采用铜导体）、绝缘层（橡皮或塑料）组成。具有护套层的绝缘导线称为护套绝缘导线。第五章 供电系统的一次接线1、一次接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线路，按一定顺序连接而成的表示电能输送和分配路线的电路，亦称主电路。 2、一次接线的基本要求：安全包括设备安全及人身安全。可靠 次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求 灵活用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，能适应发展，便于扩建。经济做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。3、电力变压器的台数选择：考虑因素： 供电可靠性要求 负荷变化与经济运行 集中负荷容量大小 4、电力变压器的容量选择 保证负荷 的正常运行 对单台变压器 满足条件 ： SNTSC （应留有1020余量） 对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：SNT0.7Sc且SNTSc（+ ） 容量还应满足大型电动机及其它冲击负荷的起动要求。一般单台车间变容量不宜大于1250kVA。 5、有母线的主接线：母线-汇集电能和分配电能。 单母线接线：特点：电源进线和所有引出线都连接于同一组母线WB上。优缺点：简单、清晰、设备少；但可靠性与灵活性不高。应用：一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。 单母线分段接线： 两路电源一用一备时，分段断路器接通运行。 两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行。 双母线接线：特点：每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线上。应用：用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。6、无母线的主接线： 线路变压器组单元接线：特点:接线简单，设备少，经济性好，适于只有一台主变压器的小型变电所。 桥式接线 ：能实现电源线路和变压器的充分利用。 7、高压配电网接线基本形式：1.放射式 特点：配电母线上每路或两路馈电出线仅给一个负荷点单独供电2. 树干式 特点：配电母线上每路馈电出线给同一方向的多个负荷点供电。3、 环式（环网接线）特点：把两回树干式配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络。第六章 供电系统的二次接线1、二次接线是指用来对一次接线的运行进行控制、监测、指示和保护的电路，亦称二次回路。 2、操作电源是供高压断路器控制回路、继电保护回路、信号回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。作用： 正常运行时操作电源应能保证断路器的合闸和跳闸； 事故状态下，在母线电压降低甚至消失时，操作电源应能保证继电保护系统可靠地工作。 要求：操作电源应充分可靠，容量足够并具有独立性。性质：直流（可靠性高）、交流（可靠性不高）第七章 供电系统的继电保护1、对继电保护的基本要求：1.选择性 离故障元件最近的保护装置动作，而供电系统的其它部分仍然正常运行。2.速动性应尽快地动作，切除故障元件。3.可靠性 不应拒动；也不应误动。 4.灵敏度 表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态反应能力的一个参数。 最小短路电流与一次电流的比值2、单端电源配电线路的保护设置。按国标规定，对366kV电力线路应装设： 相间短保护：采用带时限的过电流保护和电流速断保护。 单相接地保护：采用绝缘监视装置或零序电流保护。 过负荷保护：可能经常过负荷的电缆线路采用，动作于信号。 3、带时限过电流保护。 定时限过电流保护 ：保护装置的动作时间是按整定的动作时间固定不变的，与故障电流大小无关。 反时限过电流保护：保护装置的动作时间与故障电流大小的平方成反比关系。4、定时限过电流保护：一般由电磁式继电器KC、KT、KS等构成，要求操作电源电压在整个动作过程中稳定可靠。5、反时限过电流保护：一般仅由感应式电流继电器组成，利用其感应元件来实现反时限过电流保护6、带时限的过电流保护的动作电流Iop的整定原则是： 1）保护装置在线路正常运行时，不应误动作。条件是 Iop.1IL.max 2）下级故障切除后，已经动作的本级保护装置还应可靠返回。条件是 Ire.1IL.max7、动作时间的整定：按“阶梯原则” t1 t2+ t 8、过电流保护的灵敏度校验：对于线路过电流保护，取被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流检验，条件为保护类型优 点缺 点定时限过电流动作时间比较精确，整定简便，不会出现因短路电流小动作时间长而延长了故障时间的问题。所需继电器多，接线复杂，对操作电源的可靠性要求高。 反时限过电流保护继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，加之可采用交流操作，因此简单经济。动作时间的整定比较麻烦，而且误差较大。 10、国标规定，在过电流保护动作时间超过0.50.7s时，还应装设瞬动的电流速断保护装置。11、电流速断保护的构成：过电流保护为定时限时，可采用电磁式KC、KS、KA构成电流速断保护。12、速断电流的整定：速断电流Iqb应躲过它所保护的线路末端的三相短路电流 ，其整定计算公式是：12、电流速断保护的灵敏度：按其安装处（即线路首端）在系统最小运行方式下的两相短路电流作为最小短路电流Ik.min来检验。 13、对于较短的10kV配电线路，则上级线路速断保护的灵敏度往往不够，此时应采用带有一定时限（0.5s）的延时电流速断保护来代替瞬时电流速断保护。延时电流速断保护通过0.5s的延时来保证选择性，因而其动作电流只要按大于下级瞬时电流速断保护动作电流的1.1倍整定即可（其值不大），因而能保护本级线路全长。14、电力变压器常见故障与保护设置： 变压器内部故障和引出线的相间短路设置电流速断保护 或差动保护。 变压器外部短路而引起的过电流设置带时限过电流保护。 变压器中性点直接接地侧的单相接地短路设置单相接地保护。 过负荷而引起的过电流设置过负荷保护。 油浸式变压器油箱内部故障和油面降低设置瓦斯保护。 变压器温度升高和油冷却系统的故障设置温度信号。15、瓦斯保护的主要元件是气体继电器。它有两个触点：一个是“轻瓦斯触点”，另一个是“重瓦斯触点”。第八章 供电系统的自动化1、备用电源自动投入装置 （APD）：作用：用于两路及以上电源进线的变配电所中，提高供电可靠性。 类型：明备用: 指在正常时，备用电源不投入工作，只有在工作电源发生故障时才投入工作。暗备用: 指在正常时，两电源都投入，互为备用。 2、书上P181页备用电源接线方式示意图3、对备用电源自动投入装置的基本要求： 1）不论什么原因