供配电工程.pdf
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1、供配电中 安全用电 节约用电 计划用电 合成“三电”。用电基本要求为:安全-在电力的供应 分配和使用中,要避免发生人生事故和设备事故。可靠-满足电力用户对供电可靠性的要求,即连续供电。优质-满足电力用户对电压质量和频率质量的要求经济-在满足用电安全、可靠、优质的前提下,尽量使供配电系统的投资少,运行费用低,尽可能节约电能和有色金属损耗。供配电系统主要包括电力系统发电、输电、变电、配电、用电四部分中所有变配电设备和控制、保护等设备。供配电系统是各种电压等级的线路将发电厂、变电所、电力用户联系起来的发电、输电、变电、配电、用电的总体。变电所的任务是接受电能、变换电压、分配电能。配电所的任务是接受电
2、能和分配电能。变压器与线路的关系。T1:一次绕组额定电压与发电机额定电压相同或高于一次侧电网电压 5%二次绕组额定电压高于二次侧电网额定电压 10%T2:一次绕组额定电压与电网额定电压相同二次绕组额定电压二次侧电网额定电压 5%注:电网电压是有等级分的:220V、380V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV、1000KV。通常称 35KV 或以上的线路为送电线路。10kv 或 10kv 以下的线路称为配电线路。1kv 以上的称高压;1kv 以下的称低压。我国规定的安全电压有 36V、24V、12V 三种。我国电力系统中电源(包括发电机和电力变压器)的中性
3、点有下三种运行方式:(一)中性点不接地的电力系统系统单相接地时的接地电容电流为正常运行时每相对地电容电流的 3倍。高压多用于 310KV 系统,低压多用于三相三线制的 IT 系统(二)中性点经(阻抗)消弧线圈接地的电力系统在电力系统中,防止单相接地时线路出现的过电压(可达到相电压的2.53 倍)对线路产生绝缘击穿伤害,因此在单相接地电容电流大于免费获取笔记公众号【AYu资料库】一定值时(3-10KV 系统 I=30A、20KV 及以上系统 I=10A 时),电力系统中性点宜改为经消弧线圈接地的运行方式。主要用于 3566kv 的电力系统。(三)中性点直接接地或经低阻接地的电力系统中性点直接接地
4、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,所以会专设短路保护装置,即使切断故障线路,保障其他正常部分稳定运行。前两种系统当发生单相接地故障时的接地电流较小,又称“小接地电流系统”;后一种系统发生单相接地故障时即形成单相接地短路,电流较大,称“大接地电流系统”低压配电系统的接地形式,按电气设备外露可导电部分保护接地形式不同,分为:中性线 N 线:1.用来接用额定电压为系统相电压的单相设备2.用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流3.用来减小负荷中性点的电位偏移保护线 PE 线:为了保障人生安全、防止触电事故的公共接地线,设备外露导电部分
5、通过 PE 线接地,式设备在发生接地(壳)故障时降低触电危险。保护中性线 PEN 线:是 N 线和 PE 线合二为一的导体,兼有 N 线和 PE 线的功能;在电工界称之为“零线”故外露导体接 PEN 线或接 PE 线的这种接地形式也称“接零”。(一)TN 系统TN 系统中性点直接接地,属于三相四线制系统1.TN-C 系统的电源中性点引出一根 PEN 线。PEN 线断线,不仅会造成人身触电危险,而且会造成有的相电压大大升高而烧毁单相用电设备。因此 PEN 线一定要连接牢固可靠,而且PEN 线上不得装设开关和熔断器,以免 PEN 线断开而造成事故。2.TN-S 系统的电源中性点分别引出 N 线和
6、PE 线,其中设备的外露可导电部分接到 PE 线。这种系统 PE 线和 N 线是分开的,导线材料耗用多;又由于两线分开,PE 线没有电流通过,接 PE 线的设备之间不会产生电磁干扰,也不怕PE 线断了会使外露可导电部分带电,适用于安全要求较高的场所3.TN-C-S 系统在 TN-C 系统后面。免费获取笔记公众号【AYu资料库】(二)TT 系统IT 系统的中性点直接接地,从中性点引一条中性线 N 线,以通过三相不平衡电流和单相电流,但该系统的用电设备的外露可导电部分经过各自的 PE 线单独接地,各设备间没有直接的电气联系,相互间不会产生电磁干扰.但是这种系统中若设备因绝缘不良或损坏使其外露可导电
7、部分带电,其漏电电流很小不足以使过电流保护装置动作(熔断器或低压断路器),从而增加触电危险,故这种系统必须装设灵敏的漏电保护装置。(三)IT 系统IT 系统的电源中性点不接地,或经高阻抗(约 1000 欧)接地,他没有中性线(N 线),该系统用电设备的外露可导电部分均经各自的 PE 线单独接地。供电质量包括电能质量和供电可靠性电能质量指电压、频率、波形的质量。第二章 电气设备一次电路:供配电系统中担负输送和分配电力这一主要任务的电路二次电路:供配电系统中用来控制、指示、检测、和保护一次电路及其中电气设备运行的电路。一次设备:一次电路中的所有设备从功能上可分为:变换设备、控制设备、保护设备、无功
8、补偿设备、成套配电装置。(一)电力变压器: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。电力变压器的正常过负荷:1.因昼夜负荷不均衡而允许的过负荷。2.因季节性负荷差异而允许的过负荷。电力变压器的并列运行条件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4.并列运行的变压器容量应尽量相同或相近,气最大容量与最小容量之比不宜超过 3:1(二)电流互感器1.功用: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、继电器等二次设备应用的电流范围。2.结构特点:免费获取笔记公众号【AYu资料库】
9、一次绕组的匝数少,甚至没有一次绕组;二次绕组的额定电流一般为 5A。3.注意事项:电流互感器工作时二次侧不得开路;电流互感器的二次侧必须有一端接地;电流互感器连接时必须注意其端子极性。(三)电压互感器(适用于高压)1.功用: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电压范围。2.结构特点:一次绕组匝数很多,二次绕组匝数少;电压互感器二次绕组的额定电压一般为 100V。3.注意事项:电压互感器工作时二次侧不得短路;电压互感器二次侧必须有一端接地;电压互感器在连接时也必须注意其极性。高低压开关电器电弧的产生:通断负荷电路时,开关电器的触头间产生电弧;开关触头在分断电
10、流时会产生电弧;触头间存在足够大的电压会产生电弧。灭弧方法:速拉灭弧法冷却灭弧法吹弧灭弧法高压隔离开关和负荷开关(四)高压隔离开关 QS1.功用:隔离高压电源,以保证其他设备和线路的安全检修2.结构特点:断开有明显的间隙;(五)高压负荷开关 QL1.功用:具有隔离电源、保证安全检修的作用特点:有明显可见的断开间隙;免费获取笔记公众号【AYu资料库】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,但不能断开短路电流。因此必须与高压熔断器串联使用,以此实现短路保护,短路故障。高压负荷开关的灭弧能力不足以熄灭短路电弧,因此负荷开关不能配以保护短路的继电保护来自动跳闸,但可以配合以保护过负荷的热
11、脱扣器,即电路过负荷时,热脱扣器动作,是负荷开关自动跳闸。(六)高压断路器 QF功用:可以通断正常负荷电流,还可以通断一定的短路电流,可以在短路保护的作用下自动跳闸。特点:有完善的灭弧结构(七)低压刀开关(QS 是具有隔离作用的刀开关的文字符号)QK分类:从灭弧结构分带灭弧罩不带灭弧罩两种从操作方式分单投双投两种从极数分单极双极三极三种不带灭弧罩的刀开关不能带负荷操作,断开后有明显的断点,因此可做隔离开关使用,又称低压隔离开关。带灭弧罩的刀开关,能通断一定的负荷电流,能使负荷电流产生的电弧有效地熄灭(八)低压熔断式刀开关 QFS低压刀开关与低压熔断器相结合的开关电器(九)低压负荷开关 QSF带
12、灭弧罩低压刀开关与低压熔断器相结合而成,既可带负荷操作,又可短路保护熔断器熔断后,需更换熔体后方可恢复供电。(十)低压断路器 QF当电路出现短路故障时,断路器跳闸,能带负荷通断电路,又能在短路、过负荷和欠电压情况下自动跳闸,切断电路。(十一)低压熔断器 FU功能:串接在低压配电系统中用来进行短路保护,有的能实现过负荷保护。免费获取笔记公众号【AYu资料库】(十二)高低压避雷器 F功能:用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其他建筑物内,以免危机被保护电气设备的绝缘。避雷器应该与被保护的设备并联,装在被保护设备的电源侧(十三)无功补偿装置和成套配电装置无功补偿,就是无功功率补偿,以提高供
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