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退出退出帮助帮助浏览浏览企业供电系统及运行（第五版）（第五版） §1－－1 电力系统的基本概念电力系统的基本概念§1－－2 电力系统的电压电力系统的电压§1－－3 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式§1－－4 短路的基本知识短路的基本知识 1. 了解发电厂的概念；了解对电力系统的基本要求2. 掌握常见的发电厂发电形式和能量转换过程3. 掌握电力系统和电网的概念§1—1 电力系统的基本概念电力系统的基本概念 发电厂又称发电站，是将自然界存在的各种一次能源转换为电能的工厂发电厂按其所利用的能源不同，分为水力发电厂、火力发电厂、风力发电厂、核能发电厂、太阳能发电厂、地热发电厂等多种类型一、发电厂简介一、发电厂简介 1.水力发电厂水力发电厂水利发电厂通称水电站，是利用水库中水流的位能转换为电能的坝后式水力发电厂生产过程示意图 2.火力发电厂火力发电厂火力发电厂简称火电厂（站），是利用煤炭、石油、天然气等燃料燃烧时的化学能转换为热能，加热水变为水蒸气，再由水蒸气推动发电机发电，完成由化学能、热能到电能的转换过程 火力发电厂生产过程示意图 原煤由带式输送机输送进煤斗，经磨煤机后变为煤粉，其在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，推动汽轮机转动，使与它联轴的发电机旋转发电。
风力发电原理示意图3.风力发电厂风力发电厂 风力发电是利用风的动能转换为电能的，风力带动风车风轮旋转，并通过增速机提速，促使发电机发电 4.核能发电站核能发电站核能发电厂又称原子能发电厂，通称核电站，是利用核燃料在反应堆中的原子核裂变将核能转换为电能核能发电厂生产过程示意图1—核反应堆 2—稳压器 3—蒸汽发生器 4—汽轮发电机组 5—给水加热器 6—给水泵 7—主循环泵 5.太阳能发电厂太阳能发电厂太阳能发电是利用太阳光能发电，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6. 我国的电力发展规划我国的电力发展规划 我国电力“十二五”发展的原则是：优先开发水电；优化发展煤电；高效发展核电；积极推进新能源发电；适度发展天然气集中发电；因地制宜发展分布式发电 几种常见的发电厂主要特征几种常见的发电厂主要特征 类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点水力发电厂湖北三峡水电站—我国最大的水力发电站，也是世界最大的发电站总装机容量为2 250万kW， 年平均发电量847 亿kW·h水库闸门打开时，水流沿进水管进入水轮机蜗壳室，冲动水轮机，带动发电机发电 水流的位能，即水流的上下水位落差 水流位能→机械能→电能发电成本低，有利于环境保护，综合效益好 类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点火力发电厂山东临沂中国国电集团费县发电厂—我国最大的火力发电厂，总装机容量为720 万kW，8 台火力发电机组，最大机组容量为100 万kW煤粉在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，推动汽轮机转动，使与它联轴的发电机旋转发电。
燃料燃烧产生的化学能 燃料化学能→热能→机械能→电能发电功率大，不受气候和环境因素的影响续表续表 类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点风力发电厂新疆达坂城风电厂—我国最大的风力发电厂单机容量1 500 kW，总装机容量为30 万kW风力带动风车叶片旋转，并通过增速机提速，促使发电机发电 风力的动能风能→机械能→电能减少环境污染，节省煤炭、石油等常规能源续表续表 类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点核能发电厂浙江省秦山核电站—我国已建成的最大的核能发电站三期工程总装机容量为290 万kW核燃料的裂变反应产生的热量通过热交换产生蒸汽来驱动汽轮机，汽轮机带动发电机来发电原子核的裂变能核裂变能→热能→机械能→电能安全、清洁、经济续表续表 类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点太阳能发电厂山东省济宁华瀚光伏电站—我国最大的太阳能光伏电站，也是目前亚洲最大、技术含量最高的薄膜太阳能光伏电站，总装机容量为30 MW，现已建成、投入使用18 MW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太阳的光能或热能光能→电能或光能→热能→机械能→电能安全、经济、无污染续表续表 电力系统是指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发电、输电、变电、配电和用电的整体。
二、电力系统简介二、电力系统简介 电力系统的组成 从发电厂到用户的送电过程示意图 三、对电力系统的基本要求三、对电力系统的基本要求 （1）安全可靠（2）运行的经济性（3）电能质量优质 电力系统的发展方向电力系统的发展方向我国已形成了北、中、南三个跨大区的互联电网，规划到2020 年左右，在水电、火电、核电、新能源发电四者结构合理的基础上建立全国联合电网，使电力资源实现全国范围内的合理配置返回 1. 了解额定电压的概念并掌握电网及电气设备额定电压的标准2. 了解工厂高低压配电电压的选择原则§1—2 §1—2 电力系统的电压电力系统的电压电力系统的电压电力系统的电压 国家标准GB/T156—2007 《标准电压》规定了三相交流电网和发电机的额定电压等级，见表其中电力变压器绕组额定电压是依据电力变压器标准产品规格列出的三相交流电网和电力设备的额定电压三相交流电网和电力设备的额定电压一、三相交流电网及电气设备的额定电压一、三相交流电网及电气设备的额定电压 1.发电机的额定电压发电机的额定电压 规定发电机额定电压高于同级电网额定电压5％2.电网（线路）的额定电压电网（线路）的额定电压 线路的额定电压采用始端电压和末端电压的算术平均值，此电压称为电网的额定电压。
用电设备和发电机的额定电压关系图 3. 电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压（1）电力变压器一次绕组的额定电压（2）电力变压器二次绕组的额定电压电力变压器额定电压的说明 4. 用电设备的额定电压用电设备的额定电压 规定用电设备的额定电压与同级电网的额定电压相同5. 电力系统电压高低的划分电力系统电压高低的划分低压电压等级在 1 000 V以下者高压电压等级在 1 000 V及以上者交流电力系统电压等级的划分交流电力系统电压等级的划分 低压 1 000 V以下中压 1 000 V ~ 10 kV (或 35 kV)高压 35 kV ~ 110 kV (或 220 kV)超高压 220 kV (或 330 kV)及以上特高压 800 kV及以上电压等级的行业习惯划分电压等级的行业习惯划分 1.高压配电电压的选择高压配电电压的选择（1）企业高压配电电压通常采用6～10 kV 电压2)如果企业拥有相当数量的6kV 用电设备，或者供电电源的电压就是6kV，则可考虑采用6kV 电压作为企业的高压配电电压(3)如果当地的电源电压为35kV 或66kV，而厂区环境条件又允许采用35kV 或66kV架空线路，则可考虑采用35kV 或66kV 作为高压配电电压深入到企业各车间负荷中心，并经车间变电站直接降为低压用电设备所需的电压。
2.低压配电电压的选择低压配电电压的选择企业低压配电电压一般采用220／380 V电压 二、企业供电系统配电电压的选择二、企业供电系统配电电压的选择 2.低压配电电压的选择低压配电电压的选择 企业低压配电电压一般采用220／380V电压其中线电压380V接三相动力设备及380V的单相设备，相电压220V 接一般照明灯具及其他220V的单相设备但某些场合宜采用660V (甚至更高的1140V)作为低压配电电压例如，矿井下我国现在只有采矿、石油、化工等企业采用660V电压 返回 掌握电力系统中性点不接地、经消弧线圈接地、直接接地（或经低阻抗接地）运行方式的特点以及应用 §§1 1——3 3 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式 电力系统的中性点运行方式有两大类：电力系统的中性点运行方式有两大类：一是中性点直接接地或经过低电阻接地，称为一是中性点直接接地或经过低电阻接地，称为大大接地电流系统接地电流系统二是中性点不接地或经过消弧线圈接地，称为二是中性点不接地或经过消弧线圈接地，称为小小接地电流系统接地电流系统其中采用最广泛的是中性点不接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。
类型运行方式在我国的应用大接地电流系统中性点直接接地 广泛应用于 110 kV及以上的系统；220V/380V低压配电系统经过低电阻接地在城市 10 kV系统中应用逐渐增多小接地电流系统中性点不接地 广泛应用于3 ~ 66 kV的电力系统 ，尤其是3~10 kV系统 经过消弧线圈接地 应用广泛，适用于3~66kV的电力系统单相接地电流超过允许值时中性点运行方式中性点运行方式 一、中性点不接地的电力系统一、中性点不接地的电力系统中性点不接地的电力系统正常运行时的状态a) 电路图 b) 相量图 中性点不接地的电力系统单相接地时的状态a) 电路图 b) 相量图 因为线路的线电压相位和量值均未发生变化，因此，系统中的三相用电设备未受影响， 能正常运行但是，这种线路不允许在单相接地故障情况下长期运行， 因为如果再有一相也发生接地故障时， 就形成了两相接地短路， 短路电流很大， 这是绝对不允许的 二、中性点经消弧线圈接地的电力系二、中性点经消弧线圈接地的电力系统统消弧线圈接地补偿装置 在中性点不接地的电力系统中，有一种情况比较危险，即在发生单相接地时如果接地电流较大，将出现断续电弧，这就可能使线路发生电压谐振现象。
为了防止单相接地时接地点出现断续电弧，避免引起过电压，因此在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式 中性点经消弧线圈接地的电力系统单相接地时的状态a) 电路图 b) 相量图 在中性点经消弧线圈接地的三相系统中，与中性点不接地的系统一样，允许在发生单相接地故障时短时继续运行(一般规定为2h以内)，但保护装置要能及时发出接地报警信号运行值班人员应及时查找、处理故障暂时无法消除故障时，应设法将负荷特别是重要负荷转移到备用线路上去如果发生单相接地危及人身和设备安全时，保护装置应动作跳闸 这种系统的单相接地，发生单相接地故障时通过接地中性点形成单相短路Ik(1) 单相短路电流比线路的负荷电流大得多，因此在系统发生单相短路时保护装置应动作跳闸，切除短路故障，使系统的其他部分恢复正常运行三、中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统三、中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统中性点直接接地的电力系统单相接地时的状态中性点经电阻接地系统原理 常用的中性点接地电阻器外形图 当发生单相接地故障时,保护装置跳闸,迅速切除故障线路,同时系统的备用电源自动投入装置动作,投入备用电源,恢复系统供电。
因此,其供电可靠性很高 四、三种运行方式的优缺点对四、三种运行方式的优缺点对比比类型优点缺点中性点不接地系统 发生单相接地时，三相用电设备能正常工作，允许2h之内暂时继续运行，因此可靠性高 发生单相接地时，其他两相非故障相对地电压将升到线电压，是正常时的1.732倍，因此绝缘要求高，增加绝缘费用中性点经消弧线圈接地系统 除具有中性点不接地系统的优点外，还可以减少接地电流 与中性点不接地系统相同中性点直接接地系统 发生单相接地时，其他两非故障相的对地电压不升高，因此可降低绝缘费用 发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，从而使供电可靠性差三种运行方式的优缺点对比三种运行方式的优缺点对比返回 §1—4 §1—4 短路的基本知识短路的基本知识短路的基本知识短路的基本知识1.掌握企业供电系统短路的原因、后果2.掌握企业供电系统短路的形式及含义 一、短路的原因一、短路的原因 企业供电系统在正常地对用电负荷供电,以保证生产和生活有序进行的过程中,由于一些原因会出现故障,使系统的正常运行遭到破坏,企业供电系统中最常见的故障就是短路 短路是指电路中不同电位的导电部分之间发生短接。
在正常运行的变配电系统中,相与相、相与地之间是绝缘的系统短路故障现象是人们不希望看到的 造成短路的原因,首先是电气设备载流部分的绝缘损坏绝缘损坏的原因很多,如设备长期运行而造成绝缘老化;设备自身存在质量问题,绝缘强度不够而被正常电压击穿;设备绝缘正常,但被雷电过电压等过电压击穿;设备绝缘受到外力损伤而造成短路 其次,由于工作人员违反安全操作规程而误操作,或者误将低电压设备接入较高电压的电路中,也可能造成短路 此外,鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间,或者咬坏设备和导线电缆的绝缘也可能造成系统短路 二、短路的后果二、短路的后果 (1)短路时,将产生很大的电动力和很高的温度,使系统中的故障元件和短路电路中的其他元件损坏 (2)短路时,短路电路中电压会骤降,将严重影响其中电气设备的正常运行 (3)短路时,企业供电系统中的保护装置动作,将造成停电,并且短路故障点越靠近电源侧,停电范围越大,其造成的损失也越大 (4)单相短路和两相短路等不对称短路,其短路电流将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,影响正常运行,甚至使其发生误动作。
三、短路的类型三、短路的类型在企业供电三相系统中,系统短路可分为三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等三相短路是指U、V、W 三相之间的不正常短接,用k (3)表示 两相短路是指U、V、W 三相中任意两相之间的不正常短接,用k (2)表示(图1—19b)单相短路是指U、V、W 三相中任意一相直接接地或与接地中性线之间的不正常短接,用k (1)表示(图1—19c、图1—19d)两相接地短路是指U、V、W 三相中任意两相分别直接接地(有两处不同接地点)或两相之间不正常短接并接地(有一处接地点),用k (1,1)表示(图1—19e、图1—19f)在图1—19中,Ik(3)、Ik(2)、Ik(1)、Ik(1,1)分别表示三相短路电流、两相短路电流、单相短路电流和两相接地短路电流图中虚线表示短路电流路径 上述短路形式中,三相短路称为对称性短路,其他形式的短路称为不对称短路 在企业供电系统中,发生单相短路的可能性最大,发生三相短路的可能性最小但是,三相短路造成的危害最严重为了使企业供电系统的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作,在选择和校验电气设备时常以三相短路计算为主。
返回 §2－－1 高压一次设备高压一次设备§2－－2 低压一次设备低压一次设备§2－－3 电力变压器与互感器电力变压器与互感器§2－－4 电气设备的选择电气设备的选择§2－－5 主要电气设备的运行维护要求主要电气设备的运行维护要求 §2—1 §2—1 高压一次设备高压一次设备高压一次设备高压一次设备1. 掌握高压开关柜的作用、型号含义等2. 掌握高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器等的功能、分类、型号含义等 一、高压熔断器一、高压熔断器组成：金属熔体（铜、铝、铝锡合金、锌等材料制成）、熔管及支持熔体的触头功能：对电路和设备进行短路保护，但有的熔断器也具有过负荷保护的功能按使用环境不同：户内式和户外式按结构特点不同：支柱式和跌落式按工作特性不同：限流式和非限流式 高压熔断器全型号的表示和含义：高压熔断器全型号的表示和含义： 1. RN1和和RN2型户内高压管式熔断器型户内高压管式熔断器RN1、RN2 型高压熔断器外形图a) 实物图 b) 结构图1—瓷熔管 2—金属管帽 3—弹性触座 4—熔断指示器 5—接线端子 6—瓷绝缘子 7—底座 RN1型熔断器主要用于高压线路和设备的短路保护,也能起过负荷保护的作用,熔体额定电流可达100A。
RN2型熔断器只用作高压电压互感器一次侧的短路保护,熔体额定电流一般为0.5A 2. RW4和和RW10（（F）型户外高压跌落式熔断器）型户外高压跌落式熔断器RN1、RN2 型高压熔断器内部结构示意图1—管帽 2—瓷管 3—工作熔体4—指示熔体 5—锡球6—石英砂填料 7—熔断指示器RW4 -10 (G) 型跌落式熔断器结构图1—上接线端子 2—上静触头 3—上动触头4—管帽 5—操作环 6—熔管 7—铜熔体8—下动触头 9—下静触头 10—下接线端子11—绝缘瓷瓶 12—固定安装板 RW4 -10 (G) 型户外跌落式熔断器实物图 正常运行时,利用令克棒将熔管上端的动触头推入上静触头内锁紧,同时,下动触头与下静触头也相互压紧,接通电路线路发生短路故障时,熔管内的熔体熔断,并形成电弧熔管内由于电弧燃烧而分解出大量气体使管内压力剧增,形成强烈的气流纵向吹弧,使电弧迅速熄灭熔体熔断后,熔管的上动触头因失去张力而下翻,使锁紧机构释放熔管,在触头弹力及熔管自重作用下回转跌落,造成明显可见的断开间隙,兼起隔离 二、高压隔离开关二、高压隔离开关GN8 -10/600 型户内高压隔离开关结构图1—上接线端子 2—静触头 3—刀开关 4—套管绝缘子 5—下接线端子 6—框架 7—转轴 8—拐臂 9—升降绝缘子 10—支柱绝缘子高压隔离开关(文字符号为QS)的主要功能是隔离高压电源,保证人员安全检修电气设备和线路 户外式高压隔离开关现场应用图GW9 -10 型高压隔离开关实物图 高压隔离开关全型号的表示和含义： 三、高压负荷开关三、高压负荷开关高压负荷开关（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，不能断开短路电流。
装有脱扣器时，在过负荷情况下可自动跳闸 FN3 -10RT 高压负荷开关结构图1—主轴 2—上绝缘子兼气缸 3—连杆 4—下绝缘子 5—框架 6—RN1 型高压熔断器 7—下触头 8—刀开关9—弧动触头 10—绝缘喷嘴 11—主静触头 12—上触座 13—断路弹簧 14—绝缘拉杆 15—热脱扣器 FZN16A -12 系列户内交流高压负荷开关实物图FZW36 -40. 5/ D1250 -20 型户外高压真空隔离负荷开关实物图 高压负荷开关全型号的表示和含义： 高压负荷开关是用来在额定电压和额定电流下接通和断开高压电路的专用开关它只允许接通和断开负荷电流,但不允许断开短路电流,在与高压熔断器配合时,可代替断路器使用 四、高压断路器四、高压断路器高压断路器（QF）不仅能通、断正常负荷电流，还能接通和承受一定时间的短路电流在短路时与继电保护装置配合自动跳闸，切除短路故障，保证电力系统及电气设备的安全运行 高压断路器按采用的灭弧介质不同分为：油断路器、六氟化硫（SF6）断路器、真空断路器、压缩空气断路器、磁吹断路器等 其中，应用最广的是少油断路器，六氟化硫（SF6）断路器、真空断路器等。
高压断路器全型号的表示和含义：高压断路器全型号的表示和含义： 1. 六氟化硫（六氟化硫（SF6）断路器）断路器SF6断路器是利用SF6气体作为灭弧和绝缘介质的断路器 具有优良的绝缘性能和灭弧特性SF6是一种无色、无味、无毒且不易燃烧的惰性气体，物理、化学性能稳定SF6具有良好的绝缘性能，有极强的灭弧能力 LW -10 型SF6 断路器内部结构示意图1—接线端子 2—左绝缘子装配 3—电流互感器 4—动触头 5—拨叉6—主轴 7—磁吹线圈 8—外壳 9—密封圈 10—右绝缘子装配 11—静触头 12—触指座 13—圆筒电极 14—吸附剂 15—折叠触头 特点：灭弧能力强；允许开断次数多、寿命长、检修周期长；散热性能好，通流能力大应用：需频繁操作及存在易燃易爆危险的场所，特别是用作全封闭式组合电器 SF6 断路器应用现场 SF6 封闭式组合电器 2. 真空断路器真空断路器真空断路器是利用“真空”（气压为10-2～10-6Pa）灭弧的一种断路器，其触头装在真空灭弧室内 ZN4 -10 型真空断路器的结构示意图1—接线板 2—灭弧室 3—机构主轴 4—支撑框架 5—操作机构6—缓冲器 7—绝缘拉杆 8—拐臂 9—绝缘加强杆 10—压缩弹簧 几种常用高压真空断路器的实物图a）ZN4 -10 型 b）ZW32 -12 型 c）ZW8 -12 型 类型优点缺点适用少油断路器 结构简单，易于制造和维修、价格低、使用方便；分断能力强，脱扣迅速，使用寿命长 故障时可能引起爆炸、燃烧；不适于频繁操作；燃弧时间长，动作较慢，检修周期短 ，维修工作量大 不适宜频繁操作的场所六氟化硫 断路器 灭弧能力强，易于制成断流能力大的断路器；允许断开次数多、寿命长、检修周期长，适于频繁操作；散热性能好、通流能力大；电绝缘性能好；无燃烧爆炸危险；体积小，运行安全可靠 制造加工精度要求高，价格昂贵频繁操作及存在易燃易爆危险的场所 (主要室外 )真空断路器 体积小、质量轻、寿命长、安全可靠、便于维护检修 ；在密封的容器中灭弧 ，电弧和炽热气体不外漏 ；燃弧时间短 ，电弧电压低，电弧能量小，触头磨耗少，适于频繁操作；无燃烧爆炸危险 易产生操作过电压；运行中不易监测真空度 ;维护工作量及费用高频繁操作、安全要求高的场所 (主要在室内) 几种常用断路器的优缺点对比几种常用断路器的优缺点对比 五、高压开关柜五、高压开关柜高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置。
1. 高压开关柜全型号的表示和含义高压开关柜全型号的表示和含义老系列产品： 新系列产品新系列产品： 2. 高压开关柜的分类高压开关柜的分类（1）按安装方式分为移开式（手车式）和固定式1）移开式或手车式（用Y 表示） 表示柜内的主要电气元件（如断路器）是安装在可抽出的手车上的，由于手车柜有很好的互换性，因此可以大大提高供电的可靠性 GC -10 (F) 型高压开关柜（断路器手车柜未推入）1—仪表屏 2—手车室 3—上触头（兼起隔离开关作用）4—下触头(兼起隔离开关作用) 5—SN10 -10 型断路器手车 常用的手车类型有隔离手车、计量手车、断路器手车、电容器手车等,如KYN28A-12 型,还有GBC、GFC、JYN 等型号 2）固定式（用G 表示）表示柜内所有的电气元件（如断路器或负荷开关等）均为固定安装，由于比较经济，在一般中小型工厂中被广泛使用，但故障时需停电检修，且检修人员要进入带电间隔，检修好后方可供电，延长了恢复供电的时间 GG -1A (F) -07S 型高压开关柜(断路器柜)1—母线 2—母线隔离开关(QS1，GN8 -10 型) 3—少油断路器(QF， SN10 -10 型)4—电流互感器(TA, LQJ -10 型) 5—线路隔离开关(QS2, GN6 -10 型)6—电缆头 7—下检修门 8—端子箱门 9—操作板10—断路器的手动操作机构(CS2 型) 11—隔离开关的操动机构手柄12—仪表继电器屏 13—上检修门 14、15—观察窗口 GG-1A (F)型固定式高压开关柜具有“五防”功能:①防止误跳、误合断路器。
②防止带负荷误拉、误合隔离开关③防止带电误挂接地线④防止带接地线误合隔离开关⑤防止人员误入带电间隔 （2）按开关柜安装地点分为户内式和户外式1）用于户内（用N 表示）表示只能在户内安装使用，如KYN28A -12 等开关柜2）用于户外（用W 表示）表示可以在户外安装使用，如XLW 等开关柜 （3）按柜体结构可分为以下几类：1）金属封闭铠装式开关柜（用字母K 来表示）2）金属封闭间隔式开关柜（用字母J 来表示）3）金属封闭箱式开关柜（用字母X 来表示）4）敞开式开关柜 高压开关柜的安装、结线要执行GB50171—2012 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》等标准返回 §2—2 §2—2 低压一次设备低压一次设备低压一次设备低压一次设备掌握低压配电柜、低压配电箱的作用、型号含义等 一、低压配电柜一、低压配电柜结构：固定式、抽屉式和组合式三类组合式配电柜特点：采用模数化组合结构，标准化程度高，通用性强，柜体外形美观，而且安装灵活方便， 但价格昂贵固定式配电柜特点：比较价廉，一般中小型工厂多采用固定式 PGL1、PGL2 型固定式低压配电柜1—仪表盘 2—操作盘 3—检修门 4—中性母线绝缘子5—母线绝缘框 6—母线防护罩 老系列低压配电柜型号和含义： 新系列低压配电柜型号含义： 二、低压配电箱二、低压配电箱按用途分类：动力配电箱和照明配电箱。
动力配电箱用途：对动力设备配电，但也可以兼向照明设备配电 照明配电箱用途：照明配电按安装方式分类：靠墙式、悬挂式和嵌入式等 DYX (R) 型多用途低压配电箱的箱面布置示意图a) 插座箱 b) 照明配电箱 c) 动力照明配电箱1—电源开关(模数化小型断路器) 2—插座 3—小型开关(模数化小型断路器) 低压配电箱型号和含义： 三、低压成套配电装置的配线三、低压成套配电装置的配线1. 产品标准产品标准低压成套配电装置产品生产，执行国家标准GB 7251. 1—2005 《低压成套开关设备和控制设备第1 部分: 型式试验和部分型式试验成套设备》、GB/ T 7251. 8—2005 《低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求》等 2. 产品工艺流程产品工艺流程低压成套配电装置生产工艺流程为：设计→箱体、元器件等采购→采购品进厂检验→母线加工→电气元件安装→检查→配线→调试→成品检验→包装入库 低压成套配电装置柜体（空壳）低压成套配电装置器件安装及部分配线 低压成套配电装置器件安装及配线完成图抽出式低压配电柜成品图 3. 工艺要求工艺要求（1）电气元件安装工艺要求（略），参看“技能训练” 相关知识。
2）结线（配线）工艺要求1）按二次接线图进行施工，接线正确2）配线整齐、美观、导线绝缘良好、无损伤3）导线选用黑色，二次保护接地线为黄绿双色线，工程有特殊要求时则按工程要求选线 4）电流回路采用2.5 mm2导线，其他回路为1.5mm2导线，对于电子元件回路采用焊锡连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用不小于0.5 mm2截面的导线5）导线与电气元件采用螺栓连接、插接、焊接等，导线的芯线应无损伤 6）每个接线端子应只接一根导线，最多不超过两根7）用于连接可动部分如门上的电器导线应采用多股软导线，并留有适量的裕度8）手车式高压开关柜下门上的电气元件导线应采用多股导线，并套上波纹管 产品型号波纹管长度 (mm/台)备注 JYN□-10350二次线束少于 35根 KYN□-10350二次线束少于 35根 F -C左右 500二次线束少于 35根 F -C上下 1 300二次线束少于 35根过门线护线波纹管长度过门线护线波纹管长度 9）多股软导线在与电气元件接点连接时端部应绞紧，并加终端附件，线芯不得有松散或断股现象10）单股导线用螺钉固定时，单股导线应曲圆，曲圆内径比接线螺钉直径大0. 5 ~1 mm。
11）所配导线的两端应用号码管，号码管的编号应正确，发现有错时，不得用笔擅自涂改，应通知打字员重新打印号码 12）各导线号码管长度应基本一致13）线束中导线不能有明显的交叉现象，应横平竖直，导线改变弯曲方向时，用手指或圆嘴钳弯曲，不得用尖嘴钳等锋利工具弯曲导线14）导线弯曲半径（内径） 应大于导线直径的两倍15）线束穿越金属孔或在过门处、转角处， 应束穿越部分缠上胶带 16）导线接入电气元件接点时，线芯曲圆应符合顺时针方向17）当悬挂线束未固定长度超过300 mm 时，应固定导线18）线束与带电母线，电器出线端或带电裸线间应有大于表中规定的距离额定电压 (kV)0. 4 361035距离 mm 1575100125300线束与一次母线间的距离 19）当二次线须用电烙铁焊接时，要用松香助焊剂，不得用焊油与盐酸20）在母线上接二次线时，母线钻ϕ6 的孔，用M5 螺栓连接21） 对于不使用的线头，在剪断后，其线芯侧应用绝缘胶布包扎起来，尽量隐蔽，不要将其露束表面 22）所有螺钉紧固件，必须加弹垫、平垫、螺钉、（螺母）进行紧固紧固后螺钉应露出2 ~5 扣23）各接地线连接处表面应清理干净，不得有油漆或锈斑。
24）二次回路有大线连接时，按串联回路中电气元件的最小额定电流选择导线截面 安全载流量 (A) 1215182534436080100130标称截面 S (mm2 )0. 75 11. 52． 5 4610162535 注：标称截面 S≥4 mm2为大线部分 常用导线的载流量常用导线的载流量返回 §2—3 §2—3 电力变压器与互感器电力变压器与互感器电力变压器与互感器电力变压器与互感器1. 了解电力变压器的作用、分类及在工厂中的应用2. 了解电流互感器、电压互感器的作用、特点 一、电力变压器一、电力变压器电力变压器 分类方法类别工厂较多应用按功能分 升压变压器；降压变压器 降压变压器，直接供电给用电设备的终端变配电所的降压变压器称配电变压器按相数分 单相变压器；三相变压器 三相电力变压器按电压调节方式分 无载调压变压器；有载调压变压器 多数采用无载调压变压器按绕组导体材质分 铜绕组变压器；铝绕组变压器 现在多采用铜绕组变压器按绕组型式分 双绕组变压器；三绕组变压器；自耦变压器 双绕组变压器按绕组绝缘和冷却方式分 油浸式变压器；干式变压器；充气式 (SF6 )变压器 油浸自冷式变压器按用途分 普通变压器；全封闭变压器；防雷变压器 普通变压器电力变压器的分类表电力变压器的分类表 二、电压互感器与电流互感器二、电压互感器与电流互感器互感器是一种为测量仪器、仪表、继电器和其他类似电器供电的特殊变压器。
主要功能是：使仪表、继电器等二次设备与一次电路（主电路）绝缘，提高电路的安全性和可靠性；扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围 1. 电压互感器电压互感器电压互感器是将高电压变换为低电压的互感器，其二次侧额定电压多为100 V电压互感器使用时的注意事项：（1）电压互感器工作时其二次侧不允许短路2）电压互感器二次侧有一端必须接地3）电压互感器在连接时，要注意其端子的极性 2. 电流互感器电流互感器电流互感器是将大电流变换为小电流的互感器，其二次侧额定电流多为5 A电流互感器使用时的注意事项：（1）电流互感器工作时其二次侧不允许开路2）电流互感器二次侧有一端必须接地3）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性 LQJ -10 型树脂浇注绝缘户内互感器LMZJ1 -0. 5 型树脂浇注绝缘户内互感器返回 §2—4 §2—4 电气设备的选择电气设备的选择电气设备的选择电气设备的选择1. 掌握高低压设备选择的原则2.能根据正常工作条件选择电气设备3.能按短路条件校验电气设备 一、一、 电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则选择原则概括起来就是：“按正常工作条件选择，按短路条件校验” 二、二、 按正常工作条件选择电气设备按正常工作条件选择电气设备（（1）按）按额定电压额定电压选择电气设备选择电气设备额定电压应符合设备装设点电网的额定电压，并应大于或等于正常工作时可能出现的最大工作电压，即UN≥U式中 UN—电气设备的额定电压； U—电网的额定电压。
（（2）按额定电流选择电气设备）按额定电流选择电气设备电气设备的额定电流就是铭牌上标出的电流电气设备的额定电流应不小于电路中在各种情况下可能出现的最大负荷电流，即IN≥I式中 IN—电气设备的额定电流； I—最大负荷电流 三、三、 按短路条件校验电气设备按短路条件校验电气设备1.动稳定性校验动稳定性校验电气设备允许通过的极限电流（由制造厂给出）应不小于短路冲击电流，即imax≥ish Imax≥Ish式中 ish、Ish—短路冲击电流峰值和有效值，kA； imax、Imax—电气设备允许通过的极限电流峰值和有效值，kA 2.热稳定性校验热稳定性校验校验一般电气设备（如断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器等）时有关参数应满足下式的要求：It2t≥I∞2tima式中 It—电气设备在时间t 内的热稳定电流（kA）；t—It 相对应的持续时间（s）；I∞ —恒定的短路稳态电流（kA）；tima—短路发热的假想时间（s）返回 §2—5 主要电气设备的运行维护要求 主要电气设备的运行维护要求1.了解变压器的运行维护要求2.了解高压电气设备的运行维护要求。
3.了解互感器的运行维护要求 一、变压器的运行维护一、变压器的运行维护1. 变压器的运行监视变压器的运行监视（1）应经常监视仪表的指示，及时掌握变压器运行情况2）变压器的日常巡视检查，应根据实际情况确定巡视周期，也可参照相关规定执行3）变压器日常巡视检查 2. 变压器的投运和停运变压器的投运和停运变压器投运是指将停止状态的变压器投入运行操作变压器停运是指使运行中的变压器停止运行操作变压器保护装置和分接开关的运行维护以及其他事项详见有关标准规定 二、高压电气设备的运行维护二、高压电气设备的运行维护1. 高压熔断器的运行与维护（三项）2. 高压隔离开关的运行与维护（七项）3. 高压负荷开关的运行与维护（六项）4. 高压断路器的运行与维护 （七项） 1.1.高压熔断器的运行与维护高压熔断器的运行与维护(1)巡视时,观察熔断器的接触触头与熔管金属帽接触是否良好如果有接触不良等现象,应立即停电检修2)在检修熔断器时,要拔下熔管,看触头与熔管是否接触完好,擦除灰尘后将其装好3)在更换新熔断器时,必须和原来熔断器的规格及型号相同;更换熔体时必须和原来的熔体额定电流相同 2.2.高压隔离开关的运行与维护高压隔离开关的运行与维护(1)检查隔离开关的接触应该良好,不应发热。
接点及连接部分最大允许温度为70℃通过的电流不应超过额定值2)检查隔离开关的闸刀和静触头不应脏污、变形、有烧痕,弹簧片、弹簧应无锈蚀、疲劳3)检查绝缘子应完好清洁,无裂纹及放电现象4)检查触头在合闸后是否到位,接触是否良好5)检查闭锁装置是否完好,机械闭锁的销子应销牢,辅助触头的位置应正确,并接触良好6)检查各机件应紧固,位置应正确,无歪斜等不正常现象7)运行时,应无振动和异常声音 3.3.高压负荷开关的运行与维护高压负荷开关的运行与维护(1)巡视时,应观察灭弧装置有无闪络(所谓闪络,是指在高电压作用下,气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电)、破损和放电现象2)检查触头间接触是否良好,两侧的接触压力是否均匀,有无发热现象,示温片有无熔化3)检查灭弧触头及喷嘴有无烧损现象4)检查在几次的空载分、合闸操作中,触头系统和操作机构均应无任何呆滞、卡阻现象5)检查载流部分表面应无锈蚀及发热现象6)检查绝缘子应完好清洁,无裂纹及放电现象 4.高压断路器的运行与维护高压断路器的运行与维护（1）检查断路器各绝缘部分应完好，无损坏、闪络、放电现象2）检查各导电部位应无发热、变色等现象，查看示温片有无熔化。
3）检查少油断路器油面是否在标准刻度线之上，油色应正常,无渗漏现象4）检查真空断路器真空室的颜色有无变化，有无裂纹等现象5）检查六氟化硫断路器压力表的压力指示是否在规定的范围内6）在断路器事故跳闸后，应重点检查断路器有无喷油现象，油色有无变化，是否有沉淀物出现7）检查操作机构的分、合闸线圈有无发热等异常现象，以及操作机构的分、合闸指示器的指示与断路器的实际位置是否相符 三、互感器的运行与维护三、互感器的运行与维护1. 电压互感器的运行与维护2. 电流互感器的运行与维护 1.电压互感器的运行与维护电压互感器的运行与维护(1)电压互感器投入运行后,应测量二次侧电压是否正常有功功率表、无功功率表等指示应正确 (2)在调换电压互感器二次侧仪表前,应特别注意二次侧不能短路3)三相五柱式电压互感器的一次侧装有单极中性点接地刀开关,当系统发生接地短路故障超过2h后,可将该刀开关断开,测试时再闭合4)当6~10kV 无载母线通电时,电压互感器有时因铁磁谐振而使三相电压不平衡,开口三角形的二次绕组两端有电压出现,从而使系统接地信号动作当投入线路负载后,该现象应消失如果接地信号仍不消失,电压仍不正常,则应按单相接地故障处理。
2.2.电流互感器的运行与维护电流互感器的运行与维护(1)电流互感器在运行中二次侧不准开路如在调换电流表、有功功率表、无功功率表时,应先将电流回路短路后再进行仪表的调换2)为了防止电流互感器在运行中二次侧开路,旋拧电流互感器试验端子的压板时,不要旋得过紧,避免螺扣滑牙,造成开路返回 §3－－1 企业变配电站的作用和类型企业变配电站的作用和类型§3－－2 企业变配电站的主接线企业变配电站的主接线§3－－3 企业变配电站的运行管理企业变配电站的运行管理§3－－4 企业常见电气设备企业常见电气设备§3－－5 电力负荷及其计算电力负荷及其计算 §3—1 §3—1 企业变配电站的作用和类型企业变配电站的作用和类型1.了解变配电站的作用和类型 企业内部供电系统由高压和低压配电线路、变电站(或配电站)以及用电设备构成，通常由电力系统或企业自备发电厂供电 一般中型企业的电源进线电压为6~10kV电能先经高压配电站集中，再由高压配电线路将电能分送到各车间变电站,或由高压配电线路直接供给高压用电设备车间变电站内装设有配电变压器，将6~10kV 的电压降为低压用电设备所需的电压(如220/380V)，然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。
高压线路的几个基本概念如下:(1)高压输电线路从发电厂或变电站升压,把电力输送到降压变电站的高压电力线路称为高压输电线路电压一般在35kV 以上2)高压配电线路从降压变电站把电力送到配电变压器的电力线路称为高压配电线路电压一般为3kV、6kV 、10kV3)母线母线是指在变电站中各级电压配电装置的连接线,以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接线,大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线母线的作用是汇集、分配和传送电能4)主变压器主变压器是指在变电站正常运行条件下承担变电功能的变压器 一、变配电站的作用一、变配电站的作用变电站是指从电力系统接收电能、变换电压并对用电设备供电的场所配电站是装置有起通、断和分配电能作用的高低压配电装置的场所,母线上无主变压器,具有控制电力的流向和调整电压的作用变配电站是电力系统中变电站和配电站的合称变配电站是企业供电系统的枢纽,在企业中占有特殊的重要地位变电站有升压与降压之分升压变电站通常与大型发电厂结合在一起,在发电厂电气部分装有升压变压器,把发电厂发出的电压升高,通过高压输电网络将电能送向远方降压变电站设在用电中心,将高压的电能适当降压后,向该地区用户供电。
二、变配电站的类型二、变配电站的类型 企业供电系统由总降压变电站、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路及用电设备等组成1.总降压变电站总降压变电站 总降压变电站负责将35~110kV 的外部供电电压变换为6~10kV 的厂区高压配电电压,给厂区各车间变电站或高压电动机供电 2.车间变电站车间变电站车间变电站将6~10kV 的电压降为380/220V,再通过车间低压配电线路,给车间用电设备供电3.配电线路配电线路配电线路分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路返回 §3—2 企业变配电站的主接线 企业变配电站的主接线1.能读懂变配电站的主接线图2.掌握变配电站的主接线方式 一、车间变电站主接线图一、车间变电站主接线图 有总降压变电站或高压配电站的车间变电站主接线,其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等安装在总变配电站的高压配电室内，车间变电站只设变压器室和低压配电室车间变电所高压侧主接线(八种方案)QS—隔离开关 QL—负荷开关 FU—熔断器 FD—跌开式熔断器 FV—阀式避雷器 在图中,各方案的区别如下:1)高压电缆进线,无开关。
2)高压电缆进线,装隔离开关3)高压电缆进线,装隔离开关-熔断器4)高压电缆进线,装负荷开关-熔断器5)高压架空进线,装跌开式熔断器和避雷器6)高压架空进线,装隔离开关和避雷器7)高压架空进线,装隔离开关-熔断器和避雷器8)高压架空进线,装负荷开关-熔断器和避雷器 二、小型企业变电站主接线图二、小型企业变电站主接线图高压侧控制方式采用隔离开关-熔断器控制或户外跌落式熔断器控制主接线图优缺点简单经济，但停电和送电的操作比较复杂、供电可靠性不高应 用适用于500kV∙A及以下容量的三级负荷小型变电所一台变压器的几种典型主接线方案 高压侧控制方式采用负荷开关-熔断器控制主接线图优缺点停电和送电的操作比上述主接线要简便灵活；发生过负荷时，负荷开关装的热脱扣器保护动作，使开关跳闸但供电可靠性不高应 用一般用于三级负荷的小型变电所续表续表 高压侧控制方式采用隔离开关-断路器控制主接线图优缺点停电和送电的操作十分灵活方便，供电可靠性较高只有一路电源进线停电和送电的操作灵活方便，两路电源进线，供电可靠性高应 用只用于三级负荷变电所，但供电容量较大可为二级负荷供电续表续表 （（2）两台变压器的变电所主接线）两台变压器的变电所主接线控制方式高压侧无母线、低压侧单母线分段主接线图优缺点供电可靠性较高应 用可为一、二级负荷供电两台变压器的变电所典型主接线方案 控制方式高压侧单母线、低压侧单母线分段主接线图优缺点供电可靠性较高应 用可为二、三级负荷供电续表续表 控制方式高、低压侧均为单母线分段形式主接线图优缺点供电可靠性相当高应 用可为一、二级负荷供电续表续表 三、企业总降压变电所的主接线三、企业总降压变电所的主接线（1）只有一台变压器的总降压变电所主接线图只有一台变压器的总降压变电所主接线图 （2）有两台变压器的总降压变电所的主接线一次侧接线方式内桥式接线二次侧接线方式单母线分段主接线图有两台变压器的总降压变电所主接线的典型方案 一次侧接线方式外桥式接线二次侧接线方式单母线分段主接线图续表续表 一次侧接线方式单母线分段二次侧接线方式单母线分段主接线图续表续表返回 §3—3 企业变配电站的运行管理 企业变配电站的运行管理1.了解变配电站的运行管理制度。
2.掌握变配电站停、送电操作要求 一、工厂变配电所的值班制度一、工厂变配电所的值班制度工厂变配电所的值班制度，主要有轮班制和无人值班制等无人值班制，变配电所无固定值班人员进行日常监视和操作 轮班制，即全天分为早、中、晚三班，将人员分组，轮流值班，全年都不间断 二、变配电站（所）值班员职责二、变配电站（所）值班员职责（1）遵守变配电站值班工作制度，坚守工作岗位，做好安全保卫工作，确保变配电站的安全运行2）积极钻研本职业务，认真学习和贯彻有关规程 （3）监视站内各种设备的运行情况，定期巡视检查，按照规定抄报各种运行数据，记录运行日志 （4）按上级调度命令进行操作,发生事故时进行紧急处理,并做好记录，以备查考5）保管好站内各种资料图表、工具仪器和消防器材等，并保持好站内设备及环境的清洁卫生6）按规定进行交接班值班员未办好交接手续时，不得擅离岗位,处理事故时，一般不得交接班接班人员可在当班人员的要求和主持下，协助处理事故如事故一时难以解决,在征得接班人员或上级同意后，可进行交接班 (1)不论高压设备带电与否，值班人员不得单独移开或越过遮栏进行工作；如有必要移开遮栏时，必须有监护人在场，并符合高压设备不停电时的安全距离:10kV 及以下时，安全距离为0.7m；20~35kV 时，安全距离为1m。
2)雷雨天气巡视露天高压设备时,应穿绝缘靴,并不得靠近避雷器和避雷针3)高压设备发生接地时,室内不得接近离故障点4m以内的范围，室外不得接近故障点8m以内进入上述范围的人员必须穿绝缘靴，接触设备的外壳和构架时，应戴绝缘手套 三、变配电所电气装置的运行维护三、变配电所电气装置的运行维护1. 一般要求一般要求配电装置应定期进行巡视检查，以便及时发现运行中出现的设备缺陷和故障在有人值班的变配电站内，配电装置应每班或每天进行一次外部检查在无人值班的变配电站内，配电装置应至少每月检查一次 2. 巡视项目巡视项目（1）依母线及接头的外观或其温度指示装置（如变色漆、示温蜡）的显示，检查母线及接头的发热温度是否超过允许值2）检查断路器、变压器中所装的绝缘油颜色和油位是否正常，有无漏油现象，油位指示器有无破损3）检查瓷绝缘子是否脏污、破损，有无放电痕迹 （4）检查电缆及其接头有无漏油及其他异常现象5）检查熔断器的熔体是否熔断，熔断器有无破损和放电痕迹6）检查二次系统的设备，如仪表、继电器等的工作是否正常7）检查接地装置及PE 线、PEN 线的连接处有无松脱、断线的情况 （8）检查整个配电装置的运行状态是否符合当时的运行要求。
9）检查高低压配电室的通风、照明及安全防火装置是否正常10）检查配电装置本身和周围有无影响安全运行的异物（如易燃、易爆物体等）和异常现象 四、变配电所的送电和停电操作步骤四、变配电所的送电和停电操作步骤1.倒闸操作倒闸操作倒闸操作是将电气设备由一种状态转换到另一种状态这种操作主要是指拉开或合上某些断路器、隔离开关，以及与此有关的一些操作2.倒闸操作的基本制度倒闸操作的基本制度为了确保运行安全，防止误操作，电气设备运行人员必须严格执行倒闸操作票制度和监护制度 操作开始时间 ：×年 ×月 ×日 ×时 ×分操作终了时间：×年 ×月 ×日 ×时 ×分 操作任务 ：WL1电源进线送电执行顺序操作项目 √ 1拆除线路端及接地端接地线；拆除标示牌 √ 2检查 WL1，WL2进线所有开关均在断开位置 ，合 × × #母联隔离开关 √ 3依次合No.102隔离开关，No.101 1#、 2#隔离开关，合No.102高压断路器 √ 4合No.103隔离开关，合No. 110隔离开关 √ 5依次合No.104 ~ No.109隔离开关；依次合No.104 ~ No. 109高压断路器 √ 6合No.201刀开关；合No. 201低压断路器 √ 7检查低压母线电压是否正常 √ 8合No.202刀开关 ；依次合No. 202 ~ No. 206低压断路器或刀熔开关备注：倒闸操作票格式 计算机综合操作系统流程图 3. 倒闸操作基本原则倒闸操作基本原则（1）在拉、合闸时，必须用断路器接通或断开负荷电流或短路电流，绝对禁止用隔离开关切断负荷电流或短路电流。
2）在合闸时，应先从电源侧进行, 依次到负荷侧3）在拉闸时，应先从负荷侧进行, 依次到电源侧 4. 倒闸操作的基本要求倒闸操作的基本要求（1）操作隔离开关的基本要求1）在手动合隔离开关时，必须迅速果断2）在手动拉开隔离开关时，应缓慢而谨慎，特别是在刀片刚离开固定触头时，如产生电弧，应立即反向重新将刀开关合上，并停止操作，查明原因，做好记录 3）在拉开单极操作的高压熔断器刀开关时，应先拉中间相线再拉两边相线4）在操作隔离开关后，必须检查隔离开关的开、合位置，因为有时可能由于操作机构的原因，隔离开关操作后，实际上未合好或未拉开 （（2）操作断路器的基本要求）操作断路器的基本要求1）在改变运行方式时，首先应检查断路器的断流容量是否大于该电路的短路容量2）在一般情况下，断路器不允许带电手动合闸 3）遥控操作断路器时，扳动控制开关不能用力过猛，以防损坏控制开关；也不得使控制开关返回太快，防止断路器合闸后又跳闸4）在断路器操作后，应检查有关信号灯及测量仪表（如电压表、电流表、功率表）的指示，确认断路器触头的实际位置 五、变配电所的送电、停电操作要求五、变配电所的送电、停电操作要求1．变配电所的送电操作．变配电所的送电操作变配电所送电时，一般应从电源侧的开关合起，依次合到负荷侧开关。
2．变配电所的停电操作．变配电所的停电操作变配电所停电时，一般应从负荷侧的开关拉起，依次拉到电源侧开关 返回 §3—4 企业常见电气设备 企业常见电气设备1.认识常见的企业电气设备2.了解企业电气设备按工作制分类的方法 一、企业常见电气设备的类型一、企业常见电气设备的类型企业中有很多电气设备,如通风机、提升机、桥式起重机、电焊机、轧钢机、搅拌机等,其运行特征各不相同 某机械加工车间电力系统概略图 二、企业电气设备的工作制二、企业电气设备的工作制企业中使用的电气设备,按其工作制可分为连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三类1.连续工作制连续工作制这类设备在恒定负荷下运行,且运行时间长到足以使之达到热平衡状态，如通风机、水泵、空气压缩机、发电机组、电炉和照明灯等机床电动机的负荷一般变动较大，但其主轴电动机一般也是连续运行的 2.短时工作制短时工作制这类设备在恒定负荷下运行的时间短(短于达到热平衡所需的时间)，而停歇时间长(长到足以使设备温度冷却到周围介质的温度)，如机床上的某些辅助电动机(例如进给电动机)、控制闸门的电动机等 3.断续周期工作制断续周期工作制这类设备周期性地时而工作，时而停歇，如此反复运行，而工作周期一般不超过10min，无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡,，如电焊机和起重机电动机等。
返回 §3—5 §3—5 电力负荷及其计算电力负荷及其计算电力负荷及其计算电力负荷及其计算1.了解电力负荷的概念和分级2.了解日有功负荷曲线、年有功负荷曲线及与之有关的年最大负荷等物理量3.能运用需要系数法进行电力负荷计算 一、电力负荷分级一、电力负荷分级1.电力负荷的概念电力负荷的概念电力负荷又称电力负载，其有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位（用户）一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，电力负荷的具体含义视具体场合而定 2. 工厂电力负荷的分级工厂电力负荷的分级 类别说明对供电电源的要求举例一级负荷一般重要①中断供电将造成人身伤亡；②中断供电将在经济上造成重大损失；③中断供电将影响重要用电单位正常工作 应由双重电源供电当其中一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏重要交通枢纽、重要通信枢纽；炼钢厂，石油提炼厂或矿井通风机、主排水泵、副井提升机等特别重要①当中断供电将造成重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷；②特别重要场所的不允许中断供电的负荷①由双重电源供电外；②要有应急电源；③不得将其他负荷接入应急供电系统；④设备的供电电源切换时间应满足设备允许中断供电的要求。
中压及以上给水泵、大型压缩机的润滑油泵的供电；应急照明、通信系统、自动控制装置；二级负荷①中断供电将在经济上造成较大损失；②中断供电将影响较重要用电单位的正常工作由两回线路供电或，在负荷较小或地区供电条件困难时可由一回6kV及以上专用的架空线路供电煤矿主井提升机、压风机；大型影剧院、大型商场等三级负荷不属于一级和二级负荷者为不重要的一般负荷，允许长时间停电，因此，对供电电源无特殊要求一般工矿企业电力负荷的分级 二、负荷曲线二、负荷曲线 定义：指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线 负荷曲线按负荷的功率性质可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线； 按所表示的负荷变动的时间可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线 1. 日有功负荷曲线日有功负荷曲线有功P及无功Q日负荷曲线阶梯形有功日负荷曲线 2. 年有功负荷曲线年有功负荷曲线年负荷持续时间曲线的绘制a) 夏日负荷曲线 b) 冬日负荷曲线 c) 年持续负荷曲线 三、与负荷曲线和负荷计算有关的几个物理量三、与负荷曲线和负荷计算有关的几个物理量1. 年最大负荷年最大负荷年最大负荷Pmax是指全年中负荷最大的工作班组内消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P30。
年最大负荷和年最大负荷利用小时数 工厂类别工厂类别 Tmax工厂类别工厂类别 Tmax化工企业 6 200农业机械制造厂 5 330石油提炼厂 7 100仪器制造厂 3 080重型机械制造厂 3 770汽车修理厂 4 370机床厂 4 345车辆修理厂 3 580工具厂 4 140电器企业 4 280轴承厂 5 300氮肥厂 7 000 ~ 8 000汽车拖拉机厂 4 960金属加工企业 4 355起重运输设备厂 3 300 各类工厂年最大负荷利用小时 2. 平均负荷平均负荷平均负荷Pav是指电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即：Pav = Wt / t年平均负荷Pav：Pav = Wa /8 760年平均负荷图 3. 负荷系数负荷系数负荷系数又称负荷率，是用电负荷的平均负荷Pav与其最大负荷Pmax的比值，即：KL = Pav / Pmax对负荷曲线来说，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，它表征负荷曲线不平坦的程度，即表征负荷起伏变动的程度 四、电力负荷计算四、电力负荷计算 负荷计算的主要目的：选择导线及电缆的规格、型号；选择工厂总降压和车间变压器容量、规格和型号；选择供电系统中各种高、低压开关设备的规格和型号。
我国目前普遍采用的负荷计算方法有需要系数法和二项式法 1. 用电设备的容量计算用电设备的容量计算（1）对一般连续工作制和短时工作制的用电设备组，设备容量就是所有设备的铭牌额定容量之和，即：PΣN = ΣPN（2）对断续周期工作制的用电设备组，设备容量就是将所有设备在不同负荷持续率下的铭牌额定容量，换算到一个统一的负荷持续率下的功率之和 常用的断续周期工作制的用电设备换算如下：1）电焊机组 即式中 PN、SN—电焊机铭牌的有功功率和视在功率；εN—与铭牌对应的负荷持续率；ε100—100%的负荷持续率；cosφ—铭牌规定的功率因数P∑N=PN=SN cosP∑N=PN=SN cos 2）起重机电动机组 要求统一换算到ε =25%，可得换算后的设备容量为：式中 PN—起重机电动机铭牌容量；εN—与铭牌容量对应的负荷持续率（计算中用小数）；ε25—其值为25%的负荷持续率P∑N=PN =2PN 2. 按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷（1）用电设备组计算负荷的确定P30= P∑N式中 KΣ —设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；KL—设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比； ηΣ —设备组的平均效率；ηwL—配电线路的平均效率。
令式中的 = Kd，即需要系数则可知：Kd = P30 / PΣN由此可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为：P30 = KdPΣN 负荷名称计算公式相关说明有功计算负荷P30=KdP∑NKd称为需要系数，设备容量无功计算负荷Q30＝P30tanφtanφ为对应于用电设备组cosφ的正切值视在计算负荷S30=P30/cosφcosφ为用电设备组的平均功率因数计算电流I30＝S30／(3UN)UN为用电设备组的额定电压计算负荷公式 【例3—1】已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380 V 的三相电动机：7.5 kW， 3 台；4 kW，8 台；3 kW，17 台；1. 5 kW，10 台试求其计算负荷解：此机床组电动机的总容量为PΣN = 7. 5×3+4×8+3×17+1. 5×10 = 120. 5 kW查附录表1 中“小批生产的金属冷加工机床电动机” 项，有Kd =0.16~0.2（取0. 2），cosφ =0.5，tanφ =1. 73 有功计算负荷 P30 =0. 2 ×120. 5 =24. 1 kW无功计算负荷 Q30 =24. 1 ×1. 73 =41. 7 kvar视在计算负荷 S30 =24. 1/0. 5 =48. 2 kV·A计算电流 I30 =48. 2/（3 ×0. 38）=73. 2 A （2）多组用电设备计算负荷的确定对车间干线 KΣp =0.85 ~0.95对低压母线 KΣq =0.90 ~0.97负荷名称计算公式总的有功计算负荷 P30=KΣp总的无功计算负荷 Q30= KΣq总的视在计算负荷 S30 =总的计算电流 I30= /注：∑P30和∑Q30分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和多组用电设备计算负荷的公式 【例3—2】某机修车间380V 线路，接有金属切削机床电动机20台，共50 kW （其中较大容量电动机有7.5 kW 1台，4 kW 3 台，2.2 kW 7 台），通风机2台，共3 kW；电阻炉1 台，2 kW。
试确定此线路上的计算负荷解：先求各组的计算负荷1）金属切削机床组 查附录表1，取Kd=0.2，cosφ =0.5，tanφ =1. 73 P30（1）= Kd·PΣN =0. 2 ×50 =10 kWQ30（1）= P30（1）tanφ =10 ×1.73 =17. 3 kvar 2）通风机组 查附录表1，取Kd=0.8，cosφ=0.8，tanφ=0.75 P30（2）= KdP′ΣN =0. 8 ×3 =2. 4 kWQ30（2）= P30（2）tanφ =2. 4 ×0. 75 =1. 8 kvar3）电阻炉 查附录表1，取Kd=0. 7，cosφ=1，tanφ=0P30（3）= KdP″ ΣN =0. 7 ×2 =1. 4 kWQ30（3）= P30（ 3）tanφ =0因此，总计算负荷为（取KΣp = 0.95，KΣq = 0. 97） 序号用电设备组名称台数 n容量 PΣN (kW)需要系数 Kd cosφ tanφ计算负荷 P30 (kW) Q30 (kvar) S30 (kV·A) I30 (A) 1金属切削机床 20500. 20. 51. 73 1017. 3 2通风机 230. 80. 80. 752. 41. 8 3电阻炉 120. 7 101. 4 0车间总计 235513. 819. 1 取 KΣp=0. 95 KΣq =0. 9713. 118. 522. 734. 5例3—2 中需要系数法的电力负荷计算表 五、企业照明负荷计算五、企业照明负荷计算1. 确定照明用电设备的容量确定照明用电设备的容量（1）不用镇流器的照明设备（如白炽灯、碘钨灯等）的设备容量指灯头的额定功率，即Pe = ΣPN （2）用镇流器的照明设备的设备容量需要包括镇流器中的功率损失。
即 荧光灯 Pe = 1. 2ΣPN高压汞灯、金属卤化物灯 Pe = 1. 1ΣPN （3）照明设备的设备容量还可以按建筑物的单位面积容量法计算即 Pe = ωS /1 000式中 ω—建筑物单位面积的照明容量（W/m2）；S—建筑物面积（m2） 2. 单个照明用电设备的负荷计算单个照明用电设备的负荷计算对单个白炽灯、单台电热设备、电炉变压器等设备额定容量就作为计算负荷即 P30 = PN 3. 照明用电设备组的负荷计算照明用电设备组的负荷计算按照以下公式计算：P30 = KdΣPeQ30 = P30tanφS30 = P30/ cosφ返回 §4－－1 继电保护装置的作用和基本要求继电保护装置的作用和基本要求§4－－2 常用的保护继电器常用的保护继电器§4－－3 电力变压器继电保护电力变压器继电保护§4－－4 高压电动机继电保护高压电动机继电保护§4－－5 高压电动机继电保护类型高压电动机继电保护类型§4－－6 企业变配电站的操作电源与自动装置企业变配电站的操作电源与自动装置§4－－7 企业变配电站的控制和信号回路企业变配电站的控制和信号回路 §4—1 §4—1 继电保护装置的作用和基本要求继电保护装置的作用和基本要求继电保护装置的作用和基本要求继电保护装置的作用和基本要求1. 了解继电保护装置，作用，基本要求。
2. 掌握继电保护装置的组成 一、一、 继电保护装置的作用继电保护装置的作用1. 继电器及继电保护装置定义继电器及继电保护装置定义继电器定义：一种在其输入的物理量达到规定值时，其电气输出电路接通或分断的自动电器继电保护装置定义：指一个或多个保护元件（如继电器）和逻辑元件按要求组配在一起、并完成电力系统中某项特定保护功能的装置 2. 继电保护装置的作用继电保护装置的作用（1）供电系统故障时，自动、迅速、有选择性地将故障电气元件从供电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电2）供电系统出现不正常工作状态时，能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求，发出预报信号3）继电保护装置与供电系统的自动装置配合，可以大大缩短事故停电时间，从而提高供电系统的运行可靠性 二、二、 继电保护装置基本要求继电保护装置基本要求继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求 （1）动作选择性（2）动作速动性（3）动作灵敏性（4）动作可靠性返回 §4—2 §4—2 常用的保护继电器常用的保护继电器常用的保护继电器常用的保护继电器1. 了解典型的电磁式继电器内部结构和文字代号、图形符号。
2. 掌握电磁式电流继电器、时间继电器、信号继电器等的作用、工作原理 一、电磁式电流继电器一、电磁式电流继电器1. 作用及符号作用及符号电磁式电流继电器图形符号a) 集中表示的图形符号 b) 分开表示的图形符号 2. 结构组成结构组成DL -10 系列电磁式电流继电器内部结构图1—电流线圈 2—电磁铁 3—Z 形钢舌片(衔铁) 4—静触点 5—动触点6—启动电流调节手柄 7—铭牌(标度盘) 8—轴承 9—反作用弹簧 10—轴 3.工作原理工作原理当继电器线圈通过电流时,电磁铁中产生磁通,使Z形衔铁(钢舌片)向磁极偏转,而轴上的反作用弹簧则阻止衔铁偏转当继电器线圈中的电流增大到使衔铁所受转矩大于弹簧的反作用力矩时,衔铁被吸近磁极,使常开触头4、5闭合,此时称为继电器的动作或启动能使电流继电器动作的最小电流,称为电流继电器的动作电流 二、电磁式时间继电器二、电磁式时间继电器1. 作用及符号作用及符号时间继电器图形符号a) 通电延时型 b) 断电延时型 2. 结构组成结构组成DS -110、DS -120 系列时间继电器内部结构图1—线圈 2—电磁铁 3—可动铁心 4—返回弹簧 5、6—瞬时静触点7—绝缘件 8—瞬时动触点 9—压杆 10—平衡锤 11—摆动卡板 12—扇形齿轮 13—传动齿轮 14—主动触点 15—主静触点 16—动作时限标度盘17—拉引弹簧 18—弹簧拉力调节机构 19—摩擦离合器 20—主齿轮 21—小齿轮 22—掣轮 23、24—钟表机构传动齿轮 3.工作原理工作原理在时间继电器线圈中接上工作电压后,可动铁心(衔铁)被瞬时吸入电磁线圈中,扇形齿轮的压杆被释放,在拉引弹簧的作用下使扇形齿轮按顺时针方向转动,并带动传动齿轮,经摩擦离合器,使同轴的主齿轮转动,带动钟表机构。
因钟表机构中摆动卡板和平衡锤的作用,使主动触头恒速运动,经过一定时间后与主静触头相接触,完成了时间继电器的动作过程通过改变主静触头的位置,也就是改变主动触头的行程,即可调整时间继电器的动作时间 三、电磁式中间继电器（三、电磁式中间继电器（KM））1. 作用及符号作用及符号中间继电器图形符号（线圈和触头） 2. 结构组成结构组成DZ10 系列中间继电器内部结构图1—线圈 2—电磁铁 3—弹簧 4—衔铁 5—动触点 6、7—静触点8—连接线 9—接线端子 10—底座 3.工作原理工作原理电磁式中间继电器一般都按电磁原理构成,当其线圈通电时,衔铁被快速吸向电磁铁,并带动触头动作,常开触头闭合,常闭触头断开当断开电源时,衔铁被快速释放,触头全部返回到起始位置 四、电磁式信号继电器四、电磁式信号继电器1. 作用及符号作用及符号电磁式信号继电器在继电保护装置中，属于信号单元器件，用来发出保护装置动作的指示信号电磁式信号继电器图形符号 2. 结构组成结构组成DX -11 型电磁式信号继电器内部结构图1—线圈 2—电磁铁 3—弹簧 4—衔铁 5—信号牌 6—玻璃窗口7—复位旋钮 8—动触点 9—静触点 10—接线端子 3.DX-11型电磁式信号继电器工作原理型电磁式信号继电器工作原理在正常状态时(未通电时),其信号牌被衔铁支持住,当继电器线圈通电时,衔铁被吸向铁心使信号牌掉下,显示动作信号,同时带动转轴旋转90°,固定在转轴上的动触头(导电条)与静触头接通,从而接通信号回路,发出音响或灯光信号。
若要信号停止,需旋转外壳上的复位旋钮,断开信号回路,同时使信号牌复位返回 §4—3 §4—3 电力变压器继电保护电力变压器继电保护电力变压器继电保护电力变压器继电保护1. 了解变压器常见的继电保护方式: 瓦斯保护、过电流保护、电流速断保护、差动保护等2. 掌握变压器瓦斯保护、定时限过电流保护的原理 一、电力变压器故障类型一、电力变压器故障类型1. 内部故障指油箱内的短路故障：包括变压器绕组的相间短路、变压器绕组的匝间短路、中性点接地侧的单相接地短路故障2. 外部故障指油箱外引出线的短路故障：包括相间短路、单相接地短路故障 二、变压器继电保护措施二、变压器继电保护措施1. 瓦斯保护瓦斯保护瓦斯保护又称气体保护，是利用瓦斯继电器（气体继电器）来保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护 FJ3 -80 型瓦斯继电器结构图1—上开口杯 2—永久磁铁 3—干簧触点 4—下开口杯 5—进油挡板6—平衡锤 7—挡板 8—支架 9—探针 10—放气阀 （1）瓦斯继电器保护原理1）轻瓦斯动作2）重瓦斯动作（2）变压器瓦斯保护的接线瓦斯继电器实物图 变压器瓦斯保护原理图T—电力变压器 KG—瓦斯继电器 KS—信号继电器 KM—中间继电器QF—断路器 YR—跳闸线圈 XB—切换片 2. 过电流保护过电流保护过电流保护框图KA—电流继电器 KT—时间继电器 KS—信号继电器 KM—中间继电器 （1）定时限过电流保护装置的组成和工作原理定时限过电流保护的原理与接线图a) 原理图 b) 接线图QF—断路器 KA—电流继电器 KT—时间继电器 KS—信号继电器KM—中间继电器 YR—QF 跳闸线圈 TA—电流互感器 （2）反时限过电流保护装置的组成和原理反时限过电流保护的原理与接线图a) 原理图 b) 接线图QF—断路器 KA—电流继电器 YR—QF 跳闸线圈 TA—电流互感器 3. 电流速断保护电流速断保护定时限过电流保护和电流速断保护电路图 DL 系列、GL 系列电流继电器实物图a) DL -20C 电流继电器 b) GL -20 电流继电器 4. 差动保护差动保护差动保护是根据基尔霍夫第一定律原理，利用故障时产生的不平衡电流使保护用继电器动作，使被保护设备的电源断路器开关跳闸，切断故障的一种保护。
变压器的差动保护主要用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相间及相对外壳的短路，也可用来保护变压器的匝间短路，其保护区在变压器一、二次侧所装电流互感器之间 返回 §4—4 §4—4 高压线路继电保护类型高压线路继电保护类型高压线路继电保护类型高压线路继电保护类型1. 了解高压线路常见故障及采取的保护措施2. 了解高压线路电流速断保护的死区及对策3. 掌握继电保护装置常见的接线方式4. 掌握高压线路定时限保护、电流速断保护的工作原理 一、企业高压线路常见故障一、企业高压线路常见故障工厂架空高压线路易发生断线、碰线、绝缘子被击穿、相间飞弧、各种形式的短路等故障针对以上故障，常采取相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护等 •线路中允许连续通过而不至于使电路过热的电流量称为线路的安•全载流量或安全电流;如线路中流过的电流量超过了安全电流值,就•称为线路过负荷 二、继电保护装置的接线方式二、继电保护装置的接线方式1. 两相一继电器式接线两相一继电器式接线两相一继电器式继电保护接线图 2. 两相两继电器式接线两相两继电器式接线两相两继电器式继电保护接线图 3. 三相三继电器式接线三相三继电器式接线在被保护线路的每一相上都装有电流互感器和电流继电器，分别反应每相电流的变化，这种接线方式对各种形式的短路故障都有反应。
当发生任何形式的相间短路时，最少有两个电流互感器二次侧的继电器中流过故障相对应的二次故障电流，故至少有两个继电器动作 三、定时限过电流保护三、定时限过电流保护 高压电力线路定时限过电流保护，其结构组成、原理与变压器过电流保护相同定时限过电流保护的动作电流应躲过线路的最大负荷电流，以免在最大负荷电流通过时保护装置误动作 四、电流速断保护四、电流速断保护高压电力线路电流速断保护，其结构组成、原理与变压器电流速断保护相同 这种保护装置不能保护的区域称为死区为弥补这种缺陷，凡装设有电流速断保护的线路，必须配备带时限的过电流保护返回 §4—5 §4—5 高压电动机继电保护类型高压电动机继电保护类型高压电动机继电保护类型高压电动机继电保护类型1. 了解什么是高压电动机及其优缺点2. 掌握高压电动机相间短路保护、过负荷保护的原理、接线方法及要求 一、相间短路保护一、相间短路保护1. 采用电流速断保护接线2. 采用纵联差动保护接线二、过负荷保护二、过负荷保护三、欠电压保护三、欠电压保护 一、相间短路保护一、相间短路保护1.采用电流速断保护接线采用电流速断保护接线 一般采用两相一继电器式接线。
电流速断保护的动作电流应按避开电动机的最大启动电流来整定2.采用纵联差动保护接线采用纵联差动保护接线 在3~10kV 系统中,电动机差动保护可以采用两相两继电器式接线,可以选用DL-11型电流继电器,也可以选用专门的差动继电器差动保护的动作电流应按避开电动机的额定电流来整定 二、过负荷保护二、过负荷保护 对生产过程中易发生过负荷的高压电动机，应装设过负荷保护引起过负荷的原因一般是电动机所带机械负载过大、电动机端电压降低或消失引起转速降低、供电回路一相断线、电动机机械部分发生故障等 过负荷保护可采用一相一继电器式接线过负荷保护的动作时间应大于电动机启动所需的时间，一般取10~15s 三、欠电压保护三、欠电压保护 当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时，需要断开的次要电动机和有备用自动投入机械的电动机，一般要求欠电压保护经0.5s动作于跳闸；生产过程不允许或不需要自启动的电动机，一般要求欠电压保护经0.5~1.5s动作于跳闸；在电源电压长时间消失后须从电网中自动断开的电动机，一般要求欠电压保护经5~20s动作于跳闸返回 §4—6 §4—6 企业变配电站的操作电源与自动装置企业变配电站的操作电源与自动装置企业变配电站的操作电源与自动装置企业变配电站的操作电源与自动装置了解变配电站的操作电源与自动装置的种类、作用等。
一、操作电源一、操作电源在变配电系统中，高压断路器的合闸回路、跳闸回路、控制回路、信号回路、保护回路以及继电保护装置中的操作回路等所需要的电源称为操作电源变配电站中的操作电源有交、直流两大类 1. 由蓄电池组供电的直流操作电源由蓄电池组供电的直流操作电源种类组成铅酸蓄电池 铅酸蓄电池的正极二氧化铅 （PbO2 ）和负极铅 （Pb）插入稀硫酸 (H2 SO4 )溶液里，就发生化学变化在两极板上产生不同的电位，这两个电位在外电路断开时的电位差就是蓄电池的电势单个铅蓄电池的额定端电压为 2 V，当多个铅酸蓄电池通过串、并联的方式组合后，可获得 220 V的直流操作电压镉镍蓄电池 镉镍蓄电池的正极为氧化镍氧化镍 [Ni (OH)3 ]或三氧化二镍 ( Ni2 O3 )正极的活性物，负极为镉 (Cd)，溶液为氧化钾 (KOH)或氧化钠 (NaOH)等碱溶液镉镍蓄电池单个额定端电压为1. 2 V，充电终了时端电压可达1. 75 V蓄电池组电源 2. 由整流装置供电的直流操作电源由整流装置供电的直流操作电源带电容器储能的直流装置C1、C2—储能电容器 WC—控制小母线 WF—闪光信号小母线 WO—合闸小母线 在正常情况下,各断路器的直流控制系统中的信号灯及重合闸继电器由信号回路供电,使这些元件不消耗电容器中储存的电能。
在保护回路装设二极管V1及V2的目的也是使电容器中储存的电能仅用来维持保护回路的电源,而不向其他与保护(跳闸)无关的元件放电 带电容器储能的直流装置的优点是投资少、建设快,运行维护方便,但可靠性不如带镉镍电池组储能的直流装置 带镉镍电池组储能的直流装置 3. 交流操作电源交流操作电源采用交流操作电源时，对控制、信号、自动装置及事故照明等均由所用变压器供电而对于某些继电保护装置，通常则由专用的电流互感器所传递的短路电流作为操作电源 二、自动装置二、自动装置1. 电力线路的自动重合闸装置电力线路的自动重合闸装置电气一次自动重合闸基本原理电路图 2. 备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置主电路图a) 明备用 b) 暗备用 §4—7 §4—7 企业变配电站的控制和信号回路企业变配电站的控制和信号回路企业变配电站的控制和信号回路企业变配电站的控制和信号回路1. 了解变配电所断路器的控制回路和信号回路2. 了解变配电所中央信号装置 一、断路器的控制和信号回路一、断路器的控制和信号回路1. 控制开关控制开关控制开关又称万能转换开关，是控制回路中的主要元件，运行人员通过控制开关，发出操作命令，对断路器进行手动合闸或跳闸操作。
控制开关是一种有转动手柄的组合式开关它由外壳、转动手柄和触点盒等几部分组成，每个控制开关所装触点的节数及形式可根据不同的控制回路进行组合 2．断路器的操作机构．断路器的操作机构断路器的操作机构是指使断路器分、合闸操作的机构断路器操作机构的类型有电磁操作机构（CD）、弹簧储能操作机构（CT）、手动操作机构（CS）及液压操作机构（CY）等目前用得最多的是电磁操作机构 3. 手动操作的断路器控制和信号回路手动操作的断路器控制和信号回路手动操作的断路器控制回路和信号回路WC—控制小母线 WS—信号小母线 HG—绿色指示灯 HR—红色指示灯 R—限流电阻器 YR—跳闸线圈(脱扣器) KM—继电保护触点QF1 ~3—断路器QF 的辅助触点 QM—手动操作机构辅助触点 4. 电磁操作的断路器控制回路和信号回路电磁操作的断路器控制回路和信号回路电磁操作机构的断路器控制回路和信号回路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—事故信号音响小母线 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 KA—继电保护触点 QF1 ~3—断路器QF 的辅助触点 HG—绿色指示灯 HR—红色指示灯 ON—合闸操作方向 OFF—跳闸操作方向 二、中央信号装置二、中央信号装置中央信号装置是指装设在变配电所值班室或控制室中的信号装置。
1. 事故信号装置事故信号装置事故信号的作用是在断路器事故跳闸时，通知值班人员断路器事故跳闸时有两种信号：音响信号通常采用电笛（蜂鸣器）和灯光信号（绿灯闪光） 由ZC -23 型冲击继电器构成的事故音响信号装置WS—信号小母线 WAS—事故信号音响小母线 SA—控制开关 SB1—试验按钮 SB2—音响解除按钮 KU—冲击继电器 KR—干簧继电器KM—中间继电器 KT—时间继电器 TA—脉冲变流器 2. 预告信号装置预告信号装置在企业供配电系统中若出现不正常工作状态时，通过预告信号通知值班人员，使其及时采取适当措施消除这些不正常状态，以避免发生事故 预告信号应该同时发出单独的灯光信号和公用的音响信号 不能重复动作的中央预告音响信号装置WS—信号小母线 WFS—预告信号小母线 SB1—试验按钮SB2—音响解除按钮 KA—继电保护触点 KM—中间继电器 HY—黄色信号灯HL—光字牌指示灯 HA—电铃返回 §5－－1 企业电力线路的接线方式企业电力线路的接线方式§5－－2 架空线路的结构与敷设架空线路的结构与敷设§5－－3 电力电缆的结构、种类和敷设电力电缆的结构、种类和敷设§5－－4 车间线路的结构和敷设车间线路的结构和敷设§5－－5 电力线路导线截面的选择电力线路导线截面的选择§5－－6 电力线路的运行与维护电力线路的运行与维护 §5—1 企业电力线路的接线方式企业电力线路的接线方式了解雷电过电压的含义、分类和危害。
一、企业电力线路的接线方式一、企业电力线路的接线方式工厂电力线路分类：按电压高低分有高压线路（1 kV以上线路）和低压线路（1 kV及以下线路）按结构形式分为架空线路、电缆线路和室内（车间）线路等工厂常见高、低压电力线路的接线方式有放射式、树干式和环形接线等 企业高、低压电力线路的接线方式比较 续表续表返回 §5—2 架空线路的结构与敷设架空线路的结构与敷设1.掌握架空线路的结构与组成2.了解架空线路的敷设方式 由于架空线路与电缆线路相比有较多优点,如结构简单、施工容易、投资少、维护和检修方便、易于发现和排除故障等，所以，架空线路在一般企业中应用相当广泛但由于其易受雷击、风暴、冰雪和空气污染影响，占用地面和空间，因此,很多有条件的企业都逐渐减少架空线路，改为用电缆线路供电 架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成，如图所示为了防雷，有的高压架空线路上还装设有避雷线(又称架空地线)为了加强电杆的稳固性，有的电杆还安装有拉线或扳桩 工厂架空线路a) 实物图 b) 低压架空线路结构 c) 高压架空线路结构1—低压导线 2—针式绝缘子 3—低压横担 4—低压电杆 5—高压横担6—高压悬式绝缘子串 7—高压线夹 8—高压导线 9—高压电杆 10—避雷线 一、一、 架空线路的导线和避雷线架空线路的导线和避雷线导线是线路的主体，担负着传导电流、输送电能的作用，常用的有铜绞线、铝绞线和钢芯铝绞线等。
避雷线一般采用截面积不小于35mm2的镀锌钢绞线 二、二、 电杆、横担电杆、横担电杆是支持导线、避雷线的支柱，是架空线路的重要组成部分对电杆的要求，主要是要有足够的机械强度，同时要经久耐用、价廉、便于搬运和安装电杆按其采用的材料分为木杆、水泥杆和铁塔等三种 电杆种类终端杆直线杆分支杆图片几种常见电杆 电杆种类转角杆耐张杆图片续表续表 三、拉线三、拉线 拉线是地面加固电杆的一种有效措施它能抵抗风力，在承受不平衡拉力的电杆上，拉线还用来平衡电杆各方面的拉力，防止电杆倾倒如终端杆、转角杆、分段杆等往往都装有拉线 各种杆型在低压架空线路上的应用示意图1、5、11、14—终端杆 2、9—分支杆 3—转角杆4、6、7、10—直线杆(中间杆) 8—分段杆(耐张杆) 12、13—跨越杆 拉线的结构1—电杆 2—固定拉线的抱箍 3—上把 4—拉线绝缘子5—腰把 6—花篮螺钉 7—底把 8—拉线底座 四、四、 绝缘子和金具绝缘子和金具绝缘子又称瓷瓶，是用来支持导线的绝缘体绝缘子使导线与横担、杆塔之间保持足够的绝缘，同时承受导线垂直方向的荷重和水平方向的作用力 线路金具是指用来连接导线、安装横担和绝缘子等所用的金属部件。
架空线路绝缘子和金具a) 金具 b) 绝缘子 五、架空线路的敷设五、架空线路的敷设（1）敷设的要求 敷设时应综合考虑运行、施工、交通条件和敷设路径长度等因素2）导线在电杆上的排列方式 三相四线制低压架空线路的导线，一般都采用水平排列； 三相三线制架空线路的导线，可三角形排列，也可水平排列； 多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列 导线在电杆上的排列方式1—电杆 2—横担 3—导线 4—避雷线返回 §5—3 电力电缆的结构、种类和敷设电力电缆的结构、种类和敷设1.掌握电力电缆的结构和种类2.了解电力电缆的敷设方法3.能根据工作条件选择电缆敷设路径 一、一、 电缆的结构电缆的结构电缆是一种特殊的导线，在几根（或单根）绞绕的绝缘导电芯线外面，统包有绝缘层和保护层 电缆线芯分铜芯和铝芯两种；按线芯数目可分为单芯、双芯、三芯和四芯；按截面形状又可分为圆形、半圆形和扇形三种 电缆结构图 二、二、 电力电缆种类电力电缆种类电缆种类优缺点应用油浸纸绝缘电缆 成本低、耐热性能好、工作寿命长、结构简单但因油易流淌 ,不宜做高落差敷设应用相当普遍塑料绝缘电缆 结构简单、制造加工方便、质量较轻、敷设安装方便、不受安装高度限制 ，能防酸碱腐蚀。
分为聚氯乙烯绝缘及护套电缆和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆两种 有逐步取代油浸纸绝缘电缆的趋势橡胶绝缘电缆 柔软性好、易弯曲，在很大的温差范围内具有弹性，耐寒性能较好，有较好的电气性能、力学性能和化学稳定性，对气体、潮气、水的防渗透性较好但橡胶绝缘电缆耐电晕、耐臭氧、耐热、耐油的性能较差 适宜做多次拆装的线路，做低压电缆使用工厂常用电缆的比较 油浸纸绝缘电力电缆1—缆芯(铝芯或铜芯) 2—油浸纸绝缘层 3—麻筋(填充物) 4—油浸纸(统包绝缘) 5—铝包(或铅包) 6—纸带(内护层) 7—麻包(内护层) 8—钢铠(外护层) 9—麻被(外扩层) 橡胶绝缘电缆塑料绝缘电缆 三、电缆的敷设三、电缆的敷设1. 电缆的敷设方式电缆的敷设方式电缆直接埋地敷设1—电力电缆 2—砂 3—保护盖板 4—填土 电缆在电缆沟内敷设a) 户内电缆沟 b) 户外电缆沟 c) 厂区电缆沟1—盖板 2—电缆 3—电缆支架 4—预埋铁件 电缆沿墙敷设1—电缆 2—电缆支架 3—预埋铁件 电缆桥架1—支架 2—盖板 3—支臂 4—线槽 5—水平分支线槽 6—垂直分支线槽 2.电缆敷设路径的选择电缆敷设路径的选择选择电缆敷设路径时，应考虑以下原则：（1）避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害。
2）在满足安全要求条件下应使电缆较短3）便于敷设、维护；避开将要挖掘施工的地方3.电缆敷设的要求电缆敷设的要求敷设电缆，一定要严格遵守有关技术规程的规定和设计的要求 地坪有广义和狭义之分,广义上的地坪是指各种地面的统称,狭义地坪则是指通过一些工具及材料使地面呈现出良好的装饰效果地坪是底层房间与土层相接触的部分,它承受底层房间的荷载,要求具有一定的强度和刚度,并具有防潮、防水、保暖、耐磨的性能返回 §5—4 车间线路的结构和敷设车间线路的结构和敷设1.掌握车间线路的结构组成2.了解车间线路的敷设方法 车间线路，包括室内配电线路和室外配电线路室内配电线路大多采用绝缘导线，少数采用电缆室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路，都采用绝缘导线，也包括车间之间用绝缘导线敷设的短距离的低压架空线路 一、一、 绝缘导线的分类和敷设绝缘导线的分类和敷设绝缘导线按芯线材质分为铜芯和铝芯两种绝缘导线按绝缘材料分为橡皮绝缘和塑料绝缘两种 绝缘导线的敷设方式分为明敷和暗敷两种 二、裸导线的结构和敷设二、裸导线的结构和敷设车间内的配电裸导线大多采取硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。
车间中以采用LMY型硬铝母线或采用封闭式母线槽布线最为普遍 封闭式母线在车间内的应用1—馈电母线槽 2—配电装置 3—插接式母线槽 4—机床 5—照明母线槽 6—灯具 封闭式母线水平敷设时, 至地面的距离不应小于2. 2 m封闭式母线水平敷设的支持点间距不宜大于2 m封闭式母线终端无引出、引入线时，端头应封闭封闭式母线的插接分支点应设在安全及安装维护方便的地方导线类别 U相 V相 W相 N线、 PEN线 PE线涂漆颜色黄绿红淡蓝黄绿双色交流三相系统中裸导线的涂色返回 §5—5 电力线路导线截面的选择电力线路导线截面的选择1.掌握电力线路导线截面的选用原则2.能根据技术要求正确选择电力线路导线的截面 一、选择原则一、选择原则条 件要 求发热条件导线和电缆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计算电流时产生的电压损失，不应超过正常运行时允许的电压损失经济电流密度条件10kV及以下线路通常不按经济电流密度选择；35kV及以上线路宜按此选择，使线路的年运行费用最小机械强度条件导线截面不应小于其最小允许截面导线和电缆截面须满足的条件 二、二、 选择方法选择方法1.按发热条件选择导线和电缆截面按发热条件选择导线和电缆截面（1）三相系统中相线截面的选择（2）中性线（N线）截面的选择（3）保护线（PE线）截面的选择（4）保护中性线（PEN线）截面的选择 2.按经济电流密度选择导线和电缆截面按经济电流密度选择导线和电缆截面线路类别导线材质年最大负荷利用小时 （h）3 000以下 3 000 ~ 5 000 5 000以上架空线路铝1. 651. 150. 90铜3. 002. 251. 75电缆线路铝1. 921. 731. 54铜2. 502. 252. 00导线和电缆的经济电流密度（S/mm2）3.按允许电压损失选择导线和电缆截面按允许电压损失选择导线和电缆截面 所谓电压损失是线路首、末两端电压的代数差。
返回 §5—6 电力线路的运行与维护电力线路的运行与维护1.了解电力线路的运行维护要求2.了解电力线路的运行维护巡视项目3.了解线路运行中突然停电的处理方法 一、一、 架空线路的运行维护架空线路的运行维护1.一般要求一般要求 对厂区架空线路，一般要求每月进行一次巡视检查，并根据负荷情况适当进行夜间巡视 2.巡视项目巡视项目（1）检查电杆有无倾斜、变形、腐朽、损坏及基础下沉等现象，如有则应设法修理2）检查沿线路的地面是否堆放有易燃、易爆和强腐蚀性物体，如有则应立即设法挪开3）检查沿线路周围，有无危险建筑物，在雷雨季节和大风季节里，应尽可能保证这些建筑物不致对线路造成损坏 （4）检查线路上有无树枝、风筝等悬挂杂物，如有则应设法清除5）检查拉线和扳桩是否完好，绑扎线是否紧固可靠，如有缺陷则应设法修理或更换6）检查导线的接头是否接触良好，有无过热发红、严重氧化、腐蚀或断脱、绝缘子破损和放电现象，如有则应设法修理或更换 （7）检查避雷装置的接地是否良好，接地线有无锈断情况，在雷电季节到来之前，应重点检查，以确保防雷安全8）检查有无其他危及线路安全运行的异常情况在巡视中发现的异常情况，应记入专用记录本内， 重要情况应及时汇报，请示处理。
二、二、 电缆线路的运行维护电缆线路的运行维护1.一般要求一般要求一般要求每季巡视检查一次，并应经常监视其负荷大小和发热情况 2.巡视项目巡视项目（1）检查电缆头及绝缘套管有无破损和放电痕迹；对填充有电缆胶（油）的电缆头，还应检查有无漏油、溢胶现象 （2）对明敷电缆，须检查电缆外皮有无锈蚀、损伤，沿线支架或挂钩有无脱落，线路上及附近有无堆放易燃、易爆及强腐蚀性物体3）对暗敷及埋地电缆，应检查沿线的盖板和其他保护物是否完好，有无挖掘痕迹，路线标桩是否完整无缺 （4）检查电缆沟内有无积水或渗水现象，是否堆有杂物及易燃、易爆危险品5）检查线路上各种接地是否良好，有无松脱、断股和腐蚀现象6）检查有无其他危及电缆安全运行的异常情况 三、三、 车间配电线路的运行维护车间配电线路的运行维护1.一般要求一般要求每周巡视检查一次2.巡视项目巡视项目（1）检查导线的发热情况2）检查线路的负荷情况 （3）检查配电箱、分线盒、开关、熔断器、母线槽及接地保护装置等的运行情况4）检查线路上和线路周围有无影响线路安全的异常情况5）对敷设在潮湿、有腐蚀性物质场所的线路和设备，要作定期的绝缘检查，绝缘电阻一般不得低于0.5MΩ。
四、四、 线路运行中突然停电的处理线路运行中突然停电的处理1.当进线没有电压时，说明是电力系统方面暂时停电2.当双回路进线中的一回路进线停电时，应立即进行倒闸操作，将负荷特别是重要负荷转移给另一进线回路供电 3.厂内架空线路发生故障使开关跳闸时，如开关的断流容量允许，可以试合一次，争取尽快恢复供电 4.对放射式线路中某一分支线上的故障检查，可采用“分路合闸检查”的方法，将故障范围逐步缩小，找出故障线路，并迅速恢复其他完好线路的供电 返回 §6－－1 雷电过电压雷电过电压§6－－2 防雷装置防雷装置§6－－3 防雷措施防雷措施§6－－4 电气设备接地电气设备接地 §6—1 雷电过电压 雷电过电压了解雷电过电压的含义、分类和危害 过电压是指在电气线路或电气设备上出现的超过正常工作电压的对绝缘有危险的异常电压过电压按产生的原因不同，分为内部过电压和雷电过电压两大类一、过电压的概念一、过电压的概念 内部过电压是指由于电力系统本身的开关操作、负荷变化或发生故障等原因，使系统的工作状态突然改变而引起的过电压 大气过电压又称雷电过电压，是由于电力系统中的设备、线路或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。
二二、直击雷过电压、直击雷过电压直击雷过电压示意图a) 积云 b) 放电 三、感应雷过电压三、感应雷过电压感应雷过电压的形成a) 雷云路上方时 b) 雷云对地(或其他雷云) 放电后 四、雷电波侵入四、雷电波侵入直击雷或雷电感应会产生的高电位的电磁波，称为雷电波，雷电波会沿架空线或金属管道侵入变配电站或用户而造成危害 返回 §6—2 §6—2 防雷装置防雷装置防雷装置防雷装置1. 了解接闪器的分类及避雷针、避雷线的作用2. 了解避雷器的分类及其不同的应用场所 一、避雷针、避雷线、避雷网和避雷带一、避雷针、避雷线、避雷网和避雷带 1. 避雷针避雷针避雷针采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成，供各种铁塔、油罐、烟囱及高层建筑物等安装使用避雷针 2. 避雷线避雷线避雷线的功能和原理与避雷针基本相同，保护架空线路或其他物体免遭直接雷击 避雷线 3. 避雷带避雷带避雷带 4. 避雷网避雷网避雷网 二、避雷器二、避雷器 避雷器是用来防止雷电过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘，或防止雷电电磁脉冲对电子信息系统的电磁干扰避雷器的连接 1. 阀型避雷器阀型避雷器阀型避雷器由装在密封瓷套管中的火花间隙和阀片（非线性电阻）串联组成。
阀型避雷器实物图 阀型避雷器的结构a) FS 型 b) FZ 型a) FS 型 1—上接线端 2—火花间隙 3—云母片 4—瓷套管 5—阀片 6—下接线端b) FZ 型 1—火花间隙 2—阀片 3—瓷套管 4—云母片 5—分路电阻器 2. 管型避雷器管型避雷器管型避雷器又称排气式避雷器，由产气管、内部间隙和外部间隙三部分组成管型避雷器a) 实物图 b) 结构示意图1—产气管 2—棒形电极 3—环形电极 4—接地支座5—管口 6—线路 S1 —外部间隙 S2 —内部间隙 3. 保护间隙保护间隙保护间隙又称角型避雷器，是最为简单经济的防雷设备，结构十分简单 保护间隙a) 双支持绝缘子单间隙 b) 单支持绝缘子单间隙 c) 双支持绝缘子双间隙s—保护间隙 s1 —主间隙 s2 —辅助间隙 变压器中性点保护间隙装置 4. 金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器实物图 5. 电涌保护器电涌保护器电涌保护器又称浪涌保护器，是用于低压配电系统中电子信号设备上的一种雷电电磁脉冲（浪涌电压）保护设备 电涌保护器实物图返回 §6—3 §6—3 防雷措施防雷措施防雷措施防雷措施掌握架空线路， 变、配电所，配电设备防雷保护的方法。
一、架空线路防雷保护一、架空线路防雷保护1. 装设避雷线 2. 提高线路自身的绝缘水平3. 装设避雷器或保护间隙 二、变配电所防雷保护二、变配电所防雷保护1. 装设避雷针防止直击雷装设避雷针防止直击雷 2. 装设避雷线或避雷器对侵入雷电波装设避雷线或避雷器对侵入雷电波对于35kV及以上的变配电所架空进线上，一般架设1～2km的避雷线用来防止雷击闪络引起的雷电侵入波对变电所电气设备的危害 顶线绝缘子上装设保护间隙示意图1—绝缘子 2—架空导线 3—保护间隙 4—接地引下线 5—电杆 变配电所防护雷电波侵入示意图a) 3 ~10 kV 架空和电缆进线 b) 35 kV 架空和电缆进线FV—阀型避雷器 FE—管型(排气式) 避雷器 FMO—金属氧化物避雷器 三、高压电动机的防雷保护三、高压电动机的防雷保护高压电动机防护雷电波侵入示意图FV1—普通阀型避雷器 FE—管型(排气式) 避雷器 FV2—磁吹阀型避雷器 四、配电设备防雷保护四、配电设备防雷保护1. 配电变压器及柱上油开关的保护配电变压器及柱上油开关的保护 3～35 kV配电变压器一般采用阀式避雷器保护柱上油开关可用阀型避雷器或管型避雷器来保护。
2. 低压线路的保护低压线路的保护 低压线路的保护，是将靠近建筑物的一根电杆上的绝缘子铁脚接地 返回 §6—4 §6—4 电气设备接地电气设备接地电气设备接地电气设备接地1. 了解电气设备的接地目的、接地装置的构成和散流效应原理2. 掌握电气设备的工作接地、保护接地和重复接地的方法 接地是指电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接将埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体（或接地极）接地体分为人工接地体和自然接地体连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线 一、电气设备接地目的一、电气设备接地目的1．防止人体触电．防止人体触电 2．防止电气设备的机械性损坏．防止电气设备的机械性损坏 3．防止火灾及爆炸发生．防止火灾及爆炸发生 4．保证电气设备正常工作．保证电气设备正常工作 1.防止人体触电防止人体触电 当人体接触或接近带电体时,让人体与带电体处在同一电位时可避免触电而要保持相同的电位，最简便的做法就是使电气设备的某部分与大地连接起来2.防止电气设备的机械性损坏防止电气设备的机械性损坏 在供电系统遭受雷击、受到冲击电流的冲击、遭受静电或出现共振等影响时，以及在与其他高压系统发生剐碰事故的情况下，供电系统中会出现过电压,可能导致电气设备绝缘材料的损坏或性能变坏等,采取接地措施，可以有效地抑制住过电压的出现。
3.防止火灾及爆炸发生防止火灾及爆炸发生因用电而导致火灾或爆炸的点火源,主要来自雷电袭击、静电放电、电火花、电弧,以及电气设备的加热和漏电等采取接地措施,在系统正常运行和发生事故的情况下可以有效地抑制点火源的出现4.保证电气设备正常工作保证电气设备正常工作很多电气设备在正常工作时是必须接地的,如变压器的中性点、防了电气设备的正常工作以及保障人身安全,需要接地的场合必须接地 二、接地装置的构成二、接地装置的构成将接地线和接地体合称为接地装置将接地体在大地中通过接地线连接起来的整体称为接地网接地装置是由接地体和接地线两部分构成，接地线通常采用25 mm×4 mm、40 mm×4 mm扁钢或直径为16 mm 的圆钢接地线又分为接地干线和接地支线 接地网示意图1—接地体 2—接地干线 3—接地支线 4—电气设备 三、接地装置的散流效应三、接地装置的散流效应1．接地电流与对地电压．接地电流与对地电压接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线 2．接触电压和跨步电压．接触电压和跨步电压接触电压和跨步电压 四、电气设备的接地四、电气设备的接地1．工作接地．工作接地工作接地是为保证电力系统和设备可靠运行，达到正常工作要求而进行的一种接地。
工作接地示意图1—变压器 2—电动机 3—接地装置 4—中性线 N′—中性点 2．保护接地．保护接地保护接地的作用示意图a) 未装保护接地时情况 b) 装有保护接地时情况 保护接地示意图1—变压器 2—电动机 3—接地装置 4—中性线 N′—中性点 3.保护接零保护接零 将设备的金属外壳经公共的PE线(如在TN-S系统中)或PEN 线(如在TN-C系统中)接地,称为保护接零,它多用于中性点接地的低压三相四线制系统 同一低压配电系统中,不允许有的设备采取保护接地而有的设备却采取保护接零 4. 重复接地重复接地重复接地的作用说明示意图a) 未重复接地系统，PE 或PEN 线断线时情况b) 重复接地系统，PE 或PEN 线断线时情况返回 §7－－1 电气照明的基本概念电气照明的基本概念§7－－2 电光源、照明器及其选择电光源、照明器及其选择§7－－3 照明种类及照度标准照明种类及照度标准§7－－4 照明器的布置与供电方式照明器的布置与供电方式 §7—1 §7—1 电气照明的基本概念电气照明的基本概念电气照明的基本概念电气照明的基本概念1. 了解光的概念和光谱的基本知识。
2. 了解光通量、发光强度、照度、亮度及物体的光照性能、光源的显色性能等含义3. 掌握照明的方式、种类以及照明质量要求的意义 工厂照明按其光源方式分为自然照明（自然采光）和人工照明两大类电气照明因为具有灯光稳定、色彩丰富、控制调节方便和安全经济等优点，因而成为人工照明中应用最为广泛的一种照明方式 一、光和光谱一、光和光谱光是物质的一种形态，是一种波长比无线电波短又比X 射线长的电磁波，而所有电磁波都具有辐射能在电磁波的辐射谱中，光谱的大致范围包括：（1）红外线（红外辐射），波长为780nm ~1mm2）可见光（可见辐射），波长为380~780nm3）紫外线（紫外辐射），波长为1~380nm 物理量名称符号定 义单位光通量Φ光通量简称光通，是指光源在单位时间内向周围空间辐射出的使人眼产生光感的能量流明（lm）光 强Ι发光强度简称光强，是指光源向周围空间某一方向单位立体角内辐射的光通量，即称为光源在该方向上的光强它表示光源发光的强弱Ι=Φ/ΩΦ-光源在立体角Ω内所辐射的总光通量 Ω-空间立体角坎德拉（cd）照 度E照度是指受照物体表面单位面积投射的光通量如果光通Φ均匀地投射在面积为A的表面上，则该表面的照度值为：E=Φ/A勒克斯（lx）亮 度L亮度是指发光体在视线方向单位投影面上的发光强度。
发光体不仅是指光源，受照表面的反射光通也可以看作为间接光源研究证明，发光体的亮度值实际上与视线方向无关坎德拉每平方米（cd/m2）二、照明技术中常用的物理量二、照明技术中常用的物理量照明技术中常用的物理量 三、物体的光照性能三、物体的光照性能物体的光照性能说明图 参数名称参数名称定义定义符号符号公式公式反射比（反射系数）反射光通量与总投射光通量之比ρρ=Φρ/Φ吸收比（吸收系数）吸收光通量与总投射光通量之比αα=Φα/Φ透射比（透射系数）透射光通量与总投射光通量之比ττ=Φτ/Φ注：ρ+α+τ=1光照性能参数表 四、光源的显色性能四、光源的显色性能光源的显色性是指光源对被照物体颜色显现的性能物体的颜色以日光或与日光相当的参考光源照射下的颜色为准以显色指数表征光源的显色性 五、照明的质量五、照明的质量1. 合理的照度和均匀度合理的照度和均匀度 2. 眩光的限制眩光的限制眩光是由于亮度分布不均匀，或亮度变化幅度太大，造成观看物体时感觉不舒适或视力下降 3. 光源良好的显色性光源良好的显色性 返回 §7—2 §7—2 电光源、照明器及其选择电光源、照明器及其选择电光源、照明器及其选择电光源、照明器及其选择1. 了解电光源的类型，掌握高压钠灯等几种常用电光源的主要特点。
2. 了解企业常用电光源的特性，掌握电光源的选择原则3.能根据企业使用需求正确选择电光源4. 了解企业常用照明器的类型，掌握照明器类型的选择方法 一、企业常用电光源的类型一、企业常用电光源的类型常用的电光源按发光原理可分为热辐射光源和气体放电光源两类电光源分类定义举例热辐射光源利用物体加热时辐射发光的原理所制成的光源白炽灯、卤钨灯等气体放电光源利用气体放电时发光的原理所制成的光源 荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等电光源的分类 1. 白炽灯白炽灯白炽灯是靠灯丝（钨丝）通过电流加热到白炽状态时而引起热辐射发光的 白炽灯实物图 白炽灯结构图1—玻璃外壳 2—灯丝(钨丝) 3—支架(钼线)4—电极(镍丝) 5—玻璃芯柱 6—杜美丝(铜铁镍合金丝)7—引入线(铜丝) 8—排气尾管 9—灯头10—密封胶泥 11—锡焊接触端 拆换和清扫灯泡时, 应该关闭电灯开关, 注意不要触及灯泡的螺口部分, 以免触电 2. 卤钨灯卤钨灯卤钨灯是利用卤钨循环的原理，在石英玻璃管中充入微量的卤化物气体（碘化物或溴化物），提高了灯的光效（比白炽灯高30％）和使用寿命 卤钨灯结构图1—灯脚 2—钼箔 3—灯丝(钨丝) 4—支架 5—石英玻璃管(内充微量卤素) 卤钨灯实物图 3. 荧光灯荧光灯荧光灯可分为普通直管形荧光灯（管外径大于26 mm）、稀土三基色细管径荧光灯和紧凑型节能荧光灯。
荧光灯实物图 荧光灯利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光放电，发出少许可见光和大量的紫外线，紫外线再激励管内壁涂覆的荧光粉，使之再辐射出大量的可见光荧光灯光视效能比白炽灯高，使用寿命也比白炽灯长荧光灯结构示意图1—灯头 2—灯脚 3—玻璃芯柱 4—灯丝(钨丝、电极)5—玻璃管(内壁涂荧光粉，充惰性气体) 6—汞 荧光灯的接线S—启辉器 L—镇流器 C—电容器 常见问题原因和解决方法荧光灯灯管两端发黑灯管陈旧，寿命将止，不必维修，更换新灯管即可荧光灯电磁声较大镇流器质量较差，硅钢片振动严重，更换镇流器荧光灯灯光闪烁 灯管的质量不好，环境温度低或电源电压不稳等，需有针对性的处理荧光灯常见问题 4. 高压汞灯高压汞灯 高压汞灯又称高压水银荧光灯，是荧光灯的改进产品，是高气压的汞蒸气放电光源高压汞灯实物图 高压汞灯结构示意图1—支架及引线 2—启动电阻器3—启动电极 4—工作电极 5—放电管6—内部荧光粉涂层 7—玻璃外壳 高压汞灯接线图1—工作电极(第一主电极) 2—工作电极(第二主电极)3—启动电极(触发极) 4—限流电阻器 5. 高压钠灯高压钠灯 高压钠灯是一种高气压的钠蒸汽放电光源，它与高压汞灯的用法基本相同。
高压钠灯实物图 高压钠灯结构示意图1—主电极 2—半透明陶瓷放电管(内充钠、汞及氙或氖氩混合气体)3—玻璃外壳(内壁涂荧光粉，外壳内充氮气) 4—消气剂 5—螺旋灯头 6. 金属卤化物灯金属卤化物灯 金属卤化物灯是在汞灯里加进某些金属卤化物（如碘化钠、碘化铊），并控制适当的浓度制成的各种不同光色的金属卤化物灯金属卤化物灯实物图 金属卤化物灯结构示意图1—主电极 2—放电管(内充汞、稀有气体及金属卤化物)3—保温罩 4—石英玻璃外壳 5—消气剂6—启动电极 7—限流电阻器 8—灯头 7. 单灯混光灯单灯混光灯单灯混光灯是一种高效节能型新光源，可以由两支金属卤化物灯管芯或一支金属卤化物灯管芯与一支钠灯管芯（或一支汞灯管芯）串联组成，形成三个系列其性能优于以上介绍的高压汞灯等高强度气体放电灯（HID），在工厂中得到广泛应用 8. 管形氙灯管形氙灯氙灯是惰性气体放电弧光灯，氙气在高压下放电能产生很强的白光，接近连续光谱，和太阳光十分相似，故有“小太阳” 之称但工厂中用得较少 9. LED 灯灯LED 灯以发光二极管为发光器件，具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点。
LED 灯外形图 名称主要优点主要缺点使用范围白炽灯 结构简单、价格低廉、显色性好、使用方便、可以频繁开关 光视效能低、耐振性差、寿命短 广泛适用于工矿企业、机卤钨灯 寿命较长、光效较高 耐振性差、对电压波动比较敏感、不能作为移动式电光源 主要用于需要高照度工作场所的照明关学校和家庭等照明荧光灯 光视效能高、寿命长 显色性略差、有频闪现象、不适合频繁启动、适宜有辨色要求和有旋转运动的场合 适用于各类建筑的室内照明以及进行精细工作、照度高和长时间进行紧张视力工作的场所高压汞灯光视效能较高、寿命长 显色性差 ,不适合频繁开关或者比较重要的场合使用 适用于车站、广场、码头、运动场等大面积照明常用电光源的主要技术特点 名称主要优点主要缺点使用范围高压钠灯 光视效能比较高、寿命长、紫外线辐射少、透雾性好 显色性较差、电压波动对光通量影响大 适用于广场、道路等室外照明金属卤化物灯 光色好、光视效能高及受电压波动影响小 寿命短、光通保持性及光色一致性较差、电压波动对光通量影响较大 适用于电视、摄影、印染厂、体育场 (馆)等要求高照度、高显色性场所的照明管形氙灯 亮度高、光色一致性好、工作稳定、受环境温度影响小、寿命长 有频闪现象、电压波动对光通量影响较大 ,由于很接近太阳光,用于室内照明时应有防紫外线的滤光措施 适用于广场、车站、运动场、飞机场等大面积高亮度的照明 LED灯 光视效能高、适用性强、稳定性好、响应时间短、环保、显色性高、使用寿命长、高亮度、发热量低、坚固耐用、节能照射角度有限制 ,成本高 适用于工厂厂区照明、车间照明及建筑物外观照明、景观照明等续表续表 二、企业常用电光源的特性及选择二、企业常用电光源的特性及选择1. 常用电光源的特性常用电光源的特性电光源的主要性能指标有光视效能、寿命、色温、显色指数、启动性能等。
实际选用电光源时，一般首先考虑光视效能、寿命，其次才考虑显色指数、启动性能等 2. 常用电光源的选择原则常用电光源的选择原则（1）高度较低房间，如办公室、会议室及仪表、电子等生产车间，宜采用细管径直管形荧光灯2）高度较高的工业厂房，应按照生产使用要求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管径荧光灯3）一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯 （4）根据不同行业企业特点和企业不同地点的照明需求,分别采用气体放电灯照明与LED灯照明5）应急照明应选用能快速点亮的光源6）应根据识别颜色要求和场所特点,选用相应显色指数的光源 三、企业常用照明器的类型及其选择三、企业常用照明器的类型及其选择1. 企业常用照明器的类型企业常用照明器的类型（1）按配光曲线形状分类1）正弦分布型 2）广照型 3）漫射型4）配照型 5）深照型 （2）按照明器结构特点分类结构型式结构特点照明器类型举例开启型光源与外界相通配照灯、广照灯、探照灯闭合型光源被透明罩包起来，但内外空气仍相通圆球灯、吸顶灯密闭型光源被透明罩封闭 ，内外空气不能对流防潮灯、防水、防尘灯增安型 (防爆型 )光源被高强度灯罩密封，并且灯具能承受足够的压力防爆安全灯、荧光安全防爆灯隔爆型光源被高强度灯罩密封，灯座与灯罩之间有一隔爆间隙灯具按结构特点分类 2. 工厂常用照明器类型的选择工厂常用照明器类型的选择首先，照度上满足生产条件，尽量选用光效高、寿命长、直接配光的灯具。
其次，照明器的种类与使用的环境相匹配同时，考虑照明器的安装高度以及安装是否简便，更换灯泡是否容易最后，经济性，即照明器的投资费用及年运行维护费用 场所照明器选择一般的场所尽量选用开启型的灯具 ,以得到较高效率潮湿场所采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的敞开式灯具有腐蚀性气体或蒸气的场所采用防腐蚀密闭式灯具高温场所采用散热性能好、耐高温的灯具有尘埃的场所按防尘防护等级选择振动、摆动较大的场所采用防震和防脱落的灯具有爆炸或火灾危险场所采用防爆或防护型灯具有洁净要求的场所采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具需防止紫外线照射的场所采用隔紫灯具或无紫光源不同场所照明器类型的选择 工厂常用的照明器外形a) 配照型灯 b) 广照型灯 c) 深照型灯 d) 斜照型灯 e) 广照型防水灯f) 圆球型灯 g) 双罩型灯 h) 伸缩型灯(机床局部照明灯) 四、防爆灯具介绍四、防爆灯具介绍1. 防爆灯具定义防爆灯具定义防爆灯具指具有防爆性能的一类照明灯具CBD56 型隔爆型防爆灯安全型防爆白炽灯移动型防爆灯 2. 防爆灯具分类防爆灯具分类（1）按防爆型式分类可分为隔爆型、增安型、正压型、无火花型和粉尘防爆型共5 种主要类型，也可以由其他防爆型式和上述各种防爆型式组合，形成复合型和特殊型防爆灯具。
2）按防触电保护型式分类可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类 （3）按外壳的防护等级分类（4）按灯具设计的支撑面材料分类一类为仅适宜于安装在非可燃表面的灯具；另一类为适宜于直接安装在普通可燃材料表面的灯具，并有标记符号 （5）按光源不同分类可分为防爆白炽灯、防爆高压汞灯、防爆低压荧光灯、防爆混合光源灯等6）按安装使用形式分类可分为固定式、可移式、携带式 3. 防爆灯具的维护与检修防爆灯具的维护与检修防爆灯具在安装前要将铭牌与产品说明书要求进行核对，包括防爆型式、类别、级别、组别，外壳的防护等级，安装方式及安装用的紧固件要求等防爆灯具的安装要确保固定牢靠，紧固螺栓不得任意更换，弹簧垫圈应齐全防尘、防水用的密封圈安装时要原样放置好返回 §7—3 §7—3 照明种类及照度标准照明种类及照度标准照明种类及照度标准照明种类及照度标准1. 了解照明方式、照度标准了解照明方式、照度标准2. 掌握照明种类的分类掌握照明种类的分类3. 熟悉照明设施维护与管理的要求熟悉照明设施维护与管理的要求 照明方式定义一般照明指在整个场所或场所的某部分照度基本上均匀的照明分区一般照明指对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明局部照明指为了提高局部工作场所的照度，或工作场所对照度方向有要求而设置的区域照明。
混合照明又称综合照明，指由一般照明与局部照明组成的照明一、照明方式和种类一、照明方式和种类1. 照明方式照明方式照明方式分类表 2. 照明种类照明种类照明种类定义外形示图正常照明在正常情况下使用的室内外照明应急照明因正常照明的电源失效而启用的照明疏散照明作为应急照明的一部分，用于确保疏散通道被有效地辨认而使用的照明照明种类分类表 照明种类定义外形示图应急照明安全照明作为应急照明的一部分，用于确保处于潜在危险之中的人员安全的照明 备用照明作为应急照明的一部分，用于确保正常活动正常进行的照明 值班照明指非工作时间，为值班所设置的照明警卫照明指用于警戒而安装的照明障碍照明指在可能危及航行安全的建筑物或构筑物上安装的标志灯续表续表 二、照度标准二、照度标准国家标准《建筑照明设计标准》中规定: 照度标准值应按0.5 lx、1 lx、3 lx、5 lx、10 lx、15 lx、20 lx、30 lx、50 lx、75 lx、100 lx、150 lx、200 lx、300 lx、500 lx、750 lx、1 000 lx、1 500 lx、2 000 lx、3 000 lx、5 000 lx 分级。
三、照明设施维护与管理三、照明设施维护与管理（1）有专业人员负责照明维修和安全检查，并做好维护记录，专职或兼职人员负责照明运行2）建立清洁光源、灯具的制度，根据标准规定的次数定期进行擦拭 （3）按照光源的寿命或点亮时间维持平均照度，定期更换光源4）更换光源时，应采用与原设计或实际安装相同的光源，不得任意更换光源的主要性能参数5）对于重要大型建筑的主要场所的照明设施，需要进行定期巡视和照度的检查、测试返回 §7—4 §7—4 照明器的布置与供电方式照明器的布置与供电方式照明器的布置与供电方式照明器的布置与供电方式 1. 了解照明器均匀布置、选择布置方法及其区别能根据使用需求设计布置方式 2. 掌握工作照明、应急照明等不同照明的供电方式 3.能根据技术要求正确选择照明线路导线截面 一、照明器布置方式一、照明器布置方式对照明器布置的要求是：第一，要保证工作面上照度不低于标准第二，应使工作面上的照度均匀，光线射向适当，无眩光阴影第三，要求照明器布置整齐美观，与环境协调，既维修方便，又安全经济 工厂车间照明器布置图a) 均匀布置 b) 选择布置 1. 均匀布置均匀布置照明器之间与行间距离均匀保持不变的布置称为均匀布置。
灯具均匀布置图a) 矩形布置 b) 菱形布置 光源种类灯具形式灯泡功率/W 最低悬挂高度/m 最高悬挂高度/m 白炽灯搪瓷反射罩或镜面反射罩 ≤100 150 ~ 200 300 ~ 5002. 5 3. 0 3. 5 12白炽灯乳白玻璃漫射罩 ≤100 150 ~ 200 300 ~ 5002. 53. 0 3. 5 12高压汞灯搪瓷罩或镜面罩 ≤250 ≥4005. 0 6. 0 18卤钨灯搪瓷反射罩或铝抛光反射罩 500 1 000 ~ 2 0006. 0 7. 0 24荧光灯搪瓷铁皮罩 ≤402. 0 4室内部分照明器距离地面的悬挂高度 2. 选择布置选择布置照明器的布置与生产设备的位置有关一般按工作面对称布置, 力求使工作面能获得最有利的光通量方向和消除阴影 二、照明供电电压与供电方式二、照明供电电压与供电方式1. 照明供电电压照明供电电压国家标准规定：工厂一般照明光源的电源电压应采用220 V1 500 W 及以上的高强度气体放电灯的电源电压宜采用380 V移动式和手提式灯具采用Ⅲ类灯具，用安全特低电压供电，其电压值为在干燥场所不大于50 V；在潮湿场所不大于25 V。
2. 照明供电方式照明供电方式照明供电宜采用放射式和树干式结合的供电系统1）一般工作照明常用照明供电系统图 （2）局部照明机床和固定工作台都带有动力线路，局部照明可与之共用电源3）室外照明室外照明负荷应与室内照明负荷分开供电，道路照明、警卫照明应接至变电所低压配电柜的专用回路 （4）应急照明由两台变压器交叉供电的应急照明供电系统 由一台变压器交叉供电的应急照明供电系统 3. 照明控制照明控制（1）公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制 （2）房间或场所装设有两列或多列灯具时，宜分组控制 （3）大中型建筑，按具体条件采用集中或集散的、多功能或单一功能的自动控制系统 三、照明线路导线截面选择三、照明线路导线截面选择1. 按允许电压损失选择导线截面按允许电压损失选择导线截面该导线截面S 计算公式如下：式中 C—计算系数； ΣM—线路中负荷功率矩之和，kW·m； P—线路的有功功率，kW； l—线路的长度，m；ΔUal—供电线路上允许的电压损失值，%线路额定电压/V 线路类别 C的计算式计算系数/C (kW·mm·m2 ) -1 铝线铜线 220/380 三相四线 γU2N/100 46. 276. 5两相三线 γU2N /225 20. 534. 0 220单相及直流 γU2N/200 7. 7412. 81101. 943. 21计算系数C 值表 2. 按发热条件校验导线截面按发热条件校验导线截面计算负荷电流，应小于导线长期允许电流值。
3. 导线允许电流与保护装置的配合导线允许电流与保护装置的配合导线截面长期允许电流应不小于保护装置的额定电流4. 按力学强度校验导线截面按力学强度校验导线截面选用的照明线路的导线截面面积还应不小于力学强度允许的导线最小截面面积返回 §8－－1 节约用电的意义和措施节约用电的意义和措施§8－－2 电动机与变压器的节能电动机与变压器的节能§8－－3 提高企业供电系统的功率因数提高企业供电系统的功率因数 §8—1 节约用电的意义和措施 节约用电的意义和措施1.了解节约用电的意义2.了解节约用电的主要措施 一、节约用电的意义一、节约用电的意义由于电能在能源中的特殊地位,目前,节能的关键在节电 我国电能的消耗70%以上来自企业,所以企业的电能节约特别值得重视虽然我国近几年电力行业投资较大、发展很快,但是仍赶不上用电(特别是企业用电和生活用电)的高速增长况且,我国的发电效率低,电能的利用率低 节约用电可以节省国家、企业相应的电力基础投资,企业可以降低成本、提高经济效益,还可以更好地保护环境因此,在企业供电系统中,要特别重视节电 节约用电是我国社会主义建设的基本方针，具有长期性和艰巨性。
研究节约用电的技术措施是企业电气工作人员的一项重要工作 二、节约用电的措施二、节约用电的措施1.加强节电宣传，提高节电意识加强节电宣传，提高节电意识 我国能源工作总方针是“开发和节约并重”“把节约放在优先位置”企业应加强对全体员工节电的宣传，提高他们的节电意识，树立长期节电思想2.杜绝浪费现象杜绝浪费现象 我国的大中型企业具有规模大、人数多等特点在很多职工中浪费电的现象严重,例如“长明灯”等，因此应教育职工节约用电3.加强节电的科学管理加强节电的科学管理 建立健全用电管理机构，落实计划用电、节约用电和降低电力消耗的各项措施制定一套科学有效的电力管理制度，建立厂、车间、班组的三级管理网络，责任落实到人 4.合理调整电力负荷合理调整电力负荷 根据供电电网的供电情况和用电部门的不同用电规律,合理地、有计划地安排各用电部门的用电时间，以降低高峰负荷，填补负荷低谷，充分发挥发、变电设备的供电能力5.开发使用节电设备开发使用节电设备 随着新材料、新工艺、新技术的不断出现，企业电气设备不断向节能、低耗的方向发展例如,目前变压器、电动机因所占比重较大，耗电量也大，所以技术人员始终不停地在开发、研制、生产节能型产品。
非晶合金低损失变压器技术、电动机变频调速技术、高效电机技术等新技术都得到了快速发展企业在购置设备时，应优先购买节电设备 6.合理选择设备容量合理选择设备容量 企业应根据所有用电负荷,科学合理的选择和配置变压器容量和台数以及经济运行方式,以提高设备的负荷率和运行效率使损失降到最小7.提高功率因数提高功率因数 无论是提高自然功率因数还是用无功补偿装置提高功率因数都可以使线路的电能损失减少,提高发、变电设备的供电能力返回 §8—2 电动机与变压器的节能 电动机与变压器的节能1.了解电动机和变压器的节能措施2.能正确计算变压器的功率损失和经济运行条件 一、电动机的节能一、电动机的节能 电动机是企业中应用最广泛的电气设备之一，也是消耗电能的主要设备之一合理选择和使用电动机在企业中十分重要 1.合理选择电动机合理选择电动机 合理选择电动机类型、功率，以及其他技术参数，使其符合所拖动的生产机械的负荷特性,使其在各种状态下稳定地工作，发挥其经济、技术上最佳效果1）优先选择节能电动机）优先选择节能电动机 所谓节能电动机，就是在设计制造上全面减低电动机本身的功率损失，以提高电动机的效率。
例如，Y系列节能电动机在较宽的负载范围内效率都较高,功率等级多，可以避免“大马拉小车”的弊病,具有启动转矩高、体积小、重量轻等优点 （（2）合理选择电动机类型）合理选择电动机类型 对启动、调速和制动无特殊要求的生产机械，应选择笼型电动机；若重载启动的生产机械，选用笼型电动机不能满足启动要求或加大功率不合理时，或调速范围不大的生产机械，且低速运行时间较短时，均选用绕线式电动机为宜；若对启动、调速和制动有特殊要求的生产机械，在交流电动机达不到要求时，可以选择直流电动机 （（3）合理选择电动机功率）合理选择电动机功率 运行实践表明，感应电动机的效率和功率因数是随负荷率的变化而变化的因此，若选用的电动机功率合适，不但能节约电能，而且还可以提高功率因数，降低无功损失例如，当电动机的负荷率低于40%时，可直接更换小功率的电动机 (4)合理选择电动机的机械特性合理选择电动机的机械特性 根据负荷特性合理选择电动机，对于提高电动机运行时的安全可靠性和节约电能具有实际意义只有电动机的机械特性与它所拖动的生产机械的负荷特性相匹配，才能达到既安全可靠又经济的目的 2.2.采用节电调速采用节电调速 利用电磁转差离合器调速、利用晶闸管串级调速、利用变频调速器调速均能使效率较高、损失小、节电效果明显。
3.提高功率因数提高功率因数(1)减少电动机的空载损失 感应电动机的空载损失主要是无功功率损失，减少电动机的空载损失，常用的方法是利用空载自停装置,减少有功和无功功率损失，提高电动机的功率因数2)提高检修质量 感应电动机出厂时各项技术参数应该是最佳的，而检修质量的好与坏对感应电动机的功率因数影响很大因此,确保检修质量，以达到或接近出厂时各项技术参数，就能达到节电的目的 4.定期保养、维护定期保养、维护 电动机的维护和保养往往不被重视，这造成电动机的效率降低，损失增加对电动机要定期检修、经常保养、及时维修，才能使电动机始终处于最佳状态，保证其效率和功率因数维持在较高的水平 二、变压器的节能二、变压器的节能 变压器的节能主要有两个方面：一是要选低损失型的变压器；二是要减少变压器运行时的功率损失变压器在供用电设备中属于效率较高的设备之一由于它是电源设备，需要长期连续运行，因此,变压器运行时的节能尤为重要 1.经济运行与无功经济当量的概念经济运行与无功经济当量的概念 变压器的经济运行是指变压器(单台或多台)运行时本身的有功损失最小、经济效益最佳的运行方式。
由于无功损失的存在，使得系统的电流增大,从而带来电力系统有功损失的增加 无功经济当量是表示供电系统在多发送1kvar的无功功率时,使供电系统增加的有功功率的千瓦数,常用Kq 表示，它与电力系统的容量、结构及计算点位置等多种因素有关对于企业变电站，无功经济当量Kq=0.02~0.15；对经二级变压的企业，Kq=0.05~0.08;对经三级变压的企业,Kq=0.1~0.15 2.变压器的功率损失及其计算变压器的功率损失及其计算变压器功率损失包括有功功率损失和无功功率损失两大部分 (1)变压器的有功功率损失变压器的有功功率损失变压器的有功功率损失由两部分组成1)铁心中的有功功率损失，即铁损ΔPFe铁损在变压器一次绕组的外施电压和频率不变的条件下，是固定不变的，与负荷无关铁损可由变压器空载实验测定变压器的空载损失ΔPo可认为就是铁损，因为变压器的空载电流Io 很小，在一次绕组中产生的有功损失可略去不计 2)有负荷时一、二次绕组中的有功功率损失,即铜损ΔPCu铜损与负荷电流的平方成正比铜损可由变压器短路实验测定变压器的短路损失ΔPk可认为就是铜损，因为变压器短路时一次侧短路电压Uk很小,在铁心中产生的有功功率损失可略去不计。
因此，变压器的有功功率损失为: (2)变压器的无功功率损失变压器的无功功率损失变压器的无功功率损失也由两部分组成1)用来产生主磁通即产生励磁电流的一部分无功功率，用ΔQo表示它只与绕组电压有关，与负荷无关它与励磁电流成正比，即: 2)消耗在变压器一、二次绕组电抗上的无功功率额定负荷下的这部分无功损失用ΔQN表示由于变压器绕组的电抗远大于电阻，因此ΔQN近似地与短路电压成正比，即: 3.一台变压器的经济运行一台变压器的经济运行 变压器的损失包括有功损失和无功损失两部分，而其无功损失对电力系统来说，通过Kq 换算后,可等效为有功损失,这两部分之和就是变压器有功损失的换算值 4.两台变压器的经济运行两台变压器的经济运行 若变电站有两台型号完全相同的变压器，假设变电站的总负荷为S 一台变压器单独运行时,它承担的总负荷为S，因此由式(8—1)可得其变压器的有功损失换算值为： 【例8—1】 某企业变电站有两台S9—1250/10型变压器(Dyn11连接),试计算该主变压器经济运行的临界负荷值解:查表可得S9—1250/10型变压器的相关技术参数:ΔPo=2.0kW,ΔPk=11kW,Io%=2.5,Uk%=5;并取Kq=0.1。
将这些数据分别代入式(8—3)、(8—4)和(8—9),即得到这两台变压器经济运行的临界负荷为 也就是说，单台变压器运行在变压器额定容量的70%左右比较经济；两台变压器运行，每台变压器运行在额定容量的50%左右比较经济返回 §8—3 提高企业供电系统的功率因数 提高企业供电系统的功率因数1.能正确计算功率因数2.掌握提高功率因数的措施 式中 P—功率表测出的三相功率读数，kW； I—流表测出的线电流读数，A； U —电压表测出的线电压读数，kV 瞬时功率因数只用来了解和分析企业或设备在生产过程中无功功率的变化情况，以便采取适当的补偿措施一、功率因数一、功率因数1.瞬时功率因数瞬时功率因数瞬时功率因数可由功率因数表(相位表)直接测量,亦可由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出 2.平均功率因数平均功率因数平均功率因数亦称加权平均功率因数，按下式计算式中 Wp—某一时间内消耗的有功电能，由有功电能表读出，kW·h； Wq—某一时间内消耗的无功电能，由无功电能表读出，kvar·h我国电业部门每月向企业用户收取电费，规定电费按月平均功率因数的高低来调整。
3.最大负荷时的功率因数最大负荷时的功率因数 最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷(或计算负荷)时的功率因数，按下式计算 在供电系统中许多设备是根据电磁感应原理而工作，依靠磁场来传送和转换能量的，,如变压器、电动机、感应炉等它们在运行中不仅消耗有功功率，还需要一定的无功功率，功率因数因此存在无功功率”是磁场能量交换所必需的，是电感性的负载正常工作所必不可少的条件，绝不是“无用功率” 二、提高功率因数二、提高功率因数 企业节约电能的途径之一是提高功率因数因为输送同样的有功功率，功率因数低则取用的无功功率大，视在功率和总的电流也大，从而导致电能损失和电压损失的增加所以电力单位及企业均希望提高功率因数 我国原电力工业部于1996年制订的《供电营业规则》明确:“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数,应达到下列规定：100千伏安及以上高压供电的用户功率因数为0.90以上其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业,功率因数为0.85以上 提高功率因数的方法主要是提高自然功率因数和采用人工补偿 1.提高自然功率因数的方法提高自然功率因数的方法 提高自然功率因数是指不用任何补偿设备，采用降低用电设备本身所需的无功功率的方法，从而改善其功率因数。
这主要是从合理选择和使用电气设备，改善它们的运行方式以及提高对它们的检修质量等方面着手，这是提高功率因数的经济的、积极有效的方法 （（1）合理选择、使用电动机）合理选择、使用电动机 用于异步电动机励磁的无功功率占电力系统总无功功率的70%左右，合理选用异步电动机是提高自然功率因数的重要措施之一应保证电动机经常在75%以上的负荷状态下运行，尽量减少备用容量有条件时异步电动机可采用Y-△减压启动方式电动机负载率与功率因数、效率的关系见表 （（2）适当降低电动机的运行电压）适当降低电动机的运行电压 异步电动机轻载运行时，可适当降低其运行电压，以提高自然功率因数和节约电能3）安装空载自动断电装置）安装空载自动断电装置 对于存在周期性空载运行的电动机，可安装空载自动断电装置，以控制电动机的空载损失因为空载时电动机消耗的无功功率占额定负载时消耗无功功60%~70%，所以安装空载自动断电装置，可以使电动机的自然功率因数显著提高 (4)提高电动机的检修质量提高电动机的检修质量 由于振动或弯曲，以及轴承的磨损或偏心，使电动机的气隙不均或过大，磁阻增大，导致电动机的无功功率增加。
因此，应定期检修电动机并提高检修质量电动机是运行费用大于成本费用的设备，必要时应淘汰旧电动机，更换为新电动机 （（5）合理选择与使用变压器）合理选择与使用变压器 合理选择变压器的容量，低损耗变压器的最佳负荷率约为50%；及时切除空载变压器,减少变压器的空载损失；变压器应实行并联运行，并联运行的变压器应根据负荷变化特点实行经济运行；根据电网运行情况及时调整变压器的分接开关，以防止变压器过励磁6）调整工艺生产过程，改善设备运行制度）调整工艺生产过程，改善设备运行制度 在生产工艺允许的条件下，将消耗无功功率大的设备安排在系统无功负荷低谷时运行 （（7）采用电缆供电或减小架空线几何间距）采用电缆供电或减小架空线几何间距 因为电缆线路的电抗为零，电缆供电没有无功损耗，并且电缆线路的电容电流较大(电缆各相之间及各相对外皮之间就像电容器一样，当电缆充电后,就会有微小的电流，这个电流称为电缆的电容电流)，有一定的无功补偿作用8）均衡变压器负荷）均衡变压器负荷 对于使用多台变压器的企业,均衡各变压器的负荷可以减少变压器阻抗中的无功损耗 2.无功补偿无功补偿 企业(尤其是耗电量高的单位)仅仅依靠提高自然功率因数的方法一般不能满足要求还需装设无功补偿装置，对功率因数进行人工补偿。
无功补偿的基本原理就是把具有容性无功功率负荷的装置并接在感性负荷的电路中，由于感性和容性负荷之间实现了能量互相交换，因此感性负荷所应吸收的无功功率能从容性补偿设备输出的容性无功功率中获得，从而使电源不再通过线路输送无功功率 企业中普遍采用在需补偿的电路上并联电力电容器的方法来提高功率因数 三、无功补偿方式三、无功补偿方式1.集中补偿集中补偿 集中补偿就是把电容器组集中安装在变电站的一次侧或二次侧母线上集中补偿方式具有安装简便、运行可靠、利用率高等优点，因此被广泛应用，但它必须装设自动控制设备，使之能随着负荷的变化而自动投切，一般适用于企业变电站的补偿 2.分散补偿分散补偿 分散补偿就是将电容器组分组安装在各配电室或分路出线上，它可与部分负荷的变动同时投入或切除分散补偿方式具有补偿范围更大、效果比较好等优点，但它设备投资较大，利用率不高，一般适用于补偿量小、用电设备多而分散，以及部分补偿容量相当大的场所3.个别补偿个别补偿 个别补偿方式就是把电容器直接并接到单台用电设备的同一电气回路中，与设备同时投切个别补偿方式效果最好，但电容利用率低，一般适用于容量较大的高、低压电动机等用电设备的补偿。
