供配电技术课程设计课案

1、第一章 绪论随着经济的发展和人民生活水平的提高，对供电质量的要求日益提高。供配 电系统是电力系统的电能用户。电能可以方便的转化为其他形式的能源，例如： 机械能、热能、光能、磁能等等；并且电能的输送和分配易于实现，可以输送到 需要它的任何工作场所和生活场所；电能的应用规模也很灵活。以电作为动力， 可以促进工农业生产的机械化和自动化，保证产品质量，大幅提高劳动生产率。 同时提高电气化程度，以电能代替其他形式的能源，是节约能源消耗的一个重要 的途径。供配电系统是电力系统的重要组成部分，供配电系统的任务就是向用户和用 电设备供应和分配电能。用户所需的电能，绝大多数是由公共电力系统供给的， 所以供配电至关重要，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作， 就必须达到以下基本要求：1. 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。2. 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。3. 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求.4. 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少 有色金属的消耗量。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能

2、量转换 而来又易于转换为其它形式的能量以供应用，电能的输送的分配既简单经济，又 便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生 产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主 要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小，除电化工业外。电能 在工业生产中的重要性不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而 在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量是提高产品质量、提高劳动生产 率、降低生产成本、减轻工人的劳动强度、改善工人的劳动条件、有利于实现生 产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断则对工业生产可 能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代 化具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源 节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义。因此做好工厂供电工作对于节 约能源、支援国家经济建设也具有重大的作用。第二章 供配电的要求2.1 供配电系统设计的一般规定（ 1）配电电压应采用 220/380V。（2）配电系统设计应根据工程规模、设备布置、负荷容量及性质等综合

3、考 确定。（3）配电系统应满足生产和使用所需的供电可靠性和电压质量；接线简单， 并具有一定的灵活性；操作安全，检修方便；另外，还要考虑节省有色金属 消耗、减少电能损耗。（4）自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级，但对 非重要负荷供电时，可超过三级。（5）由公用电网引入建筑物内的电源线路，应在屋内靠近进线点便于操作维 护的地方装设电源开关和保护电器。若由本单位配变电所引入建筑物内的专 用电源线路，可装设不带保护的隔离电器。（6）当用电设备容量大，或负荷性质重要，或在很潮湿、有腐蚀性环境的车 间及建筑物内，宜采用放射式配电。（7）各级低压配电屏（箱），应根据发展的可能性留有适当的备用回路。2.2 多层建筑的低压配电的一般原则（1）应满足计量、维护管理、供电安全、可靠的要求，应将照明与电力负荷 分成不同配电系统。（2）确定多层住宅低压配电系统及计量方式时，应与当地供电部门协商，一 般可采用以下几种方式： 单元总配电箱设于首层，内设总计量表，各层配电箱内设分户表，由总 配电箱至各层配电箱宜采用树干式配电，各层配电箱至各用户采用放射式配电； 单元不设总计量表，只在分层配电箱内设

4、分户表，其配电干线、支线的 配电方式同上项； 分户计量表全部集中于首层（或中间层）电表间内，配电支线以放射式配 电至各户。（3）多层住宅照明计量应一户一表。（4）除多层住宅外的其他多层建筑，对于较大的集中负荷或较重要的负荷， 应从配电室以放射式配电；对于向各层配电间或配电箱的配电，宜采用树干式和 分区树干式的方式。2.3 高层建筑的低压配电的一般规则（1）选择变压器时，一般选用 SCL 型环氧树脂干式变压器。（2）将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其他防灾用电设施的配 电宜自成体系。（3）对于容量较大的集中负荷或重要负荷从配电室以放射式配电；对各层配 电间的配电宜采用下列方式： 工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或首层到顶层垂直 干线的方式； 工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式； 工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。（4）对经常处于备用状态的消防泵、喷淋泵、事故排烟风机等设备，不作为 计算负荷的一部分来选择变压器容量。（5）高层建筑的配电箱设置和配电回路划分，应根据负荷的性质和密度、防 火分区、维护管理等条件综合确定。（6）自各

5、层配电箱至用电负荷的分支回路。（7）高层住宅的照明计量表应采用一户一表，公用楼梯、公用走道的照明及 公用电力计量宜单独设表。第三章 电力系统接地的介绍3.1高压系统的接地介绍1、按接地方式分类1）直接接地制式，即将变压器或发电机的中性点直接或通过小电阻与接地 装置相连。这种接地制式的系统，当发生单相接地短路时，接地电流很大，所以 又叫大电流接地制式。2）不接地制式，即将变压器或发电机的中性点不与接地装置相连或通过保 护、测量、信号仪表、消弧线圈以及具有大电阻等接地设备与接地装置相连。这 种接地制式的系统，当发生单相接地短路时，接地电流很小，所以又叫小电流接 地制式。2、按接地设备分类1）不经接地设备的接地制式，变压器或发电机的中性点不经任何接地设备 直接接地或不接地。2）经电抗或消弧线圈的接地制式，变压器或发电机的中性点通过消弧线圈 与接地装置相连。3）经电阻的接地制式，变压器或发电机的中性点通过电阻器与接地装置相 连。电阻器为高阻值者称为高电阻接地制式，电阻器为低阻值者称为低电阻接地 制式。4）经电抗补偿、电阻并联的接地制式，变压器或发电机的中性点通过电抗 器与电阻器并联接地，其中电

6、抗器宜采用标准规格的消弧线圈。3.2低压系统接地介绍3.2.1 IT接地系统IT系统与大地间不直接连接，电气装置的外露可导电部分通过保护接 地线与接地极连接。在lT系统内：（1）电气装置带电导体与地绝缘，或电源的中性点经高阻抗接地；（2）所有的外露导电部分和装置外导电部分经电气装置的接地极接地。由于该系统出现第一次故障时故障电流小，电气设备金属外壳不会产生危险 性的接触电压，因此可以不切断电源，使电气设备继续运行，并可通过报警装置 及检查消除故障。IT系统内发生第二次故障时应自动切断电源：当在另一相线或中性线上发 生第二次故障时，必须快速切除故障。IT系统特点（不引出中性线）一发生第一次接地故障时，接地故障电流仅 为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V,不 需要立即切断故障回路，保证供电的连续性；一发生接地故障时，对地电压升高 1.73倍；一220V负载需配降压变压器，或由系统外电源专供；一安装绝缘监察 器。使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。IT方式供 电系统I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。第二个字母T表示 负载侧电气设备

7、进行接地保护。IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电 的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供 电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条 件比较差，电缆易受潮。运用IT方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦 设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点 接地的系统还安全。但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布 电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经 大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。只有在供电距离不太长时才 比较安全。这种供电方式在工地上很少见。图3-2-1-1 IT接地系统图3.2.2 TT接地系统TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保 护接地系统，也称TT系统。第一个符号T表示电力系统中性点直接接地；第 二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接接 地，而与系统如何接地无关。TT系统的主要优点是：(1) 能拟制高压线与低压线搭连或配变高低压绕组间绝缘击穿时低压电网 出现的过电压；(2)

8、对低压电网的雷击过电压有一定的泄漏能力；(3) 与低压电器外壳不接地相比，在电器发生碰壳事故时，可降低外壳的 对地电压，因而可减轻人身触电危害程度；1(4) 由于单相接地时接地电流比较大，可使保护装置(漏电保护器)可靠 动作，及时切除故障。TT系统的主要缺点是：(1) 低、高压线路雷击时，配变可能发生正、逆变换过电压；(2) 低压电器外壳接地的保护效果不及IT系统.(3) 当电气设备的金属外壳带电(相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电)时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器(自 动开关)不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险 电压。(4) 当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏 电保护器作保护，困此TT系统难以推广。(5) TT系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。吃Ldj 4和一电丈亲谦HJJfi包图3-2-2-1 TT接地系统图323 TN接地系统TN系统中所有电气设备的外露导电部分接到保护线上，与配电系统的中性 点相连。保护线应在每个变电所或变电站附近接地。配电系统引入建筑物时，保 护线在其入口处接地。将

9、保护线与附近的有效接地极相连，必要时可增加接地点 并均匀分布。中性线的检测与相应切断导线的要求与TT系统相同。根据中性线N与保护线PE是否合并的情况，将TN接地系统分为TN-C、 TN-S 和 TN-C-S。1)TN-C接地系统保护线和中性线合并为PEN线的系统，具有简单、经济的优点。接地短路 故障时，故障电流大，采用一般的过电流保护器切断电源。对于单相负荷或三相 不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路中，PEN线有电流，其产生的压降呈现 在电气设备的金属外壳和线路金属套管上，对敏感设备不利。此外，PEN线上 的微弱电流在爆炸危险环境也可能引起爆炸，因此在爆炸危险环境中不能采用这 种系统。由于PEN线在同一建筑物内相互有电气连接，所以当PEN线断线或 相线直接与大地短路时，都呈现相当高的对地故障电压，会扩大事故范围。图3-2-3-1 TN-C接地系统图2)TN-S接地系统保护线和中性线分开的系统。正常情况下PE线不通过负荷电流，所以与 PE线相连的电气设备的金属外壳在正常时不带电，所以可用于精密设备以及有 爆炸危险的环境中。但是TN-S系统仍存在相线对大地短路引起电压升高和对地 故障电压的蔓延问题。图3-2-3-2 TN-S接地系统图3) TN-C-S接地系统PEN线从某点开始分为保护线和中性线。分开后的N线对地绝缘。为了防 止混淆PE和N线。国标规定，PE、PEN线涂黄绿相间色标，N线涂浅兰色色 标。PEN线分开后就不能再合并，否则将失去分开后形成的TN-C-S接地系统 的特点。 -i、七 1图3-2-3-3 TN-C-S接地系统图第四章 防雷接地系统4.1 防雷与接地系统概述4.1.1 建筑物的防雷等级一级防雷的建筑物：（1）凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、人工品等大量爆炸物质的 建筑物，因电火花而引起

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