第1章緒論1.1電力系統(tǒng)概述電能是一種優(yōu)質(zhì)資源，具有易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，也易于轉(zhuǎn)換成其他形式的能量以供應(yīng)用的特點(diǎn)。另外電能還具有轉(zhuǎn)換效率高、便于輸送和分配、有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等許多方面的優(yōu)點(diǎn)。1.2發(fā)電廠及變電所類(lèi)型1.2.1發(fā)電廠類(lèi)型及新能源發(fā)電簡(jiǎn)介發(fā)電廠（powerplant）又稱(chēng)發(fā)電站，是將自然界蘊(yùn)藏的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能（二次能源）的工廠。發(fā)電廠按照其所利用的能源不同，主要分為以下幾種類(lèi)型：（1）火力發(fā)電廠火力發(fā)電就是利用煤、重油和天然氣為燃料，使鍋爐產(chǎn)生蒸汽，以高壓高溫蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。（2）水力發(fā)電廠水力發(fā)電就是利用自然水力資料作為動(dòng)力，通過(guò)水庫(kù)或筑壩截流的方式提高水位，利用水流的位能驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)，由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。（3）核電廠原子能發(fā)電就是利用核燃料在反應(yīng)堆中的裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的熱能來(lái)產(chǎn)生高壓高溫蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電，原子能發(fā)電又稱(chēng)核發(fā)電。（4）風(fēng)力發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電就是利用自然風(fēng)力作為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)可逆風(fēng)輪機(jī)，再由風(fēng)輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。（5）潮汐發(fā)電潮汐發(fā)電就是利用潮汐的水位差作為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)可逆水輪機(jī)，再由可逆水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。（6）沼氣發(fā)電沼氣發(fā)電就是以工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機(jī)廢棄物（例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等），經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，驅(qū)動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)組來(lái)發(fā)電。（7）地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電就是把地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?）太陽(yáng)能熱電太陽(yáng)能熱電就是利用匯聚的太陽(yáng)光，把水燒至沸騰變?yōu)樗魵猓缓笥脕?lái)發(fā)電。1.2.2變配電所類(lèi)型（1）總降壓變電所總降壓變電所是企業(yè)電能供應(yīng)的樞紐。

它由降壓變壓器高壓配電裝置（35~110KV）

和低壓配電置

(6~10KV)等主要配電設(shè)備組成。總降壓變電所的作用就是將35~110KV的電源電壓降為6~10KV的電壓，再由6~10KV

配電裝置分別將電能送到企業(yè)內(nèi)部各個(gè)配電所或高壓用電設(shè)備。圖1-10具有總降壓變電所的企業(yè)供配電系統(tǒng)1.2.2變配電所類(lèi)型對(duì)于當(dāng)?shù)毓╇婋妷簽?5KV，企業(yè)環(huán)境條件和設(shè)備條件也允許采用35KV架空線路和較經(jīng)濟(jì)的電氣設(shè)備時(shí)，則可采用35KV作為高壓配電電壓，35KV線路直接引入靠近負(fù)荷中心的車(chē)間變電所，經(jīng)電力變壓器直接降為用電設(shè)所需要的電壓，如圖1-11所示。這種方式被稱(chēng)為高壓深入負(fù)荷中心的供配電系統(tǒng)。圖1-11高壓深入負(fù)荷中心的供配電系統(tǒng)1.2.2變配電所類(lèi)型（2）配電所

配電所的作用是在靠近負(fù)荷中心處集中接受總降壓變電所6~10KV電源供來(lái)的電能，并把電能重新分配，送至附近各個(gè)車(chē)間變電所或高壓用電設(shè)備。圖1-12具有高壓配電所的企業(yè)供配電系統(tǒng)1.2.2變配電所類(lèi)型（3）車(chē)間變電所車(chē)間變電所按其主變壓器的安裝位置來(lái)分，有下列類(lèi)型：1、車(chē)間附設(shè)變電所變電所變壓器室的一面墻或幾面墻與車(chē)間建筑的墻共用，變壓器室的大門(mén)朝車(chē)間外開(kāi)。如果按變壓器室位于車(chē)間的墻內(nèi)還是墻外，還可進(jìn)一步分為內(nèi)附式（圖1-13中的1、2）和外附式（圖1-13中的3、4）。2、車(chē)間內(nèi)變電所（圖1-13的5）,處于負(fù)荷中心，損耗小。

3、露天（或半露天）變電所變壓器安裝在車(chē)間外面抬高的地面上（圖1-13中的6）。

1.2.2變配電所類(lèi)型圖1-13車(chē)間變電所的類(lèi)型1、2-內(nèi)附式3、4-外附式5-車(chē)間內(nèi)式6-露天或半露式7-獨(dú)立式8-桿上式9-地下式10-樓上式1.2.2變配電所類(lèi)型

4、獨(dú)立變電所1.2.2變配電所類(lèi)型5、桿上變電臺(tái)變壓器安裝在室外的電桿上，常用于居民區(qū)以及用電負(fù)荷較小的單位，如油田井場(chǎng)，亦稱(chēng)桿上變電所（圖1-13中的8）。

6、地下變電所整個(gè)變電所設(shè)置在地下（圖1-13中的9）。

7、樓上變電所整個(gè)變電所設(shè)置在樓上（圖1-13中的10）。

8、成套變電所

9、移動(dòng)式變電所1.2.2變配電所類(lèi)型1.3電力系統(tǒng)基礎(chǔ)1.3.1電力系統(tǒng)的基本概念1、電力系統(tǒng)

按對(duì)象描述，由各級(jí)電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶(hù)聯(lián)系起來(lái)，組成的統(tǒng)一整體稱(chēng)為電力系統(tǒng)（powersystem）。2、電力網(wǎng)

電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱(chēng)為電力網(wǎng)或電網(wǎng)（powernet-work）。1.3電力系統(tǒng)基礎(chǔ)3、動(dòng)力系統(tǒng)電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動(dòng)力部分及其熱能系統(tǒng)和熱能用戶(hù)，就稱(chēng)為動(dòng)力系統(tǒng)。其中動(dòng)力部分指火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)、熱力網(wǎng)等；水力發(fā)電廠的水庫(kù)、水輪機(jī)等；原子能發(fā)電廠的核反應(yīng)堆、蒸發(fā)器等。動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)三部分的關(guān)系如圖1-17所示?？梢?jiàn)電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的組成部分；電力系統(tǒng)是動(dòng)力系統(tǒng)的組成部分。1.3電力系統(tǒng)基礎(chǔ)圖1-17動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)三部分的關(guān)系示意圖1、電壓電壓質(zhì)量是以電壓平偏離額定電壓的幅度（電壓偏差）、電壓波動(dòng)與閃變和電壓波形來(lái)衡量。（1）電壓偏差

電壓偏差是以電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百分?jǐn)?shù)表示，即：1.3.2電能的質(zhì)量指標(biāo)（2）電壓波動(dòng)與閃變電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。電壓波動(dòng)程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)表示，即：1.3.2電能的質(zhì)量指標(biāo)（3）波形波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來(lái)衡量的。在理想情況下，電壓波形為正弦波，但電力系統(tǒng)中有大量非線性負(fù)荷，使電壓波形發(fā)生畸變，除基波外，還有各項(xiàng)諧波，電力系統(tǒng)中主要以3次、5次等奇次諧波為主。1.3.2電能的質(zhì)量指標(biāo)2、頻率頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來(lái)衡量。我國(guó)一般交流電力設(shè)備的額定頻率為50Hz，此頻率通稱(chēng)“工頻”（工業(yè)頻率）。不同情況下，對(duì)頻率的要求，如表1-1所示。運(yùn)行情況允許頻率偏差正常運(yùn)行300萬(wàn)KW及以上

0.2300萬(wàn)KW及以下

0.5非正常運(yùn)行

1.01.3.3電力系統(tǒng)的額定電壓

所謂的額定電壓，是指電氣設(shè)備正常運(yùn)行且能獲得最佳技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果的電壓。通常是指線電壓，在電氣設(shè)備銘牌上標(biāo)出。1、電力線路的額定電壓電力線路的額定電壓也稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)的額定電壓。網(wǎng)絡(luò)的額定電壓等級(jí)是國(guó)家根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和電力工業(yè)發(fā)展的水平，經(jīng)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定的。它是確定各類(lèi)電力設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。2、用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。3、發(fā)電機(jī)的額定電壓

發(fā)電機(jī)的額定電壓比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高5%。這是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)總是接在電力網(wǎng)的首端，電力線路首端到末端電壓損耗一般為網(wǎng)絡(luò)額定電壓的10%，通常線路首端電壓比網(wǎng)絡(luò)額定電壓高5%，而線路末端電壓比網(wǎng)絡(luò)額定電壓最多低5%。4、電力變壓器的額定電壓

電力變壓器額定電壓的規(guī)定情況較為復(fù)雜，需視所處位置確定，而且需明確一次繞組和二次繞組的定義。

一次繞組：規(guī)定變壓器接受功率的一側(cè)，相當(dāng)于用電設(shè)備。

二次繞組：規(guī)定變壓器輸出功率的一側(cè)，相當(dāng)于電源設(shè)備。1.3.3電力系統(tǒng)的額定電壓（1）變壓器一次繞組的額定電壓

變壓器一次繞組接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備。與發(fā)電機(jī)直接相連的變壓器的一次繞組的額定電壓跟發(fā)電機(jī)額定電壓相同；不與發(fā)電機(jī)直接相連，而是連接在線路上的變壓器一次繞組的額定電壓應(yīng)與線路的額定電壓相同。（2）變壓器二次繞組的額定電壓

變壓器二次繞組向負(fù)荷供電，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)。如果變壓器二次側(cè)供電線路較長(zhǎng)，則變壓器二次繞組額定電壓要考慮補(bǔ)償變壓器二次繞組本身5%的電壓降和變壓器滿載時(shí)輸出的二次電壓仍高于電網(wǎng)額定電壓的5%，所以這種情況的變壓器二次繞組額定電壓要高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓的10%，如果變壓器二次側(cè)供電線路不長(zhǎng)，直接向高低壓用電設(shè)備供電，則變壓器二次繞組額定電壓，只需高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓的5%，僅考慮補(bǔ)償變壓器內(nèi)部的5%。如圖1-18所示。

1.3.4電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地型式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)：指系統(tǒng)中星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式是一個(gè)綜合的問(wèn)題，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，有明顯的影響。1、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)圖1-19所示是中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和相量圖。1.3.4.1電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式（2）系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路（如C相接地）2、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)消弧線圈是一個(gè)具有鐵心的可調(diào)電感線圈，通常將它裝在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與地之間，如圖1-21所示。3、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)1.3.4.2低壓配電系統(tǒng)的接地型式1、TN系統(tǒng)2.TT系統(tǒng)（如圖1-24所示）

該系統(tǒng)屬于三相四線制中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，從電源中性點(diǎn)引出有中性線（N線），但沒(méi)有公共PE線。1.3.4.2低壓配電系統(tǒng)的接地型式3．IT系統(tǒng)（如圖1-25所示）

IT系統(tǒng)是電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗（約1000Ω）接地的三相三線制系統(tǒng)。該系統(tǒng)中電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)各自的PE線接地，相互之間不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。第2章電力負(fù)荷計(jì)算

2.1負(fù)荷計(jì)算的意義及計(jì)算目的1、電力負(fù)荷的概念

在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，所謂電力負(fù)荷是指電氣設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等）和線路中流過(guò)的功率或電流（因電壓一定時(shí)，電流與功率成正比），而不是指它們的阻抗。

負(fù)荷計(jì)算的目的為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)電器、變壓器等設(shè)備，使電氣設(shè)備和材料既能得到充分利用又能滿足電網(wǎng)的安全運(yùn)行。另外，也是選擇儀表量程、整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)。2.1.1電力負(fù)荷的概念及分類(lèi)

2、電力負(fù)荷的分類(lèi)工廠負(fù)荷根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求不同分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)負(fù)荷三個(gè)等級(jí)。表2－1小型機(jī)械類(lèi)工廠中常用重要電力負(fù)荷的級(jí)別分類(lèi)序

號(hào)

車(chē)

間

用

電

設(shè)

備

負(fù)荷級(jí)別

1金屬加工車(chē)間價(jià)格昂貴、作用重大，稀有的大型數(shù)控機(jī)床一級(jí)價(jià)格貴，作用大，數(shù)量多的數(shù)控機(jī)床二級(jí)2鑄造車(chē)間沖天爐、鼓風(fēng)機(jī)、30t及以上的澆鑄起重機(jī)三級(jí)3熱處理車(chē)間井式爐專(zhuān)用淬火起重機(jī)、井式爐油槽抽油泵二級(jí)4鍛壓車(chē)間鍛造專(zhuān)用起重機(jī)、水壓機(jī)、高壓水泵、油壓機(jī)二級(jí)5電鍍車(chē)間大型電鍍用整流設(shè)備、自動(dòng)流水作業(yè)生產(chǎn)線二級(jí)6模具成型車(chē)間隧道窯鼓風(fēng)機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)二級(jí)7層壓制品車(chē)間壓塑機(jī)及供熱鍋爐二級(jí)8線纜車(chē)間冷卻水泵、鼓風(fēng)機(jī)、潤(rùn)滑泵、高壓水泵、水壓機(jī)、真空泵、液壓泵、收線用電設(shè)備、漆泵電加熱設(shè)備二級(jí)9空壓站單臺(tái)60m3/min以上空壓機(jī)二級(jí)有高位油箱的離心式壓縮機(jī)、潤(rùn)滑油泵二級(jí)離心式壓縮機(jī)潤(rùn)滑油泵一級(jí)2.1.2負(fù)荷曲線1、

負(fù)荷曲線表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線稱(chēng)為負(fù)荷曲線。

2、負(fù)荷曲線分類(lèi)按負(fù)荷對(duì)象分:工廠的的負(fù)荷曲線、車(chē)間的的負(fù)荷曲線某臺(tái)設(shè)備的負(fù)荷曲線按負(fù)荷的功率性質(zhì)分:有功負(fù)荷曲線、無(wú)功負(fù)荷曲線按表示的時(shí)間分:年的負(fù)荷曲線、月的負(fù)荷曲線、日的負(fù)荷曲線、工作班的負(fù)荷曲線按繪制方式分:依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線、梯形的負(fù)荷曲線3、負(fù)荷曲線的作用

一是可以利用負(fù)荷曲線來(lái)計(jì)算設(shè)備或電網(wǎng)的總消費(fèi)電量；二是可以根據(jù)負(fù)荷的峰谷情況及供電部門(mén)的要求合理安排設(shè)備的工作時(shí)間，獲得最佳用電效率。同類(lèi)型的企業(yè)（或車(chē)間、或用電設(shè)備）的負(fù)荷曲線，形狀大致相似，其負(fù)荷系數(shù)也近似。因此，我們可以通過(guò)查找已有的負(fù)荷曲線和負(fù)荷系數(shù)來(lái)近似地計(jì)算一個(gè)新企業(yè)（新車(chē)間或新設(shè)備）的計(jì)算負(fù)荷。在實(shí)際工程中一般不直接做負(fù)荷曲線，而是利用典型的負(fù)荷曲線特征參數(shù)進(jìn)行理論推算，得出一些參數(shù)，如需要系數(shù)Kd、利用系數(shù)Kx等，來(lái)做負(fù)荷計(jì)算。求有關(guān)系數(shù)用的負(fù)荷曲線，一般是用電設(shè)備組最大負(fù)荷工作班的負(fù)荷曲線1）日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線表示一日24小時(shí)內(nèi)負(fù)荷變化的情形。為了便于計(jì)算，負(fù)荷曲線多繪制成梯形，橫坐標(biāo)一般按半小時(shí)分格，以便確定半小時(shí)最大負(fù)荷。（為什么要半小時(shí)記錄一次？）對(duì)于導(dǎo)體截面為16mm2以上的銅、鋁導(dǎo)體的熱時(shí)間常數(shù)T約在10min以上，而導(dǎo)體通過(guò)負(fù)荷電流時(shí)達(dá)到穩(wěn)定溫升所需時(shí)間約為3T，即30min左右。因此短暫的尖峰負(fù)荷來(lái)不及使導(dǎo)體升到相應(yīng)的溫度，只有持續(xù)30min以上的最大負(fù)荷電流，才能構(gòu)成導(dǎo)體的最高溫升。4、負(fù)荷曲線的繪制負(fù)荷曲線圖2.1日有功負(fù)荷曲線a)依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線b)梯形負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線的繪制

當(dāng)一個(gè)企業(yè)的日負(fù)荷曲線確定后，則日負(fù)荷曲線與時(shí)間軸所圍成的面積就是該企業(yè)的日消費(fèi)電能量。即：負(fù)荷曲線的繪制2）年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線反映一年（8760小時(shí)）內(nèi)負(fù)荷變化的情況。年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線。年運(yùn)行負(fù)荷曲線可根據(jù)全年日負(fù)荷曲線間接制成；年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制，要借助一年中有代表性的冬季日負(fù)荷曲線和夏季日負(fù)荷曲線。負(fù)荷曲線的繪制

年負(fù)荷曲線的另一種形式，是按全年每日的最大負(fù)荷繪制，稱(chēng)為年每日最大負(fù)荷曲線。年每日最大負(fù)荷曲線如圖2.2b，反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消耗水平，是按全年每日最大半小時(shí)平均負(fù)荷來(lái)繪制的。圖2.2年負(fù)荷曲線

a)年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線b)年每日最大負(fù)荷曲線5、與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)1）年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)

年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷就是年最大負(fù)荷Pmax

，它是全年中負(fù)荷最大的工作班消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷P30。年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax，是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷假設(shè)按年最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行所耗用的電能恰好與實(shí)際負(fù)荷全年耗用的電能相同，如圖2.3a所示。因此式中，—全年實(shí)際消耗的電能量。與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)圖2.3年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷a)年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)b)年平均負(fù)荷年最大負(fù)荷利用小時(shí)是反映電力負(fù)荷特征的一個(gè)重要參數(shù)，與工廠的生產(chǎn)班制有明顯的關(guān)系。例如一班制：兩班制：三班制：與負(fù)荷有關(guān)的參數(shù)平均負(fù)荷就是負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，即：

式中Wa——t時(shí)間內(nèi)耗用的電能。年平均負(fù)荷就是全年工廠負(fù)荷消耗的總功率除以全年總小時(shí)數(shù)，如圖2.3b所示。

與負(fù)荷有關(guān)的參數(shù)

負(fù)荷系數(shù)又稱(chēng)負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷與其最大負(fù)荷的比值，分有功負(fù)荷系數(shù)和無(wú)功負(fù)荷系數(shù)兩種，即負(fù)荷系數(shù)也稱(chēng)負(fù)荷曲線填充系數(shù)，它表征負(fù)荷曲線不平坦的程度。此系數(shù)越高即越接近于1越好。對(duì)于單個(gè)用電設(shè)備或用電設(shè)備組，負(fù)荷系數(shù)就是設(shè)備的輸出功率與設(shè)備額定容量的比值，即2.1.3負(fù)荷計(jì)算的意義及目的1、什么是計(jì)算負(fù)荷？通常把一年內(nèi)最高日負(fù)荷曲線中30min平均負(fù)荷的最大值，稱(chēng)為平均最大負(fù)荷（簡(jiǎn)稱(chēng)最大負(fù)荷，記作Pmax），它是選擇儀表量程、整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)，并作為按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線、電纜和電氣設(shè)備的依據(jù)，它就是所要求的計(jì)算負(fù)荷Pca。

2、工作制用電設(shè)備的“工作制”怎樣劃分？不同工作制下，導(dǎo)體的發(fā)熱條件是不同的。用電設(shè)備的工作制可以分為：（1）連續(xù)運(yùn)行工作制：是指工作時(shí)間較長(zhǎng)，連續(xù)運(yùn)行的用電設(shè)備。如通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、各種泵類(lèi)、各種電爐、機(jī)床、電解電鍍?cè)O(shè)備、照明等。（2）短時(shí)運(yùn)行工作制：是指工作時(shí)間很短，停歇時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)的用電設(shè)備的工作制。如金屬切削機(jī)床用的輔助機(jī)械（橫梁升降、刀架快速移動(dòng)裝置等）、水閘用電機(jī)等。工作制（3）斷續(xù)周期工作制：

是指有規(guī)律性的時(shí)而工作、時(shí)而停歇，反復(fù)運(yùn)行的用電設(shè)備的工作制。如吊車(chē)用電動(dòng)機(jī)、電焊用變壓器等。

為表征其斷續(xù)周期的特點(diǎn)，用整個(gè)工作周期里的工作時(shí)間與全周期時(shí)間之比，即用暫載率表示：式中—工作周期；—工作周期內(nèi)的工作時(shí)間；—工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間工作制

電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%，25%，40%，60%共4種；電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%，65%，75%，100%共4種。設(shè)備在標(biāo)稱(chēng)負(fù)荷持續(xù)率下的容量為，如果實(shí)際運(yùn)行的負(fù)荷持續(xù)率，則實(shí)際容量應(yīng)按同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條件進(jìn)行換算，換算到實(shí)際下的容量為2.2用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定需要系數(shù)法是國(guó)際上普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，最為簡(jiǎn)便。二項(xiàng)式法的應(yīng)用局限性較大，但在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)少而容量差別懸殊的分支干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，較之需要系數(shù)法合理，且計(jì)算也較簡(jiǎn)便.需要系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法需要系數(shù)是按照車(chē)間以上的負(fù)荷情況來(lái)確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺(tái)功率較大的設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算方法2.2.1三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定1、需要系數(shù)法

是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的30min最大平均負(fù)荷。是指用電設(shè)備組所有用電設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量之和。

需要系數(shù)法的基本公式：式中—需要系數(shù)。由于一個(gè)用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時(shí)工作，工作的設(shè)備也不一定都工作在額定狀態(tài)下，另外考慮到線路的損耗、用電設(shè)備本身的損耗等因素，設(shè)備或設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷等于用電設(shè)備組的總?cè)萘砍艘砸粋€(gè)小于1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)。

例2-1已知某機(jī)修車(chē)間的金屬切削機(jī)床組，有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)，其中7.5kW5臺(tái)，3kW12臺(tái)，1.5kW15臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。解：此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛椴楸?-1中“小批量生產(chǎn)的冷加工車(chē)間的機(jī)床項(xiàng)，得(取0.2計(jì)算)，，。由此可求得有功計(jì)算負(fù)荷：無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流為：需要系數(shù)法

容量的計(jì)算還與用電設(shè)備組的工作制有關(guān)：1)一般連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。2)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組設(shè)備容量是將所有設(shè)備在不同負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定容量換算到一個(gè)規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率下的容量之和。①吊車(chē)電動(dòng)機(jī)組。應(yīng)統(tǒng)一換算為時(shí)的設(shè)備容量，即需要系數(shù)法②電焊機(jī)組。應(yīng)統(tǒng)一換算為時(shí)的設(shè)備容量，即3)照明設(shè)備。①不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量指燈頭的額定功率，即：②用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失，即：式中，為功率換算系數(shù)需要系數(shù)法需要系數(shù)法求解的幾個(gè)問(wèn)題：（1）對(duì)1~2臺(tái)用電設(shè)備宜?。?）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷

有功計(jì)算負(fù)荷：無(wú)功負(fù)荷計(jì)算：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：（3）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷

總的有功計(jì)算負(fù)荷：總的計(jì)算電流：總的無(wú)功負(fù)荷計(jì)算：總的視在計(jì)算負(fù)荷：

需要系數(shù)法

在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)KΣ，該系數(shù)取值見(jiàn)下表。應(yīng)用范圍

KΣ

確定車(chē)間變電所低壓線路最大負(fù)荷

冷加工車(chē)間熱加工車(chē)間動(dòng)力站

0.7~0.80.7~0.90.8~1.0確定配電所母線的最大負(fù)荷

負(fù)荷小于5000kW

計(jì)算負(fù)荷小于5000~10000kW

計(jì)算負(fù)荷大于10000kW

0.9~1.00.850.82、二項(xiàng)式法

在計(jì)算設(shè)備臺(tái)數(shù)不多，而且各臺(tái)設(shè)備容量相差較大的車(chē)間干線和配電箱的計(jì)算負(fù)荷時(shí)宜采用二項(xiàng)式系數(shù)法。(1)對(duì)同一工作制的單組用電設(shè)備的基本公式為電設(shè)備組中臺(tái)容量最大用電設(shè)備的額定容量之和；

為該用電設(shè)備組的額定容量總和

，

為二項(xiàng)系數(shù)。二項(xiàng)式法(2)對(duì)不同工作制的多組用電設(shè)備式中，為各用電設(shè)備組附加負(fù)荷中的最大值；為各用電設(shè)備組平均負(fù)荷的總和；為與相對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)角正切值；為各用電設(shè)備組相應(yīng)的功率因數(shù)角正切值。x--容量最大用電設(shè)備臺(tái)數(shù)，是根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)而得出的。2.2.2單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，則單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。如果單相設(shè)備總?cè)萘砍^(guò)三相設(shè)備容量的15%時(shí)，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。只要三相負(fù)荷不平衡，就應(yīng)以最大負(fù)荷相有功負(fù)荷的3倍作為等效三相有功負(fù)荷。1.單相設(shè)備接于相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算式中，為最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量單相負(fù)荷計(jì)算2.單相設(shè)備接于線電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算式中，為單相設(shè)備的容量3.單相設(shè)備有的接于線電壓，有的接于相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算首先，將接于線電壓的單相設(shè)備換算為接于相電壓的設(shè)備容量單相負(fù)荷計(jì)算式中，，—接于AB、BC、CA相間的有功設(shè)備容量；，，—換算為A、B、C相的有功設(shè)備容量；，，—換算為A、B、C相的無(wú)功設(shè)備容量；，—有功和無(wú)功換算系數(shù)，其值見(jiàn)表2-7。然后，分相計(jì)算各相的設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷。式中—最大有功負(fù)荷相的有功計(jì)算負(fù)荷；—最大有功負(fù)荷相的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷。2.3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定按逐級(jí)計(jì)算法確定用戶(hù)的計(jì)算負(fù)荷根據(jù)用戶(hù)的供配電系統(tǒng)圖，從用電設(shè)備開(kāi)始，朝電流方向逐級(jí)計(jì)算，直到企業(yè)電源進(jìn)線端為止，最后求出用戶(hù)總的計(jì)算負(fù)荷的方法稱(chēng)為逐級(jí)計(jì)算法。某用戶(hù)的供配電系統(tǒng)圖如右圖所示，現(xiàn)以此圖為例討論圖中各點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷和用戶(hù)的總計(jì)算負(fù)荷。2.3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定1.根據(jù)生產(chǎn)工藝流程及負(fù)荷性質(zhì)將用電設(shè)備分組，并確定各組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷（1）確定單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷

（2）確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷2.確定車(chē)間配電所或變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷該干線上各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷相加后應(yīng)乘以最大負(fù)荷的同期系數(shù)，即得該配電干線的計(jì)算負(fù)荷2.3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定若在變電所的低壓母線上裝有容量為無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，則在計(jì)算車(chē)間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)減去無(wú)功補(bǔ)償容量，即2.3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定3.確定車(chē)間變電所中變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷將車(chē)間變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷加上車(chē)間變壓器的功率損耗，即可得其高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷。4.確定車(chē)間變電所中高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷當(dāng)車(chē)間變電所的高壓母線上接有多臺(tái)電力變壓器時(shí)，將車(chē)間變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷相加，即得車(chē)間變電所高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷2.3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定5.確定總降壓變電所出線上的計(jì)算負(fù)荷其線路末端的計(jì)算負(fù)荷加上其配電線路的功率損耗由于工礦企業(yè)廠區(qū)范圍不大，且高壓線路中電流較小，故其功率損耗較小，在負(fù)荷計(jì)算中通常忽略不計(jì)。6.確定總降壓變電所二次母線上的計(jì)算負(fù)荷2.3全廠負(fù)荷的確定7.確定全廠總計(jì)算負(fù)荷2.3全廠負(fù)荷的確定按需要系數(shù)法確定用戶(hù)的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備的總?cè)萘浚松弦粋€(gè)需要系數(shù)，得到企業(yè)的有功計(jì)算負(fù)荷，即無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流分別按照下式計(jì)算。2.3全廠負(fù)荷的確定按估算法確定用戶(hù)的計(jì)算負(fù)荷1.單位產(chǎn)品耗電量法年產(chǎn)量乘以單位產(chǎn)品耗電量，可得到企業(yè)全年的耗電量年耗電量除以用戶(hù)的年最大負(fù)荷利用小時(shí),可得用戶(hù)的有功計(jì)算負(fù)荷：其他計(jì)算負(fù)荷、和的計(jì)算，與上述需要系數(shù)法相同。2.3全廠負(fù)荷的確定2.負(fù)荷密度法

車(chē)間負(fù)荷：式中S—車(chē)間生產(chǎn)面積；—負(fù)荷密度指標(biāo)。

車(chē)間計(jì)算負(fù)荷：式中，—有功負(fù)荷系數(shù)。2.4尖峰電流及其計(jì)算尖峰電流是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1~2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流。目的：選擇熔斷器、整定低壓斷路器和繼電保護(hù)裝置、計(jì)算電壓波動(dòng)及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。1.單臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流就是用電設(shè)備的起動(dòng)電流，即式中，—用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)。鼠籠電機(jī)一般為5~7，繞線型電機(jī)一般為2~3，直流電機(jī)一般為1.7，電焊變壓器一般為3或稍大。2.4尖峰電流及其計(jì)算2.多臺(tái)用電設(shè)備式中，—全部設(shè)備投入行時(shí)線路的計(jì)算電流，—用電設(shè)備組啟動(dòng)電流與額定電流之差中的最大電流。

例：計(jì)算某380V供電干線的尖峰電流，該干線給3臺(tái)機(jī)床供電，已知3臺(tái)機(jī)床電動(dòng)機(jī)的額定電流和啟動(dòng)電流倍數(shù)分別為，，，，，。解(1)計(jì)算啟動(dòng)電流與額定電流之差可見(jiàn)，第一臺(tái)用電設(shè)備電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流與額定電流之差最大。(2)計(jì)算供電干線的尖峰電流（取同時(shí)系數(shù)為0.15）

第3章短路電流及其計(jì)算

3.1短路概述1、什么是短路？短路，就是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接，如相與相之間、相與地之間的短接等。2、短路的原因（1）電氣設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣材料的老化、損壞；（2）運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程發(fā)生的誤操作；如帶負(fù)荷拉刀閘、檢修線路或設(shè)備未拆除地線就合閘供電。（3）自然災(zāi)害；如雷擊或過(guò)電壓擊穿、風(fēng)災(zāi)引起斷線等。（1）熱效應(yīng)：短路產(chǎn)生很大的熱量，造成導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞；（2）電動(dòng)力效應(yīng)：短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備受到變形或機(jī)械損壞；（3）電壓降低：短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重降低，電器設(shè)備正常工作受到破壞；

（4）磁效應(yīng)：不對(duì)稱(chēng)短路電流產(chǎn)生不平衡的交變磁場(chǎng)，通訊、控制設(shè)備造成影響。（5）短路造成停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，給人民生活帶來(lái)不便；（6）嚴(yán)重的短路影響電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，使并列的同步發(fā)電機(jī)失步，造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。3、短路的危害（1）三相短路：，三相同時(shí)在一點(diǎn)短接，屬于對(duì)稱(chēng)短路；（2）兩相短路：，兩相同時(shí)在一點(diǎn)短接，屬于不對(duì)稱(chēng)短路；（3）兩相接地短路：，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，兩相在不同地點(diǎn)與地短接，屬于不對(duì)稱(chēng)短路；（4）單相接地短路：，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，一相與地短接，屬于不對(duì)稱(chēng)短路。4、短路的種類(lèi)（1）選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的依據(jù)，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。（2）選擇和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確地切除短路故障。（3）確定合理的主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施。5、短路電流計(jì)算的目的短路電流暫態(tài)過(guò)程

短路發(fā)生后，電流在短時(shí)間內(nèi)突然增大，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，短路電流有所減少，系統(tǒng)又重新穩(wěn)定在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。從短路發(fā)生到系統(tǒng)重新穩(wěn)定的這段過(guò)程，叫系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程。3.2短路過(guò)程的分析3.2.1無(wú)限大容量系統(tǒng)什么是無(wú)限大容量電源系統(tǒng)？它是指電源距短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，電源的額定容量遠(yuǎn)大于系統(tǒng)供給短路點(diǎn)的短路容量，在短路過(guò)程中可近似認(rèn)為電源電壓恒定不變，該類(lèi)電源被稱(chēng)之為無(wú)限大容量電源。

真正的無(wú)限大容量電源內(nèi)阻抗為零；

在實(shí)際應(yīng)用中，常把內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗10%的電源作為無(wú)限大容量電源；

在分析短路暫態(tài)過(guò)程中，對(duì)于無(wú)限大容量電源，可以不考慮電源內(nèi)部的暫態(tài)過(guò)程，認(rèn)為電源電壓恒定不變；

按無(wú)限大容量電源系統(tǒng)計(jì)算所得的短路電流是裝置通過(guò)的最大短路電流。3.2.1無(wú)限大容量系統(tǒng)3.2.2三相短路過(guò)渡過(guò)程分析由于故障對(duì)稱(chēng)，可取一相（相）來(lái)分析短路前相電壓瞬時(shí)值：流相電瞬時(shí)值：相電流幅值：

三相短路過(guò)渡過(guò)程分析在k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)

微分方程其中，為短路電流。上式的解短路電流周期分量的幅值：短路回路的阻抗角：短路回路的時(shí)間常數(shù)：——積分常數(shù)。

求解常數(shù)c當(dāng)時(shí)發(fā)生三相短路的瞬間短路后瞬間短路電流：短路前瞬間負(fù)載電流：由得將代入，得短路全電流的瞬時(shí)表達(dá)式為：分析短路全電流的瞬時(shí)表達(dá)式：短路電流的周期分量：短路電流的非周期分量：短路電流的周期分量是依電源頻率按正弦規(guī)律而變化的，其幅值大小是由電源電壓及短路回路的總阻抗決定的；短路電流的非周期分量隨短路回路的時(shí)間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律衰減。

為什么會(huì)出現(xiàn)非周期分量經(jīng)歷（3～5）即衰減至零，暫態(tài)過(guò)程將結(jié)束，短路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，此后穩(wěn)態(tài)短路電流只含短路電流的周期分量。短路電流暫態(tài)過(guò)程的突出特點(diǎn)就是產(chǎn)生非周期分量電流，產(chǎn)生的原因是由于短路回路中存在電感。在發(fā)生突然短路的瞬間，根據(jù)楞次定律，短路電流不能突變。由于短路前的電流與短路后的周期分量電流一般是不等的，為了維持電流的連續(xù)性，將在短路回路中產(chǎn)生一自感電流來(lái)阻止短路電流的突變。為什么會(huì)出現(xiàn)非周期分量這個(gè)自感電流就是非周期分量，其初值的大小與短路發(fā)生的時(shí)刻有關(guān)，即與電源電壓的初相位有關(guān)。短路電流的非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減的，其衰減快慢取決于短路回路時(shí)間常數(shù)。一般非周期分量衰減很快，在0.2s后即衰減到初值的2%，在工程上即可認(rèn)為已衰減結(jié)束。3.2.3有關(guān)短路的物理量1、短路電流周期分量2、短路電流非周期分量3、短路次暫態(tài)電流當(dāng)非周期分量衰減到零后，短路的暫態(tài)過(guò)程即告結(jié)束。此時(shí)進(jìn)入短路的穩(wěn)定狀態(tài)，這時(shí)的電流稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)短路電流，其有效值以表示。當(dāng)t=∞時(shí)，非周期分量已衰減完畢，這時(shí)的短路電流就是周期分量，4、短路穩(wěn)態(tài)電流3.2.3有關(guān)短路的物理量5、短路全電流的有效值短路全電流就是周期分量和非周期分量之和

短路電流在某一時(shí)刻的有效值是以時(shí)間t為中心的一個(gè)周期T內(nèi)短路全電流的均方根值。

3.2.3有關(guān)短路的物理量

由于非周期分量是隨時(shí)間而衰減的，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常取t時(shí)刻的瞬時(shí)值作為一個(gè)周期內(nèi)的有效值，得短路全電流有效值近似式子：t時(shí)刻短路全電流有效值：3.2.3有關(guān)短路的物理量6、短路電流的沖擊值短路電流最大可能的瞬時(shí)值，稱(chēng)為短路電流的沖擊值，用表示。在電源電壓及短路點(diǎn)不變的情況下，要使短路全電流達(dá)到最大值，必須具備以下三個(gè)條件：①短路前為空載：；②短路回路的感抗比電阻大得多，即短路阻抗角；③短路發(fā)生于某相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)，即時(shí)，初相角。短路沖擊電流代入這3個(gè)條件，有最嚴(yán)重時(shí)短路電流瞬時(shí)值：將f=50HZ，t=0.01s帶入沖擊電流表達(dá)式得：沖擊系數(shù)：，是短路電流周期分量的有效值。沖擊電流有效值t=0.01s時(shí)出現(xiàn)短路全電流的最大值，即沖擊電流有效值：在高壓供電系統(tǒng)中，當(dāng)時(shí)，。在低壓供電系統(tǒng)中，當(dāng)時(shí)，。計(jì)算短路沖擊電流與沖擊電流有效值的目的主要是用于校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定性。

短路容量定義為短路點(diǎn)所在級(jí)的線路平均額定電壓與短路電流周期分量的有效值所構(gòu)成的三相視在功率，即

計(jì)算短路容量的目的是在選擇開(kāi)關(guān)設(shè)備時(shí)，用來(lái)校驗(yàn)其分?jǐn)嗄芰Α?、短路容量3.3無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算對(duì)于無(wú)限大容量的供電系統(tǒng)，發(fā)生三相短路時(shí)電源電壓可認(rèn)為不變，周期分量的幅值及有效值也不變。周期分量的大小可由電源電壓及短路回路的等值阻抗按歐姆定律計(jì)算。因此，只要求出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗Zk，就可計(jì)算出短路電流周期分量的幅值和有效值。不管短路點(diǎn)發(fā)生在何處，在計(jì)算短路電流時(shí)均取該電壓等級(jí)線路電壓的平均值Uav。

3.3.1歐姆法短路電流計(jì)算當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，其短路電流周期分量的有效值高壓供電系統(tǒng)中：，可忽略Rkl，用Xkl替代Zkl低壓電網(wǎng)有：，可忽略Xkl，用Rk替代Zkl。運(yùn)行方式

同一點(diǎn)、同類(lèi)型短路電流最大為最大運(yùn)行方式，短路電流最小為最小運(yùn)行方式。

由于電力系統(tǒng)中各開(kāi)關(guān)狀態(tài)的不同，造成短路回路阻抗的變化。例如，上圖K1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，QF3閉合，兩支路并聯(lián)運(yùn)行，K1點(diǎn)所在的母線為最大運(yùn)行方式。系統(tǒng)（電源）電抗無(wú)限大容量系統(tǒng)的內(nèi)部電抗分為兩種情況：（1）當(dāng)不知道系統(tǒng)（電源）的短路容量時(shí)認(rèn)為系統(tǒng)電抗為零；（2）知道系統(tǒng)（電源）母線上的短路容量及平均電壓時(shí)：變壓器電抗變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù):變壓器的阻抗:當(dāng)忽略變壓器的電阻時(shí):考慮變壓器的電阻時(shí):-變壓器的銅耗

變壓器電抗:

電抗器的電抗電抗器是用來(lái)限制短路電流的電感線圈.電抗器的電抗值是以其額定值的百分?jǐn)?shù)形式給出，其值可由下式求出：為電抗器的百分電抗值；為電抗器的額定電壓，V為電抗器的額定電流，A計(jì)算時(shí)一般不用線路的平均電壓代換它的額定電壓。線路電抗根據(jù)導(dǎo)線參數(shù)及幾何均距可從手冊(cè)中查得單位長(zhǎng)度的電抗值,線路電抗

在工程計(jì)算中取：高壓架空線:

1kV以下電纜:

3～10kV電纜:線路每相電阻值在低壓供電系統(tǒng)中，常采用電纜線路，因其電阻較大，所以在計(jì)算低壓電網(wǎng)短路電流時(shí)，電阻不能忽略，線路每相電阻值：（1）式中，為線路長(zhǎng)度；為導(dǎo)線截面積；為電導(dǎo)率。（2）當(dāng)已知線路單位長(zhǎng)度電阻值時(shí)，線路每相電阻：式中，為單位長(zhǎng)度電阻值；為線路長(zhǎng)度。在短路回路中若有變壓器存在，應(yīng)將不同電壓等級(jí)下的各元件阻抗都?xì)w算到同一電壓等級(jí)下（短路點(diǎn)所在電壓級(jí)），才能做出等效電路，計(jì)算出總阻抗。為歸算到電壓等級(jí)下的阻抗；為對(duì)應(yīng)于電壓等級(jí)下的阻抗。Uav1Uav2ZZ’例子例3-1

圖3-6為一簡(jiǎn)化供電系統(tǒng)示意圖，A是電源母線，通過(guò)兩路架空線向設(shè)有兩臺(tái)主變壓器T的工礦企業(yè)變電所35kV母線B供電。6kV側(cè)母C通過(guò)串有電抗器L的兩條電纜向車(chē)間變電所D供電。整個(gè)系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，有關(guān)參數(shù)如下：

電源：

Sk=560MVA；

線路L1:

變壓器：SNT=2×5600kVA，UN1/UN2=35/6.6kV，uk%=7.5%；

電抗器：UNL=6kV，INL=200A，XL%=3%；

線路L2:

試求:（1）k1、k2、k3點(diǎn)的短路參數(shù)。

（2）k3點(diǎn)短路時(shí)，C母線上的殘壓。解：計(jì)算供電系統(tǒng)中各元件電抗108Ω架空線l1的電抗

:Ω變壓器電抗:Ω電抗器電抗:Ω電纜l2電抗:Ω電源電抗:（2）繪制各點(diǎn)短路的等效電路圖109①K1點(diǎn)短路時(shí)總阻抗：Ω②K2點(diǎn)短路時(shí)總阻抗：③K3點(diǎn)短路時(shí)總阻抗：ΩΩ（3）求各短路點(diǎn)的總阻抗計(jì)算各短路點(diǎn)的短路參數(shù)

點(diǎn)短路三相短路電流周期分量的有效值：短路電流沖擊值：沖擊電流的有效值：三相短路容量：計(jì)算各短路點(diǎn)的短路參數(shù)

點(diǎn)短路三相短路電流周期分量的有效值：短路電流沖擊值：沖擊電流的有效值：三相短路容量：計(jì)算各短路點(diǎn)的短路參數(shù)

點(diǎn)短路三相短路電流周期分量的有效值：短路電流沖擊值：沖擊電流的有效值：三相短路容量：K3點(diǎn)短路時(shí)C母線上的殘壓3.3.2標(biāo)幺值法短路電流計(jì)算標(biāo)幺值為該物理量的實(shí)際值與所選的基準(zhǔn)值的比值,即在用標(biāo)幺值表示這些參數(shù)時(shí)，首先要選擇基準(zhǔn)值。如果選定基準(zhǔn)容量為、基準(zhǔn)電壓為、基準(zhǔn)電流為、基準(zhǔn)電抗為，則實(shí)際值、、、的標(biāo)幺值可由下式表示：1、標(biāo)幺值標(biāo)幺值法短路電流計(jì)算在三相供電系統(tǒng)中，上述4個(gè)物理量之間存在如下關(guān)系：該4個(gè)物理量的基準(zhǔn)值之間也存在這種關(guān)系，即原則上基準(zhǔn)值可以任意選定。為了便于計(jì)算，基準(zhǔn)電壓分別選為線路各級(jí)平均電壓；基準(zhǔn)容量通常選為100MVA或1000MVA,有時(shí)也取某電廠裝機(jī)總?cè)萘孔鳛榛鶞?zhǔn)容量。電抗標(biāo)幺值通常發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器等設(shè)備的電抗，在產(chǎn)品目錄中均以其額定值為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值或百分值形式給出（百分值也是相對(duì)值的一種），稱(chēng)為額定標(biāo)幺值，表示為在用標(biāo)幺值進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，必須把額定標(biāo)幺值換算為選定基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值(基準(zhǔn)標(biāo)幺值)，換算公式如下：通常取，則2、各元件標(biāo)幺值的計(jì)算（1)系統(tǒng)（電源）電抗已知發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電抗，發(fā)電機(jī)的額定容量為，則換算到基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值：若已知的是系統(tǒng)母線的短路容量，則系統(tǒng)電抗的基準(zhǔn)標(biāo)幺值各元件標(biāo)幺值的計(jì)算（2)變壓器電抗已知變壓器的電壓百分值，由其定義可知忽略變壓器的電阻得變壓器的電抗基準(zhǔn)標(biāo)幺值為以上換算是對(duì)雙繞組變壓器而言。各元件標(biāo)幺值的計(jì)算三繞組變壓器的短路電壓百分值是可得各繞組的短路電壓百分值為得變壓器的電抗基準(zhǔn)標(biāo)幺值為各元件標(biāo)幺值的計(jì)算（3)電抗器電抗已知電抗器的額定百分電抗，額定電壓及額定電流，電抗器的基準(zhǔn)標(biāo)幺電抗可由下式求得：（4)輸電線路電抗已知輸電線路的長(zhǎng)度，每公里電抗，線路所在區(qū)段的平均電壓，則線路基準(zhǔn)標(biāo)幺電抗3、變壓器耦合電路的標(biāo)幺值計(jì)算在短路電流的有名值計(jì)算方法中，當(dāng)短路回路中有變壓器時(shí)，不同電壓等級(jí)下的各元件電抗必須歸算到短路點(diǎn)所在的同一電壓下。下面討論在用標(biāo)幺值計(jì)算短路電流時(shí)，如何處理這一問(wèn)題。假設(shè)短路發(fā)生在第三區(qū)段的k點(diǎn),選本系統(tǒng)的基準(zhǔn)容量為，基準(zhǔn)電壓為第3區(qū)段的平均電壓即Uav1Uav2Uav3L1L2L3T1T23、變壓器耦合電路的標(biāo)幺值計(jì)算第1區(qū)段的線路電抗歸算至短路點(diǎn)的電抗為同理，第2區(qū)段的線路電抗歸算至短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值為4、三相短路電流計(jì)算（1）計(jì)算出短路回路的總電抗標(biāo)幺值（2）根據(jù)歐姆定律的標(biāo)幺值形式，計(jì)算出短路電流周期分量標(biāo)幺值式中，為短路點(diǎn)電壓的標(biāo)幺值，在取時(shí)，。故短路電流周期分量的實(shí)際值例題：P57，3-23.4兩相和單相短路電流的計(jì)算實(shí)際中除了需要計(jì)算三相短路電流，還需要計(jì)算不對(duì)稱(chēng)短路電流，用于繼電保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)。不對(duì)稱(chēng)短路電流計(jì)算一般要采用對(duì)稱(chēng)分量法。兩相短路電流可由下式求得為短路回路一相總阻抗。兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系，同樣適用于沖擊短路電流無(wú)限大功率電源供電系統(tǒng)短路時(shí)，兩相短路電流較三相短路電流小，計(jì)算三相短路電流就可求得兩相短路電流。3.4.1兩相短路計(jì)算3.4.2單相短路計(jì)算大接地電流系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)，單相短路電流可用下式進(jìn)行計(jì)算：式中，為單相短路回路相線與大地或中線的阻抗；為單相短路回路的相電阻和相電抗；為變壓器中性點(diǎn)與大地或中性回路的電阻和電抗。在無(wú)限大功率電源供電系統(tǒng)中或遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)處短路時(shí)，單相短路電流較三相短路電流小。3.5短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。如此大的短路電流通過(guò)導(dǎo)體或電器設(shè)備，一方面會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，即電動(dòng)力效應(yīng)；另一方面會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，即熱效應(yīng)。電器設(shè)備和導(dǎo)體應(yīng)能承受這兩種效應(yīng)的作用，滿足動(dòng)、熱穩(wěn)定的要求。（1）短路發(fā)熱的特點(diǎn)當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，由于線路繼電保護(hù)裝置很快動(dòng)作，迅速切除故障，所以短路電流流過(guò)導(dǎo)體的時(shí)間不長(zhǎng)，通常不超過(guò)2~3s,因此在短路過(guò)程中，可近似認(rèn)為很大的短路電流在很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量全部用來(lái)使導(dǎo)體溫度升高，不向周?chē)橘|(zhì)散熱，即短路發(fā)熱是一個(gè)絕熱過(guò)程。短路電流的熱效應(yīng)

短路前后導(dǎo)體的溫度變化如果導(dǎo)體和電器在短路時(shí)的發(fā)熱溫度不超過(guò)最高允許溫度，則認(rèn)為導(dǎo)體和電器是滿足短路熱穩(wěn)定度的要求的。（2）短路熱平衡方程短路時(shí)，由于導(dǎo)體溫度變化很大，此時(shí)導(dǎo)體的電阻率和比熱容不能再視為常數(shù)，應(yīng)為溫度的函數(shù)，其熱平衡方程為：短路電流的熱效應(yīng)式中，—短路全電流；溫度為時(shí)導(dǎo)體的電阻，為電阻率時(shí)溫度系數(shù)；溫度為時(shí)導(dǎo)體比熱容，為0℃時(shí)導(dǎo)體比熱容導(dǎo)體的質(zhì)量。將、、的表達(dá)式帶入上式，整理可得令，稱(chēng)為短路電流的熱效應(yīng)。短路電流的熱效應(yīng)等式右邊積分整理得令，稱(chēng)為短路發(fā)熱系數(shù)。

，稱(chēng)為正常發(fā)熱系數(shù)。如果采用上式直接計(jì)算A值，相當(dāng)繁復(fù)，而且涉及到一些難以準(zhǔn)確確定的系數(shù)，包括導(dǎo)體的電阻率，因此計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際出入很大。短路電流的熱效應(yīng)

在工程設(shè)計(jì)中，通常是利用下圖所示曲線來(lái)確定短路發(fā)熱溫度，橫坐標(biāo)表示導(dǎo)體發(fā)熱系數(shù)A，縱坐標(biāo)表示導(dǎo)體的溫度短路電流的熱效應(yīng)（3）.短路產(chǎn)生的熱量短路發(fā)熱的假想時(shí)間：假定一個(gè)時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，設(shè)導(dǎo)體通過(guò)所產(chǎn)生的熱量，恰好與實(shí)際短路電流在實(shí)際短路時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等。用表示。在無(wú)限大電源容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，由于，因此當(dāng)時(shí)，可認(rèn)為短路電流的熱效應(yīng)短路時(shí)間短路時(shí)間，為短路保護(hù)裝置實(shí)際最長(zhǎng)的動(dòng)作時(shí)間與斷路器（開(kāi)關(guān)）的斷路時(shí)間之和，即一般高壓斷路器；高速斷路器。

實(shí)際短路電流通過(guò)導(dǎo)體在短路時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為短路電流的熱效應(yīng)（4）.導(dǎo)體短路發(fā)熱溫度工程上一般利用導(dǎo)體發(fā)熱系數(shù)A與導(dǎo)體溫度的關(guān)系曲線來(lái)確定短路發(fā)熱溫度。由求的步驟如下①由導(dǎo)體正常運(yùn)行時(shí)的初始溫度從曲線查出導(dǎo)體正常發(fā)熱系數(shù)。②計(jì)算導(dǎo)體發(fā)熱系數(shù)③由從曲線查出短路發(fā)熱溫度。短路電流的熱效應(yīng)（5）.短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件1、一般電器的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件以上的和可由有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本查得。

2、母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件式中，為導(dǎo)體在短路時(shí)的最高溫度

短路電流的熱效應(yīng)

也可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來(lái)確定其最小截面。由可得滿足熱穩(wěn)定要求的最小允許截面為將計(jì)算出的最小熱穩(wěn)定截面與所選用的導(dǎo)體截面比較，當(dāng)所選標(biāo)準(zhǔn)截面時(shí)，熱穩(wěn)定性合格，否則應(yīng)重新選擇截面。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)由于短路電流特別是短路沖擊電流很大，因此相鄰載流導(dǎo)體之間將產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，可能使電器和載流部分遭受?chē)?yán)重的破壞。因此，電氣設(shè)備必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以承受短路時(shí)最大電動(dòng)力的作用，避免遭受?chē)?yán)重的機(jī)械性損壞。通常把電氣設(shè)備承受短路電流的電動(dòng)效應(yīng)而不至于造成機(jī)械性損壞的能力，稱(chēng)為電氣設(shè)備具有足夠的電動(dòng)穩(wěn)定度。（1）.兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力對(duì)于兩平行載流導(dǎo)體，通過(guò)電流分別為和時(shí)，其相互間的電動(dòng)力可由比-沙定律計(jì)算，為為平行導(dǎo)體的長(zhǎng)度；為兩平行導(dǎo)體中心距。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)上式是在導(dǎo)體的尺寸與線間距離相比很小且導(dǎo)體很長(zhǎng)時(shí)才正確。對(duì)于矩形截面的導(dǎo)體（如母線）相互距離較近時(shí)，需乘以形狀系數(shù)加以修正，即為導(dǎo)體形狀系數(shù)，對(duì)于矩形導(dǎo)體可查圖3-16中的曲線。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)(2).三相平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力在三相系統(tǒng)中，當(dāng)三相導(dǎo)體在同一平面平行布置時(shí)，受力最大的是中間相。取B相為參考相，三相電流為短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)

則B相導(dǎo)體所受的力為當(dāng)2ωt=±90°時(shí),得B相受力的最大值為:當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，短路電流沖擊值通過(guò)導(dǎo)體，中間相所受電動(dòng)力的最大值為當(dāng)發(fā)生兩相短路時(shí)，最大電動(dòng)力為短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)（3）.短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件1、一般電器的動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件對(duì)于成套電氣設(shè)備，因其長(zhǎng)度、導(dǎo)線間的中心距、形狀系數(shù)均為定值，故此力只與電流大小有關(guān)。因此，電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性常用設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流（即極限允許通過(guò)電流）來(lái)表示。，設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度就能承受沖擊電流的電動(dòng)力。2、絕緣子的動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件按下列公式校驗(yàn)式中為絕緣子的最大允許載荷，可由有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本查得；短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)

如果手冊(cè)或產(chǎn)品樣本給出的是絕緣子的抗彎破壞載荷值，則可將抗彎破壞載荷值乘以0.6為值。為三相短路時(shí)作用于絕緣子上的計(jì)算力；如果母線在絕緣子上為平放，按下式計(jì)算，即如果母線在絕緣子上為豎放，則3、硬母線的動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件按下列公式校驗(yàn)式中為母線材料的最大允許應(yīng)力，硬銅母線（TMY型）Mpa，硬鋁母線（LMY型）Mpa，短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)

為母線通過(guò)時(shí)所受到的最大計(jì)算應(yīng)力。計(jì)算公式：式中為母線通過(guò)時(shí)所受到的彎曲力矩；當(dāng)母線檔數(shù)為1~2時(shí)，；當(dāng)母線檔數(shù)大于2時(shí)，；為母線的檔距。為母線的截面系數(shù)；當(dāng)母線水平放置時(shí)，，這里的為母線截面的水平寬度，為母線截面的垂直寬度。4、電纜的動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)電纜的機(jī)械強(qiáng)度很好，其動(dòng)穩(wěn)定性由廠家保證，因此無(wú)須校驗(yàn)其短路動(dòng)穩(wěn)定性。大容量電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響（4）大容量電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響當(dāng)系統(tǒng)突然發(fā)生三相短路時(shí)，電網(wǎng)電壓的急劇下降，當(dāng)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)距短路點(diǎn)較近時(shí)，其反電勢(shì)將大于外加電壓，電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，成為一個(gè)附加電源，向短路點(diǎn)饋送電流。1、異步電動(dòng)機(jī)的影響

等值電路相量圖異步電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì)：次暫態(tài)電抗計(jì)算公式為異步電動(dòng)機(jī)的影響

次暫態(tài)電抗就是電機(jī)起動(dòng)瞬時(shí)(此時(shí)轉(zhuǎn)子不動(dòng)，)電機(jī)的等值電抗，其標(biāo)幺值一般次暫態(tài)電抗?？紤]在額定運(yùn)行狀態(tài)下異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)約為0.85～0.87，其，則得次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)幺值為

又因?yàn)榻涣麟妱?dòng)機(jī)在短路狀態(tài)下很快受到制動(dòng)，使它產(chǎn)生的反饋電流衰減很快，因此，只有在計(jì)算短路沖擊電流時(shí)，才考慮異步電動(dòng)機(jī)的影響。

電動(dòng)機(jī)向短路點(diǎn)反饋的沖擊電流式中，為電動(dòng)機(jī)的額定電流；為電動(dòng)機(jī)反饋電流沖擊系數(shù)，高壓電動(dòng)機(jī)：低壓電動(dòng)機(jī)：。在計(jì)入異步電動(dòng)機(jī)影響后的短路電流沖擊值為同步電動(dòng)機(jī)的影響2、同步電動(dòng)機(jī)的影響同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)分過(guò)激磁和欠激磁；

在過(guò)激磁狀態(tài)下，當(dāng)短路時(shí)，其次暫態(tài)電勢(shì)大于外加電壓，不論短路點(diǎn)在何處，都可作為發(fā)電機(jī)看待；

對(duì)于欠激磁的同步電動(dòng)機(jī)，只有在短路點(diǎn)附近，電壓降低很多時(shí)，才能作為發(fā)電機(jī)看待；一般在同一地點(diǎn)裝機(jī)總?cè)萘看笥?000kW時(shí),才作為附加電源考慮。同步電動(dòng)機(jī)的影響同步電動(dòng)機(jī)所提供的短路電流計(jì)算方法與同步發(fā)電機(jī)相同,但是同步電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電抗與發(fā)電機(jī)不同。在計(jì)算同步電動(dòng)機(jī)提供的短路電流周期分量標(biāo)幺值時(shí)，可查相應(yīng)的水輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線。由于同步電動(dòng)機(jī)的時(shí)間常數(shù)與制作計(jì)算曲線時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)的時(shí)間常數(shù)相差很大，故不能用實(shí)際短路時(shí)間去查曲線，而應(yīng)當(dāng)采用換算時(shí)間，對(duì)于同步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)定子開(kāi)路時(shí)，激磁繞組的時(shí)間常數(shù)平均值約為，因此，第四章供配電一次系統(tǒng)

4.1供配電一次系統(tǒng)概述4.1.1一次設(shè)備及其分類(lèi)

變電所一次設(shè)備是接受和分配電能的設(shè)備。4.1.2電氣設(shè)備運(yùn)行中的電弧問(wèn)題與滅弧方法一、電氣設(shè)備運(yùn)行中的電弧問(wèn)題

1.電弧的基本概念

二、電弧熄滅的條件三、交流電弧的基本特點(diǎn)

4.2電力變壓器及其選擇

一、電力變壓器及其分類(lèi)

二、電力變壓器的結(jié)構(gòu)和聯(lián)結(jié)組別（一）電力變壓器的結(jié)構(gòu)4.2電力變壓器及其選擇 圖2-2是普通三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。

圖2-2三相油浸式電力變壓器

1-信號(hào)溫度計(jì)2-銘牌3-吸濕器4-油枕（儲(chǔ)油柜）5-油位指示器（油標(biāo)）6-防爆管7-瓦斯（氣體）繼電器8-高壓出線套管和接線端子9-低壓出線套管和接線端子10-分接開(kāi)關(guān)11-油箱及散熱油管12-鐵心13-繞組及絕緣14-放油閥15-小車(chē)16-接地端子4.2電力變壓器及其選擇（二）電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別1.常用配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組的接線和示意圖如圖2-4所示。

圖2-4變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組

a）一、二次繞組接線b）一、二次電壓相量c）時(shí)鐘示意圖4.2電力變壓器及其選擇2.防雷變壓器的聯(lián)結(jié)組別防雷變壓器通常采用Yzn11聯(lián)結(jié)組，如圖2-6a所示，其正常時(shí)的電壓相量圖如圖2-6b所示。圖2-6變壓器Yzn11聯(lián)結(jié)的防雷變壓器a）一、二次繞組接線b）一、二次電壓相量第二節(jié)電力變壓器三、變電所變壓器的選擇（一）變壓器型號(hào)的選擇第二節(jié)電力變壓器直接從型號(hào)上分析變壓器的類(lèi)型和特性，決定是否符合現(xiàn)場(chǎng)的需要2、變壓器型號(hào)表示第二節(jié)電力變壓器3、第二節(jié)電力變壓器（二）變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇第二節(jié)電力變壓器[1]第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器[2]第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器和互感器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第二節(jié)電力變壓器第三節(jié)電流互感器和電壓互感器第三節(jié)電流互感器和電壓互感器第三節(jié)電流互感器和電壓互感器。

圖2-7電流互感器1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組第三節(jié)電流互感器和電壓互感器電流互感器在三相電路中幾種常見(jiàn)接線方案：

圖4-9電流互感器的接線方案

a)一相式接線b)兩相V形接線

c)兩相電流差接線d)三相星形接線第三節(jié)電流互感器和電壓互感器第三節(jié)電流互感器和電壓互感器第三節(jié)電流互感器和電壓互感器

電流互感器全型號(hào)的表示和含義如下：——設(shè)計(jì)序號(hào)—額定電壓（kV）L—電流互感器—產(chǎn)品名稱(chēng)—□□□□□－□D—貫穿單匝式結(jié)構(gòu)型式—Z—支柱式安裝型式R—裝入式B—支持式A—穿墻式——一次繞組型式M－母線式F—貫穿復(fù)匝式Q－線圈式——絕緣型式Z—澆注絕緣C—瓷絕緣K—塑料外殼J—樹(shù)脂澆注Q－加強(qiáng)式

結(jié)構(gòu)型式—L－鋁線式J－加大容量用途B－保護(hù)用J－接地保護(hù)用D－差動(dòng)保護(hù)用X－小體積柜用S－手車(chē)柜用W－戶(hù)外式M－母線式G－改進(jìn)式Q－加強(qiáng)式

附錄表12列出LQJ-10型電流互感器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，供參考。第三節(jié)電流互感器和電壓互感器

圖2-11是戶(hù)內(nèi)高壓LQJ-10型電流互感器的外形圖。圖2-11LQJ-10型電流互感器1-一次接線端子2-一次繞組（樹(shù)脂澆注）3-二次接線端子4-鐵心5-二次繞組6-警示牌（上寫(xiě)“二次側(cè)不得開(kāi)路”等字樣）第二節(jié)電力變壓器和互感器圖2-12是戶(hù)內(nèi)低壓LMZJ1-0.5型（500～800/5A）電流互感器的外形圖。

圖2-12LMZJ1-0.5型電流互感器1-銘牌2-一次母線穿孔3-鐵心，外繞二次繞組，樹(shù)脂澆注4-安裝板5-二次接線端子

圖2-14電壓互感器

1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組第四節(jié)高低壓一次設(shè)備

第三節(jié)高低壓一次設(shè)備第四節(jié)高低壓一次設(shè)備

第四節(jié)高低壓一次設(shè)備第四節(jié)高低壓一次設(shè)備高壓熔斷器全型號(hào)的表示和含義如下：

3、高壓熔斷器分類(lèi)(1).RN1和RN2型戶(hù)內(nèi)高壓管式熔斷器RN1型和RN2型的結(jié)構(gòu)基本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密封管式熔斷器，其外形結(jié)構(gòu)如圖2-23所示。

圖2-23RN1、RN2型高壓熔斷器

1-瓷熔管2-金屬管帽3-彈性觸座4-熔斷指示器5-接線端子

6-支柱瓷瓶7-底座圖4-26RN1、RN2型熔斷器的熔管剖面示意圖

1-管帽2-瓷管3-工作熔體4-指示熔體

5-錫球6-石英砂填料7-熔斷指示器（虛線表示熔斷指示器在熔體熔斷時(shí)彈出）

(2).RW4和RW10（F）型戶(hù)外高壓跌開(kāi)式熔斷器 圖2-25是RW4-10（G）型跌開(kāi)式熔斷器的基本結(jié)構(gòu)。RW10-10（F）型跌開(kāi)式熔斷器是在一般跌開(kāi)式熔斷器的上靜觸頭上面加裝一個(gè)簡(jiǎn)單的滅弧室，如圖2-26所示。

圖2-25RW4-10（G）型跌開(kāi)式熔斷器

1-上接線端子2-上靜觸頭3-上動(dòng)觸頭4-管帽（帶薄膜）5-操作扣環(huán)

6-熔管（外層為酚醛紙管或環(huán)氧玻璃布管，內(nèi)套纖維質(zhì)消弧管）7-銅熔絲

8-下動(dòng)觸頭9-下靜觸頭10-下接線端子11-絕緣瓷瓶12-固定安裝板

圖2-26RW10-10（F）型跌開(kāi)式熔斷器1-上接線端子2-絕緣瓷瓶3-固定安裝板4-下接線端子5-動(dòng)觸頭

6、7-熔管（內(nèi)消弧管）8-銅熔絲9-操作扣環(huán)10-滅弧罩（內(nèi)有靜觸頭）

五、高壓開(kāi)關(guān)柜高壓開(kāi)關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝在一起的一種高壓成套配電裝置，在電力系統(tǒng)中作為控制盒保護(hù)高壓設(shè)備和線路之用，其中安裝有高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器檢測(cè)儀表和母線、絕緣子等。圖2-45是GG-1A（F）-07S型固定式高壓開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)圖，其中斷路器為SN10-10型。手車(chē)式（又稱(chēng)移開(kāi)式）高壓開(kāi)關(guān)柜的特點(diǎn)是，高壓斷路器等主要電氣設(shè)備是裝在可以拉出和推入開(kāi)關(guān)柜的手車(chē)上的。圖2-46是GC□-10（F）型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)圖。第三節(jié)高低壓一次設(shè)備

圖2-45GG-1A（F）-07S型固定式高壓開(kāi)關(guān)柜1-母線2-母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)（QS1，GN8-10型）3-少油斷路器（QF，SN10-10型）4-電流互感器（TA，LQJ-10型）5-線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)（QS2，GN6-10型）6-電纜頭7-下檢修門(mén)8-端子箱門(mén)9-操作板10-斷路器的手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)（CS2型）11-隔離開(kāi)關(guān)的操作手柄12-儀表繼電器屏13-上檢修門(mén)14、15-觀察窗口

圖2-46GC□-10（F）型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜

1-儀表屏2-手車(chē)室3-上觸頭（兼起隔離開(kāi)關(guān)作用）4-下觸頭（兼起隔離開(kāi)關(guān)作用）5-斷路器手車(chē)三、低壓一次設(shè)備（一）低壓熔斷器低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是無(wú)填料密封管式（RM10）和有填料密封管式（RT0）兩種。 1.RM10型低壓密封管式熔斷器RM10型熔斷器由纖維熔管、變截面鋅熔片和觸頭底座等部分組成。其熔管結(jié)構(gòu)如圖2-49a所示，其變截面鋅熔片如圖2-49b所示。

第三節(jié)高低壓一次設(shè)備

圖2-49RM10型低壓熔斷器

a）熔管b）熔片

1-銅管帽2-管夾3）纖維熔管4）刀形觸頭（觸刀）5-變截面熔片2.RT0型低壓有填料封閉管式熔斷器RT0型熔斷器主要由瓷熔管、柵狀銅熔體和觸頭底座等部分組成，如圖2-50所示。圖2-50RT0型低壓熔斷器

a）熔體b）熔管c）熔斷器d）絕緣操作手柄

1-柵狀銅熔體2-刀形觸頭3-瓷熔管4-熔斷器5蓋板6-彈性觸座7-瓷質(zhì)底座8-接線端子9-扣眼10-絕緣拉手手柄（二）低壓刀開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)1、低壓刀開(kāi)關(guān)（文字符號(hào)為QK）按操作方式分：?jiǎn)瓮逗碗p投按極數(shù)分：?jiǎn)渭?jí)、雙極和三級(jí)