《供配电技术》第4章 供配电系统
《供配电技术》课程标准
《供配电技术》课程标准课程名称：供配电技术适用专业：电气技术应用专业一、课程性质《供配电技术》本课程是我校电气自动化技术专业、农村电气专业“以工作过程为导向”的一门专业核心课程。
通过本课程的学习和训练，主要培养学生熟练掌握供电和配电技术的基础理论和基本技能，具备供配电系统安装、调试、操作、运行、维护、检修及管理等能力，以及自主学习、团队合作、交流沟通等综合素质能力。
以培养满足工矿企业供配电技术岗位需求的高素质、高技能应用型技术人才为目标。
本课程前承了《电工电子电路安装与调试》、《常用低压电器设备的安装与维修》、《机床电气控制线路的安装与维修》等专业基础课程。
二、课程设计思路本课程强调“学校与企业共建”。
按照“校企深度交融，工学有机结合”的思路，与地方企业——南宁广开电气有限责任公司密切合作。
聘请了企业生产一线的供配电专家组建课程建设团队，举行了“岗位能力和工作任务”分析会，以“职业能力本位、工作过程导向、典型案例应用、注重安全意识、团队合作精神”为基本原则，明确了本课程在供配电行业中的主要任务或岗位，按照职业岗位需求选择教学内容，按工作过程循序渐进编排教学顺序，全面开展以工作过程为导向的教学方法改革及相应的考核方式改革。
不断营造企业文化和学校文化相融的氛围，创设生产与教学相一致的场景，老师边讲解、边演示，学生边学习、边实践，使学生在“教、学、做”一体化的现场教学环境下，迅速理解掌握供配电系统各种电气设备的操作方法和工作流程。
作为学生技能掌握的实战训练，充分突出职业素质、职业技能的培养，并用企业的标准来检验学生的“产品”。
《供配电技术》是电气技术应用三年制中职专业设置的核心课程之一。
本课程特点是工程性、实践性强，涉及内容广泛。
按照“课程体系工作过程导向化、课程内容项目化、课程教学一体化”的思路，遵循高职人才的培养规律，通过分析本课程主要就业岗位的工作任务，归纳出对本课程所需人才的素质、能力和知识要求，结合市场对本课程人才的需要，与企业供配电技术专家一起分析职业岗位的工作任务，围绕供配电系统职业岗位的关键能力要求，从适用的角度出发，共同制订本课程的典型工作任务，在典型工作任务的基础上形成具体工作任务。
供配电技术 第4章 变配电所
图4－3单母线接线
①L1送电合闸的顺序应为： QS3→QS4→QF2；
②L1停电拉闸的顺序应为： QF2→QS4→QS3。
图4－4
单母线分段接线 a）用隔离开关分段的单母线接线；b）用断路器分段的单母线接线
图4－5
三电源供电的单母线分段接线——三回四受电断路器供电方式
适用： 用电负荷大、重要 负荷多、对供电可 靠性要求高或馈电 回路多而采用单母 线分段存在困难的 情况。 大型工业企业总降 压变电所的35～ 110kV母线系统和 有重要高压负荷的 6～10kV母线系统 中多采用这种接线 方式。 运行方式： 一组运行一组备用 两组同时并列运行 两组母线分裂运行
线 平面图见图4－27 负荷指示图见图4－24
图4－20图1－5中高压配电所的主接线 平面图见图4－27负荷指示图见图4－24
图4－20：1－5中2号车间变电所的主接线 平面图见图4－27，负荷指示图见图4－24
五、民用建筑变电所主接线
（一）一般民用建筑变电所主接线 如图4－13、4－14所示。 （二）⑴.高层民用建筑变电所主接线（图4－21）； ⑵.高层宾馆饭店变电所主接线（图4－22）。 （三）组合式变电所（图4－23）。
（一）一般原则
(1)接近负荷中心。 (2)进出线方便。 (3)接近电源侧。 (4)设备吊装、运输方便。 (5)不应设在有剧烈振动的场所。 (6)不应设在污染源的下风侧。 (7)不应设在积水场所的正下方或贴邻。 (8)不应设在爆炸、火灾危险场所的正上方或正下方。 (9)不宜设在地势低洼和可能积水的场所。 (10)高层建筑地下层变配电所宜选择通风、散热好的
变电所主接线主要型式
一、变电所母线的接线方式 二、工厂总降压变电所主接线 三、车间变电所主接线 四、配电所及车间变电所主接线示例（图4－20）。 五、民用建筑变电所主接线
供配电技术 第4章_供配电系统
《变压器实用技术大全》
35kV级S9型
4.3.2 变压器台数和容量的选择
1）总降压变电所主变压器台数和容量的选择 台数
（1）满足用电负荷对可靠性的要求；
一、二级负荷：选择两台主变压器；负荷较大时，也可多于两台； 二、三级负荷：可选一台变压器，但低压侧敷设与其它变电所相连
的联络线作为备用电源；
三级负荷：选择一台主变压器；负荷较大时，也可选择两台；
Wai
PciTmaxi
Wai
PciTmaxi
变电所的组成
主电路、主接线
一次回路：变配电所中担负输送和分配电能任务的电路。
一次设备：一次回路中所有用到的设备。
变换设备： 变压器及电流、电压互感器等； 控制设备： 各种高低压开关等； 保护设备： 熔断器、避雷器等； 补偿设备： 并联电容器等；
（2）季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，技术经济合理时，可 选择两台变压器；
4.3.2 变压器台数和容量的选择
1）总降压变电所主变压器台数和容量的选择 容量
（1）单台变压器： （2）两台变压器：
SN (1.15 ~ 1.4)Sc
明备用：一台工作，另一台停止
SN (1.15 ~ 1.4)Sc
式中，K为负荷的比例（kW/mm2）。
4.2.2 变电所的位置选择
y
2）负荷中心的确定
y2
y1
y
负荷功率矩 y3
设有负荷P1、P2和P3（均表示有功计算负 荷），它们在任选的直角坐标系中的坐标已知。 现假设总负荷Ｐ=ΣＰｉ＝P1+P2+P3的负荷中 0 心位于P（X，Y）处。仿《力学》求重心的力 矩方程可得：
4.3.3 变压器的容量和过负荷能力
供配电技术知识要点
供配电技术知识要点第一章电力系统及工厂供电系统概述一．基本概念1.电能的特点2.电能生产的特点3.电力系统的组成4.工厂供电的概念5.工厂供电系统的组成6.对工厂供电的基本要求7.电能的质量指标8.额定电压的概念,我国电网额定电压的划分9.各种用电设备额定电压的确定方法10.引起电压偏移的原因有哪些?调整电压偏移的方法能哪些？11.电力系统中性点的运行方式;6～35KV系统常用的运行方式(简述)12.小接地电流系统的概念,小接地电流系统发生单相对地短路时电压、电流各电气量的变化分析(分析)13.小接地电流系统与大接地电流系统的主要别区就是什么？(简述)二．基本计算各种用电设备额定电压的确定第二章负荷计算一.基本概念1、负荷与负荷曲线2、负荷的分类及各类负荷对供电的要求(简述)3、用电设备的工作制,有哪几类工作？长期工作制至少要多长？4、暂载率,吊车、电焊机的统一换算的标准暂载率5、负荷系数、最大负荷年利用小时、需要系数、6、计算负荷的概念与定义7、需要系数法与二项式法,各自适用的场合8、提高功率因数的意义与措施(简述)9、有哪几个功率因数？哪个功率因数与均权功率因数一致？10、电容器补偿无功的受益范围11、什么叫两步电电费制12、尖峰电流的概念二.基本计算1、根据需要系数法确定计算负荷2、根据二项式法确定计算负荷。
3、无功补偿容量与电容器补偿个数的计算。
第三章短路电流计算1、产生短路的原因、后果与各类2、短路的类型,各种短路的基本关系3、短路计算的目的(简述)4、无限容量系统的概念,其端电压与频率的变化5、冲击电流的概念,出现的条件与时间,冲击系数6、冲击电流与稳态短路电流的关系7、产生最大冲击电流的条件(简述)8、标幺值的概念,基准值的选取,采用标幺值的优点9、短路校验的动稳定、热稳定10、假想时间;假想时间与实际短路时间的关系二.基本计算1、用有名值法与标么值法计算三相短路电流2、二相短路电流的计算(与三相短路电流的关系)第四章工厂变配电所及一次系统一.基本概念1、变电所的任务与类型2、一次设备的分类3、一次设备选择的一般原则(简述)4、变压器容量与台数选择的原则5、变压器并列运行的条件6、电流互感与电压互感器的作用、工作原理及使用时应注意的事项7、电流互器的精度等级8、电流互感与电压互感器的变比与接线方式9、熔断器的作用、类型与工作原理10、熔断器的冶金效应及作用11、高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关的作用与常用类型12、低压断路器的作用、工作原理及脱扣器的组成10、主接线的概念,对电气主接线的基本要求(简述)11、6-10KV配电所的典型电气主接线方案12、35KV变电所的典型电气主接线方案13、内外桥式接线的特点(分析)二.基本计算1、高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关的选择计算2、电流互感器的选择计算第五章工厂电力线路一.基本概念1、电力线路的功能与类型2、高压厂区线路常用的接线方式及各自的优缺点(分析)3、导线电缆选择的一般原则(简述)4、根据发热条件选择导线电缆方法5、选择N线、PE线、PEN线的方法6、线路电压损失与电压降落,电压损失的大小与哪些因数有关7、根据负荷功率法与干线功率法计算线路电压损失的方法。
(完美版)《供配电技术》唐志平第三版习题答案(全)
第1章 电力系统概论1-1 什么叫电力系统？为什么要建立电力系统？电力系统是由发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。
为了充分利用动力资源，降低发电成本，发电厂往往远离城市和电能用户，因此，这就需要输送和分配电能，将发电厂发出的电能经过升压、输送、降压和分配，送到用户。
1-2 供配电系统由那些部分组成？在什么情况下应设总降压变电所或高压配电所？ 供配电系统由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。
总降压变电所是企业电能供应的枢纽。
它将35kV ～110kV 的外部供电电源电压降为6～ 10kV 高压配电电压，供给高压配电所、车间变电所和高压用电设备。
高压配电所集中接受 6～10kV 电压，再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。
一般负荷分散、厂区大的大型企业设置高压配电所。
1-3 发电机的额定电压、用电设备的额定电压和变压器额定电压是如何规定的？为什么？ 用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压；发电机的额定电压较电力线路的额定电压要高5%；变压器的一次绕组的额定电压等于发电机的额定电压(升压变压器)或电力线路的额定电压(降压变压器)；二次绕组的额定电压较电力线路的额定电压要高10%或5%(视线路的电压等级或线路长度而定)。
额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压，它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势经过全面技术经济分析后确定的。
1-4 电能的质量指标包括哪些？电能的质量指标是指电压质量、频率质量、供电可靠性。
1-5 什么叫电压偏移，电压波动和闪变？如何计算电压偏移和电压波动？电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。
电压波动是指电压的急剧变化。
周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动而造成人眼视觉不舒适的现象，成为闪变。
电压偏差一般以百分数表示，即%100N NU U U U -∆=⨯，式中%U ∆为电压偏差百分数；U 为实际电压；N U 为额定电压。
《供配电系统设计规范》
《供配电系统设计规范》ＧB5００5２/95第一章总则..................................................................................................... 错误!未定义书签。
第二章负荷分级及供电要求......................................................................... 错误!未定义书签。
第三章电源及供电系统................................................................................. 错误!未定义书签。
第四章电压选择和电能质量ﻩ错误!未定义书签。
第五章无功补偿ﻩ错误!未定义书签。
第六章低压配电............................................................................................. 错误!未定义书签。
附录一名词解释........................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章总则第1.0.1条为使供配电系统设计贯彻执行国家的技术经济政策,做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理，制订本规范。
第1.0.2条本规范适用于１10KV及以下的供配电系统新建和扩建工程的设计。
第1.0.3条供配电系统设计必须从全局出发，统筹兼顾,按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。
第1.0.4条供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。
第1.0.5条供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。
《供配电技术》课后答案
第一章1-5什么叫电压偏移，电压波动和闪变？如何计算电压偏移和电压波动？答：电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。
电压波动是指电压的急剧变化。
周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动而造成人眼视觉不舒适的现象，成为闪变。
电压偏差一般以百分数表示，即△U％＝（U－UN）／UN ×100电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数来表示，即&U=Umax－Umin&U%=（Umax－Umin）／UN ×100式中，&U为电压波动；&U%为电压波动百分数；Umax ，Umin为电压波动的最大值和最小值（KV）；UN为额定电压（KV）。
1—6 电力系统的中性点运行方式有哪几种？中性点不接地电力系统和中性点直接接地系统发生单相接地时各有什么特点？电力系统的中性点运行方式有三种：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。
中性点不接地电力系统发生单相接地时，接地相对地电压为零，电容电流为零，非接地相对地电压升高为线电压，电容电流增大倍，但各相间电压（线电压）仍然对称平衡。
中性点直接接地系统发生单相接地时，通过中性点形成单相短路，产生很大的短路电流，中性点对地电压仍为零，非接地相对地电压也不发生变化。
第二章2-2年最大负荷Ｐmax——指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现２～３次）３０分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为３０分钟最大负荷P30。
年最大负荷利用小时Ｔmax———指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。
平均负荷Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。
负荷系数KL————负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。
2-3.什么叫计算负荷?为什么计算负荷通常采用30min最大负荷?正确确定计算负荷有何意义?答:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷.导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4)t,t为发热时间常数.对中小截面的导体.其t约为10min左右,故截流倒替约经30min后达到稳定温升值.但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min,30min还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷Pc实际上与30min最大负荷基本是相当的。
供配电技术基础 第4章 一次系统
高压电器产品名称及类组安装场所见表4-1，其他标志代 号见表4-2，特殊环境条件派生代号见表4-3。
表4-3 特殊使用环境派生代号
4.2.2 主要类型
高压电器除了高压电流互感器、高压电压互感器外，主
要是高压开关设备。高压开关设备主要包括：
1）隔离开关 文字符号为QS；图形符号为：
结合为中性质点的去电离程度将不同。 2）扩散 正负带电质点的“扩散”，由于电弧与周围
介质的温度、离子浓度差，形成带电质点向周围扩散，减少
带电质点浓度的过程。 3）过零 交流电弧反复过零、暂熄，这将加速电弧的
熄灭。
3.工程措施 （1）灭弧方法
1）速拉法：迅速拉长电弧，使弧隙场强骤降，开关电 器中的分断弹簧即产生此速拉作用。
电网电压的变压器称为终端变压器。
3)隔离变压器: 仅通过彼此的电磁耦合传输能量，将一次
侧与二次侧电气隔离的变压器。
(2) 按容量系列分 1) R8容量系列: 容量等级按 R8 8 10即1.33 倍数递增。我
国老变压器容量等级用此系列，现已淘汰。 2) R10容量系列: 容量等级按 R10 1010即1.26倍数递增。我
2)高压设备 工作电压高于1.0kV者。电力部门又多 将高于1.0kV至35kV（含35kV）部分称为中压，35kV以上 至110kV为高压，220kV～500kV为超高压，500kV以上为特 高压。
2. 按功能 1)控制设备 控制一次电路通断的开关设备，包括隔离
开关、切换开关、负荷开关及断路器。 2)保护设备 对系统和设备可能受到的过电压、过电
2）冷却法：降低弧温而熄弧。 3）吹弧法：采用气流、油流及电磁力等外力吹动电弧、 使电弧降温、拉长，而降低场强以灭弧。 4）长弧切短法：电弧压降主要降落在阴、阳极上，中 间弧柱部分压降小。用金属栅片将长弧分割成若干短弧，中 间弧柱的较短弧段不足以维持电弧压降，将迅速熄灭。钢灭 弧栅伴有钢栅冷却作用，即基于此原理。还有配以电动力吹 弧及铁磁吹弧，以增加弧长，进一步降低电弧压降。 5）粗弧分细：将粗大电弧分割成平行的若干细小电弧， 使弧与周围介质接触面增大，散热增快，而降温灭弧。
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（1）负荷指示图
负荷指示图是将电力负荷按一定比例用负荷圆的形 式标示在企业或车间的平面图上。各车间的负荷圆的圆 心位于车间的负荷“重心”（负荷中心）。在负荷均匀 分布的车间，负荷中心就是车间的中心，在负荷分布不 均匀的车间内，负荷中心应偏向负荷集中的一侧。
由车间的计算负荷
得负荷圆的半径r为
式中K为负荷圆的比例（kW/mm2）,Pc为计算负荷。
建筑物及高层建筑物变电所是民用建筑中经常采用 的变电所形式。
①楼内建筑物变电所
高层建筑物多采用楼 内建筑物变电所，置于高 层建筑物的地下室或中间 某层；地下室和高层；地 下室、中间某层和高层。 变压器一律采用干式变压 器。
②辅助建筑物变电所 与独立变电所相似，辅助建筑物变电所置于离开高
层建筑物的辅助建筑物内，变压器采用油浸式变压器。
第四章 供配电系统
供配电系统主要解决：（1）供配电电压的确定； （2）变电所的配置和位置选择； （3）变压器的台数 和容量的确定；（4）变电所主接线的确定；（5）配 电方式的确定。
• 第一节 电压的选择 • 第二节 变电所位置的确定 • 第三节 变压器的选择 • 第四节 变电所主要电器设备 • 第五节 变电所主接线 • 第六节 变电所的布置和结构
5. 柱上（或杆上）变电所
变电器安装在室外电杆上，适用于315KVA及以下变压 器，常用于居民区、用电负荷小的用电单位。
二、变电所的位置选择
变电所的位置选择应根据选择原则 ，从安全、经济、 方便等方面来综合考虑，经技术、经济比较后确定。 1．总降压变电所位置选择的原则
（1）靠近负荷中心； （2）考虑电源的进线方向，偏向电源侧； （3）进出线方便； （4）设备运输方便； （5）不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性； （6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所； （7）不应设在有剧烈震动和高温场所； （8）不应设在地势低洼和可能积水的场所； （9）不应设在有爆炸危险区域。
第二节 变电所位置的确定
一、变电所的类型
变电所是接受、变换、分配电能的环节，是供配 电系统的重要组成部分。变电所按其在供配电系统中 的地位和作用分为总降压变电所、独立变电所、车间 变电所、杆上变电所、建筑物及高层建筑物变电所。
1. 总降压变电所（35～110/6～10kV ）
①企业规模不太大，车间或生产厂房布局比较集中， 设一个总降压变电所 ；
（3）按负荷电能矩法确定负荷中心
事实上，各负荷的工作时间不同，因而负荷中心
不可能是固定不变的，负荷中心不只是与各负荷的功 率有关， 而且与各负荷的工作时间有关，因而提出了
负荷电能矩来确定负荷中心的方法。
类似负荷功率矩法的公式，按负荷电能矩法确定 负荷中心的公式为：பைடு நூலகம்
式中，Pi为各负荷的有功计算负荷；Ai为各负荷的 年有功电能消耗量 ti为各负荷在同一时间内的实际工 作时间，应采用各负荷的年最大负荷利用小时。
二、配电电压的确定 配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级。
由用户总降压变电所向高压用电设备配电的配电电压， 称为高压配电电压；由用户车间变电所或建筑物变电所 向低压用电设备配电的配电电压，称为低压配电电压。
1.高压配电电压 （1）一般情况下,优先采用10kV作厂内高压配电电 压。 （2）对于有6kV设备的企业，如化工、制药厂等 ： 若6kV设备容量较大时，采用6kV厂内高压配电电压；
②企业规模较大，且有两个或以上的集中大负荷用电车 间群，而彼此之间相距又较远时，设立两个或两个以上 的总降压变电所。
2. 独立变电所 （6～10/0.4/0.23kV ）
设置独立变电所的原因
（1）相邻几个车间负荷大，将变电所建到某一车间不 适宜；
（2）由于车间环境的限制，如制药车间、化工车间之 间由于管道较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境 限制，必须建立独立变电所；
（2）负荷功率矩法确定负荷中心
设有负荷P1、P2、P3，如图示。 它们在任选的直角坐标系中的坐 标分别为P1（x1，y1）、P2（x2， y2）、P3（x3，y3）。 现假设总负荷 的负荷中心位于坐标P（x，y） 处。负荷中心的坐标为：
按负荷功率矩法确定负荷中心，只考虑了各负荷 的功率和位置，而未考虑各负荷的工作时间，因而负 荷中心被认为是固定不变的。
第一节 电压的选择
一、供电电压的确定
供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电 源电压。我国目前所用的供电电压为110kV、35kV、 10kV、6kV。究竟采用哪一级供电电压，主要取决于 以下三个方面因素。
（1） 电力部门所能提供的电源电压。 （2） 用户负荷大小及距离电源线路远近。 （3） 用户大型设备的额定电压决定了企业的供电电 压。
需要指出由于负荷中心原则并不是确定变电所 位置的惟一因素，且负荷中心也是会随机变动的， 大多数工厂变电所的位置都是靠近负荷中心偏向电 源侧。
第三节 变压器的选择
若6kV设备容量较小时，高压配电电压采用10kV。6kV 设备采用10/6kV变压器供电。
(3)如果厂区环境条件允许也可采用35kV作为高压配 电电压深入负荷中心的直配方式,将35kV直接降为 380V供电。
2.低压配电电压
我国规定低压配电电压等级为380V/220V，但在石油、 化工及矿山（井）场所可以采用660V的配电电压。
2．车间变电所位置选择的原则
在计算得出车间总计算负荷的基础上，按分散布置 并接近负荷中心的原则确定车间变电所的位置，便于低 压电网的备用联络。同时车间变电所位置选择还要考虑： 进出线方便；靠近电源测；运输方便等。
变电所选址尽量靠近负荷中心是供电设计的一项基 本原则，可以按负荷矩法确定负荷中心。
3．负荷中心确定 负荷中心可以用负荷指示图或负荷矩的计算法近似确定。
（3）中小型企业负荷不太大，建立一个全厂独立 变电所，向全厂各车间供电。
3. 车间变电所 （6～10/0.4/0.23kV）
①附设变电所
附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁，而其变 压器室的大门朝外开。车间附设变电所又分内附式和 外附式。
②车间内变电所
车间内变电所位于车间内的单独房间内。
4. 建筑物及高层建筑物变电所