工厂供电__刘介才第5版课件.
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工厂供电刘介才第5版课件19章完整版
用电设备组计算负荷：P30
KKL eWL
Pe
需要系数：K d
KKL eWL
Kd
P30 Pe
用电设备组的计算负荷
(Kd可查附表1) P30 Kd Pe Q30 P30 tan
S30
P30 cos
I30
S30 3U N
如果是一台电机：
I30
IN
PN U N cos
（见例题2—1）
2、设备容量的计算 连续工作制和短时工作制用电设备组：
3、电压波动的抑制措施
专用线路或专用变压器供电、减少系统阻抗、减小引起波动的负荷、 高电压等级、大容量供电、装设吸收无功装置
五、电网谐波及其危害
含义：对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率(50Hz)整数 倍的各次分量，通常称为高次谐波。（电路中非线性元件造成）
危害：使变压器及电动机的铁心损耗明显增加、电动机转子发生振动现象、电力系 统发生电压谐振、对附近的通信设备和通信线路产生信号干扰。
设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和。
断续周期工作制用电设备组：
必须进行负载持续率换算 Pe PN N / 100
3、多组用电设备计算负荷的确定 应该考虑各用电设备最大负荷不同时出现的因素，对有功、无功
负荷分别计入一个同时系数 K p 及 K q
车间干线： 0.85～0.95及0.90～0.97
一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特 别重要的负荷。双电源供电，必要时增设应急电源。
二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。双电源供电，当负荷较 小时可以专线供电。
三级负荷：不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求。
工厂供电(刘介才第五版)第5章
电压损失——线路始末两端电压的数值差。U U1 U2
（一）线路末端接有一集中负荷的三相线路⊿U的计算
解：
1、相线截面Aφ的选择
查附录表19-1：环境温度为30℃时，明敷的BLX-500型截面为 50mm2
的铝芯橡皮线Ial=163A＞I30=150A，满足发热条件。则选得相线截 面为：Aφ=50mm2 校验机械强度：查附录表15，假设为室外明敷且15m＜L≤25m，
查得：Amin=10mm2。 则 Aφ＞Amin，满足机械强度要求。
15
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第 五 章 工厂电力线路
三、按经济电流密度选择导线和电缆的截面
目的：使年运行费用低，有色金属消耗量小来进行选择。
年运行费：包括线路折旧费、维修管理费、电能损耗费。
线路折旧费=线路投资/折旧年限 图5-28：
年运行费与 导线截面的关系。
曲线1:(线路折旧费+线路维修管理费)
与导线截面的关系；
（一）按正常发热条件选择三相系统相线截面应满足： K Ial I30
式中：Ial——导线在一定环境温度下的允许载流量；
见附录表16对对-19变电。压容器器高的压引侧入导线线：：
I30——线路的计算电流。 Kθ——温度校正系数。K
al 0 al 0
I30= I1NT I30=1.35
INC
θ0——导线允许载流量采用的温度，一般为25℃。
型号：TJ、 LJ 、LGJ、LYJ、BLX（BX）BLV（BV）、 p18 BLXF（BXF）、VLV（VV）、YJLV（YJV） 铜芯塑料绝缘线
TJ——铜绞线； LJ——铝绞线； LGJ——钢芯铝绞线；图
LYJ——架空绝缘电缆，铝芯绝缘导线，交联聚乙烯绝缘。
（一）线路末端接有一集中负荷的三相线路⊿U的计算
解：
1、相线截面Aφ的选择
查附录表19-1：环境温度为30℃时，明敷的BLX-500型截面为 50mm2
的铝芯橡皮线Ial=163A＞I30=150A，满足发热条件。则选得相线截 面为：Aφ=50mm2 校验机械强度：查附录表15，假设为室外明敷且15m＜L≤25m，
查得：Amin=10mm2。 则 Aφ＞Amin，满足机械强度要求。
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第 五 章 工厂电力线路
三、按经济电流密度选择导线和电缆的截面
目的：使年运行费用低，有色金属消耗量小来进行选择。
年运行费：包括线路折旧费、维修管理费、电能损耗费。
线路折旧费=线路投资/折旧年限 图5-28：
年运行费与 导线截面的关系。
曲线1:(线路折旧费+线路维修管理费)
与导线截面的关系；
（一）按正常发热条件选择三相系统相线截面应满足： K Ial I30
式中：Ial——导线在一定环境温度下的允许载流量；
见附录表16对对-19变电。压容器器高的压引侧入导线线：：
I30——线路的计算电流。 Kθ——温度校正系数。K
al 0 al 0
I30= I1NT I30=1.35
INC
θ0——导线允许载流量采用的温度，一般为25℃。
型号：TJ、 LJ 、LGJ、LYJ、BLX（BX）BLV（BV）、 p18 BLXF（BXF）、VLV（VV）、YJLV（YJV） 铜芯塑料绝缘线
TJ——铜绞线； LJ——铝绞线； LGJ——钢芯铝绞线；图
LYJ——架空绝缘电缆，铝芯绝缘导线，交联聚乙烯绝缘。
工厂供电第1章概论
定电压UN 之差对额定电压UN 的百分比，即：
U % U U N 100 % UN
2019/12/31
34
（二）电压调整的措施
为了满足用电设备对电压偏差的要求，供电 系统必须采取相应的电压调整措施: 调压型变压器、减少系统阻抗、改变系统运 行方式、三相负荷均衡、无功功率补偿。
2019/12/31
大电流接地系统
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
小电流接地系统
2019/12/31
41
（一）中性点不接地方式
单相接地电流经验公式：
IC
U N (loh 35lcab) 350
2019/12/31
42
2019/12/31
43
（二）中性点经消弧线圈接地
正常运行：三相 电压、电流对称
消弧线圈
某些特殊场合宜采用660V甚至1140V作为低压 配电电压。比如，矿井下，因负荷离变配电所 较远，线路损耗较大。
2019/12/31
40
之四： 电力系统中性点运行方式 及低压配电系统接地型式
一、电力系统的中性点运行方式
在三相交流电力系统中，作为供电电源的
发电机和变压器的中性点有三种运行方
式：
中性点直接接地——
*对于工厂供电系统来说，提高电能质量主要是 提高电压的质量。
*电压偏差是指电气设备的端电压与额定电压之 差，通常以额定电压的百分值来表示。
*电压波动是指电网电压有效值的快速变动。
2019/12/31
28
二、三相交流电网和电力设备的额定电压
（一）电（线路）的额定电压
分 电网和用电设备
类
额定电压／kV
15
4、高压深入负荷中心的供电系统
U % U U N 100 % UN
2019/12/31
34
（二）电压调整的措施
为了满足用电设备对电压偏差的要求，供电 系统必须采取相应的电压调整措施: 调压型变压器、减少系统阻抗、改变系统运 行方式、三相负荷均衡、无功功率补偿。
2019/12/31
大电流接地系统
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
小电流接地系统
2019/12/31
41
（一）中性点不接地方式
单相接地电流经验公式：
IC
U N (loh 35lcab) 350
2019/12/31
42
2019/12/31
43
（二）中性点经消弧线圈接地
正常运行：三相 电压、电流对称
消弧线圈
某些特殊场合宜采用660V甚至1140V作为低压 配电电压。比如，矿井下，因负荷离变配电所 较远，线路损耗较大。
2019/12/31
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之四： 电力系统中性点运行方式 及低压配电系统接地型式
一、电力系统的中性点运行方式
在三相交流电力系统中，作为供电电源的
发电机和变压器的中性点有三种运行方
式：
中性点直接接地——
*对于工厂供电系统来说，提高电能质量主要是 提高电压的质量。
*电压偏差是指电气设备的端电压与额定电压之 差，通常以额定电压的百分值来表示。
*电压波动是指电网电压有效值的快速变动。
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二、三相交流电网和电力设备的额定电压
（一）电（线路）的额定电压
分 电网和用电设备
类
额定电压／kV
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4、高压深入负荷中心的供电系统
刘介才工厂供电第5版课件.
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 普通高等工科教育机电类规划教材
工厂供电
（第 5 版） 刘介才编 简克良、高仕斌 审
机械工业出版社出版
[内容提要] 本书是普通高等工科学校电气自动化专业和电气技术专业教材， 为1984年出版以来的修订第5版，属于普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
本书共分十章。首先概述工厂供电及有关的基本知识，接着依次讲述工厂的 电力负荷及其计算，短路电流及其计算，工厂变配电所及其一次系统，工厂的电 力线路，工厂供电系统的过电流保护、二次回路和自动装置，防雷、接地和电气 安全，节约用电与计划用电，最后讲述工厂的电气照明。为便于复习和自学，每 章前列有内容提要，每章末附有复思考题和习题，书末附有习题参考答案。
本书在第4版的基础上，按照与时俱进和培养技术应用型专门人才的要求， 根据我国新颁的标准规范又进行了全面修订，以增强学生的规范意识。本书注重 理论结合实际，以实际应用为主。文字叙述力求深入浅出，明白易懂，插图力求 简明清晰，作到图文并茂，便于自学。
本书除了可作应用型本科教材外，高职高专及广播电视大学等有关专业亦可 选用，并可供有关工程技术人员参考。
总目录
前言 本书常用字符表 第一章 概论 第二章 工厂的电力负荷及其计算 第三章 短路电流及其计算 第四章 工厂变配电所及其一次系统 第五章 工厂电力线路 第六章 工厂供电系统的过电流保护 第七章 工厂供电系统的二次回路和自动装置 第八章 防雷、接地与电气安全 第九章 节约用电与计划用电 第十章 工厂的电气照明 附录 习题参考答案 主要参考文献
工厂供电
（第 5 版） 刘介才编 简克良、高仕斌 审
机械工业出版社出版
[内容提要] 本书是普通高等工科学校电气自动化专业和电气技术专业教材， 为1984年出版以来的修订第5版，属于普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
本书共分十章。首先概述工厂供电及有关的基本知识，接着依次讲述工厂的 电力负荷及其计算，短路电流及其计算，工厂变配电所及其一次系统，工厂的电 力线路，工厂供电系统的过电流保护、二次回路和自动装置，防雷、接地和电气 安全，节约用电与计划用电，最后讲述工厂的电气照明。为便于复习和自学，每 章前列有内容提要，每章末附有复思考题和习题，书末附有习题参考答案。
本书在第4版的基础上，按照与时俱进和培养技术应用型专门人才的要求， 根据我国新颁的标准规范又进行了全面修订，以增强学生的规范意识。本书注重 理论结合实际，以实际应用为主。文字叙述力求深入浅出，明白易懂，插图力求 简明清晰，作到图文并茂，便于自学。
本书除了可作应用型本科教材外，高职高专及广播电视大学等有关专业亦可 选用，并可供有关工程技术人员参考。
总目录
前言 本书常用字符表 第一章 概论 第二章 工厂的电力负荷及其计算 第三章 短路电流及其计算 第四章 工厂变配电所及其一次系统 第五章 工厂电力线路 第六章 工厂供电系统的过电流保护 第七章 工厂供电系统的二次回路和自动装置 第八章 防雷、接地与电气安全 第九章 节约用电与计划用电 第十章 工厂的电气照明 附录 习题参考答案 主要参考文献
最新工厂供电 刘介才第5版课件(完整版,超好,推荐使用)
如图所示电力系统简图
三、工厂自备电源
对于工厂的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外，设置应急自备电源。
1、柴油发电机组自备电源：操作简便、起动迅速、效率较高。 2、交流不停电电源（UPS）：
如图所示，由整流器(UR)、逆变器(uV)和蓄电池组(GB)等三部分组成。
第三节 电力系统的电压与电能质量
1、发电厂（发电站）：将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。 种类：水力、火力、核能、风力、地热及太阳能发电厂。
2、电力系统(power system)：
送电过程：发电机→升压→高压输电线路→降压→配电
电力系统：由各级电压的电力线路将发电厂、变电所和电力用户联系起 来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。 电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网 或电网。电网以电压等级来区分，例如lOkV电网。
3、电压波动的抑制措施
专用线路或专用变压器供电、减少系统阻抗、减小引起波动的负荷、 高电压等级、大容量供电、装设吸收无功装置
五、电网谐波及其危害
含义：对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率(50Hz)整数 倍的各次分量，通常称为高次谐波。（电路中非线性元件造成）
危害：使变压器及电动机的铁心损耗明显增加、电动机转子发生振动现象、电力系 统发生电压谐振、对附近的通信设备和通信线路产生信号干扰。
3、电压调整的措施
调压型变压器、减少系统阻抗、改变系统运行方式、三相负荷均衡、无功 功率补偿。
四、电压波动及其抑制
1、含义：电压波动是指电网电压有效值(方均根xUmin10% 0
UN
2、电压波动的产生与危害
产生：负荷剧烈变化引起冲击负荷，如电机起动、电焊机、电弧炉、轧钢机。 危害：使得设备无法正常工作。
三、工厂自备电源
对于工厂的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外，设置应急自备电源。
1、柴油发电机组自备电源：操作简便、起动迅速、效率较高。 2、交流不停电电源（UPS）：
如图所示，由整流器(UR)、逆变器(uV)和蓄电池组(GB)等三部分组成。
第三节 电力系统的电压与电能质量
1、发电厂（发电站）：将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。 种类：水力、火力、核能、风力、地热及太阳能发电厂。
2、电力系统(power system)：
送电过程：发电机→升压→高压输电线路→降压→配电
电力系统：由各级电压的电力线路将发电厂、变电所和电力用户联系起 来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。 电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网 或电网。电网以电压等级来区分，例如lOkV电网。
3、电压波动的抑制措施
专用线路或专用变压器供电、减少系统阻抗、减小引起波动的负荷、 高电压等级、大容量供电、装设吸收无功装置
五、电网谐波及其危害
含义：对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率(50Hz)整数 倍的各次分量，通常称为高次谐波。（电路中非线性元件造成）
危害：使变压器及电动机的铁心损耗明显增加、电动机转子发生振动现象、电力系 统发生电压谐振、对附近的通信设备和通信线路产生信号干扰。
3、电压调整的措施
调压型变压器、减少系统阻抗、改变系统运行方式、三相负荷均衡、无功 功率补偿。
四、电压波动及其抑制
1、含义：电压波动是指电网电压有效值(方均根xUmin10% 0
UN
2、电压波动的产生与危害
产生：负荷剧烈变化引起冲击负荷，如电机起动、电焊机、电弧炉、轧钢机。 危害：使得设备无法正常工作。
工厂供电(刘介才第五版)
第二节 电力变压器和互感器
• （二）电力变压器的联结组别 • 变压器一、二次（三次）绕组因
采用不同的联结方式而形成变压 器一、二次（三次）侧对应的线 电压之间不同的相位关系。
第二节 电力变压器和互感器
• 1.常用配电变压器的联结组别 • 配电变压器二次侧电压为220/380V即
所说的终端变压器
• 6-10KV配电变压器有Yyn0和Yyn11两 种常用的的联结组
第三节 高低压一次设备
• （3） 保护设备： • 其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压等的
保护，例如熔断器和避雷器等 • （4） 补偿设备： • 其功能是用来补偿电力系统中的无功功率，提高系
统的功率因数，例如并联电容器等 • （5） 成套设备： • 它是按一次电路接线方案的要求，将有关一次设备
第二节 电力变压器和互感器
• 但是，由于Yyn0联结变压器一次绕组的绝 缘强度比Dyn11联结变压器低，从而成本 也更低。
• 在TN和TT系统中，由单相不平衡系统引 起低压中性线电流不超过低压绕组额定电 流的25%、且其中一相电流在满载时不超 过额定值时，仍可选用Yyn0联结变压器
第二节 电力变压器和互感器
第二节 电力变压器和互感器
• Yyn0联 结组
第二节 电力变压器和互感器
• Dyn11联 结组
第二节 电力变压器和互感器
• Dyn11较之Yyn0有以下优点： • （1）.对Dyn11来说，3n次谐波电流在三
角形联结的一次绕组内形成环流 • （2）.零序阻抗要小得多，更有利于低压
单相接地短路故障的保护及切除 • （3）.承受单相不平衡负载的能力更大
• 电压互感器特点： • 次绕组匝数多 • 二次绕组匝数少 • 一次绕组并联在一次电路中 • 二次绕组并联仪表、继电器电压线圈 • （电压线圈阻抗大，电压互感器工作时二
• （二）电力变压器的联结组别 • 变压器一、二次（三次）绕组因
采用不同的联结方式而形成变压 器一、二次（三次）侧对应的线 电压之间不同的相位关系。
第二节 电力变压器和互感器
• 1.常用配电变压器的联结组别 • 配电变压器二次侧电压为220/380V即
所说的终端变压器
• 6-10KV配电变压器有Yyn0和Yyn11两 种常用的的联结组
第三节 高低压一次设备
• （3） 保护设备： • 其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压等的
保护，例如熔断器和避雷器等 • （4） 补偿设备： • 其功能是用来补偿电力系统中的无功功率，提高系
统的功率因数，例如并联电容器等 • （5） 成套设备： • 它是按一次电路接线方案的要求，将有关一次设备
第二节 电力变压器和互感器
• 但是，由于Yyn0联结变压器一次绕组的绝 缘强度比Dyn11联结变压器低，从而成本 也更低。
• 在TN和TT系统中，由单相不平衡系统引 起低压中性线电流不超过低压绕组额定电 流的25%、且其中一相电流在满载时不超 过额定值时，仍可选用Yyn0联结变压器
第二节 电力变压器和互感器
第二节 电力变压器和互感器
• Yyn0联 结组
第二节 电力变压器和互感器
• Dyn11联 结组
第二节 电力变压器和互感器
• Dyn11较之Yyn0有以下优点： • （1）.对Dyn11来说，3n次谐波电流在三
角形联结的一次绕组内形成环流 • （2）.零序阻抗要小得多，更有利于低压
单相接地短路故障的保护及切除 • （3）.承受单相不平衡负载的能力更大
• 电压互感器特点： • 次绕组匝数多 • 二次绕组匝数少 • 一次绕组并联在一次电路中 • 二次绕组并联仪表、继电器电压线圈 • （电压线圈阻抗大，电压互感器工作时二
第三章工厂供电-刘介才
（三）按逐级计算法确定工厂计算负荷 如图3-8所示，工厂的计算负荷（这里举有功负荷为例） P30(1)，应该是高压母线上所有高压配电线路计算负荷之和，再 乘上一个同时系PT 数。高压配电线路的计算负荷P30(2) ，应该是 该线路所供车间变电所低压侧的计算负荷P30(3) ，加上变压器 的功率损耗 和高压配电线路的功率损耗 PW，L ……如此逐级计 算即可求得供电系统中所有元件的计算负荷。
第四节 工厂的计算负荷及负荷中心 的确定
图3-10 图1-2所示工厂的负荷指示图
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第五节 尖峰电流及其计算
一、概述
尖峰电流（peak current）是指持续时间1～2s的短时最 大电流。
二、用电设备尖峰电流的计算
（一）单台用电设备尖峰电流的计算 单台用电设备的尖峰电流就是其启动电流（starting
PCA 0.6 30kW 23kW
第三节 单相用电设备组计算负荷的 确定
查附录表8得 Kd 0.35, cos 0.7, tan 1.02 ；再由表3-3查 得 cos 0.7 时的功率换算系数 pABA pBCB pCAC 0.8， pABB pBCC pCAA 0.2 ，qABA qBCB qCAC =0.22， 。 qABB qBCC qCAA 0.8
（1）年最大负荷。 （2）年最大负荷利用小时，如图3-4所示。
图3-4 年最大负荷和年最大负荷利用小时
2.平均负荷和负荷系数
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第二节 三相用电设备组计算负荷的 确定
一、概述 二、按需要系数法确定计算负荷
（一）基本公式 用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取
用的半小时最大负荷，如图3-6所示。
p p p AB A BC B CAC
第四节 工厂的计算负荷及负荷中心 的确定
图3-10 图1-2所示工厂的负荷指示图
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第五节 尖峰电流及其计算
一、概述
尖峰电流（peak current）是指持续时间1～2s的短时最 大电流。
二、用电设备尖峰电流的计算
（一）单台用电设备尖峰电流的计算 单台用电设备的尖峰电流就是其启动电流（starting
PCA 0.6 30kW 23kW
第三节 单相用电设备组计算负荷的 确定
查附录表8得 Kd 0.35, cos 0.7, tan 1.02 ；再由表3-3查 得 cos 0.7 时的功率换算系数 pABA pBCB pCAC 0.8， pABB pBCC pCAA 0.2 ，qABA qBCB qCAC =0.22， 。 qABB qBCC qCAA 0.8
（1）年最大负荷。 （2）年最大负荷利用小时，如图3-4所示。
图3-4 年最大负荷和年最大负荷利用小时
2.平均负荷和负荷系数
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第二节 三相用电设备组计算负荷的 确定
一、概述 二、按需要系数法确定计算负荷
（一）基本公式 用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取
用的半小时最大负荷，如图3-6所示。
p p p AB A BC B CAC
工厂供电,介才,概述
本课程是：电气自动化专业的主干专业课. 学习本课程的任务是:掌握中小型工厂变、配、供电 系统的基本理论知识及高压电气设备结构、原理和
性能,学习电气主接线、厂用电接线的形式、特点 和设计方法,学习二次继电保护动作电流、动作 时间的整定及线路过电流保护等知识. 使学生深入了解一次系统和二次系统的功能和作用, 具备供配电线路运行、维护的能力,为学习后续 专业课、强化职业技能、增强工作能力打下坚实
电装置应作为终端变电所设计,其方案需经省
电网经营企业审批.
15.10.2023
38
二工厂高压配电电压的选择
采用的高压配电电压通常为10KV.如果工厂拥 有相当数量的6KV用电设备,则可考虑采用 6KV 作为工厂的高压配电电压.
如果当地电网供电电压为35KV,而厂区环境条件 又允许采用35KV架空线路和较经济的35KV 电气设备时,则可考虑采用35KV作为高压配电 电压深入负荷中心的直配方式.
15.10.2023
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之四： 电力系统中性点运行方式 及低压配电系统接地型式
一、电力系统的中性点运行方式
在三相交流电力系统中,作为供电电源的发 电机和变压器的中性点有三种运行方式：
中性点直接接地—— 中性点不接地
大电流接地系统
中性点经消弧线圈接地
小电流接地系统
15.10.2023
41
一中性点不接地方式
• 二交流不停电电源UPS：
•
如图所示,由整流器UR、逆变器uV和蓄电池组
GB等三部分组成.
15.10.2023
27
15.10.2023
28
二、三相交流电网和电力设备的额定电压
• 一电网线路的额定电压
分 电网和用电设备