工厂供电 第2章

《工厂供电》课程教学大纲课程名称：工厂供电课程类型：专业技术课程课程学时：48学时课程编号：ELEC1005课程目标：本课程旨在培养学生对工厂供电系统的理论知识和实际应用的理解和应用能力。

通过本课程的学习，学生应具备工厂供电系统设计与维护的基本知识和能力。

课程内容：第一章：工厂供电基础知识1.1 工厂供电系统的概述1.2 工厂负荷特点及需求分析1.3 工厂电气设备及其电源要求第二章：工厂供电系统设计2.1 工厂供电系统的结构和布置2.2 工厂变电站设计与选型2.3 工厂配电系统设计与选型2.4 工厂电气线路设计与选型第三章：工厂供电系统调试与运行3.1 工厂供电系统调试原理3.2 工厂变电站调试与运行3.3 工厂配电系统调试与运行3.4 工厂电气设备运行与检修第四章：工厂供电系统维护与管理4.1 工厂供电系统维护与保养4.2 工厂供电系统事故处理与应急预案4.3 工厂供电系统能源优化和节能管理4.4 工厂供电系统监测与运行管理教学方法：本课程将采用理论与实践相结合的教学方法。

理论部分将通过课堂讲授和案例分析的方式进行；实践部分将通过实地考察和实验操作的方式进行。

教师还将引导学生进行小组讨论、课堂演示和开展小型实践项目。

教学评价：本课程将通过学生作业、课堂互动、实验报告、论文写作、实践能力考核等多种方式进行教学评价。

其中，学生实践能力考核的成绩占总评成绩的30%。

课程参考教材：1. 罗明义，《工厂供电》，中国电力出版社，2010年。

2. 杨德明，《工厂供电设计与运行》，中国电力出版社，2012年。

备注：本课程的教学大纲仅供参考，具体教学进度和内容根据教师和学生的实际需求而确定。

为了提高学生的综合能力，教师还应引导学生进行课程相关的实践项目，如实地考察、实验实训等。

通过课堂教学和实践训练的结合，学生将真正掌握工厂供电系统的设计与维护技术，为今后从事相关工作打下良好的基础。

第一章：工厂供电基础知识1.1 工厂供电系统的概述工厂供电系统是一个复杂而重要的电力系统，用于为工厂提供稳定、可靠的电力供应。

第一章 习题1-1 试确定图1-23所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。

解：T1：6.3/121kv ；WL1：110KV ；WL 2：35KV 。

1-2试确定图1-24所示供电系统中各发电机和各变压器的额定电压。

解：G ：10.5kV ；T1：10.5/38.5kV ；T2：35/6.6kV ；T3：10/0.4kV 。

第二章 习题2-2 某机修车间,拥有冷加工机床52台，共200kw ；行车一台，共5.1kw(ε=15%)；通风机4台，共5kw ；点焊机3台，共10.5kw(ε=65%)。

车间采用220/380v 三相四线制（TN-C ）配电。

试确定该车间计算负荷P 30、Q 30、S 30和I 30。

解：① 对于冷加工机床，P e =200kW ，K d =0.2,cos φ=0.5,tan φ=1.73 P 30(1)=K d P e =0.2×200kW=40kW Q 30(1)=P 30tan φ=40×1.73kvar=69.2kvar ②对于行车组,P e =P N 25εεN=5.1%25%15=3.95Kw,K d =0.15, cos φ=0.5, tan φ=1.73P 30(2)= K d P e =0.15×3.95kW=0.59 kW Q 30(2)= P 30tan φ=0.59×1.73=1.02kvar③对于通风机组, P e = P N =5 kW, K d =0.8, cos φ=0.8, tan φ=0.75 P 30(3)= K d P e =0.8×5Kw=4kW Q 30(3)= P 30tan φ=4×0.75kvar=3kvar ④对于点焊机组, P e = P N100Nεε=10.5×%100%65=8.47 kW ，K d =0.35,cos φ=0.6, tan φ=1.33P 30(4)= K d P e =0.35×8.47 kW=2.96kW Q 30(4)= P 30tan φ=3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系数 K ∑p =0.9,K ∑q =0.95总的有功计算负荷为：P 30=（P 30(1)+P30(2)+P 30(3)+P 30(4)）×K ∑p =（40+0.59+4+2.96）×0.9 =42.8（kW ）总的无功计算负荷为：Q 30=（Q 30(1)+Q 30(2)+Q 30(3)+Q 30(4)）×K ∑q =（69.2+1.02+3+3.94）×0.95 =77.3（kvar ） 视在计算负荷为：S 30=223030Q P +=223.778.42+=84.9视在电流为：I 30=S 30/3U N =84.9/(1.732×0.38)=1292-3 有一380v 三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW ，其中较大容量的电动机有7.5kW ，4kW3台，3kW12台。

第2章负荷预测2-1 什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。

负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。

与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。

2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？答：年最大负荷利用小时是指负荷以年最大负荷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，这段时间就是最大负荷利用小时。

年最大负荷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。

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，为发热时间常数。

对中小截面的导体，其约为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。

计算负荷是供电设计计算的基本依据。

计算符合的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理。

计算负荷不能定得太大，否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小，否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘体过早老化甚至烧毁。

《工厂供电(第3版)》刘介才(课后习题详细答案)《工厂供电》第三版刘介才主编课后习题解答第一章习题解答11-1 试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压？图1-25 习题1-1的供电系统解：1.变压器Ｔ１的一次侧额定电压：应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为ｋＶ。

变压器Ｔ1的二次侧额定电压应比线路ＷＬ1末端变压器Ｔ2的一次额定电压高10％，即为242ｋＶ。

因此变压器Ｔ1的额定电压应为／242ｋV。

2.线路ＷＬ1的额定电压：应与变压器Ｔ2的一次额定电压相同，即为220ｋV。

3.线路ＷＬ2的额定电压：应为35ｋV，因为变压器Ｔ2二次侧额定电压为ｋV，正好比35ｋV高10％。

1-2 试确定图1-26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压？图1-26 习题1-2的供电系统解：1.发电机Ｇ的额定电压应比6ｋV线路额定电压高５％，因此发电机Ｇ的额定电压应为ｋV。

2.变压器Ｔ1的额定电压：一次额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，因此其一次额定电压应为6ｋV。

Ｔ1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10％，因此其二次额定电压应为ｋV。

因此变压器Ｔ1的额定电压应为6／ｋV。

3.变压器Ｔ2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定电压应为ｋV。

Ｔ2的二次额定电压应比110ｋV电网电压高10％，即其二次额定电压应为121ｋV。

因此变压器Ｔ2的额定电压应为／121ｋV。

4.变压器Ｔ3的额定电压：其一次额定电压应与110ｋV 线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为110ｋV。

Ｔ3的二次额定电压应比10kＶ电压高10％，即其二次额定电压应为11ｋV。

因此变压器Ｔ3的额定电压应为110／11ｋV。

1-3 某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。

其中某一车间变电所装有一台无载调压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、—5% 三个电压分接头，现调在主接头“0”的位置运行。

广西水利电力职业技术学院教案用纸章节名称：第二章工厂变电所及其一次系统§2-2电力变压器和互感器目的要求：了解电流和电压互感器结构和使用方法以及注意事项。

教学重点互感器的使用。

教学难点及突破难点的办法：难点：互感器结构、原理及接线；突破方法：课外作业：二.电流互感器(一)电流互感器的基本结构原理和接线方案电流互感器的基本结构原理如图4-8所示。

它的结构特点是：一次绕组匝数很少，导体相当粗，有的电流互感器（例如母线式）还没有一次绕组，而是利用穿过其铁心的一次电路（如母线）作为一次绕组（相当于匝数为1）；其二次绕组匝数很多，导体较细。

其接线特点是：一次绕组串联在被测的一次电路中，而二次绕组则与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路。

由于这些电流线圈的阻抗很小，因此电流互感器工作时其二次回路接近于短路状态。

二次绕组的额定电流一般为5A 。

电流互感器的一次电流Ｉ1与其二次电流Ｉ2之间有下列关系：式中N 1、N 2分别为电流互感器一、二次绕组匝数；为电流互感器的电流比，一般表示为其一、二次的额定电流之比，例如100A/5A 。

(二)电流互感器的类型和型号电流互感器的类型很多。

按其一次绕组的匝数分，有单匝式（包括母线式、芯柱式、套管式）和多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）。

按一次电压分，有高压和低压两大类。

按用途分，有测量用和保护用两大类。

按准确度级分，测量用电流互感器有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级。

保护用电流互感器有5P 和10P 两级。

高压电流互感器多制成不同准确度级的两个铁心和两个二次绕组，分别接测量仪表和继电器，以满足测量和保护的不同要求。

电气测量对电流互感器的准确度要求较高，且要求在一次电路短路时仪表受的冲击小，因此测量用电流互感器的铁心在一次电路短路时应易于饱和，以限制二次电流的增长倍数。

而继电保护用电流互感器的铁心在一次电路短路时不应饱和，使二次电流能与一次电流成比例地增长，以适应保护灵敏度的要求。