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电工理论知识一、电力网1.从发电机到用户称为电力系统；2.将各电压等级的输电线路和各类型的变电所连接而成的网络称为电力网；3.高低压区分（输配电等级）1）35KV以上称为高压。110KV为超高压。2）3-10KV称为高压3）0.23-0.4KV称为低压。4）对地电压高于250V为高压。5）对地低压低于250V为低压。二、电力负荷1.电力负荷是指发电厂电力系统在某一时刻所承担的各类用电设备的电能消耗总和。2.用电负荷是指用户的用电设备在某一时刻实际取用的功率总和。3.线路损耗是指从发电厂到用户输送过程中不可避免的会发生功率和能量的损失，与这种损失所对应的发电功率。三、电缆的选择1.选择条件：1）满足发热条件。在最高环境温度和最大负荷情况下保证导线不被烧坏。2）满足电压损失条件，不超过允许值的10%3）满足机械强度的条件4）满足保护条件，保证自动开关、熔断器能对导线起保护作用。5）满足合理的经济条件，保证投资运行费用最合理。2.导线截面的选择方法：1）按经济电流密度选择导线S=I/J(mm²)P=√3IUcosφI=P√3UcosφS=导线截面P=有功功率I=电流通过各种经济技术比较而得出的最合理的线路。2）经济电流密度值：导线材质年最大负荷利用小时数3000以下3500-50005000以上铜线3.02.251.75铝线1.651.150.90四、电压损失电压损失：指电路中阻抗元件两端电压的数值差。在工程计算中，电压损失就等于电压降。电压降：当电流通过用电设备后（电阻），其设备两端产生的电位差（电势差）称其为电压降。在工程计算中，电压降等于电压损失。电压损失百分数简易计算公式△U=PL/CSS=PL/C△U△U——电压损失百分数P——输送的有功功率（Kw）L——输送的距离（m）C——常数，铝线单相8.3，铝线三相四线46；铜线单相12.8，铜线三相四线77。S——导线截面（mm²）公式及数据来源《电工进网作业许可考试低压类理论部分》《电工学基础》等比如380V线路，输送有功功率30kW,输送距离300m,35mm²铜电缆电压损失是：解:根据公式△U%=PL/CSX100%△U=（30X300）/(77X35)X100%=9000/2695X100%=3.3%电压损失△U=380X3.3%=12.5V380V线路，输送有功功率30kW,输送距离300m,35mm²铝电缆电压损失是：解:根据公式△U%=PL/CSX100%△U=（30X300）/(46X35)X100%=9000/1610X100%=5.6%电压损失△U=380X5.6%=21V五、接地（1）将电力系统或电气装置的某一部分经接地线连接到接地极称为接地。连接到接地极的导线称为接地线。接地极与接地线合称为接地装置。若干接地体在大地中互相连接则组成接地网，接地线又可分为接地干线和接地支线。按规定，接地干线应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。电力系统中接地的点一般是中性点。电气装置的接地部分为外露导电部分，它是电气装置中能被触及的导电部分，它正常时不带电，故障情况下可能带电。装置外导电部分也称为外部导电部分，不属于电气装置，一般是水、暖、煤气、空调的金属管道以及建筑物的金属结构。（2）接地的作用接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。（3）接地装置由接地体和接地线组成。直接与土壤接触的金属导体称为接地体。电工设备需接地点与接地体连接的金属导体称为接地线。接地体可分为自然接地体和人工接地体两类。自然接地体有：①埋在地下的自来水管及其他金属管道（液体燃料和易燃、易爆气体的管道除外）；②金属井管；③建筑物和构筑物与大地接触的或水下的金属结构；④建筑物的钢筋混凝土基础等。人工接地体可用垂直埋置的角钢、圆钢或钢管，以及水平埋置的圆钢、扁钢等。当土壤有强烈腐蚀性时，应将接地体表面镀锡或热镀锌，并适当加大截面。水平接地体一般可用直径为8～10毫米的圆钢。垂直接地体的钢管长度一般为2～3米，钢管外径为35～50毫米，角钢尺寸一般为40×40×4或50×50×4毫米。人工接地体的顶端应埋入地表面下0.5～1.5米处。这个深度以下，土壤电导率受季节影响变动较小，接地电阻稳定，且不易遭受外力破坏。六、低压系统接地方式1.低压系统接地制式的分类：按接地制式划分，配电系统有TT、IT、TN（TN-S、TN-C、TN-C-S)五种。第一个字母表示电源接地点对地的关系：T－表示直接接地；I－表示不接地或通过阻抗与大地相连第二个字母表示电气设备的外露导电部分与地的关系T－表示独立于电源接地点的直接接地；N－表示直接与电源系统接地点或与该点引出导体相连接；后续字母表示中性线与保护线之间的关系：C－表示中性线N与保护线PE合并为PEN线；S－表示中性线N与保护线PE分开C-S－表示在电源侧为PEN线，从某点分开为N及PE线；2.根据中性线N与保护线PE是否合并的情况，TN系统又分为TN-C、TN-C-S、TN-S、各自的组成和特点如下：1).TN-C：保护线与中性线合并为PEN线，具有简单、经济的优点；2).TN-S：保护线与中性线分开，具有TN-C系统的优点，但价格较贵；3).TN-C-S：自某点起分为保护线和中性线，分开以后，N线应对地绝缘，并且分开以后有专用的保护线，所以具有TN-S的优点；4).IT接地：A:配电系统中性点与地绝缘，B:配电系统中性点经阻抗接地七、相与线、接线。三根相线中任意两根间的电压称线电压，任意一根的相线与零线间的电压称相电压，三相电压的相位相差120度，线电压是两个相的相电压的矢量和，线电压与相电压的大小关系是：线电压=根号3倍的相电压。对于市电，相电压220伏，线电压是220伏的根号3倍，即380伏。图(a)△形接线，（b）星形接线。八、电容器补偿1.公用变压器最大负荷率要求在75%的情况下功率因数0.8要达到0.95，补偿容量为变压器的20%~40%。、2.主变压器功率因数要达到0.95，补偿容量为变压器容量为10%~25%.3.变压器电感负荷补偿要达到变压器容量的20%。电容器容量单位为：千乏(kvra)4.容量计算公式：Q=√3*I*U*sinφ；5.无功计算：视在功率为S，有功功率为P，无功功率为Q，电压U，电流I，相角差为φ。S=√3U*IP=√3U*I*cosφQ=√3U*I*sinφ有功于无功的比值，称为功率因数cosφ。cosφ=P/S九、干式电力变压器1.变压器空载损耗约2%。2.负载率在60%~70%最经济。3.干式变压器损耗：2000KVA变压器，温度为120℃，空载损耗（2700W），负载损耗（13500W），变压器总损2700+135000=16200每小时变压器损耗16200/1000=16.2KWH。平均5.83kwh/月·kva4.变压器容量计算：S(视在功率)=√3UI，单位：KVA5.变压器电流计算：例：已知容量求电流,U=400V,S=2000KVAI=S√3Ucosφ=20000001.732∗400=2886.8A十、变电所的二次回路一、概念1.供用电系统中，凡是对一次设备进行操作、控制、保护、测量的河北及各种信号装置，统称为二次设备。二次设备及其有关线路叫做二次回路。常用的二次设备包括各种继电器、熔断器、切换开关、操作压板、接线端子、峰鸣器及警铃等；二次回路按其性质则分为电流、电压回路、操作回路、保护回路及信号回路，简称直流回路和交流回路。二次回路扥图纸可分为原理图、展开图及安装图等。二次回路的原理图能清楚的表示出二次回路中设备间电气联系和动作原理，如图：e-1152.展开图是根据原理图将各元件按电气连接和关系分解成各组成部分，分别画在交流电流，交流电压等各种回路中。各继电器的接点及开关刀闸的辅助接点位置。都会以继电器不带电或开关刀闸等设备断开时的位置为准，在展开图的右侧还常附有文字说明，一遍更清楚地了解各回路的性质和作用。、安装图则是根据原理图和展开图而绘制的全部元件位置和时间接线，据此进行二次回路的安装。在实际运行中，最常见的是二次展开图，在二次回路查线，继电保护校验及故障处理都要用到。十一、二次回路的标号为了便于二次回路运行中的维护和校验，在保护盒控制回路的展开图中，根据回路的不同用途进行了各种数字标号。1.直流回路的标号：对于不同的直流回路，利用不同数字进行标号，其数字标号的范围如下：保护回路：-01~099控制回路：-1~599信号及其他回路：-701~999在回路中连接于一点的所有带线，须标以相同的回路标号，但被线圈、接点或电阻元件等间隔开的线段，应视为不同线段，须标以不同的回路标号。①保护回路的标号：保护回路的标号范围为01~099，单数表示正极回路的线段，每隔一元件变一次单数号。如：01、03、05、……，双数表示负极回路的线路，每隔一元件变一次双数号。不论保护作用于几个开关，都可以连续标下去直到099为止。②控制回路的标号：控制回路的标号范围为1-599，即1-99、101-199、201-299……，同样是单数正极回路，双数负极回路，控制线路标号组的详细划分如下表：回路名称数字标号组ⅠⅡⅢⅣ+电源回路-电源回路合闸回路绿灯或合闸回路监视继电器红灯或跳闸回路监视继电器跳闸回路备用电源自动合闸回路开关设备的位置信号回路事故跳闸音响信号回路110120130121022023023～31103～131203～231303～33151052053053513523533533～49133～149233～249333～34950～69150～169250～269350～36970～89170～189270～289370～38990～99190～199290～299390～399保护回路01～099（或J1～J99）信号及其它回路701～999③信号及其他回路信号及其他回路标号范围为701~999,其中701~729为正极，为信号电源回路及辅助小母线所用。730~769为隔离开关位置信号回路所用。871~879为合闸回路所用，880~899为隔离开关作闭锁回路用，901~940为单独的信号回路所用。2.交流回路：电流回路：401~599电压回路：600~799交流回路的标号应在数字前加以A.B.C.N等以表示相别，并以9位连续数字编号一组，如图：回路名称互感器文字符号回路标号组A组B组C组中性线零序保护装置及测量表计的电流回路LHA401～A409B401～B409C401～C409N401～N409L401～L4091LHA411～A419B411～B419C411～C419N411～N419L411～L4192LHA421～A429B421～B429C421～C429N421～N429L421～L4299LHA491～A499B491～B499C491～C499N491～N499L491～L49910LHA501～A509B501～B509C501～C509N501～N509L501～L50919LHA591～A599B591～B599C591～C599N591～N599L591～L599保护装置及测量表计的电压回路YHA601～A609B601～B609C601～C609N601～N609L601～L6091YHA611～A619B611～B619C611～C619N611～N619L611～L6192YHA621～A629B621～B629C621～C629N621～N629L621～L629控制保护信号回路A1～A399B1～B399C1～C399N1～N399_____十二、断路器的控制回路：1.断路器的控制回路主要包括跳闸和合闸的电气操作回路。监视跳闸和合闸回路完整性以及表示断路器位置状态（接通或断开）的信号回路，防止其多次合闸的“跳跃”闭锁回路等，其原理接线图如下：2.断路器的自动合闸与跳闸将继电器保护装置的出口中间继电器CKJ的接点与控制开关KK6-7并联，同时将自动装置的出口中间继电器ZCJ的接点与控制开关的