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第一章概论
本章概述工厂供电有关的一些基本知识和基本问题,为学习本课程奠定一个初步的基础。首先扼要说明工厂供电的意义、要求及本课程的任务,然后简介一些典型的工厂供电系统及发电厂、电力系统和工厂自备电源的基本知识,接着重点讲述电力系统的电压和电能质量问题,最后讲述电力系统的中性点运行方式和低压配电系统的接地型式。
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●1.1工厂供电和电力系统的组成
工厂供电基本要求：安全、可靠、优质、经济；电力系统主要由发电厂、电力网、电力设备组成。
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●1.2电能的质量指标
电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。其中要求频率50hz；电压质量由四个参数构成的，要求电压在允许偏差范围内，消除电压波动和高次谐波，尽量讲求三相平衡。
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●1.3电力系统的额定电压的求解
发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出5%；变压器一次绕组的额定电压分两种情况：①当变压器直接与发电机相连时，其额定电压高于电网额定电压5%② 当变压器直接与线路相连不与发电机直接相连时，其额定电压与网络额定电压相等；变压器二次绕组的额定电压分两种情况：①与用户直接相连时，其额定电压比网络电压高5%；②与用户不直接相连时，额定电压比网络电压高10%。
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●1.4电力系统中性点运行方式
电力系统中性点接地方式有两大类:大接地电流系统:中性点直接接地或经过低阻抗接地;小接地电流系统:中性点不接地,经过消弧线圈或高阻抗接地。其中采用最广泛的是中性点不接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
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●1.5低压配电系统的接地形式
TN-C接地系统的中性线和保护线是合一的，TN-S接地系统的中性线和保护线是分开的，TN-C-S接地系统有一部分的中性线和保护线是合一的；IT接地系统的带电部分与大地间不直接连接,而电气装置的外露可导电部分则是接地的；TT系统的中性点直接接地，而其中设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地。
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第二章工厂的电力负荷及其计算
本章介绍了工厂用电设备的分级及有关概念，着重讲述了用电设备组计算负荷和工厂计算负荷的计算方法。本章内容是工厂供电系统运行分析和设计计算的基础。
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●2.1工厂的电力负荷
一切消耗电能的设备都属于电力负荷；工厂的电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全和经济损失上所造成的影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷；工厂的用电设备工作制分为连续工作制设备，短时工作制设备，断续周期工作制设备。
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●2.2负荷曲线及有关物理量
负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形；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。
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●2.3三相用电设备组计算负荷的确定——需要系数法
本节主要介绍需要系数求解计算电流的过程，注意影响需要系数的因素，重点求解用需要系数法求单组设备和多组设备计算负荷。
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●2.4二项系数法
本节主要介绍二项系数法求解计算电流的过程，二项式法主要针对设备容量少且设备容量差别很大的场合，重点求解用二项式法法求单组设备和多组设备计算负荷。
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●2.5单相用电设备组计算负荷的确定
求解不对称电路电力负荷，主要针对电力负荷在相电压和线电压上的求解。
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●2.6工厂计算负荷及
工厂计算负荷的方法有三种：需要系数法，按年产量估算工厂计算负荷，按逐级计算法确定工厂计算负荷；通常采用并联电容器进行功率补偿，无功补偿以后，由于低压侧总的视在负荷减小，从而可使变电所主变压器容量选得小一些。
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第三章短路电流及其计算
本章首先简介短路的原因、后果及其形式，接着讲述无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程及有关物理量，然后重点讲述工厂供电系统三相短路及两相和单相短路的计算，最后讲述短路电流的效应及短路校验条件。本章内容是工厂供电系统运行分析和设计计算的基础。
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●3.1短路的原因、后果和形式
电路短路主要有电气设备绝缘损坏；有关人员误操作；鸟兽为害事故，短路后会产生很高的温度及其产生电动力，短路形式主要有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。
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●3.2无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程和物理量
掌握无限大容量电力系统的特点，系统发生三相短路由于电路电感的存在，电路的物理过程，短路中产生的短路物理量，包括短路全电流，短路次暂态电流、短路稳态电流、短路冲击电流。
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●3.3无限大容量电力系统中短路的计算-欧姆法
短路电流由两种求解方法，分别是欧姆法和标幺值法，欧姆法是基于欧姆定义，短路电流是由短路电压和短路阻抗求得，电路中阻抗包括电力系统阻抗、变压器阻抗和电力线路阻抗。
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●3.4无限大容量电力系统中短路的计算-标幺值法
标幺值的概念，标幺值法求短路电流的基本含义，其中最重要的求解电力系统中个阻抗元件的阻抗标幺值。
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●3.5不对称电路短路电流计算
在远离发电机的无限大容量系统中短路时，两相短路电流和单相短路电流都比三相短路电流小。
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●3.6短路效应及其校验-电动效应和动稳定度检验
电路发生短路时，会产生电动效应和热效应，电动力主要根据短路冲击电流进行计算，要进行各设备动稳定度校验。
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●3.7短路效应及其校验-热效应及热稳定度检验
电路发生短路时会达到热平衡，产生的热量用短路暂态电流进行计算，同时要进行各个设备的热稳定性检验。
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第四章工厂变配电所及其一次系统
本章首先介绍工厂变配电所的任务和类型;然后重点讲述工厂变配电所的一次设备和主接线图,对电力变压器、互感器和高低压一次设备着重介绍其功能、结构特点、基本原理及其选择,对主接线图着重讲述其基本要求及一些典型接线;最后讲述工厂变配电所的所址选择、布置、结构、电气安装图及其运行维护和检修试验的基本知识。本章是本课程的重点,也是从事工厂变配电所运行、维护和设计必备的基础知识。
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●4.1工厂变配电所的任务和类型
介绍了变电所和配电所的任务，区别；变配电所的种类、特点和应用场合。
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●4.2电力变压器
电力变压器是变电所最关键的一次设备。它的主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。本节主要介绍了电力变压器的种类、结构和型号，联结组标号及其选择方法，变压器台数和容量选择，电力变压器的并联运行条件。
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●4.3电流互感器
电流互感器的功能是隔离二次设备与主电路，增大电流测量范围，其运行情况相当于变压器的二次侧处于短路运行状态。本节主要介绍了电流互感器的结构、接线方案，全型号的表示和含义，互感器的选择与校验方法及其使用注意事项。
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●4.4电压互感器
电压互感器的功能是隔离测量回路和高压电网；用低量程的电压表测量高电压，其运行情况相当于变压器的空载运行状态。本节主要介绍了电压互感器的结构、接线方案，全型号的表示和含义及电压互感器的使用注意事项。
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●4.5一次设备分类及其电弧
一次设备的分为变换设备，控制设备，保护设备，补偿设备和成套设备5类，本节介绍了电气设备运行中的电弧问题，并介绍了速拉灭弧，冷却灭弧，吹弧灭弧，长弧切短灭弧，粗弧分细灭弧，狭沟灭弧，真空灭弧，六氟化硫（SF6）灭弧法。
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●4.6高压一次设备
变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路，或称主电路、主接线（主结线）。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备或一次元件。本节主要介绍了高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器及高压开关柜的结构和工作原理。
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●4.7低压一次设备
低压一次设备是指供电系统中电压在1000V及其以下是变电所最关键的一次设备。本节主要介绍了低压一次设备的原理、符号含义和工作特性。
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第五章工厂电力线路
本章首先介绍工厂电力线路的接线方式及其结构和敷设，然后重点讲述导线和电缆截面的选择计算，本章的重难点是是选择导线的横截面积，本章也是工厂供电一次系统的重要内容。
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●5.1工厂电力线路及其接线方式
本节主要介绍常见的电力线路，包括架空线路、电缆线路和车间线路，常见的高低压接线方式包括放射式、树干式和环式。
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●5.2电力线路的结构与敷设
本节主要介绍架空线路、电缆线路和车间线路的结构和敷设原则、敷设方法。
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●5.3发热条件选择导线横截面
本节首先介绍选择导线横截面的条件，然后重点讲述按照发热条件选择导线横截面积的过程。
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●5.4电压损耗条件选择导线横截面积
本节首先介绍线路对电压损耗的要求，其次重点讲述用电压损耗条件选择导线横截面的过程，最后在用电压损耗选择后需要用发热条件进行验证。
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●5.5经济电流密度选择导线的横截面积
本节首先介绍经济电流的概念，然后掌握经济截面与哪些因素相关，掌握用经济电流密度选择导线横截面接的要求，最后需要用发热条件进行验证。
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第六章工厂供电系统的过电流保护
本章介绍工厂供电系统中常用的几种过电流保护装置——熔断器保护、低压断路器保护和继电保护，其中继电保护广泛应用于高压供电系统中，其保护功能很多，而且是实现供电系统自动化的基础，因此将予以重点讲述。本章内容是保证供电系统安全可靠运行的基本技术知识。
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●6.1过电流保护的任务和要求
工厂供电系统的过电流保护装置有：熔断器保护、低压断路器保护和继电保护。对保护装置的基本要求有选择性、速动性、可靠性和灵敏度。
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●6.2熔断器保护
熔断器在供配电系统中的配置，应符合选择性保护的原则，也就是熔断器要配置得能使故障范围缩小到最低限度。此外应考虑经济性，即供电系统中配置的数量要尽量地少。熔断器电流的整定既要跟线路中计算电路和峰值电流相关，既要跟线路进行配合。
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●6.3低压断路器保护
低压断路器满足条件：低压断路器的额定电压应不低于保护线路的额定电压；低压断路器的额定电流应不小于它所安装的脱扣器的额定电流；低压断路器的类型应符合安装条件、保护性能及操作方式的要求。因此应同时选择其操作机构型式。
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●6.4常用的保护继电器
继电器是一种在其输入的物理量（电气量或非电气量）达到规定值时，其电气输出电路被接通或被分断的自动电器。机电型继电器按其结构原理分，有电磁式、感应式等继电器。电磁式继电器主要包括电流式继电器，电压式继电器、时间继电器、信号继电器，感应式继电器具有反时限特性和电流速断特性。
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●6.5工厂高压线路的继电保护
线路的相间短路保护：采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。如果过电流保护动作时限不大于0.5～0.7s时，可不装设电流速断保护。相间短路保护应动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。
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●6.6电力变压器的继电保护
电力变压器的继电保护包括过电流保护，电流速断保户、单相接地保护和过负荷保护，同时还具有纵联保护和气体保护，其中气体保护针对变压器油箱内故障，且分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护。
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第七章工厂供电系统的二次回路和自动装置
本章首先讲述工厂供电系统二次回路的概念及其操作电源，接着讲述高压断路器的控制和信号回路并讲述自动重合闸装置与备用电源自动投入装置及供电系统远动化的基本知识。本章内容也是保证供电一次系统安全可靠运行的基本技术支持。
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●7.1二次回路及高压断路器控制、信号回路
二次回路是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，操作电源包括交流电源和直流电源，高压断路器控制、信号回路掌握其控制基本原理。
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●7.2自动重合闸装置
自动重合闸装置（简称ARD），能使断路器在自动跳闸后又自动重合闸，恢复供电，工厂供电系统一般都是一次重合式，主要针对临时性故障，掌握自动重合闸装置的动作原理。
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●7.3备用电自动投入装置与供电系统远动化
电源自动投入装置是当工作电源因故障断开后，能自动且迅速地将备用电源投入工作或将用户切换到备用电源上去，恢复供电，从而大大提高供电可靠性，使用户不致于停电的一种装置，简称为APD装置。供电系统远动化包括遥控、遥信和遥测。
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第八章防雷与接地
本章主要围绕工业和民用电力装置的防雷保护和接地装置的运行与设计问题,介绍雷电的产生和发展的物理过程、常用的防雷保护装置、架空线路和变配电所的防雷措施、接地和接零的基本概念。
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●8.1过电压与防雷
过电压分为内部过电压和雷电过电压两大类。防雷措施主要有避雷针、避雷器两种；防雷保护措施主要有：架空线路、变电所、配电装置的防雷保护。
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●8.2电气装置的接地
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接叫做接地；接地装置是接地体与接地线总称；接地类型主要有：工作接地、保护接地和重复接地；
