三亚技校老师培训供电岗位的理论知识及业务技能
——本文选取计算负荷的确定、互感器知识
计算负荷的确定
（第一课时）
一、工厂电力负荷的分级
1、电力负荷分级及对供电电源的要求
电力负荷（负载） 一指耗用电能的用电设备或用电单位；另一指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小。
工厂电力负荷，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级，它们对供电电源的要求见表2—3
如表2-3 按供电的可靠性对电力负荷进行分类
二、负荷曲线
负荷曲线表示负荷随时间变化的曲线
1、日有功负荷曲线 表示一天之内有功(或无功）随时间变化的关系的曲线，如图2-10所示。
为便于在运行中制订负荷曲线，负荷曲线常绘制成阶梯形。如图2-11
2、年有功负荷曲线
1）年持续负荷曲线 表示在全年中各负荷值累计持续时间。如图2-12所示。绘制方法：用代表日负荷曲线中各不同负荷所持续的时间，夏季乘213日，冬季乘152日，即为该负荷的全年所持续的时间，由大到小画在坐标轴上。
2）年最大负荷曲线表示一年中年或月综合最大负荷的变化规律，如图2-13所示
电力负荷计算用图
三、负荷曲线和负荷计算有关的物理量
1、年最大负荷—年最大负荷Pmax是全年中负荷最大的班内消耗电能最大的半小时的 平均功率，也称为半小时最大负荷P30
2、年最大负荷利用小时（年最大负荷使用时间Tmax)
年最大负荷利用小时反映了实际负荷在一年内变化的程度，其值大，负荷随时间的变化较小。
3、平均负荷 电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率pav=Wt/t
年平均负荷 电力负荷在一年时间（8760h）内平均消耗的功率，即电力负荷在全年内实际消耗的电能除以时间8760小时的值Pav=Wa/8760。
4、负荷系数（负荷率）用电负荷的平均负荷Pav与其最大负荷pmax的比值，即:
KL=Pav/Pmax.
对负荷曲线，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，表征负荷曲线不平坦程度；从充分发挥供电设备的能力、提高供电效率来说，希望此系数越高，越趋近于1越好。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量使企业的不平坦的负荷曲线“削峰填谷”提高负荷系数。
对用电设备来说，负荷系数就是设备的输出功率P与容量P的比值，即： KL=P/PN
四、负荷计算
1、负荷计算的目的：
1)、选择线、缆的规格型号；
2)、选择总降和车间变压器容量以及规格和型号；
3)、选择供电系统中各种高、低压开关设备的规格和型号。
1、 计算方法：
1)、需要系数法 各国普遍采用，简单方便。
2)、二项式法 在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线计算负荷时，较之需要系数法合理
3、用电设备的容量计算
进行负荷计算前，必须先将用电设备按其不同工作性质分为不同的用电设备组。
1)、对一般连续工作制和短时工作制的用电设备组，设备容量就是所有设备的铭牌额定容量之和即 ：
2)、对断续周期工作制的用电设备组，设备容量就是将所有设备在不同负荷持续率下的铭牌容量，换算到一个统一的负荷持续率下的功率之和。换算方法如下：
a、电焊机组：要求统一换算到 =100%，换算后的设备容量为：
b、吊车电动机组，要求换算到=25%，可得换算后的设备容量为：
4、按需要系数法计算负荷
1、用电设备组计算负荷的确定
以图 2—15用用电设备组为例来计算负荷。考虑到 用电设备组的设备实际上不一定同时运行，运行时设备也不太可能都满负荷，同时设备本身功率损失，配电线路也有功率损失，因此用电的有功计算负荷为：P30 =( K ∑ KL/ή ∑ ή wl )P ∑N 式中，K∑为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；KL设备为设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比；ή∑ 为设备组的平均效率； ήwl为配电线路的平均效率。令 K ∑ KL/(ή ∑ ή wl )=Kd Kd称为需要系数 Kd =P30/P ∑N
由此得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式 ： P30=KdP∑N
求出有功计算负荷P30后，可按下列各式分别求出其余的计算负荷。
负荷计算中常用的单位：有功功率为“千瓦”（kW）、无功功率为“千乏”（kvar),视在功率为“千伏安”（kV.A),电流为“安”（A）、电压为“千伏”（kV）。
5、按需要系数法确定计算负荷
例2—1 已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机：7.5kW,3台； 4kW,8台； 3kW,17台； 1.5kW,10台，试求其计算负荷。
解 此机床组电动机的总容量为：P ∑N =7.5×3+4×8+3×17+1.5×10＝120.5kW
查用电设备组的需要系数、二项式系系数及功率因数值表得 Kd=0.16～0.2（取0.2），Cosφ=0.5,tanφ=1.73.因此可求得 有功计算负荷：P30=0.2×120.5=24.1kW
无功计算负荷：Q30=24.0×1.73=41.7kvar
视在计算负荷；S30=24.1/0.5=48.2kV.A
计算电流； I30=48.2/(√3×0.38）=73.2A
6、多组用电设备计算负荷的确定
确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。在确定多级用电设备计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别分别计入一个同时系数K ∑P和K ∑q;
对车间干线： K ∑P =0.85～0.95
K ∑q =0.90～0.97
对低压母线： K ∑P=0.8 ～ 0.9
K ∑q =0.85～0.95
多组用电设备计算负荷的计算公式见表2—6
在工厂企业中除了有三相用电设备外，还有许多单相用电设备,安装时应尽量将它们均匀地分接在三相电源上。如果单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的15%时，可按三相平衡分配考虑。如果单相设备不对称容量大于三相用电设备总容量的15%时，则设备容量应按最大负荷相应设备总容量三倍的原则进行换算。当单相用电设备接于相电压时，其设备容量乘以3；接于线电压时,其设备容量乘以√3（在只有一个线间负荷情况下），
换算后相加所得数值,即为用电设备组的设备容量PNz。
互感器
(第二课时)
一、电流互感器
互感器 就其结构和工作原理来说与变压器类似，是一种特殊的变压器。
互感器的功能如下：
1、隔离高压电路 互感器的两边没有电的联系，可使测量仪表和保护电器与高压电路隔离，保证二次设备和工作人员的安全。
2、扩大仪表、继电器等二次设备的应用
3、使测量仪表和继电器小型化、标准化，并可简化结构，降低成本，有利于批量生产。
二、电流互感器特性
(1)电流互感器的一次线圈匝数很少（一匝或几匝），并且串联在被测电路中。因此，一次线圈的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次侧电流无关
(2)电流互感器在正常运行中，接近于短路状态下工作，这是它与变压器的主要区别。电流互感器的一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定KN，表达式为KN=I1/I2,,式中 N1和N2为一次侧、二次侧的匝数。当已知二次电流I2后，便可计算出被测电路的一次电流的
近似值I1=KN*I2。
(3)电流互感器在工作中，二次侧不准开路。
三、 电流互感器的准确度等级及额定容量
(1)准确度等级 由于电流互感器本身存在激磁损耗和磁饱和等影响，使实际的一次电流，与由二次侧实测电流12所折算成的一次电流KN I2，在数值上和相位上都有差异，即产生所谓的测量误差。误差分电流误差和角误差两种。
准确度表示在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的容许电流误差的百分数。0.2级用于实验精密测量，0.5和1级用于电厂和变电所中的盘式电气测量仪表；3和10级用于一般测量和某些继电保护装置。
2)电流互感器的额定容量 电流互感器的额定容量S2N ,系指电流互感器在二次额定电流I2N二次额定阻抗Z2N下运行时,二次侧的输出容量S20=I22N*Z2N,电流互感器的误差与二次阻抗有关，因此，同一台电流互感器在不同的准确度等级下使用时，就会有不同的额定容量。
四、 电流互感器的极性
正确辨别互感器的极性，对仪表和继电保护能否正常工作有直接关系 。
五、电流互感器使用注意事项
1、工作时，二次侧不得开路；
2、二次侧一端必须接地；
3、接线时其端子的极性必须正确；
4、负荷不得到 超过其额定容量。
六、电流互感器的接线
1、一相式接线 适用于负荷平衡的三相电路，供测量电流或连接过负荷保护装置用。
2、两相V型接线 广泛用于中性点不接地的三相三线制电路中测量三相电流、电能及过电流继电保护。
3、两相差式接线 适用于中性点不接地的三相三线制电路中，作过电流继电保护。
4、三相Y形接线 三个电流线圈反映各相的电流广泛用于三相四线制以及负荷可能不平衡的、三相三线制中作三相电流、电能测量及过电流继电保护之用。
八、电流互感器巡视检查项目
电流互感器在运行中，值班人员应进行定期检查维护，以保证安全运行。其检查维护项目如下：
(1)电流互感器的接头应无过热现象。
(2)电流互感器在运行中，应无异声及焦臭味。
(3)电流互感器瓷质部分应清洁完整，无破裂和放电现象。
(4)电流互感器的油位应正常，应无渗、漏油现象。
(5)定期校验电流互感器的绝缘情况，对充油的电流互感器要定期放油，试验油质情况。因为绝缘油受潮气侵入后，由于绝缘强度降低，会引起发热膨胀，而造成电流互感器爆炸起火。
(6)检查接地线应良好，无松动及断裂现象。
九、电压互感器
1、电流互感器特性
(1)电压互感器的容量很小，一般只用几十到几百伏安。
(2)电压互感器的一次侧的电压为电网电压，不受电压互感器二次侧负荷的影响，且在大多数情况下其负荷是恒定的。
(3)电压互感器在正常运行中，接近于空载状态下
工作，二次电压接近于二次电动势，电压互感器的一、二次线圈的额定电压之比，称为电压互感器的额定电压比KN，表达式为KN, =U1N/U2N=N1/N2=U1/U2,已知二次电压U2便可计算出一次电压 U1的近似值： U1=KNU2
(4)电流互感器在工作中，二次侧不能短路。
十、电压互感器的准确度等级及额定容量
(1)准确度等级 电压互感器的准确度等级是表示在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，误差的最大限值。
0.2级只用于实验室的精密测量；0.5级和1级用于发电厂和变电所的盘式仪表；3级用于一般的测量仪表和某些继电保护装置；对计算电能用的电能表应采用0,5级的电压互感器。
(2)额定容量电压互感器的额定容量S2N是指对应于最高准确度等级的容量。
同一台电压互感器在不同的准确度等级下工作时，便有不同的额定容量。因此，电压互感器的铭牌上也标出其他准确度等级下对应的容量。选用电压互感器时，应根据准确度要求使S2≤S2N。电压互感器的实际二次负荷S：是指二次侧所接的测量仪表、继电器等的电压线圈所消耗功率的总和，可经计算求得。
十一、电压互感器的接线
1、一个单相电压互感器的接线图，如图5-13a所示，它可测量某一相间电压35kV及以下的中性点非直接接地电网)或相对地电压（110 kV及以上中性点直接接地电网）。
2、两台单相电压互感器接成的V-V形接线，如图5-13b所示，用它能测量线电压，但不能测量相电压。广泛用于中性点非直接接地电网，比采用三相式经济，但有局限性。
3、一台三相三柱式电压互感器接成的Y，yno形接线，图5-13c所示。用它只能测量相间电压，不能测相对地电压，也不能监视电网的绝缘。
4、一台三相五柱式电压互感器的接成Y/Y/Δ， 如图5-13d所示。即将一次线圈、基本二次线圈接成星形，且中性点均接地，三个辅助二次线圈接成开口三角形，可供接地保护装置和接地信号（绝缘监察）继电器用。
三相五柱式电压互感器既可用于测量线电压也可用于测量相电压，还可作绝缘监察用，故广泛用于小接地电流电网中。
5、三台单相三线圈电压互感器构成Y/Y/Δ，如图5-13e所示。它广泛用于35~330 kV电网中，基本二次线圈可供测量线电压和相对地电雁，三个辅助二次线圈接成开口三角形，可供单相接地保护用。
十二、电压互感器的巡视检查项目
电压互感器的巡视检查项目如下。
(1)接线端子是否过热、变色。一、二次回路接线应牢固、紧密，各个接头无松动现
象。
(2)套管是否清洁，有无裂纹和闪络痕迹。
(3)电压互感器外壳应清洁、无锈蚀、无渗漏油现象。
(4)高压熔断器是否完好，低压回路电缆是否腐蚀、有无破损；二次回路有无短路现象。
(5)在运行中电压互感器的响声是否异常，有无放电声和其他异常声响。
(6)检查外壳接地是否良好、完整。
2．电压互感器的异常运行及分析
(1)电压互感器声音及仪表指示异常 正常运行中的电压互感器与变压器一样，也有极轻微的电磁振动声响，处于异常运行状态下的电压互感器则伴有噪声和其他异常现象。
若电压互感器发出沉重的“嗡嗡”声，同时发现母线电压不平衡，接地信号动作。
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