供配電系統應用（簡體書）

《供配電系統應用》以供配電系統技術應用能力培養為目標，以真實設備為載體進行學習情境的設計，采用任務驅動的教學方式組織教學。緊密結合工程實際，突出新技術、新產品的應用，實用性強。
全書共分5個學習情境。學習情境1主要介紹了供配電仿真系統及其應用，包括5個任務單元；學習情境2介紹THSPGC1型供配電實訓裝置及其應用，包括5個任務單元；學習情境3介紹THSPCG2型供配電綜合自動化裝置及其應用，包括3個任務單元；學習情境4對冶金企業中的供配電系統進行了概述；學習情境5對煉油企業中的供配電系統進行了概述。
《供配電系統應用》可作為高職高專電氣自動化技術和自動化生產設備應用等相關專業的教學用書，也可作為生產一線相關工程技術人員的培訓用書和參考用書。

《供配電系統應用》是高職高專規劃教材之一。

現代企業的一切生產過程都是在電的作用下進行的。電是企業中的血液，沒有它就無法進行生產。那么電能又是如何安全、經濟地服務于工業生產的呢？這就需要一個重要的環節，即供配電系統。供配電系統是指工廠企業所需的電力從進廠起到所有用電設備入端止的整個供配電線路及其中的變配電設備。
本教材以供配電系統技術應用能力培養為目標，以真實設備為載體進行學習情境的設計，采用任務驅動的教學方式組織教學，各專業可根據專業特點選取不同的學習情境。本書內容緊密結合工程實際，突出新技術、新產品的應用，實用性強。不僅可作為高職高專電氣自動化技術和自動化生產設備應用等相關專業的教學用書，也可作為生產一線相關工程技術人員的培訓用書和參考用書。
全書共分五個學習情境。學習情境一主要介紹了供配電仿真系統及其應用，包括五個任務單元；學習情境二介紹THSPGC 1型供配電實訓裝置及其應用，包括五個任務單元；學習情境三介紹THSPCG 2型供配電綜合自動化裝置及其應用，包括三個任務單元；學習情境四對冶金企業中的供配電系統進行了概述；學習情境五對煉油企業中的供配電系統進行了概述。
本教材由山西工程職業技術學院2009年省級精品課程“供配電系統運行與維護”課程組教師和企業專家及同行共同編寫，孔紅編寫學習情境一的任務一和學習情境二，燕山大學賈清泉編寫學習情境一的任務二、任務三，馬寧編寫學習情境一的任務四，薛君編寫學習情境一的任務五，喬立慧編寫學習情境三，太原鋼鐵（集團）有限公司煉鐵廠賈明林編寫學習情境四，遼寧石化職業技術學院陳茹編寫學習情境五。孔紅擔任主編，喬立慧、賈明林擔任副主編，全書由孔紅統稿。
在本教材編寫過程中得到了浙江天煌科技實業有限公司余雪冰的大力支持與指導，在此表示衷心的感謝。
由于編者水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。
編者
2011年9月

學習情境一 供配電仿真系統及其應用1
【學習目標】1
任務一 供配電系統認知1
【任務描述】1
【知識鏈接】1
一、電力系統概述1
二、供配電系統概述4
三、電力系統的電壓6
四、電力系統中性點的運行方式10
五、供電系統的質量指標14
六、電力負荷的分級及其對供電的要求15
七、供配電仿真系統概述16
【任務實施】搜集、整理供配電系統產品及應用等相關信息28
【知識拓展】電力系統圖的閱讀29
一、電力系統圖的特點29
二、電力系統圖的閱讀29
【學習評價】30
任務二 供配電系統倒閘操作30
【任務描述】30
【知識鏈接】30
一、倒閘操作、操作票30
二、變電站開操作票的流程31
【任務實施】倒閘操作31
一、10kV進線倒閘操作、操作票31
二、10kV母線分段倒閘操作、操作票32
三、10kV配電變壓器倒閘操作、操作票36
四、10kV出線倒閘操作、操作票39
五、400V低壓出線倒閘操作、操作票41
六、400V低壓運行方式轉換操作、操作票43
【知識拓展】45
一、倒閘操作步驟45
二、倒閘操作實例46
【學習評價】47
任務三 供配電系統微機保護操作47
【任務描述】47
【知識鏈接】48
一、繼電保護裝置48
二、微機保護壓板投退48
三、三段式電流保護48
【任務實施】微機保護操作49
一、KLD 9211微機線路保護測控裝置整定設置操作49
二、微機保護壓板投退操作52
三、10kV線路三段式電流微機保護53
四、KLD 9215微機分段保護測控裝置整定設置操作57
五、KLD 9216微機變壓器保護裝置整定設置操作59
【知識拓展】KLD 9216微機配電變壓器保護裝置使用說明60
【學習評價】64
任務四 供配電系統自動裝置操作65
【任務描述】65
【知識鏈接】65
一、10kV系統備用電源自動投入65
二、線路的自動重合閘裝置66
三、無功補償與提高功率因數66
【任務實施】自動裝置操作66
一、10kV系統備用電源自動投入66
二、微機保護重合閘整定68
三、無功補償與提高功率因數70
【知識拓展】KLD 9261微機備用電源自投裝置72
【學習評價】75
任務五 變電站監控系統操作75
【任務描述】75
【知識鏈接】76
一、KLD 2000當地監控系統76
二、KLD 2000實時監控子系統76
三、KLD 2000報警子系統77
【任務實施】KLD 2000當地監控系統操作77
一、KLD 2000當地監控系統的使用77
二、KLD 2000實時監控子系統的使用78
三、KLD 2000報警子系統的使用84
【知識拓展】KLD 2000當地監控系統的前置機模塊（Front）86
【學習評價】89

學習情境二 THSPGC 1型供配電實訓裝置及其應用90
【學習目標】90
任務一 供配電電氣主接線認知90
【任務描述】90
【知識鏈接】90
一、THSPGC 1型供配電實訓裝置概述90
二、實訓裝置的安全操作說明93
三、實訓裝置電氣主接線模擬圖結構94
【任務實施】電氣主接線認知96
一、實訓臺電氣主接線模擬圖的認知96
二、電氣主接線圖的認知96
【知識拓展】變配電所的電氣主接線96
【學習評價】99
任務二 企業變配電所值班技能訓練100
【任務描述】100
【知識鏈接】100
一、電流互感器與電壓互感器100
二、變壓器有載調壓原理100
三、倒閘操作原理102
【任務實施】變配電所值班技能訓練105
一、電流互感器與電壓互感器的接線105
二、變壓器有載調壓105
三、倒閘操作106
【知識拓展】變壓器的倒閘操作107
【學習評價】107
任務三 高壓線路的微機繼電保護操作107
【任務描述】107
【知識鏈接】108
一、系統正常、最大、最小運行方式108
二、系統短路108
三、電秒表操作108
四、微機線路保護裝置109
五、無時限電流速斷保護109
六、帶時限電流速斷保護110
七、微機定時限過電流保護111
八、反時限過電流保護111
【任務實施】高壓線路微機繼電保護操作112
一、模擬系統正常、最大、最小運行方式112
二、模擬系統短路112
三、電秒表的正確操作112
四、微機線路保護裝置參數整定操作113
五、無時限電流速斷保護實訓114
六、帶時限電流速斷保護實訓115
七、微機定時限過電流保護實訓115
八、反時限過電流保護實訓115
【知識拓展】微機繼電保護116
一、微機保護系統的基本結構116
二、微機保護的功能117
三、微機保護的特點118
四、線路的微機保護118
【學習評價】119
任務四 高壓電動機繼電保護操作119
【任務描述】119
【知識鏈接】119
一、變頻器數位操作說明119
二、變頻器的開環調速原理121
三、三相異步電動機的啟動方式121
四、微機電動機保護裝置功能說明121
五、高壓電動機的速斷保護原理121
六、高壓電動機的反時限過流保護原理122
【任務實施】高壓電動機繼電保護操作122
一、變頻器參數整定122
二、變頻器的開環調速123
三、三相異步電動機的啟動方式123
四、微機電動機保護裝置參數整定操作124
五、高壓電動機的速斷保護125
六、高壓電動機的反時限過流保護126
【知識拓展】HSA 536電動機保護測控裝置126
一、裝置面板126
二、接線端子圖128
三、操作說明128
四、使用說明133
五、維護說明134
【學習評價】134
任務五 供配電系統自動裝置操作134
【任務描述】134
【知識鏈接】134
一、備用電源自動投入裝置134
二、進線備投(明備用)及自適應原理135
三、母聯備投(暗備用)及自適應原理136
四、無功補償裝置136
五、無功自動補償原理136
【任務實施】供配電系統自動裝置操作138
一、備自投投入條件測試138
二、進線備投(明備用)及自適應實訓140
三、母聯備投(暗備用)及自適應實訓143
四、無功補償裝置認知實訓145
五、無功自動補償實訓146
【知識拓展】THLBT微機備自投裝置使用說明146
一、概述146
二、微機備自投裝置功能147
三、主要技術數據148
四、裝置外部接線說明148
五、使用與維護149
【學習評價】152

學習情境三 THSPCG 2型供配電綜合自動化實訓裝置及其應用153
【學習目標】153
任務一 變壓器保護操作153
【任務描述】153
【知識鏈接】153
一、THSPCG 2型供配電綜合自動化
實訓裝置概述153
二、實訓裝置的安全操作說明156
三、變壓器電流速斷保護157
四、變壓器過電流保護原理157
五、變壓器過負荷保護原理158
【任務實施】變壓器保護操作159
一、變壓器電流速斷保護實訓159
二、變壓器過電流保護實訓161
三、變壓器過負荷保護實訓162
【知識拓展】變壓器保護裝置實例162
一、變壓器的微機保護162
二、變壓器微機繼電保護裝置實例162
【學習評價】164
任務二 計量與抄表操作164
【任務描述】164
【知識鏈接】164
一、指針式交流電流表和電壓表原理164
二、指針式頻率表原理165
三、三相多功能智能儀表166
四、指針式功率表原理167
五、電能表原理171
【任務實施】計量與抄表操作174
一、指針式交流電流表和電壓表實訓174
二、指針式頻率表實訓174
三、三相多功能智能儀表的使用和參數設置175
四、進線電量監測實訓178
五、指針式功率表實訓179
六、電能表實訓181
【知識拓展】三相多功能智能儀表參數
設定過程舉例181
【學習評價】183
任務三 整體監控及綜合自動化操作183
【任務描述】183
【知識鏈接】183
一、遙測、遙控、遙調和遙信原理183
二、線路運行參數數據的檢測原理184
三、電壓調整原理184
四、電壓/無功集成控制原理185
【任務實施】整體監控及綜合自動化操作186
一、遙測、遙控、遙調和遙信認知實訓186
二、線路運行參數數據的檢測實訓188
三、電壓調整實訓188
四、電壓/無功集成控制實訓188
【知識拓展】功率因數控制器操作說明189
【學習評價】190

學習情境四 冶金企業供配電系統191
【學習目標】191
【任務描述】191
【知識鏈接】191
一、冶金企業供配電系統概述191
二、煉鐵廠供配電系統概述192
三、煉鋼廠供配電系統概述195
四、軋鋼廠供配電系統概述197
【任務實施】冶金企業供配電系統運行與維護200
一、分析與處理電力線路故障（以電纜為例）200
二、高壓開關柜小車更換與調試（以KYN 28型高壓開關柜為例）200
三、高壓開關柜高壓電流互感器的更換200
四、檢查處理控制回路故障201
五、變電所值班人員日常工作和設備點檢內容201
六、檢修後變壓器的投用202
七、調整變壓器分接頭開關202
八、兩臺變壓器并聯運行203
九、根據負荷要求選擇配電裝置和控制方式203
十、低壓控制回路故障處理203
十一、負荷不停電、倒電203
十二、設計一個用電負荷的線路203
【知識拓展】204
一、高爐冶煉產品204
二、我國現行生鐵標準205
【學習評價】205

學習情境五 煉油企業供配電系統206
【學習目標】206
【任務描述】206
【知識鏈接】206
一、煉油企業供配電系統概述206
二、錦州石化公司煉油廠煉油裝置供配電系統概述208
三、錦州石化公司煉油廠三催化裝置供配電系統繼電保護整定值209
四、催化裂化裝置簡介209
五、催化裂化部分工藝流程說明212
【任務實施】煉油企業供配電系統運行與維護213
一、電氣運行操作213
二、架空線路的運行與維護215
三、停電更換線路（直線桿）的絕緣子215
四、電纜線路的故障探測215
五、真空斷路器的檢查與維修（以ZN28 10型真空斷路器為例）216
六、高壓隔離開關更換與調整（以GN19 10型隔離開關為例）217
七、系統停電事故處理217
八、系統接地事故處理(以錦州煉油廠裝置高壓配電間為例)218
九、直流系統故障處理218
十、變壓器運行中的事故處理219
【知識拓展】219
一、催化裂化在煉油中的作用219
二、催化裂化發展簡介220
三、催化裂化原料220
四、催化裂化的產品221
五、催化劑種類和發展221
【學習評價】221
參考文獻222

隨著西部大開發戰略的實施，內蒙古西部、山西、陜西、寧夏、河南西部火電基地的建設，黃河上游、金沙江、瀾滄江、紅水河、烏江等大型水電站的開發，以及“西電東送”輸電大通道的開辟，將加大“西電東送”的能力并促進電網的快速發展。
電網是電力能源的載體。加強電網建設是拓展電力市場，提高電力工業整體效益的重要舉措。
中國電網發展分為三個步驟進行。
?加緊實施7個跨省大區電網之間以及大區電網與5個獨立省網之間的互聯。
?2010年前後，建成以三峽電網為中心連接華中、華東、川渝的中部電網；華北、東北、西北3個電網互聯形成的北部電網；以及云南、貴州、廣西、廣東4省（自治區）的南部聯合電網。同時，北、中、南3大電網之間實現局部互聯，初步形成全國統一的聯合電網的格局。
?2020年前後，隨著長江和黃河上游以及瀾滄江、紅水河上一系列大型水電站的開發，西部和北部大型火電廠和沿海核電站的建設，以及一大批長距離、大容量輸電工程的實施，電網結構進一步加強，真正形成全國統一的聯合電網。在全國統一電網中充分實現西部水電東送，北部火電南送的能源優化配置。此外，北與俄羅斯、南與泰國之間也可能實現周邊電網互聯和能源優勢互補。
近年來，中國電力工業不斷實現跨越式發展。1987～1995年，中國發電裝機容量和發電量先後超過法國、英國、加拿大、德國、俄羅斯和日本，躍居世界第二位。隨著中國經濟迅速增長，中國電力需求迅猛增加，電力供不應求的緊張局面再次出現。為最大限度地滿足經濟增長對電力的需求，國家采取有效措施，加大電力建設投資，使全國每年發電規模都在1500萬千瓦以上，到2003年底，全國發電裝機容量達到3.91億千瓦，發電量達到19052億千瓦時。
目前由于裝機容量增長速度低于同期國民經濟及電力需求增長速度，導致部分地區在充分利用現有發電設備能力的情況下，電力供應依然緊張。有關部門預測，未來15年中國必須新增j億千瓦以上的發電裝機才能滿足全面建設小康社會的需要。這意味著未來幾年中國電源建設將進入更加快速的發展階段。
3.供配電系統的組成
供配電系統是工業企業供配電系統和民用建筑供配電系統的總稱。供配電系統是電力系統的重要組成部分，是電力系統的電能用戶。對用電單位來講，供配電系統的范圍是指從電源線路進入用戶起到高低壓用電設備進線端止的整個電路系統，它由變配電所、配電線路和用電設備構成。圖1-2中虛線框1、2為供配電系統示意圖。
對不同容量或類型的電能用戶，供配電系統的組成是不相同的。
對大型用戶及某些電源進線電壓為35kV及35kV以上的中型用戶，供配電系統一般要經過兩次降壓，也就是在電源進廠以後，先經過總降壓變電所，將35kV及35kV以上的電源電壓降為6～10kV的配電電壓，然後通過高壓配電線路將電能送到各個車間變電所，也有的經高壓配電所再送到車間變電所，最後經配電變壓器降為一般低壓用電設備所需的電壓。圖1-3所示為具有總降壓變電所的供配電系統簡圖。
對電源進線電壓為6～10kV的中型用戶，一般電能先經高壓配電所集中，再由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所，或由高壓配電線路直接供給高壓用電設備。車間變電所內裝有電力變壓器，可將6～10kV的高壓降為一般低壓用電設備所需的電壓（如220/380V），然後由低壓配電線路將電能分送給各用電設備使用。