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低压配电基础 知识

低压配电基础 知识. 电力配电系统示意图. 发电机. 变压器. 架空线路. 埋地电缆. MV/MV 配电所. HV/MV 变电所. 电动机. 工业. MV/LV 变电所. O. 配电 电网常识. 根据 IEC60038 / GB10056 标准 低压： 1000V 以下 中压：10 kV, 20kV, 35kV 高压/超高压：110 kV, 220kV, 330kV, 500kV 相电压和线电压的关系 U L /U n = 400V/230V =. 电工学基本概念及元件部分图例. 交流 接地 外壳 三线 电缆 直流. 变压器

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低压配电基础 知识

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Presentation Transcript

  1. 低压配电基础知识

  2. 电力配电系统示意图 发电机 变压器 架空线路 埋地电缆 MV/MV配电所 HV/MV 变电所 电动机 工业 MV/LV变电所

  3. O 配电电网常识 • 根据IEC60038 / GB10056标准 • 低压：1000V以下 • 中压：10kV, 20kV, 35kV • 高压/超高压：110kV, 220kV, 330kV, 500kV • 相电压和线电压的关系 UL/Un = 400V/230V =

  4. 电工学基本概念及元件部分图例 • 交流 • 接地 • 外壳 • 三线 • 电缆 • 直流 • 变压器 • 电动机 • 发电机 • 避雷器 G

  5. 低压配电主要产品图例 • 负荷开关 • 断路器 • 熔断器 • 隔离开关 • 漏电开关 • 漏电保护断路器 • 电流互感器

  6. 低压配电系统示意图 树状图

  7. 低压配电基本概念 • 额定电压：电气设备正常情况下的工作电压-- Ue • 1000V 以下电气设备的额定电压等级分为： 直流：1.5,2,3,6,12,24,36,48,60,72,110,220,400,440,800,1000V 单相：6，12，24，36，42，100，127，220V 三相：36，42，100，127，220/380，380/660，1140(1200)V • 额定频率：额定条件下正弦电路中正弦量每秒钟变化的次数称为频率f(Hz) • 我国电网标准频率是50Hz，美国、日本采用60Hz • 额定电流：额定电压额定频率下，达到额定功率的电流-- Ie • 正弦交流电路中的电流是有效值（均方根值）

  8. 低压配电产品的各种电压 • Ue： 额定工作电压220V/380V • Uc： 额定控制电路电压（实际运行电压） • Us： 额定控制电源电压230V/400V • Uimp: 额定冲击耐受电压 • Ur： 分断后电压 • Ui: 额定绝缘电压

  9. 低压配电产品的各类电流 • In： 额定电流 • Ib： 工作电流（实际运行电流） • Ir： 整定电流 • Iz： 电缆允许电流 • Icc：短路故障电流 • Icn：极限短路分断能力 • Ics：运行短路分断能力

  10. 低压配电基本常识 • 电位 • 电压：两点之间的电位差 • 短路 • 单相短路 • 两相短路 • 三相短路 • 过载 • 线路所带负荷容量超过了线路的设计容量 • 在电气上无损的电路中发生的过电流 • 电能质量 • 电压：偏差允许值范围±7%(10KV三相线路） • 频率：偏差允许值范围±0.2Hz • 波形：正弦曲线（电压谐波含有率）

  11. 正弦交流电路中的常用名词 • 频率与周期 • 周期 T: 正弦量变化一次所需的时间（秒） • 频率 f: 1s内正弦量变化的次数 f＝1/T • 幅值与有效值 正弦量任一瞬间的值为瞬时值,瞬时值 • 幅值: 正弦量任一瞬间的值为瞬时值i,u,瞬时值中的最大值为幅值Im,Um • 有效值I, U: 正弦交流电网值 • 功率与功率因数 • 瞬时功率、有功功率、无功功率、视在功率 • 功率因数：电压与电流夹角的余弦值 • 电压与电流的关系 • 电阻性、电感性、电容性

  12. 交流电路中的基本公式 • 欧姆定律 R ＝ U/I • 电流的热效应 Q = I2RT • 功率 P = Q/T = UI • 能量守恒定律

  13. 功率与功率因数 • 功率 • 有功功率 无功功率 视在功率(S=U*I) • 功率因数： cosФ = P/S • 关系：P=S*cosФ Q=S*sinФ P2+Q2=S2 • 功率因数 • 在电路中，功率因数角是电流滞后电压的角度。 • 物理意义：对于设备来说，功率因数反映的是能量转换过程中有用功率占总功率的比例。 • 举例：母线提供给电机的是视在功率；电机中转换为机械做功的部分是有功功率,提供磁场的电流为无功电流。 • 功率因数降低的原因 • 功率因数，或 cos以 0 到 1.0 之间的数值来表示。 • 功率因数为 1.0 不含无功功率 • 功率因数低于 0.9 一般认为较差 • 系统中有较多的无功功率，其功率因数会较低 • 电路中电流与电压的空间矢量关系由电阻和电感决定；由于感性负载的存在，电流滞后电压一定的角度。 • 物理意义：非阻性负载；为了实现能量转换而消耗的功率，最终转化为热量。

  14. 设备 功率因数 • 普通的感 0% 负载 0.17 • 应电动机工 25% 负载 0.55 • 作在: 50% 负载 0.73 • 75% 负载 0.80 • 100% 负载 0.85 • 白炽灯 1.0 • 荧光灯 0.5 • 气体放电灯 0.4~0.6 • 电阻炉 1.0 • 感应炉 0.85 • 介质加热炉 • 电阻焊接机 0.8~0.9 • 固定式单相电弧焊接机 0.5 • 旋转式电弧焊接机 0.7~0.9 • 变压器—整流装置电弧焊接机 0.7~0.8 • 电弧炉 0.8 各类设备的功率因数

  15. 功率 kVA 因数 1.0 100 0.95 105 0.90 111 0.80 125 0.70 143 0.60 167 功率因数对电网的影响 • 如果不减少带有低功率因数的高视在负荷，则从发电站到工厂支路的整个电气网络，必须能承载比需要大的电流负荷 • 损耗增加，设备温升严重 • 线路上压降增加，设备端电压下降，影响正常工作 • 供电管理局制定商业和工业的收费标准，奖励高功率因数运行，处罚低功率因数运行用户。通常功率因数应大于0.85，高压供电的工业用户，高压侧大于0.9

  16. 无功功率补偿 • 为了提高功率因数，降低无功功率，采用人工的方法进行补偿，简称无功补偿。 • 电容器组 • 集中补偿 • 分散补偿 • 个别补偿； • 同步电机：利用其工作特性，具有超前的功率因数； • 同步调相机：空载的同步电动机； 最简单方便的补偿方式是选用电容器组。

  17. 谐波 • 产生 • 当正弦波电压施加在线性的电阻、电感和电容上时，仍为同频率的正弦波。但当负载为非线性时，电流就变为非正弦波，电流产生的压降导致电压也为非正弦波。 • 非正弦电压电流可分解为傅立叶级数，频率与工频相同的分量为基波，频率大于基波的成为谐波。 • 谐波频率与基波频率之比为谐波次数。 • 电弧炉，电力机车，调光设备，日光灯，变频空调等易引起谐波。 • 危害 • 谐波损耗，大量的3次谐波流过中线时使线路过热。 • 引起公用电网中局部的并联和串联谐振，使谐波放大。 • 会导致继电保护和自动装置的误动作，电气测量仪表计量不正确。 • 对附近的通信系统产生干扰

  18. 继电保护 • 继电保护器 反应故障和不正常状态的自动装置，发出报警和跳闸信号，实现对电气设备的保护。 • 基本要求 可靠性；选择性；快速性；灵敏性； • 常见保护类型 • 三段式过流保护 • 零序电流保护 • 过电压保护 • 欠电压保护 • 反应电压与电流比值的距离保护 • 差动保护、高频保护

  19. In = Sn：变压器的额定视在功率kVA U： 空载时线电压 (单位为伏) In：单位为安 对于 400V (三相有载) 的简化公式 In = kVA x 1.4 Sn 103 U 3 变压器的额定值 • 三相变压器：In=Sn/(1.732xUn) • 单相变压器：In=Sn/Un • 在一台三相变压器低压侧的满载额定电流由下式算出

  20. 电路图 装置的部件 电阻 (m) 电抗 (m) 上方侧网络 Psc 变压器 S, Usc, U 断路器 母线 电缆 (4) Uo2 Psc R 极小 对于 S>100kVA R 极小 R 极小 R =  (3) R =  (3) X = (1) X = (2) X 极小 X = 0.15m/m X = 0.08m/m Usc%Uo2 100Psc L S L S Uo 3 Rt2 + Xt2 Isc = kA M (1) Psc: 上方侧网络的短路容量，单位 VA (通常为 500MVA) (2) Usc: 短路电压 (即变压器短路阻抗)，S: 变压器视在容量，单位 kVA (3)  = 22.5 (铜)， = 36 (铝)，L 单位为 m，S 单位为 mm2 (4) 如果每相有数根电缆并联，将一根电缆的电阻和电抗除以电缆根数。 短路电流计算基本方法

  21. 标准 住宅用设备 工业及小型商业 < 1000V 低压电器 IEC 60947-1 断路器 IEC 60898 IEC 60947-2 开关 IEC 60669-1 IEC 60947-3 接触器 IEC 61095 IEC 60947-4 电动机起动器 IEC 60947-4 分离式过电流保护 IEC 61008 剩余电流断路器 一体式带过电流保护 IEC 61009 IEC 60755 (剩余电流保护断路器) 剩余电流动作断路器 安装标准 IEC 60364 配电柜标准 IEC 60439 熔断器 IEC 60269 低压配电电器的相关国际标准

  22. 低压配电产品的防护等级 IP • IPXX：用数字表示设备外壳提供的保护程度－根据IEC529 / GB4942.2-93 第一个数字表示防尘，防止固体进入危险部件（带电部件）的等级 0：无防护 1：防止直径大于50mm固体进入 2：防止直径大于12.5mm固体进入 3：防止直径大于2.5mm固体进入 4：防止直径大于1mm固体进入 5：防尘(无有害沉积) 6：尘密 • 第二个数字表示防湿气防水侵入的密封程度 • 0：无防护 • 1：防止垂直滴水 • 2：防止垂直方向15°范围内滴水 • 3：防止垂直方向60°范围内淋水 • 4：防止任何方向的溅水 • 5：防止任何方向的喷水 • 6：防止海浪或强烈喷水 • 7：防浸水影响 • 8：防潜水影响

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