低壓配電基礎(chǔ)知識-施耐德

1、低壓配電基礎(chǔ)低壓配電基礎(chǔ)知識知識 Mar-22 BTT Marketing2工業(yè)工業(yè)HV/MV 變電所變電所MV/MV配電所配電所 MV/LV變電所變電所發(fā)電機發(fā)電機架空線路架空線路電動機電動機埋地電纜埋地電纜變壓器變壓器Mar-22 BTT Marketing3電網(wǎng)常識電網(wǎng)常識n 根據(jù)根據(jù)IEC60038 / GB10056標準標準o 低壓：低壓：1000V以下以下o 中壓：中壓：10kV, 20kV, 35kVo 高壓高壓/超高壓：超高壓：110kV, 220kV, 330kV, 500kVn 相電壓和線電壓的關(guān)系相電壓和線電壓的關(guān)系 UL/Un = 400V/230V =3UaUbUcO

2、Mar-22 BTT Marketing4電工學(xué)基本概念及元件部分圖電工學(xué)基本概念及元件部分圖例例n 交流交流n 接地接地n 外殼外殼n 三線三線n 電纜電纜n 直流直流MGMar-22 BTT Marketing5低壓配電主要產(chǎn)品圖例低壓配電主要產(chǎn)品圖例n 負荷開關(guān)負荷開關(guān)n 斷路器斷路器n 熔斷器熔斷器n 隔離開關(guān)隔離開關(guān)n 漏電開關(guān)漏電開關(guān)Mar-22 BTT Marketing6低壓配電系統(tǒng)示意圖低壓配電系統(tǒng)示意圖Mar-22 BTT Marketing7低壓配電基本概念低壓配電基本概念n 額定電壓：電氣設(shè)備正常情況下的工作電壓額定電壓：電氣設(shè)備正常情況下的工作電壓- Ueo 1000

3、V 以下電氣設(shè)備的額定電壓等級分為：以下電氣設(shè)備的額定電壓等級分為： 直流：直流：1.5,2,3,6,12,24,36,48,60,72,110,220,400,440,800,1000V 單相：單相：6，12，24，36，42，100，127，220V 三相：三相：36，42，100，127，220/380，380/660，1140(1200)Vn 額定頻率：額定條件下正額定頻率：額定條件下正弦電路中弦電路中正正弦量每秒鐘變化的次數(shù)稱為頻率弦量每秒鐘變化的次數(shù)稱為頻率f(Hz)f(Hz)o 我國電網(wǎng)標準我國電網(wǎng)標準頻率是頻率是5050H Hz z，美國、日本采用美國、日本采用6060H Hz

4、 zn 額定電流：額定電壓額定頻率下，達到額定功率的電流額定電流：額定電壓額定頻率下，達到額定功率的電流- Ieo 正正弦交流電路中的電流是有效值（均方根值）弦交流電路中的電流是有效值（均方根值）Mar-22 BTT Marketing8低壓配電產(chǎn)品的各種電壓低壓配電產(chǎn)品的各種電壓n UeUe： 額定工作電壓額定工作電壓220220V/380VV/380Vn UcUc： 額定控制電路電壓（實際運行電壓）額定控制電路電壓（實際運行電壓）n UsUs： 額定控制電源電壓額定控制電源電壓230230V/400VV/400Vn UimpUimp: : 額定沖擊耐受電壓額定沖擊耐受電壓n UrUr： 分

5、斷后電壓分斷后電壓n UiUi: : 額定絕緣電壓額定絕緣電壓Mar-22 BTT Marketing9低壓配電產(chǎn)品的各類電流低壓配電產(chǎn)品的各類電流n InIn： 額定電流額定電流n IbIb： 工作電流（實際運行電流）工作電流（實際運行電流）n IrIr： 整定電流整定電流n IzIz： 電纜允許電流電纜允許電流n IccIcc：短路故障電流短路故障電流n IcnIcn：極限短路分斷能力極限短路分斷能力n IcsIcs：運行短路分斷能力運行短路分斷能力Mar-22 BTT Marketing10低壓配電基本常識低壓配電基本常識n 電位電位o 電壓：兩點之間的電位差電壓：兩點之間的電位差n 短

6、路短路o 單相短路單相短路o 兩相短路兩相短路o 三相短路三相短路n 過載過載o 線路所帶負荷容量超過了線路的設(shè)計容量線路所帶負荷容量超過了線路的設(shè)計容量o 在電氣上無損的電路中發(fā)生的過電流在電氣上無損的電路中發(fā)生的過電流n 電能質(zhì)量電能質(zhì)量o 電壓：偏差允許值范圍電壓：偏差允許值范圍7%(107%(10KVKV三相線路）三相線路）o 頻率：偏差允許值范圍頻率：偏差允許值范圍0.20.2HzHzo 波形：正弦曲線（電壓諧波含有率）波形：正弦曲線（電壓諧波含有率）Mar-22 BTT Marketing11正正弦交流電路中的常用名詞弦交流電路中的常用名詞n 頻率與周期頻率與周期o 周期周期 T:

7、 正正弦量變化一次所需的時間（秒）弦量變化一次所需的時間（秒）o 頻率頻率 f: 1s內(nèi)正內(nèi)正弦量變化的次數(shù)弦量變化的次數(shù) f1/Tn 幅值與有效值幅值與有效值 正正弦量任一瞬間的值為瞬時值弦量任一瞬間的值為瞬時值, ,瞬時值瞬時值o 幅值幅值: 正正弦量任一瞬間的值為瞬時值弦量任一瞬間的值為瞬時值i,u,i,u,瞬時值中的最大值為幅值瞬時值中的最大值為幅值ImIm,Um,Umo 有效值有效值I, U: 正正弦交流電網(wǎng)值弦交流電網(wǎng)值n 功率與功率因數(shù)功率與功率因數(shù)o 瞬時功率、有功功率、無功功率、視在功率瞬時功率、有功功率、無功功率、視在功率o 功率因數(shù)：電壓與電流夾角的余弦值功率因數(shù)：電壓與

8、電流夾角的余弦值n 電壓與電流的關(guān)系電壓與電流的關(guān)系o 電阻性、電感性、電容性電阻性、電感性、電容性3Mar-22 BTT Marketing12交流電路中的基本公式交流電路中的基本公式n 歐姆定律歐姆定律 R U/In 電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng) Q = I2RT n 功率功率 P = Q/T = UIn 能量守恒定律能量守恒定律Mar-22 BTT Marketing13功率與功率因數(shù)功率與功率因數(shù)n 功率功率o 有功功率有功功率 無功功率無功功率 視在功率視在功率(S=U*I)o 功率因數(shù)：功率因數(shù)： cos = P/So 關(guān)系：關(guān)系：P=S*cos Q=S*sin P2+Q2=S2n 功

9、率因數(shù)功率因數(shù)o 在電路中，功率因數(shù)角是電流滯后電壓的角度。在電路中，功率因數(shù)角是電流滯后電壓的角度。o 物理意義：對于設(shè)備來說，功率因數(shù)反映的是能量轉(zhuǎn)換過程中有用功率占總功率的比例。物理意義：對于設(shè)備來說，功率因數(shù)反映的是能量轉(zhuǎn)換過程中有用功率占總功率的比例。o 舉例：母線提供給電機的是視在功率；電機中轉(zhuǎn)換為機械做功的部分是有功功率舉例：母線提供給電機的是視在功率；電機中轉(zhuǎn)換為機械做功的部分是有功功率,提供磁場提供磁場的電流為無功電流。的電流為無功電流。n 功率因數(shù)降低的原因功率因數(shù)降低的原因o 功率因數(shù)，或功率因數(shù)，或 cos 以以 0 到到 1.0 之間的數(shù)值來表示。之間的數(shù)值來表示。o

10、 功率因數(shù)為功率因數(shù)為 1.0 不含無功功率不含無功功率o 功率因數(shù)低于功率因數(shù)低于 0.9 一般認為較差一般認為較差o 系統(tǒng)中有較多的無功功率，其功率因數(shù)會較低系統(tǒng)中有較多的無功功率，其功率因數(shù)會較低o 電路中電流與電壓的空間矢量關(guān)系由電阻和電感決定；由于感性負載的存在，電流滯后電電路中電流與電壓的空間矢量關(guān)系由電阻和電感決定；由于感性負載的存在，電流滯后電壓一定的角度。壓一定的角度。o 物理意義：非阻性負載；為了實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換而消耗的功率，最終轉(zhuǎn)化為熱量。物理意義：非阻性負載；為了實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換而消耗的功率，最終轉(zhuǎn)化為熱量。Mar-22 BTT Marketing14各類設(shè)備的功率因數(shù)各類設(shè)備

11、的功率因數(shù)Mar-22 BTT Marketing15功率因數(shù)對電網(wǎng)的影響功率因數(shù)對電網(wǎng)的影響n 如果不減少帶有低功率因數(shù)的高視在如果不減少帶有低功率因數(shù)的高視在負荷，則從發(fā)電站到工廠支路的整個負荷，則從發(fā)電站到工廠支路的整個電氣網(wǎng)絡(luò)，必須能承載比需要大的電電氣網(wǎng)絡(luò)，必須能承載比需要大的電流負荷流負荷n 損耗增加，設(shè)備溫升嚴重損耗增加，設(shè)備溫升嚴重n 線路上壓降增加，設(shè)備端電壓下降，線路上壓降增加，設(shè)備端電壓下降，影響正常工作影響正常工作n 供電管理局制定商業(yè)和工業(yè)的收費標供電管理局制定商業(yè)和工業(yè)的收費標準，獎勵高功率因數(shù)運行，處罰低功準，獎勵高功率因數(shù)運行，處罰低功率因數(shù)運行用戶。通常功率因

12、數(shù)應(yīng)大率因數(shù)運行用戶。通常功率因數(shù)應(yīng)大于于0.85，高壓供電的工業(yè)用戶，高壓側(cè)，高壓供電的工業(yè)用戶，高壓側(cè)大于大于0.9功率 kVA因數(shù)1.01000.95 1050.90 1110.80 1250.70 1430.60 167Mar-22 BTT Marketing16無功功率補償無功功率補償n 為了提高功率因數(shù)，降低無功功率，采用人工的方法進行補償為了提高功率因數(shù)，降低無功功率，采用人工的方法進行補償，簡稱無功補償。，簡稱無功補償。o 電容器組電容器組集中補償集中補償分散補償分散補償個別補償；個別補償；o 同步電機：利用其工作特性，具有超前的功率因數(shù)；同步電機：利用其工作特性，具有超前的功

13、率因數(shù)；o 同步調(diào)相機：空載的同步電動機；同步調(diào)相機：空載的同步電動機；最簡單方便的補償方式是選用電容器組。最簡單方便的補償方式是選用電容器組。Mar-22 BTT Marketing17諧波諧波n 產(chǎn)生產(chǎn)生o 當(dāng)正弦波電壓施加在線性的電阻、電感和電容上時，仍為同頻當(dāng)正弦波電壓施加在線性的電阻、電感和電容上時，仍為同頻率的正弦波。但當(dāng)負載為非線性時，電流就變?yōu)榉钦也?，電率的正弦波。但?dāng)負載為非線性時，電流就變?yōu)榉钦也ǎ娏鳟a(chǎn)生的壓降導(dǎo)致電壓也為非正弦波。流產(chǎn)生的壓降導(dǎo)致電壓也為非正弦波。o 非正弦電壓電流可分解為傅立葉級數(shù)，頻率與工頻相同的分量非正弦電壓電流可分解為傅立葉級數(shù)，頻率與工頻相

14、同的分量為基波，頻率大于基波的成為諧波。為基波，頻率大于基波的成為諧波。o 諧波頻率與基波頻率之比為諧波次數(shù)。諧波頻率與基波頻率之比為諧波次數(shù)。o 電弧爐，電力機車，調(diào)光設(shè)備，日光燈，變頻空調(diào)等易引起諧電弧爐，電力機車，調(diào)光設(shè)備，日光燈，變頻空調(diào)等易引起諧波。波。n 危害危害o 諧波損耗，大量的諧波損耗，大量的3次諧波流過中線時使線路過熱。次諧波流過中線時使線路過熱。o 引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)和串聯(lián)諧振，使諧波放大。引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)和串聯(lián)諧振，使諧波放大。o 會導(dǎo)致繼電保護和自動裝置的誤動作，電氣測量儀表計量不正會導(dǎo)致繼電保護和自動裝置的誤動作，電氣測量儀表計量不正確。確。o 對附近

15、的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾對附近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾Mar-22 BTT Marketing18繼電保護繼電保護n 繼電保護器繼電保護器 反應(yīng)故障和不正常狀態(tài)的自動裝置，發(fā)出報警和跳閘信號，反應(yīng)故障和不正常狀態(tài)的自動裝置，發(fā)出報警和跳閘信號，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的保護。實現(xiàn)對電氣設(shè)備的保護。n 基本要求基本要求 可靠性；選擇性；快速性；靈敏性；可靠性；選擇性；快速性；靈敏性；n 常見保護類型常見保護類型o 三段式過流保護三段式過流保護o 零序電流保護零序電流保護o 過電壓保護過電壓保護o 欠電壓保護欠電壓保護o 反應(yīng)電壓與電流比值的距離保護反應(yīng)電壓與電流比值的距離保護o 差動保護、高頻保護差動保護、高頻保護M

16、ar-22 BTT Marketing19變壓器的額定值變壓器的額定值n 三相變壓器：三相變壓器：In=Sn/(1.732xUn)n 單相變壓器：單相變壓器：In=Sn/Unn 在一臺三相變壓器低壓側(cè)的滿載額定電流由下式在一臺三相變壓器低壓側(cè)的滿載額定電流由下式算出算出Sn 103 U 3Mar-22 BTT Marketing20短路電流計算基本方法短路電流計算基本方法Mar-22 BTT Marketing21低壓配電電器的相關(guān)國際標準低壓配電電器的相關(guān)國際標準標準標準住宅用設(shè)備住宅用設(shè)備工業(yè)及小型商業(yè)工業(yè)及小型商業(yè) 1000V低壓電器低壓電器IEC 60947-1斷路器斷路器IEC 60

17、898IEC 60947-2 開關(guān)開關(guān)IEC 60669-1 IEC 60947-3 接觸器接觸器IEC 61095IEC 60947-4 電動機起動器電動機起動器IEC 60947-4 分離式過電流保護分離式過電流保護IEC 61008 剩余電流斷路器剩余電流斷路器一體式帶過電流保護一體式帶過電流保護IEC 61009 IEC 60755 (剩余電流保護斷路器剩余電流保護斷路器)剩余電流動作斷路器剩余電流動作斷路器安裝標準安裝標準 IEC 60364配電柜標準配電柜標準 IEC 60439熔斷器熔斷器 IEC 60269Mar-22 BTT Marketing22低壓配電產(chǎn)品的低壓配電產(chǎn)品的n IPX X：用數(shù)字表示設(shè)備外殼提供的保護用數(shù)字表示設(shè)備外殼提供的保護程度根據(jù)程度根據(jù)IEC529 / GB4942.2-93第一個數(shù)字表示防塵，第一個數(shù)字表示防塵，防止防止固體固體進入危險部進入危險部件（帶電部件）的等級件（帶電部件）的等級0：無防護：無防護1：防止直徑大于：防止直徑大于50mm固體進入固體進入2：防止直徑大于：防止直徑大于12.5mm固體進入固體進入3：防止直徑大