低压配电基础知识

低压配电基础知识Feb-20BTTMarketing2电力配电系统示意图工业HV/MV变电所MV/MV配电所MV/LV变电所发电机架空线路电动机埋地电缆变压器Feb-20BTTMarketing3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=3UaUbUcOFeb-20BTTMarketing4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M变压器电动机发电机避雷器GFeb-20BTTMarketing5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Feb-20BTTMarketing6低压配电系统示意图树状图Feb-20BTTMarketing7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）Feb-20BTTMarketing8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Feb-20BTTMarketing9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Feb-20BTTMarketing10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）Feb-20BTTMarketing11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3Feb-20BTTMarketing12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Feb-20BTTMarketing13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*cosФQ=S*sinФP2+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。Feb-20BTTMarketing14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0.7375%负载0.80100%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0.5旋转式电弧焊接机0.7~0.9变压器—0.7~0.8电弧炉0.8各类设备的功率因数Feb-20BTTMarketing15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功率kVA因数1.01000.951050.901110.801250.701430.60167Feb-20BTTMarketing16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。Feb-20BTTMarketing17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Feb-20BTTMarketing18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Feb-20BTTMarketing19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In=Sn：变压器的额定视在功率kVAU：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=kVAx1.4Sn103U3Feb-20BTTMarketing20短路电流计算基本方法M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)R极小对于S100kVAR极小R极小R=(3)R=(3)LSLSX=(1)X=(2)X极小X=0.15m/mX=0.08m/mUo2PscUsc%Uo2100PscIsc=kAUo3Rt2+Xt2(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。Feb-20BTTMarketing21低压配电电器的相关国际标准标准住宅用设备工业及小型商业1000V低压电器IEC60947-1断路器IEC60898IEC60947-2开关IEC60669-1IEC60947-3接触器IEC61095IEC60947-4电动机起动器IEC60947-4分离式过电流保护IEC61008剩余电流断路器一体式带过电流保护IEC61009IEC60755(剩余电流保护断路器)剩余电流动作断路器安装标准IEC60364配电柜标准IEC60439熔断器IEC60269Feb-20BTTMarketing22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