配电电网基础知识

1、电力配电系统示意图电力配电系统示意图配电电网基础知识第1页电力系统概念电力系统主体结构有电源（水电站、火电站、核电站，风能，热能，潮汐能发电厂），变电所（升压变电所、负荷中心变电所等），输电、配电线路和负荷中心。配电电网基础知识第2页各电源点还相互联接以实现不一样地域之间电能交换和调整，从而提升供电安全性和经济性。输电线路与变电所组成网络通常称电力网络。电力系统信息与控制系统由各种检测设备、通信设备、安全保护装置、自动控制装置以及监控自动化、调度自动化系统组成。电力系统概念配电电网基础知识第3页配电电网常识依据IEC60038 / GB10056标准低压：1000V以下中压：10kV, 20k

2、V, 35kV高压/超高压：110kV, 220kV, 330kV, 500kV相电压和线电压关系 UL/Un = 400V/230V =O配电电网基础知识第4页低压配电基本概念额定电压：电气设备正常情况下工作电压- Ue1000V 以下电气设备额定电压等级分为： 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配电电网基础知识第5页额定频率：额定条件下正弦电路中，正弦量每秒钟改变次

3、数称为频率f(Hz)我国电网标准频率是50Hz，美国、日本采取60Hz额定电流：额定电压额定频率下，到达额定功率电流- Ie正弦交流电路中电流是有效值（均方根值）低压配电基本概念配电电网基础知识第6页相电压与线电压概念电力系统中惯用A，B,C三相，相电压就是通常所指单项电压，即单项对地电压，民用普通是220V ，线电压就是常说相间电压，即每2相之间电压，动力电普通是380V ；在y型接法变压器中线电压等于相电压根号3倍，相电流等于线电流。 在三角接法中线电压等于相电压，相电流等于线电流根号3倍， 功率P=根号3*UI 配电电网基础知识第7页低压配电产品各种电压Ue： 额定工作电压220V/38

4、0VUc： 额定控制电路电压（实际运行电压）Us： 额定控制电源电压230V/400VUimp: 额定冲击耐受电压Ur： 分断后电压Ui: 额定绝缘电压配电电网基础知识第8页低压配电产品各类电流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：运行短路分断能力配电电网基础知识第9页低压配电基本常识电位电压：两点之间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出了线路设计容量在电气上无损电路中发生过电流电能质量频率：偏差允许值范围0.2Hz电压：偏差允许值范围7%(10KV三相线路）波形：正弦曲线（

5、电压谐波含有率）配电电网基础知识第10页正弦交流电路中惯用名词频率与周期周期 T: 正弦量改变一次所需时间（秒）频率 f: 1s内正弦量改变次数 f1/T幅值与有效值 正弦量任一瞬间值为瞬时值,瞬时值幅值: 正弦量任一瞬间值为瞬时值i,u,瞬时值中最大值为幅值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：电压与电流夹角余弦值电压与电流关系电阻性、电感性、电容性配电电网基础知识第11页交流电路中基本公式欧姆定律 R U/I电流热效应 Q = I2RT 功率：1，有功功率P， P=UIcos&z ,表示实际吸收使用功率，单位用瓦特表示 。2

6、,无功功率Q， Q=UIsin&z此能量在往复交换过程中，没有消耗掉。单位用VAR表示 3，视在功率S S=UI能量守恒定律配电电网基础知识第12页视在功率：在电工技术中，将单口网络端钮电压和电流有效值乘积，称为视在功率（apparent power），记为S=UI。 显然，只有单口网络完全由电阻混联而成时，视在功率才等于平均功率，不然，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗功率。 为以示区分，视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA）或千伏安（KVA）为单位。 配电电网基础知识第13页功率与功率因数功率:有功功率 无功功率 视在功率(S=U*I)

7、功率因数： cos = P/S关系：P=S*cos Q=S*sin P2+Q2=S2功率因数在电路中，功率因数角是电流滞后电压角度。物理意义：对于设备来说，功率因数反应是能量转换过程中有用功率占总功率百分比。举例：母线提供给电机是视在功率；电机中转换为机械做功部分是有功功率,提供磁场电流为无功电流。配电电网基础知识第14页功率因数降低原因功率因数，或 cos 以 0 到 1.0 之间数值来表示。功率因数为 1.0 不含无功功率功率因数低于 0.9 普通认为较差系统中有较多无功功率，其功率因数会较低电路中电流与电压空间矢量关系由电阻和电感决定；因为感性负载存在，电流滞后电压一定角度。物理意义：非

8、阻性负载；为了实现能量转换而消耗功率，最终转化为热量。配电电网基础知识第15页因为网络中既存在电阻这么耗能元件，又存在电感、电容这么储能元件，所以，外电路必须提供其正常工作所需功率，即平均功率或有功功率，同时应有一部分能量被贮存在电感、电容等元件中。这就是视在功率大于平均功率原因。只有这么网络或设备才能正常工作。若按平均功率给网络提供电能是不能确保其正常工作。 配电电网基础知识第16页 设备功率因数 普通感 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0.40.6 电阻炉1.

9、0 感应炉0.85 介质加热炉 电阻焊接机0.80.9 固定式单相电弧焊接机0.5 旋转式电弧焊接机0.70.9 变压器整流装置电弧焊接机0.70.8 电弧炉0.8各类设备功率因数配电电网基础知识第17页功率因数对电网影响假如不降低带有低功率因数高视在负荷，则从发电站到工厂支路整个电气网络，必须能承载比需要大电流负荷损耗增加，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订商业和工业收费标准，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，高压供电工业用户，高压侧大于0.9功率kVA因数1.01000.951050.901110.801250.70

10、1430.60167配电电网基础知识第18页无功功率赔偿为了提升功率因数，降低无功功率，采取人工方法进行赔偿，简称无功赔偿。电容器组集中赔偿分散赔偿个别赔偿；同时电机：利用其工作特征，含有超前功率因数；同时调相机：空载同时电动机；最简单方便赔偿方式是选取电容器组。配电电网基础知识第19页谐波产生当正弦波电压施加在线性电阻、电感和电容上时，仍为同频率正弦波。但当负载为非线性时，电流就变为非正弦波，电流产生压降造成电压也为非正弦波。非正弦电压电流可分解为傅立叶级数，频率与工频相同分量为基波，频率大于基波成为谐波。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，变频空调等易引发

11、谐波。危害谐波损耗，大量3次谐波流过中线时使线途经热。引发公用电网中局部并联和串联谐振，使谐波放大。会造成继电保护和自动装置误动作，电气测量仪表计量不正确。对附近通信系统产生干扰配电电网基础知识第20页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配电电网基础知识第21页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配电电网基础知识第22页配电系统术语配电电网基础知识第23页遥测(遥测信息)：远程测量。采集并传送运行参数，包含各种电气量（线路上电压、电流、功率等量值） 和负荷时尚等。 遥信(遥信信息)：远程信号。采集并传送各种保

12、护和开关量信息 。遥控(遥控信息)：远程控制。接收并执行遥控命令，主要是分合闸，对远程一些设备进行远程控制，遥调(遥调信息)：远程调整。接收并执行遥调命令，对远程设备进行远程调试，如调整发电机输出功率 。配电电网基础知识第24页产品型号及使用领域DZY系列产品：见产品手册。智能仪表产品广泛应用于电力、机械、冶金、石化、纺织、建筑、船舶制造等领域；新建厂房，矿场，市政工程；学校，医院等事业单位，高档房地产（如：建业，绿地，万达）等。配电电网基础知识第25页安装示例：局部放大图：配电电网基础知识第26页配电柜示例：配电电网基础知识第27页安装示例：早期使用指针式仪表：配电电网基础知识第28页销售流

13、程第一步：设计院设计产品，（上图项目）第二步：甲方确认，书写标书和技术规范。（改图和上图项目关系巩固。）第三步：电气成套厂按照中标技术规范要求，采购对应厂家产品。（价格合理双方共赢）配电电网基础知识第29页设计院公关。关系，利益各个设计院对仪表型号设计决定权不一样。六院，核五院，省建筑设计院院长，总工，所长，设计师。设计院好处，市政及事业大型形象工程，不易改图。了解项目信息，项目责任人信息，工程进度。配电电网基础知识第30页甲方关系：找电气工程师了解详细项目情况。水电部、电力部、技术部。找工程指挥长，分管领导等决议人。长久稳固关系：双汇，上海绿地，特殊情况：大包情况。一是甲方关系，二是乙方关系。配电电网基础知识第31页成套厂找报价科采购部业务部。不一样单位决议人员不定。成套厂好处：共同公关，了解项目信息，无设计型号，或者设计两家以上厂家，在同等条件下，优先使用我们仪表。配电电网基础知识第32页元器件代理商代理，