常用低压配电基础知识

1、常用低压配电基础知识9/17/20221第1页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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9/17/20222第2页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三配电电网常识根据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 =O9/17/20223第3页，共22页，2022年，5月20日，5点26

2、分，星期三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G9/17/20224第4页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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9/17/20225第5页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三低压配电系统示意图树状图9/17/20226第6页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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- Ue1000V 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

3、,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）9/17/20227第7页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三低压配电产品的各种电压Ue： 额定工作电压220V/380VUc： 额定控制电路电压（实际运行电压）U

4、s： 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9/17/20228第8页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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9/17/20229第9页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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

5、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）9/17/202210第10页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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 f1/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9/17/202211第

6、11页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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9/17/202212第12页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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： 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

7、,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。9/17/202213第13页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三 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

8、.85 白炽灯1.0 荧光灯0.5 气体放电灯0.40.6 电阻炉1.0 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各类设备的功率因数9/17/202214第14页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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

9、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1.01000.951050.901110.801250.701430.601679/17/202215第15页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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。9/17/202216第16页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三谐波产生当正弦波电压施加在线性的电阻、电

10、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9/17/202217第17页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三继电保护继电保护器 反应故障和不正常状态的自动装

11、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9/17/202218第18页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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 = kVA x 1.4Sn 103 U 39/17/202

12、219第19页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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/mUo2Psc Usc%Uo2 100PscIsc = kAUo3 Rt2 + 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(

13、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。9/17/202220第20页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三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IEC 60947-1断路器IEC 60898IEC 60947-2 开关IEC 60669-1 IEC 60947-3 接触器IEC 61095IEC 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 602699/17/202221第21页，共22页，2022年，5月20日，5点26分，星期三低压配电产品的防护等级 IPIPX X：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