低壓配電基礎(chǔ)知識(shí)-施耐德

1、低壓配電基礎(chǔ)低壓配電基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí) 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(jī)發(fā)電機(jī)架空線路架空線路電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)埋地電纜埋地電纜變壓器變壓器Mar-22 BTT Marketing3電網(wǎng)常識(shí)電網(wǎng)常識(shí)n 根據(jù)根據(jù)IEC60038 / GB10056標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)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(fù)荷開關(guān)負(fù)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(jí)分為：以下電氣設(shè)備的額定電壓等級(jí)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：?jiǎn)蜗啵?，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(guó)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)頻率是頻率是5050H Hz z，美國(guó)、日本采用美國(guó)、日本采用6060H Hz

4、 zn 額定電流：額定電壓額定頻率下，達(dá)到額定功率的電流額定電流：額定電壓額定頻率下，達(dá)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(shí)際運(yùn)行電壓）額定控制電路電壓（實(shí)際運(yùn)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?jǐn)嗪箅妷簄 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(shí)際運(yùn)行電流）工作電流（實(shí)際運(yùn)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?jǐn)嗄芰O限短路分?jǐn)嗄芰 IcsIcs：運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ar-22 BTT Marketing10低壓配電基本常識(shí)低壓配電基本常識(shí)n 電位電位o 電壓：兩點(diǎn)之間的電位差電壓：兩點(diǎn)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(fù)荷容量超過了線路的設(shè)計(jì)容量線路所帶負(fù)荷容量超過了線路的設(shè)計(jì)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(shí)間（秒）弦量變化一次所需的時(shí)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(shí)值弦量任一瞬間的值為瞬時(shí)值, ,瞬時(shí)值瞬時(shí)值o 幅值幅值: 正正弦量任一瞬間的值為瞬時(shí)值弦量任一瞬間的值為瞬時(shí)值i,u,i,u,瞬時(shí)值中的最大值為幅值瞬時(shí)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(shí)功率、有功功率、無功功率、視在功率瞬時(shí)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(duì)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(duì)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(jī)的是視在功率；電機(jī)中轉(zhuǎn)換為機(jī)械做功的部分是有功功率舉例：母線提供給電機(jī)的是視在功率；電機(jī)中轉(zhuǎn)換為機(jī)械做功的部分是有功功率,提供磁場(chǎng)提供磁場(chǎng)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(rèn)為較差一般認(rèn)為較差o 系統(tǒng)中有較多的無功功率，其功率因數(shù)會(huì)較低系統(tǒng)中有較多的無功功率，其功率因數(shù)會(huì)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(fù)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(fù)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(fù)載；為了實(shí)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(fù)載；為了實(shí)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(duì)電網(wǎng)的影響功率因數(shù)對(duì)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(fù)荷，則從發(fā)電站到工廠支路的整個(gè)負(fù)荷，則從發(fā)電站到工廠支路的整個(gè)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(fù)荷流負(fù)荷n 損耗增加，設(shè)備溫升嚴(yán)重?fù)p耗增加，設(shè)備溫升嚴(yán)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(fèi)標(biāo)供電管理局制定商業(yè)和工業(yè)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，獎(jiǎng)勵(lì)高功率因數(shù)運(yùn)行，處罰低功準(zhǔn)，獎(jiǎng)勵(lì)高功率因數(shù)運(yùn)行，處罰低功率因數(shù)運(yùn)行用戶。通常功率因

12、數(shù)應(yīng)大率因數(shù)運(yùn)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(bǔ)償無功功率補(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)償為了提高功率因數(shù)，降低無功功率，采用人工的方法進(jìn)行補(bǔ)償，簡(jiǎn)稱無功補(bǔ)償。，簡(jiǎn)稱無功補(bǔ)償。o 電容器組電容器組集中補(bǔ)償集中補(bǔ)償分散補(bǔ)償分散補(bǔ)償個(gè)別補(bǔ)償；個(gè)別補(bǔ)償；o 同步電機(jī)：利用其工作特性，具有超前的功率因數(shù)；同步電機(jī)：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(jī)：空載的同步電動(dòng)機(jī)；同步調(diào)相機(jī)：空載的同步電動(dòng)機(jī)；最簡(jiǎn)單方便的補(bǔ)償方式是選用電容器組。最簡(jiǎn)單方便的補(bǔ)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(shí)，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(shí)，仍為同頻率的正弦波。但當(dāng)負(fù)載為非線性時(shí)，電流就變?yōu)榉钦也ǎ娐实恼也?。但?dāng)負(fù)載為非線性時(shí)，電流就變?yōu)榉钦也?，電流產(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(jí)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(jí)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(jī)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(jī)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(shí)使線路過熱。次諧波流過中線時(shí)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(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不正會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不正確。確。o 對(duì)附近

15、的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾對(duì)附近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾Mar-22 BTT Marketing18繼電保護(hù)繼電保護(hù)n 繼電保護(hù)器繼電保護(hù)器 反應(yīng)故障和不正常狀態(tài)的自動(dòng)裝置，發(fā)出報(bào)警和跳閘信號(hào)，反應(yīng)故障和不正常狀態(tài)的自動(dòng)裝置，發(fā)出報(bào)警和跳閘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)。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(hù)類型常見保護(hù)類型o 三段式過流保護(hù)三段式過流保護(hù)o 零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)o 過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)o 欠電壓保護(hù)欠電壓保護(hù)o 反應(yīng)電壓與電流比值的距離保護(hù)反應(yīng)電壓與電流比值的距離保護(hù)o 差動(dòng)保護(hù)、高頻保護(hù)差動(dòng)保護(hù)、高頻保護(hù)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：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳎篒n=Sn/Unn 在一臺(tái)三相變壓器低壓側(cè)的滿載額定電流由下式在一臺(tái)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(jì)算基本方法短路電流計(jì)算基本方法Mar-22 BTT Marketing21低壓配電電器的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)低壓配電電器的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)機(jī)起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器IEC 60947-4 分離式過電流保護(hù)分離式過電流保護(hù)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(hù)一體式帶過電流保護(hù)IEC 61009 IEC 60755 (剩余電流保護(hù)斷路器剩余電流保護(hù)斷路器)剩余電流動(dòng)作斷路器剩余電流動(dòng)作斷路器安裝標(biāo)準(zhǔn)安裝標(biāo)準(zhǔn) IEC 60364配電柜標(biāo)準(zhǔn)配電柜標(biāo)準(zhǔn) 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(hù)用數(shù)字表示設(shè)備外殼提供的保護(hù)程度根據(jù)程度根據(jù)IEC529 / GB4942.2-93第一個(gè)數(shù)字表示防塵，第一個(gè)數(shù)字表示防塵，防止防止固體固體進(jìn)入危險(xiǎn)部進(jìn)入危險(xiǎn)部件（帶電部件）的等級(jí)件（帶電部件）的等級(jí)0：無防護(hù)：無防護(hù)1：防止直徑大于：防止直徑大于50mm固體進(jìn)入固體進(jìn)入2：防止直徑大于：防止直徑大于12.5mm固體進(jìn)入固體進(jìn)入3：防止直徑大