施耐德電氣之低壓配電課件

1、施耐德電氣-低壓配電基礎(chǔ)知識 電力配電系統(tǒng)示意圖工業(yè)HV/MV 變電所MV/MV配電所 MV/LV變電所發(fā)電機(jī)架空線路電動(dòng)機(jī)埋地電纜變壓器2022/7/272B配電電網(wǎng)常識根據(jù)IEC60038 / GB10056標(biāo)準(zhǔn)低壓：1000V以下中壓：10kV, 20kV, 35kV高壓/超高壓：110kV, 220kV, 330kV, 500kV相電壓和線電壓的關(guān)系 UL/Un = 400V/230V =O2022/7/273B電工學(xué)基本概念及元件部分圖例交流接地外殼三線電纜直流變壓器電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)避雷器G2022/7/274B低壓配電主要產(chǎn)品圖例負(fù)荷開關(guān)斷路器熔斷器隔離開關(guān)漏電開關(guān)漏電保護(hù)斷路器電流互

2、感器2022/7/275B低壓配電系統(tǒng)示意圖樹狀圖2022/7/276B低壓配電基本概念額定電壓：電氣設(shè)備正常情況下的工作電壓- Ue1000V 以下電氣設(shè)備的額定電壓等級分為： 直流：1.5,2,3,6,12,24,36,48,60,72,110,220,400,440,800,1000V 單相：6，12，24，36，42，100，127，220V 三相：36，42，100，127，220/380，380/660，1140(1200)V額定頻率：額定條件下正弦電路中正弦量每秒鐘變化的次數(shù)稱為頻率f(Hz)我國電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)頻率是50Hz，美國、日本采用60Hz額定電流：額定電壓額定頻率下，達(dá)到額定

3、功率的電流- Ie正弦交流電路中的電流是有效值（均方根值）2022/7/277B低壓配電產(chǎn)品的各種電壓Ue： 額定工作電壓220V/380VUc： 額定控制電路電壓（實(shí)際運(yùn)行電壓）Us： 額定控制電源電壓230V/400VUimp: 額定沖擊耐受電壓Ur： 分?jǐn)嗪箅妷篣i: 額定絕緣電壓2022/7/278B低壓配電產(chǎn)品的各類電流In： 額定電流Ib： 工作電流（實(shí)際運(yùn)行電流）Ir： 整定電流Iz： 電纜允許電流Icc：短路故障電流Icn：極限短路分?jǐn)嗄芰cs：運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?022/7/279B低壓配電基本常識電位電壓：兩點(diǎn)之間的電位差短路單相短路兩相短路三相短路過載線路所帶負(fù)荷容量超過

4、了線路的設(shè)計(jì)容量在電氣上無損的電路中發(fā)生的過電流電能質(zhì)量電壓：偏差允許值范圍7%(10KV三相線路）頻率：偏差允許值范圍0.2Hz波形：正弦曲線（電壓諧波含有率）2022/7/2710B正弦交流電路中的常用名詞頻率與周期周期 T: 正弦量變化一次所需的時(shí)間（秒）頻率 f: 1s內(nèi)正弦量變化的次數(shù) f1/T幅值與有效值 正弦量任一瞬間的值為瞬時(shí)值,瞬時(shí)值幅值: 正弦量任一瞬間的值為瞬時(shí)值i,u,瞬時(shí)值中的最大值為幅值Im,Um有效值I, U: 正弦交流電網(wǎng)值功率與功率因數(shù)瞬時(shí)功率、有功功率、無功功率、視在功率功率因數(shù)：電壓與電流夾角的余弦值電壓與電流的關(guān)系電阻性、電感性、電容性2022/7/27

5、11B交流電路中的基本公式歐姆定律 R U/I電流的熱效應(yīng) Q = I2RT 功率 P = Q/T = UI能量守恒定律2022/7/2712B功率與功率因數(shù)功率有功功率 無功功率 視在功率(S=U*I)功率因數(shù)： cos = P/S關(guān)系：P=S*cos Q=S*sin P2+Q2=S2功率因數(shù)在電路中，功率因數(shù)角是電流滯后電壓的角度。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。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,提供磁場的電流為無功電流。功率因數(shù)降低的原因功率因數(shù)，或 cos 以 0 到 1.0 之間的數(shù)值來表示。功率因數(shù)

6、為 1.0 不含無功功率功率因數(shù)低于 0.9 一般認(rèn)為較差系統(tǒng)中有較多的無功功率，其功率因數(shù)會(huì)較低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。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。2022/7/2713B 設(shè)備功率因數(shù) 普通的感 0% 負(fù)載0.17應(yīng)電動(dòng)機(jī)工 25% 負(fù)載0.55作在: 50% 負(fù)載0.73 75% 負(fù)載0.80 100% 負(fù)載0.85 白熾燈1.0 熒光燈0.5 氣體放電燈0.40.6 電阻爐1.0 感應(yīng)爐0.85 介質(zhì)加熱爐 電阻焊接機(jī)0.80.9 固定式單相電弧焊接機(jī)0.5 旋轉(zhuǎn)式電弧焊接機(jī)0.

7、70.9 變壓器整流裝置電弧焊接機(jī)0.70.8 電弧爐0.8各類設(shè)備的功率因數(shù)2022/7/2714B功率因數(shù)對電網(wǎng)的影響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)電氣網(wǎng)絡(luò)，必須能承載比需要大的電流負(fù)荷損耗增加，設(shè)備溫升嚴(yán)重線路上壓降增加，設(shè)備端電壓下降，影響正常工作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，處罰低功率因數(shù)運(yùn)行用戶。通常功率因數(shù)應(yīng)大于0.85，高壓供電的工業(yè)用戶，高壓側(cè)大于0.9功率kVA因數(shù)1.01000.951050.901110.801250.701430.601672022/7/2715B無功功率補(bǔ)償為了提高功率因數(shù)，降低無功功率，采

8、用人工的方法進(jìn)行補(bǔ)償，簡稱無功補(bǔ)償。電容器組集中補(bǔ)償分散補(bǔ)償個(gè)別補(bǔ)償；同步電機(jī)：利用其工作特性，具有超前的功率因數(shù)；同步調(diào)相機(jī)：空載的同步電動(dòng)機(jī)；最簡單方便的補(bǔ)償方式是選用電容器組。2022/7/2716B諧波產(chǎn)生當(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娏鳟a(chǎn)生的壓降導(dǎo)致電壓也為非正弦波。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為基波，頻率大于基波的成為諧波。諧波頻率與基波頻率之比為諧波次數(shù)。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。危害諧波損耗，大量的3次諧波流過中線時(shí)使線路過熱。引起公用電網(wǎng)中局

9、部的并聯(lián)和串聯(lián)諧振，使諧波放大。會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，電氣測量儀表計(jì)量不正確。對附近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾2022/7/2717B繼電保護(hù)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，實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的保護(hù)。基本要求 可靠性；選擇性；快速性；靈敏性；常見保護(hù)類型三段式過流保護(hù)零序電流保護(hù)過電壓保護(hù)欠電壓保護(hù)反應(yīng)電壓與電流比值的距離保護(hù)差動(dòng)保護(hù)、高頻保護(hù)2022/7/2718B變壓器的額定值三相變壓器：In=Sn/(1.732xUn)單相變壓器：In=Sn/Un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In = Sn：變壓器的額定視在功率kVAU： 空載時(shí)線電壓 (單

10、位為伏)In：單位為安對于 400V (三相有載) 的簡化公式In = kVA x 1.4Sn 103 U 32022/7/2719B短路電流計(jì)算基本方法M電路圖裝置的部件電阻 (m)電抗 (m)上方側(cè)網(wǎng)絡(luò)Psc變壓器S, Usc, U斷路器母線電纜 (4)R 極小對于 S100kVAR 極小R 極小R = (3)R = (3)LSLSX = (1) X = (2)X 極小X = 0.15m/mX = 0.08m/mUo2Psc Usc%Uo2 100PscIsc = kAUo3 Rt2 + Xt2(1) Psc: 上方側(cè)網(wǎng)絡(luò)的短路容量，單位 VA (通常為 500MVA)(2) Usc: 短

11、路電壓 (即變壓器短路阻抗)，S: 變壓器視在容量，單位 kVA(3) = 22.5 (銅)， = 36 (鋁)，L 單位為 m，S 單位為 mm2(4) 如果每相有數(shù)根電纜并聯(lián)，將一根電纜的電阻和電抗除以電纜根數(shù)。2022/7/2720B低壓配電電器的相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)住宅用設(shè)備工業(yè)及小型商業(yè) 1000V低壓電器IEC 60947-1斷路器IEC 60898IEC 60947-2 開關(guān)IEC 60669-1 IEC 60947-3 接觸器IEC 61095IEC 60947-4 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器IEC 60947-4 分離式過電流保護(hù)IEC 61008 剩余電流斷路器一體式帶過電流保護(hù)IEC 61009 IEC 60755 (剩余電流保護(hù)斷路器)剩余電流動(dòng)作斷路器安裝標(biāo)準(zhǔn) IEC 60364配電柜標(biāo)準(zhǔn) IEC 60439熔斷器 IEC 602692022/7/2721B低壓配電產(chǎn)品的防護(hù)等級 IPIPX X：用數(shù)字表示設(shè)備外殼提供的保護(hù)程度根據(jù)IEC529 / GB4942.2-93第一個(gè)數(shù)字表示防塵，防止固體進(jìn)入危險(xiǎn)部件（帶電部件）的等級0：無防護(hù)1：防止直徑大于50mm固體進(jìn)入2：