1、低压配电基础知识低压配电基础知识 Mar-22 BTT Marketing2电力配电系统示意图电力配电系统示意图工业工业HV/MV 变电所变电所MV/MV配电所配电所 MV/LV变电所变电所发电机发电机架空线路架空线路电动机电动机埋地电缆埋地电缆变压器变压器Mar-22 BTT Marketing3配电电网常识配电电网常识n 根据根据IEC60038 / GB10056标准标准o 低压：低压：1000V以下以下o 中压：中压：10kV, 20kV, 35kVo 高压高压/超高压：超高压：110kV, 220kV, 330kV, 500kVn 相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系 UL/Un
2、 = 400V/230V =3UaUbUcOMar-22 BTT Marketing4电工学基本概念及元件部分图电工学基本概念及元件部分图例例n 交流交流n 接地接地n 外壳外壳n 三线三线n 电缆电缆n 直流直流MGMar-22 BTT Marketing5低压配电主要产品图例低压配电主要产品图例n 负荷开关负荷开关n 断路器断路器n 熔断器熔断器n 隔离开关隔离开关n 漏电开关漏电开关n 漏电保护断路器漏电保护断路器n 电流互感器电流互感器Mar-22 BTT Marketing6低压配电系统示意图低压配电系统示意图Mar-22 BTT Marketing7低压配电基本概念低压配电基本概念
3、n 额定电压：电气设备正常情况下的工作电压额定电压：电气设备正常情况下的工作电压- Ueo 1000V 以下电气设备的额定电压等级分为：以下电气设备的额定电压等级分为： 直流：直流：1.5,2,3,6,12,24,36,48,60,72,110,220,400,440,800,1000V 单相：单相：6，12，24，36，42，100，127，220V 三相：三相：36，42，100，127，220/380，380/660，1140(1200)Vn 额定频率：额定条件下正额定频率：额定条件下正弦电路中弦电路中正正弦量每秒钟变化的次数称为频率弦量每秒钟变化的次数称为频率f(Hz)f(Hz)o 我
4、国电网标准我国电网标准频率是频率是50H50Hz z，美国、日本采用，美国、日本采用6060H Hz zn 额定电流：额定电压额定频率下，达到额定功率的电流额定电流：额定电压额定频率下，达到额定功率的电流- Ieo 正正弦交流电路中的电流是有效值（均方根值）弦交流电路中的电流是有效值（均方根值）Mar-22 BTT Marketing8低压配电产品的各种电压低压配电产品的各种电压n UeUe： 额定工作电压额定工作电压220V/380V220V/380Vn UcUc： 额定控制电路电压（实际运行电压）额定控制电路电压（实际运行电压）n UsUs： 额定控制电源电压额定控制电源电压230V/40
5、0V230V/400Vn Uimp: Uimp: 额定冲击耐受电压额定冲击耐受电压n UrUr： 分断后电压分断后电压n Ui: Ui: 额定绝缘电压额定绝缘电压Mar-22 BTT Marketing9低压配电产品的各类电流低压配电产品的各类电流n InIn： 额定电流额定电流n IbIb： 工作电流（实际运行电流）工作电流（实际运行电流）n IrIr： 整定电流整定电流n IzIz： 电缆允许电流电缆允许电流n IccIcc：短路故障电流：短路故障电流n IcnIcn：极限短路分断能力：极限短路分断能力n IcsIcs：运行短路分断能力：运行短路分断能力Mar-22 BTT Marketi
6、ng10低压配电基本常识低压配电基本常识n 电位电位o 电压：两点之间的电位差电压：两点之间的电位差n 短路短路o 单相短路单相短路o 两相短路两相短路o 三相短路三相短路n 过载过载o 线路所带负荷容量超过了线路的设计容量线路所带负荷容量超过了线路的设计容量o 在电气上无损的电路中发生的过电流在电气上无损的电路中发生的过电流n 电能质量电能质量o 电压：偏差允许值范围电压：偏差允许值范围7%(10KV7%(10KV三相线路）三相线路）o 频率：偏差允许值范围频率：偏差允许值范围0.2Hz0.2Hzo 波形：正弦曲线（电压谐波含有率）波形：正弦曲线（电压谐波含有率）Mar-22 BTT Mar
7、keting11正正弦交流电路中的常用名词弦交流电路中的常用名词n 频率与周期频率与周期o 周期周期 T: 正正弦量变化一次所需的时间（秒）弦量变化一次所需的时间（秒）o 频率频率 f: 1s内正内正弦量变化的次数弦量变化的次数 f1/Tn 幅值与有效值幅值与有效值 正正弦量任一瞬间的值为瞬时值弦量任一瞬间的值为瞬时值, ,瞬时值瞬时值o 幅值幅值: 正正弦量任一瞬间的值为瞬时值弦量任一瞬间的值为瞬时值i,u,i,u,瞬时值中的最大值为幅值瞬时值中的最大值为幅值Im,UmIm,Umo 有效值有效值I, U: 正正弦交流电网值弦交流电网值n 功率与功率因数功率与功率因数o 瞬时功率、有功功率、无
8、功功率、视在功率瞬时功率、有功功率、无功功率、视在功率o 功率因数：电压与电流夹角的余弦值功率因数：电压与电流夹角的余弦值n 电压与电流的关系电压与电流的关系o 电阻性、电感性、电容性电阻性、电感性、电容性3Mar-22 BTT Marketing12交流电路中的基本公式交流电路中的基本公式n 欧姆定律欧姆定律 R U/In 电流的热效应电流的热效应 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功率与功率因数功率与功率因数n 功率功率o 有功功率有功功率 无功功率无功功率 视在功率视在功率(S=U*I)o 功率
9、因数：功率因数： cos = P/So 关系：关系：P=S*cos Q=S*sin P2+Q2=S2n 功率因数功率因数o 在电路中，功率因数角是电流滞后电压的角度。在电路中，功率因数角是电流滞后电压的角度。o 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。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。o 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,提供磁场提供磁场的电流为无功电流。的电流为无功电流。n 功率因数降低的原因功率因数降低
10、的原因o 功率因数，或功率因数，或 cos 以以 0 到到 1.0 之间的数值来表示。之间的数值来表示。o 功率因数为功率因数为 1.0 不含无功功率不含无功功率o 功率因数低于功率因数低于 0.9 一般认为较差一般认为较差o 系统中有较多的无功功率，其功率因数会较低系统中有较多的无功功率，其功率因数会较低o 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。压一定的角度。o 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。物理意义：非阻性负载；为了实现能
11、量转换而消耗的功率，最终转化为热量。Mar-22 BTT Marketing14各类设备的功率因数各类设备的功率因数Mar-22 BTT Marketing15功率因数对电网的影响功率因数对电网的影响n 如果不减少带有低功率因数的高视在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电气网络，必须能承载比需要大的电流负荷流负荷n 损耗增加，设备温升严重损耗增加，设备温升严重n 线路上压降增加，设备端电压下降，线路上压降增加，设备端电压下降，影响正常工作影响正常工作n 供电管理局制定商业和工业的收费标供电管理局制定商
12、业和工业的收费标准，奖励高功率因数运行，处罚低功准，奖励高功率因数运行，处罚低功率因数运行用户。通常功率因数应大率因数运行用户。通常功率因数应大于于0.85，高压供电的工业用户，高压侧，高压供电的工业用户，高压侧大于大于0.9功率 kVA因数1.01000.95 1050.90 1110.80 1250.70 1430.60 167Mar-22 BTT Marketing16无功功率补偿无功功率补偿n 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。，简称无功补偿。o 电容器组电容器组集中补偿集中补偿分散补偿分散补偿个
13、别补偿；个别补偿；o 同步电机：利用其工作特性，具有超前的功率因数；同步电机：利用其工作特性，具有超前的功率因数；o 同步调相机：空载的同步电动机；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。最简单方便的补偿方式是选用电容器组。Mar-22 BTT Marketing17谐波谐波n 产生产生o 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。流产生的压降导致电压也为非正弦波
14、。o 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。为基波，频率大于基波的成为谐波。o 谐波频率与基波频率之比为谐波次数。谐波频率与基波频率之比为谐波次数。o 电弧炉，电力机车，调光设备，日光灯，变频空调等易引起谐电弧炉，电力机车，调光设备，日光灯，变频空调等易引起谐波。波。n 危害危害o 谐波损耗，大量的谐波损耗，大量的3次谐波流过中线时使线路过热。次谐波流过中线时使线路过热。o 引起公用电网中局部的并联和串联谐振，使谐波放大。引起公用电网中局部的并联和串联谐振，使谐波放大。o 会导致继电保护和自动
15、装置的误动作，电气测量仪表计量不正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。确。o 对附近的通信系统产生干扰对附近的通信系统产生干扰Mar-22 BTT Marketing18继电保护继电保护n 继电保护器继电保护器 反应故障和不正常状态的自动装置，发出报警和跳闸信号，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。实现对电气设备的保护。n 基本要求基本要求 可靠性；选择性；快速性；灵敏性；可靠性；选择性；快速性；灵敏性；n 常见保护类型常见保护类型o 三段式过流保护三段式过流保护o 零序电流保护零序电流保护o 过电压保护过电压保护o 欠电压保护欠电压
16、保护o 反应电压与电流比值的距离保护反应电压与电流比值的距离保护o 差动保护、高频保护差动保护、高频保护Mar-22 BTT Marketing19变压器的额定值变压器的额定值n 三相变压器：三相变压器：In=Sn/(1.732xUn)n 单相变压器：单相变压器：In=Sn/Unn 在一台三相变压器低压侧的满载额定电流由下式在一台三相变压器低压侧的满载额定电流由下式算出算出Sn 103 U 3Mar-22 BTT Marketing20短路电流计算基本方法短路电流计算基本方法Mar-22 BTT Marketing21低压配电电器的相关国际标准低压配电电器的相关国际标准标准标准住宅用设备住宅用
17、设备工业及小型商业工业及小型商业 1000V低压电器低压电器IEC 60947-1断路器断路器IEC 60898IEC 60947-2 开关开关IEC 60669-1 IEC 60947-3 接触器接触器IEC 61095IEC 60947-4 电动机起动器电动机起动器IEC 60947-4 分离式过电流保护分离式过电流保护IEC 61008 剩余电流断路器剩余电流断路器一体式带过电流保护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保护断路器)剩余电流动作断路器剩余电流动作断路器安装标准安装标准 IEC 60364配电柜标准配电柜标准 IEC 6043
18、9熔断器熔断器 IEC 60269Mar-22 BTT Marketing22低压配电产品的低压配电产品的防护等级防护等级 IPn IPX X：用数字表示设备外壳提供的保护：用数字表示设备外壳提供的保护程度根据程度根据IEC529 / GB4942.2-93第一个数字表示防尘，第一个数字表示防尘，防止防止固体固体进入危险部进入危险部件（带电部件）的等级件（带电部件）的等级0：无防护：无防护1：防止直径大于：防止直径大于50mm固体进入固体进入2：防止直径大于：防止直径大于12.5mm固体进入固体进入3：防止直径大于：防止直径大于2.5mm固体进入固体进入4：防止直径大于：防止直径大于1mm固体进入固体进入5：防尘：防尘(无有害沉积无有害沉积)6：尘密：尘密第二个数字表示防湿气防第二个数字表示防湿气防水水侵入的密封程度侵入的密封程度0：无防护：无防护1：防止垂直滴水：防止垂直滴水2：防止垂直方向：防止垂直方向15范围内滴水范围内滴水3：防止垂直方向：防止垂直方向60范围内淋水范围内淋水4：防止任何方向的溅水：防止任何方向的溅水5：防止任何方向的喷水：防止任何方向的喷水6：防止海浪或强烈喷水：防止海浪或强烈喷水7：防浸水影响：防浸水影响8：防潜水影响：防潜水影响
