低压配电基础的知识

低压配电基础的知识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5/12/20232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=O5/12/20233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G5/12/20234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5/12/20235低压配电系统示意图

树状图5/12/20236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：1.5,2,3,6,12,24,36,48,60,72,110,220,400,440,800,1000V

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）5/12/20237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）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5/12/20238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5/12/20239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：偏差允许值范围±7%(10KV三相线路）Hz波形：正弦曲线（电压谐波含有率）5/12/202310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f＝1/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5/12/202311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5/12/202312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：cosФ=P/S关系：P=S*cosФQ=S*sinФP2+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,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。5/12/202313

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 0.7375%负载 0.80100%负载 0.85白炽灯 1.0荧光灯 0.5气体放电灯 0.4~0.6电阻炉 1.0感应炉 0.85介质加热炉电阻焊接机 0.8~0.9固定式单相电弧焊接机 0.5旋转式电弧焊接机 0.7~0.9变压器—整流装置电弧焊接机 0.7~0.8电弧炉 0.8各类设备的功率因数5/12/202314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，影响正常工作功率 kVA因数1.0 1000.95 1050.90 1110.80 1250.70 1430.60 1675/12/202315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。5/12/202316谐波产生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5/12/202317继电保护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，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5/12/202318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=kVAx1.4Sn103U35/12/202319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S>100kVAR极小R极小R=(3)R=(3)LSLSX=(1)X=(2)X极小X=0.15m/mX=0.08m/mUo2Psc

Usc%Uo2100PscIsc= 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(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。5/12/202320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 IEC60947-1断路器 IEC60898 IEC60947-2开关 IEC60669-1 IEC60947-3接触器 IEC61095 IEC60947-4电动机起动器 IEC60947-4分离式过电流保护 IEC61008剩余电流断路器一体式带过电流保护 IEC61009IEC60755(剩余电流保护断路器)剩余电流动作断路器安装标准 IEC60364配电柜标准 IEC60439熔断器 IEC602695/12/202321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－根据第一个数字表示防尘，防止固体进入危险部件（带