低压配电基础知识 施耐德
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? 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
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9
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） ? 频率：偏差允许值范围±0.2Hz ? 波形：正弦曲线（电压谐波含有率）
3
? 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
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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
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功率 kVA 因数 1.0 100
0.95 105 0.90 111
0.80 125 0.70 143 0.60 167
? 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）
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7
低压配电产品的各种电压
? 电阻焊接机
? ? 旋转式电弧焊接机 ? 变压器—
? 电弧炉
功率因数 0.17 0.55 0.73 0.80 0.85 ?1.0 ?0.5 0.4~0.6 ?1.0 ?0.85
0.8~0.9 ?0.5 0.7~0.9 0.7~0.8 0.8
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14
功率因数对电网的影响
? 能量守恒定律
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12
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 Ф = P/ S ? 关系： P=S*cos Ф Q=S*sinФ P 2+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
Ua
O
Uc
Ub
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3
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
M
? 发电机
G
? 避雷器
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4
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
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
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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
低压配电基础知识
电力配电系统示意图
发电机 架空线路
HV/MV 变电所
变压器
MV/MV配电所
埋地电缆
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电动机
工业
MV/LV 变电所
2
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, n = 400V/230V = 3
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低压配电系统示意图
树状图
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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 -- Ue ? 1000V 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
? Ue： 额定工作电压220V/380V ? Uc： 额定控制电路电压（实际运行电压） ? Us： 额定控制电源电压230V/400V ? Uimp: 额定冲击耐受电压 ? Ur： 分断后电压 ? Ui: 额定绝缘电压
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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
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。
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各类设备的功率因数
设备 ? 普通的感 应电动机工 作在:
? 白炽灯 ? 荧光灯 ? 气体放电灯
0% 负载 25% 负载 50% 负载
75% 负载 100% 负载
? 电阻炉 ? 感应炉 ? 介质加热炉
? 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
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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） ? 频率：偏差允许值范围±0.2Hz ? 波形：正弦曲线（电压谐波含有率）
3
? 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
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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
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功率 kVA 因数 1.0 100
0.95 105 0.90 111
0.80 125 0.70 143 0.60 167
? 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）
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低压配电产品的各种电压
? 电阻焊接机
? ? 旋转式电弧焊接机 ? 变压器—
? 电弧炉
功率因数 0.17 0.55 0.73 0.80 0.85 ?1.0 ?0.5 0.4~0.6 ?1.0 ?0.85
0.8~0.9 ?0.5 0.7~0.9 0.7~0.8 0.8
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功率因数对电网的影响
? 能量守恒定律
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12
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 Ф = P/ S ? 关系： P=S*cos Ф Q=S*sinФ P 2+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
Ua
O
Uc
Ub
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3
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
M
? 发电机
G
? 避雷器
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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
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
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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
低压配电基础知识
电力配电系统示意图
发电机 架空线路
HV/MV 变电所
变压器
MV/MV配电所
埋地电缆
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电动机
工业
MV/LV 变电所
2
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, n = 400V/230V = 3
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低压配电系统示意图
树状图
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6
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 -- Ue ? 1000V 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
? Ue： 额定工作电压220V/380V ? Uc： 额定控制电路电压（实际运行电压） ? Us： 额定控制电源电压230V/400V ? Uimp: 额定冲击耐受电压 ? Ur： 分断后电压 ? Ui: 额定绝缘电压
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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
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。
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各类设备的功率因数
设备 ? 普通的感 应电动机工 作在:
? 白炽灯 ? 荧光灯 ? 气体放电灯
0% 负载 25% 负载 50% 负载
75% 负载 100% 负载
? 电阻炉 ? 感应炉 ? 介质加热炉