電氣工程師專業(yè)考試《供配電》知識點大全2016
一、斷路器用于直流電路
交流斷路器可以派生為直流電路的保護(hù)，但必須注意三點改變：
1、過載和短路保護(hù)。
�、龠^載長延時保護(hù)。采用熱動式(雙金屬元件)作過載長延時保護(hù)時，其動作源為i2r，交流的電流有效值與直流的平均值相等，因此不需要任何改制即可使用。但對大電流規(guī)格，采取電流互感器的二次側(cè)電流加熱者，則因互感器無法使用于直流電路而不能使用。
如果過載長延時脫扣器是采用全電磁式(液壓式，即油杯式)，則延時脫扣特性要變化，最小動作電流要變大110%—140%，因此，交流全電磁式脫扣器不能用于直流電路(如要用則要重新設(shè)計)。
�、诙搪繁Ｗo(hù)。
熱動—電磁型交流斷路器的短路保護(hù)是采用磁鐵系統(tǒng)的，它用于經(jīng)濾波后的整流電路(直流)，需將原交流的整定電流值乘上一個1.3的系數(shù)。全電磁型的短路保護(hù)與熱動電磁型相同。
2、斷路器的附件，如分勵脫扣器、欠電壓脫扣器、電動操作機(jī)構(gòu)等;分勵、欠電壓均為電壓線圈，只要電壓值一致，則用于交流系統(tǒng)的，不需作任何改變，就可用于直流系統(tǒng)。輔助、報警觸頭，交直流通用。電動操作機(jī)構(gòu)，用于直流時要重新設(shè)計。
3、由于直流電流不像交流有過零點的特性，直流的短路電流(甚至倍數(shù)不大的故障電流)的開斷;電弧的熄滅都有困難，因此接線應(yīng)采用二極或三極串聯(lián)的辦法，增加斷口，使各斷口承擔(dān)一部分電弧能量
二、欠電壓脫扣器
如果線路電壓降低到額定電壓的70%(稱為崩潰電壓)，將使電動機(jī)無法起動，照明器具暗淡無光，電阻爐發(fā)熱不足;而運行中的電動機(jī)，當(dāng)其工作電壓降低至50%左右(稱為臨界電壓)，就要發(fā)生堵轉(zhuǎn)(拖不動負(fù)載，電動機(jī)停轉(zhuǎn))，電動機(jī)的電流急劇上長，達(dá)6in，時間略長，電動機(jī)將被燒毀。為了避免上述情況的產(chǎn)生，就要求在斷路器上裝設(shè)欠電壓脫扣器。欠電壓脫扣器的動作電壓整定在(70%—35%)額定電壓。欠電壓脫扣器有瞬動式和延時式(有1s、3s、5s…-.)兩種。延時式欠電壓脫扣器使用于主干線或重要支路，而瞬動式則常用于一般支路。對于供電質(zhì)量較差的地區(qū)，電壓本身波動較大，接近欠電壓脫扣器動作電壓上限值，這種情況不適宜使用欠電壓脫扣器。
三、安裝方式
斷路器的基本安裝方式是垂直安裝。但試驗表明，熱動式長延時脫扣器橫裝時，雖然散熱條件有些不同，但它的動作值變化不大，作為短路保護(hù)的電磁鐵，盡管反作用與重力有一些關(guān)系，橫裝時的誤差也不過5%—10%左右，因此，采用熱動—電磁式脫扣器的塑殼斷路器也可以橫裝或水平安裝。但脫扣器如是全電磁式(油杯脫扣器)，橫裝時動作值誤差高達(dá)20%—30%，鑒于此，裝油杯脫扣器的塑殼式斷路器只能垂直安裝。萬能式(框架式)斷路器只能垂直安裝，這與它的手柄操作方向有關(guān)，與彈簧的儲能操作有關(guān)，且電磁鐵釋放、閉合裝置、欠電壓脫扣器等與重力關(guān)系比塑殼式的要大，另外，很多萬能式斷路器還有抽屜式安裝，它們無法橫過來或水平操作。對此，所有的'萬能式斷路器都規(guī)定要垂直安裝，且要求與垂直面的傾斜角不大于5。
電源質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)
衡量電源質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)主要包括：電壓波動、頻率波動、諧波和三相不平衡等。眾所周知，供電電源質(zhì)量會受到多種因素的影響，如負(fù)荷的變化、大量非線性負(fù)載的使用、高次諧波的影響、功率因數(shù)補償電容的投入和切斷、雷電和人為故障、公共設(shè)施等都會影響電源的品質(zhì)，從而降低供電電源的質(zhì)量。
1.1電壓波動
理想電源電壓正弦波的波形是連續(xù)、光滑、沒有畸變的，其幅值和頻率是穩(wěn)定的。當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時，負(fù)荷出現(xiàn)較大的增加時，特別是附近有大型設(shè)備處于啟動時，使得供電電源正弦波的幅值受到影響，產(chǎn)生低電壓。當(dāng)供電電源電壓波動超過允許范圍時，就會使計算機(jī)和精密的電子設(shè)備運算出現(xiàn)錯誤，甚至?xí)褂嬎銠C(jī)的停電檢測電路誤認(rèn)為停電，而發(fā)生停電處理信號，影響計算機(jī)的正常工作。一般計算機(jī)允許電壓波動范圍為：ac380v、220v±5%。計算機(jī)在電壓降低至額定電壓的70%時，計算機(jī)就視為中斷。為此，《電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》gb50174-93對電壓波動明確規(guī)定，將電壓波動分為a、b、c三級。
電壓波動等級表1
電壓等級a級b級c級
波動范圍±2%±5%+7%～-13%
1.2頻率波動
供電電源頻率波動主要由于電網(wǎng)超負(fù)荷運行而引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化所致。而計算機(jī)的外部設(shè)備大多采用同步電動機(jī)，一般計算機(jī)頻率允許波動范圍為50hz±1%.當(dāng)供電電源頻率波動超過允許范圍時，會使計算機(jī)存儲的頻率發(fā)生變化而產(chǎn)生錯誤，甚至?xí)a(chǎn)生丟失等。《規(guī)范》對頻率波動明確規(guī)定，將頻率波動分為a、b、c三級。
頻率波動等級表2
頻率等級a級b級c級
波動范圍±0.2%±5%+7%～-13%
1.3波動失真
產(chǎn)生電源電壓波形失真的主要原因是由于電網(wǎng)中非線性負(fù)載，特別是一些大功率的可控整流裝置的存在會對供電電源的電壓波形產(chǎn)生烴，還會使計算機(jī)的相對控制部分產(chǎn)生不利的影響;這種波形畸變，還會使計算機(jī)直流電源回路中的濾波電容上的電流明顯增大，電容器發(fā)熱;還由于鋸狀波形的出現(xiàn)，會使計算機(jī)的停電檢測電路誤認(rèn)為停電，而發(fā)出停電處理信號，影響計算機(jī)的正常工作。衡量波形失真的技術(shù)指標(biāo)是波形失真率，即用電設(shè)備輸入端交流電壓所有高次諧波之和與基波有效值之比的百分?jǐn)?shù)�！兑�(guī)范》對波形失真率規(guī)定分為a、b、c三級
波形失真率等級表3
波形失真等級a級b級c級
失真率3-55-88-10
1.4瞬變浪涌和瞬變下跌
瞬變浪涌是指正弦波在工頻一周或幾周范圍內(nèi)，電源電壓正弦波幅值快速增加。瞬變浪涌一般用最大瞬變率表示。瞬變下跌，又稱凹口，它是指正弦波在工頻一周或幾周范圍內(nèi)，電源電壓正弦波幅值快速下降。瞬變下跌一般用最大瞬變下跌率表示。瞬變浪涌和瞬變下跌，瞬間內(nèi)電壓幅值快速增加或減小會對計算機(jī)系統(tǒng)形成干擾，導(dǎo)致其運算錯誤或者破壞存儲的數(shù)據(jù)和程序。目前，國內(nèi)未對瞬變大瞬變率：≤20%;恢復(fù)過程中降至15%以內(nèi)，為50ms;然后降至6%以內(nèi)，為0.5s。允許最大瞬變下跌率：≤30%;恢復(fù)到-20%以內(nèi)，為50ms;恢復(fù)到-13.3%以內(nèi)，為0.5s。
1.5瞬變脈沖
瞬變脈沖，又稱尖峰或者電壓閃變，是指在小于電網(wǎng)半個周期的時間內(nèi)電網(wǎng)理想正弦波上疊加的窄脈沖。引起瞬變脈沖的原因很多，一般主要由以下幾方面：
1.5.1內(nèi)部過電壓
即在電力系統(tǒng)的內(nèi)部，由于重負(fù)荷、感性負(fù)荷、補償電容的投入和切除，開關(guān)和保險裝置的操作以及短路故障的發(fā)生，都會使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，引起電力系統(tǒng)的內(nèi)部電磁能量的轉(zhuǎn)化和傳遞，在系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓。據(jù)統(tǒng)計，在整個瞬變脈沖事故中因內(nèi)部過電壓造成的占有80%。
1.5.2雷電
在雷電中心1.5km～2km范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險過電壓，損壞電路上的設(shè)備。當(dāng)雷擊輸電線或雷閃電發(fā)生在線路附近時，通過直接或間接耦合方式雷閃放電形成暫態(tài)過電壓將以流動波形式沿線路傳播，危及設(shè)備安全。據(jù)統(tǒng)計，在整個瞬變脈沖事故中因雷擊產(chǎn)生過電壓造成的約占18%左右。
計算機(jī)和精密儀器設(shè)備的信號電壓很低，一般只有10v左右，所以對閃電脈沖過電壓極為敏感，極易受閃電脈沖過電壓的干擾和損壞。一般電氣設(shè)備允許的閃電脈沖電壓為6，000v，而計算機(jī)和精密儀器設(shè)備估計在幾十伏到幾百伏就會受到損壞。
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