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2017電氣工程師《供配電》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)
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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(dòng)、頻率波動(dòng)、諧波和三相不平衡等。眾所周知，供電電源質(zhì)量會(huì)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(bǔ)償電容的投入和切斷、雷電和人為故障、公共設(shè)施等都會(huì)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(dòng)
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(shí)，負(fù)荷出現(xiàn)較大的增加時(shí)，特別是附近有大型設(shè)備處于啟動(dòng)時(shí)，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(dòng)超過允許范圍時(shí)，就會(huì)使計(jì)算機(jī)和精密的電子設(shè)備運(yùn)算出現(xiàn)錯(cuò)誤，甚至?xí)褂?jì)算機(jī)的停電檢測(cè)電路誤認(rèn)為停電，而發(fā)生停電處理信號(hào)，影響計(jì)算機(jī)的正常工作。一般計(jì)算機(jī)允許電壓波動(dòng)范圍為：ac380v、220v±5%。計(jì)算機(jī)在電壓降低至額定電壓的70%時(shí)，計(jì)算機(jī)就視為中斷。為此，《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50174-93對(duì)電壓波動(dòng)明確規(guī)定，將電壓波動(dòng)分為a、b、c三級(jí)。
電壓波動(dòng)等級(jí)表1
電壓等級(jí)a級(jí)b級(jí)c級(jí)
波動(dòng)范圍±2%±5%+7%～-13%
1.2頻率波動(dòng)
供電電源頻率波動(dòng)主要由于電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行而引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化所致。而計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備大多采用同步電動(dòng)機(jī)，一般計(jì)算機(jī)頻率允許波動(dòng)范圍為50hz±1%.當(dāng)供電電源頻率波動(dòng)超過允許范圍時(shí)，會(huì)使計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的頻率發(fā)生變化而產(chǎn)生錯(cuò)誤，甚至?xí)a(chǎn)生丟失等�！兑�(guī)范》對(duì)頻率波動(dòng)明確規(guī)定，將頻率波動(dòng)分為a、b、c三級(jí)。
頻率波動(dòng)等級(jí)表2
頻率等級(jí)a級(jí)b級(jí)c級(jí)
波動(dòng)范圍±0.2%±5%+7%～-13%
1.3波動(dòng)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(huì)對(duì)供電電源的電壓波形產(chǎn)生烴，還會(huì)使計(jì)算機(jī)的相對(duì)控制部分產(chǎn)生不利的影響;這種波形畸變，還會(huì)使計(jì)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(huì)使計(jì)算機(jī)的停電檢測(cè)電路誤認(rèn)為停電，而發(fā)出停電處理信號(hào)，影響計(jì)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)。《規(guī)范》對(duì)波形失真率規(guī)定分為a、b、c三級(jí)
波形失真率等級(jí)表3
波形失真等級(jí)a級(jí)b級(jí)c級(jí)
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(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形成干擾，導(dǎo)致其運(yùn)算錯(cuò)誤或者破壞存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和程序。目前，國內(nèi)未對(duì)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(gè)周期的時(shí)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(bǔ)償電容的投入和切除，開關(guān)和保險(xiǎn)裝置的操作以及短路故障的發(fā)生，都會(huì)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(jì)，在整個(gè)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(xiǎn)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(shí)，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(dòng)波形式沿線路傳播，危及設(shè)備安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在整個(gè)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(jì)算機(jī)和精密儀器設(shè)備的信號(hào)電壓很低，一般只有10v左右，所以對(duì)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(jì)算機(jī)和精密儀器設(shè)備估計(jì)在幾十伏到幾百伏就會(huì)受到損壞。
并聯(lián)電容器保護(hù)裝置和投切裝置
1.保護(hù)裝置：
(1)對(duì)電容器內(nèi)部故障采用的保護(hù)方式，有用外熔絲或外熔絲加繼電保護(hù)兩種。
(2)電容器組應(yīng)裝設(shè)不平衡保護(hù)，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
�、賳涡切谓泳�的電容器組，可采用開口三角電壓保護(hù)。
�、诖�(lián)段數(shù)為兩段及以上的單星形電容器組，可采用相電壓差動(dòng)保護(hù)。
�、勖肯嗄芙映伤膫�(gè)橋臂的單星形電容器組，可采用橋式差電流保護(hù)。
�、茈p星形接線電容器組，可采用中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)。
(3)高壓并聯(lián)電容器裝置可裝設(shè)帶有短延時(shí)的速斷保護(hù)和過電流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于跳閘。
(4)高壓并聯(lián)電容器裝置宜裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。
(5)高壓并聯(lián)電容器裝置應(yīng)裝設(shè)母線過電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。帶延時(shí)的目的是避免瞬時(shí)電壓波動(dòng)引起的誤動(dòng)。
(6)高壓并聯(lián)電容器裝置應(yīng)裝設(shè)母線失壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。
(7)容量為0.18MVA及以上的油浸式鐵芯串聯(lián)電抗器宜裝設(shè)瓦斯保護(hù)。輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳閘。
(8)低壓并聯(lián)電容器裝置，應(yīng)有短路保護(hù)、過電壓保護(hù)、失壓保護(hù)，并宜有過負(fù)荷保護(hù)或諧波超值保護(hù)。
2.投切裝置：
(1)高壓并聯(lián)電容器裝置可根據(jù)其在電網(wǎng)中的作用、設(shè)備情況和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)選擇自動(dòng)投切或手動(dòng)投切方式，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
①兼負(fù)電網(wǎng)調(diào)壓的并聯(lián)電容器裝置，可采用按電壓、無功功率及時(shí)間等組合條件的自動(dòng)投切。
�、谧冸娝闹髯儔浩骶哂杏休d調(diào)壓裝置時(shí)，可采用對(duì)電容器組與變壓器分接頭進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)的自動(dòng)投切。
�、鄢鲜鲋庾冸娝牟⒙�(lián)電容器裝置，可分別采用按電壓、無功功率(電流)、功率因數(shù)或時(shí)間為控制量的自動(dòng)投切。
�、芨邏翰⒙�(lián)電容器裝置，當(dāng)日投切不超過三次時(shí)，宜采用手動(dòng)投切。
(2)低壓并聯(lián)電容器裝置應(yīng)采用自動(dòng)投切。自動(dòng)投切的控制量可選用無功功率、電壓、時(shí)間、功率因數(shù)。
(3)自動(dòng)投切裝置應(yīng)具有防止保護(hù)跳閘時(shí)誤合電容器組的閉鎖功能，并根據(jù)運(yùn)行需要應(yīng)具有的控制、調(diào)節(jié)、閉鎖、聯(lián)絡(luò)和保護(hù)功能;應(yīng)設(shè)改變投切方式的選擇開關(guān)。
(4)并聯(lián)電容器裝置，嚴(yán)禁設(shè)置自動(dòng)重合閘。
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