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2017電氣工程師《供配電》知識點複習

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2017電氣工程師《供配電》知識點複習

  電源質量的技術指標

衡量電源質量的技術指標主要包括:電壓波動、頻率波動、諧波和三相不平衡等。眾所周知,供電電源質量會受到多種因素的影響,如負荷的變化、大量非線性負載的使用、高次諧波的影響、功率因數補償電容的投入和切斷、雷電和人為故障、公共設施等都會影響電源的品質,從而降低供電電源的質量。

  1.1電壓波動

理想電源電壓正弦波的波形是連續、光滑、沒有畸變的,其幅值和頻率是穩定的。當負荷發生變化時,負荷出現較大的增加時,特別是附近有大型裝置處於啟動時,使得供電電源正弦波的幅值受到影響,產生低電壓。當供電電源電壓波動超過允許範圍時,就會使計算機和精密的電子裝置運算出現錯誤,甚至會使計算機的停電檢測電路誤認為停電,而發生停電處理訊號,影響計算機的正常工作。一般計算機允許電壓波動範圍為:ac380v、220v±5%。計算機在電壓降低至額定電壓的70%時,計算機就視為中斷。為此,《電子計算機機房設計規範》gb50174-93對電壓波動明確規定,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

波動範圍±2%±5%+7%~-13%

  1.2頻率波動

供電電源頻率波動主要由於電網超負荷執行而引起發電機轉速的變化所致。而計算機的外部裝置大多采用同步電動機,一般計算機頻率允許波動範圍為50hz±1%.當供電電源頻率波動超過允許範圍時,會使計算機儲存的頻率發生變化而產生錯誤,甚至會產生丟失等。《規範》對頻率波動明確規定,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

波動範圍±0.2%±5%+7%~-13%

  1.3波動失真

產生電源電壓波形失真的主要原因是由於電網中非線性負載,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生烴,還會使計算機的相對控制部分產生不利的影響;這種波形畸變,還會使計算機直流電源迴路中的濾波電容上的電流明顯增大,電容器發熱;還由於鋸狀波形的出現,會使計算機的停電檢測電路誤認為停電,而發出停電處理訊號,影響計算機的正常工作。衡量波形失真的技術指標是波形失真率,即用電裝置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數。《規範》對波形失真率規定分為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瞬變浪湧和瞬變下跌

瞬變浪湧是指正弦波在工頻一週或幾周範圍內,電源電壓正弦波幅值快速增加。瞬變浪湧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週或幾周範圍內,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。瞬變浪湧和瞬變下跌,瞬間內電壓幅值快速增加或減小會對計算機系統形成干擾,導致其運算錯誤或者破壞儲存的資料和程式。目前,國內未對瞬變大瞬變率:≤20%;恢復過程中降至15%以內,為50ms;然後降至6%以內,為0.5s。允許最大瞬變下跌率:≤30%;恢復到-20%以內,為50ms;恢復到-13.3%以內,為0.5s。

  1.5瞬變脈衝

瞬變脈衝,又稱尖峰或者電壓閃變,是指在小於電網半個週期的時間內電網理想正弦波上疊加的窄脈衝。引起瞬變脈衝的原因很多,一般主要由以下幾方面:

1.5.1內部過電壓

即在電力系統的內部,由於重負荷、感性負荷、補償電容的'投入和切除,開關和保險裝置的操作以及短路故障的發生,都會使系統引數發生變化,引起電力系統的內部電磁能量的轉化和傳遞,在系統中出現過電壓。據統計,在整個瞬變脈衝事故中因內部過電壓造成的佔有80%。

1.5.2雷電

在雷電中心1.5km~2km範圍內都可能產生危險過電壓,損壞電路上的裝置。當雷擊輸電線或雷閃電發生線上路附近時,通過直接或間接耦合方式雷閃放電形成暫態過電壓將以流動波形式沿線路傳播,危及裝置安全。據統計,在整個瞬變脈衝事故中因雷擊產生過電壓造成的約佔18%左右。

計算機和精密儀器裝置的訊號電壓很低,一般只有10v左右,所以對閃電脈衝過電壓極為敏感,極易受閃電脈衝過電壓的干擾和損壞。一般電氣裝置允許的閃電脈衝電壓為6,000v,而計算機和精密儀器裝置估計在幾十伏到幾百伏就會受到損壞。

  並聯電容器保護裝置和投切裝置

  1.保護裝置:

(1)對電容器內部故障採用的保護方式,有用外熔絲或外熔絲加繼電保護兩種。

(2)電容器組應裝設不平衡保護,並應符合下列規定:

①單星形接線的電容器組,可採用開口三角電壓保護。

②串聯段數為兩段及以上的單星形電容器組,可採用相電壓差動保護。

③每相能接成四個橋臂的單星形電容器組,可採用橋式差電流保護。

④雙星形接線電容器組,可採用中性點不平衡電流保護。

(3)高壓並聯電容器裝置可裝設帶有短延時的速斷保護和過電流保護,保護動作於跳閘。

(4)高壓並聯電容器裝置宜裝設過負荷保護,帶時限動作於訊號或跳閘。

(5)高壓並聯電容器裝置應裝設母線過電壓保護,帶時限動作於訊號或跳閘。帶延時的目的是避免瞬時電壓波動引起的誤動。

(6)高壓並聯電容器裝置應裝設母線失壓保護,帶時限動作於跳閘。

(7)容量為0.18MVA及以上的油浸式鐵芯串聯電抗器宜裝設瓦斯保護。輕瓦斯動作於訊號,重瓦斯動作於跳閘。

(8)低壓並聯電容器裝置,應有短路保護、過電壓保護、失壓保護,並宜有過負荷保護或諧波超值保護。

  2.投切裝置:

(1)高壓並聯電容器裝置可根據其在電網中的作用、裝置情況和執行經驗選擇自動投切或手動投切方式,並應符合下列規定:

①兼負電網調壓的並聯電容器裝置,可採用按電壓、無功功率及時間等組合條件的自動投切。

②變電所的主變壓器具有有載調壓裝置時,可採用對電容器組與變壓器分接頭進行綜合調節的自動投切。

③除上述之外變電所的並聯電容器裝置,可分別採用按電壓、無功功率(電流)、功率因數或時間為控制量的自動投切。

④高壓並聯電容器裝置,當日投切不超過三次時,宜採用手動投切。

(2)低壓並聯電容器裝置應採用自動投切。自動投切的控制量可選用無功功率、電壓、時間、功率因數。

(3)自動投切裝置應具有防止保護跳閘時誤合電容器組的閉鎖功能,並根據執行需要應具有的控制、調節、閉鎖、聯絡和保護功能;應設改變投切方式的選擇開關。

(4)並聯電容器裝置,嚴禁設定自動重合閘。