2017电气工程师《供配电》知识点复习

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　　电源质量的技术指标

　　衡量电源质量的技术指标主要包括：电压波动、频率波动、谐波和三相不平衡等。众所周知，供电电源质量会受到多种因素的影响，如负荷的变化、大量非线性负载的使用、高次谐波的影响、功率因数补偿电容的投入和切断、雷电和人为故障、公共设施等都会影响电源的品质，从而降低供电电源的质量。

　　1.1电压波动

　　理想电源电压正弦波的波形是连续、光滑、没有畸变的，其幅值和频率是稳定的。当负荷发生变化时，负荷出现较大的增加时，特别是附近有大型设备处于启动时，使得供电电源正弦波的幅值受到影响，产生低电压。当供电电源电压波动超过允许范围时，就会使计算机和精密的电子设备运算出现错误，甚至会使计算机的停电检测电路误认为停电，而发生停电处理信号，影响计算机的正常工作。一般计算机允许电压波动范围为：ac380v、220v±5%。计算机在电压降低至额定电压的70%时，计算机就视为中断。为此，《电子计算机机房设计规范》gb50174-93对电压波动明确规定，将电压波动分为a、b、c三级。

　　电压波动等级表1

　　电压等级a级b级c级

　　波动范围±2%±5%+7%～-13%

　　1.2频率波动

　　供电电源频率波动主要由于电网超负荷运行而引起发电机转速的变化所致。而计算机的外部设备大多采用同步电动机，一般计算机频率允许波动范围为50hz±1%.当供电电源频率波动超过允许范围时，会使计算机存储的频率发生变化而产生错误，甚至会产生丢失等。《规范》对频率波动明确规定，将频率波动分为a、b、c三级。

　　频率波动等级表2

　　频率等级a级b级c级

　　波动范围±0.2%±5%+7%～-13%

　　1.3波动失真

　　产生电源电压波形失真的主要原因是由于电网中非线性负载，特别是一些大功率的可控整流装置的存在会对供电电源的电压波形产生烃，还会使计算机的相对控制部分产生不利的影响;这种波形畸变，还会使计算机直流电源回路中的滤波电容上的电流明显增大，电容器发热;还由于锯状波形的出现，会使计算机的停电检测电路误认为停电，而发出停电处理信号，影响计算机的正常工作。衡量波形失真的技术指标是波形失真率，即用电设备输入端交流电压所有高次谐波之和与基波有效值之比的百分数。《规范》对波形失真率规定分为a、b、c三级

　　波形失真率等级表3

　　波形失真等级a级b级c级

　　失真率3-55-88-10

　　1.4瞬变浪涌和瞬变下跌

　　瞬变浪涌是指正弦波在工频一周或几周范围内，电源电压正弦波幅值快速增加。瞬变浪涌一般用最大瞬变率表示。瞬变下跌，又称凹口，它是指正弦波在工频一周或几周范围内，电源电压正弦波幅值快速下降。瞬变下跌一般用最大瞬变下跌率表示。瞬变浪涌和瞬变下跌，瞬间内电压幅值快速增加或减小会对计算机系统形成干扰，导致其运算错误或者破坏存储的数据和程序。目前，国内未对瞬变大瞬变率：≤20%;恢复过程中降至15%以内，为50ms;然后降至6%以内，为0.5s。允许最大瞬变下跌率：≤30%;恢复到-20%以内，为50ms;恢复到-13.3%以内，为0.5s。

　　1.5瞬变脉冲

　　瞬变脉冲，又称尖峰或者电压闪变，是指在小于电网半个周期的时间内电网理想正弦波上叠加的窄脉冲。引起瞬变脉冲的原因很多，一般主要由以下几方面：

　　1.5.1内部过电压

　　即在电力系统的内部，由于重负荷、感性负荷、补偿电容的投入和切除，开关和保险装置的操作以及短路故障的发生，都会使系统参数发生变化，引起电力系统的内部电磁能量的转化和传递，在系统中出现过电压。据统计，在整个瞬变脉冲事故中因内部过电压造成的占有80%。

　　1.5.2雷电

　　在雷电中心1.5km～2km范围内都可能产生危险过电压，损坏电路上的设备。当雷击输电线或雷闪电发生在线路附近时，通过直接或间接耦合方式雷闪放电形成暂态过电压将以流动波形式沿线路传播，危及设备安全。据统计，在整个瞬变脉冲事故中因雷击产生过电压造成的约占18%左右。

　　计算机和精密仪器设备的信号电压很低，一般只有10v左右，所以对闪电脉冲过电压极为敏感，极易受闪电脉冲过电压的干扰和损坏。一般电气设备允许的闪电脉冲电压为6，000v，而计算机和精密仪器设备估计在几十伏到几百伏就会受到损坏。

　　并联电容器保护装置和投切装置

　　1.保护装置：

　　(1)对电容器内部故障采用的保护方式，有用外熔丝或外熔丝加继电保护两种。

　　(2)电容器组应装设不平衡保护，并应符合下列规定：

　　①单星形接线的电容器组，可采用开口三角电压保护。

　　②串联段数为两段及以上的单星形电容器组，可采用相电压差动保护。

　　③每相能接成四个桥臂的单星形电容器组，可采用桥式差电流保护。

　　④双星形接线电容器组，可采用中性点不平衡电流保护。

　　(3)高压并联电容器装置可装设带有短延时的速断保护和过电流保护，保护动作于跳闸。

　　(4)高压并联电容器装置宜装设过负荷保护，带时限动作于信号或跳闸。

　　(5)高压并联电容器装置应装设母线过电压保护，带时限动作于信号或跳闸。带延时的目的是避免瞬时电压波动引起的误动。

　　(6)高压并联电容器装置应装设母线失压保护，带时限动作于跳闸。

 　　(7)容量为0.18MVA及以上的油浸式铁芯串联电抗器宜装设瓦斯保护。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。

　　(8)低压并联电容器装置，应有短路保护、过电压保护、失压保护，并宜有过负荷保护或谐波超值保护。

　　2.投切装置：

　　(1)高压并联电容器装置可根据其在电网中的作用、设备情况和运行经验选择自动投切或手动投切方式，并应符合下列规定：

　　①兼负电网调压的并联电容器装置，可采用按电压、无功功率及时间等组合条件的自动投切。

　　②变电所的主变压器具有有载调压装置时，可采用对电容器组与变压器分接头进行综合调节的自动投切。

　　③除上述之外变电所的并联电容器装置，可分别采用按电压、无功功率(电流)、功率因数或时间为控制量的自动投切。

　　④高压并联电容器装置，当日投切不超过三次时，宜采用手动投切。

　　(2)低压并联电容器装置应采用自动投切。自动投切的控制量可选用无功功率、电压、时间、功率因数。

　　(3)自动投切装置应具有防止保护跳闸时误合电容器组的闭锁功能，并根据运行需要应具有的控制、调节、闭锁、联络和保护功能;应设改变投切方式的选择开关。

　　(4)并联电容器装置，严禁设置自动重合闸。

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