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变配电基础知识

发布时间:2024-07-17 作者: 安博电竞比分网

  工业上用的三相交流电,有的直接來口三相交流发电机,但大多数还是來口三相变压器,对

  在三相四线制供电时,三相交流电源的三个线圈采用星形(Y形)接法,即把三个线圈的

  末端X、Y、Z连接在一起,成为三个线圈的公用点,通常称它为中点或零点,并用字母0表

  示。供电吋,引出四根线引出的导线称为中线或零线;从三个线圈的首端引出的三

  根导线称为A线、B线、C线,统称为相线或火线。在星形接线中,如果中点与大地相连,中

  线也称为地线。我们常见的三相四线制供电设备中引出的四根线,就是三根火线一根地线。

  每根火线与地线间的电床叫相电床,其有效值用UA、UB、UC表示;火线间的电床叫线

  电压,其有效值川UAB、UBC,UCA表示,如图7-2o因为三相交流电源的三个线圈产生的交

  电压是220伏,380伏,就是三相四线制供电时的相电压和线电压。但三相四级制供电时,也

  在日常生活中,我们接触的负载,如电灯、电视机、电冰箱、电风扇等家用电器及单相电

  动机,它们工作时都是用两根导线接到电路中,都属于单相负载。在三相四线制供电时,多个单

  相负载应尽量均衡地分别接到三相电路中去,而不应把它们集中在三根电路中的一相电路里。

  如果三相电路中的每一根所接的负载的阻抗和性质都相同,就说三根电路中负载是对称的。在

  负载对称的条件下,因为各相电流间的位相彼此相差120°,所以,在每一时刻流过中线的电流

  之和为零,把中线去掉,用三相三线制供电是可以的。但实际上多个单相负载接到三相电路中

  构成的三相负载不可能完全对称。在这种情况下中线显得很重要,而不是对有町无。有了中

  线每一相负载两端的电压总等于电源的相电压,不会因负载的不对称和负载的变化而变化,就

  如同电源的每一相单独对每一相的负载供电一样,各负载都能正常工作。若是在负载不对称的

  情况下又没有中线,就形成不对称负载的三相三线制供电。市于负载阻抗的不対称,相电流也

  不对称,负载相电压也自然不能对称。有的相电圧可能超过负载的额定电压,负载可能被损坏

  (灯泡过亮烧毁);有的相电压可能低些,负载异常工作(灯泡暗淡无光)。像图中那样

  的情况随着开灯、关灯等原因引发各相负载阻抗的变化。相电流和相电压都随之而变化,灯光

  忽暗忽亮,其他用电器也异常工作,其至被损坏。可见,在三相四线制供电的线路中,中

  线起到保证负载相电压时称不变的作用,对于不对称的三相负载,中线不能去掉,不能在中线

  补1:相交流电依次达到正最大值(或相应零值)的顺序称为相序(phasesequence).

  通常把u—>

  V—>

  W的相序称为顺相序(positivesequence).工程上通用的相序是顺序,也叫

  正序。在三厢绕组中,把哪个绕组当作U相绕组是无关紧要的,但U相绕组确定后,电动势比

  Eu滞后120度的绕组就是V相,电动势比Eu滞后240度(或者说超前120度)的那个绕组则

  三相五线制包括三相电的三个相线(A、B、C线)、中性线(N线);以及地线(PE

  线)。屮性线(N线)就是零线。三相负载对称时,三相线路流入中性线的电流矢量和为零,

  但对丁•单独的一相來讲,电流不为零。三相负载不对称时,中性线的电流矢量利不为零,会产

  三相五线制分为TT接地方式和TN接地方式,其中TN又具体分为TN-S,TN-C,TN-C-S三种方

  第一个字母T表示电源中性点接地,第二个T是设备金属外壳接地,这种方法高床系统普

  其优点是PE中没有电流,故设备金属外壳对地电位为零。大多数都用在数据处理,精密检

  字母C表示N与PE合并成为PEN,其实就是四线制供电方式。设备中性点和金属外壳都和

  N相连。由于N正常时流通三相不平衡电流和谐波电流,故设备金属外壳正常对地有一定电

  的电压(即相电压)均为220Vo进户线一般都会采用单相二线制,即三个相线中的任意一相和中性

  三相五线制标准导线颜色为:A线黄色,B线绿色,C线红色,N线淡蓝色,PE线黄绿

  在电力系统中,山于电气装置绝缘老化、磨损或被过电压击穿等原I犬1,都会使原來不带

  电的部分(如金属底座、金属外壳、金属框架等)带电,或者使原來带低压电的部分带上髙压

  电,这些意外的不正常带电将会引起电气设备损坏和人身触电伤亡事故。为了尽最大可能避免这类事故的

  发生,通常采取保护接地和保护接零的保护措施。下而就谈谈有关保护接地和保护接零的问

  保护接地是指将电气装置一般的情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来,以防止该部分在

  故障情况下突然帯电而造成对人体的伤害。1」保护接地的作用及其局限性在电源屮性点不接

  地的系统中,如果电气设备金属外壳不接地,当设备带电部分某处绝缘损坏碰壳时,外壳就带

  电,其电位与设备带电部分的电位相同。由于线路与人地之间心在电容,或者线路某处绝缘不

  好,当人体触及带电的设备外壳时,接地电流将全部流经人体,显然这是十分危险的。采取保

  护接地后,接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流过。因为人体电阻比保护接地电阻人

  得多,所以流过人体的电流就很小,绝人部分电流从接地体流过 (分流作用),从而能够避免

  或减轻触电的伤害。 从电压和度来说,采取保护接地后,故 障情况下带电金属外壳的对地电压

  等于接地电流与接地电阻的乘积,其数值比相电压要小得 多。接地电阻越小,外壳对地电压越

  低。当人体触及带电外壳时,人体承受的电压(即接触 电压)最大为外壳对地电压(人体离接

  地体20m以外),一般均小于外壳对地电压。从以 上分析得知,保护接地是通过限制带电外売

  对地电床(控制接地电阻的大小)或减小通过人 体的电流來达到保障人身安全的目的。在电源

  中性点冇•接接地的系统中,保护接地有一定 的局限性。这是因为在该系统中,当设备发生碰売

  故障吋,便形成单相接地短路,短路电流 流经相线和保护接地、电源中性点接地装置。如果接

  地短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动 开关可靠跳闸吋,漏电设备金属外売上就会长期带电,

  也是很危险的。.2 保护接地应用范 I 韦 I 保护接地适用于电源中性点不接地或经阻抗接地的系

  统。对电源中性点直接接地的农 村低压电网和 rh 城市公用配电变压器供电的低压用户 rh 于

  不便于统一与严格管理,为避免保 护接地与保护接零混用而引起事故,所以也应采用保护接地

  方式。衣采川保护接地的系统中, 凡是止常情况下不带电,当山于绝缘损坏或其它原 I 大 1 可

  能带电的金属部分,除另有规定外, 均应接地。如变压器、电机、电器、照明器具的外壳与底

  座,配电装置的金属框架,电力设 备传动装置,电力配线钢管,交、直流电力电缆的金属外皮

  等。 在干燥场所,交流额定电 压127v以下,直流标称电压110v以下的电气设备外壳;以及在

  木质、沥青等不良导电地 而的场所,交流标称电压380V以下,直流标称电压440V以下的电气

  设备外壳,除另有规 定外,可不接地。1.3 保护接地电阻 保护接地电阻过大,漏电设备外壳对

  地电压就较高, 触电危险性相应增加。保护接地电阻过小,乂要增加钢材的消耗和工程费川,

  因此,其阻值 必须全而考虑。在电源中性点不接地或经阻抗接地的低压系统中,保护接地电阻

  不宜超过 4®。当配电变压器的容量不超过 lOOkva 时,由丁•系统布线较短,保护接地电阻可放

  宽到10 3。土壤电阻率高的地区(沙土、多石土壤),保护接地电阻可允许不大于303。 电源 中

  2.1 保护接零的作用及应用场景范围 市于保护接地有一定的局限性,所以就采用保护接零。即 将电

  气设备一般的情况下不带电的金属部分丿 IJ 金属导体与系统屮的零线连接起来,当设备绝缘 损坏

  碰壳时,就形成单相金属性短路,短路电流流经相线——零线回路,而不经过电源中性 点接地

  装置,由此产生足够大的短路电流,使过流保护设施迅速动作,切断漏电设备的电源, 以保障人

  身安全。其保安效果比保护接地好。保护接零适川于电源中性点直接接地的三相 四线制低压系

  统。在该系统中,凡由于绝缘损坏或其它原因而可能呈现危险电压的金属部分, 除另有规定外都

  应接零。应接零和不必接零的设备或部位与保护接地相同。凡是山单独配电 变压器供电的厂矿

  企业,应采用保护接零方式。2.2 重复接地 运行经验表明,在接零系统 中,零线仅在电源处接

  地是不够安全的。为此,零线还需要在低压架空线路的干线和分支线 的终端进行接地;在电缆

  或架空线路引入车间或人型建筑物处,也要进行接地(距接地点不 超过 50m者除外);或在屋

  内将零线与配电屏、控制屏的接地装置相连接,这种接地叫做 重复接地。 如果短路点距离电源

  较远,相线一一零线回路阻抗较大,短路电流较小时,则 过流保护设施不能迅速动作,故障段

  的电源不能即时切除,就会使设备外壳长期带电。此外, 由于零线截而一般都比相线截而小,也

  就是说零线阻抗要比相线阻抗大,所以零线上的电压 降要比相线上的电压降大,一般都要大于

  110v(当相电压为 220v 吋),对人体来说仍然是 很危险的。 采取垂复接地后,重复接地和电源

  屮性点工作接地构成零线的并联支路,从而 使相线——零线回路的阻抗减小,短路电流增人,

  使过流保护设施迅速动作。由于短路电流 的增大,变压器低压绕组相线上的电压相应增加,从

  而使零线上的压降减小,设备外壳对地 电压进一步减小,触电危险程度大为减小。在无重复接

  有接零设备外壳对地电压均接近于 相电压(断线处前面接零设备外壳对地电压近似于零),这是

  很危险的。 在接零系统屮, 即使没有设备漏电,而是当三相负载不平衡时,零线上就有电流,

  从而零线上就有电压降, 它与零线电流和零线阻抗成正比。而零线上的电压降就是接零设备外壳

  的对地电压。在无舉 复接地时,当低压线路过长,零线阻抗较大,三相负载严重不平衡时,即

  使零线没有断线, 设备也没有漏电的情况下,人体触及设备外壳时,常会有麻木的感觉。采取重

  复接地后,麻 木现象将会减轻或消除。 从以上分析町知,在接零系统中,一定要采取重复接地。

  重复接地 电阻不应大于 103,当配电变压器容量不大于 lOOkva,重复接地不少于 3 处吋,其接地

  电阻可不大于303。零线的重复接地应充分的利用白然接地体(直流系统除外)。

  保护接地:所谓保护接地就是将止常情况下不带电,I 何在绝缘材料损坏后或其他情况下可能

  带电的电器金属部分(即与带电部分相绝缘的金属结构部分)用导线与接地体可靠连接起来 的

  一种保护接线方式。接地保护一般川于配电变压器中性点不立接接地(三相三线制)的供 电系

  统中,用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的対地电床不超过安全范围。如果 家川电

  器未采川接地保护,当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时,家川电器的外壳 将带电,

  人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳(构架)时,就会令触电的危险。相反, 若将电器设

  备做了接地保护,单-相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别 流过。一般地

  说,人体的电阻大于 1000 欧,接地体的电阻按规定不能大于 4 欧,所以流经 人体的电流就很

  小,而流经接地装置的电流很大。这样就减小了电器设备漏电后人体触电的 危险。

  保护接零:保护接零(protective connect toneutral)把电工设备的金属外売和电网的零线町 靠连

  (1) 保护原理不同 保护接地是限制设备漏电后的对地电压,使 Z 不超过安全范围。在高 压

  系统中,保护接地除限制对地电压外,在某些情况下,还有促使电网保护装置动作的作用; 保

  护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路,促使线路上的保护装置动作,以及切断 故障

  设备的电源。此外,在保护接零电网中,保护零线和重复接地还对限制设备漏电时的对 地电

  (2) 适川范围不同 保护接地即适用于一般不接地的高低压电网,也适川于采取了其他安 全

  措施(如装设漏电保护器)的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。

  (3)线路结构不同 如果采取保护接地措施,电网中可以无工作零线,只设保护接地线; 如

  果采取了保护接零措施,则必须设工作零线,利用工作零线作接零保护。保护接零线不应 接开

  关、熔断器,当衣工作零线上装设熔断器等开断电器时,还必须另装保护接地线或接零 线。