注册电气工程师考试供配电知识点辅导
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一、断路器用于直流电路
交流断路器可以派生为直流电路的保护，但必须注意三点改变：
1、过载和短路保护。
①过载长延时保护。采用热动式(双金属元件)作过载长延时保护时，其动作源为i2r，交流的电流有效值与直流的平均值相等，因此不需要任何改制即可使用。但对大电流规格，采取电流互感器的二次侧电流加热者，则因互感器无法使用于直流电路而不能使用。
如果过载长延时脱扣器是采用全电磁式(液压式，即油杯式)，则延时脱扣特性要变化，最小动作电流要变大110%—140%，因此，交流全电磁式脱扣器不能用于直流电路(如要用则要重新设计)。
②短路保护。
热动—电磁型交流断路器的短路保护是采用磁铁系统的，它用于经滤波后的整流电路(直流)，需将原交流的整定电流值乘上一个1.3的系数。全电磁型的短路保护与热动电磁型相同。
2、断路器的附件，如分励脱扣器、欠电压脱扣器、电动操作机构等;分励、欠电压均为电压线圈，只要电压值一致，则用于交流系统的，不需作任何改变，就可用于直流系统。辅助、报警触头，交直流通用。电动操作机构，用于直流时要重新设计。
3、由于直流电流不像交流有过零点的特性，直流的短路电流(甚至倍数不大的故障电流)的开断;电弧的熄灭都有困难，因此接线应采用二极或三极串联的办法，增加断口，使各断口承担一部分电弧能量
二、欠电压脱扣器
如果线路电压降低到额定电压的70%(称为崩溃电压)，将使电动机无法起动，照明器具暗淡无光，电阻炉发热不足;而运行中的电动机，当其工作电压降低至50%左右(称为临界电压)，就要发生堵转(拖不动负载，电动机停转)，电动机的电流急剧上长，达6in，时间略长，电动机将被烧毁。为了避免上述情况的产生，就要求在断路器上装设欠电压脱扣器。欠电压脱扣器的`动作电压整定在(70%—35%)额定电压。欠电压脱扣器有瞬动式和延时式(有1s、3s、5s…-.)两种。延时式欠电压脱扣器使用于主干线或重要支路，而瞬动式则常用于一般支路。对于供电质量较差的地区，电压本身波动较大，接近欠电压脱扣器动作电压上限值，这种情况不适宜使用欠电压脱扣器。
三、安装方式
断路器的基本安装方式是垂直安装。但试验表明，热动式长延时脱扣器横装时，虽然散热条件有些不同，但它的动作值变化不大，作为短路保护的电磁铁，尽管反作用与重力有一些关系，横装时的误差也不过5%—10%左右，因此，采用热动—电磁式脱扣器的塑壳断路器也可以横装或水平安装。但脱扣器如是全电磁式(油杯脱扣器)，横装时动作值误差高达20%—30%，鉴于此，装油杯脱扣器的塑壳式断路器只能垂直安装。万能式(框架式)断路器只能垂直安装，这与它的手柄操作方向有关，与弹簧的储能操作有关，且电磁铁释放、闭合装置、欠电压脱扣器等与重力关系比塑壳式的要大，另外，很多万能式断路器还有抽屉式安装，它们无法横过来或水平操作。对此，所有的万能式断路器都规定要垂直安装，且要求与垂直面的倾斜角不大于5。
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。
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