正弦交流电以及供配电系统与继电保护基本知识.docx

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1、正弦交流电以及供配电系统与继电保护基本知识正弦交流电以及供配电系统与继电保护基本知识   1正弦交流电的产生   物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核与围绕原子核运动的电子组成。原子是物质的最小单元，称为元素，目前已发现的元素有108种。电荷是物质的固有属性之一，任何物体内部都存在正负两类电荷。电子带负电荷，原子核带正电荷，同性电荷相斥，异性电荷相吸，物体中正负电荷相等，因此不呈现带电状态。当物体失去或得到一定数量的带负电荷的电子时，就表现为带正电或负电状态。 电子在电场力作用下会脱离原子核而移动

2、的物质称为导体。电子移动形成电流，此时正电荷也相对移动，规定正电荷移动的方向为电流的方向。电磁场传播的速度等于光度，而电子移动的速度是很慢的。 迁移率＝电子移动速度÷电场强度＝（m÷s）÷（v÷m）。 电量的单位是库仑（C），1库仑等于6.28×1028个电子所具有的电量，1个电子所具有的电量为1.6×10－19次库仑。电流的单位为安培，每秒流过1库仑的电量，其电流为1安培。 电子在电磁力作用下不能脱离原子核而移动的物质称为绝缘体。 有些物质在加入其它杂质后会形成P-N结，这些物质称为半导体，如硅、锗等。

3、P-N结加反向偏置时相当于高阻抗元件；加正向偏置时就相当于低阻抗元件。二极管由P-N结组成，它只能单方向导电。三极管由P-N结与N-P结（P-N-P），或N-P结与P-N结（N-P-N）组成，控制所加的偏置（基极）电流，就可以控制集电极电流，产生放大作用。 ——文章来源网络，仅供个人学习参考电流变化时会在导体周围产生磁场，并产生随之变化的磁力线，磁力线变化切割导体会产生电流，成为发电机的基本原理。发电机在制造时，定子与转子磁靴都按照正弦波形状制造，使其磁力线按照正弦分布。转子旋转时，正弦分布的磁力线切割定

4、子绕组，就在定子绕组中形成正弦交流电。 对于一对磁极的转子，每分钟旋转3000转，每秒钟旋转50转，就形成频率为50HZ的正弦交流电。定子由三对绕组时，在一周（360°）空间按照120°分布时，就形成相位各差120°的三相交流电，即A、B与C三相。三个绕组连接成星形时，其中心点引出线为中性线（N线）。50HZ的正弦交流电，发电机定子为一对磁极，每分钟转3000转，为两对磁极每分钟转1500转。为四对磁极每分钟转750转。汽轮发电机一般为两对磁极，水轮发电机一般为四对磁极， 在电压（电动势）作用下才能形成电

5、流。正弦交流电路中电感线圈由于自感应产生反电势，电流不能突变。电压增加时，电磁感应产生的自感反电势增加，自感电流也增大，总电流减小，电压减小时，电感线圈产生的自感反电势减小，自感电流也减小，总电流加大。因此负载为感性时正弦交流电流落后于电压，纯电感电路正弦交流电流落后于电压90度。 正弦交流电路中电容要进行充放电，电压不能突变。电压开始时电容两端电压为零，充电电流最大，随着电容两端电压加大，充电电流减小，电容两端电压最大时，充电电流为零，总电流也就为零。电压减小时，电容放电，总电流为负值，绝对值随着电压减

6、小而增加。因此负载为容性时正弦交流电流超前于电压，纯电容电路正弦交流电流超前于电压90度。 ——文章来源网络，仅供个人学习参考由以上分析可知，在交流正弦电路中，感性负载的自感电势随着外加正弦交流电压的变化而增加与减小，电流落后于电压。容性负载的充放电电流随着外加正弦交流电压的变化而增加与减小，电流超前于电压。它们不消耗正弦交流电路的功率，所以称为无功功率，电流称为无功电流，负载称为无功负荷。但无功电流流过发电机、线路与变压器等设备时，由于发电机、线路与变压器等设备存在电阻，无功电流流过电阻也会产生有功损耗

7、。因此电力系统要求负载中无功负荷越小越好，一般要求功率因数达到0.90以上，以达到提高发电与输变电设备的利用率与减小损耗节约电能的目的，否则就要采取无功补偿措施。 功率因数COSφ＝S÷P（-1～1～0）。功率因数低需要进行无功功率补偿，但不能过补偿。无功负荷为容性，无功电流超前太多，视在电流也大，发电机、线路与变压器等设备的有功损耗也增加。因此电力系统不允许过补偿。 无功功率补偿措施分为高压补偿与低压补偿两种。高压补偿有高压同步电动机补偿（通过调整励磁，超前运行发无功功率）与并联高压电力电容器进行补偿，

8、串联高压电力电容器只能起到提高电压的作用，高压补偿都为集中补偿。低压补偿只有低压电力电容器补偿。低压补偿有集中安装在低压配电室的集中补偿，与分散安装在用电设备旁边的分散补偿。低压分散补偿可以减少配电线路与变压器的功率损耗，并可以提高配电线路与变压器的利用率。低压集中补偿只能减少变压器的功率损耗与提高变压器的利用率。低压补偿不能补偿高压异步电动机与变压器本身的无功功率。所以高压异步电动机与变压器台数比较多时，就要采取高压补偿。高