1、充電樁的國家標準規范?
目前,充電樁的相關標準主要分為三種:國家標準、國家電網標準以及能源局標準三種。
? ▎2011年國家標準 2011年國家標準主要分為三個方面:通用要求、交流與直流、充電機與BMS通信,具體如下: ? 《GBT 18487.1-2011 電動汽車傳導充電系統 第1部分:通用要求》; 《GBT 20234.1-2011 電動汽車傳導充電用連接裝置 第1部分:通用要求》; 《GBT 27930-2011 電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》。
? 其中2011標準是基于2006年的充電樁標準GBT 20234-2006,完善接口說明,統一直流充電協議,是目前在運營的充電樁和電動汽車標準。 ? 2015年國家標準同2011標準一樣,也從以下三個方面:通用要求、交流與直流、充電機與BMS通信來規定。但是,2015標準修正和補充了2011標準中不足,其主要是為了解決了車與樁兼容性問題,和解決使用中的安全問題。保證充電流程都是“唯一”的,讓每個充電樁與電動汽車都可以安全可靠的充電。
? ▎2015年國家標準: GB/T 18487.1-2015 電動汽車傳導充電系統 第一部分:通用要求 GB/T 18487.2-2017 電動汽車傳導充電系統 第2部分:非車載傳導供電設備電磁兼容要求 GB/T 20234.1-2015 電動汽車傳導充電用連接裝置 第1部分:通用要求 GB/T 20234.2-2015 電動汽車傳導充電用連接裝置 第2部分:交流充電接口 GB/T 20234.3-2015 電動汽車傳導充電用連接裝置 第3部分:直流充電接口 GB/T 27930-2015 電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議
? ▎行業標準(能源局) NB/T 33001-2010 電動汽車非車載傳導式充電機技術條件 NB/T 33002-2010 電動汽車交流充電樁技術條件 NB/T 33008.1-2013 電動汽車充電設備檢驗試驗規范 第1部分:非車載充電機 NB/T 33008.2-2013 電動汽車充電設備檢驗試驗規范 第2部分:交流充電樁
▎企業標準(國家電網) Q/GDW 1233-2014 電動汽車非車載充電機通用要求 Q/GDW 1485-2014 電動汽車交流充電樁技術條件 Q/GDW 1234.1-2014 電動汽車充電接口規程 第1部分:通用要求 Q/GDW 1234.2-2014 電動汽車充電接口規程 第2部分:交流充電接口 Q/GDW 1234.3-2014 電動汽車充電接口規程 第3部分:直流充電接口 Q/GDW 1591-2014 電動汽車非車載充電機檢驗技術規范 Q/GDW 1592-2014 電動汽車交流充電樁檢驗技術規范 Q/GDW 1235-2014 電動汽車非車載充電機 通信協議 ? ?
? 2、充電樁的充電接口標準?
? ▎充電樁接口的國家標準電壓
充電樁(車用鋰電系)按國標通過充電頭交互CAN通訊協議匹配,根據車輛需要的電壓電流自動調整輸出電參數。目前國內新能源汽車主流電池電壓310----720V(江淮IEV---比亞迪唐)。主流充電樁的輸出電壓范圍在300---800V內。 ?
▲ 充電樁常用插頭
▎充電樁接口的國家標準有哪些
為了保證車輛與充電樁的通用性,讓你去哪都能充的上電,國家標準強制規定了充電接口的形式與功能。早些年特斯拉還用著自家美規的充電接口,要用公共充電樁還需要配一個轉接器。而自2015年之后便全部換成了國標接口。 ? 國標規定,交流充電接口有7個觸頭,除了正常表交流電的L1、L2、L3三根相線、中性線N和地線PE之外,充電槍接口中還有兩個小孔,其中的觸頭叫做CC、CP。
? ▎充電樁接口如何區分快慢充
? 例如,充電樁32a充電槍是快充,如何去區分呢?
? ★ 充電樁接口快充和慢充的區別:
??一般情況下快充的接口是 9 孔,慢充是 7 孔。另外,從充電線也可以看出快充和慢充,快充的充電線相對更粗壯一些。當然,有的電動汽車出于成本、電池容量等多種考量只有一種充電模式,所以就會只有一個充電口。 ? ▲ 汽車的2個充電接口 ?
?
??慢充的充電電流和功率都相對比較小,對電池的使用壽命比較好,同時用電低峰的時候充電成本低。而快速充電需要使用較大的電流和功率,會對電池組產生很大的不利影響,對壽命也會有一定影響。 ?
? 另外,快充還需要配套設備,比方轉換交流直流電的電源裝置,這樣成本就上升很多了,而且快充的時候一般都發生在白天,電價也會比較高。 ? ?
? 長期快充對于電池的壽命有一定的傷害的,所以必須要快慢充合理搭配。另外從安裝成本和便利性來說,交流充電樁安裝非常方便,它安裝在停車場或充電站內,輸入側只需要從電網接入就好了,輸出也只是交流,不需要配套整流裝置等其他設備,結構簡單同時樁體小。 ?
從國家電網的角度來說,交流充電樁功率比較小,所以慢充對電網的沖擊也小。隨著電動汽車的規模進一步增大,假如多臺直流大功率樁同時充電,對電網的壓力就會增大很多,所以從電裝建設角度來看,不能不要慢充了。 ? 汽車對快充樁本身也有要求,一些車型的最高輸出電壓需超過475V才可以正常充電,而很多小區的變壓器和線路容量有限了,也不可能都建設成快充。 ?
? 3、?充電樁的國家標準插口?
具體如下:
一、交流式
▎交流充電樁(栓)技術要求:
▲ 1、環境條件要求
①?工作環境溫度:-20℃~+50℃;
②?相對濕度:5%~95%;
③?海拔高度:≤1000m;
④?安裝地點:戶外;
⑤?抗震能力:地面水平加速度 0.3g;
⑥?地面垂直加速度 0.15g;
⑦?設備應能承受同時作用持續三個正弦波,并且安全系數應大于1.67;
▲ 2、結構要求
① 交流充電樁(栓)殼體應堅固;
② 結構上須防止手輕易觸及露電部分;
③交流充電樁(栓)應選用厚度1.0以上鋼組合結構,表面采用浸塑處理,并充分考慮散熱的要求。充電樁(栓)應有良好的防電磁干擾的屏蔽功能;
④ 充電樁(栓)應有足夠的支撐強度,應提供必要設施,以保證能夠正確起吊、運輸、存放和安裝設備,且應提供地腳螺栓孔;
⑤ 樁(栓)體底部應固定安裝在高于地面不小于200mm的基座上。基座面積不應大于500mm×500mm;
⑥ 樁(栓)體外殼應采用抗沖擊力強、防盜性能好、抗老化的材質;
⑦?非絕緣材料外殼應可靠接地;
▲ 3、電源要求
① 輸入電壓:單相220V;
② 輸出功率:單相220V/5KW;
③ 頻率:50Hz±2Hz;
④ 允許電壓波動范圍為:單相220V±15%;
▲ 4、電氣要求
① 插頭與插座正確連接確認成功后,帶負載可分合電路方可閉合,實現對插座的供電;
② 漏電保護裝置應安裝在供電電纜進線側;
③ 低壓配電設備及線路的保護應滿足《低壓配電設計規范》(GB/50053)中的相關規定;
④ 對IT系統配電線路,當第一次接地故障時,應由絕緣監察裝置發出音響或燈光信號,當發生第二次異相接地故障時應由過電流保護電器或漏電電流動作保護器切斷故障電路;
⑤ 照明配電系統中,照明和插座回路不宜由同一回路供電。插座回路的電源側應設置剩余 電流動作保護裝置,其額定動作電流為30mA;
▲ 5、安全防護功能
① 交流充電樁(栓)應具備急停開關,可通過手動或遠方通信的方式緊急停止充電;
② 交流充電樁(栓)應具備輸出側的漏電保護功能;
③ 交流充電樁(栓)應具備輸出側過流和短路保護功能;
④ 交流充電樁(栓)應具有阻燃功能;
▲ 6、IP防護等級
交流充電樁(栓)應遵守IP54(在室外),并配置必要的防雨、防曬裝置;
▲ 7、三防(防潮濕,防霉變,防鹽霧) 保護
充電機內印刷線路板、 接插件等電路應進行防潮濕、防霉變、防鹽霧處理,其中防鹽霧腐蝕能力滿足 GB/T 4797.6-1995《電工電子產品自然環境條件 塵、沙、鹽霧》中表9的要求,使充電機能在室外潮濕、含鹽霧的環境下正常運行;
▲ 8、防銹(防氧化)保護
充電樁(栓)鐵質外殼和暴露在外的鐵質支架、零件應采取雙層防銹措施,非鐵質的金屬外殼也應具有防氧化保護膜或進行防氧化處理;
▲ 9、防風保護
安裝在平臺上的充電機以及暴露在外的部件應能承受 GB/T 4797.5-9《電工電子產品自然環境條件降水和風》中表 9 規定的不同地區、不同高度處相對風速的侵襲;
▲ 10、防盜保護
電樁(栓)外殼門應裝防盜鎖,固定交流充電樁(栓)的螺栓必須在打開外殼門后方能安裝或拆卸;
▲ 11、溫升要求
交流充電樁(栓)在額定負載長期連續運行,內部各發熱元器件及各部位溫升應不超過Q/GDW 3972009中表2規定;
▲ 12、平均故障間隔時間(MTBF)
MTBF應不小于8760h;
▲ 13、安裝垂直傾斜度不超過5%;
▲ 14、設備安裝地點不得有爆炸危險介質
周圍介質不含有腐蝕金屬和破壞絕緣的有害氣體及導電介質
▎二、直流式
1、充電樁(栓)電源輸入電壓:三相四線380VAC±15%,頻率50Hz±5%;
2、充電樁(栓)應滿足充電對象;
3、充電樁(栓)輸出為直流電,輸出電壓滿足充電對象的電池制式要求;
4、最大輸出電流滿足充電對象的電池制式1C的充電要求,并向下兼容;
5、充電方式分為常規和快速2種方式,常規為5小時充電方式,快速為1小時充電方式(針對不同電池類型選擇);
7、每個充電樁(栓)自帶操作器,以供用戶進行充電方式選擇和操作指導,并顯示電動車電池狀態和用戶IC卡資費信息,實現無人管理;
8、充電樁(栓)接口應符合GB/TXXXXXXXX電動汽車傳導式充電接口(暫行)中直流充電接口的相關規定;
9、充電樁(栓)通訊接口采用CAN通訊接口,通信協議按照GB/TXXXXXXXX電動汽車電池管理系統與非車載充電機之間的通信協議(暫行)的規定執行(充電對象為鋰電池電動車);
10、充電樁(栓)對充電過程中的非正常狀態應具備相應的報警和保護功能;
11、充電樁(栓)對電池的狀態要監控,根據電池的溫度,電壓對充電曲線,充電電流,充電壓自動調整;
12、充電樁(栓)采用強制風冷;
13、充電樁(栓)防護等級符合《GB 4208-1993 外殼防護等級(IP代碼)》IP54要求;
4、充電樁之間有區別
從工作方式上,主要可以分為交流充電與直流充電兩種。
采用交流充電方式的充電樁是將電網輸出的交流電充入車載充電機,轉化為直流電后再充入汽車電池。
充電時間:充電速度相對較慢,俗稱為“慢充樁”
充電功率:一般以 7 kW居多,國內最大功率可以達到 14 kW左右
外觀:通常體積比較小,槍頭一般為7孔
交流充電方式成本低、結構簡單,對蓄電池更為“溫柔、友好”,一般用于車輛停運時間長的充電,比如,在小區停車位過夜充電。
采用直流充電方式的充電樁利用交直流轉換模塊直接將交流電轉化為直流電充入汽車電池。
充電時間:一般1至2小時就可以完成大部分充電,俗稱為“快充樁”
充電功率:可達到 60 kW、120 kW、300 kW,甚至更高
外觀:內部組成模塊比較多,體積比較大,槍頭一般為9孔
直流充電樁因其體積較大,導線更粗,成本也更高,多應用于城市公共充電設施以及城際間高速服務區的充電站。
5、充電樁是如何精準計費
充電樁是通過充電量結合充電時間所在費率時段,得到充電費用。
· 充電樁工作屏幕樣式 充電樁的強制檢定依據JJG1148-2022《電動汽車交流充電樁檢定規程》和JJG1149-2022《電動汽車非車載充電機檢定規程》開展,主要通過檢定以下三項來確保其計費準確:
1
外觀及功能檢查
主要檢查充電樁的外觀、標識、顯示、基本功能是否符合相應技術規范要求。 ?
2
工作誤差檢定
主要檢查充電的電量是否準確。誤差應在銘牌標示的準確度范圍內。充電樁的準確度等級一般為1級或者2級,允許的誤差范圍分別為±1%或者±2%。 ?
3
時鐘時刻誤差檢定
主要檢查充電樁顯示時間是否準確,確保充電樁在正確的時間切換到正確的費率時段,滿足階梯電價,即峰、谷不同收費的要求。
6、充電樁使用安全
直流充電樁在工作時,電壓最高可達到?1 kV,遠高于我們日常生活中接觸到的電壓。但是也不用過分擔心,因為充電樁有三重安全保護機制。
第1重
充電樁通常具備IP56等級的防護功能,即5級防塵和6級防水,達到防塵與猛烈噴水下的防護效果。
不過,需要注意的是,如果充電樁槍口或是電動汽車充電端子出現過多積水,說明防護受到了損害,應及時停止使用,并遠離。
第2重
充電樁具有漏電保護裝置。一旦檢測到漏電,會及時自動切斷電源,停止工作。在充電啟動前,車側和樁側也會自行進行絕緣檢測,絕緣檢測失敗就無法充電。這些措施都充分保護了人身安全。
第3重
充電樁基本都安裝了防雷裝置。該裝置可以有效防止雷擊造成的設備損壞及人員傷亡。
此外,充電樁在醒目位置均安裝了急停開關。緊急情況下,按下急停開關按鈕,電力輸出會在約?100 ms內被迅速切斷,停止充電。
7、充電站建設重點---接地系統
有人問:為什么回路電流走零線不走地線,而漏電流走地線不走零線,零線地線原理是什么?
如圖所示, 一直搞不清楚地線和零線的原理, 地線的兩端分別是什么,保護中性線的兩端是什么。漏電流為什么走的地線而回線的電流不走地線?
這個問題很有典型,對保護中性線錯誤的認識表述很到位,的確是許多人的認知盲區。零線的準確名稱是保護中性線。
先說答案:這個主題本身就是錯的。要知道,保護中性線是中性線與地線的合并線,保護中性線包括了地線功能在內。
那應該怎么看?我們看圖1:
注意到圖1中還未出現保護中性線,只有三條相線L1/L2/L3,以及三條相線的中性線N。三條相線對N線的電壓均為220V,相線之間的電壓則為380V。
我們知道,交流電壓的表達式為:??,
而交流電流的表達式為:??。
注意到一個事實,當三相平衡時,中性線總線上的電壓和電流有如下特性:
在圖1中,具有此特性的只有標注了N字樣的中性線總線,而中性線支線是不具有此特性的。
對于中性線支線來說,流過中性線的電流與相線電流大小相等方向相反。
我們再來看圖1。圖1中的中性線發生了斷裂,于是在斷裂點的前方,中性線的電壓依舊為零,但斷裂點的后方若三相平衡時,它的電壓為零;但若三相不平衡,則斷裂點后方的中性線電壓會上升,最高會升到相電壓。
事實上,我們發現,只要三相不平衡,盡管中性線并未斷裂,但中性線的電壓也會上升。
我們看圖2和圖3:
圖2中,在變壓器的中性點做了接地,此接地在國家標準和規范中,被稱為系統接地。注意,這里的接地符號是接大地的意思。
系統接地的意義有兩個:
第一個意義:系統接地使得變壓器的中性線的電位被強制性地鉗制在大地的零點位;
第二個意義:給系統的接地電流提供了一條通道;
值得注意的是:圖2中的N線因為有了工作接地,所以它的符號也變了,變成PEN,也就是題主主題中的保護中性線。
保護中性線在這里,保護優先于中性線功能。
通過前面的論述我們已經知道,若保護中性線斷裂,由于保護性中性線具有中性線功能,所以斷裂點后部的保護性中性線電壓可能會上升。
事實上,保護性中性線斷裂點后部的由電壓完全由下式決定:
可以看出,如果、
和?
各不相同,則三相電壓就不平衡,保護性中性線電壓
當然也不等于零。
同理,我們可以看到保護性中性線斷裂點后部的電流也與三相不平衡有關。
再看圖3,我們發現保護性中性線PEN中采取多點接地的方法,以避免出現保護性中性線斷裂點后部電壓上升的情況。
注意哦,圖2對應的接地系統叫做TN-C,而圖3對應的接地系統叫做TN-C-S。
看到現在,我們可以回答問題了。
我們來看圖4:
零線的準確名稱是保護中性線
圖4中,變壓器中性點接地,而用電設備的外殼直接接地。
正常運行時,我們看到,用電設備的外殼根本就不會有任何電流流過。
現在,我們來分析L3相對用電設備的外殼發生碰殼事故的情況。
我們首先遇見的是外殼接地電阻有多大這個基礎參數。在國家標準GB50054《低壓配電設計規范》中,把外殼接地后的電阻以及地網電阻合并叫做接地極電阻,并規定它的值不得大于4歐。但在工程上,一般認為接地極電阻為0.8歐。
其次,我們需要知道保護性中性線電纜的電阻是多少。這個值可以根據具體線路參數來考慮。方便起見,不妨先規定這條保護性中性線電纜的長度是100米,電纜芯線截面是16平方毫米,它的工作溫度是30攝氏度,則它的電阻為:
有了這兩個數據,我們就可以來進行實際計算了。
我們看圖4的下圖,我們發現當L3相對用電設備的外殼短路時,保護性中性線中有電流流過,地網中也有電流流過。
注意到保護性中性線電阻和地網電阻其實是并聯的,按照中學的電學物理知識,我們知道并聯電路的電流與電阻的阻值成反比,也即:
?。
由此推得:
----------------式1
由式1我們看到,地網電流與保護性中性線電阻和地網電阻的比值有關。我們把接地極電阻按4歐取值,把具體參數代入,得到地網電流為:
?。
即便我們按工程慣例接地極電阻取為0.8歐,得到地網電流為:?
?。
也就是說,地網電流只相當于保護性中性線電流的3%~15%而已!我們取為中間值,則地網電流只有保護性中性線電流的6%。
現在,我來提個問題:
用電設備的外殼發生碰殼故障后,地網電流如此之小,與保護性中性線電流相比,幾乎可以忽略不計,那么用電設備的外殼帶電將長期存在。如此一來,必然會出現人身傷害事故。
那么,在實際接線中,我們是如何來保護人身安全的?
提示:這個問題的涉及面有點廣,與低壓配電網的接地形式有關,與用電設備的保護接零及保護接地有關,與TN-C系統下到底采用斷路器保護還是采用漏電開關保護也有關。
解答:從以上描述中我們看到,當發生單相接地故障時,地網電流很小,根本不足以推動斷路器或者熔斷器執行保護。怎么辦呢?
國際電工委員會IEC提出了解決方案,這就是接地系統。
在具體描述之前,我們先明確幾個概念:
第一個概念,什么叫做系統接地或者工作接地?
系統接地(工作接地))指的是電力變壓器中性點接地,用T來表示,沒有就用I來表示。
第二個概念,什么叫做保護接地?
保護接地指的是用電設備的外殼直接接地,用T表示。若外殼接到來自電源的保護性中性線或者地線,則用N表示。
第三個概念,什么叫做接地形式?
接地形式有三種,分別是TN、TT和IT。TN下又分為TN-C、TN-S和TN-C-S。
知曉這幾個概念后,我們來看看IEC給出的有關TN-C和TT系統的原圖。注意,這兩幅圖是不容置疑的,是有關接地系統的權威解釋。
第一幅圖:TN-C接地系統和TN-S系統
由于電路中有系統接地,但負載外殼沒有直接接地,而是通過保護性中性線PEN間接接地,所以該接地系統叫做TN-C。
圖中左上角就是變壓器低壓側繞組,我們看到它引出了三條相線L1/L2/L3和一條PEN保護性中性線。注意到保護性中性線的左側有兩次接地,第一次在變壓器的中性點,這叫做系統接地,第二次在中間某處,叫做重復接地。重復接地的意義就是防止保護性中性線斷裂后其后部保護性中性線的電壓上升。
值得注意的是負載。我們看到中間的負載PEN首先引到外殼,然后再引到保護性中性線接線端子。這說明,保護性中性線PEN是保護優先的。
值得注意的是:我們在前面已經描述過了,當發生單相接地故障時,流經地網的電流實際上只有N線電流的6%左右。因此,TT系統下發生的單相接地故障電流相對TN要小得多。
有了接地系統的解釋,我們就可以回答問題了。
1.需要適當地放大接地電流
適當地放大接地電流,使得用電設備的前接斷路器可以執行過電流保護操作,這就是具有大接地電流的TN系統。
2.加裝漏電保護裝置RCD。
我們來看圖5:
圖5中,我們看到變壓器的中性點直接接地,然后分開為N和PE,并且PE一直延伸到負載側并接到用電設備的外殼上。所以,此接地方式屬于TN-S接地系統。
當用電設備發生碰殼事故后,PE線的電阻當然小于地網電阻,并且PE的最前端還與N線相連,接地電流被放大到接近相對N的短路電流,則距離用電設備最近的上游斷路器會執行過電流跳閘保護。
圖5中,我們還看到從二級配電用四芯電纜引了三條相線和N線到負載側,PE線被切斷了,而用電設備的外殼直接接地。于是當用電設備發生碰殼事故后,接地電流只能通過地網返回電源。此接地方式屬于TN-S下的TT接地系統。
由于TT下通過地網的接地電流很小,所以IEC和國家標準都規定了必須安裝漏電保護裝置RCD。
RCD的原理如下:
未發生單相接地故障時,三相電流合并N線電流后的相量和為零。當發生漏電后,某相電流會增加,并且漏電流經過地網返回電源,則N線電流依然與先前一致。于是,零序電流互感器的磁路中會出現磁通,其測量繞組中當然會出現電流,并驅動檢測和控制部件使得前接斷路器執行漏電保護動作。
RCD的動作電流可以在30毫安以下,有效地保護了人身安全。
8、電纜敷設及截面積選擇
如下為截取國際電工委員會IEC60364-5-523標準電纜載流量建議
注:1.D1/D2為電纜敷設方式,如下說明:
2. PVC:聚氯乙烯 含氯.高溫分解會有氯產生,低溫環境下使用
XLPE:一種含有機過氧化物的聚乙烯 有極佳的電氣性能,介質損耗小,有極佳的抗老化特性及超強的耐熱性. 負載能力強,耐化學腐蝕,機械強度高.
PE線:保護接地導體的最小截面積
注:其中S為相線的橫截面積
9、充電樁配電相關的施工建議參數
如下表所示。
注:輸入銅芯線纜截面建議選自國際電工委員會IEC60364-5-523標準
該表只是建議參數,實際情況選擇請按照產品供應商提供的安全參數為準
【延伸閱讀】??電力基礎名詞
°
電壓
電壓,也稱作電勢差或電位差,是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢高低不同所產生的能量差的物理量。此概念與水位高低所造成的“水壓”相似。電壓是推動電荷定向移動形成電流的原因。電流之所以能夠在導線中流動,也是因為在電流中有著高電勢和低電勢之間的差別。這種差別叫電勢差,也叫電壓。
換句話說,在電路中,任意兩點之間的電位差稱為這兩點的電壓。通常用字母U代表電壓。單位是伏特(V),簡稱伏,用符號V表示 1kV=1000V;
注:電壓(U)單位是?kV(k小寫,V大寫)
°
電流
在單位時間里通過截面的電荷量,叫電流。因為有電壓(電勢差)的存在,所以產生了電力場強,使電路中的電荷受到電場力的作用而產生定向移動,從而形成了電路中的電流。
通常用字母I表示,電流單位是?A(安培),有A(安),kA(千安),mA(毫安);1kA=1000A,1A=1000mA。
注:電流(I)單位是?kA, mA 中, k,m為小寫,A大寫
°
電量
物理上,電量表示物體所帶電荷的多少。我們這里表示用電設備或用戶所用電能的數量,又稱電能或電功,它是功率在一定時間內的累加值。
單位:千瓦時 kW·h,兆瓦時MW·h。
注:電量單位是?kWh(k小寫,W大寫,h小寫),MWh(M大寫,W大寫,h小寫)
°
直流電
直流電(Direct Current,簡稱DC),是指方向和時間不作周期性變化的電流,但電流大小可能不固定,而產生波形。又稱恒定電流。一般干電池,電瓶里的電流都為直流電。
°
交流電
交流電,是指大小和方向隨時間作周期性變化的一種電流。在電力系統中的發電,變電,配電和營銷環節中,大部分用到的都是交流電。
°
功率
功率是指物體在單位時間內所做的功,即功率是描述做功快慢的物理量。功的數量一定,時間越短,功率值就越大。求功率的公式為 功率=功/時間 。
功率單位:W(大寫英文字母W)
kW(k為小寫,W為大寫)
MW(均是大寫字母)
1MW=1000kW
1kW=1000W。
°
有功功率
是指保持用電設備正常運行所需的電功率,也就是將電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率;或者是電路中被純電阻部分所消耗的功率,單位是W。(比如:5.5千瓦的電動機就是把5.5千瓦的電能轉換為機械能,帶動水泵抽水或脫粒機脫粒;各種照明設備將電能轉換為光能,供人們生活和工作照明。有功功率的符號用P表示。
單位:瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。)
注:有功功率單位是?W(大寫),kW(k小寫,W大寫),MW(M,W均為大寫)
°
無功功率
交流電在通過純電阻的時候,電能都轉成了熱能,消耗有功功率,而在通過純容性或者純感性負載的時候,并不做功,消耗的功率為無功功率。
無功功率是用于電路內電場與磁場的交換,并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功,而是轉變為其他形式的能量。
凡是有電磁線圈的電氣設備,要建立磁場,就要消耗無功功率。(比如:40瓦的日光燈,除需40多瓦有功功率(鎮流器也需消耗一部分有功功率)來發光外,還需80瓦左右的無功功率供鎮流器的線圈建立交變磁場用。
由于它不對外做功,才被稱之為“無功”。無功功率的符號用Q表示,單位為乏(var)或千乏(kvar)。)?
無功功率不是無用功率,它的用處很大。電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無用功率建立的。
變壓器也同樣需要無功功率,才能使變壓器的一次線圈產生磁場,在二次線圈感應出電壓。因此,沒有無功功率,電動機就不會轉動,變壓器也不能變壓,交流接觸器不會吸合。
為了形象地說明問題,現舉一個例子:農村修水利需要挖土方運土,運土時用竹筐裝滿土,挑走的土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是無功功率,竹筐并不是沒用,沒有竹筐泥土怎么運到堤上呢?
注:無功功率(Q)單位是?var(v,a,r均為小寫),kvar(k小寫,v小寫,a小寫,r小寫)。
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視在功率
電力網絡中,把電壓和電流的乘積稱為視在功率,用S表示,即S=UI。當網絡中的負荷全是純電阻時,視在功率等于有功功率,通常由于電網中存在感性或容性負載,所以視在功率大于有功功率。
為以示區別,視在功率不用瓦特(W)為單位,而用伏安(VA)或千伏安(kVA)為單位。在電力系統中,視在功率反映設備的容量,電氣設備額定電壓與額定電流的乘積就是該設備的容量。
注:視在功率(S)單位是?VA(V,A均為大寫),kVA(k小寫,V,A大寫)
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小知識:電壓kV為什么k要小寫?
1、國際標準的計量單位一般用小寫。僅使用在涉及以名字命名的單位,比如伏特V、安培A、開爾文K、瓦特W等,為了表示對科學家前輩的尊重,就用大寫,其余的非以人名命名的單位一般用小寫。這里解釋了為何V是大寫。
2、對于量詞,一般初始量級用小寫。如果相同字母,大小寫往往區分不同數量級,例如mΩ、MΩ,小寫m表示1×10^-3;而大寫M表示1×10^6。所以這里的k表示1×10^3,應采用小寫。(也許這個小寫k還是為了與K(開爾文)進行區分) 綜上,可以發現kV應當是k小寫,V大寫。
3、即使全部大寫,人家都能看得懂。從學術上來說,國家標準中是怎么樣用,我們就要按照標準來書寫。
▲ 伏特 V
亞歷山德羅·伏特,意大利著名物理學家,1800年發明“伏打電堆”而著名,1827年3月5日,伏特去世,終年八十二歲。為了紀念他,人們將電動勢單位取名伏特。
▲ 安培 A
安德烈·瑪麗·安培,法國著名物理學家、化學家和數學家。安培在1820~1827年對電磁作用的研究成就卓著,被譽為“電學中的牛頓”為了紀念他,電流的國際單位即以其姓氏命名。
▲ 瓦特 W
詹姆斯·瓦特,英國發明家,第一次工業革命的重要人物。1776年制造出第一臺有實用價值的蒸汽機。以后又經過一系列重大改進,使之成為“萬能的原動機”,在工業上得到廣泛應用。他開辟了人類利用能源新時代,使人類進入“蒸汽時代”。后人為了紀念這位偉大的發明家,把功率的單位定為“瓦特”(簡稱“瓦”,符號W)。
編輯:黃飛
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