低压配电系统讲解

低压配电系统主讲人：**11。概述与特点在钢铁企业中，低压配电系统是指电压在500V以下的交流和支流系统。有时交流低压配电系统的电压为690V。交流低压配电系统配电电压一般为220V/380V。低压配电系统的设计内容包括系统接线、接地方式、设备选型、继电保护、设备布置和安装以及管线选择和敷设。低压配电系统是供配电系统的一个环节，它面向低压用电设备，因此应符合各种低压用电设备的技术条件，它又要从高压系统取得电能，所以必须与高压系统的技术要求相协调。21。概述与特点低压配电系统的范围是指从低压降压变压器到用电设备的电源侧端子。低压配电系统的用户是直接与工艺设备相关的电气设备，它的特点是：用电设备类型和数量众多，配置分散；用电设备技术要求繁杂，如：三相不平衡的，启动频繁的，要求不停电的。要求自启动的等；使用者除重要的或有特殊要求的低压配电室，有电工值班外，大多数的无人值班（由电工定时巡查）或由非电工代管（如水泵站操作工带管）。自然环境较差。钢铁企业的车间内外多数属高温、高湿、多尘环境，有些场所属防火，防腐蚀，防爆等环境。32。低压配电系统的构划构划系统有很多因数，原则上按分系统和分层次来拟定配电系统。分系统一般低压配电系统可分为若干个系统。每个系统可以是一个配电箱、一组低压配电柜或者是一组MCC柜。42。低压配电系统的构划（A）按对电源要求组合分系统有：各种电源各自构成分系统，如若所需投资不太大，将对生产运行带有很大方便，对保证安全生产是有利的；如果有些负荷很小，则将工作特点相近的（如仪表电源与控制电源）合成一个分系统；会相互干扰的用户不应由同一系统供电。如会产生强烈电压波动的电弧焊接机不应与电气照明或电子设备共系统。又如容易产生接地故障的角钢型起重机滑触线电源不宜与主要生产线上用电设备共系统。不同时工作的用电设备，不应合入同一分系统。如道路照明电源与交通信号灯电源、检修电源与正常生产电源等。如果车间有几条生产线，应按各条生产线设分系统。避免由一个分系统向几条生产线供电，否则各生产线无法单独停电检修，而且当该分系统发生故障时，全部生产线均停产。同理，不应将不同生产线的区段合在一个分系统供电。对电源可靠性要求不同的用电设备不应归入同一分系统。52。低压配电系统的构划（B）按电气设备配置的地域设分系统有：在生产设备之间没有紧密连接的场合（如机加工车间，检验室等）可采用按地域设分系统的方案。这种方案的分电点要靠近负荷中心，并考虑生产运行和维修方便，每一个分系统供电的地域不能太大。上述两种设置分系统的原则长存在于同一个车间，例如主生产线按对电源的要求原则而人身通风、检修设备等电源则按地域设分系统。又如办公室照明按楼层设分层的分系统，而走道、楼梯间与房间照明又是按电源要求设分系统。62。低压配电系统的构划分层次为了节约配电设备和线路的投资、常将分系统集合成容量较大的分系统，各小系统是大的分系统的用户，它们之间是上下级的关系，这就构成低压配电系统的层次性。各层次的组合也应符合构成分系统的原则。由于系统保护设备性能的限制，低压配电系统的层次一般不宜超过三级。直接接在降压变压器出口的第一级的回路数不宜太多，因为该处的短路电流最大，其开关设备的价格昂贵。这也是系统要分层次的原因。

一级

二级三级72。低压配电系统的构划注意事项在拟订配电系统时应该注意：系统受降压变压器容量的制约。它又受制于地理环境和消防法规等；对于各种电源的负荷均较大的车间，工艺生产线的工作电源、起重机电源、照明电源、仪表电源等各自设独立变压器，如若增加投资不多，对生产运行管理是有利的。对于各种电源负荷均不太大的车间，将电源要求相近的，如仪表电源与照明电源、检修电源与起重机电源等，由同一台变压器的低压配电系统配电。一般车间将动力与照明电源分别用各自的变压器供电是可取的；如果车间的各种电源的负荷都很少，将动力负荷和照明负荷合用一个变压器供电，则变压器的输出电压需调整在合适的范围内；系统中的单相用电设备应平衡分配于三相。不能达到完全平衡时，由单相负荷不引起的中性线电流不得超过变压器低压绕组额定电流的25%，此时任一相电流在满载时不得超过额定电流。在设计中应该注意到单相负荷在实际生产中，未全部投入运行时的不平衡情况；大容量单相工频感应加热装置，因设平衡装置，使三相不平衡电流不大于10%。82。低压配电系统的构划在低压配电系统中存在谐波源时，应分析其严重程度，在构成系统时采用对策；在构成低压配电系统时还必须留有备用回路，其配置原则为：配合预留的车间扩建情况配合预留的工艺生产线扩建情况对于区域低压配电系统，根据周围的预留的待用空地情况；即使现在的车间和工艺生产线不准备扩建，但由于工艺和控制上的技术发展，必定会增加各种电气设备。因此在构划系统时必须留备用回路，一般不少于馈电回路总数是10~15%，至少1~2个回路。有时还预留配电屏的位置。预留的馈电回路的容量应是可以接电使用的，即变压器也留有相应的富裕容量。预留的馈电回路容量应适当大一些。大容量的回路比小容量的回路灵活的多。93。低压配电系统的制式低压配电系统的制式有:TN—C系统，中性点接地，全系统的N线与PE线合为一根线PEN。103。低低压压配配电电系系统统的的制制式式TN——C——S系统统，，中中性性点点接接地地，，系系统统前前一一部部分分为为TN——C系统统，，后后一一部部分分N线与与PE线分分开开。。113。低低压压配配电电系系统统的的制制式式TN——S系统统，，中中性性点点接接地地，，整整个个系系统统的的中中性性线线与与保保护护线线（（PE）是是分分开开的的。。123。低低压压配配电电系系统统的的制制式式TT系统统，，中中性性点点接接地地，，设设备备外外壳壳单单独独接接地地。。133。低低压压配配电电系系统统的的制制式式IT系统统，，中中性性点点不不接接地地或或系系统统一一点点经经高高阻阻接接地地，，设设备备外外壳壳单单独独接接地地。。143。低低压压配配电电系系统统的的制制式式由于于经经济济上上的的考考虑虑（（动动力力与与照照明明共共用用变变压压器器、、线线路路较较省省））在在工工厂厂低低压压配配电电系系统统中中广广泛泛采采用用TN——C制式式。。对对于于车车间间低低压压系系统统中中的的三三次次谐谐波波电电流流较较大大，，或或单单相相负负荷荷很很多多时时建建议议采采用用TN——S系统统。。对对民民用用建建筑筑和和检检验验室室及及仪仪表表电电源源等等则则宜宜选选用用TN——C——S制式式为为宜宜。。对对高高层层建建筑筑的的配配电电以以TN——S制式式较较合合适适。。对对特特别别分分散散的的负负荷荷，，如如水水源源井井（（地地下下水水取取水水井井））的的低低压压系系统统采采用用TT制式式较较经经济济、、安安全全。。在在特特殊殊车车间间才才考考虑虑TT、IT系统统，，其其外外壳壳导导电电部部分分接接在在PE总线线上上，，PE总线线单单独独接接地地。。154。低低压压配配电电系系统统的的电电源源低压压配配电电系系统统的的电电源源按按生生产产需需要要分分为为工工作作电电源源、、备备用用电电压压和和保保安安电电源源等等。。1、工工作作电电源源工作作电电源源是是指指维维持持正正常常生生产产而而配配置置的的长长期期供供电电电电源源。。它它还还应应能能承承担担在在正正常常生生产产时时随随时时试试运运转转的的最最大大备备用用设设备备和和零零星星检检修修用用设设备备的的负负荷荷要要求求。。车间间检检修修时时工工艺艺生生产产流流程程停停下下来来，，检检修修设设备备投投入入运运行行，，这这也也是是一一种种特特殊殊情情况况下下的的生生产产过过程程，，也也由由工工作作电电源源供供电电。。一一般般车车间间检检修修用用电电比比正正常常生生产产时时的的负负荷荷低低，，因因此此在在设设计计中中不不必必为为检检修修另另设设电电源源。。在计计算算工工作作电电源源的的负负荷荷可可按按上上述述原原则则进进行行。。164。低低压压配配电电系系统统的的电电源源2、备备用用电电源源备用用电电源源是是指指工工作作电电源源停停电电时时才才投投入入的的供供电电电电源源，，其其供供电电对对象象与与工工作作电电源源完完全全一一样样。。他他是是当当正正常常工工作作电电源源可可能能因因检检修修等等原原因因而而有有计计划划的的停停电电，，或或因因故故障障突突然然停停电电而而设设置置的的备备用用电电源源，，也也可可称称备备用用工工作作电电源源。。174。低压配配电系统统的电源源3、保安电电源保安电源源是指当当工作电电源、备备用电源源全停电电时保证证工艺生生产设备备的安全全停产和和电源恢恢复时保保证尽快快恢复生生产所需需电源。。它的供供电对象象大部分分在正常常生产时时也一直直在工作作。安全停电电的含义义是：a、安全疏疏散人员员。在钢钢铁企业业中，有有许多场场所要求求在事故故停电是是迅速撤撤离疏散散现场人人员，这这些为安安全疏散散人而配配置的设设施，必必须保证证供电；；b、安全停停产。设设备因突突然停电电而停机机，但是是有些设设备停电电后的一一段时间间内，某某些环节节不能停停，如润润滑系统统等。大大型设设施如轧轧钢车间间加热炉炉的炉底底冷却水水，高炉炉的炉壳壳，风口口等的冷冷却水都都是不能能停电的的，也就就是说为为了安全全停产必必须保持持某些必必要的设设备继续续工作；；184。低压配配电系统统的电源源c、安全操操作。停停电是随随机事件件，而有有些工艺艺操作不不能随便便停，否否则其后后果轻则则影响恢恢复生产产的时间间，重则则可能产产生人身身或设备备事故。。如转炉炉在出钢钢时突然然停电，，必须保保证转炉炉回到直直立状态态。又如如高炉正正在出铁铁时突然然停电，，必须保保证立即即堵住出出铁口，，关闭和和开启煤煤气、水水道的电电动或气气动阀门门。因此此，空压压机、液液压站、、出铁口口起重机机、泥炮炮机、开开口机等等均需保保证供电电；d、安全监监视。各各种仪表表监视、、电气监监视和计计算机监监视不能能因停电电而丢失失数据。。采用UPS不间断电电源。194。低压配配电系统统的电源源4、保安电电源的设设计由于电网网是一个个整体，，一旦电电网发上上大事故故，则从从电网取取的电源源可能全全部消失失。因此此，原则则上保安安电源应应独立与与电网之之外。a.、长期保保安电源源的设计计容量大的的负荷，，选用能能自启动动的柴油油发电机机为宜。。容量小的的负荷，，选用不不停电电电源（UPS）较方便便。属于本电电源供电电的支流流操作电电源和信信号电源源，选用用蓄电池池。204。低压配配电系统统的电源源b、短时保保安电源源的设计计如长期保保安电源源能符合合短时保保安电源源要求的的可不另另设。直流短时时保安电电源可采采用设置置蓄电池池的方案案。如转转炉倾动动机构，，氧枪和和副枪的的提升机机构，可可设一套套容量保保证转炉炉炉体由由出钢位位置恢复复到直立立位置、、提升氧氧枪和副副枪各一一次的蓄蓄电池。。用于安全全疏散照照明的除除可利用用长期保保安电源源外，现现在较多多的采用用自代蓄蓄电池的的应急灯灯具。该该灯具附附有充电电器，当当交流电电源停电电时自动动转由充充满电的的蓄电池池供电。。这种灯灯具还可可以安装装于人行行通道的的上方兼兼做安全全出口指指示灯用用。此外外，还有有一种便便携式的的灯具，，平时放放在主要要通道、、电气室室、地下下室的出出入口处处，常长长充电，，一旦急急需，工工作人员员可以方方便的取取到。这这类方案案比较简简便经济济。214。低压配配电系统统的电源源必须特别别指出，，因投资资或条件件限制，，从邻近近车间取取一路电电源，或或从不同同变压器器的低压压配电系系统中取取一路电电源作为为保安内内电源，，其可信信赖性是是很差的的，它实实质上是是一中有有容量限限制的备备用电源源或联络络电源。。因邻近近车间的的电源检检修时，，或发生生误操作作时，该该保安电电压就不不存在了了。如果果采用这这种方式式，为避避免误操操作，应应该在送送电回路路设一明明显醒目目的告示示牌（例例如红底底白字））写名该该回路为为邻近某某某车间间的保安安电源，，以免误误操作，，并设停停电报警警信号。。225。低压配配电系统统的电压压（1）标准额额定电压压，见下下面表1、表2。表1按GB156—80规定的标标准额定定电压摘摘录仅用于仪仪表用互互感器、、继电器器等控制制系统；；仅用于矿矿井下、、热工仪仪表和机机床控制制；仅适用于于单台设设备的特特殊供电电要求；；仅用于煤煤矿井下下及特殊殊场合。。235。低压配配电系统统的电压压表2按GB156—80规定的开开关装置置控制电电压和辅辅助电路路的标准准额定电电压交流系统统高压与与低压的的划分，，按绝缘缘电压等等级应以以1000V为分界线线。由于于钢铁企企业内不不采用660V标准额定定电压，，因此低低压配电电系统的的电压定定为380V线电压。。控制电压压：常用用AC220V，一般采采用380V±5%/220V的控制变变压器供供电。245。低压配配电系统统的电压压（2）电压偏偏移值电气设备备对电压压偏移值值的要求求，见表表3、表4（国家标标准220/380V电压允许许偏差为为额定电电压的+7%~-10%）。表3各种用电电设备端端子上允允许的电电压偏移移值①对于少数数事有冲冲击负荷荷的电动动机（这这些电动动机是根根据力矩矩要求来来选择的的），其其电压降降低的允允许值应应根据计计算确定定；②一般不大大于15%，当电电动机机能保保证生生产机机械所所要求求的起起动力力矩且且不影影响同同一线线路中中其他他用电电设备备的供供电时时，允允许不不大于于20%；255。低压压配电电系统统的电电压265。低压压配电电系统统的电电压③电阻炉炉电压压长期期较低低时，，将使使工艺艺过程程受到到影响响；电电压长长期较较高时时，会会使发发热元元件的的寿命命降低低；275。低压压配电电系统统的电电压④括号中中的数数据仅仅适用用于直直流冲冲击波波系列列点焊焊机。。285。低压压配电电系统统的电电压295。低压压配电电系统统的电电压表4一般应应用中中控制制电压压的容容限（（对铁铁路和和矿山山设备备还可可以有有其它它数值值）①对于西西门子子接触触器：：下限限0.8Ue，上限限1.1Ue。305。低压压配电电系统统的电电压（3）电压压偏移移的影影响电压偏偏离电电气设设备的的额定定电压压值会会带来来各种种影响响。（a）异步步电动动机对异步步电动动机的的影响响，见见表5315。低压压配电电系统统的电电压325。低压压配电电系统统的电电压①电压变变化范范围可可能更更大，，其变变化取取决于于电动动机型型式，，如防防滴式式(DP)或全封封闭风风冷式式(TFFC)，和电电动机机的容容量(小容量量有较较大变变化)。有些些数据据将按按制造造厂提提供的的资料料变化化。通通常，，电压压比额额定值值稍高高要比比额定定值偏偏低时时对电电动机机性能能的不不利影影响小小些。。335。低压压配电电系统统的电电压345。低压压配电电系统统的电电压（b）同步步电动动机同步电电动机机磁场场电压压保持持恒定定，如如磁场场由同同轴发发电机机供电电的那那样，，则除除转速速保持持不变变（频频率不不变））和最最大转转矩或或失步步转矩矩与电电压成成正比比外，，电压压变化化对同同步电电动机机的影影响和和对感感应电电动机机一样样。假若同同步电电动机机磁场场电压压随供供电线线路电电压变变化，，如磁磁场由由晶闸闸管供供电那那样，，则最最大转转矩或或失步步转矩矩随电电压的的平方方变化化。（c）白炽炽灯受电电电压对对白炽炽灯的的光通通量和和寿命命的影影响是是显著著的，，尤其其是信信号灯灯，灯灯泡的的寿命命比光光通量量更重重要，，因此此必须须充分分注意意电压压正偏偏移对对灯泡泡使用用寿命命的影影响。。355。低压压配电电系统统的电电压（d）荧光光灯荧光灯灯可以以在镇镇流器器铭牌牌额定定电压压的±10%的范围围内工工作，，电压压增减减1%光通也也增减减1%。电压压变化化对其其寿命命的影影响也也比对对白炽炽灯的的小。。镇流流器的的受电电电压压高于于额定定值和和工作作温度度高于于正常常时镇镇流器器可能能过热热。（e）高亮亮度气气体放放电灯灯（水水银、、钠、、金属属卤化化物灯灯）用常规规的不不调压压镇流流器的的水银银灯，，端电电压降降10%时光通通量减减少30%。用恒恒定瓦瓦数的的镇流流器，，光通通量减减少10%时，端端压约约降低低2%。一般电压降降低20%左右会自熄熄，电压恢恢复时重新新起辉。灯灯的寿命与与起动次数数成反比，，因此电压压波动大了了会缩短寿寿命。365。低压配电电系统的电电压（f）电容器电容器输出出的无功功功率随所加加电压的平平方变化，，因此电压压降10%，输出无功功功率减少少19%。（4）三相电压压不平衡的的影响当相电压不不平衡时，，三相电动动机的负载载电流会增增加，电机机发热增加加，如表6所示。但电电动机的过过负载保护护只与正常常的过电流流（正序电电流）有关关，与负序序电流无关关。如果电动机机正常工作作已接近满满载，则相相电压不平平衡超过2%，很可能产产生过热。。某些电子设设备，在相相电压不平平衡大于2%（或2.5%）时可能受受影响，应应向制造厂厂索取有关关资料。375。低压配电电系统的电电压表6相电压不平平衡对电动动机温升的的影响385。低压配电电系统的电电压（5）电压闪变变的影响对电压闪变变最敏感且且给人的感感受最直观观的是白炽炽灯。（6）谐波的影影响电网中接有有整流器、、逆变器、、过励磁的的变压器、、电动机、、凸极电动动机和气体体放电灯等等设备时会会产生谐波波。谐波的影响响一般有：：交流发电机机、变压器器、电动机机、线路等等增加损耗耗电容器、电电缆绝缘损损坏电子计算机机失控，电电子设备误误触发，电电子元件测测试无法进进行继电保护误误动作或拒拒动感应型电度度表计量不不准确电子系统干干扰通讯线线路395。低压配电电系统的电电压在对称的三三相系统中中，基波的的偶数倍谐谐波是没有有的，3，9，15，21，和27次是零序谐谐波。这些些谐波能在在有中性线线的三相Y接线接地的的电容组中中流过，这这就是工业业电容器组组不应接地地的一个理理由。整流器产产生（pn±1）次谐波波，p整流器脉脉动数，，n为1、2、3、……。则6脉动整流流将产生生5、7、11、13、17………次谐波。。12脉动整流流将产生生11、13、23、25………次谐波。。(pn+1）次谐波波(如7、13、19、和25次)是正序谐谐波，这这些谐波波在三相相平衡的的线间电电流中出出现。（Pn-1）次谐波波（如5、11、17和23次）是负负序谐波波，这些些谐波增增加了电电动机发发热。一般在低低压配电电系统中中不配备备消除谐谐波影响响的专门门设备，，只在设设计中采采用谐波波影响小小的方案案。但在在条件可可能时应应对系统统中的谐谐波影响响有定量量掌握，，以便提提给高压压供电系系统进行行统筹处处理。405。低压配配电系统统的电压压（7）额定功功率根据GB1980-80，电力系系统和一一般工业业电气设设备的额额定功率率为50Hz。额定功功率允许许偏差