低壓配電系統(tǒng)

低壓配電電系統(tǒng)主講人：：章彤11。概述述與特點點在鋼鐵企企業(yè)中，，低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)是指電電壓在500V以下的交交流和支支流系統(tǒng)統(tǒng)。有時時交流低低壓配電電系統(tǒng)的的電壓為為690V。交流低低壓配電電系統(tǒng)配配電電壓壓一般為為220V/380V。低壓配電電系統(tǒng)的的設計內內容包括括系統(tǒng)接接線、接接地方式式、設備備選型、、繼電保保護、設設備布置置和安裝裝以及管管線選擇擇和敷設設。低壓配電電系統(tǒng)是是供配電電系統(tǒng)的的一個環(huán)環(huán)節(jié)，它它面向低低壓用電電設備，，因此應應符合各各種低壓壓用電設設備的技技術條件件，它又又要從高高壓系統(tǒng)統(tǒng)取得電電能，所所以必須須與高壓壓系統(tǒng)的的技術要要求相協(xié)協(xié)調。21。概述述與特點點低壓配電電系統(tǒng)的的范圍是是指從低低壓降壓壓變壓器器到用電電設備的的電源側側端子。。低壓配電電系統(tǒng)的的用戶是是直接與與工藝設設備相關關的電氣氣設備，，它的特特點是：：用電設備備類型和和數(shù)量眾眾多，配配置分散散；用電設備備技術要要求繁雜雜，如：：三相不不平衡的的，啟動動頻繁的的，要求求不停電電的。要要求自啟啟動的等等；使用者除除重要的的或有特特殊要求求的低壓壓配電室室，有電電工值班班外，大大多數(shù)的的無人值值班（由由電工定定時巡查查）或由由非電工工代管（（如水泵泵站操作作工帶管管）。自然環(huán)境境較差。。鋼鐵企企業(yè)的車車間內外外多數(shù)屬屬高溫、、高濕、、多塵環(huán)環(huán)境，有有些場所所屬防火火，防腐腐蝕，防防爆等環(huán)環(huán)境。32。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的構劃劃構劃系統(tǒng)統(tǒng)有很多多因數(shù)，，原則上上按分系系統(tǒng)和分分層次來來擬定配配電系統(tǒng)統(tǒng)。分系統(tǒng)一般低壓壓配電系系統(tǒng)可分分為若干干個系統(tǒng)統(tǒng)。每個個系統(tǒng)可可以是一一個配電電箱、一一組低壓壓配電柜柜或者是是一組MCC柜。42。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的構劃劃（A）按對電電源要求求組合分分系統(tǒng)有有：各種電源源各自構構成分系系統(tǒng)，如如若所需需投資不不太大，，將對生生產運行行帶有很很大方便便，對保保證安全全生產是是有利的的；如果有些些負荷很很小，則則將工作作特點相相近的（（如儀表表電源與與控制電電源）合合成一個個分系統(tǒng)統(tǒng)；會相互干干擾的用用戶不應應由同一一系統(tǒng)供供電。如如會產生生強烈電電壓波動動的電弧弧焊接機機不應與與電氣照照明或電電子設備備共系統(tǒng)統(tǒng)。又如如容易產產生接地地故障的的角鋼型型起重機機滑觸線線電源不不宜與主主要生產產線上用用電設備備共系統(tǒng)統(tǒng)。不同時工工作的用用電設備備，不應應合入同同一分系系統(tǒng)。如如道路照照明電源源與交通通信號燈燈電源、、檢修電電源與正正常生產產電源等等。如果車間間有幾條條生產線線，應按按各條生生產線設設分系統(tǒng)統(tǒng)。避免免由一個個分系統(tǒng)統(tǒng)向幾條條生產線線供電，，否則各各生產線線無法單單獨停電電檢修，，而且當當該分系系統(tǒng)發(fā)生生故障時時，全部部生產線線均停產產。同理理，不應應將不同同生產線線的區(qū)段段合在一一個分系系統(tǒng)供電電。對電源可可靠性要要求不同同的用電電設備不不應歸入入同一分分系統(tǒng)。。52。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的構劃劃（B）按電氣氣設備配配置的地地域設分分系統(tǒng)有有：在生產設設備之間間沒有緊緊密連接接的場合合（如機機加工車車間，檢檢驗室等等）可采采用按地地域設分分系統(tǒng)的的方案。。這種方案案的分電電點要靠靠近負荷荷中心，，并考慮慮生產運運行和維維修方便便，每一一個分系系統(tǒng)供電電的地域域不能太太大。上述兩種種設置分分系統(tǒng)的的原則長長存在于于同一個個車間，，例如主主生產線線按對電電源的要要求原則則而人身身通風、、檢修設設備等電電源則按按地域設設分系統(tǒng)統(tǒng)。又如如辦公室室照明按按樓層設設分層的的分系統(tǒng)統(tǒng)，而走走道、樓樓梯間與與房間照照明又是是按電源源要求設設分系統(tǒng)統(tǒng)。62。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的構劃劃分層次為了節(jié)約約配電設設備和線線路的投投資、常常將分系系統(tǒng)集合合成容量量較大的的分系統(tǒng)統(tǒng)，各小小系統(tǒng)是是大的分分系統(tǒng)的的用戶，，它們之之間是上上下級的的關系，，這就構構成低壓壓配電系系統(tǒng)的層層次性。。各層次次的組合合也應符符合構成成分系統(tǒng)統(tǒng)的原則則。由于系統(tǒng)統(tǒng)保護設設備性能能的限制制，低壓壓配電系系統(tǒng)的層層次一般般不宜超超過三級級。直接接接在降降壓變壓壓器出口口的第一一級的回回路數(shù)不不宜太多多，因為為該處的的短路電電流最大大，其開開關設備備的價格格昂貴。。這也是是系統(tǒng)要要分層次次的原因因。一級二級三級72。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的構劃劃注意事項項在擬訂配配電系統(tǒng)統(tǒng)時應該該注意：：系統(tǒng)受降降壓變壓壓器容量量的制約約。它又又受制于于地理環(huán)環(huán)境和消消防法規(guī)規(guī)等；對于各種種電源的的負荷均均較大的的車間，，工藝生生產線的的工作電電源、起起重機電電源、照照明電源源、儀表表電源等等各自設設獨立變變壓器，，如若增增加投資資不多，，對生產產運行管管理是有有利的。。對于各種種電源負負荷均不不太大的的車間，，將電源源要求相相近的，，如儀表表電源與與照明電電源、檢檢修電源源與起重重機電源源等，由由同一臺臺變壓器器的低壓壓配電系系統(tǒng)配電電。一般般車間將將動力力與照明明電源分分別用各各自的變變壓器供供電是可可取的；；如果車間間的各種種電源的的負荷都都很少，，將動力力負荷和和照明負負荷合用用一個變變壓器供供電，則則變壓器器的輸出出電壓需需調整在在合適的的范圍內內；系統(tǒng)中的單單相用電設設備應平衡衡分配于三三相。不能能達到完全全平衡時，，由單相負負荷不引起起的中性線線電流不得得超過變壓壓器低壓繞繞組額定電電流的25%，此時任一一相電流在在滿載時不不得超過額額定電流。。在設計中應應該注意到到單相負荷荷在實際生生產中，未未全部投入入運行時的的不平衡情情況；大容量單相相工頻感應應加熱裝置置，因設平平衡裝置，，使三相不不平衡電流流不大于10%。82。低壓配電電系統(tǒng)的構構劃在低壓配電電系統(tǒng)中存存在諧波源源時，應分分析其嚴重重程度，在在構成系統(tǒng)統(tǒng)時采用對對策；在構成低壓壓配電系統(tǒng)統(tǒng)時還必須須留有備用用回路，其配置原則則為：配合預留的的車間擴建建情況配合預留的的工藝生產產線擴建情情況對于區(qū)域低低壓配電系系統(tǒng)，根據(jù)據(jù)周圍的預預留的待用用空地情況況；即使現(xiàn)在的的車間和工工藝生產線線不準備擴擴建，但由由于工藝和和控制上的的技術發(fā)展展，必定會會增加各種種電氣設備備。因此在在構劃系統(tǒng)統(tǒng)時必須留留備用回路路，一般不不少于饋電電回路總數(shù)數(shù)是10~15%，至少1~2個回路。有有時還預留留配電屏的的位置。預留的饋電電回路的容容量應是可可以接電使使用的，即即變壓器也也留有相應應的富裕容容量。預留的饋電電回路容量量應適當大大一些。大大容量的回回路比小容容量的回路路靈活的多多。93。低壓配配電系統(tǒng)的的制式低壓配電系系統(tǒng)的制式式有:TN—C系統(tǒng)，中性性點接地，，全系統(tǒng)的的N線與PE線合為一根根線PEN。103。低壓配配電系統(tǒng)的的制式TN—C——S系統(tǒng)，中性性點接地，，系統(tǒng)前一一部分為TN—C系統(tǒng)，后一一部分N線與PE線分開。113。低壓配配電系統(tǒng)的的制式TN—S系統(tǒng)，中性性點接地，，整個系統(tǒng)統(tǒng)的中性線線與保護線線（PE）是分開的的。123。低壓配配電系統(tǒng)的的制式TT系統(tǒng)，中性性點接地，，設備外殼殼單獨接地地。133。低壓配配電系統(tǒng)的的制式IT系統(tǒng)，中性性點不接地地或系統(tǒng)一一點經高阻阻接地，設設備外殼單單獨接地。。143。低壓配配電系統(tǒng)的的制式由于經濟上上的考慮（（動力與照照明共用變變壓器、線線路較省））在工廠低低壓配電系系統(tǒng)中廣泛泛采用TN—C制式。對于于車間低壓壓系統(tǒng)中的的三次諧波波電流較大大，或單相相負荷很多多時建議采采用TN—S系統(tǒng)。對民民用建筑和和檢驗室及及儀表電源源等則宜選選用TN—C——S制式為宜。。對高層建建筑的配電電以TN—S制式較合適適。對特別別分散的負負荷，如水水源井（地地下水取水水井）的低低壓系統(tǒng)采采用TT制式較經濟濟、安全。。在特殊車車間才考慮慮TT、IT系統(tǒng)，其外外殼導電部部分接在PE總線上，PE總線單獨接接地。154。低壓配電電系統(tǒng)的電電源低壓配電系系統(tǒng)的電源源按生產需需要分為工工作電源、、備用電壓壓和保安電電源等。1、工作電源源工作電源是是指維持正正常生產而而配置的長長期供電電電源。它還還應能承擔擔在正常生生產時隨時時試運轉的的最大備用用設備和零零星檢修用用設備的負負荷要求。。車間檢修時時工藝生產產流程停下下來，檢修修設備投入入運行，這這也是一種種特殊情況況下的生產產過程，也也由工作電電源供電。。一般車間間檢修用電電比正常生生產時的負負荷低，因因此在設計計中不必為為檢修另設設電源。在計算工作作電源的負負荷可按上上述原則進進行。164。低壓配電電系統(tǒng)的電電源2、備用電源源備用電源是是指工作電電源停電時時才投入的的供電電源源，其供電電對象與工工作電源完完全一樣。。他是當正正常工作電電源可能因因檢修等原原因而有計計劃的停電電，或因故故障突然停停電而設置置的備用電電源，也可可稱備用工工作電源。。174。低壓配電電系統(tǒng)的電電源3、保安電源源保安電源是是指當工作作電源、備備用電源全全停電時保保證工藝生生產設備的的安全停產產和電源恢恢復時保證證盡快恢復復生產所需需電源。它它的供電對對象大部分分在正常生生產時也一一直在工作作。安全停電的的含義是：：a、安全疏散散人員。在在鋼鐵企業(yè)業(yè)中，有許許多場所要要求在事故故停電是迅迅速撤離疏疏散現(xiàn)場人人員，這些些為安全疏疏散人而配配置的設施施，必須保保證供電；；b、安全停產產。設備因因突然停電電而停機，，但是有些些設備停電電后的一段段時間內，，某些環(huán)節(jié)節(jié)不能停，，如潤滑系系統(tǒng)等。大大型設施施如軋鋼車車間加熱爐爐的爐底冷冷卻水，高高爐的爐殼殼，風口等等的冷卻水水都是不能能停電的，，也就是說說為了安全全停產必須須保持某些些必要的設設備繼續(xù)工工作；184。低壓配電電系統(tǒng)的電電源c、安全操作作。停電是是隨機事件件，而有些些工藝操作作不能隨便便停，否則則其后果輕輕則影響恢恢復生產的的時間，重重則可能產產生人身或或設備事故故。如轉爐爐在出鋼時時突然停電電，必須保保證轉爐回回到直立狀狀態(tài)。又如如高爐正在在出鐵時突突然停電，，必須保證證立即堵住住出鐵口，，關閉和開開啟煤氣、、水道的電電動或氣動動閥門。因因此，空壓壓機、液壓壓站、出鐵鐵口起重機機、泥炮機機、開口機機等均需保保證供電；；d、安全監(jiān)視視。各種儀儀表監(jiān)視、、電氣監(jiān)視視和計算機機監(jiān)視不能能因停電而而丟失數(shù)據(jù)據(jù)。采用UPS不間斷電源源。194。低壓配電電系統(tǒng)的電電源4、保安電源源的設計由于電網(wǎng)是是一個整體體，一旦電電網(wǎng)發(fā)上大大事故，則則從電網(wǎng)取取的電源可可能全部消消失。因此此，原則上上保安電源源應獨立與與電網(wǎng)之外外。a.、長期保安安電源的設設計容量大的負負荷，選用用能自啟動動的柴油發(fā)發(fā)電機為宜宜。容量小的負負荷，選用用不停電電電源（UPS）較方便。。屬于本電源源供電的支支流操作電電源和信號號電源，選選用蓄電池池。204。低壓配電電系統(tǒng)的電電源b、短時保安安電源的設設計如長期保安安電源能符符合短時保保安電源要要求的可不不另設。直流短時保保安電源可可采用設置置蓄電池的的方案。如如轉爐傾動動機構，氧氧槍和副槍槍的提升機機構，可設設一套容量量保證轉爐爐爐體由出出鋼位置恢恢復到直立立位置、提提升氧槍和和副槍各一一次的蓄電電池。用于安全疏疏散照明的的除可利用用長期保安安電源外，，現(xiàn)在較多多的采用自自代蓄電池池的應急燈燈具。該燈燈具附有充充電器，當當交流電源源停電時自自動轉由充充滿電的蓄蓄電池供電電。這種燈燈具還可以以安裝于人人行通道的的上方兼做做安全出口口指示燈用用。此外，，還有一種種便攜式的的燈具，平平時放在主主要通道、、電氣室、、地下室的的出入口處處，常長充充電，一旦旦急需，工工作人員可可以方便的的取到。這這類方案比比較簡便經經濟。214。低壓配電電系統(tǒng)的電電源必須特別指指出，因投投資或條件件限制，從從鄰近車間間取一路電電源，或從從不同變壓壓器的低壓壓配電系統(tǒng)統(tǒng)中取一路路電源作為為保安內電電源，其可可信賴性是是很差的，，它實質上上是一中有有容量限制制的備用電電源或聯(lián)絡絡電源。因因鄰近車間間的電源檢檢修時，或或發(fā)生誤操操作時，該該保安電壓壓就不存在在了。如果果采用這種種方式，為為避免誤操操作，應該該在送電回回路設一明明顯醒目的的告示牌（（例如紅底底白字）寫寫名該回路路為鄰近某某某車間的的保安電源源，以免誤誤操作，并并設停電報報警信號。。225。低壓配電電系統(tǒng)的電電壓（1）標準額定定電壓，見見下面表1、表2。表1按GB156—80規(guī)定的標標準額定定電壓摘摘錄僅用于儀儀表用互互感器、、繼電器器等控制制系統(tǒng)；；僅用于礦礦井下、、熱工儀儀表和機機床控制制；僅適用于于單臺設設備的特特殊供電電要求；；僅用于煤煤礦井下下及特殊殊場合。。235。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓表2按GB156—80規(guī)定的開開關裝置置控制電電壓和輔輔助電路路的標準準額定電電壓交流系統(tǒng)統(tǒng)高壓與與低壓的的劃分，，按絕緣緣電壓等等級應以以1000V為分界線線。由于于鋼鐵企企業(yè)內不不采用660V標準額定定電壓，，因此低低壓配電電系統(tǒng)的的電壓定定為380V線電壓。。控制電壓壓：常用用AC220V，一般采采用380V±5%/220V的控制變變壓器供供電。245。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓（2）電壓偏偏移值電氣設備備對電壓壓偏移值值的要求求，見表表3、表4（國家標標準220/380V電壓允許許偏差為為額定電電壓的+7%~-10%）。表3各種用電電設備端端子上允允許的電電壓偏移移值①對于少數(shù)數(shù)事有沖沖擊負荷荷的電動動機（這這些電動動機是根根據(jù)力矩矩要求來來選擇的的），其其電壓降降低的允允許值應應根據(jù)計計算確定定；②一般不大大于15%，當電動動機能保保證生產產機械所所要求的的起動力力矩且不不影響同同一線路路中其他他用電設設備的供供電時，，允許不不大于20%；255。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓265。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓③電阻爐電電壓長期期較低時時，將使使工藝過過程受到到影響；；電壓長長期較高高時，會會使發(fā)熱熱元件的的壽命降降低；275。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓④括號中的的數(shù)據(jù)僅僅適用于于直流沖沖擊波系系列點焊焊機。285。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓295。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓表4一般應用用中控制制電壓的的容限（（對鐵路路和礦山山設備還還可以有有其它數(shù)數(shù)值）①對于西門門子接觸觸器：下下限0.8Ue，上限1.1Ue。305。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓（3）電壓偏偏移的影影響電壓偏離離電氣設設備的額額定電壓壓值會帶帶來各種種影響。。（a）異步電電動機對異步電電動機的的影響，，見表5315。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓325。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓①電壓變化化范圍可可能更大大，其變變化取決決于電動動機型式式，如防防滴式(DP)或全封閉閉風冷式式(TFFC)，和電動動機的容容量(小容量有有較大變變化)。有些數(shù)數(shù)據(jù)將按按制造廠廠提供的的資料變變化。通通常，電電壓比額額定值稍稍高要比比額定值值偏低時時對電動動機性能能的不利利影響小小些。335。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓345。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓（b）同步電電動機同步電動動機磁場場電壓保保持恒定定，如磁磁場由同同軸發(fā)電電機供電電的那樣樣，則除除轉速保保持不變變（頻率率不變））和最大大轉矩或或失步轉轉矩與電電壓成正正比外，，電壓變變化對同同步電動動機的影影響和對對感應電電動機一一樣。假若同步步電動機機磁場電電壓隨供供電線路路電壓變變化，如如磁場由由晶閘管管供電那那樣，則則最大轉轉矩或失失步轉矩矩隨電壓壓的平方方變化。。（c）白熾燈燈受電電壓壓對白熾熾燈的光光通量和和壽命的的影響是是顯著的的，尤其其是信號號燈，燈燈泡的壽壽命比光光通量更更重要，，因此必必須充分分注意電電壓正偏偏移對燈燈泡使用用壽命的的影響。。355。低壓配配電系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓（d）熒光燈燈熒光燈可可以在鎮(zhèn)鎮(zhèn)流器銘銘牌額定定電壓的的±10%的范圍內內工作，，電壓增增減1%光通也增增減1%。電壓變變化對其其壽命的的影響也也比對白白熾燈的的小。鎮(zhèn)鎮(zhèn)流器的的受電電電壓高于于額定值值和工作作溫度高高于正常常時鎮(zhèn)流流器可能能過熱。。（e）高亮度度氣體放放電燈（（水銀、、鈉、金金屬鹵化化物燈））用常規(guī)的的不調壓壓鎮(zhèn)流器器的水銀銀燈，端端電壓降降10%時光通量量減少30%。用恒定瓦數(shù)數(shù)的鎮(zhèn)流器，，光通量減少少10%時，端壓約降降低2%。一般電壓降低低20%左右會自熄，，電壓恢復時時重新起輝。。燈的壽命與與起動次數(shù)成成反比，因此此電壓波動大大了會縮短壽壽命。365。低壓配電系系統(tǒng)的電壓（f）電容器電容器輸出的的無功功率隨隨所加電壓的的平方變化，，因此電壓降降10%，輸出無功功功率減少19%。（4）三相電壓不不平衡的影響響當相電壓不平平衡時，三相相電動機的負負載電流會增增加，電機發(fā)發(fā)熱增加，如如表6所示。但電動動機的過負載載保護只與正正常的過電流流（正序電流流）有關，與與負序電流無無關。如果電動機正正常工作已接接近滿載，則則相電壓不平平衡超過2%，很可能產生生過熱。某些電子設備備，在相電壓壓不平衡大于于2%（或2.5%）時可能受影影響，應向制制造廠索取有有關資料。375。低壓配電系系統(tǒng)的電壓表6相電壓不平衡衡對電動機溫溫升的影響385。低壓配電系系統(tǒng)的電壓（5）電壓閃變的的影響對電壓閃變最最敏感且給人人的感受最直直觀的是白熾熾燈。（6）諧波的影響響電網(wǎng)中接有整整流器、逆變變器、過勵磁磁的變壓器、、電動機、凸凸極電動機和和氣體放電燈燈等設備時會會產生諧波。。諧波的影響一一般有：交流發(fā)電機、、變壓器、電電動機、線路路等增加損耗耗電容器、電纜纜絕緣損壞電子計算機失失控，電子設設備誤觸發(fā)，，電子元件測測試無法進行行繼電保護誤動動作或拒動感應型電度表表計量不準確確電子系統(tǒng)干擾擾通訊線路395。低壓配電系系統(tǒng)的電壓在對稱的三相相系統(tǒng)中，基基波的偶數(shù)倍倍諧波是沒有有的，3，9，15，21，和27次是零序諧波波。這些諧波波能在有中性性線的三相Y接線接地的電電容組中流過過，這就是工工業(yè)電容器組組不應接地的的一個理由。。整流器產生（（pn±1）次諧波，p整流器脈動數(shù)數(shù)，n為1、2、3、……。則6脈動整流將產產生5、7、11、13、17……次諧波。12脈動整流將產產生11、13、23、25……次諧波。(pn+1）次諧波(如7、13、19、和25次)是正序諧波，，這些諧波波在三相相平衡的線間間電流中出現(xiàn)現(xiàn)。（Pn-1）次諧波（如如5、11、17和23次）是負序諧諧波，這些諧諧波增加了電電動機發(fā)熱。。一般在低壓配配電系統(tǒng)中不不配備消除諧諧波影響的專專門設備，只只在設計中采采用諧波影響響小的方案。。但在條件可可能時應對系系統(tǒng)中的諧波波影響有定量量掌握，以便便提給高壓供供電系統(tǒng)進行行統(tǒng)籌處理。。405。低壓配電系系統(tǒng)的電壓（7）額定功率根據(jù)GB1980-80，電力系統(tǒng)和和一般工業(yè)電電氣設備的額額定功率為50Hz。額定功率允允許偏差值規(guī)規(guī)定為下列6種：±0.2%、±0.5%、±1%、±2%、±5%、±10%。在鋼鐵工廠內內，如無特殊殊要求的設備備，一般要求求±5%。我們的設計中中一般采用±2%415。低壓配電系系統(tǒng)的電壓（8