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干貨 | 什么是配電系統?

水木源華2020-05-23 07:55:56

什么是配電系統?




傳統上將電力系統劃分為發電、輸電和配電三大組成系統。 ?


發電系統發出的電能經由輸電系統的輸送,最后由配電系統分配給各個用戶。 ? ?一般地,將電力系統中從降壓配電變電站(高壓配電變電站)出口到用戶端的這一段系統稱為配電系統。 ?


配電系統是由多種配電設備(或元件)和配電設施所組成的變換電壓和直接向終端用戶分配電能的一個電力網絡系統。


變壓器異常運行和常見故障如下

一、 變壓器聲音出現異常的情況。 ?


二、 在正常負荷和正常冷卻方式下,變壓器出現油溫不斷升高的情況。 ?


三、 變壓器絕緣油顏色出現顯著變化的情況。 ??


四、 油枕或防爆管出現噴油的情況。 ? ?


五、 出現三相電壓不平衡的情況。 ??


六、 繼電保護發生動作的情況。 ?


七、 絕緣瓷套管出現閃絡和爆炸的情況。 ? ?


八、 分接開關出現故障的情況。

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低壓配電系統的基本方式

根據 IEC 規定的各種保護方式、術語概念,低壓配電系統按接地方式的不同分為三類,即 TT 、 TN 和 IT 系統,分述如下。 ?


1、TT 方式供電系統?TT 方式是指將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統,稱為保護接地系統,也稱 TT 系統。第一個符號 T 表示電力系統中性點直接接地;第二個符號 T 表示負載設備外露不與帶電體相接的金屬導電部分與大地直接聯接,而與系統如何接地無關。在 TT 系統中負載的所有接地均稱為保護接地,這種供電系統的特點如下。 ?


(1)當電氣設備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設備絕緣損壞而漏電)時,由于有接地保護,可以大大減少觸電的危險性。但是,低壓斷路器(自動開關)不一定能跳閘,造成漏電設備的外殼對地電壓高于安全電壓,屬于危險電壓。 ?


(2)當漏電電流比較小時,即使有熔斷器也不一定能熔斷,所以還需要漏電保護器作保護,困此 TT 系統難以推廣。 ?


(3)TT 系統接地裝置耗用鋼材多,而且難以回收、費工時、費料。 ?


現在有的建筑單位是采用 TT 系統,施工單位借用其電源作臨時用電時,應用一條專用保護線,以減少需接地裝置鋼材用量。 ?


把新增加的專用保護線 PE 線和工作零線 N 分開,其特點是:①共用接地線與工作零線沒有電的聯系;②正常運行時,工作零線可以有電流,而專用保護線沒有電流;③ TT 系統適用于接地保護占很分散的地方。

2、TN 方式供電系統?這種供電系統是將電氣設備的金屬外殼與工作零線相接的保護系統,稱作接零保護系統,用 TN 表示。它的特點如下。 ?


(1)一旦設備出現外殼帶電,接零保護系統能將漏電電流上升為短路電流,這個電流很大,是 TT 系統的 5.3 倍,實際上就是單相對地短路故障,熔斷器的熔絲會熔斷,低壓斷路器的脫扣器會立即動作而跳閘,使故障設備斷電,比較安全。 ?


(2)TN 系統節省材料、工時,在我國和其他許多國家廣泛得到應用,可見比 TT 系統優點多。 TN 方式供電系統中,根據其保護零線是否與工作零線分開而劃分為 TN-C 和 TN-S 等兩種。

?3、 TN-C 方式供電系統?它是用工作零線兼作接零保護線,可以稱作保護中性線,可用 NPE 表示?

4、 TN-S 方式供電系統?它是把工作零線 N 和專用保護線 PE 嚴格分開的供電系統,稱作 TN-S 供電系統, TN-S 供電系統的特點如下。 ?


(1)系統正常運行時,專用保護線上不有電流,只是工作零線上有不平衡電流。 PE 線對地沒有電壓,所以電氣設備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線 PE 上,安全可靠。 ? ?(2)工作零線只用作單相照明負載回路。 ?


(3)專用保護線 PE 不許斷線,也不許進入漏電開關。 ?


(4)干線上使用漏電保護器,工作零線不得有重復接地,而 PE 線有重復接地,但是不經過漏電保護器,所以 TN-S 系統供電干線上也可以安裝漏電保護器。 ?


(5)TN-S 方式供電系統安全可靠,適用于工業與民用建筑等低壓供電系統。在建筑工程工工前的“三通一平”(電通、水通、路通和地平——必須采用 TN-S 方式供電系統。 ?

5、TN-C-S 方式供電系統?在建筑施工臨時供電中,如果前部分是 TN-C 方式供電,而施工規范規定施工現場必須采用 TN-S 方式供電系統,則可以在系統后部分現場總配電箱分出 PE 線, TN-C-S 系統的特點如下。 ?


(1)工作零線 N 與專用保護線 PE 相聯通,如圖 1-5ND 這段線路不平衡電流比較大時,電氣設備的接零保護受到零線電位的影響。 D 點至后面 PE 線上沒有電流,即該段導線上沒有電壓降,因此, TN-C-S 系統可以降低電動機外殼對地的電壓,然而又不能完全消除這個電壓,這個電壓的大小取決于 ND 線的負載不平衡的情況及 ND 這段線路的長度。負載越不平衡, ND 線又很長時,設備外殼對地電壓偏移就越大。所以要求負載不平衡電流不能太大,而且在 PE 線上應作重復接地。 ?


(2)PE 線在任何情況下都不能進入漏電保護器,因為線路末端的漏電保護器動作會使前級漏電保護器跳閘造成大范圍停電。 ?


(3)對 PE 線除了在總箱處必須和 N 線相接以外,其他各分箱處均不得把 N 線和 PE 線相聯, PE 線上不許安裝開關和熔斷器,也不得用大顧兼作 PE 線。 ? ?通過上述分析, TN-C-S 供電系統是在 TN-C 系統上臨時變通的作法。當三相電力變壓器工作接地情況良好、三相負載比較平衡時, TN-C-S 系統在施工用電實踐中效果還是可行的。但是,在三相負載不平衡、建筑施工工地有專用的電力變壓器時,必須采用 TN-S 方式供電系統。?

6、IT 方式供電系統?I 表示電源側沒有工作接地,或經過高阻抗接地。第二個字母 T 表示負載側電氣設備進行接地保護。 ?


?IT 方式供電系統在供電距離不是很長時,供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所,或者是要求嚴格地連續供電的地方,例如電力煉鋼、大醫院的手術室、地下礦井等處。地下礦井內供電條件比較差,電纜易受潮。運用 IT 方式供電系統,即使電源中性點不接地,一旦設備漏電,單相對地漏電流仍小,不會破壞電源電壓的平衡,所以比電源中性點接地的系統還安全。 ?


但是,如果用在供電距離很長時,供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。在負載發生短路故障或漏電使設備外殼帶電時,漏電電流經大地形成架路,保護設備不一定動作,這是危險的。只有在供電距離不太長時才比較安全。這種供電方式在工地上很少見。


配電系統節能改造

中國地區和企業的供配電系統,電能浪費很大,其問題是多方面的,主要問題及解決措施如下述。 ?


① 電網容量與負荷不匹配 ?


隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,用電量迅速增加,原建配電網的設備和導線均與用電量不相匹配,不少地方超負荷運行,不僅影響供電安全,還大大增加了配電系統的損耗。節能改造的辦法就是更新線路與設備。 ? ?


② 供電電壓不合理 ?


有些地區和許多較大型用電單位的供電電壓偏低,如過去規定企業進線電壓應為6千伏,中間需經過多次降壓,既需較多的建設資金,又增加了系統的電力損耗。適當提高供電電壓,將原二次乃至三次降壓減少為一次,可大大減少供電系統的設備與線路損耗。 ??


?③ 布局不合理??


許多地區的用電戶和企業的用電設備遠離配電中心,使得低壓(0.4千伏)送電距離過長,造成很大的線路損耗和電壓降落。這種情況在舊的大、中型企業中普遍存在,原因是當時設計規定配電中心要建在企業的引進電源的一端。改善的措施是在保證安全的前提下,盡量移近配電中心與用電設備的距離,將原來低壓長距離送電改為高壓長距離、低壓短距離送電,可以大大減少送電線路的損耗。 ? ?


④ 無功功率短缺??


隨著經濟的發展,供配電系統中感性負荷迅速增加,眾多的配電變壓器和電動機處于低負荷率的非經濟運行狀態,造成供配電系統無功功率的大量需求,如不及時補充,將引起供電電壓質量下降,系統損耗增加,既要浪費電能,又將影響供配電設備的使用率,甚至造成事故。解決以上問題的技術措施是在供電方和用電方加裝補償電容,前者稱集中補償,直接受益者是供電部門,用戶的效益來自少受功率因數不達標的罰款;后者稱為就地補償,直接受益者是用戶,主要是減少線路損耗。無功補償的效益除上述之外,還可以增大發電機、變壓器等設備的利用率,降低供電成本,提高系統運行的安全性。 ??


?⑤ 配電設備陳舊落后??


我國在用的配電設備如配電變壓器及各類開關,許多是陳舊落后的,由于資金不足和相關部門節能意識不夠等原因,不能及時更新,結果浪費了大量電能。如配電變壓器的空載損耗60年代初的ST型變壓器是70年代初期產品S1型變壓器的1.32倍,S1系列又比S6系列的大約14%,而90年代后期以前應用的S7系列變壓器又比S6系列的小45%,90年代末國家推廣使用的S9系列變壓器的空載損耗和負載損耗更小。其它如電磁開關、電纜接頭及連接金具等情形類似。如能及時更新這些陳舊落后的配電設備,可使配電系統減少大量無謂的電能浪費。


—End—

來源:云回路

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