電力百科｜詳解什么是低壓配電系統？低壓配電系統知識點收藏
2020-4-3 15:35:41??????點擊：
低壓配電系統由配電變電所（通常是將電網的輸電電壓降為配電電壓）、高壓配電線路（即1千伏以上電壓）、配電變壓器、低壓配電線路（1千伏以下電壓）以及相應的控制保護設備組成。.
一般包括：
進線柜、電容補償柜、聯絡柜、出線柜等主要設備。
低壓柜變壓器段：
變壓器 → 進線柜 → 無功補償柜 → 母聯柜 → 出線柜。
二、低壓配電系統主要的設備
（1）低壓進線柜
1. 進線柜，就是從外部引進電源的開關柜。一般是從供電網引入10kV電源，10kV電源經過開關柜將電能送到10kV母線，這個開關柜就是進線柜。
（2）出線柜
出線柜，就是從母線分配電能的開關柜。
從10kV母線經開關柜送至電力變壓器，這個開關柜就是10kV的出線柜之一。在變壓器低壓側安裝出口開關柜，將電能經此開關柜送至低壓母線，再在低壓側安裝若干臺低壓開關柜，將電能送到各用電處。這些低壓開關柜都是出線柜。
35—110kV及以上電壓等級的變電站，進線柜均所指為變壓器低壓（10kV）開關柜。即由變壓器低壓側輸出連接至10kV母線的初始端的第一個柜：稱為進線柜，也稱為變低進線柜。
進線柜為負荷側的總開關柜，該柜擔負著整段母線所承載的電流，由于該開關柜所聯接的是主變與低壓側負荷輸出，就顯其作用的重要所在。在繼電保護方面當主變低壓側母線或斷路器發生故障時，要靠變壓器低壓側的過流保護跳開進線柜開關來切除故障。
低壓側母線故障要也靠主變壓器低壓側的后備保護來切除進線柜開關。變壓器差動保護動作也切除變壓器低壓側斷路器即進線柜。
3. 起隔離、分斷、保護、監測、控制主電路供電質量、安全作用。
（3）電容補償柜
1. 電容補償柜的作用是平衡設備感性負載，提高功率因數，以提升設備的利用率。
為了改善電網功率因數低下帶來的能源浪費和這些不利供電生電容補償柜產的因素，必須使電網功率因數得到有效的提高。
但顯然這些無功功率如果都要由發電機提供并遠距離傳送是不合理的，通常也是不可能的。合理的辦法就是在需要無功功率的地方產生無功功率，即增加無功功率補償設備與裝置。也就是電容補償柜。
2. 功率因數的概念：在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。
3. 功率因數過低的危害 ：
a. 損害了電壓質量。
b. 降低了設備使用壽命。
c. 大大增加了線路損耗。
d. 降低了設備利用率。
e. 加大企業電費開支，提高了產品成本。
4. 有功、無功和視在功率的關系：由于感性、容性或非線性負荷的存在，導致系統存在無功功率，從而導致有功功率不等于視在功率。
三者之間關系：S=P+Q；S為視在功率，P為有功功率，Q為無功功率。三者的單位分別為VA（或kVA），W（或kW），Var（或kVar）。
在上面的公式中，如果今天的KVAR的值為零的話，KVA就會與KW相等，那么供電局發出來的1KVA的電就等于用戶1KW的消耗，此時成本效益最高，所以功率因數是供電局非常在意的一個系數。目前就國內而言功率因數規定是必須介于電感性的0.9～1之間，低于0.9時需要接受處罰。
功率因數表是0.9以上還罰款的原因：主要是用電量大幅減少所致，變壓器的月結有功損耗電度及無功損耗電度是有一個底線限額度數(就算不用電也有該數)的，月結時將有功電度、無功電度、變損有功電度和變損無功電度一齊計算，就是實際的功率因數。
5. 提高功率因數對用戶端的意義
電力系統向用戶供電的電壓,是隨著線路所輸送的有功功率和無功功率變化而變化的.當線路輸送一定數量的有功功率時,如輸送的無功功率越多,線路的電壓損失越大.即送至用戶端的電壓就越低。
供電局為了提高他們的成本效益要求用戶提高功率因數,那提高功率因數對我們用戶端有什么好處呢?
① 通過改善功率因數,減少了線路中總電流和供電系統中的電氣元件,如變壓器、電器設備、導線等的容量,因此不但減少了投資費用,而且降低了本身電能的損耗。
② 藉由良好功因值的確保,從而減少供電系統中的電壓損失,可以使負載電壓更穩定,改善電能的質量。
③ 可以增加系統的裕度,挖掘出了發供電設備的潛力.如果系統的功率因數低,那么在既有設備容量不變的情況下,裝設電容器后,可以提高功率因數,增加負載的容量。
④ 減少了用戶的電費支出；透過上述各元件損失的減少及功率因數提高的電費優惠。
6. 具體措施
比如工廠有以下負載特性。
容性負載：服務器（開關電源）、整流器、UPS、LED燈管。
感性負載：水泵、空調電機等。
阻性負載：加熱器、白熾燈等。
7. 提高功率因數的 方法 ：
①正確選用異步電動機的型號與容量
②根據負荷選用相匹配的變壓器
③異步電動機同步化運行
④并聯電容器
8. 并聯電容器工作原理：
提高功率因數最常用的方法就是在供電設備上并聯無功補償電容器，并聯電容器后，電容器的電流將抵消一部分電感電流，從而使電感電流減小，總電流隨之減小，電壓與電流的相位差變小，使功率因數提高。
9. 電容過補償柜的危害：
①增加力調電費
②增加線路損耗
③降低負載電壓
10. 防止電容過補償的主要措施：
（1）容性負載時應該減少電容器投入或增加電抗器投入，適時監控功率因數，通過調整運行方式，投切補償裝置等方式，確保功率因數在0.8-1.0之內
（2）采用電容器自動投切裝置，根據負荷的變化自動投入或切除電容器組
（4）低壓聯絡柜
1. 也叫母線分段柜，是用來連接兩段母線的設備；
2. 主要用在兩個電源，兩臺變壓器的配電系統中，兩臺變壓器的主控柜分別出線到聯絡柜里面；
3. 在聯絡柜上，下口分別接兩臺主控的出線，即一個采用上口進線，一個采用下口進線。
4. 針對2套及以上的同時供電系統，當另外一套系統發生停電或者停電故障后，另外一套供電系統可以通過聯絡柜來給予這套停電系統的出線柜的電源，來讓使用這套停電系統的配電組通電。
（5）建筑防雷三級保護
1. 一般是總配電安裝第一級避雷器，選擇相對通流容量大的SPD（80KA~160KA視情況而定）如現場中壓部分的PT及避雷器柜；
2. 在下屬的區域配電箱處安裝第二級避雷器（10KA~40KA），如安裝現場的低壓進線柜前端的避雷器；
3. 在設備前端安裝第三級信號避雷器，如掛墻箱、列頭柜的浪涌保護裝置。
安裝要求：
1. 安裝SPD（避雷器）要求安裝處就近有接地扁鐵，以便于雷電波通過避雷器時能夠迅速泄放；
2. 需要接地電阻達到1歐姆以下才行，有些地區有特別規定的可以放寬到4歐姆以下；
3. 因為一般采用限壓型SPD，所以他們之間的線路長度不宜小于5m。
（6）停電檢修程序：
停電基本步驟：
先低壓后高壓，先負荷后隔離。
一般包括：
進線柜、電容補償柜、聯絡柜、出線柜等主要設備。
低壓柜變壓器段：
變壓器 → 進線柜 → 無功補償柜 → 母聯柜 → 出線柜。
二、低壓配電系統主要的設備
（1）低壓進線柜
1. 進線柜，就是從外部引進電源的開關柜。一般是從供電網引入10kV電源，10kV電源經過開關柜將電能送到10kV母線，這個開關柜就是進線柜。
（2）出線柜
出線柜，就是從母線分配電能的開關柜。
從10kV母線經開關柜送至電力變壓器，這個開關柜就是10kV的出線柜之一。在變壓器低壓側安裝出口開關柜，將電能經此開關柜送至低壓母線，再在低壓側安裝若干臺低壓開關柜，將電能送到各用電處。這些低壓開關柜都是出線柜。
35—110kV及以上電壓等級的變電站，進線柜均所指為變壓器低壓（10kV）開關柜。即由變壓器低壓側輸出連接至10kV母線的初始端的第一個柜：稱為進線柜，也稱為變低進線柜。
進線柜為負荷側的總開關柜，該柜擔負著整段母線所承載的電流，由于該開關柜所聯接的是主變與低壓側負荷輸出，就顯其作用的重要所在。在繼電保護方面當主變低壓側母線或斷路器發生故障時，要靠變壓器低壓側的過流保護跳開進線柜開關來切除故障。
低壓側母線故障要也靠主變壓器低壓側的后備保護來切除進線柜開關。變壓器差動保護動作也切除變壓器低壓側斷路器即進線柜。
3. 起隔離、分斷、保護、監測、控制主電路供電質量、安全作用。
（3）電容補償柜
1. 電容補償柜的作用是平衡設備感性負載，提高功率因數，以提升設備的利用率。
為了改善電網功率因數低下帶來的能源浪費和這些不利供電生電容補償柜產的因素，必須使電網功率因數得到有效的提高。
但顯然這些無功功率如果都要由發電機提供并遠距離傳送是不合理的，通常也是不可能的。合理的辦法就是在需要無功功率的地方產生無功功率，即增加無功功率補償設備與裝置。也就是電容補償柜。
2. 功率因數的概念：在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。
3. 功率因數過低的危害 ：
a. 損害了電壓質量。
b. 降低了設備使用壽命。
c. 大大增加了線路損耗。
d. 降低了設備利用率。
e. 加大企業電費開支，提高了產品成本。
4. 有功、無功和視在功率的關系：由于感性、容性或非線性負荷的存在，導致系統存在無功功率，從而導致有功功率不等于視在功率。
三者之間關系：S=P+Q；S為視在功率，P為有功功率，Q為無功功率。三者的單位分別為VA（或kVA），W（或kW），Var（或kVar）。
在上面的公式中，如果今天的KVAR的值為零的話，KVA就會與KW相等，那么供電局發出來的1KVA的電就等于用戶1KW的消耗，此時成本效益最高，所以功率因數是供電局非常在意的一個系數。目前就國內而言功率因數規定是必須介于電感性的0.9～1之間，低于0.9時需要接受處罰。
功率因數表是0.9以上還罰款的原因：主要是用電量大幅減少所致，變壓器的月結有功損耗電度及無功損耗電度是有一個底線限額度數(就算不用電也有該數)的，月結時將有功電度、無功電度、變損有功電度和變損無功電度一齊計算，就是實際的功率因數。
5. 提高功率因數對用戶端的意義
電力系統向用戶供電的電壓,是隨著線路所輸送的有功功率和無功功率變化而變化的.當線路輸送一定數量的有功功率時,如輸送的無功功率越多,線路的電壓損失越大.即送至用戶端的電壓就越低。
供電局為了提高他們的成本效益要求用戶提高功率因數,那提高功率因數對我們用戶端有什么好處呢?
① 通過改善功率因數,減少了線路中總電流和供電系統中的電氣元件,如變壓器、電器設備、導線等的容量,因此不但減少了投資費用,而且降低了本身電能的損耗。
② 藉由良好功因值的確保,從而減少供電系統中的電壓損失,可以使負載電壓更穩定,改善電能的質量。
③ 可以增加系統的裕度,挖掘出了發供電設備的潛力.如果系統的功率因數低,那么在既有設備容量不變的情況下,裝設電容器后,可以提高功率因數,增加負載的容量。
④ 減少了用戶的電費支出；透過上述各元件損失的減少及功率因數提高的電費優惠。
6. 具體措施
比如工廠有以下負載特性。
容性負載：服務器（開關電源）、整流器、UPS、LED燈管。
感性負載：水泵、空調電機等。
阻性負載：加熱器、白熾燈等。
7. 提高功率因數的 方法 ：
①正確選用異步電動機的型號與容量
②根據負荷選用相匹配的變壓器
③異步電動機同步化運行
④并聯電容器
8. 并聯電容器工作原理：
提高功率因數最常用的方法就是在供電設備上并聯無功補償電容器，并聯電容器后，電容器的電流將抵消一部分電感電流，從而使電感電流減小，總電流隨之減小，電壓與電流的相位差變小，使功率因數提高。
9. 電容過補償柜的危害：
①增加力調電費
②增加線路損耗
③降低負載電壓
10. 防止電容過補償的主要措施：
（1）容性負載時應該減少電容器投入或增加電抗器投入，適時監控功率因數，通過調整運行方式，投切補償裝置等方式，確保功率因數在0.8-1.0之內
（2）采用電容器自動投切裝置，根據負荷的變化自動投入或切除電容器組
（4）低壓聯絡柜
1. 也叫母線分段柜，是用來連接兩段母線的設備；
2. 主要用在兩個電源，兩臺變壓器的配電系統中，兩臺變壓器的主控柜分別出線到聯絡柜里面；
3. 在聯絡柜上，下口分別接兩臺主控的出線，即一個采用上口進線，一個采用下口進線。
4. 針對2套及以上的同時供電系統，當另外一套系統發生停電或者停電故障后，另外一套供電系統可以通過聯絡柜來給予這套停電系統的出線柜的電源，來讓使用這套停電系統的配電組通電。
（5）建筑防雷三級保護
1. 一般是總配電安裝第一級避雷器，選擇相對通流容量大的SPD（80KA~160KA視情況而定）如現場中壓部分的PT及避雷器柜；
2. 在下屬的區域配電箱處安裝第二級避雷器（10KA~40KA），如安裝現場的低壓進線柜前端的避雷器；
3. 在設備前端安裝第三級信號避雷器，如掛墻箱、列頭柜的浪涌保護裝置。
安裝要求：
1. 安裝SPD（避雷器）要求安裝處就近有接地扁鐵，以便于雷電波通過避雷器時能夠迅速泄放；
2. 需要接地電阻達到1歐姆以下才行，有些地區有特別規定的可以放寬到4歐姆以下；
3. 因為一般采用限壓型SPD，所以他們之間的線路長度不宜小于5m。
（6）停電檢修程序：
停電基本步驟：
先低壓后高壓，先負荷后隔離。
停電 →放電→ 驗電→ 裝設接地線 →懸掛標示牌 →裝設遮攔等。
來源： 北極星輸配電網
- 上一篇：電氣控制柜設計 五大原則！ 看了你才知道 2020/5/13
- 下一篇：航宇電氣專業制作：PLC控制柜，變頻器控制柜 2020/4/3
