低压供配电系统介绍

系
次两步来构成低压配电系统的结线。
统
的 设
分系统
除用电设备数量极少的情况外，低压配电系统总是由若干分系统组成。一
计
般按服务对象对电源的要求或配置的地域两种条件将用电设备分成若干群，
过 程
每个群形成一个分系统。
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，
各个小的分系统是大的分系统的用户，他们之间是上下级关系，这就构成了
述
接在A、B、C三相上。但在实际工作及运行中，线路的标志、接线人员的疏忽再加
上由于单相用户的不可控增容、大功率单项负载的接入以及单相负载用电的不同时
性等，都造成了三相负载的不平衡。低压电网若在三相负荷不平衡度较大的情况下
运行，将会给低压电网与电气设备造成不良影响。
三相不平衡
01 三相负荷平衡是安全供电的基础
保安电源：当工作电源、备用电源全部停电时保证工艺
生产设备的安全停产和电源恢复时保证尽快恢复生产所需的
电源。它的供电对象大部分在正常生产时也一直在工作。
低压配电系统的电源及可靠性
1 串联系统的可靠度
在可靠性分析中，若一个系统中的任何一个部件发生故障，整个系统就发生故障的系统，
在可靠性框图中即为串联系统，如车间干线制系统的各分支的开关发生故障，则全干线系统停
衡
配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。
环境条件
对电能质量的要求、供电可靠度的要求等； 2、投资额的控制； 3、建设进度的要求； 4、运行费用的控制。
1当地有关的法令、法规； 2本企业的有关技术规定； 3电源条件； 4自然条件； 5场地条件； 6维修设施和备品备件的供应条件； 7设备材料的供货条件； 8该企业的总体装备水平；
9该工艺生产线的装备水平；
结
② 配电设备较多；
线
特点：
③ 系统灵活性较差；
用于供电可靠性需求较高的情况。
低压配电系统的结线
低
结线图：
压
配
电
树
系
干
统
式Leabharlann Baidu
典
系
型
统
结
① 系统灵活性好；
线
② 配电设备较省；
特点：
③ 干线故障影响范围大；
用于供电可靠性较低的情况。
低压配电系统的结线
低
结线图：
压
变
配
压
电
器
系
干
统
线
典
系
型
统
① 系统灵活性好；
钢构件作为通道通过，而钢构件的导磁率较低，零序电流通过钢构件时，要产生磁滞和涡流
三
损耗，从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而老化，导致设备寿
相
命降低。同时，零序电流的存在也会增加配电的损耗。
负
载
05 增加配电变压器的电能损耗
不
平
配电变压器是低压电网的供电主设备，当其在三相负载不平衡工况下运行时，将会造成
10该配电系统有无扩展的需求；
11基本建设和生产维护人员的技术水平。
概述
构划系统结线
低
系统是由许多相互作用、依存和制约的要素组成的。这些要素有实体的，如用电
压
设备、用电设备为之服务的生产线等；也有非实体的，如环境条件中的各种规定、要
配 电
求等。构划系统是以非实体的要素作指导已组织实体的要素，原则上按分系统和分层
用寿命或者损坏电器。对动力用户来说，三相电压不平衡，会引起电机过热现象。
三相不平衡
01 增加线路的电能损耗
在三相供电网络中，电流通过线路导线时，因存在阻抗，必将产生电能损四线制耗，其
损耗与通过的电流的平方成正比。三相负载不平衡运行时，中性线会有电流通过,中性线会
三
产生损耗，从而增加了电网线路的损耗。
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。
概述
选择低压配电系统的制式和接地
1 TN-C系统，中性点接地、全系统内N线与PE线合为一根线。
低
压
配
电
系
统
的
设
2 TN-S系统，中性点接地、全系统内N线与PE线分开。
计
过
程
概述
选择低压配电系统的制式和接地
3 TN-C-S系统，系统的前一部分为TN-C制式，后一部分为TN-S制式。
划
负荷计算
低
压 配
02 选定变压器容量和台数
电
系
统 结
03 画出高压配电室位置和车间所在地的平面 图
线
的 基
04 根据负荷的可靠性要求选定是否需要双回 路电源，双变压器等
本
步 骤
05 根据车间生产流程的特点选定车间配电网 络
低压配电系统的结线
低
结线图：
压
配
电
放
系
射
统
式
典
系
型
统
① 引出线故障互不影响，供电可靠性较高；
相 负
02 配变出力减少
载 不
配变设计时，其绕组结构是按照负载平衡运行工况设计的，其绕组的性能基本一致，各
平
相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负
衡
载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的出力减少。其出力减少程
的 影
度与三相负载的不平衡度有关。
结 线
特点：
② 配电设备较省； ③ 干线故障影响范围大；
即当任意台变压器检修或故障时，可不影响或少影响。
低压配电系统的结线
低
结线图：
压
变
配
压
电
器
系
干
统
线
典
系
① 系统灵活性好；
型 结
统
② 配电设备较省；
特点：
线
③ 干线故障影响范围大；
即当任意台变压器检修或故障时，可不影响或少影响。
低压配电系统的结线
三相负荷不平衡，轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相超载过
低
多，可能造成某相导线烧断、开关烧坏甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。
压 电
02 三相负荷保持平衡是节约能耗、降损降价的基础
网
三
三相负荷不平衡将产生不平衡电压，加大电压偏移，增大中性线电流，从而增大线路
相
损耗。实践证明，一般情况下三相负荷不平衡可引起线损率升高2%~10%，三相负荷不
管线选 择和敷
设
设备布置 和安装
系统结线
设计内 容
继电保护
接地方式 设备选型
概述
低 压
用电设备类型和数量 众多，配置分散。
01
配
电 系 统 的 特 点
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
数是无人值班（
定时巡检）或由
非电工代替（例
03
如操作工）。
02
用电设备技术要
求繁杂，如：三
相不平衡的，启
低
结线图：
压
链
配 电 系 统
式 系 统
典
① 适用于距离配电屏较远的而彼此相距又较近的不
型 结
特点：
重要的小容量用电设备；
线
② 链接的设备一般不超过5台，总容量不超过10kW
；
③ 容量较小的插座，可适当增加回路数。
低压配电系统的结线
低 压
环
结线图：
配
形
电
终
系
端
统
供
① 最大优点在于供电可靠性高，降低了供电回路的
典 型 结
电
特点：
阻抗，提高了保护电器动作的灵敏度
② 适用面积不超过100㎡，单个容量设备不超过2kW
线
的场所
第四部分 三相不平衡
三相不平衡
低压电网的三相不平衡一直就是困扰供电单位的主要问题之一，低压电网大多
是经10/0.4kV变压器降压后，以三相四线制向用户供电，是三相生产用电与单相
概
负载混合用电的供电网络。在装接单相用户时，供电部门应该将单相负载均衡地分
响
03 影响用电设备的安全运行
配变在三相负载不平衡下运行，其各项输出电流就不相等，其配变内部三相压降就不相 等，这必将导致配变输出电压三相不平衡。在电压不平衡状况下供电，容易造成电压高的一 相所带设备烧损，电压低的一相所带设备可能无法使用。
三相不平衡
04 产生零序电流
运行中的配变若存在零序电流，则其铁芯中将产生零序磁通。零序磁通将会以油箱壁及
操作简便
电 系 统 的
可用性
有一定发展 余量
可用性 电压稳定
性
占地面积安 装条件
性 安全性
设 计 过
维修方便 性
性 可靠性
设备订货供 货条件
程
总之，上述评价系统的条件是很难全部都“最佳”，即很难找到“最优”解，一般先求 可用方案，从中排除和修改其不理想的部分，乃至改变环境条件，通过不断的完善以求得 满意的方案。
概述
选用设备电气性能时的注意事项
B 配电设备选择
（1）直接接到变压器二次侧的称负荷中心（或动力中心），器开关设备应能承受和断开系统
低 压
短路电流。如果需要接小容量的馈线，则需选用大断流能力的熔断器、或限流断路器等设备。
配
如选不出能满足断流能力的开关设备，则应增大变压器的短路阻抗，降低系统的短路电流；
动频繁的，要求
不停电的，要求
自启动的等。
概述
低 压 配 电 系 统 的 设 计 过 程
条件评价 技术评价
制定目标 明确环境条件 规划系统结线
选设备 估投资 完成方案
经济评价
概述
设计目标与环境条件
设计目标 1、工艺的技术要求。如：生产线工艺设备的组合、电气设备的规格、
低 压 配 电 系 统 的 设 计 过 程
低
电。因此串联的部件越多，其总可靠度越小。总可靠度低就是用户的电源出故障的概率高。
压
供
2 并联系统（并联冗余系统）的可靠度
电
的
构成系统的部件全部出故障时，整个系统才出故障，称为并联系统。例如：低压系统中由
可 靠
两个100%送抵按能里的电源同时供电，或者两端电源的环形供电。
性
3 后备系统（被动冗余系统）的可靠度
过 程
（3）在选择变压器时，要考虑变压器的Uk%与开关设备切断短路电流能力的协调，选定合
适的Uk%能节约基建投资；
（4）变压器一次侧和二次侧线圈必须有一个接地，否则一二次线圈之间应设接地的防触板
（或绕组），以防高低压线圈击穿时造成重大事故；
（5）在同一工程中，最好能减少变压器的类别（型号、规格），以节省备品费用。
配 电
角形接线，使三次谐波电流或二次侧接地故障电流所引起的零序电流在一、二次两个系统间
系
隔开；变压器的损失小一些。对新工程建议采用连接组为D，yn11，对过去常用的Y，yn0
统
方式还继续采用。对可能出现短时或长时并联工作的变压器，必须采用相同的线圈连接组方
的 设
式；
计
（2）在选定变压器容量时要考虑大电机启动的影响；
低压配电系统
目录
第一部分 项目立项
概述
01
OPTION
低压配电系统 03
的结线
OPTION
低压配电系 05
统的保护
OPTION
02 低压配电系统的
OPTION
电源及可靠性
04
OPTION
三相不平衡
06
低压配电系
OPTION
统的补偿
第一部分 概述
概述
低压配电系统是指电压在 1000V以下的交流和直流系统。 低压配电系统是供配电系统的一 个环节，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。一般低压配电系 统我们分为动力负荷中心（PCC ）和马达控制中心（MCC）。
第二部分 低压配电系统的电源及可靠性
低压配电系统的电源及可靠性
工作电源：工作电源是指维持正常生产配置的长期供电
低
压
配
电
低压配电系统
系
的电源
统
按生产需要分
的
电
源
电源。它还应能承担在正常生产时随时试运转的最大备用设 备和零星检修用设备的负荷要求。
备用电源：工作电源停电时才投入的供电电源，其供电 对象与工作电源完全一样。他是当正常工作电源可能因检修 等原因而有计划停电，或因故障突然停电而设置的备用电源 ，也可称备用工作电源。
② 用电负荷为一条连续生产线的电气设备（其中任何一台设备发生故障则全线必然停机
）或对可靠性要求不太高时，次一级配电设备的受电开关应具备符合要求的断流能力
，如其他馈电回路的设备允许短时通过短路电流，可由受电开关来切断故障电流，不
用馈电开关切断；
概述
初步制定的低压配电系统的评价
低
配电系统的评价
压
配
投资合理
低
压
配
电
系
统
的
设
4 TT系统，中性点接地，设备外可导电部分单独以接地极直接接地。
计
过
程
概述
选择低压配电系统的制式和接地
5 IT系统，中性点接地或经阻抗接地，设备外壳导电部分单独以接地极
低
直接接地。
压
配
电
系
统
的
设
计
过
程
概述
选用设备电气性能时的注意事项
A
变压器选择
低
压
（1）主降压变压器一般选双线圈变压器，其线圈接线连接组最好是D，yn11，一次侧为三
后备系统这是指工作中的部件发生故障后，由备用部件来替换，如我们所讲的备用电源， 当工作电源消失后投入运行。又如：双电源100%向两段母线供电，母线间设母线分段开关， 这种系统当一路电源故障时，投入母线分段开关，回复故障母线的电源。
第三部分 低压配电系统的结线
低压配电系统的结线
构
01 在车间平面图上画低压负荷分布情况，进行
电 系
（2）在同一工程中选用的配电装置的型号、种类应适当归并成若干规格，以减少备品备件的
统
数量；
的
（3）次一级系统的开关设备选用原则：
设
计
① 用电负荷对可靠性要求很高时，应按能断开系统短路电流的要求选用开关设备；如果
过
馈电回路的容量很小，数量很多则可考虑加限流电抗器，或采用限流断路器，或采用
程
大断流容量的断路器，或采用带熔断器的断路器等；
平 衡
平衡度若超过10%，则线损显著增加。
的 重
03 三相负荷平衡才能保证用户的电能质量
要
性
三相负荷严重不对称，中性点电位就会发生偏移，线路压降和功率损失就会大大增加
。接在重负荷相的单相用户易出现电压偏低，电灯不亮、电器效能降低、小电机易烧毁等
问题。而接在轻负荷相的单相用户易出现电压偏高，可能造成电器绝缘击穿、缩短电器使