低压电气装置配电系统技术
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● 电动机保护的简便选型方法。 ● 二级配电系统中短路电流的简便计算方法。 ● 常用接地系统TN系统中开关灵敏度校验的方法。
SLIC- LVDI training – Chen ke – 2009 April 2
第一章 低压电气装置配电系统简介
SLIC- LVDI training – Chen ke – 2009 April
形式 3b
按照 IEC 60439-1 的分隔形式
形式 4a
形式 4b
配电柜的标准
• IEC 60439-1标准 （GB 7251-1997)
TTA和PTTA问题
• IEC 60439-1 涉及开关设备及控制设备的装配、 制造和对整体设备的型式试验
• IEC 60439-1 根据利用隔板或分成不同间隔的内 部分隔等级，规定四种分隔“形式” • 分隔能达到:
目录
• 第一章 低压电气装置配电系统简介
• 第二章 保护电器的选择 • 第三章 短路电流的计算 • 第四章 开关的选择性、限流和级联技术介绍 • 第五章 接地系统和接地装置简介
• 第六章 电击防护的措施
• 第七章 不同接地系统的特性
本次讲座重点
●梳理低压配电系统的基本概念。 ●低压元器件各种参数的意义。 ●强调容易被忽视的参数和概念。 ●低压断路器的各种基本曲线的解读。 ●配电系统中上下级配合的选择性和施耐德级联技术。 ●三大接地系统的分析。 ●几种简化计算方法的介绍
配电柜的型式
• 低压配电柜按照使用场合分 类
– – – – 低压总开关柜 (MLVS) 电动机控制中心 (MCC) 分配电柜 终端配电盘
• 低压配电柜按照工艺技术分 类
– 传统配电柜：
• 开关及熔断器等都固定在箱 内后部底板上，指示和控制 电器 (表计、按钮、灯) 都安
PGL柜
配电柜的型式（续）
– 防触及相邻功能单元的带电部件的保护 – 限制发生不测故障的可能性
供电的连续性
• 可采用下述办法提高供电连续性 :
– – – – – 对用电装置做适当划分 提供备用电源 重要回路采用回路分和双回路供电 采用适当的接地系统 （如 IT系统） 有选择性的保护系统
低压配电保护设计流程
负荷计算，短路电流计算
– 适用于允许断电时间1.5s以上的负荷
• 快速自起动发电机组
– 适用于允许断电时间15s以上的供电
低压电压的选择
• 三相用电设备的额定电压及系统标称电压
– 36, 42, 220/380, 380/660V
• 三相供电设备的额定电压
– 36, 42, 230/400, 400/690V 电动机启动问题 电压降问题
3
低压配电系统设计要点
• 负荷分级及供电要求 • 供电电压的选择 • 带电导体系统型式的选择 • 低压系统配电方式的选择 • 接地系统型式的选择 • 供电的连续性要求
负荷分级及供电要求
• 一级负荷
– 中断供电将造成人身伤亡，或造成重大政治、经济损失 的负荷 – 应由两个独立电源供电 – 特别重要负荷须增设应急电源
• 功能型配电柜：
– 由功能模块组成，具有专用的功能， 它包括开关装置及各种设备，连同 安装及联接用附件 (抽屉式)
• 固定式功能单元 • 可断开式功能单元 • 可抽出式功能单元
按照 IEC 60439-1 的分隔形式
形式 1
形式 2a
形式 2b
按照 IEC 60439-1 的分隔形式
形式 3a
• 二级负荷
– 中断供电将造成较大政治、经济损失 – 应由两回路供电，设两台变压器
• 三级负荷
– 不属于一、二级负荷者 – 对供电无特殊要求
Hale Waihona Puke Baidu 常用应急电源
• 蓄电池组、不间断电源 (UPS)
– 适用于允许断电时间毫秒级的负荷
•
EPS 应急电源
– 适用于允许断电时间为0.25s以上的负荷
• 带自投的独立专用供电线路
回路导体的截面
校验电缆热稳定 IT 或 TN 系统 选定开关动作时间 选定开关短延时
根据规范和用电设备 要求校验最大电压降
确定导体的截面积
TT 系统
校验回路的电缆 最大允许长度
确认电缆线路的截面积和选择它的电气保护
• 单相用电设备的额定电压
– 6, 12, 24, 36, 48, 127, 220, 380V
• 单相供电设备的额定电压
– 6, 12, 24, 36, 48, 130, 230, 400V
带电导体系统型式的选择
• 单相两线制
L1 L1
L2
L2
L1
N
• 两相三线制
L2
注：带电导体是指正常通过工作电流的相 线和中性线（包括PEN线但不包括PE线）
– 树干式配电
– 链式配电
典型的低压配电系统
接地系统的分类
• 根据 IEC 60364 § 312.2的定义
● TT system
1 2 3 N
● IT system
1 2 3
● TN system
TNC (C: 保护线与中性线合一
TNS (S: 保护线与中性线分开)
1 2 3 N PE
需要系数，利用系数法计算 计算负荷 (kW) 总需要容量 (kVA) 各回路计算电流 Ib 保护电器额定电流
安全可靠经济
系统短路容量 MVA
设备分组
选择保护电器
根据敷设条件确定 修正系数
选定开关长延时
In
各级短路电流 Isc 保护电器的短路分断能力 Icu，Ics 选定开关瞬动 选择断路器 或保护电器
PEN)
1 2 3 PEN
接地系统型式的选择
• 尊重当地或相关行业的规范和习惯
– 例如: 在欧洲一些国家中，TT 系统用于家庭及学校。 – IT 系统用于个别的地区
• 由于每种系统都有它的优缺点，故没有最佳系统。倘若遵 照规则，它们都是非常良好的。没有超优的接地系统
• 选择的一般原则
– 持续供电的重要性 – 维护人员的技能水平 – 考虑某些负载的特性: 电动机对大电流很敏感，某些负载具有低的绝 缘水平。
带电导体系统型式的选择（续）
• 三相三线制
L 1 L 1 L 1
L 2 L 3
L 2 L 3
L 2 L 3
L 1 N (PEN)
L 1 N (PEN)
• 三相四线制
L 2 L 3
L 2 L 3
低压系统配电方式
• 供电可靠，接线简单，操作方便，具有灵活性 配电层次不宜超过三级
– 放射式配电
母线长电缆 末端灵敏度
SLIC- LVDI training – Chen ke – 2009 April 2
第一章 低压电气装置配电系统简介
SLIC- LVDI training – Chen ke – 2009 April
形式 3b
按照 IEC 60439-1 的分隔形式
形式 4a
形式 4b
配电柜的标准
• IEC 60439-1标准 （GB 7251-1997)
TTA和PTTA问题
• IEC 60439-1 涉及开关设备及控制设备的装配、 制造和对整体设备的型式试验
• IEC 60439-1 根据利用隔板或分成不同间隔的内 部分隔等级，规定四种分隔“形式” • 分隔能达到:
目录
• 第一章 低压电气装置配电系统简介
• 第二章 保护电器的选择 • 第三章 短路电流的计算 • 第四章 开关的选择性、限流和级联技术介绍 • 第五章 接地系统和接地装置简介
• 第六章 电击防护的措施
• 第七章 不同接地系统的特性
本次讲座重点
●梳理低压配电系统的基本概念。 ●低压元器件各种参数的意义。 ●强调容易被忽视的参数和概念。 ●低压断路器的各种基本曲线的解读。 ●配电系统中上下级配合的选择性和施耐德级联技术。 ●三大接地系统的分析。 ●几种简化计算方法的介绍
配电柜的型式
• 低压配电柜按照使用场合分 类
– – – – 低压总开关柜 (MLVS) 电动机控制中心 (MCC) 分配电柜 终端配电盘
• 低压配电柜按照工艺技术分 类
– 传统配电柜：
• 开关及熔断器等都固定在箱 内后部底板上，指示和控制 电器 (表计、按钮、灯) 都安
PGL柜
配电柜的型式（续）
– 防触及相邻功能单元的带电部件的保护 – 限制发生不测故障的可能性
供电的连续性
• 可采用下述办法提高供电连续性 :
– – – – – 对用电装置做适当划分 提供备用电源 重要回路采用回路分和双回路供电 采用适当的接地系统 （如 IT系统） 有选择性的保护系统
低压配电保护设计流程
负荷计算，短路电流计算
– 适用于允许断电时间1.5s以上的负荷
• 快速自起动发电机组
– 适用于允许断电时间15s以上的供电
低压电压的选择
• 三相用电设备的额定电压及系统标称电压
– 36, 42, 220/380, 380/660V
• 三相供电设备的额定电压
– 36, 42, 230/400, 400/690V 电动机启动问题 电压降问题
3
低压配电系统设计要点
• 负荷分级及供电要求 • 供电电压的选择 • 带电导体系统型式的选择 • 低压系统配电方式的选择 • 接地系统型式的选择 • 供电的连续性要求
负荷分级及供电要求
• 一级负荷
– 中断供电将造成人身伤亡，或造成重大政治、经济损失 的负荷 – 应由两个独立电源供电 – 特别重要负荷须增设应急电源
• 功能型配电柜：
– 由功能模块组成，具有专用的功能， 它包括开关装置及各种设备，连同 安装及联接用附件 (抽屉式)
• 固定式功能单元 • 可断开式功能单元 • 可抽出式功能单元
按照 IEC 60439-1 的分隔形式
形式 1
形式 2a
形式 2b
按照 IEC 60439-1 的分隔形式
形式 3a
• 二级负荷
– 中断供电将造成较大政治、经济损失 – 应由两回路供电，设两台变压器
• 三级负荷
– 不属于一、二级负荷者 – 对供电无特殊要求
Hale Waihona Puke Baidu 常用应急电源
• 蓄电池组、不间断电源 (UPS)
– 适用于允许断电时间毫秒级的负荷
•
EPS 应急电源
– 适用于允许断电时间为0.25s以上的负荷
• 带自投的独立专用供电线路
回路导体的截面
校验电缆热稳定 IT 或 TN 系统 选定开关动作时间 选定开关短延时
根据规范和用电设备 要求校验最大电压降
确定导体的截面积
TT 系统
校验回路的电缆 最大允许长度
确认电缆线路的截面积和选择它的电气保护
• 单相用电设备的额定电压
– 6, 12, 24, 36, 48, 127, 220, 380V
• 单相供电设备的额定电压
– 6, 12, 24, 36, 48, 130, 230, 400V
带电导体系统型式的选择
• 单相两线制
L1 L1
L2
L2
L1
N
• 两相三线制
L2
注：带电导体是指正常通过工作电流的相 线和中性线（包括PEN线但不包括PE线）
– 树干式配电
– 链式配电
典型的低压配电系统
接地系统的分类
• 根据 IEC 60364 § 312.2的定义
● TT system
1 2 3 N
● IT system
1 2 3
● TN system
TNC (C: 保护线与中性线合一
TNS (S: 保护线与中性线分开)
1 2 3 N PE
需要系数，利用系数法计算 计算负荷 (kW) 总需要容量 (kVA) 各回路计算电流 Ib 保护电器额定电流
安全可靠经济
系统短路容量 MVA
设备分组
选择保护电器
根据敷设条件确定 修正系数
选定开关长延时
In
各级短路电流 Isc 保护电器的短路分断能力 Icu，Ics 选定开关瞬动 选择断路器 或保护电器
PEN)
1 2 3 PEN
接地系统型式的选择
• 尊重当地或相关行业的规范和习惯
– 例如: 在欧洲一些国家中，TT 系统用于家庭及学校。 – IT 系统用于个别的地区
• 由于每种系统都有它的优缺点，故没有最佳系统。倘若遵 照规则，它们都是非常良好的。没有超优的接地系统
• 选择的一般原则
– 持续供电的重要性 – 维护人员的技能水平 – 考虑某些负载的特性: 电动机对大电流很敏感，某些负载具有低的绝 缘水平。
带电导体系统型式的选择（续）
• 三相三线制
L 1 L 1 L 1
L 2 L 3
L 2 L 3
L 2 L 3
L 1 N (PEN)
L 1 N (PEN)
• 三相四线制
L 2 L 3
L 2 L 3
低压系统配电方式
• 供电可靠，接线简单，操作方便，具有灵活性 配电层次不宜超过三级
– 放射式配电
母线长电缆 末端灵敏度