低壓配電系統(tǒng)由配電變電所(通常是將電網(wǎng)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(shè)備組成。
一般包括:
進線柜、電容補償柜、聯(lián)絡柜、出線柜等主要設(shè)備。
低壓柜變壓器段:
變壓器 → 進線柜 → 無功補償柜 → 母聯(lián)柜 → 出線柜。
二、低壓配電系統(tǒng)主要的設(shè)備
(1)低壓進線柜
1. 進線柜,就是從外部引進電源的開關(guān)柜。一般是從供電網(wǎng)引入10kV電源,10kV電源經(jīng)過開關(guān)柜將電能送到10kV母線,這個開關(guān)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(guān)柜。
從10kV母線經(jīng)開關(guān)柜送至電力變壓器,這個開關(guān)柜就是10kV的出線柜之一。在變壓器低壓側(cè)安裝出口開關(guān)柜,將電能經(jīng)此開關(guān)柜送至低壓母線,再在低壓側(cè)安裝若干臺低壓開關(guān)柜,將電能送到各用電處。這些低壓開關(guān)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(guān)柜。即由變壓器低壓側(cè)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(cè)的總開關(guān)柜,該柜擔負著整段母線所承載的電流,由于該開關(guān)柜所聯(lián)接的是主變與低壓側(cè)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(cè)母線或斷路器發(fā)生故障時,要靠變壓器低壓側(cè)的過流保護跳開進線柜開關(guān)來切除故障。
低壓側(cè)母線故障要也靠主變壓器低壓側(cè)的后備保護來切除進線柜開關(guān)。變壓器差動保護動作也切除變壓器低壓側(cè)斷路器即進線柜。
3. 起隔離、分斷、保護、監(jiān)測、控制主電路供電質(zhì)量、安全作用。
(3)電容補償柜
1. 電容補償柜的作用是平衡設(shè)備感性負載,提高功率因數(shù),以提升設(shè)備的利用率。
為了改善電網(wǎng)功率因數(shù)低下帶來的能源浪費和這些不利供電生電容補償柜產(chǎn)的因素,必須使電網(wǎng)功率因數(shù)得到有效的提高。
但顯然這些無功功率如果都要由發(fā)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(chǎn)生無功功率,即增加無功功率補償設(shè)備與裝置。也就是電容補償柜。
2. 功率因數(shù)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(shù),用符號cosΦ表示,在數(shù)值上,功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S。
3. 功率因數(shù)過低的危害 :
a. 損害了電壓質(zhì)量。
b. 降低了設(shè)備使用壽命。
c. 大大增加了線路損耗。
d. 降低了設(shè)備利用率。
e. 加大企業(yè)電費開支,提高了產(chǎn)品成本。
4. 有功、無功和視在功率的關(guān)系:由于感性、容性或非線性負荷的存在,導致系統(tǒng)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(guān)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(fā)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(shù)是供電局非常在意的一個系數(shù)。目前就國內(nèi)而言功率因數(shù)規(guī)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(shù)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(jié)有功損耗電度及無功損耗電度是有一個底線限額度數(shù)(就算不用電也有該數(shù))的,月結(jié)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(shù)。
5. 提高功率因數(shù)對用戶端的意義
電力系統(tǒng)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(shù)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(shù),那提高功率因數(shù)對我們用戶端有什么好處呢?
① 通過改善功率因數(shù),減少了線路中總電流和供電系統(tǒng)中的電氣元件,如變壓器、電器設(shè)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(tǒng)中的電壓損失,可以使負載電壓更穩(wěn)定,改善電能的質(zhì)量。
③ 可以增加系統(tǒng)的裕度,挖掘出了發(fā)供電設(shè)備的潛力.如果系統(tǒng)的功率因數(shù)低,那么在既有設(shè)備容量不變的情況下,裝設(shè)電容器后,可以提高功率因數(shù),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(shù)提高的電費優(yōu)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(guān)電源)、整流器、UPS、LED燈管。
感性負載:水泵、空調(diào)電機等。
阻性負載:加熱器、白熾燈等。
7. 提高功率因數(shù)的 方法 :
①正確選用異步電動機的型號與容量
②根據(jù)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(lián)電容器
8. 并聯(lián)電容器工作原理:
提高功率因數(shù)最常用的方法就是在供電設(shè)備上并聯(lián)無功補償電容器,并聯(lián)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(shù)提高。
9. 電容過補償柜的危害:
①增加力調(diào)電費
②增加線路損耗
③降低負載電壓
10. 防止電容過補償?shù)闹饕胧?/p>
(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(jiān)控功率因數(shù),通過調(diào)整運行方式,投切補償裝置等方式,確保功率因數(shù)在0.8-1.0之內(nèi)
(2)采用電容器自動投切裝置,根據(jù)負荷的變化自動投入或切除電容器組
(4)低壓聯(lián)絡柜
1. 也叫母線分段柜,是用來連接兩段母線的設(shè)備;
2. 主要用在兩個電源,兩臺變壓器的配電系統(tǒng)中,兩臺變壓器的主控柜分別出線到聯(lián)絡柜里面;
3. 在聯(lián)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(tǒng),當另外一套系統(tǒng)發(fā)生停電或者停電故障后,另外一套供電系統(tǒng)可以通過聯(lián)絡柜來給予這套停電系統(tǒng)的出線柜的電源,來讓使用這套停電系統(tǒng)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(xiàn)場中壓部分的PT及避雷器柜;
2. 在下屬的區(qū)域配電箱處安裝第二級避雷器(10KA~40KA),如安裝現(xiàn)場的低壓進線柜前端的避雷器;
3. 在設(shè)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(qū)有特別規(guī)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(shè)接地線 →懸掛標示牌 →裝設(shè)遮攔等。