(一)系统接地方式选择

对于380/220V低压配电系统,我国广泛采用中性点直接接地的运行方式,而且引出中性线N和保护线PE。中性线N的功能:①用于需要220V相电压的单相设备;②用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流;③减少负荷中性点的电位偏移。保护线PE的功能,是防止发生触电事故,保证人身安全。通过公共的PE线,将电气设备外露的可导电部分连接到电源的接地中性点上,当系统中设备发生单相接地故障时,便形成单相短路,使保护动作,开关跳闸,切除故障设备,从而防止人身触电,这种保护称保护接零。

按国家标准规定,凡含有中性线的三相系统,通称为三相四线制系统,即TN系统;若中性线与保护线共用一根导线(保护中性线PEN)则称为TN-C系统;若中性线与保护线完全分开,各用一根导线,则称为TN-C-S系统。

(二)低压电力配电系统

低压配电系统,是指从终端降压变电站的低压侧到用户内部低压设备的电力线路,其电压一般为380/220V。

1.低压配电系统的配电要求

低压配电系统的配电要求包括:供电的可靠性、电能质量及系统发展的需要等。

(1)可靠性要求。低压配电线路首先应当满足用户所必须的供电可靠性要求。由于不同的用户对供电的可靠性要求不同,可将用电负荷分为三级。为了确定某用户的用电负荷等级,必须对用户进行调查研究,然后慎重确定。即使同一用户,不同的用电设备和不同的部位,其用电负荷级别也不是都相同,不同级别的负荷对供电电源和供电方式的要求也是不同的。常用民用用电设备及部位的负荷级别见表5-2。

表5-2　常用民用用电设备及部位的负荷级别

供电的可行性是由供电电源、供电方式和供电线路共同决定的;因此,为保证供电的安全稳定、可靠,要求如下。

1)配电系统的电压等级一般不宜超过两级。

2)为便于维修,多层建筑宜分层设置配电箱,每套房间宜有独立的电源开关。

3)单相用电设备应适当配置,力求达到三相负荷平衡。(www.daowen.com)

(2)用电质量要求。电能质量主要是指电压和频率两个指标。电压质量的确是看加在用电设备端的网络实际电压与该设备的额定电压之间的差值,差值越大,说明电压质量越差,对用电设备的危害也越大。电压质量除了与电源有关以外,还与动力、照明线路的合理设计关系很大,在设计线路时,必须考虑线路的电压损失。一般情况下,低压供电半径不宜超过250m。电能质量的频率指标(我国规定工频为50Hz),是由电力系统保证的。与照明、动力线路本身无关,但超过了规定值,将影响用电设备的正常工作。

(3)考虑发展。从工程角度看,低压配电线路应当力求接线简单、操作方便、安全,具有一定的灵活性,并能适应用电负荷发展的需要。

(4)其他要求。操作、维护方便。尽量节省线材消耗量,同时配电系统的电能损耗尽可能小,运行费用尽可能低。

2.低压配电系统的接线方式

(1)放射式。如图5-3(a)所示,放射配电系统接线方式的优点是:配电线相对独立,发生故障互不影响,供电可靠性较高;配电设备比较集中,便于维修。但由于放射式接线要求在变电站低压侧设置配电盘,这就导致系统的灵活性差,再加上干线较多,线材消耗也较多。

低压配电系统宜在下列情况采用放射式接线:①容量大、负荷集中或重要的用电设备;②每台设备的负荷虽不大,但位于变电站的不同方向;③需要集中联锁起动或停止的设备;④对于有腐蚀介质或有爆炸危险的场所,其配电及保护起动设备不宜放在现场,必须由与之相隔离的房间馈出线路。

图5-3　低压配电线路基本配电方式

(a)放射式;(b)树干式;(c)环式

(2)树干式。如图5-3(b)所示,树干式配电系统接线方式不需要在变电站低压侧设置配电盘,而是从变电站低压侧的引出线经过空气开关或隔离开关直接引至室内。这种配电方式使变电站低压侧结构简化,减少电气设备需用量,线材的消耗也减少,更重要的是提高了系统的灵活性,但这种接线方式的主要缺点是,当干线发生故障,停电范围很大。

采用树干式配电必须考虑干线的电压质量。有两种情况不宜采用树干式配电:①容量较大的用电设备,因为它将导致干线的电压质量明显下降,影响到接在同一干线上的其他用电设备的正常工作,因此容量大的用电设备必须采用放射式供电;②对于电压质量要求严格的用电设备,不宜接在树干式接线上,而应采用放射式供电。树干式配电一般只适用于用电设备的布置比较均匀、容量不大、又无特殊要求的场合。

(3)环式。环式接线又分为闭环和开环两种运行状态,图5-3(c)所示为闭环状态。从接线图中可以看出,当闭环运行时,任一段线路发生故障或停电检修时,都可以由另一侧线路继续供电,可见闭环运行供电可靠性较高,电能损失和电压损失也较小。但是闭环运行状态的保护整定相当复杂,如配合不当,容易发生保护误动作,使事故停电范围扩大。因此,在正常情况下,一般不用闭环运行,而采用开环运行。但开环情况下发生故障会中断供电,所以环形配电线路一般只适用于对二、三级负荷的供电。

放射式、树干式和环式供电三种方式,其基本形式也不是单一的,在实际运行线路中,应按照安全可靠、经济合理的原则进行优化组合。