*四十七節(jié) 設(shè)計建造配電系統(tǒng)需要考慮的五個因素

時間：2020-01-05作者：北京航天愛威電子技術(shù)有限公司瀏覽：537

 　　較近，本課堂接到很多關(guān)于配電系統(tǒng)異常的咨詢，例如：

　　某醫(yī)院新建的外科大樓，投入運行后，無功補(bǔ)償柜發(fā)出過補(bǔ)的報警。

　　某信息服務(wù)中心投入運行后，頻繁跳閘，并且零線過熱。

　　某鑄造廠生產(chǎn)時，變壓器在沒有達(dá)到額定負(fù)荷的情況下，溫度很高。

　　某供熱站，無功補(bǔ)償裝置頻繁損壞。

　　出現(xiàn)上述這些問題，實際上是因為現(xiàn)代電氣負(fù)荷與傳統(tǒng)電氣負(fù)荷發(fā)生了很大的變化。過去的負(fù)荷以電阻(照明、加熱)、電感(電動機(jī))為主，現(xiàn)在的負(fù)荷很多是整流電路，例如節(jié)能燈取代了白熾燈，電動機(jī)大多使用變頻器驅(qū)動。

　　由于負(fù)荷的性質(zhì)發(fā)生了變化，因此在設(shè)計和建造配電系統(tǒng)時，也要考慮一些新的因素。主要包括以下幾個方面。

　　**， 無功補(bǔ)償?shù)娜萘啃枰匦潞怂?，不能按照傳統(tǒng)的方法進(jìn)行無功補(bǔ)償?，F(xiàn)在，很多負(fù)荷并不需要補(bǔ)償容性無功。例如，典型的需要無功補(bǔ)償?shù)呢?fù)荷是電動機(jī)。過去，電機(jī)直接連接到電網(wǎng)上，用工頻電壓驅(qū)動，因此需要補(bǔ)償一定的無功功率?，F(xiàn)在，電機(jī)往往通過變頻器驅(qū)動，變頻器并不需要很大的容性無功補(bǔ)償。又例如，過去的日光燈采用電感鎮(zhèn)流器，是電感性負(fù)荷，需要進(jìn)行容性無功補(bǔ)償，現(xiàn)在的日光燈多使用電子鎮(zhèn)流器，并不需要容性無功補(bǔ)償。如果仍然按照傳統(tǒng)的方法設(shè)計無功補(bǔ)償裝置，輕則造成浪費，重則出現(xiàn)過補(bǔ)現(xiàn)象。

　　*二， 線路導(dǎo)體的截面積需要重新核算，在傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)中，主要考慮50Hz的基波電流?，F(xiàn)代負(fù)荷大多產(chǎn)生諧波電流。諧波電流在導(dǎo)體中產(chǎn)生較大的熱量。這是由于趨膚效應(yīng)所致。因此，在進(jìn)行導(dǎo)體的截面積設(shè)計時，要考慮諧波電流造成的額外熱量。

　　*三， 變壓器的容量需要重新核算，在傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)中，變壓器的容量是根據(jù)50Hz的基波電流條件進(jìn)行估算的。現(xiàn)代負(fù)荷大多產(chǎn)生諧波電流。諧波電流在變壓器中產(chǎn)生較大的損耗，導(dǎo)致變壓器的溫度升高。這是由于兩個原因，一個是電流流過導(dǎo)體時的趨膚效應(yīng)，另一個是鐵心在高頻下?lián)p耗較大。因此，在進(jìn)行變壓器容量的設(shè)計時，需要考慮諧波電流的因素。

　　*四， 零線導(dǎo)體的截面積需要重新核算，傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，在三相四線制的配線中，如果三相負(fù)荷平衡，零線上的電流很小。但是，這里的前提是三相電的相位相差120°。現(xiàn)在的負(fù)荷大多為單相整流電路，工作時產(chǎn)生較強(qiáng)的3次諧波電流。3次諧波電流在零線上是疊加的，而不是抵消的。這時，零線的截面積應(yīng)該是相線的2倍。

　　*五， 無功補(bǔ)償裝置要有抗諧波能力，無功補(bǔ)償電容與變壓器構(gòu)成LC并聯(lián)電路，當(dāng)這個LC并聯(lián)電路的諧振頻率與諧波電流的頻率相同時，就會產(chǎn)生電流諧振，結(jié)果是放大電流。輕則燒毀無功補(bǔ)償裝置，重則損壞變壓器。

　　為了滿足現(xiàn)代負(fù)荷的要求，除了在以上幾個方面加強(qiáng)配電系統(tǒng)以外，另外一個途徑就是改變負(fù)荷的性質(zhì)，也就是減小負(fù)荷的諧波電流**。針對很多設(shè)備提出的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)就是基于這個思路。通過對設(shè)備的諧波電流**提出限制，使其與現(xiàn)存的電網(wǎng)達(dá)到兼容狀態(tài)。

　　航天綠電牌的諧波濾波器就是基于這個思路開發(fā)的產(chǎn)品。SPHF單相諧波濾波器用于單相負(fù)載，將諧波電流畸變率降低到15%以下。HTHF三相諧波濾波器用于三相負(fù)載，將諧波電流畸變率降低到5%以下。各種非線性負(fù)在安裝了這些濾波器后，就變成了傳統(tǒng)的線性負(fù)載，不會對現(xiàn)存的電網(wǎng)產(chǎn)生任何損害。


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