低压配电系统知识点详解，电气初学者最好的基础知识

低压配电系统由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成。

一般包括：

进线柜、电容补偿柜、联络柜、出线柜等主要设备。

低压柜变压器段：

变压器 → 进线柜 → 无功补偿柜 → 母联柜 → 出线柜。

二、低压配电系统主要的设备

（1）低压进线柜

1. 进线柜，就是从外部引进电源的开关柜。一般是从供电网引入10kV电源，10kV电源经过开关柜将电能送到10kV母线，这个开关柜就是进线柜。

（2）出线柜

出线柜，就是从母线分配电能的开关柜。

从10kV母线经开关柜送至电力变压器，这个开关柜就是10kV的出线柜之一。在变压器低压侧安装出口开关柜，将电能经此开关柜送至低压母线，再在低压侧安装若干台低压开关柜，将电能送到各用电处。这些低压开关柜都是出线柜。

35—110kV及以上电压等级的变电站，进线柜均所指为变压器低压（10kV）开关柜。即由变压器低压侧输出连接至10kV母线的初始端的第一个柜：称为进线柜，也称为变低进线柜。

进线柜为负荷侧的总开关柜，该柜担负着整段母线所承载的电流，由于该开关柜所联接的是主变与低压侧负荷输出，就显其作用的重要所在。在继电保护方面当主变低压侧母线或断路器发生故障时，要靠变压器低压侧的过流保护跳开进线柜开关来切除故障。

低压侧母线故障要也靠主变压器低压侧的后备保护来切除进线柜开关。变压器差动保护动作也切除变压器低压侧断路器即进线柜。

3. 起隔离、分断、保护、监测、控制主电路供电质量、安全作用。

（3）电容补偿柜

1. 电容补偿柜的作用是平衡设备感性负载，提高功率因数，以提升设备的利用率。

为了改善电网功率因数低下带来的能源浪费和这些不利供电生电容补偿柜产的因素，必须使电网功率因数得到有效的提高。

但显然这些无功功率如果都要由发电机提供并远距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的办法就是在需要无功功率的地方产生无功功率，即增加无功功率补偿设备与装置。也就是电容补偿柜。

2. 功率因数的概念：在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。

3. 功率因数过低的危害 ：

a. 损害了电压质量。

b. 降低了设备使用寿命。

c. 大大增加了线路损耗。

d. 降低了设备利用率。

e. 加大企业电费开支，提高了产品成本。

4. 有功、无功和视在功率的关系：由于感性、容性或非线性负荷的存在，导致系统存在无功功率，从而导致有功功率不等于视在功率。

三者之间关系：S=P+Q；S为视在功率，P为有功功率，Q为无功功率。三者的单位分别为VA（或kVA），W（或kW），Var（或kVar）。

在上面的公式中，如果今天的KVAR的值为零的话，KVA就会与KW相等，那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗，此时成本效益最高，所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9～1之间，低于0.9时需要接受处罚。

功率因数表是0.9以上还罚款的原因：主要是用电量大幅减少所致，变压器的月结有功损耗电度及无功损耗电度是有一个底线限额度数(就算不用电也有该数)的，月结时将有功电度、无功电度、变损有功电度和变损无功电度一齐计算，就是实际的功率因数。

5. 提高功率因数对用户端的意义

电力系统向用户供电的电压,是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的.当线路输送一定数量的有功功率时,如输送的无功功率越多,线路的电压损失越大.即送至用户端的电压就越低。

供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数,那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢?

① 通过改善功率因数,减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件,如变压器、电器设备、导线等的容量,因此不但减少了投资费用,而且降低了本身电能的损耗。

② 藉由良好功因值的确保,从而减少供电系统中的电压损失,可以使负载电压更稳定,改善电能的质量。

③ 可以增加系统的裕度,挖掘出了发供电设备的潜力.如果系统的功率因数低,那么在既有设备容量不变的情况下,装设电容器后,可以提高功率因数,增加负载的容量。

④ 减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。

6. 具体措施

比如工厂有以下负载特性。

容性负载：服务器（开关电源）、整流器、UPS、LED灯管。

感性负载：水泵、空调电机等。

阻性负载：加热器、白炽灯等。

7. 提高功率因数的 方法 ：

①正确选用异步电动机的型号与容量

②根据负荷选用相匹配的变压器

③异步电动机同步化运行

④并联电容器

8. 并联电容器工作原理：

提高功率因数最常用的方法就是在供电设备上并联无功补偿电容器，并联电容器后，电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使电感电流减小，总电流随之减小，电压与电流的相位差变小，使功率因数提高。

9. 电容过补偿柜的危害：

①增加力调电费

②增加线路损耗

③降低负载电压

10. 防止电容过补偿的主要措施：

（1）容性负载时应该减少电容器投入或增加电抗器投入，适时监控功率因数，通过调整运行方式，投切补偿装置等方式，确保功率因数在0.8-1.0之内

（2）采用电容器自动投切装置，根据负荷的变化自动投入或切除电容器组

（4）低压联络柜

1. 也叫母线分段柜，是用来连接两段母线的设备；

2. 主要用在两个电源，两台变压器的配电系统中，两台变压器的主控柜分别出线到联络柜里面；

3. 在联络柜上，下口分别接两台主控的出线，即一个采用上口进线，一个采用下口进线。

4. 针对2套及以上的同时供电系统，当另外一套系统发生停电或者停电故障后，另外一套供电系统可以通过联络柜来给予这套停电系统的出线柜的电源，来让使用这套停电系统的配电组通电。

（5）建筑防雷三级保护

1. 一般是总配电安装第一级避雷器，选择相对通流容量大的SPD（80KA~160KA视情况而定）如现场中压部分的PT及避雷器柜；

2. 在下属的区域配电箱处安装第二级避雷器（10KA~40KA），如安装现场的低压进线柜前端的避雷器；

3. 在设备前端安装第三级信号避雷器，如挂墙箱、列头柜的浪涌保护装置。

安装要求：

1. 安装SPD（避雷器）要求安装处就近有接地扁铁，以便于雷电波通过避雷器时能够迅速泄放；

2. 需要接地电阻达到1欧姆以下才行，有些地区有特别规定的可以放宽到4欧姆以下；

3. 因为一般采用限压型SPD，所以他们之间的线路长度不宜小于5m。

（6）停电检修程序：

停电基本步骤：

先低压后高压，先负荷后隔离。

停电 →放电→ 验电→ 装设接地线 →悬挂标示牌 →装设遮拦等。