三相四线制和三相五线制的区别图解和供电原理 - 联洲电器以生产销售高低压元器件为主，主要产品有通用变频器，矢量变频器，软启动，电机软启动器，软起动柜，软起动装置，电机保护器，另外还有双电源转换开关、仪器仪表等，欢迎访问！产品分类栏目列表（90）（61）（205）（137）（25）（1）（9）（61）（26）（3）（27）（1）（52）（114）（47）（29）（18）（36） >
> 三相四线制和三相五线制的区别图解和供电原理正文日期： 来源：www.chinadianji.com 作者：李工 浏览量：三相四线制和三相五线制的区别图解和供电原理TAG：三相四线制，三相五线制，三相五线制的区别，三相四线制图解一、三相四线制和三相五线制符号含义解答：（R 黄、S绿、T红、N蓝或黑、地黄加绿双色线）三相五线制（R 黄、S绿、T红、N蓝或黑色线、）三相四线制（R 黄、S绿、T红、地黄加绿双色线）三相四线制三相四线制:相线A、B、C，保护零线PEN，PEN线上有工作电流通过，PEN在进入用电建筑物处要做重复接地；属于TN-C接地系统.三相五线制：相线A、B、C，零线N，保护接地线PE，N线有工作电流通过，PE线平时无电流（仅在出现对地漏电或短路时有故障电流）；我国民用建筑的配电方式采用TN-S接地系统。二、三相四线制为何三相五线制多一根线低压配电网电缆中，输电线路一般采用三相四线制，其中，三条线路分别代表A,B,C三相，另一条是中性线N。三相五线制包括三相电的三个相线（A、B、C线）、中性线（N线）以及地线（PE线），因此区别为多了一条地线。三相五线制比三相四线制多一根地线，用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所。三相五线制的学问就在于这两跟"零线"上,在比较精密电子仪器的电网中使用时,如果零线和接地线共用一根线的话,对于电路中的工作零点会有影响的。虽然理论上它们都是0电位点,如果偶尔有一个电涌脉冲冲击到工作零线,而零线和地线却没有分开,比如这种脉冲却是因为相线漏电引起的,再如有些电子电路中如果 零点飘移现象严重的话那么电器外壳就可能会带电,可能会损坏电气元件的,甚至损坏电器,造成人身安全的危险.零线和地线的根本差别在于一个构成工作回路,一个起保护作用叫做保护接地,一个回电网,一个回大地,在电子电路中这两个概念是要区别开来的,在正规公司里,这两根线规定要分开接.现在实际中还有一种三相六线的接法,除工作零线,保护接地外,还专门另配一路接地线,这根线跟设备地线分开来接,不与其他任何线相接,用做对仪器设备的保护,因为电气件的损坏往往只几微秒的时间,所以要将误动作电流更快的引回大地,需要仪器直接接地.在同一用电系统中，绝对不允许同时存在保护接地与保护接零。在三相四线制制供电系统中，把零干线的两个作用分开，即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(该结线的点是: 工作零线N与保护零线PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接。由于该种结线能用于单相负载，没有中性点引出的三相负载和有中性点引 出的三相负载,因而得到广泛的应用。在三相负载不完全平衡的运行情况下，工作零线N是有电流通过且是带电的，而保护零线PE不带电，因而该供电方式的接地 系统完全具备安全和可靠的基准电位。三、三相五线制供电的原理在三相四线制电线电缆供电中由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时，零线将有零序电流通过，过长的低压电网，由于环境恶化，导 线老化、受潮等因素，导线的漏电电流通过零线形成闭合回路，致使零线也带一定的电位，这对安全运行十分不利。在零干线断线的特殊情况下,断线以后的单相设 备和所有保护接零的设备产生危险的电压，这是不允许的。如采用三相五线制供电方式，用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的，工作零线上 的电位不能传递到用电设备的外壳上，这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在“地”电位，从而消除了设备产 生危险电压的隐患。四、对三相五线制敷设的要求(1) 在用绝缘导线布线时，保护零线应用黄绿双色线，工作零线一般用黑色线。沿墙垂直布线时，保护零线设在最下端，水平布线时，保护零线在靠墙端。(2) 在电力变压器处，工作零线从变压器中性瓷套管上引出，保护零线从接地体的引出线引出。(3) 重复接地按要求一律接在保护零线上，禁止在工作零线上重复接地。(4) 采用低压电缆供电时应选用五芯低压电力电缆。(5) 在终端用电处(如闸板、插座、墙上配电盘等)工作零线和保护零线一定分别与零干线相连接。(6) 对老企业的改造应逐步实行保护零线和工作零线分开的办法。例如在车间入户时零干线做重复接地，重复接地以后工作零线单独敷设，保护零线由此重复接地体引 出；使用四极漏电保护断路器的，在断路器前是三相四线制，在断路器后改为三相五线制; 在架空线路供电又实行动力电和照明电分开架设的(两棚线)，可以用随照明线横担架设的零线为工作零线，随动力线横担架设的零线做保护零线。五、三相五线制供电的应用范围凡是采用保护接零的低压供电电线系统，均是三相五线制供电的应用范围。国家有关部门规定:凡是新建、扩建、企事业、商业、居民住宅、智能建筑、基建施工现 场及临时线路，一律实行三相五线制供电方式，做到保护零线和工作零线单独敷设。对现有企业应逐步将三相四线制改为三相五线制供电，具体办法应按三相五线制 敷设要求的规定实施。分享链接： 相关上一篇：下一篇：随机技术资料热销 ? ? ? ? ? ?部门对广电系统工艺设备用电的特性不了解
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&&&&&&&&广电系统供配电技术交流资料&&&&广电系统担负着党的宣传喉舌的作用。各省级台站作为广播电视的重要组成部分，一旦出现停播事故，将在全国乃至全世界，造成不可估量和无法挽回的重大政治影响。多年来广电部门强调广播电视编辑、播出、传输发射业务，对供配电系统方面相对重视不够。各类编辑、播出、传输、发射工艺设备设施配置得再好，都无一例外地依赖电源，一时一刻也离不开电，就像前任张海涛副总局长所说：没了电，“一失万无”。因此作为广电系统供电部门的工作人员，政治责任极其重大，不敢有丝毫懈怠。&&&&&&&&2006年中央人民广播电台停电停播事故后，引起总局高度重视，进行了重点事故调查，发现事故原因之一就是改造供配电系统时配置失误，加上运行管理不善，造成停播40余分钟。为此处理&&&&1&&&&&&&&&&&&了相关责任人。2007年年初责成总局科技司、安全播出指挥中心，组织了多个安全播出检查组，对全国中央及各省级电视台、广播电台、卫星地面站进行检查。发现了相当一部分台站供配电系统配置、设备选型、电力基建质量、供用电运行维护管理方面等方面，存在不同程度的问题。其后2009年又发生了中国教育电视台停电停播事故（原因除UPS设备质量低下，内部IGBT开关管击穿故障，主要原因还是供配电系统设置严重失误），以及全国各地陆续发生的停电停播事故。为此总局安全播出指挥中心在2009年开始组织制定《广播电视安全播出管理规定》，以国家广播电影电视总局第62号令的形式于日审议通过，自日起施行。就在62号令发布后，2011夏季年天津电视台又发生了停电停播事故，总局检查组现场检查后，发现没有按照总局62号令来配置播出供电系统，与中央台的故障同出一辙，同时存在供用电运行管理不善（随意增容、应急方案不落实）等问题。据统计，目前停播事故90%左右是由于供电故障引起的。为考核供电人员素质，、2010组织了全国广电系统供配电技术能手大赛。考试成绩不理想，反映出了供电知识技术技能还存在问题。本次总局人才交流中心要求的授课内容：1、供配电系统常见问题与原因分析及提高广播电视播出系统电力保障技术措施；2、广播电视系统UPS、EPS应急电源系统配置、设备选型、检修方法及技术保障；3、广播电视播出机房消防系统设计、维护与消防安全；4、主要电力设施的检修方法（高压柜、低压配电柜、高低压开关、用户变压器、发电机组及其配属设施）；5、广播电视系统动力运行值班、设备巡视、事故判断处理；6、《广播电视工程工艺接地技术规范》与联合接地系统关键技术应用（视频接地、音频接地、高频接地、综合布线接地、电力接地和防雷接地等）；7、广播电视台（广播电台、电视台），发射台（发射转播台），微波站、网络中心或网络公司，监测中心（台）、调度指挥机构、电视塔楼、播控机房等供配电系统、接地系统设计的分析与改造及工程实例分析；8、案例分析，交流互动。根据我个人多年电力基建和运行维护的经验教训，要做好供电保障，重点是：A.供配电系统配置合理B.供配电设备选型质量安全可靠C.供配电系统施工安装质量可靠D.供配电运行操作和维护保养的管理到位针对以上四个重点，结合总局人才交流中心的要求，和大家共同复习探讨的主要内容包括：第一节广电供配电系统合理配置&&&&2&&&&&&&&&&&&第二节必备的供配电知识及设备简介（高低压开关柜、变压器、互投装置、UPS、EPS、发电机组、接地系统、开关等）第三节供配电安全（安全基本知识、主要操作要求）第四节供配电系统维护（主要维护项目、内容和周期）第五节供配电改造注意事项和播出机房消防配置&&&&&&&&第一节、&&&&&&&&省级广电台站的供配电系统的配置&&&&&&&&根据国家规定和供电设计规程，分三级负荷：一级负荷，指供电中断将造成爆炸、火灾、严重中毒、人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、造成公共秩序严重混乱的特别重要负荷。一级负荷是不允许停电的。（有时也称特级负荷，北京市目前有18户）二级负荷，指供电中断将造成较大政治影响、较大经济损失、造成公共秩序混乱的负荷。二级负荷只需要停电后能及时恢复即可。三级负荷，指不属于一、二级的电力负荷，停电后影响不大。三级负荷通常为普通民用负荷，对供电没有硬性要求。按照上述法规，广电系统各台站的编辑播出机房工艺设备用电、编播机房室内照明等，均属于一级负荷。按照目前通用设计规程要求，一级负荷必须至少有两路供电，但是多数省级设计部门对广电系统工艺设备用电的特性不了解，再加上长期以来没有广播电视供电的专用设计规程，因此均是按照工民建供电设计标准来进行设计。62号令就是为了以法规的形式规范广电部门供电系统的配置。根据国内现有的电力设备的实际现状及能够达到的水平，以及设计规范，高压、低压双路电源供电有各种形式。（1）双路供电，单母带不分列运行，一用一备形式（俗称线路备投），两路电源单母线一用一备自投、互投，（注意自投和互投的差别，开关之间的互锁关系）。根据二次控制线路功能不同，还分为三大类：A、单路失压后，手动操作互投；B、自投自复，自投不自复；C、互投自复，互投不自复（注意自投和互投的差别）；实际就是一个二选一的模式。从我们安全播出检查，发现基本为以下两种模式：即高压二选一、低压二选一。&&&&&&&&3&&&&&&&&&&&&4&&&&&&&&&&&&（2）高低压两路电源单母线分列运行，同时供电，互为备用的自投、互投。俗称母联备投。根据二次控制线路功能不同，还分为三大类：D、单路失压后，手动操作互投；E、自投自复，自投不自复；F、互投自复，互投不自复（注意自投和互投的差别）；实际就是一个互为备用的模式。&&&&&&&&5&&&&&&&&&&&&以上两种配置，由于高压自动互投时，从失压检测、失压跳闸到母联合闸动作，有0.7--3秒的停电，目前设计和运行规范规定，高低压自动互投方式均为自投（互投）不自复，以避免在一路电源失电时互投动作一次，此路恢复来电时互投又动作一次。因此当停电的外线恢复供电时，需要在适当可以短时间停电的时机，手动恢复为正常的双路分列运行供电状况。注意，以上两种配置系统中，一般给变压器供电的高压出线柜没有失压跳闸功能，自动互投时是带变压器负荷互投倒路，冲击电流较大。母联的整定应满足激磁涌流。低压出线柜情况相同。&&&&6&&&&&&&&&&&&注意：如果基建时场地允许，投资允许，应考虑在两路母线上，配置备份高压出线柜。一旦正在使用的出线柜故障时，可以将出线电缆倒接入备用柜，及时恢复供电。一旦事业发展需要增容加变压器，有可接入的出线高压柜。（3）合理的高低压配置：目前各省级台高压、低压系统存在两种备投方式（母联备投和线路备投）。62号令要求使用母联备投方式。根据多次停播事故的历史教训，总局（62号令）要求全国省级广播电视总台的供电系统的配置，从高压外线开始，经过高压系统、低压系统，到工艺设备机房供电系统，始终贯彻双路供电到底的原则。两路电源单母线分列运行，互为备用互投。不在供电路径中任何一个环节设置两路电源一用一备的单节点瓶颈。其原因为：1.两路电源单母线分列运行，是分两段母线独立运行同时供电的，可以避免单母线一用一备互投的单节点瓶颈效应，增加供电的可靠性，确实做到双路电源均到机房内。2.两台变压器同时带各自负荷工作，避免了单台变压器空载运行，运行成本相对经济。3.任意一路外线停电时，未停电路的母线段仍可正常工作，同时可以将电源手动或自动互投到停电路母线所带的负荷上。根据目前规范为互投不自复。4.在维持任意一路电源供电的情况下，可计划性停电退出另一路高低压设备运行，进行停电部分线路和设备的维护检修。5.从高压到低压末端，为灵活处置各类故障，应设置手动和自动挡。可具备多级互投，但具备互投功能的配电柜主进开关必须具备失压掉闸功能。具备多级互投时，尽可能采取一点自动互投。自动互投控制应具备互投故障闭锁保护功能，防止一路进线开关由于所带段母线的负荷出现过流或速断故障跳闸，另一路电源通过母联开关自动投入时，造成另一路进线开关也因故障而跳闸，最终形成两路电源全部跳闸的重大停电事故。（事故实例）6.由于在倒闸操作和互投时出现瞬间断电，为保证播出工艺设备供电不间断（保零秒）供电，应设置UPS在线式应急逆变设备。为保证在双路外电停电时仍可播出，应配置发电机组。7.每个单路的外线供电容量、变压器容量、UPS容量、发电机组容量，应满足单路供电时可以承担全部负荷容量。8.为避免不同性质负荷短路故障造成的跳闸、电源波动和各类串扰，播出工艺负荷与可控硅调光设备、照明、火灾监控、一般空调、动力负荷的供电，应严格分开，分别使用不同的变压器系统供电。编播机房内照明电源，根据消防设计规范应增设EPS应急电源。同时机房工艺设备、机房照明、机房必备的空调电源应接在配有备用发电机组供电的配电柜上，以保证在外线全部停电状况下，依靠发电机组提供工艺设备、机房内空调、照明的供电。&&&&7&&&&&&&&&&&&在此特别说明：越简洁的系统配置越安全，尽可能不在UPS前后端设置单节点瓶颈设备。以上系统设置，可基本满足广播电视台（广播电台、电视台），小功率发射台（发射转播台），微波站、网络中心或网络公司，监测中心（台）、调度指挥机构、电视塔楼、播控机房等供配电系统。但大功率中短波发射台，由于发射机用电功率较大，不可能配置超大容量的UPS和电子互投装置，只能各发射机前级设备配置UPS。所以在单路失电互投时，发射机会出现数秒的闪络断电。不可避免的出现停播。这是由于目前供电设备水平问题，以及资金问题带来的缺憾。&&&&8&&&&&&&&&&&&第二节、主要设备原理简介&&&&一、高压系统部分应具备的知识&&&&1、高压系统的基本知识&&&&?我国配电系统的电压等级，根据《城市电网规划设计导则》的规定，220kV及其以上电压为输变电系统，35、63、110kV电压等级为高压配电系统，10、6kV为中压配电系统，380、220V为低压配电系统。?由于0.4KV低压供电线路电压损耗的原因，其供电覆盖半径一般仅数百米（300米），因此一般省级台站不可能采用低压供电。绝大多数处于城市的省级台站采用覆盖半径达十公里的10KV中压供电，一些发射台所处地域偏僻，供电线路较长，负荷较大，也有采用35KV供电的。（一般10kV供电范围为10Km、35kV为20~50Km）?10KV中性点非直接接地系统：指中性点不接地或经消弧线圈接地。发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高为原相电压的根号3倍（即线电压），因此线路和设备绝缘必须按照线电压考虑。要求电气线路和设备绝缘水平提高。但是这种接地系统接地故障电流很小（主要是相对地电容电流），一般不需要立即停电，过去多采用有限反时限保护，允许坚持工作2小时。?10KV中性点直接接地系统：指中性点直接或经小电阻（10---20欧姆）接地。目前部分10KV中性点不采用直接接地，多采用小电阻接地。此系统中性点保持零电位，发生单相接地故障时，非故障相对地电压数值不会升高，仍为相电压。但故障相接地点和中性点会形成回路，接地相的短路电流会很大，造成电源过电流保护跳闸。为此10kV系统供电局变电站如采用中性点小电阻接地后，用户站主进和各路出线必须加装零序电流保护装置，否则将造成变电站内跳闸。?在电压高的系统中，绝缘水平的提高将使费用大大增加，所以我国对110KV及以上电压级的系统采用中性点直接接地方式。过去35KV及以下电压系统则多采用中性点非直接接地方式。但近年来在全国范围内，一般10KV三相中性点不接地，经消弧线圈接地，经小电阻接地三种形式并存。就是在一个城市内都存在不同中性点接地方式，如北京市供电局要求四环内采用小电阻接地，其余地区有的采用经消弧线圈接地。各地的朋友们应了解自己所在地区10KV变电站的具体情况。?电源质量要求：10KV系统正常运行条件下，一般地区电力网频率允许偏差是（±0.2～±0.5）Hz。用户供电电压允许变化范围是（±7%额定值的（±5%)）。三相电压应对称，其最大允许值，应不超过&&&&&&&&2、广电播出系统供电对高压来电电源的要求：&&&&&&&&9&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&必须采用两个或多个高压电源同时供电。一般台站具备双路专线电源已经足够，当然在更重要的单位还有采取三路电源供电的。&&&&&&&&?&&&&&&&&高压来线必须为独立电源10KV高压来电必须是由不同发电厂供电的区域变电站，这样才能保证一路电源故障时，另外&&&&&&&&一路电源不至于同时中断。这点在电力规划设计选择来线变电站时，必须调查清楚。避免形成“假双路”的局面。?高压来线均为专用线路（专线）专用线路供电，通常指由供电部门区域变电站（即：将110KV或35KV变成10KV的变电站）内单独一台高压柜，通过专用线路向用户送电，同时此条供电线路上不并接其他任何单位的用电。其中供电局变电站下一级的开闭站、分界小室，属于用户高压分配开关站。由于开闭站、分界小室同时已带着众多工矿企业和民用负荷，所以开闭站、分界小室的出线不能算为专用线路。?两路独立电源必须保证同频同相通常在一个电网内、一个城市内，不同发电厂进入该电网时，均调整为同频率同相位，且电压基本相等，这样才能够保证高压柜双路合环倒路以及低压部分的双路分列运行的安全。（安装规程和验收规程也要求从来电端到负荷末端，相序一致、同频同相）。?两路电源必须保证每路均可带用户全部电力负荷当其中任意一路高压外线停电时，另外一路高压电源应能承担原来两路电源所带的全部电力负荷，以实现双路电源互为备用。?高压来电的敷设方式尽可能使用地埋电缆。高压电源的馈送方式，可以是架空线路（钢芯铝绞线），也可以是地埋电缆。架空线出现故障的概率，明显高于地埋电缆。从线路供电安全角度来看，采用地埋电缆更为安全可靠，但是从经济角度来看，造价较高。&&&&&&&&3、高压柜的基本知识：&&&&?高压柜的柜型目前普遍使用的高压柜型，均采用全密封防护型手车柜（落地手车柜、中置手车柜）。经常使用的产品包括国外的ABB、东芝VC、西门子和国产KYN系列等，各有特色各有优缺点。仿苏的GG1-A、国内的JYN等柜型国家早已经明令淘汰，但发现有些台站因历史原因、资金问题仍在使用。其中使用国产高压柜最多的是产KYN系列。使用进口（合资）高压柜最多的是ABB系列。ABB高压柜的性能和可靠性最佳，体积最小。但是价格是KYN系列两倍以上。如：ABB---UNIGEARZS1中压开关柜。国产的KYN28-12外型及结构同就是仿ABB的。&&&&&&&&10&&&&&&&&&&&&11&&&&&&&&&&&&12&&&&&&&&&&&&13&&&&&&&&&&&&14&&&&&&&&&&&&15&&&&&&&&&&&&还有简单的高压环网柜，规程规定最大只可以带1000KVA及以下容量的变压器，它仅是个高压隔离开关，内部设置高压熔丝，作为过流和速断保护。一般不允许在变压器带负荷的情况下分合闸。?高压柜的开关（断路器）高压柜内可以可以根据用户需求，配备不同种类的开关。柜内高压开关类型有：极其古老、危险、维护困难的贫油开关。含有害气体的六氟化硫开关，目前先进可靠的真空开关。前两类开关已经淘汰停产，目前普遍采用真空开关。但在有些省台还是有使用的。&&&&&&&&16&&&&&&&&&&&&10KV真空开关额定电流一般在几百到上千安培（630A---1250A），短路遮断容量一般为25、31.5、41KA等级，由于开关的触头密封在真空度极高的真空泡内，具有较强的灭弧功能，同时它的机械储能分合闸机构，可保证以极快的速度（数十微秒级）分合闸，是贫油开关和六氟化硫开关无法比拟的。开关自身只有手动和直流220V电动储能分合功能，没有保护功能，必须依靠直流二次保护装置驱动分合闸真空开关可以带负荷分合，但是一般高压负荷开关（如隔离刀闸开关、隔离手车）由于触头裸露在空气中，灭弧装置不好，严禁带负荷分合。各地供电部门，对真空开关和高压母线的额定电流值（630A---1250A）和短路遮断电流值（25KA---41KA），有着不同的要求，如北京供电局要求10KV用户高压柜内真空开关额定电流和母带容量必须达到1250A，短路遮断电流值必须达到41KA，比国家规程要求有较大提高。因此在当地供电部门对电气设计图审图时，必须明确开关和母线的具体选用参数，防止订货错误。国产ZN系列真空开关产品的质量和可靠性，目前尚无法与进口产品（ABB、西门子、东芝）相比，但是有些国外产品（如ABB-VD4、东芝VK等），已经有仿制的国产化产品，质量已经过关，且价格比进口原装开关便宜。可在高压柜开关选型时考虑。注意，由于真空开关分合冲击力极大，分合次数是有寿命要求的，为此真空开关上设有分合次数计数器。没有必要不要频繁操作。&&&&&&&&?&&&&&&&&高压柜的二次保护高压柜内的一次（指主供电高压部分）开关自身没有任何保护功能，完全依靠二次（指控制部&&&&17&&&&&&&&&&&&分）保护系统的驱动，执行开关正常分合闸动作及各类故障保护跳闸动作。保护的电压取样取自高压柜内PT（电压互感器），电流取样取自高压柜内CT（电流互感器）。高压柜内的二次保护内容一般包括：（1）进线失压跳闸保护：当某路进线开关失去外电电压时，经过一定延时判定，此开关自动跳闸。（如北京城区奥运前规定，失电后一般规定为3秒跳闸，0.7秒后母联开关互投动作。各地供电局有不同规定）（2）过流保护：进线柜或出线柜开关的电流，超过规定电流（3--7倍）时，经过设定的延时（0.2--0.3秒，有些地方允许在1.5秒），开关自动跳闸。过电流保护整定时注意，动作电流应能躲过线路上出现的最大变压器合闸瞬间的激磁涌流电流。（3）速断保护：进线或出线开关的电流，超过规定电流（8倍）时，判定为短路，开关立即跳闸。（4）零序保护：开关所带线路或设备，发生相线接地故障电流时，根据接地电流大小延时自动跳闸。10kV系统采用中性点经小电阻接地后，各路出线必须加装零序电流保护装置。（5）变压器过温度报警及超高温跳闸保护：出线开关所带变压器发生超过设定温度的故障时，自动报警，严重高温时跳闸。（6）互投故障闭锁保护：任意一路进线开关因过流或速断保护跳闸时，不允许母联开关互投合闸，防止造成另一路互投时跳闸,造成全部停电。（7）合环保护：合环指一路外电准备停电检修时，不停本路外电进线开关，合上母联开关，再断开拟停电路开关，可以保证在无闪络停电状况下的实现互投。合环保护监测合环电流不超过允许数值，超过时可以选跳，如选跳拟停电开关、或母联开关跳闸。（8）瓦斯保护：超过630KVA的油浸变压器还要求加装瓦斯保护。具体采用那些保护，保护值和延时值大小，需要根据当地供电部门的要求具体确定。如：有的地区高压系统中性点非直接接地，不采用零序保护。有的地区供电部门不允许采用合环倒路的方式，也就不必使用此保护功能，有的不使用超过630KVA的油浸变压器，就不用瓦斯保护。但是必要的失压、过流、速断、互投故障闭锁保护、温度保护，是不能缺少的。传统的二次保护装置，使用电磁型、感应型、晶体管型继电器组成保护线路，所以也叫“二次继电器保护”。由于该类保护线路中继电器自身故障率高，接点触点众多，可靠性差，反应迟钝，根据运行管理规程，每年需要停电请供电局进行一次极其麻烦的保护定值的测试整定，所以目前已经处于逐步淘汰状况。目前提倡使用反应灵敏、保护可靠的单片机综合二次保护器设备，如ABB、西门子产品，国内也出现了替代的国产化产品。所以有机会进行供电改造或新建工程项目，应优先考虑使用这种保护装置。但是一定要使用可靠的产品。（实例）&&&&18&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&高压柜的防护要求高压配电柜柜体防护要求：根据国家相关强制工艺标准，满足动稳定和热稳定条件。必须做到框架结构坚固，不能出现手&&&&&&&&车插拔几次柜体变形无法插拔的情况。柜体板材为冷轧钢板，且有足够的厚度（一般1.5---2MM）以上，以满足短路弧光防护。带电体与柜体之间绝缘性能良好，一次和二次插接件连接牢靠，一次母带载流量足够，故障防护特性良好，柜体可以耐受故障时巨大的电动力和短路弧光冲击，此项厂家必须提供该型高压柜,经国家指定的电气试验机构出具的破坏性击穿试验报告。较好的高压柜（如ABB）额定电压为12KV，实际耐受电压高达42KV，额定内部故障电弧短时耐受电流高达50KA。&&&&&&&&?&&&&&&&&高低压柜体防护等级：&&&&&&&&高压开关柜、低压配电屏外壳的防护等级由欧洲电子技术标准化委员会提出，使用IP代码：第一位数字是防护固体异物进入电气设备壳内及防止人体触及壳内的带电或运动部分的防护标准。第一位数字的防护方式，分为0------7，八个防护等级。&&&&（1）、“0”级。无防护。用“IP00”或“IP0X”表示。（2）、“1”级。能防止直径大于50mm的固体异物进入壳内；能防止人体的某一大面积部分（如手）偶然或意外地触及壳内带电或运动部分，但不能防止有意识地接近这些部分。用“IP10”或“IP1X”表示。（3）、“2”级。能防止直径大于12.5mm的固体异物进入壳内；能防止手指触及壳内带电或运动部分。用“IP&&&&19&&&&&&&&&&&&20”或“IP2X”表示。（4）、“3”级。能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内；能防止厚度（或直径）大于2.5mm的工具、金属线等触及壳内带电或运动部分。用“IP30”或“IP3X”表示。（5）、“4”级。能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内；能防止厚度（或直径）大于1mm的工具、金属线等触及壳内带电或运动部分。用“IP40”或“IP4X”表示。（6）、“5”级。能防止灰尘进入量达到影响产品正常运行的程度；能完全防止人体触及壳内带电或运动部分。用“IP50”或“IP5X”表示。（7）、“6”级。能完全防止灰尘进入壳内；能完全防止人体触及壳内带电或运动部分。用“IP60”或“IP6X”表示。&&&&&&&&第二位数字是防止水进入电气设备壳内，达到有害程度的防护标准。&&&&（1）垂直落下的水滴不应引起损害。（2）箱体向任何一侧倾斜15度时，垂直落下的水滴不应引起损害。（3）从箱体垂直线侧以不超过60度角溅入的水不应引起损害（4）从每个方向对准箱体的溅水都不应该引起损害（5）从每个方向对准箱体的喷射水都不应引起损害（6）从每个方向对准箱体的强射水都不应引起损害（7）箱体在标准常温常压下短时间浸入水中时，不应有能引起有害作用的水量浸入（8）箱体必须在由制造厂和用户协商定好的条件下长期浸入水中，不应有能引起有害作用的水量浸入。&&&&&&&&并非所有的高低压柜配置了高等级的防护就没有问题。高等级防水需要完全密闭，通常会引起散热问题。我们的高低压系统一般在室内，不允许配置水喷淋消防设施，一般柜上部还有散热孔，因此IP40--50等级就可以了。如果是室外配电箱柜，就要根据情况提出防护标准了。&&&&&&&&?&&&&&&&&高压柜的五防功能&&&&&&&&为了能保证防止高压柜的误操作，在二次电气控制和操作机械结构上，还应具备五防功能：1.2.3.4.5.防止带负荷分合隔离开关（手车）功能防止误分合断路器功能防止带电挂接地线（或合接地刀闸）功能防止带地线合隔离开关、断路器功能防止误入带电间隔功能&&&&&&&&20&&&&&&&&&&&&以上我们介绍了高压柜的基本构成和相关要求。近些年来由于企业改制等原因，许多大型国企纷纷倒闭，众多民营个体企业和合资企业占领了高压柜市场，产品的工艺质量良莠不齐，一些厂家在柜体材料方面偷工减料，柜内使用假冒伪劣元器件，使用低档真空开关，所以同一类型同一配置的高压柜投标价格出入较大。招标实际成了恶性竞争。加上建筑工程总包制，总包单位拼命压价，实际供货设备的质量无法保证。因此供电设备的选择甲方必须掌控，需要组织有经验的技术人员，从开关类型的选择、柜体工艺标准和防护功能等方面进行详细考察，选择柜型（含尺寸）和厂家。订货时应根据我方功能要求和本地供电局要求，进行详细技术交底（包括二次控制线路）。出厂前必须在甲方人员到场的情况下，在厂内做好传动试验，以及其他各方面的验收。安装时厂家应派技术人员现场指导安装、调试。综合以上要求实际举例。我们原来使用的BA-BB型高压柜在东方广场事件后，拟更换高压柜，为此进行了调研：如厦门ABB开关有限公司生产的UniGear-ZS1型金属铠装式开关柜，是由ABB公司设计开发的目前世界较为先进的开关设备。融合了ABB公司目前较为先进的真空开关制造技术，配备性能优良的VD4真空断路器手车及ABB先进可靠的二次控制保护单元。该开关柜配置元器件的进口件比例为国内开关制造同行业内最高。该开关柜不仅在欧洲而且在中国均通过相关的型式试验，满足IEC、DINVDE、GB、DL等标准。该开关柜从结构上考虑了开关柜内部故障电弧的影响，并根据德国法兰克福实验室Pehla规程第4号及IEC298的规定，以及GB.15条规定，一次性通过了国家高压电器检验测试中心的&&&&&&&&内部燃弧试验，可在设备内部发生短路时可以有效保护前、后、左、右各方向的操作人员和设备&&&&的安全。ZS1开关柜还通过了如下试验：通过了振动试验（8级），通过了倾斜试验，在100%湿度的条件下，通过了凝露实验；通过了开关柜柜体材料的盐雾试验，通过了开关柜用绝缘件的霉菌试验。该开关柜在采用全裸露导体的条件下，已完全满足国标电气距离125mm（国内老规范要求200MM）要求；为进一步提高开关柜在100％湿度及盐雾环境的安全可靠运行；采用复合绝缘技术，高压带电部分无裸露导体，避免了盐份高、湿度大对裸露导体造成的影响，并配合电场均衡措施使开关柜性能更优。（可提供美国Raychem公司生产的复合绝缘材料40年不老化试验报告）该开关柜体采用强度高、防腐、无须喷涂的进口敷铝锌板，主母线采用芬兰进口的具有良好动、热稳定特性的“D”型结构，强度高，散热好，不用支持绝缘子，减少因采用绝缘子而造成的故障。分支母线采用R5圆角的进口铜母线，可避免尖端放电；该开关柜系国内外占地面积最小的开关柜，利于灵活布置及日后增加负荷；&&&&21&&&&&&&&&&&&该开关柜30年免维护，视具体情况每两年进行一次清扫、润滑即可。配用的VD4断路器机械寿命可达30,000次，电气寿命可达成20,000次，额定短路容量（50KA）开断次数为50次。断路器的一次梅花触头，可保证接触良好，接触面压力均匀，温度低。开关内部储能弹簧采用独有的平面蜗卷弹簧，其在储能和合闸过程中对真空灭弧室及操作机构的冲击力小，合闸时弹跳轻微，不影响断路器稳定性和寿命；该柜型具备我国国标要求的五防功能。柜体防护等级可根据用户要求生产。定购安装后，使用四年，一次二次未出现任何故障。?高压系统的操作调度方式：高压调度户：根据供电局调度命令，才能对一部分高压柜进行操作的用户。一般高压调度户，根据供电局调度下令才可以操作的高压柜为：进线PT柜、进线开关柜、进线计量柜、母联隔离柜、母联柜。高压调度户可以自行决定操作的高压柜为：用户出线柜。非调度户：可以自行决定高压系统操作范围。但是，不受供电部门调度的10KV双电源用电单位，严禁并路合环倒闸。?高压柜二次保护及操作机构的直流供电装置直流操作电源屏，是高压柜必备的重要附属设备。它的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用。由直流系统提供电源的回路主要有：主分合闸回路、控制保护回路、事故照明回路、信号回路等。目前只有极其落后的地区或农村的老式高压柜，柜内保护装置和分合闸操作储能机构，采用交流220V电源，其电源取自高压柜内专用操作电源PT，一旦外线高压失电，保护装置和操作装置无法动作，目前在国内早已淘汰。在大检查过程中发现，个别台站的变配电室内，还使用着这种上世纪五十年代的极其落后的装置。目前普遍采用专用独立的直流电源屏（含蓄电池），直流屏内具有直流整流浮充机和蓄电池，即使外线失电时，仍可依靠蓄电池向高压柜供电。但是一旦蓄电池故障，失去直流220V电源，只能使用开关手动压杆储能来分合开关（有的开关在直流失电后只能分闸，不能合闸），并失去所有二次保护功能。这是极其危险的。因此不光要选择好高压柜，同时要选择可靠的，容量有富裕的直流屏。由于该设备基本没有停电检修机会，因此要求务必可靠。建议考虑备份。注意，比较老式的直流屏内使用落后的可控硅相控整流调压浮充装置，由于技术严重落后，经常容易充坏电池，已经停产。目前已经更新为新型智能化开关电源浮充设备。同时直流屏电池，必须选用质量较好的正品全密封免维护类型蓄电池，避免在今后的运行中，需要经常补液、检测和频&&&&22&&&&&&&&&&&&繁更换电池。&&&&&&&&4、变压器的配置&&&&?（变压器基本知识1）额定电压；（62）额定电流；（73）额定容量；（84）空载电流；（5）空载&&&&&&&&主要参数：损耗；（）短路损耗；（）阻抗电压；（）绕组连接图、相量图及连接组标号。&&&&&&&&10KV/0.4KV变压器常见接线组别有Y/Y0—12（国际电工委员会表示法是Y,yno），&&&&&&&&和△/Y0-11（国际电工委员会表示法是D,yn11）。10KV/0.4KV,接线组别为Y,yno变压器，一次线电压相位和二次线电压相位（相同）。10KV/0.4KV,接线组别为D,yn11变压器，一次线电压相位与二次线电压相位相差（30度）。同一供电系统中，△/Y。--11、Y/Y。--12两种变压器，二者低压输出电压相位相差30度，所以不同接线组别变压器的低压部分，即使同是一相，之间电压也高于200V，绝不能并列运行。同一用户中工艺负荷供电系统和照明动力供电系统，不宜使用不同接线组别的变压器（不仅低压侧电压相位不同，低压负荷不平衡时零线中电流相位也不同）。△/Y0-11接线组别的变压器，存在以下优点：①降低谐波电流，改善供电正弦波质量。②零序阻抗小，提高单相短路电流，有利于切除单相接地故障。③三相不平衡时能充分利用变压器容量，降低变压器损耗。&&&&23&&&&&&&&&&&&由于广电系统目前使用非线性负荷（开关电源、整流器等）占绝大多数，低压线路中直流成分和3—5次谐波分量增大。所以在三相负荷严重不平衡或谐波电流较大的场合，宜采用（D,yn11）接线组别的变压器。变压器在运行中，绕组中电流的热效应所引起的损耗通常称为（铜损）；交变磁场在铁心中所引起的损耗可分为（磁滞）损耗和（涡流）损耗，合称为（铁损）。?变压器的种类：油变压器、油有载调压变压器根据目前多数地区高层建筑防火规程，油变压器一般不允许设置在高层建筑或重要建筑的室内。因此多数安装在室外杆上变台、室外地面变台、独立于主建筑以外的带油底坑的变压器室内。油变压器主要优点是过负荷能力较强，漏磁小，合闸激磁涌流较小。但是运行维护维修成本较高且比较麻烦。油变压器主要依靠变压器油实现绝缘和散热，运行中发现油位不足，需要停电加油。每年要进行油质检测和耐压试验，一旦油不合格，就要全部放油更新，如果是油有载调压变压器，调压过程中经常出现瞬间闪络，调压分接头需要每年测试接触电阻等等。所以对于广电系统各台站这样的重要负荷，尽可能不使用。干式变压器、干式有载调压变压器根据目前多数地区建筑防火规程，干式变压器允许设置在高层建筑内或重要建筑的室内。室内没有位置，还可以安装在室外箱式壳体内（箱变）。但是从重要负荷的运行安全角度来考虑，尽可能在室内安装。干式变压器最大的优点就是基本免维护，每年只需要进行表面清扫和螺栓的紧固，以及绝缘摇测和耐压试验，运行中干式变压器耐压一般满足2倍额定电压即可，尽可能不要使用35KV电压测耐压，极容易将变压器绕组击穿。（但北京地区标准强制耐压标准为，10KV干式变压器35KV工频电压测试5分钟，太危险）。干式变压器的缺点也是不可忽视的，如散热较差，过负荷能力差，漏磁大，投入空载干式变压器时会产生较大的励磁涌流，其值瞬间可达到额定电流的6~8倍，容易在合闸时过流跳闸，因此在继电保护整定时予以考虑。验收和安装规程要求：新装变压器进行保护整定后投入正式运行前，应作（5）次空载全电压冲击合闸试验，确认过流保护能躲开合闸激磁涌流值，才能投入24小时空载试运行。运行后停用时间达半年的变压器，重新投入运行前，需要测试绝缘电阻，做耐压试验。一般无载调压变压器高压绕组具有电压调节的分接连片，可以在停电的情况下调节输出电压，但是调节范围一般不大于正负10%，所以要根据当地电压定购调压范围合适的变压器。&&&&24&&&&&&&&&&&&在外电电压波动严重和频繁的地区，可以考虑使用有载调压型干式变压器，但事先应调查清楚当地电压波动的正负百分比范围，订购时与变压器厂家商定调压范围。有载调压设备，具有电压检测驱动装置，电动操作机构，使用真空开关进行分接头的切换，能保证可靠的、无闪络断电的进行调压。但是维修困难。建议能不用就不要用。?变压器的并列运行如单台变压器容量不足时，可考虑采用并列运行方式，变压器并列运行，应满足变比基本相等且允许差值不超过0.5％、连接组别相同、短路电压基本相同且允许差值不超10％，容量比不大于3:1的条件。当变压器并列运行时,变压器间负荷分配与其额定容量成正比，而与阻抗电压百分比成反比。也就是说，如果阻抗电压不同，其负荷并不按额定容量成比例分配.设两台变压器并列运行其容量为SN1，SN2，阻抗电压百分比为UZK1、UZK2，则各台变压器的容量负荷按下式计算：SI=[(SN1+SN2)/(SN1/UZK1+SN2/UZK2)]×(SN1/UZK1)S2=[(SN1+SN2)/(SN1/UZK1+SN2/UZK2)]×(SN2/UZK2)阻抗电压相差过大，短路阻抗小的变压器将过负荷，短路阻抗大的变压器欠负荷。使并列变压器负荷电流严重分配不均，影响变压器容量不能充分发挥。?变压器质量的主要判别标准：&&&&&&&&一般变压器的电气指标均能达到国家标准，但是硬件材料和工艺质量上差异就比较大了。主要为以下方面：A、铁心质量：使用进口冷轧硅钢片（如新日铁），数控冲床冲制，硅钢片边角圆滑无毛刺，表层绝缘平整无破损，导磁率高，涡流低、铁损小。运行噪音低（可以控制在57分贝以下），铁芯温升小。B、绕组铜材质量：高低压绕组使用纯度较高的电解铜材料（如伦敦A级铜），内阻低、铜损小。绕组温升小。C、绕组的绝缘等级：绕组使用耐热高绝缘强度材料缠绕，绝缘等级达到F级及以上。D、绕组桶形壳体的浇注方式：使用高纯度的环氧树脂真空浇注，确保内部无气隙、气泡。一般变压器、电动机的绝缘材料划分7个耐温等级,其允许温度值:1、Y级，允许温度值为90摄氏度2、A级，允许温度值为105摄氏度3、E级，允许温度值为120摄氏度4、B级，允许温度值为130摄氏度5、F级，允许温度值为155摄氏度6、H级，允许温度值为180摄氏度7、C级，允许温度值为180摄氏度以上。&&&&25&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&变压器温度检测显示、报警、跳闸控制装置一般变压器配置温度检测显示器一套（独立测温元件），启动散热风机和超温报警并控制高压柜跳闸的控制箱一套（独立测温元件）。干式变压器都配备了每相绕组的降温轴流风机装置。&&&&&&&&?&&&&&&&&变压器的运行电流要求干式变压器漏磁较大、自然散热条件差，过负荷能力较差。一般只允许在90%以下的负荷电流&&&&&&&&下运行。负荷率为50—60%时效率最高。一般绕组环氧树脂外壳温度到达85—90度，测温控制装置自动启动风机，依靠轴流风机强迫风冷，，通常变压器允许短时间内超负荷10—15%工作，一般不超过2小时。特殊情况下，变压器短时过负荷运行，冬季不得超过额定负荷的1/3，夏季不得超过15%。&&&&&&&&超负荷运行时间长短的限制决定于变压器的环境温度和超负荷的倍数。?干式变压器的绝缘标准：&&&&&&&&测试绝缘电阻，应使用额定电压与被测物工作电压相适应的绝缘电阻表，一般1KV及以下使用500V、1000V摇表。10KV及以下使用2500V、5000V摇表。按照国家标准，变压器在25℃时，干燥环境下的绝缘电阻值，对于干式变：用2500V摇表测量，一次对二次及地≥300MΩ，二次对地≥100MΩ。在比较潮湿的环境下，干式变的绝缘电阻＞2MΩ/1000V。（即2KΩ/V)，当与高压电缆及低压封闭母线一起测量时，用2500V摇表必须满足≥1MΩ/kV的要求。（即1KΩ/V)。按照上述这个标准，一般低压范围内最低绝缘值要求每伏不得低于（1K）。如低压电缆、电机、照明线路按照这个标准最低值只有0.22或0.4MΩ，后来96年国家预防性试验标准又变化为不低于0.5MΩ，最近出的教材又改变成了不低于50MΩ。但是实际测试值远远大于此数值。所以建议一定要以安装竣工摇测的试验报告数据为原始依据，注意运行后预防性试验时的变化。（注意摇表测试的均为直流电阻值。）?变压器的基本计算：&&&&&&&&应熟练掌握变压器效率η（η=P2/P1)、视在功率S、有功功率P、无功功率Q、一次二次圈数、电压和电流的计算，保险熔丝和开关容量的选取这类基本知识。包括PT、CT这类特殊的变压器的计算知识。如：额定容量（视在功率KVA）与输出功率（KW）之间的关系额定容量是100千伏安的变压器、能否带100100千瓦的负载&&&&&&&&一般情况下是不允许的，因为&&&&&&&&千伏安是指视在功率，变压器在额定负载下，其功率因数若&&&&26&&&&&&&&&&&&按&&&&&&&&0.8&&&&&&&&考虑，则该变压器所带有功功率为&&&&&&&&P=100&&&&&&&&×0.8=80&&&&&&&&千瓦，如果带&&&&&&&&100&&&&&&&&千瓦的负&&&&&&&&荷，会使变压器的过负荷运行，变压器温度升高，加速绝缘老化，减少变压器使用寿命。如：有一台三相电力变压器，容量为315KVA，高压侧为10KV，低压侧为0.4KV，求高低压侧额定电流是多少，高压侧跌落保险选多大的熔丝，低压侧应选择多大的空气开关为合适，整定值为多大?用公式计算额定电流：S＝√3UI，将数值代入公式，高压侧电流为I=315÷（1.732X10）=18.2（A）高压熔丝一般选额定电流的1.5----2倍，18.2X1.5=27.3（A）根据标称高压熔丝规格，可选择为30安的熔丝；低压侧S=1.732UI，将数值代入公式：低压侧电流为I=315÷(1.732X0.4)=455（A）低压空气开关的容量，一般选取变压器额定电流的1.2—1.5倍，455X1.2=546（A）根据标称低压开关规格，可选择为630安的塑壳空气开关，或者选用标称容量为600---1000A的带三段保护的大型空气开关，将额定电流整定在550A。对于一些特殊的变压器，也应了解相关知识如：CT相当于一个二次侧短路的变压器，一次与二次安匝数相等，即I1×N1忽略励磁电流的情况下，I1/I2≈N2/N1=Ki,Ki为CT的变流比。=I2×N2，=I2×N2,在&&&&&&&&如：变压器和PT一次与二次安匝数相等，即I1×N1I2/I1=N1/N2=U1/U2=Kv，&&&&&&&&Kv为变压器或PT的变压比&&&&&&&&如：电流互感器一次电流，是由一次回路负荷电流所决定的，它不随二次回路（阻抗）而变化，这是电流互感器与变压器工作原理的主要区别。如：电流互感器的二次回路（必须）接地。电压互感器二次侧不允许（短路），电流互感器二次侧不允许（开路）。?变压器室要求变压器室内应有良好的自然通风，室内温度不应超过45度，湿度不超过80%。如果室温过高，必须采用机械通风。变压器外壳及墙壁间距应留有一定的安全距离、检修距离。变压器室内不允许堆放其他物品，并应保持清洁，地面无油污和积水。?重要必保工艺设备用电必须配置独立的双路变压器系统工艺供电变压器应为两台，并对应两路高压外线电源，确保工艺负荷（包括机房内与播出密切相关的设备，包括工艺设备必须的空调设备）为双路供电，互为备用。必须考虑外线一路停电时，单台变压器容量可以带原来两台变压器的全部负荷的要求。因此实际负荷电流要控制在45%以下，否则当外线高压一路停电时，未停电的变压器就要严重超负荷。&&&&27&&&&&&&&&&&&为避免其它负荷短路故障造成电源跳闸、电源波动和各类串扰，工艺负荷与可控硅调光设备、照明、火灾监控、一般空调、动力负荷的供电，应严格分开，分别使用不同的变压器系统供电。&&&&&&&&二、低压系统部分&&&&1、低压基本知识?高压和低压的标准：&&&&根据安全工作规程，电源每条相线或设备对地电压高于250V为高压，250V以下为低压，36V及以下电压为安全电压。我国规定手持照明行灯必须采用双线圈隔离变压器，其电压应根据不同场所采用（36）伏、（24）伏和（12）伏。隔离变压器二次一般（不允许）接地，不允许使用自耦变压器做安全电压变压器。&&&&28&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&三相交流电和单相交流电：&&&&由于传输同样的电功率，三相供电的电流比单相供电的电流小得多，使用线路的截面也小得多，&&&&&&&&所以目前均采用三相交流电。变压器二次使用星形接法。单相电源可以从三相四线制或三相五线制中很容易获得。由于400V/230V系统相线对地电压未超过250V，所以属于低压。应熟练掌握单相和三相交流电功率（有功和无功）、电流、相位、功率因数、LRC串并电路的阻抗电压分配电流，以及星形和角形接线时相电压、线电压、相电流、线电流、相位关系等基本计算知识，包括三相电动机（星三角和自耦降压启动时，启动电流和启动力矩）。&&&&&&&&?&&&&&&&&供电方式及接地保护制式的区别：&&&&&&&&根据国际电工委员会（IEC）规定，供电系统基本分为TT供电方式供电系统-----TN供电方式IT供电方式其中TN供电方式又分为TN-C系统TN-S系统TN-C-S系统&&&&&&&&第一个字母表示电力系统对地关系：T—直接接地，I—表示不接地或经过电阻接地；第二个字母表示电气装置外露的可导电部分（电气设备金属外壳）的对地关系：T—表示电气金属外壳接地，并与配电系统接地相互独立；N—表示电气设备金属外壳接地，并与配电系统直接联接。TN按照中性线和保护接地线的组成情况，有TN—C、TN—S、TN—C—S三种系统。我国广电低压配电系统目前系统普遍存在的是TN—C、TN—S系统。根据国家设计规范强制性要求，新建项目，必须使用TN—S制式（三相五线制）。旧系统如有改造机会时，应全部改成安全可靠的TN-S系统。TN-C-S多用在建筑施工临时供电中，如施工临时变压器部分是TN-C方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统，则在现场总配电箱处，单独做接地极引出PE线组成TN-S。这种系统称为TN-C-S供电系统。TN—C：称为三相四线制，保护接地PE、工作零线N合用。又叫接零保护，&&&&&&&&29&&&&&&&&&&&&其缺点是：中性点（N）位移，如三相严重不平衡（通常规定零线流过的不平衡电流不允许超过额定线电流的25%）时，中性线带电，造成接零保护的设备金属外壳带电零线开路，采用接零保护的设备外壳带电。设备内部火线与外壳漏电，漏电电流不足以造成开关跳闸，接零保护的金属外壳带电单相移动设备采用接零保护，如输入的火线和零线接反，外壳带电。零线断路，外壳带电。&&&&&&&&TN—S：称为三相五线制，是目前国家强制使用制式。N和PE分开。这种低压制式，解决了三相四线制的缺点，是比较安全的一种制式。&&&&&&&&在检查过程中我们发现，有些单位仍在使用三相四线制，有一些经过改造的台站也是如此。其中甚至存在变压器低压出线端，零线（N）与保护接地（PE）不相连接（即零线不接地）的严重违犯安装规程的问题。零线成了悬浮的状态。&&&&30&&&&&&&&&&&&在这两种制式下，设计规程、安装规程、验收规程均规定，所有电气设备金属外壳（含金属管路、线槽、梯架、接线盒、软联接金属蛇皮管、配电箱柜金属架构、用电器具等等），包括安装高度低于2.4米的灯具外壳必须接地。同时安全运行规程规定，同一系统中不允许一部分接零保护，另一部分接地保护。目前一般规定，N线截面等同于相线，PE线截面不小于相线的一半或与相线等截面。单相三孔插座接线必须正确（左零、右火、中上接地，PE和N不许连接）。?中性线的谐波电流问题由于近年非线性负载用电器具（播出电子设备、微机、复印机、整流变频设备、日光灯电子镇流器、可控硅调光设备等等）的应用剧增，在线路内产生了大量的谐波电流，其中三次、五次等奇次谐波电流引起线路过载不容忽视。三相四、五线制回路，每相都带有相同的基波(50Hz)和三次谐波(150Hz)电流，引起变压器过载，开关跳闸。基波电流在中性线互相抵销而为零，但中性线中三次谐波电流却因相位与基波不相同而叠加，其谐波电流可接近或超过相线电流。引起漏电报警装置、谐波报警装置报警。因此我国有关设计规范规定，在某些谐波电流含量大的情况下，中性线截面应不小于相线截面，甚至不小于两倍相线截面。如仍然按老规程中性线截面取为相线的1／2，这必然导致线路过载和绝缘水平因过热而下降。需要说明的是常用的穿管电线或多芯电缆，因相线和中性线互相紧贴，中性线的发热也使相线绝缘加速劣化，这就引起整个回路的绝缘水平下降而导致线间短路。目前为了防止中性线奇次谐波电流过大，已经出现四极空气开关。即对零线电流也进行过流保护。当然还有专用动态滤除谐波的设备，但是相当昂贵。?中性线N和保护接地线PE的开路问题&&&&&&&&作为保护接地，PE线必须在变压器N（零线）端与接地极紧密连接，变压器低压出口接地电阻值必须满足规程规定（一般小于4欧姆，如根据最新广电规程，必须达到0.5欧姆）、变压器和各级配电箱柜的N、PE线必须连接牢靠，不许多个回路的零线混压N母排上的同一个螺丝上。不许多个回路的PE线混压PE母排上的同一个螺丝上。N/PE线上决不允许加熔断器、开关，更不允许断路。PE、N除在变压器低压N端子处要可靠接地，如果配电室向多个其他建筑供电，在负荷端进其他建筑物处还要重复接地。验收规范要求在UPS出线端，N必须与变压器N/PE点通过铜线相连，做重复接地。确保UPS输出后仍为三相五线制。&&&&&&&&31&&&&&&&&&&&&一旦PE线从接地点断开，所有接地保护设备失去保护，一台设备漏电，系统中所有设备外壳全部带电。一旦零线断线，三相电压将通过对应两个单相负荷流过电流，三相负荷阻抗相同时还不会出问题，由于各相负荷阻抗不同，电压降也不同，阻抗高的一相电压降较高（约300V以上），阻抗低的相电压降较低（约100---200V），将烧毁其中电压降较高的相所带设备，继而烧毁剩余两相中电压降较高的相所带设备，最后电压降较低的一相所带负荷侥幸逃脱，为此规程规定，N\PE一定要可靠连接，不允许开路，且截面足够。结合检查中发现的问题举例。?保护接地、防雷接地和工艺接地问题&&&&&&&&一般配电柜要求加装避雷器、浪涌保护器。进线端主要防止（雷电过电压）、出线端主要防止（操作过电压）。多数都是非线性电阻的氧化锌避雷器，目前还出现了ABB的低压浪涌保护器。它相当于一个压敏电阻。电阻值随外施（电压或电流）的变化而改变的电阻，称为非线性电阻，在电力系统中常见的非线性电阻有（氧化锌避雷器、低压浪涌保护器）。这种避雷器在过电压保护性能上具有（无间隙、无续流）、（保护可靠性高）、（通流容量大）、（温度响应和陡坡响应特性较为理想）等优点。按照老设计规程，防雷接地（一般高层建筑都已经设置防雷装置和防雷接地），一般和供配电系统的保护接地的接地网公用。老规程要求接地电阻为（小于4欧）。近年来国家设计规范规定，允许防雷接地、保护接地、工艺接地共用一个接地网。接地电阻规程规定为（小于1欧）。&&&&32&&&&&&&&&&&&以往我们播出系统的工艺设备接地，多是与保护接地和防雷接地不共用，单独设置，接地电阻应尽可能小（1欧以下）。2011年，总局发文规定，工艺接地应按照中广电设计院制定的《广播电视工程工艺接地技术规范》执行。该规范对视频接地、音频接地、高频接地、综合布线接地、电力保护接地和防雷接地，要求采用联合接地系统。对施工具体方法作了详细规定。因此广电系统中新建和改造时，应委托总局中广电设计院进行相关接地设计，找专业施工单位实施。如果大家需要，可以专门讲一下《广播电视工程工艺接地技术规范》。详见该规范。&&&&&&&&2、低压系统进线的要求：&&&&?变压器与低压配电柜的联接：&&&&&&&&1.变压器低压输出端到低压柜的母线桥、封闭母线或电缆，一般按照变压器额定满载输出电流设计，考虑动稳定、热稳定，其载流量必须留有一定裕量（1.2--1.5倍）。2.封闭母线槽、桥在穿越楼板、墙体部位应填充防火枕等进行封堵。3..在配电室或竖井内，标准直线段封闭母线一般每根3米长，支持固定点应为2米以下，才能保证联接头两端有支持固定点，分接插口处两端也应有固定点。水平安装时吊挂和支撑固定应根据实际考虑是否同时使用。吊挂尽可能使用角钢吊架，以防止母线摆动。4.母线桥内母线、封闭母线的连接处必须平整牢靠，压接面积满足要求。。5.连接到变压器时，根据北京地区安装规范，应使用专用减振铜丝编织母带软连接，避免将变压器的振动传到封闭母带上。同时安装干式变压器时应加基础橡胶减振垫。&&&&&&&&33&&&&&&&&&&&&34&&&&&&&&&&&&35&&&&&&&&&&&&315KVA及以下变压器低压输出，也可采用低压电缆联接（根据电流值和选用的电缆截面单根或双根并联）到低压柜，比使用母线桥、封闭母线成本低得多。一般情况下，低压电缆标准规格最大截面为240平方毫米，再大规格的电缆由于弯曲半径太大，施工难度较高，一般用户基本无人使用。敷设绝缘多芯电力电缆时，最小弯曲半径不得小于电缆外径的（10）倍。电缆的安全载流量可以从安装图集和设计手册中查到。考虑电缆的动稳定、热稳定，选用电缆的安全载流量必须留有充足裕量（1.2---1.5倍）。大于315KVA的变压器低压输出，一般因电流较大，电缆无法满足安全载流量，均使用母线桥、封闭母线等。如果现场条件允许，我个人倾向使用绝缘和散热、动稳定和热稳定较好的母线桥。&&&&&&&&3、低压系统配置：&&&&?低压双路电源运行方式：62号令要求使用两路电源分列运行，互为备用互投的方式。&&&&&&&&这种运行方式的特点：1.正常时两台变压器同时分列独立运行，各带各自负荷。运行成本较为经济。2.一路外电停电或变压器故障时，另一路可正常供电&&&&。剩余一台变压器低压通过母联开关送到停电的母线段。所以要求单台变压器必须能承担全部低压负荷，故正常分列运行时，每台变压器负荷要低于全部负荷的45%。3.两台变压器各用一条独立低压母线，一旦一段母线出现问题，另外一台变压器的低压可以通过另一段母线维持供电。真正实现互为备用的功能，4.某段母线上出现问题，只需要相应段母线停电维修，也就是可以在保证工艺负荷供电的情况下，分段停电进行计划性检修。5.互投时母联必须具备故障闭锁功能。互投时出现瞬间闪络停电（3--5秒）。?低压柜的一般要求：低压柜主要是由柜体、母带、进线主开关，分路出线开关，主进开关互投二次控制电路，电压电流测量装置，电度计量装置，无功补偿电容装置等构成。低压配电柜柜体防护要求，根据国家相关强制工艺标准，必须做到结构坚固，满足动稳定和热&&&&36&&&&&&&&&&&&稳定条件，带电体与柜体之间绝缘性能良好，一次和二次插接件连接牢靠，一次母带和N、PE母带载流量足够，故障防护特性良好，柜体板材为冷轧钢板且有足够的厚度(1.5MM及以上)，柜体可以耐受短路故障时巨大的电动力和短路弧光冲击。柜体必须是密封，能防止小动物进入。抽屉柜应满足加工精度，确保同类型抽屉的互换性。成套配电盘、柜内二次回路的电流回路配线，应选用电压不低于（500）V的铜芯绝缘导线，其截面不应小于（2.5mm2），其它回路截面不应小于（1.5mm2），对电子元件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用不小于（0.5mm2）截面的绝缘导线。一般设计规范为了提高功率因数，对动力和照明配电柜，配置有移相电容器柜。但工艺负荷低压供电系统，多是配备在线式UPS，另外多数编播设备都是采用开关稳压电源，流过的是非正弦波电流，含有奇数次谐波和直流成分，没有必要配置电容器柜。以免对电容造成威胁。即使是照明和动力设施低压系统，由于现在照明多采用电子镇流器节能灯，流过的是非正弦波电流波形，所以应该只对纯正弦波电流的电感性（如电动机）负荷，进行电容就地补偿。补偿电容的计算：如：无功补偿计算公式&&&&&&&&Q&&&&&&&&=&&&&&&&&Px&&&&&&&&(tanφ1&&&&&&&&-&&&&&&&&tanφ2)&&&&&&&&φ1为补偿前电流与电压之间相位角，或使用下公式计算&&&&&&&&φ2为补偿后电流与电压之间相位角,&&&&&&&&对应电容的容量计算&&&&&&&&Q=ω&&&&&&&&CU?&&&&&&&&C=Q/ωU?(注意单位要统一）&&&&&&&&古老的PGL、BSL、BDL、BCL等装置式低压柜型早已经明令淘汰，但在检查中发现有些台站因历史原因仍在使用。目前普遍使用的低压柜型，均采用全密封防护型抽屉式低压柜，关键性开关应配备有备份抽屉，可以在抽屉故障时迅速予以更换，故障抽屉可以在抽出来后安全的进行维修。从2000年以后，国家建设部已经明令，施工单位不许拼装配电箱柜，必须采购具有资质的配电柜厂家生产的配电箱柜。设备到现场后应查验合格证，检出厂测报告，箱柜内元件必须为正品。从我们检查的情况来看，一般高压柜、低压柜没有发现有施工单位敢拼装，但是小型配电箱柜，发现就有施工单位拼装。在招标订购高低压配电柜技术交底时，务必说明互投必须具备手动挡和自动挡，说明互投方式的详细要求（互投不自复、故障闭锁）。同时对厂家要求二次控制线路必须满足：(A)一路进线开关断开时拉出到分离位置，不能造成另一路开关或母联跳闸。(B)二路进线开关断开时拉出到分离位置，不能造成另一路开关或母联跳闸。&&&&37&&&&&&&&&&&&(C)两路进线开关均处于合闸位置时，拉出母联到分离位置，不能造成两路进线开关跳闸。以上这些功能，均要在安装调试时做传动时，逐项得到实际验证，确实达到安全使用的要求。&&&&&&&&经常使用的国外柜型包括ABB-MNS、西门子系列等，国产的柜型GCL、GCK等，各有特色各有优缺点。&&&&&&&&38&&&&&&&&&&&&低压柜内可以根据用户需求，配备不同种类的开关，可以详见下一节《主要设备原理简介》。注意不要使用国家明令淘汰的（DW15、DZ-10、DZ-5等）开关。?低压柜的运行检修调度操作方式：&&&&&&&&按照安全操作规程和运行管理规程，由供电部门负责人或值班长调度命令，填写工作票或操作票，逐步进行操作。&&&&&&&&4、常见低压电气开关的类型和保护特性&&&&A、低压开关小型空气开关又称微型空气断路器，容量多在63A及以下，分单极开关、双极开关（火线和零线同时切断）、双极漏电保护型开关、三极开关、三极漏电保护型开关。此类开关多用于机房内供电负荷的末级出线的分合及保护，具备过流和速断自动保护跳闸功能。如梅兰日兰C系列，其保护特性属于流过电流一旦超过额定电流值立即跳闸类型。适合于启动电流较小的用电设备。如梅兰日兰D系列，其保护特性属于流过电流达到额定电流值，延时跳闸类型。适合于启动冲击电流比较大的电机等用电设备。以上两种类型，在播出机房内应采用如梅兰日兰D系列。这类开关必须使用正品。还有带漏电保护小型空开，如DZ—47、梅兰日兰C45N—vigi类。根据我国规定，漏电电流达到30MA，0.1S跳闸。适合于非播出设备的普通插座电源的保护。它的保护功能：用电设备内部带电部分与外壳绝缘损坏漏电时的跳闸保护。人员不慎接触到火线，且对地电流达到30MA时的跳闸保护。但是如果在此开关出线端一手抓火线，一手抓零线，该开关不能保护。以下图中，开关的上部采用跳接方式，是安装规程和验收规程绝对不允许的。&&&&39&&&&&&&&&&&&B、低压中型空气开关又称塑壳自动空气断路器，容量多在63---400A范围内，多为三极开关。如国产的CM1、TO、TG、DZ10、DZ20等系列，其中DZ10已经被明令淘汰。进口或合资的ABB、三菱、梅兰日兰、施奈德等系列，外形为长方型塑料盒。此类开关多用于低压配电室内馈出配电柜的400A以下出线开关，以及末级配电箱、柜的主进开关和出线回路开关。此类开关基本保护功能：具备过流和速断自动保护跳闸功能。过流保护，流过电流到达额定整定值1.2倍后延时跳闸。速断保护，一旦电流达到7---10倍额定电流值，视为短路，立即跳闸。过流保护跳闸功能一般依靠开关内部的热脱扣装置，速断保护一般依靠开关内的电磁脱扣装置。合称为复式脱扣。目前ABB、施奈德的产品，增加了相当多的附件，附件内的保护装置，具备了许多以往大型开关才有的额定电流整定和延时时间整定，以及分励脱扣等功能。&&&&&&&&40&&&&&&&&&&&&C、&&&&&&&&低压大型空气开关&&&&&&&&又称框架式自动空气断路器，容量多在600A---3200A范围内，绝大多数为三极开关，目前为了对付奇次谐波造成的零线电流过大，以及发电机组电源连接的问题，已经出现带零线保护的四极开关。低压大型自动空气开关，具备较全面的自动保护跳闸功能。这类开关一般用于配电柜主进和母联开关，以及分配配电柜大电流出线回路。进口或合资的ABB、三菱AE、梅兰日兰、施奈德、西门子等类型。国产的DW10、15、17、18等系列，此类开关外形体积较大，多为全封闭型。目前国产此类开关由于工艺粗糙，触头质量欠佳、防弧装置和保护采样检测方式落后，保护灵敏度较差，基本属于淘汰产品，国内有些厂家已经仿制成功个别类型的进口开关。进口或合资的大型开关，保护手段不再单纯依靠开关内部的热脱扣装置和电磁脱扣装置。保护检测和分合驱动手段大多为电子型，保护整定值准确，动作灵敏。比较好的开关还具有过流速断故障报警输出装置，能满足故障闭锁控制的要求，但是没有这类故障报警接点的开关，就无法实现互投的故障闭锁功能。因此定低压开关柜时，必须对开关提出具体诸如是否带失压脱扣、是否带故障报警干接点、是否要多带一些干接点的详细要求，必要时要求厂家提供二次接线原理图，看能否实现我方运行模式的要求。此类开关从保护时间段来看，一般分三段保护。（1）长延时过电流保护，主要是防止线路过负荷，电流值可调，流过电流到达整定额定值&&&&41&&&&&&&&&&&&1.2倍后长延时（电流值、延时时间可调，约为几分钟---几十分钟）跳闸，可以在开关最大允许电流范围内做额定电流整定（2）短延时过电流保护，主要是防止配电系统的阻抗短路。流过电流到达额定整定值3--5倍后短延时跳闸，一般满足大型电动机启动电流即可，过流数值在一定范围内可调，延时时间在一定范围内可调（过去可以延时数十秒，但目前设计规范要求多在0.4---10秒内）。（3）瞬时过电流保护，主要是短路保护，防止配电系统金属性短路。流过电流到达7--10倍额定电流值无延时立即跳闸。&&&&&&&&D、&&&&&&&&高低压开关上下级的保护整定值&&&&&&&&各级开关额定电流和保护整定值应配套，避免出现越级跳闸。一般高压部分保护整定值最大，延时值最长，低压部分保护值逐级减小，延时逐级减短（与失压跳闸延时正好相反）。防止出现故障时，越级跳闸，甚至造成高压跳闸。造成大范围停电。&&&&&&&&42&&&&&&&&&&&&5、常见低压互投装置&&&&?低压配电柜主进开关通过母联的互投作为变压器出线主配电柜，两路进线开关通过母联互投，一般使用大型框架式空气开关而不是交流接触器，针对开关的具体内部功能和外接端子，并通过柜内互投控制电路来实现。如果是互投不自复控制电路，当第一路外电恢复供电时，控制电路维持互投现状。如果想恢复原始分列运行状态，只有将控制开关打到手动挡，手动操作切断母联开关，再合上第一路进线开关。所以恢复一路母带原始供电状况，是需要短时间停电的。低压自动互投和复位时，有1—5秒瞬间闪络停电（手动互投需要的时间更长），为避免在一路电源失电时互投动作一次，此路恢复来电时互投又动作一次。造成多次断电闪络。目前设计和运行规范规定，自动互投方式均为互投不自复。因此当停电的外线恢复供电时，需要在可以短时间停电的适当时机，手动恢复为正常的双路分列运行供电状况。注意，低压出线柜开关没有失压跳闸功能，自动互投时是带负荷倒路，冲击电流较大。这里特别提醒各位，每种开关内部接线和功能是不一样的，每个厂家的二次控制线路也有差异。当然开关自身必须具备过流和速断功能，但是失压脱扣和互投，是通过开关外部二次控制的接线来实现。这就要求运行维护人员对开关特性和整个二次控制原理图十分清醒，不仅知道如何操作，还要具备检修处理故障的能力，提前准备一些柜内容易损坏元件的备品（如中间继电器、时间继电器等）。不能动辄依靠设备厂家来人修理。?低压小型配电箱、柜的互投装置小型配电箱、柜，一般指200A以下的箱、柜，它们的双路供电运行方式，主要分两种：（A）两路电源分列运行，互为备用互投：这类运行方式一般使用传统的交流接触器及控制线路组成互投电路。其控制线路经过几十年考验，比较成熟，在施工标准图集中均可找到。关键是选择好主回路中的交流接触器和控制线路中的中间继电器和时间继电器等元器件。作为广电系统供配电部分的运行维护人员，对这类一次系统和二次控制线路图，必须能熟练的进行分析，推导出一次具备的功能、运行方式、操作步骤。&&&&&&&&43&&&&&&&&&&&&1、工作原理分析：（1）甲、乙两电源正常供电时，位于1QF、2QF前端的1HY、2HY灯亮，合上1QF（一路主进）、2QF（二路主进）、3QF（母联隔离空开）空气开关，电源送到1KM、2KM主接触器的上端，以及控制回路部分。（2）旋转合上1SA主令开关，控制电源通过2KM、3KM辅助常闭接点接通1KM线圈，1KM吸合，甲电源通过1KM一次触头向所带母线供电。1KM辅助常开接点使1HR灯亮，2KM辅助常闭接点使3KM线圈得电，3KM母联吸合，吸合指示灯3HR灯亮。此时，甲电源负担两段母线的全部负荷。（3）旋转合上2SA主令开关，2KM控制电源被1KM、3KM辅助常闭接点切断，无法接通2KM线圈，2KM不能吸合。（4）按下常闭的复位按钮SB，切断母联3KM线圈电路，3KM释放复位，其辅助常闭接点接通2KM线圈电路，2KM吸合，其辅助常开节电接通2HR电路，2HR灯亮。此时甲乙电源各负担对应母线段的负荷。（5）当甲电源外线停电时，1KM释放复位，其常闭辅助接点接通3KM母联的线圈电路，3KM吸合，3HR灯亮。此时，乙电源负担两段母线的全部负荷。（6）当甲电源外电恢复供电时，由于2KM、3KM处于吸合状态，其常闭辅助接点切断1KM线圈供电回路，1KM无法吸合。只有人工按下复位按钮SB，切断3KM线圈供电，3KM辅助常闭接点接通1KM线圈供电，1KM吸合。此时甲乙电源各负担对应母线段的负荷。（7）当乙电源外线停电和恢复供电时，动作过程类同于甲电源停电及恢复供电。（8）当甲乙两电源正常供电时，需要停其中一路，只需关断对应SA，，母联自动吸合，另一路电源负担两段母线的全部负荷。如果此时不需要另一路电源负担两段母线的全部负荷，可拉开3QF。2、根据上述动作过程分析，该二次控制电路对一次具备双路电源单母线分列运行、互为备用、互投不自复、人工自复功能。&&&&44&&&&&&&&&&&&(B)两路电源一用一备互投：这类运行方式①②可以使用传统的交流接触器和控制线路组成互投电路。自动互投成套组合开关，多为新出现的双路电源一用一备型专用互投开关。如电磁互锁机&&&&&&&&械动作型ATS，电子互锁交流静态开关型LTM等等。它们都是二选一类型的开关，只能用于一用一备运行方式。其中施奈德的ATS互投开关装置，是电磁动作、机械和电气互锁型，除了两路开关切换开关装置，还必须配置控制器。从两路电源中选出一路供电时由于是机械动作，切换需要1—5秒的瞬间断电。这种设备整体占据的面积和体积，比起传统的交流接触器装置相对较小，有可能替代传统的交流接触器一用一备互投装置。&&&&&&&&注意ATS订购时，其内部功能一定要做到，送电时必须先合上零线触头，再合上火线触头，断开时必须先断开火线触头，再断开零线触头。是否具备自投自复、自投不自复、手动操作等功能。这种转换开关不具备过流速断保护功能，最好不要带大负荷操作。&&&&&&&&45&&&&&&&&&&&&电子类二选一互投开关：&&&&&&&&46&&&&&&&&&&&&47&&&&&&&&&&&&LTM、SKS、STS互投装置，类似于UPS内的交流静态开关，需要配置较为复杂的控制器，一般装置在设备自身的机柜内。它的唯一优点是：具有过压、过流速断和故障闭锁功能，两路电源电子开关切换时间只要6毫秒级，基本为无缝隙切换。从下面的LTM原理示意图，可以看到LTM的设计者对电子开关可能出现的故障是做了应急准备的。为了防止电子开关故障时无法保证供电，特别设计了三个隔离开关和两个应急旁路开关。&&&&&&&&操作注意事项：正常情况下，三个隔离开关均闭合，两个旁路开关均打开，由于不知此时LTM使用哪路外电源，为防止两路外电源合环短路，不得闭合任意一个旁路开关，更不得同时闭合两个旁路开关。电子开关故障情况下，三个隔离开关均应断开，为防止两路外电源短路，不得同时闭合两个旁路开关，只能够闭合其中一个。这就要求电气人员头脑清醒，熟悉该互投设备的原理并制定相应安全操作规程，不得误操作。ATS、LTM、SKS、STS互投装置是近十年来新产品，实际这类互投装置是一个单节点瓶颈，不能实现双路到底的配置，在播出供电中是不提倡的。一旦该互投装置发生故障，维修时必须停电，如果不能及时正确的手动旁路操作，必然造成负荷端停电。详见中央人民广播电台和天津电视台故&&&&48&&&&&&&&&&&&障。但是一些小功率的电子互投设备，对于单电源的工艺设备，往往可以派上用场。&&&&&&&&6、UPS和EPS装置&&&&播出工艺设备应急供电要求&&&&我们播出数字化系统要求，主备电源的自动互投的过程中必须“保零秒”。目前水平的供电设备互投时出现瞬间闪络停电。另外在外线全部停电时，启动发电机需要时间。这对一般照明负荷影响不大，但是对播出微机网络、服务器、编码器等设备，影响就很大，所以对于工艺机房内不允许瞬间闪络断电的负荷供电，为防止丢失数据、死机，必须配置在线式应急电源（UPS），由于此设备过流保护极其灵敏，严禁其他非播出工艺负荷接入UPS电源系统。在招标采购时必须注意的事项：1、厂方必须提供产品的工信部泰尔实验室出具的泰尔认证证书、泰尔实验报告、中国质量认证中心（CQC）颁布的中国节能产品认证证书。UPS电源主机要求满足国家通信用不间断电源-UPS标准(YD/T)中规定的一类产品标准。严禁OEM（OEM就是代工贴牌产品，生产厂使用别人的授&&&&权生产）。&&&&&&&&UPS主机应采用双转换（AC--DC--AC）在线式的不间断电源设备，应采用IGBT整流器和IGBT逆变器。逆变器IGBT开关频率应不低于20Khz，以降低对供电、用电系统的谐波污染。真正实现绿色节能环保。电池供电部分不仅必须具备充电、放电保护和电池状况检测功能，最好具备市电供电情况下在线电池自动放电功能，这样不仅能防止长期充电造成电池钝化，寿命缩短，还大大减轻运行维护时电池人工放电检测工作。选择UPS容量时，必须留有充分裕量，特别是高原地区，要考虑海拔每升高1000米，设备就要降容3---5%。内部散热风扇应考虑最好有冗余配置，同时具备风扇故障报警功能。电池必须为正品，确保寿命不低于8年。在线式自动不间断逆变应急电源（UPS）装置的基本原理：&&&&&&&&49&&&&&&&&&&&&最基本的UPS系统构成见原理方框图。设备输入电源可以使用一路，也可以使用两路（其原因为防止逆变路因逆变器故障造成跳闸后，可以使用旁路电源继续送电）。设备内部由可控整流部分、逆变器部分、逆变交流静态开关、旁路交流静态开关、可充电免维护铅酸电池、电池组开关、主机输入输出开关，逆变器故障旁路开关、应急及检修旁路开关等组成。其中电子部分统一受主机微电脑逻辑控制器（较好的机型为双32位DSP数字控制）主板控制。配套设备为蓄电池组、电池组直流空气开关、远程微机监测设备。?可控整流部分：比较落后的UPS多为为三相可控硅整流装置。UPS对输入电压、频率的变化范围，以及三相相序有着严格要求。输入电压、频率偏高或偏低会报警，输入相序错误整流器将停止工作，因此进线电源或发电机组接入时必须保证相序正确（发电机组接入应至少保证顺相序）。旁路电源的接入相序相位，也应与逆变输入电源相同。每相整流元件为两个时，称为六脉冲整流，每相整流元件为四个时，称为十二脉冲整流。十二脉冲整流性能好于六脉冲整流，但是价钱较高。由于流过可控整流器的电流波形为非正弦波，其谐波成分将对来电电源产生严重污染，所以进线端一般要加隔离滤波装置，部分减轻对电源的污染，其功率因数多为0.8，对发电机和变压器容量要求多为1:1.5。因此近几年，不少先进的UPS设备已经采用可控IGBT（具有CMOS场效应管特性的双极型大功率开关管）开关电源进行整流，电流波形接近正弦波，大大减轻电源污染，功率因数可以高达0.95，对发电机和变压器容量要求，可以达到1:1.1---1:1.2。整流后分两路输出，一路通过智能化充电控制电路向蓄电池充电，另一路供给逆变器。?三相逆变器部分：平时外线供电时，将整流后的直流逆变成50赫兹三相交流电输出，在外电停&&&&&&&&电时，依靠蓄电池提供直流电源逆变成交流，来保证输出端不间断供电。这两种情况下，逆变器均具有自动稳压、稳频输出的功能。此逆变输出电源与市电来电电源不能保证同频同相，所以在逆变输出时，决不能合上手动旁路开关。如果逆变器出现过载或故障，UPS内部控制器可在几个毫秒内自动切换到静态旁路输出。不同厂家的设备，正常状态下切换方式有两种（有硬切换，同步切换）。&&&&50&&&&&&&&&&&&由于是三相交流电，所以设备内有三个逆变器。每相逆变器设两个IGBT（具有CMOS场效应管特性的双极型大功率开关管）。在主机微电脑控制电路输出的高频触发脉冲驱动下，输出一连串个幅度不同的方波，这些方波的幅度延时间轴按照正弦曲线连续变化，积分成正弦包络输出。触发IGBT开关的频率越低，方波越宽，包络线上锯齿台阶毛刺越明显，包络曲线的平滑连续性越差，输出的直流成分和奇次谐波成分越多。触发IGBT开关的频率越高，方波越窄，包络线上锯齿台阶毛刺越不明显，包络曲线越接近平滑的标准正弦波形，输出的直流成分和奇次谐波成分越少。&&&&&&&&使用高频触发，就要求使用高频IGBT。整机输出波形特性要比低频调制的高出很多，在技术上更难，成本也会高出不少。目前只有少数UPS厂家IGBT开关触发频率达到20--23千赫及以上（称为高频机）。高频机不用加输出隔离变压器，输出波形就较好。多数低端UPS产品IGBT开关触发频率只有5—9千赫（称为工频机、或低频机）。低频机厂家都极力回避IGBT开关频率问题，不愿意提供输出电压波形的照片。为了弥补输出波形，只好依靠在逆变输出部分加滤波装置和隔离变压器，在一定程度上解决输出的直流成分和奇次谐波成分比较严重的问题。高频机和工频机在技术性能上不具备可比性，同时参加投标犹如捷达和奥迪比拼，价格肯定有差别。对UPS这样的播出关键保障设备，应该比性能而不是价格。因此提请使用单位注意提前详细调研不同厂家设备的技术参数。对现有的设备用示波器检查一下UPS设备的输出电压波形，是否为平滑的正弦波，是否出现尖峰毛刺。避免由于输出电压波形严重不良，造成播出工艺设备的损坏。（特别小心一些性能比较差的UPS输出的是梯形波，例如某单位节传中心故障）。用示波器检查一下UPS的输入电流波形，是否接近正弦波，是否出现尖峰毛刺。避免由于输入电流波形严重不良，污染电源，输入功率因数低，对电源容量要求较大。特别注意，验收规范要求，在UPS出线端N（零线）端子必须与变压器N/PE点通过铜线相连，做重复接地。确保UPS输出后仍为三相五线制，N不会悬浮。&&&&51&&&&&&&&&&&&由于受IGBT大功率开关管元件自身最大电流的限制，目前单机UPS最大输出功率多在200KVA以下，如需要更大功率输出，只能靠单台UPS内多个IGBT并联，或多个逆变模块并联功率合成的方式。如采用双机并联冗余模式，一台故障停机时，另一台必须能承担全部负荷，所以不要理解成是增容。要注意单台逆变器故障时，并联的两台会同步动作为静态旁路输出，没有逆变输出，如教育电视台停播事故。因此要求UPS内部具备电子保护功能，一旦内部故障不能造成主机外部的前级开关跳闸。同时设备还应具备软启动功能，不能因启动电流过大，造成前级开关跳闸一般每路电源均配置相应UPS，众多不同机房的供电尽量不要接入同一台UPS。考虑长时间连续工作的安全性，如果高海拔地区还要降容使用。因此负荷（KW）多控制在UPS容量（KVA）的60%以下。&&&&&&&&?&&&&&&&&UPS工作方式，逆变交流静态开关、旁路交流静态开关以及几个手动开关的功能，以及操作注&&&&&&&&意事项：在线式UPS一般有（4）种工作方式：（市电逆变）、（电池逆变）、(电子静态旁路)、(维修旁路)。UPS设备的正常送电，应先保证断开手动应急及检修旁路开关S3，并机械锁定。然后合来电电源侧开关S1、逆变器故障旁路开关S4及电池组开关S5。当逆变器正常工作时，可选择控制逆变交流静态开关导通，或旁路静态开关导通，向负荷送电。如果确认采用逆变输出，在检查输出电压、周率正常后，再合上出线开关S2。UPS设备逆变器故障或过流保护，设备将自动的停止逆变器工作，自动切断逆变交流静态开关，以极快的速度转换到旁路交流静态开关回路供电。此时可以解锁并手动合上应急及检修旁路开关&&&&52&&&&&&&&&&&&S3，再切断S1、S2、S4、S5开关，退出UPS运行，进行检修。整个过程播出负荷不停电。在逆变器无故障情况下，如果需要进行计划性检修保养，可以通过主机操作面板的操作，人为的切断逆变交流静态开关，转换到旁路交流静态开关回路供电，切换速度极快，不会造成负荷停电。此时可以安全的手动合上应急及检修旁路开关S3，再切断S1、S2、S4、S5开关，退出UPS运行，进行检修。整个过程播出负荷不停电。切记：1、不得在设备逆变状态时合S3。输出端N应重复接地。2、电源输入和旁路电源输入的相序必须正确。3、&&&&&&&&综上所述，可以看到该设备使用的特殊性，要求电气人员必须熟练掌握本设备的原理、操作、故障应急处理。?蓄电池组：由于蓄电池组是停电后逆变器的唯一能源，所以电池的质量、工作环境和检测保养至关重要。电池组容量配置，应根据设备功率和应急延时要求，一般可以选择应急供电15---30分钟（根据不同品牌UPS的输入直流电压，选择串联电池的个数组成一组，通过并联组数提高电池放电容量来增加延时）。在市电停电后逆变时间段内，可以从容的进行发电机组投入前的倒闸操作，以及启动后备发电机组等工作。电池市场上各类品牌繁多，但是假冒伪劣的太多，使用中经常发现停电后逆变时，电池迅速放电失效的问题。故经济条件允许的单位，一般选用原装进口德国阳光胶体免维护型电池，其寿命分别为5、8、10年等。招标订货时注意：2、蓄电池应首选国内外知名品牌原厂产品，诸如大力神、汤浅、德国阳光等原厂生产的高效节能免维护电池，电池允许工作温度允许5---40度，电池额定寿命不小于10年（25℃条件下），在10-12倍放电时间可充电到额定容量的95%，例如允许放电0.5小时的电池，应在5小时内充电到额定容量的90%，电池应分组安装在配套电池架内。3、蓄电池生产厂家及生产的产品应具有以下证书和证明：生产许可证书、泰尔认证证书、质保承诺书。4、蓄电池必须为原厂生产，提供的蓄电池不得是其他厂商代工贴标（OEM）的产品。蓄电池组保护要求：UPS主机在检测到电池放电电压过低时，应能够及时将直流保护开关断开，防止电池组深度放电。运行中注意蓄电池室的通风问题、温度限制问题。对UPS室、电池室温度一般要求恒定在20--25度，特别要防止设备损坏，电池冻坏或过热提前报废。?UPS的维护保养：&&&&53&&&&&&&&&&&&作为应急电源的UPS设备的保养尤为重要，必须定期对设备内部进行清扫，清除强迫风冷电机带进机内的尘土飞絮，检查元件情况、机内外线路连接情况，调测各项指标。发现可疑问题应提前及时调整或更换元件。例如某品牌UPS内部直流电容一般使用寿命只有五年，到时必须提前更换。如果你订购的UPS不具备市电供电情况下在线电池自动放电功能，应定期（一般为半年）进行放电并检测放电曲线，如发现性能下降、漏液、变形等现象必须及时更换。这些检查维护必须由设备厂家维修人员进行。因此要在原始订购时，就要选用有售后技术服务力量和有充足备品备件的厂家，并签订委托维护保养合同。要求厂家在合同规定时间（一般半年）来进行维护保养，同时必须承诺在设备故障时，在规定的时间内到达现场，尽快修复。&&&&&&&&应急电源EPS介绍：&&&&&&&&EPS是根据消防规范要求，从UPS设备演变而来的应急供电设备。主要负荷为消防应急照明、消防监测设备、消防联动装置、消防泵等。一般要求电池容量满足应急90分钟。设备容量从几十KVA---几百KVA。广电系统用它来实现市电停电后，机房的应急照明。从它的负荷可以看出，主要是照明、动力设备，对输出波形要求不高。因此就是个低档的低频UPS。它有两种运行方式：A、旁路式：正常市电供电时，逆变器不工作，电源从旁路供电。一旦市电停电，自动转入逆变状态供电。市电恢复时，恢复为旁路供电。切换时间多为几个毫秒。B、在线式：无论市电是否正常，均采用逆变方式输出。逆变故障转为旁路输出。&&&&54&&&&&&&&&&&&以上两种状况，可根据需方要求选择。但是必须要求厂家加上手动检修旁路开关，一旦EPS设备故障，可以停机后断开S1、2、4、5，再合上S3，在保证供电的情况下，对设备进行检修。操作要求同UPS，千万注意在逆变情况下，不能合上手动检修旁路开关S3。&&&&&&&&7、发电机组&&&&柴油发电机组，是工艺供电最后一道应急手段。当双路外电全部停电后，一般设计UPS设备只能坚持15--30分钟的应急供电。这时，必须立即启动发电机组，并投入低压系统，继续向UPS供电，保证播出。&&&&&&&&A、柴油发电机组的基本构成：?柴油机：一般为四、六、十二缸单排直列或双排V型排列的强制水冷散热高速柴油机，转速多为1500转/分---750转/分（1500转/分时交流发电机极数为四极。如果是低转数柴油机组750转/分，就要使用六极发电机），风扇水冷。输出功率应能满足发电机最大输出容量。?启动电池组：多为铅酸蓄电池，根据柴油机的直流启动电机要求的电压、容量进行串或并的配置，电池一般为12V---24V}