配電系統建設中需要考慮的五個(gè)因素

在很多地方都出現過(guò)一些電氣安全問(wèn)題及隱患，一下是一些發(fā)生過(guò)的案例。

某醫院新建的外科大樓，投入運行后，無(wú)功補償柜發(fā)出過(guò)補的報警。

某信息服務(wù)中心投入運行后，頻繁跳閘，并且零線(xiàn)過(guò)熱。

某鑄造廠(chǎng)生產(chǎn)時(shí)，變壓器在沒(méi)有達到額定負荷的情況下，溫度很高。

某供熱站，無(wú)功補償裝置頻繁損壞。

出現上述這些問(wèn)題，實(shí)際上是因為現代電氣負荷與傳統電氣負荷發(fā)生了很大的變化。過(guò)去的負荷以電阻(照明、加熱)、電感(電動(dòng)機)為主，現在的負荷很多是整流電路，例如節能燈取代了白熾燈，電動(dòng)機大多使用變頻器驅動(dòng)。

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

第一， 無(wú)功補償的容量需要重新核算，不能按照傳統的方法進(jìn)行無(wú)功補償?，F在，很多負荷并不需要補償容性無(wú)功。例如，典型的需要無(wú)功補償的負荷是電動(dòng)機。過(guò)去，電機直接連接到電網(wǎng)上，用工頻電壓驅動(dòng)，因此需要補償一定的無(wú)功功率?，F在，電機往往通過(guò)變頻器驅動(dòng)，變頻器并不需要很大的容性無(wú)功補償。又例如，過(guò)去的日光燈采用電感鎮流器，是電感性負荷，需要進(jìn)行容性無(wú)功補償，現在的日光燈多使用電子鎮流器，并不需要容性無(wú)功補償。如果仍然按照傳統的方法設計無(wú)功補償裝置，輕則造成浪費，重則出現過(guò)補現象。

第二， 線(xiàn)路導體的截面積需要重新核算，在傳統的配電系統中，主要考慮50Hz的基波電流?，F代負荷大多產(chǎn)生諧波電流。諧波電流在導體中產(chǎn)生更大的熱量。這是由于趨膚效應所致。因此，在進(jìn)行導體的截面積設計時(shí)，要考慮諧波電流造成的額外熱量。

第三， 變壓器的容量需要重新核算，在傳統的配電系統中，變壓器的容量是根據50Hz的基波電流條件進(jìn)行估算的?，F代負荷大多產(chǎn)生諧波電流。諧波電流在變壓器中產(chǎn)生更大的損耗，導致變壓器的溫度升高。這是由于兩個(gè)原因，一個(gè)是電流流過(guò)導體時(shí)的趨膚效應，另一個(gè)是鐵心在高頻下?lián)p耗更大。因此，在進(jìn)行變壓器容量的設計時(shí)，需要考慮諧波電流的因素。

第四， 零線(xiàn)導體的截面積需要重新核算，傳統的觀(guān)念認為，在三相四線(xiàn)制的配線(xiàn)中，如果三相負荷平衡，零線(xiàn)上的電流很小。但是，這里的前提是三相電的相位相差120°?，F在的負荷大多為單相整流電路，工作時(shí)產(chǎn)生較強的3次諧波電流。3次諧波電流在零線(xiàn)上是疊加的，而不是抵消的。這時(shí)，零線(xiàn)的截面積應該是相線(xiàn)的2倍。

第五， 無(wú)功補償裝置要有抗諧波能力，無(wú)功補償電容與變壓器構成LC并聯(lián)電路，當這個(gè)LC并聯(lián)電路的諧振頻率與諧波電流的頻率相同時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生電流諧振，結果是放大電流。輕則燒毀無(wú)功補償裝置，重則損壞變壓器。

為了滿(mǎn)足現代負荷的要求，除了在以上幾個(gè)方面加強配電系統以外，另外一個(gè)途徑就是改變負荷的性質(zhì)，也就是減小負荷的諧波電流發(fā)射。針對很多設備提出的電磁兼容標準就是基于這個(gè)思路。通過(guò)對設備的諧波電流發(fā)射提出限制，使其與現存的電網(wǎng)達到兼容狀態(tài)。