一、供電電壓與用電電壓

1.供配電系統(tǒng)的電源與負(fù)荷

? 負(fù)荷是供配電系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象，電源是服務(wù)得以實(shí)施所依賴的資源。了解負(fù)荷與電源，是構(gòu)造一個(gè)供配電系統(tǒng)的前提。

? 供配電系統(tǒng)的負(fù)荷就是用電設(shè)備。用電設(shè)備額定電壓（簡稱用電電壓）主要有10kV和380/220V兩類。

? 供配電系統(tǒng)的電源，主要由電力公司通過供電線路提供，通常稱為市電電源，也有部分供配電系統(tǒng)設(shè)置有自備電源。市電電源可以由架空線或電力電纜引入，自備電源有柴油發(fā)電機(jī)、蓄電池逆變電源系統(tǒng)等。

2.供電電壓、用電電壓及相互關(guān)系

? 供電企業(yè)向電力用戶提供的電源的標(biāo)稱電壓，稱為供電電壓。供電電壓量值主要與系統(tǒng)規(guī)模有關(guān)，這里的系統(tǒng)規(guī)模含有負(fù)荷量值與分布區(qū)域兩重含義。一般來說，系統(tǒng)規(guī)模越大，供電電壓越高。常用的供電電壓有10kV和380/220V。另外6kV、20kV、35kV、110kV電壓也有所采用。

? 用電設(shè)備的額定電壓，稱為用電電壓。

? 供電電壓通常高于或等于用電電壓，供配電系統(tǒng)的電壓層次中，必須包含與用電電壓相對(duì)應(yīng)的電壓等級(jí)。

二、三種不同電壓層次的供配電系統(tǒng)

? 當(dāng)供電電壓高于用電電壓時(shí)，因供配電系統(tǒng)必須具有與用電電壓相對(duì)應(yīng)的電壓等級(jí)，因此需要進(jìn)行電壓等級(jí)變換；而當(dāng)供電電壓等于用電電壓時(shí)，不需要進(jìn)行電壓等級(jí)變換。根據(jù)供電電壓與用電電壓的差異，以及負(fù)荷的規(guī)模等因素，產(chǎn)生了供配電系統(tǒng)不同的電壓層次結(jié)構(gòu)。

1.二次降壓的供配電系統(tǒng)

? 對(duì)于一些大型工業(yè)企業(yè)或特大型建筑群，一般采用二次降壓的供配電系統(tǒng)。二次降壓供配電系統(tǒng)供電電壓一般為110kV（老系統(tǒng)多為35kV），經(jīng)總降壓變電所降為10kV（老系統(tǒng)多為6kV）后送至各次級(jí)變配電所，再由各次級(jí)變配電所降為380/220V向低壓用電設(shè)備配電，次級(jí)變配電所也直接向10kV用電設(shè)備配電。

? 這種系統(tǒng)中，供電電壓經(jīng)過了兩次電壓等級(jí)變換，因此叫做二次降壓的供配電系統(tǒng)。

2.一次降壓的供配電系統(tǒng)

? 對(duì)中型企業(yè)、單體高層建筑或一般規(guī)模的建筑小區(qū)，大多采用一次降壓的供配電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)供電電壓一般為10kV，經(jīng)變配電所降為380/220V后向低壓用電設(shè)備供電。

? 一次降壓的供配電系統(tǒng)并不一定只有一個(gè)變配電所，如高層住宅小區(qū)常設(shè)置一個(gè)10kV公用變配電所，它除了接受電力系統(tǒng)電能、將電壓降為380/220V向小區(qū)公用設(shè)施配電外，還將10kV電能分配至各建筑組團(tuán)，再由各建筑組團(tuán)的專用變配電所將電壓降為380/220V，供住戶使用。

3.低壓直供的供配電系統(tǒng)

? 這種系統(tǒng)主要對(duì)商業(yè)店面、小型工廠或作坊、零散住戶供電，供電電壓為380/220V，無變電環(huán)節(jié)。

? 出于安全上的原因，有的供配電系統(tǒng)中還使用220V以下的電壓，其中主要為50V以下的電壓，稱為特低電壓（ELV）。特低電壓的應(yīng)用屬于用電技術(shù)的范疇，可參閱電氣安全的相關(guān)書籍。

三、主結(jié)線所要表達(dá)的信息

1.問題的由來

? 變配電所是供配電系統(tǒng)的重要設(shè)施，它除了具有變換電壓等級(jí)、接受與分配電能的功能以外，還承擔(dān)著對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視與控制等任務(wù)，在供配電系統(tǒng)中起著樞紐的作用。變配電所的電氣系統(tǒng)分為一次與二次系統(tǒng)兩部分，電氣主結(jié)線主要表達(dá)的是一次系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征。

? 從負(fù)荷的角度看，變配電所是一個(gè)處于電源地位的供電設(shè)施，但這個(gè)電源自身并不生產(chǎn)電能，而是接受電力系統(tǒng)的電能，并轉(zhuǎn)供給負(fù)荷。因此，變配電所除了變換電壓等級(jí)外，還承擔(dān)了接受電能（簡稱受電）與供給電能（簡稱饋電）的雙重任務(wù)。針對(duì)不同的電源與負(fù)荷情況，以及系統(tǒng)對(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行靈活性等的不同要求，變配電所應(yīng)具有不同的電氣結(jié)構(gòu)來與之相適應(yīng)，這就是變配電所電氣主結(jié)線問題的由來。

2.變配電所電氣主結(jié)線的含義

? 簡單地說，反映變配電所受、饋電方式的一次系統(tǒng)電氣連接，就是變配電所的電氣主結(jié)線，它主要包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和設(shè)備設(shè)置兩方面內(nèi)容。

? 所謂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是指如何構(gòu)建受、饋電的通道；而設(shè)備設(shè)置，則是指需要在這些通道上裝設(shè)什么電氣設(shè)備，才能滿足運(yùn)行控制、檢修維護(hù)等的要求。

四、主結(jié)線常用設(shè)備簡介

? 此處主要了解一次系統(tǒng)常用的設(shè)備名稱、圖形符號(hào)、文字符號(hào)及主要功能。當(dāng)我們將這些設(shè)備看成是電力網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分時(shí)，又可將這些設(shè)備稱為網(wǎng)絡(luò)元件。

1.母線

? 母線一般由矩形截面的銅排或鋁排構(gòu)成，電氣上相當(dāng)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)（node），但有充分的長度提供足夠的接線位置，是受、饋電轉(zhuǎn)換的樞紐。母線符號(hào)如圖2-1所示。

2.斷路器

? 斷路器是一種開關(guān)電路的電器，有很強(qiáng)的滅弧能力，除了能投、切正常負(fù)荷電流外，還能開斷量值很大的短路電流。因?yàn)橹饔|頭位于滅弧裝置內(nèi)，不能直接觀察到其通、斷狀態(tài)，因此檢修時(shí)不能以已操作開斷斷路器來確認(rèn)斷電。斷路器中可裝設(shè)若干對(duì)與主觸頭狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)的輔助觸點(diǎn)，供控制、保護(hù)等使用。斷路器符號(hào)如圖2-2所示。

3.隔離開關(guān)

? 隔離開關(guān)是一種隔離電路帶電與非帶電部分的電器，斷開時(shí)有明顯可見的斷開點(diǎn)，足以確保證檢修安全。隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，除投、切很小的電流外，不能投、切負(fù)荷電流，更不能斷開短路電流。隔離開關(guān)符號(hào)如圖2-3所示。

4.負(fù)荷開關(guān)

? 負(fù)荷開關(guān)也是一種開關(guān)電路的電器，但滅弧能力不及斷路器，只能投、切正常負(fù)荷電流和一定程度的過負(fù)荷電流，不能開斷短路電流。因?yàn)闇缁⊙b置相對(duì)簡單，負(fù)荷開關(guān)在斷開狀態(tài)時(shí)一般有明顯可見的斷開點(diǎn)，只要斷開點(diǎn)間距等條件符合隔離要求，就可具有隔離開關(guān)的功能，這種負(fù)荷開關(guān)又稱為負(fù)荷隔離開關(guān)。負(fù)荷開關(guān)符號(hào)如圖2-4所示。

5.熔斷器

? 熔斷器是一種過電流保護(hù)電器，用于自動(dòng)切斷電流超過正常值的電路，切斷電路的時(shí)間與電流大小呈反相關(guān)性，切斷電路后不能自行恢復(fù)，必須更換熔體。熔斷器一般具有很強(qiáng)的滅弧能力，可開斷短路電流。熔斷器符號(hào)如圖2-5所示。

6.電流（電壓）互感器

? 電流（電壓）互感器是一種測(cè)量電器，將一次系統(tǒng)的大電流（高電壓）轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的小電流（低電壓），供二次系統(tǒng)使用，并在電氣上隔離一、二次系統(tǒng)。電流互感器符號(hào)如圖2-6所示，電壓互感器符號(hào)如圖2-7所示。

7.避雷器

? 避雷器是一種過電壓保護(hù)電器，在供配電系統(tǒng)中用于防止雷電過電壓對(duì)系統(tǒng)的危害。避雷器符號(hào)如圖2-8所示。

原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（坎德拉學(xué)院）：光伏人應(yīng)該了解的供配電基礎(chǔ)（1）