交流660V在民用電中的應用探討

摘要：本文介紹了660V配電電壓在民用電中的推廣前景，對

660V用于民用電的可能性進行了分析，闡述了660V配電的優越性，并從技術層面上論述了660V配電在民用電上的運行的可行性。

關鍵詞：660V配電 民用電

0 引言

自1980年發布的國家標準GB156-80起，660V配電就已將作為一種供電電壓的標準。從目前來看，660V電壓在一些重型制造業，例如鋼鐵、煤炭等行業已經有了比較成熟的應用。與之相匹配的電壓開關、電動機和機電配套設備的制造技術，也取得了較大進步。

從絕緣水平方面來看，660V電壓和380V電壓之間，并沒有較大的差異。從經濟效益層面考慮，使用660V電壓，對于部分電氣設備，可以大大降低投資，還可以改善供電質量。

目前我國越來越多的工礦企業開始使用660V電壓配電，除煤礦、鋼鐵等傳統行業外，發電廠、港口碼頭、選礦廠、石油化工、水泥廠、造紙廠、焦化廠、大型鍋爐房、水處理站及農業排灌站等用電負荷較大、供電距離較長的企業均廣泛采用。

近年來，隨著國民經濟的發展，人民生活水平的提高，我國民用電總量在全國用電總量中的比重逐年上升，出于傳統習慣和對安全的考慮，我國在民用中還保持著380V的標準，這就導致了供電過程中電能耗損、有色金屬消耗多等問題非常嚴重，而660V配電較之傳統的380V配電，在民用配電過程中將可節約大量能源，優越性巨大，經濟效益顯著。

1 民用電中660V的可行性分析

自從1980年660V定為標準電壓以來，國內660V低壓電器產品的開發研制和生產發展非常快，電氣元件及其配套產品較為齊全。在中國電力出版社2007年出版的《工業與民用配電設計手冊》第三版中，也有較為詳細的內容。下面就主要產品技術問題分析如下：

1.1 低壓斷路器

在正常情況下，大多數低壓斷路器可適用于交流50Hz、電壓400V或690V或直流440V，電流最大至4000A的低壓配電網。用來分配電能和保護線路及電氣設備的過載、欠壓、短路等。也就是說，大多數廠家的斷路器在690V電壓范圍內是通用產品。不過，660V配電應用低壓斷路器時還應注意以下兩點：

①660V系統變壓器容量一般較大，為滿足短路容量需要，應選擇高短路容量斷路器。

②由于在配電電壓為660V時，負荷電流減小，可選擇比380V配電額定電流小一到二級的斷路器。

1.2 變壓器

同容量的10/0.4kV與10/0.66kV電力配電變壓器在設備體積上基本沒有區別，原有變壓器室即可安裝，無需改造，而且生產技術成熟。

在容量選擇上，由于二次側電流的降低，從原理上變壓器容量可超出1600KVA的極限，最大可選擇到4000KVA。但是在調研中發現，容量過大的660V變壓器二次側短路電流也較大，所以大多數應用了660V的企業都建議，變壓器容量不超過2500KVA為宜。

1.3 低壓配電柜和低壓母線

低壓配電柜主要應用在進線柜、出線柜、補償柜等方面。如果使用660V電壓的低壓配電裝置，從實際成本上來看，并沒有增加。在實際使用660V配電時，其運行的電流負荷較少，在保障配電柜母線穩定的條件下，它的截面比使用380V時減少約1/3，這也就是使用660V配電，可以降低成本的重要原因。

1.4 低壓導線

低壓電纜一般在0.4kV低壓配電系統中采用0.6/1kV耐壓等級，所以在應用0.66kV配電時，無需增加電纜耐壓等級。而一般導線應使用標準的塑料絕緣導線，絕緣等級為450/750V。在三相配電的時候不可使用500V耐壓等級的橡膠絕緣導線。

當采用660V配電以后，對于相同功率，電流可以減少3倍，電線電纜截面可以減少，因而可減少投資和節約金屬銅。此外，電壓損失相對值ΔU/U減少，電壓偏低等供電質量問題將得到有效解決。

1.5 低壓接觸器和熱繼電器

一般來說，在沒有特殊要求的情況下，可以選擇使用交流50Hz電壓380V，在接通和分斷電路時，使用660V電流和1000A 的配電網絡，其功能主要在于保護電路。因為這樣以來，負荷的電流也會減小，同380V配電時的設備投資相比，實現一定程度的降低。

1.6 電動機

我國現階段660V電動機及其配套電器，發展較為成熟。在體積上，660V電動機比380V的略大；在造價上，兩者相差不大。但660V電動機額定電流比380V的要減少1/3左右。對于現有的380V三角形聯接的電動機，因為660V配電電壓的相電壓就是380V，故只需要改結成星型聯接，就可直接用于660V配電網絡。

1.7 鋼管、橋架等布線系統

由于采用660V配電電壓比采用380V的負荷電流小，選用的電線電纜截面同樣將減小，故敷設電線電纜用的電纜橋架也同樣可以縮小，那么施工的時間和設備投資都將大大減少。

2 660V較之380V配電的優越性體現

①大幅度降低電能損耗。660V電壓是380V的3 倍，而電壓從380V升高到660V時，電流將降為原來1/3，且電能損耗和負載電流的平方成正比。所以，在輸送功率不變、輸電線路不變的條件下，660V供電線路上的功率損失為380V的1/3 ，即可減少輸電線路上2/3的功率損耗。

②可提高輸電能力。電網的輸電能力與供電電壓的平方成正比，電網供電電壓由380V升高至660V后，電壓升高3 倍，即輸電能力提高了3倍。也可以這么說，如果輸送功率不變，660V的輸送距離為380V的3倍；如果線路阻抗不變，那么660V送電功率可以提高到380V的3倍。

③既可提高供電質量，更能節約大量有色金屬。相同條件下，660V電壓的負荷電流是380V的負荷電流的1/3，所以線路壓降較少，供電質量較高；而由于負荷電流的減小，線纜的截面在選擇上也可相應減小，一般減小1～2個截面等級。

④采用IT接地系統，消除了多發的大電流單相接地事故，降低了瞬時過電壓，設電氣設備、線纜可免受過電壓而造成的損壞，提高了系統的運行可靠性。

⑤接地故障保護。發生一次單相接地故障采用剩余電流保護（即漏電保護），電流型漏電繼電器能夠可靠、快速地切除單相接地故障，有效控制事故范圍，不僅提高了系統運行可靠性，更保障了人身安全。

3 現有380V配電系統和220V單相負載問題的解決探討

在民用電中，單相220V負荷占比非常大，這也是民用電中380V改660V的瓶頸所在。特別是現有大量的民用電器設備無法升級，造成使用660V電壓很不方便。但實際上，如果我們把民用低壓配電分成兩個部分，變電所至入戶前（即從變電所變壓器到進建筑后的總配電柜）和入戶后到終端（即總配電柜到插座、照明等用電終端），這個問題就可分為兩種情況討論。

①入戶前。可以全部使用660V配電，這樣就可以解決如配電距離過長造成的電壓偏低等電能質量問題，電纜數量較多、電纜截面過大、施工難度較大等初投資問題，在大范圍的配電區域內，高壓線纜、箱式變電站過多等造成的成本和維護費用問題。

②入戶后，又分兩種情況討論，以商住兩用高層建筑為例。

商住兩用高層建筑用電負荷主要分為380V動力和220V照明兩大類。

a 380V動力負荷主要有電梯、冷庫、風機、各類水泵和其它動力設備。這類設備基本上可通過改造直接使用660V電壓。

b 220V照明負荷主要供給不同照明用途的各種燈具和大量如空調、電視、洗衣機等各類家用電器，特點就是負荷容量小，一般都在3kW以內。

這類設備無法改造，目前市面上也少見額定電壓為380V單相的設備，所以在給220V設備供電的總照明配電柜前必須設置單獨的660V/380V/220V變壓器（TN接地系統）為照明配電箱供電。

4 結語

經過大批工業企業多年的運行實踐，660V配電系統及其電氣設備和元器件安全可靠、技術成熟、節電效果顯著、優越性突出，又符合我國的節能政策。

筆者認為，在民用電中已經基本具備了嘗試推廣使用660V配電系統的條件，也是今后的發展方向。如果能推廣開來、必將能取得良好的經濟效益和社會效益。

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作者簡介：

唐賡（1981-），男，陜西西安人，陜西國防工業職業技術學院，講師，碩士，研究方向：供電技術和自動控制技術。