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施工與實務

低壓配電的全貌:住宅、商店、工廠

三種規模,三種架構

住宅 低壓供電 單相三線 110/220 V 電度表在牆上或集中表箱 系統接地做在表計電源側 分電箱以下才是使用者的範圍 商店、小型辦公 低壓供電 三相四線 220/380 V 冷凍櫃、空調主機走三相 照明與插座取單相分出 招牌、展示窗有專門規定 工廠 高壓受電 自設變壓器降到低壓 受電 變壓 責任分界點往電源側移 低壓側的接地種類跟著改變 電動機分路另有一整套規定
同樣是低壓用電,供電方式與責任分界點的位置差很多。工廠高壓受電時,變壓器變成用戶自己的設備,低壓側的接地種類也跟著改變。 示意圖,本站自繪。
住宅商店、小型辦公工廠、大型場所
受電方式低壓低壓高壓(自設變壓器)
供電型態單相三線 110 V/220 V三相四線 220/380 V高壓進、低壓出
責任分界電度表電度表受電點,往電源側移
盤體分電箱配電箱、小型配電盤配電盤、電動機控制中心
主要負載照明、插座、冷氣空調主機、冷凍櫃、招牌電動機、電熱、電容器

低壓的定義與盤體的分界

規則把 600 V 以下歸為低壓。而盤體的名稱有一個明確的分界: 配電箱是裝置電氣設備供 600 V 以下使用者;配電盤則是供高壓設備使用者 建築工程施工規範 第九章 3.8

實務上這兩個詞常被混用,但在文件上它們指的是不同的東西—— 看圖說時要注意。

商店:三相四線是常態

單相二線 L N 110 V 早期住宅、小型用電 單相三線 L1 N L2 對地 110 V,線間 220 V 現行住宅的標準 三相四線 R S T N 對地 220 V,線間 380 V 大樓、商場、工廠
三相四線的對地電壓是 220 V、線間 380 V。它在同一組導線上同時提供三相動力與單相照明,代價是對地電壓超過住宅容許的 150 V。 示意圖,本站自繪。

商店與小型辦公的用電有兩個特徵:有三相動力負載(空調主機、冷凍櫃、電梯), 同時也需要大量單相的照明與插座。三相四線正好同時提供兩者—— 三條火線之間 380 V 給動力,每一條火線對中性線 220 V 給單相負載。

但這裡有一個規則上的門檻。住宅場所供電給照明、器具與插座的電路, 對地電壓應為 150 V 以下 用戶用電設備裝置規則 第 35 條第一款、第三款 ; 三相四線的對地電壓是 220 V,超過了。

規則留的路是:加裝漏電斷路器或漏電啟斷裝置者,對地電壓得超過 150 V 且在 300 V 以下 用戶用電設備裝置規則 第 35 條第一款、第三款 。 換句話說,對地電壓拉高之後,要用漏電保護補回來—— 這是三相四線場所的漏電保護比住宅更關鍵的原因。

商店還有幾項專門的規定:

項目規定
展示窗距展示窗上方 450 毫米內,沿水平最大寬度每 3.6 米,或展示區主要部分上方,至少裝一個插座出線口 用戶用電設備裝置規則 第 46 條
招牌廣告燈供招牌廣告燈及造型照明的出線口以至少 600 伏安計算 用戶用電設備裝置規則 第 45 條第三項
金屬桿上的招牌燈裝設在金屬桿或金屬構架,或對地電壓超過 150 V 的路燈、號誌燈、招牌廣告燈,應裝漏電斷路器 用戶用電設備裝置規則 第 87 條第二項
商業廚房水槽外緣 1.8 米內的插座應裝漏電啟斷裝置 用戶用電設備裝置規則 第 89 條第一款
新北市三重區的街景,一棟大樓與騎樓下的店面,路旁有行道樹與電線桿。
台灣常見的街屋與大樓混合的街廓。同一條街上,透天、公寓與大樓的供電方式與接地位置各不相同。 圖片來源:Wikimedia Commons:Street in Sanchong District 27.jpg Dquai 授權:CC BY-SA 4.0

工廠:分界點往電源側移

工廠與大型場所常常採高壓受電,自己設變壓器降到低壓。 這件事改變的不只是電壓——變壓器變成用戶自己的設備, 所以它的一次側、二次側與接地全部由用戶負責。

最直接的後果是接地種類換了。規則依接地種類訂電阻值上限 用戶用電設備裝置規則 第 92 條

種類適用電阻上限
特種接地三相四線多重接地系統供電地區,用戶變壓器的低壓電源系統接地,或高壓用電設備接地10 Ω
第一種接地非接地系統供電地區,用戶高壓用電設備接地25 Ω
第二種接地三相三線式非接地系統供電地區,用戶變壓器的低壓電源系統接地50 Ω
第三種接地低壓用電設備接地、內線系統接地、變比器二次側接地、支持低壓用電設備的金屬體接地對地電壓 150 V 以下:100 Ω/對地電壓 151 至 300 V:50 Ω/對地電壓 301 V 以上:10 Ω

住宅只會碰到第三種接地。工廠自設變壓器之後, 低壓電源系統接地變成特種或第二種接地,電阻要求嚴格得多 (10 Ω 或 50 Ω 以下,而住宅是 100 Ω 以下)。

規則還有一條專門處理這個情形:電業三相四線多重接地系統供電地區, 高壓供電用戶的低壓用電設備與內線系統共同接地時, 其自備變壓器的低壓電源系統接地,不得與一次電源的中性線共同接地 用戶用電設備裝置規則 第 94 條第一款

電動機分路是另一套規定

工廠與住宅最大的差別在電動機。它的起動電流可以是額定的好幾倍, 所以規則把它的導線與保護獨立出來處理:

項目與一般分路的差別
導線安培容量電力工程的分路導線應能承受電動機額定電流的 1.25 倍 用戶用電設備裝置規則 第 19 條
過電流保護電動機因起動電流較大,其過電流保護裝置的安培額定得大於導線的安培容量 用戶用電設備裝置規則 第 79 條第一項第三款
脫扣型別起動電流大,需要瞬時脫扣門檻較高的型別,否則每次起動都跳
過載保護另以積熱電驛處理;積熱型裝置不得作為短路或接地故障保護 用戶用電設備裝置規則 第 75 條

第二列是一個重要的例外。一般分路的鐵律是「保護額定不得大於導線安培容量」, 而電動機分路容許反過來——因為那顆保護裝置在這裡處理的是短路, 過載由另一個裝置負責。這是少數「兩個裝置分工」的場合。

第四列的最後一句要特別注意:積熱型熔斷器與積熱電驛, 以及其他非設計為保護短路或接地故障的保護裝置, 不得作為導線的短路或接地故障保護。電動機的過載保護與線路的短路保護 是兩件事,不能互相取代。

功率因數與電容器

工廠的感應電動機讓功率因數偏低,於是加裝電容器改善。 規則對電容器的放電有明確要求:放電設備應能於電源啟斷後 五分鐘內將殘餘電壓降至 50 V 以下 用戶用電設備裝置規則 第 960 條第一款

這一條的意義是安全而非效率——切斷電源之後,電容器上還有電荷。 維修前的等待時間是規定出來的,不是感覺出來的。

一張跨規模的對照表

看什麼住宅商店工廠
對地電壓110 V220 V依變壓器二次側而定
是否受 150 V 限制要靠漏電保護才容許另有規定
接地種類第三種第三種特種或第二種
漏電保護指定分路應裝對地電壓超過 150 V 時是前提依場所與設備
電動機分路幾乎沒有空調主機、電梯整廠的主體
誰檢驗台電定期檢驗台電定期檢驗另有專責人員與週期

這篇的範圍

供電型態的分類是實務上的常見情形,實際的供電方式由台電依契約容量與 現場條件決定。電動機、電容器與高壓受電設備的規定在規則中各自成節, 本篇只摘出與低壓配電架構有關的部分,未涵蓋其設計計算。 高壓設備的作業資格依相關法規辦理,不在本站的範圍內。

三相四線高壓受電電動機配電盤契約容量

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