GB50052-95(供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范條文說明)

1、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范條文說明供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50052-95條文說明第一章 總 則1第二章 負(fù)荷分級(jí)及供電要求1第三章 電源及供電系統(tǒng)3第四章 電壓選擇和電能質(zhì)量5第五章 無功補(bǔ)償11第六章 低壓配電16第一章 總 則第1.0.2條 由于當(dāng)前一些工業(yè)用電負(fù)荷增大，有些企業(yè)內(nèi)部設(shè)有110kV等級(jí)的變電所，甚至有些為220kV等級(jí)的。本規(guī)范為適應(yīng)一般常用情況，特規(guī)定適用于110kV及以下電壓等級(jí)的供配電系統(tǒng)。第1.0.3條 一個(gè)地區(qū)的供配電系統(tǒng)如果沒有一個(gè)全面的規(guī)劃，往往造成資金浪費(fèi)、能耗增加等不合理現(xiàn)象。因此，在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)由供電部門與用電單位全面規(guī)劃，從國家整體利益出發(fā)，判別供配

2、電系統(tǒng)合理性。第1.0.5條 根據(jù)原機(jī)械電子工業(yè)部及國家計(jì)委等部門的聯(lián)合通知，要“鼓勵(lì)推廣節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品和淘汰能耗高、落后的機(jī)電產(chǎn)品”，自1982年以來，已陸續(xù)推廣和公布了十五批之多。并在通知中反復(fù)重申：“基本建設(shè)、技術(shù)改造項(xiàng)目和更新設(shè)備都應(yīng)優(yōu)先采用節(jié)能產(chǎn)品。設(shè)計(jì)部門在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)仍采用國家已公布的淘汰產(chǎn)品的，一律視為劣質(zhì)設(shè)計(jì)”。第二章 負(fù)荷分級(jí)及供電要求第2.0.1條 電力負(fù)荷分級(jí)的意義，在于正確地反映它對(duì)供電可靠性要求的界限，以便恰當(dāng)?shù)剡x擇符合我國實(shí)際水平的供電方式，滿足我國四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)的需要，提高投資的效益。 區(qū)分電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性要求，在于因停電在政治或經(jīng)濟(jì)上造成損失或影響的程度。

3、損失越大，對(duì)供電可靠性的要求越高；損失越小，對(duì)供電可靠性的要求就越低。 條文中“重點(diǎn)企業(yè)”是指中央各部委指定的大型骨干企業(yè)(有些部門有重點(diǎn)企業(yè)名單)。 條文中“重要原料”是指比較稀缺的工農(nóng)業(yè)原料。 條文中“長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)”(或較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù))是指停電時(shí)間即使很短，但影響工作(或生產(chǎn))的時(shí)間則較實(shí)際停電時(shí)間長(zhǎng)很多。 由于各部門各行業(yè)的一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷很多、本規(guī)范只能對(duì)負(fù)荷分級(jí)作原則性規(guī)定，具體劃分須由中央各部委分別在部委標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定(目前有些部已有規(guī)定)。 停電一般分為計(jì)劃?rùn)z修停電和事故停電兩種，由于計(jì)劃?rùn)z修停電事先通知用電部門，故可采取措施避免損失或?qū)p失減少至最低限度。條文中是按事故停電的

4、損失來劃分負(fù)荷等級(jí)的。 一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，在工業(yè)生產(chǎn)中如：正常電源中斷時(shí)處理安全停產(chǎn)所必須的應(yīng)急照明、通訊系統(tǒng)；保證安全停產(chǎn)的自動(dòng)控制裝置等。民用建筑中如：大型金融中心的關(guān)鍵電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和防盜報(bào)警系統(tǒng)；大型國際比賽場(chǎng)館的記分系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。第2.0.2條 一級(jí)負(fù)荷的供電要求。 一、本款對(duì)一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電作了較明確的規(guī)定，即兩個(gè)電源不能同時(shí)損壞，因?yàn)橹挥袧M足這個(gè)基本條件，才可能維持其中一個(gè)電源繼續(xù)供電，這是必須滿足的要求。 二、一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的供電要求。 近年來供電系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，從電力網(wǎng)引接兩回路電源進(jìn)線加備用自投(BZT)的供電方式，不能滿足一級(jí)負(fù)荷中特

5、別重要負(fù)荷對(duì)供電可靠性及連續(xù)性的要求，有的發(fā)生全部停電事故是由內(nèi)部故障引起，有的是由電力網(wǎng)故障引起，因地區(qū)大電力網(wǎng)在主網(wǎng)電壓上部是并網(wǎng)的，所以用電部門無論從電網(wǎng)取幾回電源進(jìn)線，也無法得到嚴(yán)格意義上的兩個(gè)獨(dú)立電源。因此，電力網(wǎng)的各種故障，可能引起全部電源進(jìn)線同時(shí)失去電源，造成停電事故。當(dāng)有自備發(fā)電站時(shí)，雖可利用低周解列措施，提高供電的可靠性，但運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，仍不能完全避免全部停電的事故發(fā)生。由于內(nèi)部故障或繼電保護(hù)的誤動(dòng)作交織在一起，造成自備電站電源和電網(wǎng)均不能向負(fù)荷供電，低周解列裝置無法完全解決這個(gè)問題。因此，正常與電網(wǎng)并列運(yùn)行的自備電站，一般不宜作為應(yīng)急電源使用，對(duì)一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷要由

6、與電網(wǎng)不并列的、獨(dú)立的應(yīng)急電源供電。 工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于其它專業(yè)提出的特別重要負(fù)荷，應(yīng)仔細(xì)研究，凡能采取非電氣保安措施者，應(yīng)盡可能減少特別重要負(fù)荷的負(fù)荷量，需要雙重保安措施者除外。 禁止應(yīng)急電源與工作電源并列運(yùn)行，目的在于防止電源故障時(shí)可能拖垮應(yīng)急電源。旋轉(zhuǎn)型不中斷電源，采用平時(shí)原動(dòng)機(jī)不工作，發(fā)電機(jī)掛在工作電源上作電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)行方式時(shí)，不能認(rèn)為是并網(wǎng)，為了防止誤并網(wǎng)，原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)指令，必須由工作電源主開關(guān)的輔助接點(diǎn)發(fā)出。具有頻率跟蹤環(huán)節(jié)的靜止型不間斷電源，可與工作電源并列運(yùn)行，實(shí)踐證明是可靠的。第2.0.3條 多年來實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電氣故障是無法限制在某個(gè)范圍內(nèi)部的，電力部門從未保證過供電不

7、中斷，即使供電中斷也不罰款。因此，應(yīng)急電源應(yīng)是與電網(wǎng)在電氣上獨(dú)立的各式電源，例如：蓄電池、柴油發(fā)電機(jī)等。供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立于正常電源的專用的饋電線路即是指保證兩個(gè)供電線路不可能同時(shí)中斷供電的線路。第2.0.4條 應(yīng)急電源類型的選擇，應(yīng)根據(jù)一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的容量、允許中斷供電的時(shí)間，以及要求的電源為交流或直流等條件來進(jìn)行。由于蓄電池裝置供電穩(wěn)定、可靠、無切換時(shí)間、投資較少，故凡允許停電時(shí)間為毫秒級(jí)，且容量不大的特別重要負(fù)荷，可采用直流電源者，應(yīng)由蓄電池裝置作為應(yīng)急電源。若特別重要負(fù)荷要求交流電源供電，允許停電時(shí)間為毫秒級(jí)，且容量不大的，可采用靜止型不間斷供電裝置。若特別重要負(fù)荷中有需驅(qū)動(dòng)

8、的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，啟動(dòng)電流沖擊負(fù)荷較大的，又允許停電時(shí)間為毫秒級(jí)，可采用機(jī)械貯能電機(jī)型不間斷供電裝置或柴油機(jī)不間斷供電裝置。若特別重要負(fù)荷中有需要驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，啟動(dòng)電流沖擊負(fù)荷較大，但允許停電時(shí)間為15s以上的，可采用快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組，這是考慮一般快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組一般自啟動(dòng)時(shí)間為10s左右。對(duì)于帶有自投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路，是考慮自投裝置的動(dòng)作時(shí)間，適用于允許中斷供電時(shí)間大于自投裝置的動(dòng)作時(shí)間者。 大型企業(yè)中，往往同時(shí)使用幾種應(yīng)急電源，為了使各種應(yīng)急電源密切配合，充分發(fā)揮作用，應(yīng)急電源接線示例見圖2.0.4(以蓄電池、不間斷供電裝置、柴油發(fā)電機(jī)同時(shí)使用為例)。第2.0.

9、6條 對(duì)于二級(jí)負(fù)荷，由于其停電造成的損失較大，且其包括的范圍也比一級(jí)負(fù)荷廣，其供電方式的確定，如能根據(jù)供電費(fèi)用及供配電系統(tǒng)停電幾率所帶來的停電損失等綜合比較來確定是合理的。目前條文中對(duì)二級(jí)負(fù)荷的供電要求是根據(jù)本規(guī)范的負(fù)荷分級(jí)原則和當(dāng)前供電情況確定的。 對(duì)二級(jí)負(fù)荷的供電方式，因其停電影響還是比較大的，故應(yīng)由兩回路線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺(tái)(兩臺(tái)變壓器不一定在同一變電所)。只有當(dāng)負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，才允許由一回6kV及以上的專用架空線供電。這點(diǎn)主要考慮電纜發(fā)生故障后有時(shí)檢查故障點(diǎn)和修復(fù)需時(shí)較長(zhǎng)，而一般架空線路修復(fù)方便(此點(diǎn)和電纜的故障率無關(guān))。當(dāng)線路自配電所引出采用電纜線時(shí)，必須要采

10、用兩根電纜組成的電纜線路，其每根電纜應(yīng)能承受的二級(jí)負(fù)荷為100%，且互為熱備用。 線路常見不包括鐵塔傾倒或龍卷風(fēng)引起的極少見的故障。第三章 電源及供電系統(tǒng)第3.0.1條 電力系統(tǒng)所屬大型電廠其單位功率的投資少，發(fā)電成本低，而用電單位一般的自備中小型電廠則相反，故只有在條文各款規(guī)定的情況下，才宜設(shè)置自備電源。 第一款對(duì)一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的供電，是按本規(guī)范第2.0.2條第二款“尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源”的要求因而需要設(shè)置自備電源。為了保證一級(jí)負(fù)荷的供電條件也有需要設(shè)置自備電源的。 第二、四款設(shè)置自備電源需要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才定。 第三款設(shè)置自備電站的型式是一項(xiàng)挖掘工廠企業(yè)潛力,解決電力供需矛盾的技術(shù)

11、措施。但各企業(yè)是否建自備電站，需經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。利用常年穩(wěn)定的余熱、壓差、廢氣進(jìn)行發(fā)電，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，并能充分利用能源。第3.0.2條 應(yīng)急電源與正常電源之間必須采取可靠措施防止并列運(yùn)行，目的在于保證應(yīng)急電源的專用性，防止正常電源系統(tǒng)故障時(shí)應(yīng)急電源向正常電源系統(tǒng)負(fù)荷送電而失去作用。例如應(yīng)急電源原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)命令必須由正常電源主開關(guān)的輔助接點(diǎn)發(fā)出，而不是由繼電器的接點(diǎn)發(fā)出，因?yàn)槔^電器有可能誤動(dòng)作而造成與正常電源誤并網(wǎng)。具有應(yīng)急電源蓄電池組的靜止不間斷電源裝置，其正常電源是經(jīng)整流環(huán)節(jié)變?yōu)橹绷鞑排c蓄電池組并列運(yùn)行的，在對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充儲(chǔ)能的同時(shí)經(jīng)逆變環(huán)節(jié)提供交流電源，當(dāng)正常電源系統(tǒng)故障

12、時(shí)，利用蓄電池組直流儲(chǔ)能放電而自動(dòng)經(jīng)逆變環(huán)節(jié)不間斷地提供交流電源，但由于整流環(huán)節(jié)的存在因而蓄電池組不會(huì)向正常電源進(jìn)線側(cè)反饋，也就保證了應(yīng)急電源的專用性。第3.0.3條 多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，變壓器和線路都是可靠的供電元件，用電單位在一電源檢修或事故的同時(shí)另一電源又發(fā)生事故的情況是極少的，而且這種事故往往都是由于誤操作造成，在加強(qiáng)維護(hù)管理、健全必要的規(guī)章制度后是可以避免的。如果不著眼于維護(hù)水平的提高,只在供配電系統(tǒng)上層層保險(xiǎn)，過多地建設(shè)電源線路和變電所，不但造成大量浪費(fèi)而且事故也終難避免。第3.0.4條 兩回電源線路采用同級(jí)電壓可以互相備用，提高設(shè)備利用率，如能滿足一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷用電要求時(shí)，亦可采用

13、不同電壓供電。第3.0.5條 當(dāng)有一級(jí)負(fù)荷的用電單位難以從地區(qū)電網(wǎng)取得第二電源而有可能從鄰近單位取得第二電源時(shí)，經(jīng)過協(xié)商并征得供電部門同意，宜就近取得第二電源，可以節(jié)省建設(shè)自備電站的投資。對(duì)一級(jí)負(fù)荷的用電單位，從鄰近用電單位取得第二電源時(shí)，其要求應(yīng)與第2.0.2條要求一樣，不能降低。第3.0.6條 一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷在突然停電后將造成不同程度的嚴(yán)重?fù)p失。因此在作供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)確定在事故情況下線路通過容量時(shí)，應(yīng)能滿足第2.0.2條和第2.0.5條規(guī)定的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷用電的要求。第3.0.7條 如果供電系統(tǒng)結(jié)線復(fù)雜，配電層次過多，不僅管理不便，操作繁復(fù)，而且由于串聯(lián)元件過多，因元件故障和操作錯(cuò)誤

14、而產(chǎn)生事故的可能性也隨之增加。所以復(fù)雜的供電系統(tǒng)可靠性并不一定高，不受運(yùn)行和維修人員的歡迎，配電級(jí)數(shù)過多，繼電保護(hù)整定時(shí)限的級(jí)數(shù)也隨之增多，而電力系統(tǒng)容許繼電保護(hù)的時(shí)限級(jí)數(shù)對(duì)10kV來說正常也只限于兩級(jí)，如配電級(jí)數(shù)出現(xiàn)三級(jí)，則中間一級(jí)勢(shì)必要與下一級(jí)或上一級(jí)之間無選擇性。 同一電壓的配電級(jí)數(shù)為兩級(jí)，例如由低壓側(cè)為10kV的總變電所或地區(qū)變電所配電至10kV配電所，再從該配電所以10kV配電給配電變壓器，則認(rèn)為10kV配電級(jí)數(shù)為兩級(jí)。第3.0.8條 配電系統(tǒng)采用放射式則供電可靠性高，便于管理，但線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量多。而如對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)，多屬三級(jí)負(fù)荷，供電可靠性要求較低，可用樹干式，線路數(shù)量少，投資

15、也少。負(fù)荷較大的高層建筑，多屬二級(jí)和一級(jí)負(fù)荷，可用分區(qū)樹干式或環(huán)式，減少配電電纜線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量，從而相應(yīng)少占電纜豎井和高壓配電室的面積。住宅區(qū)多屬三級(jí)負(fù)荷，也有高層二級(jí)和一級(jí)負(fù)荷，因此以樹干式或環(huán)式為主，但根據(jù)線路走廊等情況也可用放射式。第3.0.9條 將總變電所、配電所、變電所建在靠近負(fù)荷中心位置，可以節(jié)省線材、降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量，這是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一條重要原則。至于對(duì)負(fù)荷較大的大型建筑和高層建筑分散設(shè)置變電所，這也是將變電所建在靠近各自低壓負(fù)荷中心位置的一種形式。郊區(qū)小化肥廠等用電單位，如用電負(fù)荷均為低壓又較集中，當(dāng)供電電壓為35kV時(shí)可用35kV直降至220/380低壓配

16、電電壓，這樣既簡(jiǎn)化供配電系統(tǒng)，又節(jié)約投資和電能，提高電壓質(zhì)量。又如鐵路的供電特點(diǎn)是用電點(diǎn)的負(fù)荷頑均為低壓，小而集中，但用電點(diǎn)多而又遠(yuǎn)離，當(dāng)高壓配電電壓為35kV時(shí)，各變電所亦可采用35kV直降至220/380V的低壓配電系統(tǒng)。第3.0.10條 一般動(dòng)力和照明負(fù)荷是由同一臺(tái)變壓器供給，在節(jié)假日或周期性、季節(jié)性輕負(fù)荷時(shí)，將變壓器退出運(yùn)行并把所帶負(fù)荷切換到其它變壓器上，可以減少變壓器的空載損耗。當(dāng)變壓器定期檢修或故障時(shí)，可利用低壓聯(lián)絡(luò)線來保證該變電所的檢修照明及其所供的一部分負(fù)荷繼續(xù)供電，從而提高了供電可靠性。第3.0.11條 小負(fù)荷當(dāng)在低壓供電合理的情況下，其用電應(yīng)由供電部門統(tǒng)一規(guī)劃，盡量由公共的

17、220/380V低壓網(wǎng)絡(luò)供電，使地區(qū)配電變壓器和線路得到充分利用。第四章 電壓選擇和電能質(zhì)量第4.0.1條 用電單位需要的功率大，供電電壓應(yīng)相應(yīng)提高，這是一般規(guī)律。 選擇供電電壓和輸送距離有關(guān)，也和供電線路的回路數(shù)有關(guān)。輸送距離長(zhǎng)，為降低線路電壓損失，宜提高供電電壓等級(jí)。供電線路的回路多，則每回路的送電容量相應(yīng)減少，可以降低供電電壓等級(jí)。用電設(shè)備特性，例如波動(dòng)負(fù)荷大，宜由容量大的電網(wǎng)供電，也就是要提高供電電壓的等級(jí)。還要看用電單位所在地點(diǎn)的電網(wǎng)提供什么電壓方便和經(jīng)濟(jì)。所以，供電電壓的選擇，不易找出嚴(yán)格的規(guī)律，只能訂原則。第4.0.2條 目前我國公用電力系統(tǒng)已逐步由10kV取代6kV電壓。因此，

18、采用10kV有利于互相支援，有利于將來的發(fā)展。故當(dāng)供電電壓為35kV及以上時(shí)，企業(yè)內(nèi)部的配電電壓宜采用10kV，用采用10kV配電電壓可以節(jié)約有色金屬，減少電能損耗和電壓損失等，顯然是合理的。 當(dāng)企業(yè)有6kV用電設(shè)備時(shí)，如采用10kV配電，則其6kV用電設(shè)備一般經(jīng)10/6kV中間變壓器供電。例如在大、中型化工廠，6kV高壓電動(dòng)機(jī)負(fù)荷較大，則10kV方案中所需的中間變壓器容量及其損耗就較大，開關(guān)設(shè)備和投資也增多，采用10kV配電電壓反而不經(jīng)濟(jì)，而采用6kV是合理的。 由于各類企業(yè)的性質(zhì)、規(guī)模及用電情況不一，6kV用電負(fù)荷究竟占多大比重時(shí)宜采用6kV，很難得出一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)律。因此，條文中沒有規(guī)定此

19、百分?jǐn)?shù)，有關(guān)部門可視各類企業(yè)的特點(diǎn)，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、企業(yè)發(fā)展遠(yuǎn)景及過去積累的成熟經(jīng)驗(yàn)確定。 當(dāng)企業(yè)有3kV電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)配用10(6)/3kV專用變壓器，但不推薦以3kV作為配電電壓。 在供電電壓為220或110kV的大型企業(yè)內(nèi)，例如重型機(jī)器廠，可采用三繞組主變壓器，以35kV供大型電熱設(shè)備，以10kV作為動(dòng)力和照明配電電壓。第4.0.3條 在某些情況下，采用35kV電壓作為配電電壓比采用較低電壓能減少配變電級(jí)數(shù)、簡(jiǎn)化結(jié)線。例如：某些大型企業(yè)(如大型鋼鐵企業(yè))其車間負(fù)荷較大，可采用若干個(gè)35kV的降壓變電所分別設(shè)在車間旁的負(fù)荷中心位置，并以35kV線路直接在廠區(qū)配電，而不采用設(shè)置大容量總降壓變

20、電所以較低的電壓配電。這樣可以大大縮短低壓線路，降低有色金屬和電能消耗量。又如某些企業(yè)其負(fù)荷不大又較集中，均為低壓用電負(fù)荷，因工廠位于效區(qū)取得10(6)kV電源困難，當(dāng)采用35kV供電，并經(jīng)35/0.38kV直降變壓器對(duì)低壓負(fù)荷配電，這樣可以減少變電級(jí)數(shù)，從而可以節(jié)約電能和投資，并可以提高電能質(zhì)量，此時(shí)，宜采用35kV電壓作為配電電壓。 35kV以上電壓作為企業(yè)內(nèi)直配電壓，通常受到設(shè)備、線路走廊、環(huán)境條件的影響，難以實(shí)現(xiàn)，且投資高，占地多，故不推薦。第4.0.4條 電壓偏差問題是普遍關(guān)系到全國工業(yè)和生活用電單位利益的問題，并非僅關(guān)系某一部門，從政策角度來看，則是貫徹節(jié)能方針和逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)現(xiàn)代化

21、的重要問題。為使用電設(shè)備正常運(yùn)行和有合理的使用壽命，設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算用電設(shè)備對(duì)電壓偏差的要求。在各用電單位的受電端有一定的電壓偏差范圍，同時(shí)由于用電單位本身負(fù)荷的變化，往往使此范圍更為增大。因此，在供電設(shè)計(jì)中應(yīng)了解電源電壓及本單位負(fù)荷變化的情況，進(jìn)行本單位電動(dòng)機(jī)、照明電壓偏差計(jì)算。 條文中規(guī)定的電壓偏差值，對(duì)電動(dòng)機(jī)系根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)基本技術(shù)要求(GB755-81)第4.1條規(guī)定：“電動(dòng)機(jī)當(dāng)電源電壓(如為交流電源時(shí)頻率為額定)與額定值的偏差不超過±5%時(shí)，輸出功率仍能維持額定值”。 對(duì)照明系根據(jù)工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)的規(guī)定：“燈的端電壓一般不宜高于其額定電壓的105%，亦不宜

22、低于其額定電壓的95%(一般工作場(chǎng)所)及90%(對(duì)露天工作場(chǎng)所照明、遠(yuǎn)離變電所的小面積工作場(chǎng)所難于滿足95%時(shí)，對(duì)應(yīng)急照明、道路照明、警衛(wèi)照明及電壓為1242V的照明)”。 對(duì)于其它用電設(shè)備，其允許電壓偏差的要求應(yīng)符合用電設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)無特殊規(guī)定時(shí)，根據(jù)一般運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及考慮與電動(dòng)機(jī)、照明對(duì)允許電壓偏差值基本一致，故條文規(guī)定為±5%。 用電設(shè)備，尤其是用得最多的異步電動(dòng)機(jī)，端子電壓如偏離GB755-81規(guī)定的允許電壓偏差范圍，將導(dǎo)致它們的性能變劣，壽命降低，及在不合理運(yùn)行下增加運(yùn)行費(fèi)用，故要求驗(yàn)算端子電壓。 對(duì)于少數(shù)距電源(變電所等)較遠(yuǎn)的電動(dòng)機(jī)，如電動(dòng)機(jī)端電壓低于額定值的95%

23、時(shí)，仍能保證電動(dòng)機(jī)溫升符合GB755-81的規(guī)定(電壓為額定值的95%時(shí)溫升允許超過的最大值：1000kW及以下為10K，1000kW以上為5K)，且堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩均能滿足傳動(dòng)要求時(shí)，則電動(dòng)機(jī)的端電壓可低于95%(但不得低于90%)，即電動(dòng)機(jī)的額定功率適當(dāng)選得大些，使其經(jīng)常處于輕載狀態(tài)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率不比滿載時(shí)低，但要增加電網(wǎng)的無功負(fù)荷。 下面列舉國外這方面的數(shù)據(jù)以供比較： 美國標(biāo)準(zhǔn)美國電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)(NEMA標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定電動(dòng)機(jī)允許電壓偏差范圍為±10%，美國供電標(biāo)準(zhǔn)也為±10%，參見第4.0.7條說明。 英國標(biāo)準(zhǔn)BS4999第31部分，1972年版31.3.2

24、條規(guī)定：電動(dòng)機(jī)在電壓為95%105%額定電壓范圍內(nèi)應(yīng)能提供額定功率；在英國本土(U.K)使用的電動(dòng)機(jī)，按供電規(guī)范的要求，其范圍應(yīng)為94%106%(供電規(guī)范中規(guī)定為±6%)。 關(guān)于達(dá)到允許電壓極限時(shí)的溫升，與我國標(biāo)準(zhǔn)均相同(略)。 澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)與英國基本一樣，為±6%。 1990年4月我國公布了國家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量供電電壓允許偏差(GB 12325-90)，規(guī)定了“35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過額定電壓的10%。10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%。220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%”。這些數(shù)值是指供電部門電網(wǎng)對(duì)

25、用戶供電點(diǎn)處的數(shù)值，也是根據(jù)我國電網(wǎng)目前水平所制訂的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然與設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)有差異、有矛盾。因而在上述標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)也有二點(diǎn)附注，即：用電設(shè)備額定工況的電壓允許偏差仍由各自標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，例如旋轉(zhuǎn)電機(jī)按旋轉(zhuǎn)電機(jī)基本技術(shù)要求規(guī)定，對(duì)電壓有特殊要求的用戶，供電電壓偏差由供用電協(xié)議確定。第4.0.5條 在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，正確選擇供電元件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，就可以在一定程度上減少電壓偏差。 由于電網(wǎng)各點(diǎn)的電壓水平高低不一，合理選擇變壓器的變化(如選35±2×2.5%/10.5的變比還是38.5±2×2.5%/10.5的變比)和電壓分接頭，即可將供配電系統(tǒng)的電壓調(diào)整在合理的水平上。但

26、這只能改變電壓水平而不能縮小偏差范圍。 供電元件的電壓損失與其阻抗成正比，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，減少變壓級(jí)數(shù)，增加線路截面，采用電纜供電，可以減少電壓損失，從而縮小電壓偏差范圍。 合理補(bǔ)償無功功率可以縮小電壓偏差范圍，見第4.0.6條說明。若因過補(bǔ)償而多支出電費(fèi)，也是不合理的。 在三相四線制中，如三相負(fù)荷分布不均(相線對(duì)中性線)，將產(chǎn)生零序電壓，使零點(diǎn)移位，一相電壓降低，另一相電壓升高，增大了電壓偏差，如圖4.0.5所示。由于Y，yn0結(jié)線變壓器零序阻抗較大，不對(duì)稱情況較嚴(yán)重，因此應(yīng)盡量使三相負(fù)荷分布均勻。 同樣，線間負(fù)荷不平衡，則引起線間電壓不平衡，增大了電壓偏差。第4.0.6條 產(chǎn)生電壓偏差的

27、主要因素是系統(tǒng)滯后的無功負(fù)荷所引起的系統(tǒng)電壓損失。因此，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，相應(yīng)調(diào)整電容器的接入容量就可以改變系統(tǒng)中的電壓損失，從而在一定程度上縮小電壓偏差的范圍。調(diào)整無功功率后，電壓損失的變化可按下式計(jì)算： 對(duì)于線路： (4.0.6-1) 對(duì)于變壓器： (4.0.6-2) 式中增加或減少的電容器容量(Kvar)； 線路電抗()； 變壓器短路電壓(%)； 線路電壓(KV) 變壓器容量(KVA)。 并聯(lián)電抗器的投入量可以看作是并聯(lián)電容器的切除量。計(jì)算式同上。 并聯(lián)電抗器在35kV以上區(qū)域變電所或大型企業(yè)的變電所內(nèi)有時(shí)裝設(shè)，用于補(bǔ)償各級(jí)電壓上并聯(lián)電容器過多投入和電纜電容等形成的超前電流，抑制輕負(fù)荷時(shí)電壓

28、過高效果也很好，中小型企業(yè)的變電所無此裝置。 同樣，與調(diào)整電容器和電抗器容量的原理相同，如調(diào)整同步電機(jī)的勵(lì)磁電流，使同步電動(dòng)機(jī)超前或滯后運(yùn)行，藉以改變同步電機(jī)產(chǎn)生或消耗的無功功率，也同樣可以達(dá)到電壓調(diào)整的目的。 二班制或以二班制為主的工廠(一班制工廠也是如此)，白天高峰負(fù)荷時(shí)電壓偏低，因此將變壓器抽頭調(diào)在“-5%”位置上，但到夜間負(fù)荷輕時(shí)電壓就過高，這時(shí)如切斷部分負(fù)載的變壓器，改用低壓聯(lián)絡(luò)線供電，增加變壓器和線路中的電壓損耗，就可以降低用電設(shè)備的過高電壓。在調(diào)查中不乏這樣的實(shí)例。他們?cè)谳p載時(shí)切斷部分變壓器，既降低了變壓器的空載損耗，又起到了電壓調(diào)整的作用。第4.0.7條 圖4.0.7表示供電端

29、按逆調(diào)壓、穩(wěn)壓和不調(diào)壓三種運(yùn)行方式用電設(shè)備端電壓的比較(也有稱穩(wěn)壓為順調(diào)壓)。 圖上設(shè)定逆調(diào)壓時(shí)35kV母線變動(dòng)范圍為額定電壓的0+5%，各用電單位的重負(fù)荷和輕負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間大體上一致，最大負(fù)荷為最小負(fù)荷的4倍，與此相應(yīng)供電元件的電壓損失近似地取為4倍，35kV、10kV和380V線路在重負(fù)荷時(shí)電壓損失分別為4%、2%和5%，35/10kV及10/0.38kV變壓器調(diào)分接頭各提升電壓2.5%及5%。 由圖可知,用電設(shè)備上的電壓偏差在逆調(diào)壓方式下可控制在+3.2%-4.9%，在穩(wěn)壓方式下為3+.2%-9.9%，不調(diào)壓時(shí)則為+8.2%-9.9%。根據(jù)此分析，在電力系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)和用電單位負(fù)荷曲線大體

30、一致的條件下，只在110kV區(qū)域變電所實(shí)行逆調(diào)壓，大部分用電單位的電壓質(zhì)量要求就可滿足。因此條文規(guī)定了“35kV以上電壓的變電所中的降壓變壓器，直接向35kV、10(6)kV電網(wǎng)送電時(shí)”應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器，變電所一般是公用的區(qū)域變電所，也有大企業(yè)的總變電所。反之，如果中小企業(yè)都裝置有載調(diào)壓變壓器，不僅增加投資和維護(hù)工作量，還將影響供電可靠性，從國家整體利益看，是很不合理的。 據(jù)向上海地區(qū)電業(yè)部門調(diào)查：該地區(qū)的220kV區(qū)域變電所有的設(shè)有載調(diào)壓變壓器，有的是無載調(diào)壓；110kV的基本上都設(shè)有載調(diào)壓；因所內(nèi)有人值班，都由人工調(diào)節(jié)。今后建設(shè)的110kV變電所都設(shè)有載調(diào)壓。 少數(shù)用電單位可能因其負(fù)荷

31、曲線特殊，或距區(qū)域變電所過遠(yuǎn)等原因，在采用地區(qū)集中調(diào)壓方式后，還不能滿足電壓質(zhì)量要求，此時(shí)，可在35kV變電所也采用有載調(diào)壓變壓器。 以下列出美國標(biāo)準(zhǔn)處理調(diào)壓?jiǎn)栴}的資料，以供借鑒。但應(yīng)注意美國電動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)是±10%，不是±5%。從美國標(biāo)準(zhǔn)中也可以看出，他們也是從整體上考慮調(diào)壓，而不是“各自為政”。 美國電壓標(biāo)準(zhǔn)(ANSI C84-la-1980)的規(guī)定： 1.供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要按“范圍A”進(jìn)行，出現(xiàn)“范圍B”的電壓偏差范圍應(yīng)是極少見的，出現(xiàn)后應(yīng)即采取措施設(shè)法達(dá)到“范圍A”的要求。 2.“范圍A”的要求： 115120V系統(tǒng)： 有照明時(shí)：用電設(shè)備處110125V；供電點(diǎn)114126

32、V。 無照明時(shí)：用電設(shè)備處108125V；供電點(diǎn)114126V。 460480V系統(tǒng)：(包括480/277V三相四線制系統(tǒng)) 有照明時(shí)：用電設(shè)備處440500V；供電點(diǎn)456504V。 無照明時(shí)：用電設(shè)備處432500V；供電點(diǎn)456504V。 13200V系統(tǒng)：供電點(diǎn)1287013860V。 3.電動(dòng)機(jī)額定電壓：115V、230V、460V等。照明額定電壓：120V、240V等。 從美國電壓標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)算出的電壓偏差百分?jǐn)?shù)： 對(duì)電動(dòng)機(jī)；用電設(shè)備處(電機(jī)端子)無照明時(shí)+8.7%、-6%，有照明時(shí)+8.7%，-4.4%；供電點(diǎn)+9.6%，-0.9%。 對(duì)照明：用電設(shè)備處+4.2%，-8.3%；供電點(diǎn)

33、+5%，-5%。 對(duì)高壓電源(額定電壓按13200V)：照明+5%，-2.5%；電動(dòng)機(jī)+9.6%，-1.7%。第4.0.8條 基本上述原因，10(6)kV變電所的變壓器不必有載調(diào)壓。條文中指出，在符合更嚴(yán)格的條件時(shí)，10(6)kV變電所才可有載調(diào)壓。第4.0.9條 在區(qū)域變電所實(shí)行逆調(diào)壓方式可使用電設(shè)備的受電電壓偏差得到改善，詳見4.0.7條說明。但只采用有載調(diào)壓變壓器和逆調(diào)壓是不夠的，同時(shí)應(yīng)在有載調(diào)壓后的電網(wǎng)中裝設(shè)足夠的可調(diào)整的無功電源(電力電容器、調(diào)相機(jī)等)。因?yàn)楫?dāng)變電所調(diào)高輸送電壓后，線路中原來的有功負(fù)荷P和無或負(fù)荷Q都相應(yīng)增加，尤其是因網(wǎng)路的電抗相當(dāng)大，網(wǎng)路中的變壓器電壓損失和線路電壓

34、損失的增加量均與無功負(fù)荷增加量Q成正比，可以抵消變壓器調(diào)高電壓的效果。所以在網(wǎng)路中應(yīng)設(shè)置無功電源以減小無功負(fù)荷Q，并應(yīng)可調(diào)，方能達(dá)到預(yù)期的調(diào)壓交果。計(jì)算電壓損失變化的公式見第4.0.6條說明。 逆調(diào)壓的范圍規(guī)定為0+5%，4.0.7條說明圖中證明用電設(shè)備端子上已能達(dá)到電壓偏差為±5%的要求。我國現(xiàn)行的變壓器有載調(diào)壓分接頭，220、110、63kV均為±8×1.25%，35kV為±3×2.5%，10(6)kV為±4×2.5%。 實(shí)行本條規(guī)定需要投入較多資金，在有條件時(shí)先做試點(diǎn)工作，逐步推廣實(shí)行。第4.0.10 我國已于1990

35、年4月20日公布了國家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量電壓允許波動(dòng)和閃變(GB 12326-90)，規(guī)定了電力系統(tǒng)公共供點(diǎn)由沖擊性功率負(fù)荷產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃變電壓允許值。 電弧爐等沖擊性負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)和閃變對(duì)其它用電設(shè)備影響甚大，如照明閃爍，顯象管圖象變形，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不均，電子設(shè)備、自控設(shè)備或某些儀器工作不正常，從而影響正常生產(chǎn)，因而應(yīng)積極采取措施加以限制。 第一、二兩款是考慮線路阻抗的作用。 第三款是考慮變壓器阻抗的作用。沖擊性負(fù)荷以弧焊機(jī)為例，機(jī)器制造廠焊接車間或工段的弧焊機(jī)群總?cè)萘亢艽髸r(shí)，宜由專用配電變壓器供電。 第四款，有關(guān)煉鋼電弧爐引起電壓波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，各國都有一些具體規(guī)定。例如瑞士的規(guī)定是： 的比值

36、，單臺(tái)時(shí)1.2%1.6%，雙臺(tái)時(shí)2.0%2.7%三臺(tái)及以上時(shí)2.8%3.7%。在我國，電熱設(shè)備電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)電弧爐工作短路引起的供電母線的電壓波動(dòng)值作了限制的規(guī)定。本款規(guī)定“對(duì)于大功率電弧爐的爐用變壓器由短路容量較大的電網(wǎng)供電”，一般就是由更高電壓等級(jí)的電網(wǎng)供電。但在電壓波動(dòng)能滿足限制要求時(shí)，應(yīng)選用一次電壓較低的變壓器，有利于保證斷路器的頻繁操作性能。當(dāng)然也可采取其它措施，例如： 1.采用電抗器，限制工作短路電流不大于電爐變壓器額定電流的3.5倍(將降低鋼產(chǎn)量)。 2.采用靜止補(bǔ)償裝置。靜止補(bǔ)償裝置對(duì)大功率電弧爐或其它功率沖擊性負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)和閃變以及產(chǎn)生的諧波有很好的補(bǔ)償作用，但它的

37、價(jià)格昂貴，故在條文中不直接推薦。 為使人們了解靜止補(bǔ)償裝置(SVC，static var compensator)，現(xiàn)將其使用狀況作簡(jiǎn)要介紹。 國際上在60年代就采用SVC，近幾年發(fā)展很快，在輸電工程和工業(yè)上都有應(yīng)用。SVC的類型有： PC/TCR(固定電容器/晶閘管控制電抗器)型； TSC(晶閘管投切電容器)型； TSC/TCR型； SR(自飽和電抗器)型。 其中PC/TCR型是用得較多的一種。 TCR和TSC本身產(chǎn)生諧波，都附有消除設(shè)施。 自飽和電抗器型SVC的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)有： 1.可靠性高。第四屆國際交流與直流輸電會(huì)議于1985年9月在倫敦英國電機(jī)工程師學(xué)會(huì)(IEE)召開，SVC是會(huì)議的三

38、個(gè)中心議題之一。會(huì)議上專家介紹，自飽和電抗器式與晶閘管式SVC的事故率之比為1：7。 2.反應(yīng)速度更快。 3.維護(hù)方便，維護(hù)費(fèi)用低。 4.過載能力強(qiáng)。會(huì)議上專家又介紹實(shí)例，容量為192Mvar的SVC，可過載到800Mvar(大于4倍)，持續(xù)0.5s而無問題。如晶閘管式SVC要達(dá)到這樣大的過載能力，須大大放大閥片的尺寸，從而大幅度提高了成本。 5.自飽和電抗器有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，例如：三相的用9個(gè)鐵芯柱，線圈的連接也比較特殊，目的是自身平衡5次、7次等高次諧波，還采用一個(gè)小型的3柱網(wǎng)形電抗器(Mdsh Reactor)來減少更高次諧波的影響。但其制造工藝和試驗(yàn)設(shè)備都有條件制造這種自飽和電抗器。

39、 6.自飽和電抗器的噪音水平約為80dB，需要裝在隔音室內(nèi)。 7.成套的SVC沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，但組成SVC的各項(xiàng)部件則有各自的標(biāo)準(zhǔn)，如自飽和電抗器的標(biāo)準(zhǔn)大部分和電力變壓器相同，只是飽和曲線的斜率、諧波和噪音水平等的規(guī)定有所不同。 由于自飽和電抗器的可靠性高、電子元件少、維護(hù)方便，同時(shí)我國有一定條件的電力變壓器廠都能制造，所以我國應(yīng)迅速發(fā)展自飽和電抗器式的SVC。 我國原能源部電力科學(xué)研究院研制成功的兩套自飽和電抗器式SVC已用于軋機(jī)沖擊負(fù)荷的補(bǔ)償。第4.0.11條 諧波電力系統(tǒng)的危害一般有： 1.交流發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、線路等增加損耗； 2.電容器、電纜絕緣損壞； 3.電子計(jì)算機(jī)失控，電子

40、設(shè)備誤觸發(fā)，電子元件測(cè)試無法進(jìn)行； 4.繼電保護(hù)誤動(dòng)作或拒動(dòng)； 5.感應(yīng)型電度表計(jì)量不準(zhǔn)確； 6.電力系統(tǒng)干擾通訊線路。 關(guān)于電力系統(tǒng)的諧波限制，各工業(yè)化國家由于考慮問題不同，所采用的指標(biāo)類型、限值有很大的差別。如諧波次數(shù)，低次一般取2，最高次則19、25、40、50不等，有些國家不作限制，而西德只取5、7、11、13次。在所用指標(biāo)上，有的只規(guī)定一個(gè)指標(biāo)，如前蘇聯(lián)只規(guī)定了總的電壓畸變值不大于5%，而美國則就不同電壓等級(jí)和供電系統(tǒng)分別規(guī)定了電壓畸變值，英國則規(guī)定三級(jí)限制標(biāo)準(zhǔn)等。近期各國正在對(duì)諧波的限值不斷制訂更完善和嚴(yán)格的要求，但還沒有國際公認(rèn)的推薦標(biāo)準(zhǔn)。 我國國家標(biāo)準(zhǔn)諧波限值，目前正由有關(guān)部門

41、進(jìn)行研究制訂。 條文提出對(duì)降低電網(wǎng)電壓正弦波形畸變率的措施，說明如下： 第一款。由短路容量較大的電網(wǎng)供電，一般指由電壓等級(jí)高的電網(wǎng)供電和由主變壓器大的電網(wǎng)供電。電網(wǎng)短路容量大，則承受非線性負(fù)荷的能力高。 第二款。 1.整流變壓器的相數(shù)多，整流脈沖數(shù)也隨之增多。也可由安排整流變壓器二次側(cè)的接線方式來增加整流脈沖數(shù)。例如有一臺(tái)整流變壓器，二次側(cè)有和Y三相線圈各一組，各接三相橋式整流器，把這兩個(gè)整流器的直流輸出串聯(lián)或并聯(lián)(加平衡電抗)接到直流負(fù)荷，即可得到十二脈沖整流電路。整流脈沖數(shù)越高，次數(shù)低的諧波被消去，變壓器一次側(cè)諧波含量越小。 2.例如有兩臺(tái)Y/·Y整流變壓器，若將其中一臺(tái)加移相線

42、圈，使兩臺(tái)變壓器的一次側(cè)主線圈有15°相角差，兩臺(tái)的綜合效應(yīng)在理論上可大大改善向電力系統(tǒng)注入諧波。 3.因靜止整流器的直流負(fù)荷一般不經(jīng)常波動(dòng)，諧波的次數(shù)和含量不經(jīng)常變更，故宜按諧波次數(shù)裝設(shè)分流濾波器。濾波器由L-C-R電路組成，系列用串聯(lián)諧振原理，各調(diào)諧在諧振頻率為需要消除的諧波的次數(shù)。有的還裝有一組高通濾波器，以消除更高次數(shù)的諧波。這種方法設(shè)備費(fèi)用和占地面積較多，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意。 第三款。參看第6.0.7條說明。第4.0.12條 關(guān)于三相電壓和電流的不對(duì)稱度限值，我國尚未制訂國家標(biāo)準(zhǔn)。 第一款。是一般設(shè)計(jì)原則。 第二款。是向設(shè)計(jì)人員提供具體的準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)由公共低壓電網(wǎng)供電的220V照明

43、用戶時(shí)，在什么情況下可以單相供電。本款的規(guī)定是華東各省市供電局的現(xiàn)行做法，照明用戶或若干照明用戶合用一個(gè)進(jìn)線點(diǎn)，電流小于或等于30A的，用單相220V供電。上流沿用此辦法30余年，未發(fā)現(xiàn)弊病，線路投資明顯減少，線路損耗也增加不多，在小區(qū)內(nèi)，供電局會(huì)考慮將許多220V單相進(jìn)戶點(diǎn)均衡地分配到三相上去。第五章 無功補(bǔ)償?shù)?.0.1條 在用電單位中，大量的用電設(shè)備是異步電動(dòng)機(jī)，電力變壓器、電阻爐、電弧爐、照明等，前兩項(xiàng)用電設(shè)備在電網(wǎng)中的滯后無功功率的比重最大，有的可達(dá)全廠負(fù)荷的80%，甚至更大。因此在設(shè)計(jì)中正確選用電動(dòng)機(jī)、變壓器等容量，可以提高負(fù)荷率，對(duì)提高自然或率因數(shù)具有重要意義。 用電設(shè)備中的電弧

44、爐、礦熱爐、電渣重熔爐等短網(wǎng)流過的電流很大,而且容易產(chǎn)生很大的渦流損失，因此在布置和安裝上采取適當(dāng)措施減少電抗，可提高自然功率因數(shù)。在一般工業(yè)企業(yè)與民用建筑中，線路的感抗也占一定的比重，設(shè)法降低線路損耗，也是提高自然功率因數(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 此外，在工藝條件許可時(shí)，采用同步電動(dòng)機(jī)超前運(yùn)行，選用帶有自動(dòng)空載切除裝置的電焊機(jī)和其它間隙工作制的生產(chǎn)設(shè)備，均可提高用電單位的自然功率因數(shù)。目前國內(nèi)帶有自動(dòng)空載切除裝置的用電設(shè)備還不多，雖然有些廠家生產(chǎn)附加的空載切除裝置，往往由于使用不便等原因難以堅(jiān)持使用，從節(jié)能和提高自然功率因數(shù)的條件出發(fā)，對(duì)于間歇制工作的生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)大量生產(chǎn)內(nèi)藏式空載切除裝置。第5.0.

45、2條 當(dāng)采取第5.0.1條的各種措施進(jìn)行提高自然功率因數(shù)后，尚不能達(dá)到合理運(yùn)行的要求時(shí)，應(yīng)采用人工補(bǔ)償無功功率。 人工補(bǔ)償無功功率，經(jīng)常采用兩種方法，一種是同步電動(dòng)機(jī)超前運(yùn)行，一種是采用電容器補(bǔ)償。同步電動(dòng)機(jī)價(jià)格貴，操作控制復(fù)雜，本身損耗也較大，不僅采用小容量同步電動(dòng)機(jī)不經(jīng)濟(jì)，即使容量較大而且長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)也正為異步電動(dòng)機(jī)加電容器補(bǔ)償所代替，同時(shí)操作工人往往擔(dān)心同步電動(dòng)機(jī)超前運(yùn)行會(huì)增加維修工作量，經(jīng)常將設(shè)計(jì)中的超前運(yùn)行同步電動(dòng)機(jī)作滯后運(yùn)行，喪失了采用同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，因此，除上述工藝條件適當(dāng)者外，不宜選用同步電動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，當(dāng)采用同步電動(dòng)機(jī)作為無功補(bǔ)償裝置確實(shí)合理時(shí)，

46、也可采用同步電動(dòng)機(jī)作為無功補(bǔ)償裝置。 工業(yè)與民用建筑中所用的并聯(lián)電容器價(jià)格便宜，便于安裝，維修工作量、損耗都比較小，可以制成各種容量，分組容易，擴(kuò)建方便，既能滿足目前運(yùn)行要求，又能避免由于考慮將來的發(fā)展使目前裝設(shè)的容量過大，因此應(yīng)采用并聯(lián)電力電容器作為人工補(bǔ)償?shù)闹饕O(shè)備。第5.0.3條 為了盡量減少線損和電壓降，宜采用就地平衡無功功率的原則來裝設(shè)電容器。根據(jù)1983年全國電力設(shè)備價(jià)格匯編，高、低壓電容器每千乏的售價(jià)基本相同。目前國內(nèi)生產(chǎn)的金屬噴涂聚丙烯薄膜繞制的干式電容器，在真空條件下加工，用熱固性樹脂密封，電氣性能得到保證，電容器元件間裝有導(dǎo)熱板，散熱條件好；元件周圍用不燃、惰性無毒的蛭石顆

47、粒填滿，可吸收熱能，防止起火和爆炸，裝有放電電阻，斷電后lmin內(nèi)，端電壓下降到50V以下。包括放電電阻的總損耗小于0.5W/kvar，有自愈性，體積小，重量輕，可垂直或水平安裝，允許300倍額定電流的涌流1000次。因此在低壓側(cè)完全由低壓電容器補(bǔ)償是比較合理的，為了防止低壓部分過補(bǔ)償產(chǎn)生的不良效果，因此高壓部分由高壓電容器補(bǔ)償。 并聯(lián)電容器單獨(dú)就地補(bǔ)償就是將電容器安裝在電氣設(shè)備的附近，可以最大限度地減少線損和釋放系統(tǒng)容量，在某些情況下還可以縮小饋電線路的截面積，減少有色金屬消耗，但電容器的利用率往往不高，初次投資及維護(hù)費(fèi)用增加。從提高電容器的利用率和避免遭致?lián)p壞的觀點(diǎn)出發(fā)，宜用于以下范圍：

48、1.選擇長(zhǎng)期運(yùn)行的電氣設(shè)備，為其配置單獨(dú)補(bǔ)償電容器。由于電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，電容器的利用率高，在其運(yùn)行時(shí)，電容器正好接在線路上，如壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵等。 2.首先在容量較大的用電設(shè)備上裝設(shè)單獨(dú)補(bǔ)償電容器，對(duì)于大容量的電氣設(shè)備，電容器容易獲得比較良好的效益，而且相對(duì)地減小涌流。 由于每千瓦電容器箱的價(jià)格隨電容器容量的增加而減少，也就是電容器容量小時(shí)，其電容器箱的價(jià)格相對(duì)比較大，因此目前最好只考慮5Kvar及以上的電容器進(jìn)行單獨(dú)就地補(bǔ)償，這樣可以完全采用干式低壓電容器。目前生產(chǎn)的干式低壓電容器每個(gè)單元內(nèi)裝有限流線圈，可有效地限制涌流；同時(shí)每個(gè)單元還裝有過熱保護(hù)裝置，當(dāng)電容器溫升超過額定值時(shí)，能自動(dòng)地

49、將電容器從線路中切除；此外每個(gè)單元內(nèi)均裝有放電電阻，當(dāng)電容器從電源斷開后，可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，將電容器的殘壓降到安全值以內(nèi)。由于這種電容器有比較多的功能，電容器箱內(nèi)不需再增加元件，簡(jiǎn)化了線路，提高了可靠性。 由于基本無功功率相當(dāng)穩(wěn)定，為便于維護(hù)管理，宜在配、變電所內(nèi)集中補(bǔ)償。 低壓電容器分散在車間內(nèi)可以補(bǔ)償線路無功功率，相應(yīng)地減少電能損耗及電壓損失。國內(nèi)調(diào)查結(jié)果說明，電容器運(yùn)行的損耗率只有0.25%，但不適用于環(huán)境惡劣的車間。因此在正常環(huán)境的車間內(nèi)，在進(jìn)行就地補(bǔ)償以后，宜在無功功率不大且相對(duì)集中的地方分散補(bǔ)償。第5.0.4條 對(duì)于工業(yè)企業(yè)中的工廠或車間以及整幛的民用建筑物或其一層需要進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)

50、，宜根據(jù)負(fù)荷運(yùn)行情況繪制無功功率曲線，根據(jù)該曲線及無功補(bǔ)償要求，決定補(bǔ)償容量。國內(nèi)外類似工廠和高層及民用建筑都有負(fù)荷要求，決定補(bǔ)償容量。國內(nèi)外類似工廠和高層及民用建筑都有負(fù)荷運(yùn)行曲線，可利用這些類似建筑的資料計(jì)算無功補(bǔ)償?shù)娜萘俊?當(dāng)無法取得無功功率曲線時(shí)，可采用下列常用的公式計(jì)算無功補(bǔ)償容量。 (5.0.4-1) 式中用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷(KW)； 補(bǔ)償前用電設(shè)備自然功率因數(shù)的正切值； 補(bǔ)償后用電設(shè)備功率因數(shù)的正切值，一般按cos2不小于0.9考慮。 同時(shí)還必須滿足下式： (5.0.4-2) 式中用電設(shè)備最小負(fù)載時(shí)的有功功率(KW)； 用電設(shè)備在最小負(fù)荷下，補(bǔ)償前功率因數(shù)的正切值。第5.0.5條

51、 高壓電容器由于專用的斷路器和自動(dòng)投切裝置尚未形成系列,雖然也有些產(chǎn)品，但質(zhì)量還不穩(wěn)定;低壓電容器自動(dòng)投切裝置的產(chǎn)品品種甚多，但能堅(jiān)持使用者不多，固然也有管理不善的問題，但質(zhì)量不夠理想也是主要原因。鑒于這種情況，凡可不用自動(dòng)補(bǔ)償或采用自動(dòng)補(bǔ)償效果不大的地方均不宜裝設(shè)自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置。這條所列的基本無功功率是當(dāng)用電設(shè)備設(shè)入運(yùn)行時(shí)所需的最小無功功率，常年的穩(wěn)定無功功率及在運(yùn)是當(dāng)用電設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)所需的最小無功功率，常年的穩(wěn)定無功功率及在運(yùn)行期間恒定的無功功率均不需自動(dòng)補(bǔ)償。對(duì)于投切次數(shù)甚少的電容器組，按我國并聯(lián)電容器國家標(biāo)準(zhǔn)(JB162975，1983)A.5.3條規(guī)定的次數(shù)為每年允許不超過100

52、0次，在這些情況下都宜采用手動(dòng)投切的無功功率補(bǔ)償裝置。常年運(yùn)行的高壓電動(dòng)機(jī)，投切次數(shù)很少，也可用手動(dòng)投切。第5.0.6條 因?yàn)檫^補(bǔ)償要罰款，如果無功功率不穩(wěn)定，且變化較大，采用自動(dòng)投切可獲得合理的經(jīng)濟(jì)效果時(shí)，宜裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。 電網(wǎng)上裝設(shè)電容器后，電壓升高率按下式計(jì)算： 電壓升高率(U%)= 裝有電容器的電網(wǎng)，對(duì)于有些對(duì)電壓敏感的用電設(shè)備，在輕載時(shí)由于電容器的作用，線路電壓往往升得更高，會(huì)造成這種用電設(shè)備(如燈泡)的損壞或嚴(yán)重影響壽命及使用效能，當(dāng)能避免設(shè)備損壞，且經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較，認(rèn)為合理時(shí)，宜裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。 為了滿足電壓偏差允許值的要求，在各種負(fù)荷下有不同的無功功率調(diào)整值，如果在

53、各種運(yùn)行狀態(tài)下都需要不超過電壓偏差允許值，只有采用自動(dòng)補(bǔ)償才能滿足時(shí)，就必須采用無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。第5.0.7條 由于高壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置對(duì)切換元件的要求比較高，且價(jià)格較高，檢修維護(hù)也較困難，因此當(dāng)補(bǔ)償效果相同時(shí)，宜優(yōu)先采用低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。第5.0.8條 根據(jù)我國現(xiàn)有設(shè)備情況及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)采用自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置時(shí)，宜根據(jù)本條提出的三種方式加以選用。 電網(wǎng)的電壓水平與無功功率有著密切的關(guān)系，采用調(diào)壓減少電壓偏差，必須有足夠的可調(diào)整的無功功率，否則將導(dǎo)致電網(wǎng)其它部分電壓下降。且在工業(yè)企業(yè)與民用建筑中造成電容器端子電壓升高的原因很多，如電容器裝置接入電網(wǎng)后引起的電網(wǎng)電壓升高，輕負(fù)荷引起的電壓升高

54、，系統(tǒng)電壓波動(dòng)所引起的電壓升高。近年來，由于采用大容量的整流裝置日益增加，高次諧波引起的電網(wǎng)電壓升高。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)(電力電容器)第15.1條規(guī)定：“電容器適合于端子間電壓有效值升到不超過1.10倍額定電壓值下連續(xù)運(yùn)行”。國內(nèi)多數(shù)制造廠規(guī)定：電容器只允許在不超過1.05倍額定電壓下長(zhǎng)期運(yùn)行，只能1.1倍額定電壓(瞬時(shí)過電壓除外)下短期運(yùn)行(一晝夜)。當(dāng)電網(wǎng)電壓過高時(shí)，將引起電容器內(nèi)部有功功率損耗顯著增加，使電容器介質(zhì)遭受熱力擊穿，影響其使用壽命。另外電網(wǎng)電壓過高時(shí)，除了電容器過載外，還會(huì)引起鄰近電器的鐵芯磁通過飽和，從而產(chǎn)生高次諧波對(duì)電容器更不利。有些用電設(shè)備，對(duì)電壓波動(dòng)很敏感，例如白熾燈，當(dāng)

55、電壓升高5%時(shí)，壽命將縮短50%，工業(yè)企業(yè)中車間內(nèi)白熾燈由于電壓升高燒毀燈泡的事已屢見不鮮。此外，由于工藝需要，必須減少電壓偏差值的，也需要按電壓參數(shù)調(diào)節(jié)無功功率。如供電變壓器已采用自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)，則不能再采用以電壓為主參數(shù)的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置，避免造成振蕩。 如果以節(jié)能為主，首要的還是節(jié)約電費(fèi)，應(yīng)以補(bǔ)償無功功率參數(shù)來調(diào)節(jié)。目前按功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)纳醵?，但根?jù)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，功率因數(shù)只反應(yīng)相位，不反應(yīng)無功功率，而且目前大部分自動(dòng)補(bǔ)償裝置的信號(hào)只取一相參數(shù)，但功率因數(shù)值僅在三相負(fù)荷平衡時(shí)才準(zhǔn)確，負(fù)荷不平衡度越大，誤差也越大，因此只有在三相負(fù)荷平衡時(shí)才可采用功率因數(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)。 對(duì)于按時(shí)間為基準(zhǔn)，有一定變化規(guī)

56、律的無功功率，可以根據(jù)這種變化規(guī)律進(jìn)行調(diào)節(jié)，線路簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，效果良好。第5.0.9條 在工業(yè)企業(yè)中，電容器的裝接容量有的也比較大，例如某重型機(jī)器廠中電容器的裝接容量為2萬多kvar，某煤氣廠所裝的電容器也有8000多kvar，其它一些大型的冶金化工、機(jī)械等行業(yè)都裝有較多容量的電容器，因此應(yīng)根據(jù)補(bǔ)償無功和調(diào)節(jié)電壓的需要分組投切。 由于目前工業(yè)企業(yè)中采用大型整流及變流裝置的設(shè)備越業(yè)越多，以致造成電網(wǎng)中的高次諧波的百分比很高。據(jù)上海某地區(qū)電網(wǎng)的測(cè)量，其中高次諧波的成分已超過目前國內(nèi)電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定中所列的允許值，當(dāng)分組投切大容量電容器組時(shí)，由于其容抗的變化范圍較大，如果系統(tǒng)的諧波感抗與系統(tǒng)的諧波容抗相匹配，就會(huì)發(fā)生高次諧波揩振，造成過電壓和過電流，嚴(yán)重危及系統(tǒng)及設(shè)備的安全運(yùn)行，所以必須避免。 根據(jù)并聯(lián)電容器國家標(biāo)準(zhǔn)第5.3條規(guī)定：“電容器應(yīng)能在有效值為1.3倍額定電流下運(yùn)行”。考慮到電容器參數(shù)的分散性，其配套設(shè)備的額定電流應(yīng)大于電容器組額定電流的1.35倍。由于投入電容器時(shí)合閘涌流甚大，而且容量愈小，相對(duì)的涌流倍數(shù)愈大，以1000kVA變壓器低壓側(cè)安裝的電容器組為例，僅投切一臺(tái)12kvar電容器則涌流可達(dá)其額定電流的56.4倍，如投切一組300kvar電容器，則涌流僅為其額定電流的12.4倍。所以電容器在分組時(shí)，應(yīng)考慮配套設(shè)備，如接觸器或