建筑電氣第三章

建筑電氣第三章第1頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一目錄負(fù)荷分級(jí)與供電要求1電壓與電壓質(zhì)量2電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式3供配電線路結(jié)構(gòu)形式4變配電所及其主結(jié)線5負(fù)荷計(jì)算6短路電流計(jì)算7第2頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求1、電力系統(tǒng)的基本概念電能是由發(fā)電廠生產(chǎn)的，最終由變電、配電所送到用戶。但發(fā)電廠大多建設(shè)在能源基地附近，往往離用電負(fù)荷很遠(yuǎn)，這就需要將電能經(jīng)過線路輸送到用戶。為了減少輸電時(shí)的電能損耗，輸送電能時(shí)要升壓，采用高壓輸電線路將電能輸送給用戶；同時(shí)為了滿足用戶對(duì)電壓的要求，輸送到用戶之后還要經(jīng)過降壓，而且還要合理地將電能分配到用戶或生產(chǎn)車間的各個(gè)用電設(shè)備，如圖所示。第3頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一建筑供配電系統(tǒng)第4頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求第5頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求（1）建筑供配電的基本要求我國《電力法》規(guī)定：“電力生產(chǎn)與電網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)當(dāng)遵循安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的原則。電網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)連續(xù)、穩(wěn)定，保證供電可靠性。”又規(guī)定：“國家對(duì)電力供應(yīng)和使用，實(shí)行安全用電、計(jì)劃用電的管理原則?！币虼?，建筑供配電的基本要求是：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、合理。安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，應(yīng)避免發(fā)生人身事故和設(shè)備事故，實(shí)現(xiàn)供電安全。可靠：在發(fā)電、供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，應(yīng)連續(xù)向用戶供電，不得中斷。優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求。第6頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求經(jīng)濟(jì)：供配電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，盡可能地節(jié)約電能和有色金屬消耗量。在供電系統(tǒng)中，應(yīng)采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品，不得采用明令淘汰的產(chǎn)品。合理：在供配電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系。既要照顧局部和當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，按照統(tǒng)籌兼顧、保證重點(diǎn)、擇優(yōu)供應(yīng)的原則，做好供配電工作。為了提高供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，將各發(fā)電廠通過電力網(wǎng)連接起來，并聯(lián)運(yùn)行，組成龐大的聯(lián)合動(dòng)力系統(tǒng)；將各種類型發(fā)電廠中的發(fā)電機(jī)、升壓降壓變壓器、輸電線路以及各第7頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求種用電設(shè)備組聯(lián)系在一起構(gòu)成的統(tǒng)一的整體就是電力系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)完整的發(fā)電、輸電、變電、配電和用電。2、電力系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。第8頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源（水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠），變電所（升壓變電所、負(fù)荷中心變電所等），輸電、配電線路和負(fù)荷中心。各電源點(diǎn)還互相聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)由各種檢測(cè)設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置以及監(jiān)控自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在先進(jìn)的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費(fèi)的合理協(xié)調(diào)。其典型結(jié)構(gòu)如圖所示。第9頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求第10頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求（1）電力網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)中除發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備以外的部分。電力網(wǎng)絡(luò)包括輸電、變電和配電3個(gè)環(huán)節(jié)。它把分布在廣闊地域內(nèi)的發(fā)電廠和用戶聯(lián)接成一個(gè)整體，把集中生產(chǎn)的電能送到千家萬戶分散的電能用戶。結(jié)構(gòu)：電力網(wǎng)絡(luò)的主要組成有電力線路、變電所和換流站。按功能分，包括輸電線路、區(qū)域電網(wǎng)、聯(lián)絡(luò)線和配電網(wǎng)絡(luò)。電力網(wǎng)絡(luò)、電力系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)間的關(guān)系如圖。第11頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求第12頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：電力網(wǎng)絡(luò)中通過聯(lián)絡(luò)線把區(qū)域電力系統(tǒng)聯(lián)接來，形成聯(lián)合電力系統(tǒng)的技術(shù)措施。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)可以得到若干技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的效益：①可實(shí)現(xiàn)各區(qū)域間電能的相互支援，大大提高供電的可靠性，減小因設(shè)備事故引起供電中斷而設(shè)置的備用容量；②可更合理地調(diào)配用電，減少聯(lián)合系統(tǒng)的最大負(fù)荷，提高發(fā)電設(shè)備的利用率，減少聯(lián)合電力系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備的總?cè)萘?；③因個(gè)別負(fù)荷在系統(tǒng)總負(fù)荷中所占比例減小，它們的變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響將減??；④聯(lián)合系統(tǒng)總?cè)萘亢艽?，個(gè)別發(fā)電機(jī)組的開第13頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求

停,甚至故障，對(duì)系統(tǒng)的影響將減小,從而允許采用單機(jī)容量更大的高效機(jī)組；⑤可以更合理和充分地利用各種類型的發(fā)電設(shè)備（水電站、核電站、火電廠、熱電廠、抽水蓄能電站等），從而提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；⑥可利用各地區(qū)之間氣候差別、時(shí)間差別，更合理地按不同發(fā)電特性和用電特性來交換電能；⑦若網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，調(diào)度控制恰當(dāng)，可以提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，由于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大,相互間的影響增強(qiáng)，從而對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制措施的配備、通信設(shè)施的完善、聯(lián)絡(luò)線運(yùn)行的監(jiān)視和控制，以及系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度等也提出了更高的要求。第14頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求（2）發(fā)電廠發(fā)電廠又稱發(fā)電站，是將自然界蘊(yùn)藏的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能（二次能源）的工廠。發(fā)電廠按其所利用的能源不同，分為水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠以及風(fēng)力發(fā)電廠、太陽能電站、地?zé)岚l(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠等類型。（3）變電所：接受電能、變換電壓、分配電能。有樞紐變電所、中間變電所、終端變電所（4）配電所：接受電能、分配電能（5）電力線路：架空線路，電纜架空線路：絕緣導(dǎo)線、裸導(dǎo)線第15頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求3、建筑供配電系統(tǒng)及其組成

為了接受和分配從電力系統(tǒng)送來的電能，各類建筑都需要有一個(gè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)。(1)具有高壓配電所的供電系統(tǒng)大型、特大型建筑設(shè)有總降壓變電站，把35～220kV電壓降為6～10kV電壓，向各樓宇小變電站供電，小變電站把6～10kV降為220／380V電壓，對(duì)低壓用電設(shè)備供電。第16頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求

中型建筑設(shè)施的供電，一般電源進(jìn)線為6～10kV，經(jīng)過高壓配電站，再由高壓配電站分出幾路高壓配電線將電能分別送到各建筑物變電所，降為220／380V低壓，供給用電設(shè)備。第17頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求(2)只有一個(gè)變電所（或變配電所）的供電系統(tǒng)小型建筑設(shè)施的供電，當(dāng)所需電力容量不大于1000kVA時(shí)，一般只需一個(gè)6～10kV降為220／380V的變電所。如果建筑所需容量不大于160kVA時(shí)，一般采用低壓電源進(jìn)線，直接由當(dāng)?shù)?20/380V公共電網(wǎng)供電，因此工廠只需設(shè)一低壓配電間，如圖所示。低壓電源進(jìn)線的小型工廠供電系統(tǒng)第18頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

使用電力作為其能量來源的設(shè)備和用戶即電力負(fù)荷，在電能突然中斷供應(yīng)時(shí)造成的損失及影響程度各不相同。損失或影響越大的，對(duì)供電可靠性的要求應(yīng)該越高。因此，將電力負(fù)荷分類很有必要，以便用不同的供電方式對(duì)應(yīng)不同等級(jí)的電力負(fù)荷。我國GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：電力負(fù)荷按照供電可靠性及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三個(gè)等級(jí)：3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求3.1.1負(fù)荷分級(jí)第19頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求1、一級(jí)負(fù)荷

一級(jí)負(fù)荷定義為：一旦中斷供電將會(huì)造成人身傷亡，在經(jīng)濟(jì)、政治上遭受重大損失，影響有重大經(jīng)濟(jì)、政治意義用電單位的正常工作者。例如：停電造成重大的產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞的，重要的交通、通信樞紐，信息中心，國賓館、大型體育建筑、經(jīng)常用作國際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所的重要電力負(fù)荷等等。

JGJ/T16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：國家級(jí)政府辦公建筑的主要辦公室、會(huì)議室；電視臺(tái)、廣播電臺(tái)直接播出的電視演播廳、中心機(jī)房；特、甲等劇場(chǎng)的舞臺(tái)照明、電聲設(shè)備；一、二級(jí)旅館的宴會(huì)廳、餐廳、高級(jí)客房；科研院所、高等院校重要實(shí)驗(yàn)室電源；縣級(jí)以上醫(yī)院急診部、手術(shù)部、嬰兒室；一類高層建筑消防水泵、防排煙設(shè)施、走道照明、客梯電力、變頻調(diào)速(恒壓供水)第20頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求生活水泵電力等等屬于一級(jí)負(fù)荷。在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將會(huì)發(fā)生爆炸、中毒和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及不允許斷電的特別重要場(chǎng)所，被歸為一級(jí)負(fù)荷中的特別重要的負(fù)荷。2.二級(jí)負(fù)荷

二級(jí)負(fù)荷定義為：一旦中斷供電將在經(jīng)濟(jì)、政治上造成較大損失的，影響重要用電單位的正常工作者。例如：停電造成主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢，造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要的公共場(chǎng)所秩序混亂等等。3.三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷定義為：不屬于一級(jí)和二級(jí)的電力負(fù)荷。

第21頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.一級(jí)負(fù)荷的供電要求一級(jí)負(fù)荷中斷供電后果嚴(yán)重，因此要由雙電源供電；并要求當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到影響而損壞，以維持繼續(xù)供電?？紤]到電力網(wǎng)的實(shí)際情況，在發(fā)生故障時(shí)還是有可能會(huì)引起全部電源進(jìn)線同時(shí)失電而造成停電事故。因此，一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除了由電力網(wǎng)提供的兩個(gè)電源供電外，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并且嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)，以保證其供電的可靠性。3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求3.1.2供電要求

第22頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求第23頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求

應(yīng)急電源定義為：用作應(yīng)急供電系統(tǒng)組成部分的電源?？勺鳛閼?yīng)急電源使用的有：蓄電池、獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組、供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路等。2.二級(jí)負(fù)荷的供電要求宜用雙回線路給二級(jí)負(fù)荷供電。若地區(qū)供電條件困難或負(fù)荷較小，二級(jí)負(fù)荷可由單回6KV及以上電壓等級(jí)的專用架空線路或電纜供電。當(dāng)單回電纜線路供電時(shí)，應(yīng)用兩根電纜組成的線路，其每根電纜都應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。第24頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

我國規(guī)定了電力系統(tǒng)和設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓，見表3.1。電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電及配電、用電設(shè)備在正常工作下的電壓即額定電壓必須要與其相符合。標(biāo)準(zhǔn)電壓是一個(gè)電壓等級(jí)系列。電力系統(tǒng)中，通常把1000V及以下稱為低壓，1000V以上至35kV為中壓，35kV以上至220kV為高壓，220kV以上為超高壓。3.2電壓與電壓質(zhì)量3.2.1標(biāo)準(zhǔn)電壓

第25頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量第26頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.電壓偏差的概念

電壓偏差定義為：實(shí)際運(yùn)行電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓偏差的相對(duì)值的百分?jǐn)?shù)。即：（3-1）電壓偏差實(shí)際上就是電壓長時(shí)間的偏離了標(biāo)稱值，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行影響很大。例如實(shí)際運(yùn)行電壓低于標(biāo)稱值(欠電壓)，會(huì)使作為動(dòng)力的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩下降、電流增大、溫度升高，從而降低生產(chǎn)效率、影響產(chǎn)品質(zhì)量、縮短電機(jī)壽命；會(huì)使氣體放電燈不易或反復(fù)點(diǎn)燃，降低照度等。實(shí)際運(yùn)行電3.2電壓與電壓質(zhì)量3.2.2電壓偏差及調(diào)整

第27頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量電壓高于標(biāo)稱值(過電壓)時(shí)，會(huì)使電光源照度增加但壽命縮短；會(huì)使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電流增加、溫度升高、絕緣受損，從而縮短電機(jī)壽命；會(huì)使電子產(chǎn)品的絕緣永久損壞等。2.電壓偏差的允許值因此規(guī)定電壓偏差的允許范圍很有必要，我國GB/T12325-2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：

220V單相供電電壓的允許偏差范圍為標(biāo)稱電壓的+7%，-10%，20kV及以下三相供電電壓的允許偏差為標(biāo)稱電壓的±7％，35kV及以上供電電壓正負(fù)偏差絕對(duì)值之和要求不超過標(biāo)稱電壓的10％(如電壓上下偏差均為正或負(fù)，則取最大的絕對(duì)值)。另外，對(duì)供電距離較長、短路容量較小以及對(duì)電壓偏差有特殊要求的用戶，可由供用電雙方協(xié)商解決。第28頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量3.電壓偏差的調(diào)整供配電系統(tǒng)在運(yùn)行中，因潮流重新分布、運(yùn)行方式改變等等因素，經(jīng)常會(huì)造成供電電壓的較大偏差。為滿足用電設(shè)備對(duì)電壓的要求，必須采取措施進(jìn)行電壓調(diào)整。常見的電壓調(diào)整方法有：

(1)電力變壓器調(diào)壓普通的電力變壓器有無勵(lì)磁調(diào)壓裝置，稱為分接開關(guān)。將高壓繞組引出幾個(gè)抽頭接至分接開關(guān)的電壓分接頭。改變電壓分接頭的位置即可調(diào)壓，不過要在變壓器完全不帶電的情況下才能調(diào)整。如果對(duì)電壓調(diào)整有較高要求需要經(jīng)常帶負(fù)載調(diào)壓的，可以采用有載調(diào)壓變壓器。第29頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量(2)采用無功補(bǔ)償調(diào)壓供配電系統(tǒng)中存在大量的感性負(fù)載如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電力變壓器、接觸器、繼電器、電焊機(jī)、帶電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈等等，它們產(chǎn)生的相位滯后的感性無功功率，降低了功率因數(shù)，增加了電壓損耗。采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償感性無功功率，可以減小系統(tǒng)的電壓損耗，改善電壓水平。如裝設(shè)于變電所內(nèi)采用分組投切的辦法，則可對(duì)供電范圍實(shí)行中心調(diào)壓。串聯(lián)電容補(bǔ)償，則可用于配電網(wǎng)中局部調(diào)壓，這種調(diào)壓作用會(huì)隨線路負(fù)載的變化而變化，因此具有自行調(diào)節(jié)的能力。第30頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量(3)其他的調(diào)壓手段如切除次要的負(fù)荷，增加供電線路導(dǎo)線截面、供電線路，縮短供電距離，改善供電線路的功率因數(shù)，用阻抗相對(duì)較小的電纜線路代替架空線路，盡量使三相負(fù)載平衡等等也能有效改善電壓的偏差。第31頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.電壓波動(dòng)和閃變的概念與危害電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓的方均根值(有效值)一連串的變動(dòng)或連續(xù)的變化。閃變是指電光源照度變化對(duì)人眼形成刺激的主觀感受，是波動(dòng)電壓作用于光源在一段時(shí)間內(nèi)引起的積累效應(yīng)。供配電系統(tǒng)中負(fù)荷的劇烈變動(dòng)將引起電壓波動(dòng)。各種短路故障會(huì)造成負(fù)荷劇變，進(jìn)而引起電壓較大波動(dòng)。正常運(yùn)行時(shí)不穩(wěn)定的負(fù)荷如軋鋼機(jī)、電弧爐、電焊機(jī)，大廈中的電梯等等都會(huì)引起供配電系統(tǒng)電壓波動(dòng)。3.2電壓與電壓質(zhì)量3.2.3電壓波動(dòng)與閃變

第32頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

電壓波動(dòng)可使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻，影響產(chǎn)品質(zhì)量；能造成自動(dòng)化控制裝置誤動(dòng)作，計(jì)算機(jī)電子信息系統(tǒng)工作異常、硬件損壞；產(chǎn)生照明閃爍，引起人眼視覺的不適與疲勞，影響工作與學(xué)習(xí)；影響對(duì)電壓波動(dòng)敏感的精密儀器實(shí)驗(yàn)結(jié)果等等。2.電壓變動(dòng)的計(jì)算與限值電壓變動(dòng)是衡量電壓波動(dòng)大小的一個(gè)指標(biāo)，用電壓均方根(有效)值曲線上相鄰兩個(gè)極值電壓之差對(duì)電網(wǎng)標(biāo)稱電壓UN的百分?jǐn)?shù)表示之，即：（3-2）

式中：電壓均方根(有效)值曲線上相鄰兩個(gè)極值電壓之差。系統(tǒng)標(biāo)稱電壓。

第33頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

國標(biāo)GB/T12326-2008規(guī)定了用戶在電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)產(chǎn)生的電壓變動(dòng)的限值，見表3.2。公共連接點(diǎn)(PCC)是電力系統(tǒng)中一個(gè)以上用戶的連接處。r（次/h）d%35kV及以下35kV以上r≤1431<r≤103*2.5*10<r≤10021.5100<r≤10001.251注1：電壓變動(dòng)頻度r：為單位時(shí)間內(nèi)電壓變動(dòng)的次數(shù)。電壓由由小到大或大到小各算一次變動(dòng)，同方向的多次變動(dòng)，如果間隔時(shí)間小于30ms，也只算一次變動(dòng)。注2：對(duì)于隨機(jī)性不規(guī)則的電壓波動(dòng)，表中標(biāo)有“*”的值為其限值。表3.2電壓變動(dòng)限值第34頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

實(shí)際負(fù)荷引起的電壓變動(dòng)值可用公式計(jì)算。已知三相負(fù)荷有功、無功的變化量、，在系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓變動(dòng)為：（3-3）式中：分別為電網(wǎng)的等值電阻與電抗?？紤]到高壓電網(wǎng)中，，因此上面公式簡化為：（3-4）式中：公共連接點(diǎn)處的正常較小運(yùn)行方式下的短路容量。可用最大短路容量乘以0.7代替之。負(fù)荷變動(dòng)以無功功率的變化量為主時(shí)，三相平衡負(fù)荷的電壓變動(dòng)簡化計(jì)算公式為：

第35頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

（3-5）式中：三相負(fù)荷的變化量。如果是接于相間的單相負(fù)荷，則：（3-6）式中：接于相間的單相負(fù)荷的變化量。如果電壓波動(dòng)的變化率低于每秒0.2%時(shí)，則可以視為電壓偏差。3.閃變的限值電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)處的閃變限值，見表3.3。要求在一周(168h)的測(cè)量時(shí)間內(nèi)，所有長時(shí)間閃變值Plt都應(yīng)滿足要求。第36頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

短時(shí)間閃變值Pst：衡量短時(shí)間(基本記錄周期為10min)內(nèi)閃變強(qiáng)弱的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量值，公式為：（3-7）式中：P0.1、P1、P3、P10、P50分別為10min內(nèi)瞬時(shí)閃變視感覺超過0.1%、1%、3%、10%和50%時(shí)間的察覺單位值。采用230V、60W的白熾燈，在Pst＜0.7的情況下，一般察覺不出閃變；如果Pst＞1.3時(shí)則閃變將使人不舒服。長時(shí)間閃變值Plt：反映長時(shí)間(基本記錄周期為2h)閃變強(qiáng)弱的量值，由短時(shí)間閃變值Pst推算出來，公式為：

3-8）式中：n--長時(shí)間閃變值測(cè)量時(shí)間內(nèi)所包含的短時(shí)間閃變值個(gè)數(shù)(n=12)。

Pstj--2h內(nèi)第j個(gè)短時(shí)間閃變值。

第37頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量4.電壓波動(dòng)的抑制可采取以下措施，抑制電壓波動(dòng)及防止閃變：①因設(shè)備故障而引起電壓大幅波動(dòng)的，應(yīng)盡快予以切除。②對(duì)負(fù)荷劇烈變動(dòng)的大型電氣設(shè)備如煉鋼的電弧爐等，采用專用直配高壓線，專用變壓器對(duì)其供電。③將負(fù)荷劇烈變動(dòng)的設(shè)備接于短路容量較大的電網(wǎng)中，或由更高級(jí)電壓供電。④采用靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)或有源濾波裝置(DSTATCOM)抑制電壓波動(dòng)與閃變。⑤改進(jìn)負(fù)荷劇烈變動(dòng)設(shè)備的生產(chǎn)工藝，優(yōu)化設(shè)計(jì)也是抑制電壓波動(dòng)與閃變的有效方法。

第38頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.諧波的概念及其危害電力系統(tǒng)工頻交流電的波形會(huì)發(fā)生畸變。對(duì)其進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，得到的大于基波頻率的整數(shù)倍分量，被稱為交流電的高次諧波；頻率與工頻相同的分量是基波。工頻交流電之所以會(huì)產(chǎn)生波形畸變，是因?yàn)楣秒娋W(wǎng)中有許多向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波電壓的設(shè)備(即諧波源)。電力系統(tǒng)中主要的諧波源有：電力變壓器、電抗器，電弧爐，整流變流設(shè)備，電弧焊，電力機(jī)車，氣體放電燈，家用電器中的電視機(jī)等等。3.2電壓與電壓質(zhì)量3.2.4公用電網(wǎng)諧波

第39頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

電網(wǎng)中高次諧波的存在會(huì)嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)和用電設(shè)備。比如，諧波的存在可能會(huì)使電網(wǎng)發(fā)生諧振、增加電網(wǎng)損耗，引起電機(jī)的附加損耗和發(fā)熱、產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)與噪聲，造成變壓器鐵芯過熱，電度表計(jì)量誤差，使繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，對(duì)通信電路產(chǎn)生干擾等等。2.公用電網(wǎng)諧波的限值與計(jì)算國標(biāo)GB/T14549-1993規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波(相)電壓的限值，見表3.4。

第40頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

表3.4中，諧波含有率HR是指周期性交流物理量中含有的第h次諧波分量的均方根值。（3-9）式中：基波電壓均方根值。第h次諧波電壓均方根值?？傊C波畸變率THD為周期性交流物理量中的諧波含量的均方根值與基波均方根值之比的百分?jǐn)?shù)。電壓總諧波畸變率用THDu表示之，公式為：（3-10）用戶注入電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的諧波電流分量的均方根值不應(yīng)超過表3.5中規(guī)定的值。

第41頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

當(dāng)公共連接點(diǎn)處的最小短路容量與表中基準(zhǔn)容量不同時(shí)，諧波電流的允許值要經(jīng)過換算，換算公式為：（3-11）式中：基準(zhǔn)短路容量。實(shí)際短路容量?；鶞?zhǔn)短路容量下的各次諧波電流的允許值。實(shí)際短路容量下的各次諧波電流的允許值。3.公用電網(wǎng)諧波的抑制措施①增加可控硅變換裝置的脈沖數(shù)，消除較低次諧波，減少產(chǎn)生的諧波電流。

第42頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量②采用相數(shù)倍增法組成6相、12相、18相、24相……換流設(shè)備。相數(shù)越多，換流波形的脈沖數(shù)越多，消除的低次諧波也越多。如，12相時(shí)可消除5、7、17、19、29、31次諧波，總諧波量為基波電流的11.7%；24相時(shí)還可以消除11、13、35、37次諧波，總諧波量為基波電流的5.3%。③讓換流變換器之間互有相位差，比如30°，20°，15°，10°等，其消除諧波的效果等同于相數(shù)倍增法。④高壓電網(wǎng)的容量大，可以減小諧波的影響，因此大容量的諧波設(shè)備可改由更高一級(jí)的電壓供電。⑤采用Dyn11連接組別的配電變壓器。因Dyn11連接組別的變壓器，高壓繞組為三角形接法，使3次及其整數(shù)倍諧波形成

第43頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量環(huán)流而不會(huì)注入系統(tǒng)中。⑥安裝無源交流濾波裝置。在諧波源處就近安裝由電容器、電抗器和電阻器等組合而成的無源濾波裝置，利用低阻抗諧振回路吸收諧波電流。是防止諧波注入的有效措施。⑦采用有源濾波器，向電網(wǎng)送入大小、相位相同，極性相反的電流，抵消總諧波電流。⑧其他抑制諧波的措施，例如限制接入電網(wǎng)的諧波設(shè)備容量，防止電容器對(duì)諧波的放大，消除局部諧振，諧波設(shè)備與諧波敏感負(fù)荷分開接線等等都有助于消除諧波的影響。

第44頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

三相的電壓或電流幅值或有效值不等，或者三相的電壓或電流相位差不為120°時(shí)，則稱此三相電壓或電流不平衡。不平衡的三相電壓或電流，按對(duì)稱分量法（將三組不對(duì)稱分量分解成三組對(duì)稱向量之和），可分解為正序分量（a、b、c三相幅值相等，相位為a相超前b相120°，b相超前c相120°）、負(fù)序分量（a、b、c三相幅值相等，相序與正序相反）和零序分量（a、b、c三相幅值、相位均相等）。由于負(fù)序電壓的存在，使三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)反向轉(zhuǎn)矩，降低電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并使電機(jī)繞組電流增大，溫3.2電壓與電壓質(zhì)量3.2.5三相不平衡性第45頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量升增高，縮短電動(dòng)機(jī)使用壽命。對(duì)三相變壓器來說，由于三相電流不平衡，當(dāng)最大相電流達(dá)到變壓器額定電流時(shí)，其他兩相卻低于額定值，從而使變壓器容量不能得到充分利用。對(duì)多相整流裝置來說，三相電壓不對(duì)稱，將嚴(yán)重影響多相觸發(fā)脈沖的對(duì)稱性，使整流裝置產(chǎn)生較大的諧波，進(jìn)一步影響電能質(zhì)量。1、電壓不平衡度及其允許值電壓不平衡度，用電壓負(fù)序分量的方均根值U2與電壓正序分量的方均根值U1的百分比值來表示，即第46頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量

GB／T15543—1995《電能質(zhì)量·三相電壓允許不平衡度》規(guī)定：

(1)正常允許2％，短時(shí)不超過4％。

(2)接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶一般不得超過1.3％。2、改善三相不平衡的措施

(1)供配電設(shè)計(jì)和安裝中，應(yīng)盡量使三相負(fù)荷均衡分配。三相系統(tǒng)中各相安裝的單相用電設(shè)備容量之差應(yīng)不超過15％。

(2)將不平衡負(fù)荷接到不同的供電點(diǎn)，以減小其集中連接造成不平衡度可能超過允許值的問題。第47頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量(3)將不平衡負(fù)荷接入更高電壓的電網(wǎng)。由于更高電壓的電網(wǎng)具有更大的短路容量，因此接入不平衡負(fù)荷對(duì)三相不平衡度的影響可大大減小。

(4)采用可調(diào)的平衡化裝置平衡化裝置包括：具有分相補(bǔ)償功能的靜止型無功補(bǔ)償裝置(SVC)和靜止無功電源（SVG)。

第48頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.頻率偏差及其危害我國電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率(即工頻頻率)是50Hz，系統(tǒng)中所有設(shè)備按照此頻率設(shè)計(jì)、制造并運(yùn)行。標(biāo)稱頻率就是指系統(tǒng)設(shè)計(jì)選定的頻率。電力系統(tǒng)在運(yùn)行當(dāng)中，實(shí)際頻率與標(biāo)稱頻率之間可能有偏差，這個(gè)差值為頻率偏差。電力系統(tǒng)的工頻頻率與發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，而發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速取決于輸入、輸出能量的平衡，且具有機(jī)械慣性。這樣，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率與用電設(shè)備、線路消耗的電能之間3.2電壓與電壓質(zhì)量3.2.6電網(wǎng)頻率第49頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量的平衡，關(guān)系到工頻頻率的變化。當(dāng)系統(tǒng)用電超過或低于發(fā)電廠的出力時(shí)，電力系統(tǒng)的頻率就要降低或升高，發(fā)電廠出力變化也同樣會(huì)引起系統(tǒng)頻率的改變。系統(tǒng)低頻率運(yùn)行，會(huì)降低發(fā)電、供電、用電設(shè)備的效率，影響產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)許多設(shè)備造成積累性疲勞傷害，如汽輪機(jī)的葉片振動(dòng)加大而產(chǎn)生裂紋，以致斷裂事故等等。系統(tǒng)頻率大幅度低于標(biāo)稱值時(shí)，將威脅系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，能引起電壓崩潰。系統(tǒng)高頻率運(yùn)行，可增加系統(tǒng)和用戶的無謂損耗，使旋轉(zhuǎn)、往復(fù)動(dòng)作設(shè)備超速運(yùn)轉(zhuǎn)，造成毀滅性傷害等等。第50頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量2.頻率偏差限值與頻率調(diào)整

GB/T15945-2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：①電力系統(tǒng)正常運(yùn)行下頻率偏差的限值為，當(dāng)系統(tǒng)的容量較小時(shí)，可放寬到。②周期性或非周期性的快速從電力系統(tǒng)中取用功率的沖擊性負(fù)荷，引起系統(tǒng)頻率變化的限值為。為防止系統(tǒng)在低于或高于標(biāo)稱頻率下運(yùn)行，要求提高負(fù)荷預(yù)測(cè)精度，減小計(jì)劃發(fā)出電力與實(shí)際負(fù)荷的偏差，進(jìn)一步發(fā)揮自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的作用。電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的頻率調(diào)整可有一次調(diào)頻、二次調(diào)頻等。一次調(diào)頻是指當(dāng)電力系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生微小變化、頻率偏離第51頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量標(biāo)稱值時(shí)，發(fā)電機(jī)組通過調(diào)速器參與頻率調(diào)整，自動(dòng)增減發(fā)電機(jī)的輸出功率，以維持電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。一次調(diào)頻的特點(diǎn)是響應(yīng)速度快，但是只能做到有差控制，只能抑制變動(dòng)周期較短(秒級(jí))、幅度較小的隨機(jī)波動(dòng)負(fù)荷引起的頻率偏移。當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)有更大的周期(分鐘級(jí))，幅度變化較大時(shí)，可通過調(diào)頻器平行上下移動(dòng)機(jī)組有功功率-頻率靜態(tài)特性，改變機(jī)組有功輸出，使系統(tǒng)負(fù)荷改變帶來的頻率變化保持在允許范圍之內(nèi)，可做到無差調(diào)節(jié)，稱為二次調(diào)頻。二次調(diào)頻分為手動(dòng)調(diào)頻及自動(dòng)調(diào)頻。手動(dòng)調(diào)頻在調(diào)頻廠，由運(yùn)行人員根據(jù)系統(tǒng)頻率變動(dòng)的狀況來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的出力；自動(dòng)調(diào)頻就是現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用的AGC調(diào)頻方式，通過裝在發(fā)電廠和調(diào)度中第52頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.2電壓與電壓質(zhì)量心的裝置自動(dòng)增減發(fā)電機(jī)的出力,保持系統(tǒng)頻率在較小的范圍內(nèi)波動(dòng)。在電力系統(tǒng)故障，系統(tǒng)頻率下降時(shí)，可動(dòng)用系統(tǒng)的備用發(fā)電容量，加上低頻率(周波)減負(fù)荷裝置實(shí)現(xiàn)頻率的穩(wěn)定回升；當(dāng)頻率升高時(shí)，快速減少發(fā)電機(jī)的出力，甚至進(jìn)行高頻切機(jī)，使系統(tǒng)頻率盡快回到標(biāo)稱值附近。第53頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

在三相交流電力系統(tǒng)中，當(dāng)作為供電電源的發(fā)電機(jī)或變壓器的三相繞組為星形連接時(shí)中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：（1）電源中性點(diǎn)不接地（2）中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地（3）中性點(diǎn)直接接地前兩種稱為小接地電流系統(tǒng)，后一種稱為大接地電流系統(tǒng)。3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式3.3.1電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式第54頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式1.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)即系統(tǒng)中所有電源的中性點(diǎn)都不接地，如圖3.1所示。線路正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)地有分布電容存在，此時(shí)相電壓對(duì)稱，三個(gè)相的對(duì)地電容電流Ico也對(duì)稱。這樣，三個(gè)相的對(duì)地電容電流的相量和為零，大地中沒有電流流過。各相的對(duì)地電壓為其相電壓。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，假設(shè)L3相接地，則L3相對(duì)地電壓為零，如圖3.2所示。第55頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式L1相對(duì)地電壓：（3-13）L2相對(duì)地電壓：（3-14）由圖可知，L3相接地時(shí)，非故障L1、L2兩相對(duì)地電壓都由相電壓升高到線電壓，即升高了倍。L3相接地時(shí)的接地電流：（3-15）

圖3.2單相接地時(shí)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的電路與相量圖

第56頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式

由上式可看出，接地電流有效值是故障時(shí)非故障對(duì)地電容電流有效值的倍，故障時(shí)非故障對(duì)地電容電流有效值又是正常下對(duì)地電容電流有效值的倍，所以中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地電流的有效值是正常下對(duì)地電容電流有效值的3倍，即：（3-16）一般電纜的單位電容為200～400pF/m左右，架空線單位電容為5～6pF/m，電纜線路的接地電容電流是同等長度架空線路的37倍左右。電纜線路單相接地電流有效值的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為：（3-17）式中：系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，kV。電纜長度，km。

第57頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式

由(3-17)式可類推出架空線以及電纜、架空混合線路的單相接地電流有效值公式。顯然，當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流為電容性電流，數(shù)值較小，不構(gòu)成短路；并且故障時(shí)系統(tǒng)線電壓的對(duì)稱性也沒遭受破壞，所以三相用電設(shè)備仍能正常運(yùn)行；不過，非故障相對(duì)地電壓要升高到正常的倍。為防止絕緣損壞及再有一相發(fā)生接地時(shí)，造成兩相接地短路事故，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，要裝設(shè)專門的絕緣監(jiān)視裝置和單相接地保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，絕緣監(jiān)視裝置動(dòng)作于信號(hào)，提醒運(yùn)行人員及時(shí)處理故障；當(dāng)有可能危及人身及設(shè)備安全時(shí)，則采用零序的單相接地保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。在我國的中壓系統(tǒng)特別是3～10kV，一般采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。我國的低壓系統(tǒng)中也有中性點(diǎn)不接地的形式。第58頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式2.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈(阻抗)接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)當(dāng)線路較長、回路多、電網(wǎng)比較龐大時(shí)，發(fā)生單相接地的接地電流較大，會(huì)在接地點(diǎn)形成斷續(xù)電弧，引起危險(xiǎn)的過電壓。因此，在單相接地的電容性電流大于規(guī)定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，如圖3.3所示。第59頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式

消弧線圈實(shí)際上是一個(gè)單相(分匝式或連續(xù)可調(diào)型)電抗器，接于電源中性點(diǎn)與大地之間。系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地點(diǎn)的電流為接地電容電流與消弧線圈電感電流之和，兩電流相互抵消，小于生弧電流，沒有電弧產(chǎn)生。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈(阻抗)接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的接地電流較小，所以統(tǒng)稱為小接地電流系統(tǒng)。3.中性點(diǎn)直接接地(或經(jīng)低阻抗)接地系統(tǒng)如圖3.4所示，此系統(tǒng)單相接地時(shí)，形成單相接地短路。單相短路電流遠(yuǎn)大于線路的正常負(fù)荷電流，因此系統(tǒng)單相接地時(shí)，短路保護(hù)裝置動(dòng)作于跳閘，切除故障。第60頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式

中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，非故障相的對(duì)地電壓不會(huì)升高。因此此系統(tǒng)中的供用電設(shè)備對(duì)地絕緣只需按相電壓考慮。中性點(diǎn)直接接地接地系統(tǒng)通常用于110kV及以上的超高壓系統(tǒng)，主要考慮的是絕緣成本。我國的低壓系統(tǒng)中也有中性點(diǎn)直接接地的形式。中性點(diǎn)直接接地(或經(jīng)低阻抗)接地系統(tǒng)又稱為大接地電流系統(tǒng)。第61頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

按IEC規(guī)定，低壓配電系統(tǒng)接地制式一般由2個(gè)字母組成（必要時(shí)可加后續(xù)字母）第一個(gè)字母表示電源中性點(diǎn)與地的關(guān)系（T：直接接地，I：非直接接地）；第二個(gè)字母表示設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系（T：獨(dú)立于電源接地點(diǎn)的直接接地，N：直接與電源接地點(diǎn)或與該點(diǎn)引出的導(dǎo)體相聯(lián)接）；后續(xù)字母表示中性線（N線）和保護(hù)線（PE線）之間的關(guān)系（C：合并為PEN線，S：分開）因此，低壓配電系統(tǒng)，按保護(hù)接地形式，分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式3.3.2低壓供配電接地型式第62頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)為中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，又分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。TN系統(tǒng)中，引出有中性線(N線)、保護(hù)線(PE線)或保護(hù)中性線(PEN線)。中性線(N線)用于接相電壓用電設(shè)備，流回單相及三相不平衡電流，減小負(fù)載中性點(diǎn)的電位偏移。保護(hù)線(PE線)連接正常情況下不帶電，但故障下可能會(huì)帶電的并易被觸及的外露可導(dǎo)電部分(例如設(shè)備金屬外殼、金屬構(gòu)件、構(gòu)架等)，防止發(fā)生觸電，以保障人身及設(shè)備安全。保護(hù)中性線(PEN線)將中性線(N線)與保護(hù)線(PE線)的功能3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式第63頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式合二為一。PEN線在我國稱為“零線”，俗稱“地線”。1）TN-C系統(tǒng)如圖3.5所示。TN-C系統(tǒng)又叫三相四線制系統(tǒng)，在我國低壓配電系統(tǒng)中曾經(jīng)應(yīng)用普遍。

TN-C系統(tǒng)從電源引出四根線，分別是：L1、L2、L3、PEN線，其中PEN線兼有的N線與PE線的作用。因PEN線中可能有不平衡電流通過，因此對(duì)設(shè)備有電磁干擾，并且PEN線斷線后，可使與其相連的外露可導(dǎo)電部分帶電。TN-C系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)構(gòu)成接地短路，線路保護(hù)裝置動(dòng)作，把故障切除。第64頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式2）TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)，如圖3.6所示。屬于三相五線制系統(tǒng)，N線與PE線分開，設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接PE線。該系統(tǒng)在發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，線路的保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障。此系統(tǒng)PE線上沒有電流，即使中性點(diǎn)偏移也沒有對(duì)地電壓。所以，TN-S系統(tǒng)主要用于對(duì)安全要求高、對(duì)抗電磁干擾要求高的場(chǎng)所。

3）TN-C-S系統(tǒng)此低壓供配電系統(tǒng)的前一部分為TN-C系統(tǒng)，后一部分通常從進(jìn)戶總第65頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式配電箱開始PEN線分開為PE和N線，形成TN-S系如圖3.7所示。該系統(tǒng)兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)，是廣泛采用的低壓供配電系統(tǒng)。一般場(chǎng)所采用TN-C系統(tǒng)，對(duì)安全要求和抗電磁干擾要求高的場(chǎng)所，則采用TN-S系統(tǒng)。在民用建筑中，許多電源進(jìn)線采用的是TN-C系統(tǒng)，進(jìn)入建筑物內(nèi)變?yōu)門N-S系統(tǒng)。應(yīng)注意的是，PEN自分開后，PE線與N線不能再合并，否則將喪失分開后形成的TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)。第66頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式2.TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地，從電源也引出四根線，分別是：L1、L2、L3、N線，屬于三相四線制系統(tǒng)。設(shè)備的外露可導(dǎo)電部由各自的PE線單獨(dú)接地，如圖3.8所示。

TT系統(tǒng)中的接地PE線各自獨(dú)立，相互無電氣聯(lián)系，沒有電磁干擾問題。該系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)，通過故障點(diǎn)和工作接地構(gòu)成回路形成單相短路，線路的保護(hù)動(dòng)作，切除故障。該系統(tǒng)因絕緣不良而漏電時(shí)，漏電電流可能較小，無法使線路的過電流保護(hù)動(dòng)作。所以該系統(tǒng)要裝設(shè)靈敏度較高的漏電保護(hù)裝置。TT系統(tǒng)系統(tǒng)適用于安全要求較高，抗電磁干擾要求嚴(yán)格的場(chǎng)所。第67頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓供配電接地形式3.IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)屬于三相三線制系統(tǒng)，如圖3.9所示。其電源中性點(diǎn)不接地，或經(jīng)高阻抗接地。該系統(tǒng)單相接地時(shí)接地電流小，能繼續(xù)供電給三相負(fù)載。所以主要用于對(duì)連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險(xiǎn)的場(chǎng)所，如礦井、醫(yī)院的手術(shù)室等等場(chǎng)所。第68頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.單回路放射式結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。這種供電方式的特點(diǎn)是每個(gè)用戶由變電所(配電所)一條線路送電過去，供電的可靠性較高。當(dāng)任意一個(gè)回路故障時(shí)，由線路首端在變電所內(nèi)的保護(hù)動(dòng)作，不影響其它回路供電。3.4供配電線路結(jié)構(gòu)形式3.4.1放射式結(jié)構(gòu)第69頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.4供配電線路結(jié)構(gòu)形式2.雙回路放射式結(jié)構(gòu)對(duì)于重要的用戶(如一級(jí)負(fù)荷)，單回路放射式結(jié)構(gòu)不滿足供電可靠性要求，則可采用雙回路放射式接線，如圖3.11所示。當(dāng)雙回路放射式結(jié)構(gòu)采用交叉供電的形式時(shí)，可保證用戶得到兩個(gè)電源，以保證一級(jí)負(fù)荷的供電要求。此種結(jié)構(gòu)形式常見于中壓和低壓供配電系統(tǒng)中。第70頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.單回樹干式結(jié)構(gòu)如圖3.12所示，樹干式結(jié)構(gòu)就是由電源端向負(fù)荷端配出主干線，在干線上再引出數(shù)條分支線向用戶供電。樹干式結(jié)構(gòu)比放射式結(jié)構(gòu)要節(jié)省設(shè)備和導(dǎo)線。其不足之處在于，一旦干線發(fā)生故障，所有支線用戶將全部受影響，所以單回路樹干式結(jié)構(gòu)一般用于向三級(jí)負(fù)荷供電。

3.4供配電線路結(jié)構(gòu)形式3.4.2樹干式結(jié)構(gòu)第71頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一3.4供配電線路結(jié)構(gòu)形式2.雙回樹干式結(jié)構(gòu)對(duì)于可靠性要求高的用戶，可采用雙回路干線對(duì)其送電。兩條干線路互為備用，可將雙回路干線引自不同的電源，如圖3.13所示。雙回樹干式結(jié)構(gòu)可以向二級(jí)以上負(fù)荷供電。這種結(jié)構(gòu)在中、低壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。第72頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

環(huán)式的線路結(jié)構(gòu)，如圖3.14所示。常見于中壓系統(tǒng)或高壓系統(tǒng)，在城市供電網(wǎng)中應(yīng)用較多。例如城市110kV、220kV供電的主干網(wǎng)通常是環(huán)網(wǎng)。單環(huán)式結(jié)構(gòu)可用于對(duì)二、三級(jí)負(fù)荷供電。電源可為多個(gè)或一個(gè)，通常采用開環(huán)運(yùn)行方式。如提高供電可靠性，也能雙環(huán)式運(yùn)行。

3.4供配電線路結(jié)構(gòu)形式3.4.3環(huán)式結(jié)構(gòu)第73頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

變電所是接受電能、變換電壓、分配電能的場(chǎng)所，配電所(配電房)是接受電能、分配電能的場(chǎng)所。在供配電系統(tǒng)中，一般將35kV以上的高壓變成10(6)kV中壓的變電所稱為區(qū)域變電所或總降壓變電所。把10(6)kV變成0.4kV的變配電所稱為用戶變電所，在工業(yè)企業(yè)中則稱為車間變電所。10kV配電站又稱開閉所，在城市電網(wǎng)中使用較為普遍。3.5變配電所及其主結(jié)線3.5.1變配電所種類第74頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

我國《10kV以及下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50053-94)》，《35kV～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50059-92)》確定了變配電所所址選擇的原則：

1)接近負(fù)荷中心可以減少大電流傳輸?shù)木嚯x，降低電能、電壓損耗，降低有色金屬的消耗量。

2）進(jìn)出線方便變配電所的進(jìn)出線回路很多，應(yīng)在周圍留出足夠的空間，尤其是架空線路。

3）靠近電源側(cè)變配電所靠近電源側(cè)可以避免反向送電，優(yōu)化供電路徑。3.5變配電所及其主結(jié)線3.5.2變配電所位置選擇原則第75頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一4)滿足供電半徑的要求每個(gè)電壓等級(jí)的線路輸送功率的大小和輸送距離都有一個(gè)合理的范圍。所以，變電所在某個(gè)電壓下的最遠(yuǎn)供電距離是有限制的。以最遠(yuǎn)供電距離為半徑畫出一個(gè)圓，圓內(nèi)就是變電所的供電范圍。在變配電所的位置選擇中，要考慮到能覆蓋其全部的供電用戶。

5)運(yùn)輸設(shè)備方便變電所內(nèi)有電力變壓器、成套的開關(guān)電氣設(shè)備需要運(yùn)輸，因此要選擇交通便利的地方。

6)避免將變配電所設(shè)在有劇烈震動(dòng)、高溫、多塵、有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，避免有潮濕或易積水的、有爆炸危險(xiǎn)的、有火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域等等。3.5變配電所及其主結(jié)線第76頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

母線也稱為匯流排，是接受電能和分配電能的導(dǎo)體。因?yàn)槟妇€是各條供配電線路的匯合點(diǎn)，所以母線的結(jié)線方式直接關(guān)系著各路負(fù)荷運(yùn)行的可靠性、安全性與靈活性。戶外高壓母線一般使用與架空線路相同的導(dǎo)線。戶內(nèi)使用的母線，采用硬質(zhì)的金屬材料，截面形狀有矩形、管形、槽形等。常用的有矩形截面的銅排或鋁排。1.單母線不分段結(jié)線

在有母線的主結(jié)線中，單母線不分段結(jié)線是一種最簡單的結(jié)線方式。它的每條進(jìn)出線中都應(yīng)安裝斷開回路的開關(guān)以及保3.5變配電所及其主結(jié)線3.5.3有母線主結(jié)線第77頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一護(hù)電器，如圖3.15所示。圖3.15中斷路器QF的作用是帶負(fù)載切斷負(fù)荷電流或故障電流并提供保護(hù)。隔離開關(guān)靠母線側(cè)的稱為母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的稱為線路隔離開關(guān)。隔離開關(guān)QS的作用是隔離電壓，以便斷路器QF檢修。單母線不分段結(jié)線形式線路簡單，使用設(shè)備較少。由于是母線制，擴(kuò)建較為方便。但它的可靠性較差，例如當(dāng)母線或母線側(cè)隔離開關(guān)(或其他開關(guān))發(fā)生故障及檢修時(shí)，就會(huì)造成全部負(fù)荷停電。

3.5變配電所及其主結(jié)線第78頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一單母線不分段的結(jié)線方式也能雙電源進(jìn)線，不過兩路電源要分主用和備用，采用自動(dòng)切換或手動(dòng)切換，平時(shí)只能一路接在母線上。2.帶旁路母線的單母線結(jié)線圖3.16中第一回路斷路器QF1需要檢修時(shí)，為了讓該路負(fù)荷的工作不受到影響，而設(shè)置一個(gè)旁路母線，在旁路母線與主母線之間接有隔離開關(guān)QS22、QS21和斷路器QF2組成的替代回路。在檢修QF1時(shí)，首先合上隔離開關(guān)QS21、QS22及斷路器QF2，給旁路母線充電。然后等電位合上QS13。再分別切除斷路器QF1，隔離開關(guān)3.5變配電所及其主結(jié)線第79頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一QS12和QS11，就可以一方面檢修斷路器QF1，一方面繼續(xù)給L1回路供電。檢修完畢后，反向操作恢復(fù)正常供電。3.單母線分段結(jié)線圖3.17是單母線分段結(jié)線示意圖，它的每個(gè)母線段接有一個(gè)或兩個(gè)電源，在母線中間用斷路器或隔離開關(guān)來聯(lián)絡(luò)。采用單母線分段式結(jié)線，其可靠性高于單母線不分段結(jié)線。當(dāng)某段母線發(fā)生故障時(shí)，僅停一半負(fù)荷。某段母線電源失電，可經(jīng)過倒閘操作，用母線分段開關(guān)維持失電母線上負(fù)荷的繼續(xù)供電。3.5變配電所及其主結(jié)線第80頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

單母線分段式結(jié)線的另一個(gè)好處是，對(duì)重要負(fù)荷可從不同的母線段引出回路，對(duì)它們進(jìn)行多電源供電。單母線分段可分出多于兩段的母線。

GB50053-94規(guī)定：6～10kV母線的分段處宜裝設(shè)斷路器，當(dāng)不需帶負(fù)荷操作且無繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置要求時(shí)，可裝設(shè)隔離開關(guān)或隔離觸頭。4.雙母線結(jié)線當(dāng)重要負(fù)荷多，配電回路數(shù)多，對(duì)供電連續(xù)性要求很高，采用單母線分段制有困難時(shí)，可采用雙母線結(jié)線形式。雙母線結(jié)線常見于35～110kV的母線系統(tǒng)或有自備發(fā)電廠的6～10kV的重要母線系統(tǒng)中。圖3.18所示是不分段式雙3.5變配電所及其主結(jié)線第81頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一母線結(jié)線示意圖。兩條母線可以指定一條為工作母線，另一條為備用母線，或者兩組母線同時(shí)工作。雙母線結(jié)線的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠、運(yùn)行靈活。通過各個(gè)回路上兩組母線隔離開關(guān)的輪換操作，可以做到檢修任一組母線而不中斷供電。檢修任何回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路電。各回路可以任意接到不同的母線組，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式的變化。雙母線結(jié)線形式有：雙母線不分段結(jié)線、雙母線分段結(jié)線、雙母線帶旁路母線結(jié)線等。雙母線結(jié)線形式也有缺陷，比如當(dāng)一條母線故障時(shí)，不能自動(dòng)把故障母線回路倒到正常母線上等等。因此，在雙母線結(jié)線形式之上還有雙斷路器、一個(gè)半斷路器結(jié)線形式，用于電力系統(tǒng)重要的發(fā)電廠、超高壓變電所中。3.5變配電所及其主結(jié)線第82頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.變壓器—線路單元結(jié)線

如圖3.19所示。這種結(jié)線方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)線最簡單，設(shè)備最少，變壓器高壓側(cè)只裝簡單的開關(guān)，或沒開關(guān)。缺點(diǎn)是運(yùn)行方式不夠靈活，如當(dāng)線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，此線路的變壓器要停運(yùn)，互為備用的變壓器(或備用電源)很難能帶滿停運(yùn)變壓器的所有負(fù)載。變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)也如此。3.5變配電所及其主結(jié)線3.5.4無母線主結(jié)線第83頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一2.橋式結(jié)線

35～110kV線路為兩回路左右的電源進(jìn)線時(shí)，有兩臺(tái)電力變壓器終端式總降壓變電所宜采用橋形結(jié)線。橋形結(jié)線實(shí)際上就是變壓器高壓側(cè)單母線分段結(jié)線的去掉母線簡化形式，其原來的母線分段聯(lián)絡(luò)變成了“橋”。根據(jù)橋聯(lián)結(jié)位置的不同，橋式結(jié)線可分為內(nèi)橋和外橋兩種聯(lián)結(jié)方式。1）內(nèi)橋結(jié)線如圖3.20(a)所示，聯(lián)結(jié)橋斷路器QF5在線路斷路器QFl和QF2之內(nèi)。這種結(jié)線方式用于輸配電線路需要經(jīng)常操作，主變壓器不必經(jīng)常退出運(yùn)行的變電所。如當(dāng)電源1或線路檢修時(shí)，斷路器QFl斷開，此時(shí)變壓器T1可以由電源2經(jīng)過聯(lián)結(jié)橋斷路器QF5繼續(xù)供電。當(dāng)電源2或線路檢修時(shí)也一樣。當(dāng)檢修線路斷路器QFl或QF23.5變配電所及其主結(jié)線第84頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一時(shí)，還是利用聯(lián)結(jié)橋QF5的作用，使這兩臺(tái)電力變壓器能一直保持正常運(yùn)行。該結(jié)線適用于終端型的工業(yè)企業(yè)總降壓變電所。2)外橋結(jié)線如圖3.20(b)所示。聯(lián)結(jié)橋斷路器QF5在線路斷路器QFl和QF2之外。在進(jìn)線回路只安裝隔離開關(guān)，不必安裝斷路器。外橋式結(jié)線主要用于變壓器需要經(jīng)常操作的變電所。

3.5變配電所及其主結(jié)線第85頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

我國現(xiàn)在變壓器的額定容量是按照R10優(yōu)先系數(shù)，即按倍數(shù)來計(jì)算，常用配電變壓器的國家標(biāo)準(zhǔn)容量為：30kVA、50kVA、63kVA、80kVA、100kVA、125kVA、160kVA、200kVA、250kVA、315kVA、400kVA、500kVA、630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA、1600kVA、2000kVA等。主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量按照GB50053-94、GB50059-92等規(guī)范要求選擇。3.5變配電所及其主結(jié)線3.5.5變配電所主變壓器選擇

第86頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.主變壓器臺(tái)數(shù)選擇

1)存在一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜裝設(shè)兩臺(tái)變壓器(技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)也可裝設(shè)兩臺(tái)以上)，當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。如果變電所可由中、低壓側(cè)取得足夠的備用電源容量時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。

2)對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大的變電所，考慮采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式時(shí)，也可采用兩臺(tái)變壓器。

3)負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，考慮到單臺(tái)配電變壓器容量的限制，也可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。

4)除上述幾種情況外，一般變電所宜采用一臺(tái)變壓器。3.5變配電所及其主結(jié)線第87頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一5)在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有15%～25%左右的余量。2.主變壓器容量選擇

1）變電所單臺(tái)主變壓器容量選擇主變壓器容量必須滿足變電所總計(jì)算負(fù)荷的需要，即：（3-18）

2）變電所裝有兩臺(tái)及以上主變壓器容量選擇變壓器的容量應(yīng)滿足下面幾個(gè)條件：①變壓器的總?cè)萘勘仨殱M足變電所總計(jì)算負(fù)荷的需要。②當(dāng)任一臺(tái)變壓器斷開時(shí)，其余變壓器的容量應(yīng)滿足一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷的全部需要。

③斷開一臺(tái)變壓器時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于全部負(fù)3.5變配電所及其主結(jié)線第88頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一荷的60%。

3）配電變壓器(低壓為0.4kV)的容量不宜大于1250kVA，預(yù)裝式變電所變壓器，單臺(tái)容量不宜大于800kVA。3.選擇變壓器的其他規(guī)定

1)多層或高層主體建筑內(nèi)的變電所，宜選用不燃或難燃型變壓器；在嚴(yán)重影響安全運(yùn)行的多塵或腐蝕性氣體存在的場(chǎng)所，應(yīng)選用防塵型或防腐型變壓器。

2)配電變壓器宜選用D，ynll接線組別的變壓器。

3)共用變壓器將嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及光源壽命時(shí)，可設(shè)照明專用變壓器；對(duì)嚴(yán)重影響電能質(zhì)量的沖擊性負(fù)荷，可設(shè)專用變壓器。

4)應(yīng)適當(dāng)考慮今后5～10年電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地，其中干式變壓器的過載能力較小，更宜留有較大的裕量。3.5變配電所及其主結(jié)線第89頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一1.負(fù)荷計(jì)算的意義和目的

要使供配電系統(tǒng)在正常情況下可靠運(yùn)行，就要求其中的各個(gè)元件（如電力變壓器、開關(guān)設(shè)備、電纜等）必須選擇合適，除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，還要滿足正常發(fā)熱的要求。這就要求對(duì)該系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷，根據(jù)基本的原始資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。在進(jìn)行建筑供配電設(shè)計(jì)時(shí)，基本的原始資料有各種用電設(shè)備的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)（如額定容量、額定電壓）、建設(shè)規(guī)模、負(fù)荷密度等，這是設(shè)計(jì)的依據(jù)。但是，這些原始資料要變成供配電系統(tǒng)3.6負(fù)荷計(jì)算3.6.1概述

第90頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)計(jì)所需要的假想負(fù)荷——計(jì)算負(fù)荷，才能進(jìn)行設(shè)計(jì)。不能簡單地用設(shè)備額定容量做為計(jì)算負(fù)荷，這是因?yàn)樗惭b的設(shè)備并非都同時(shí)運(yùn)行；運(yùn)行著的設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)不同；同類設(shè)備實(shí)際負(fù)荷也并不是每一時(shí)刻都等于設(shè)備的額定容量，而是在不超過額定容量的范圍內(nèi)，時(shí)大時(shí)小地變化著。計(jì)算負(fù)荷，是指通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。求計(jì)算負(fù)荷的這項(xiàng)工作稱為負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算主要包括：

(1)求計(jì)算負(fù)荷。目的是為了合理的選擇供配電系統(tǒng)各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)、主接線、變壓器容量和電器設(shè)備型號(hào)等。

(2)求尖峰電流。用于計(jì)算電壓波動(dòng)、電壓損失、選擇熔斷3.6負(fù)荷計(jì)算第91頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一器和保護(hù)元件等。

(3)求平均負(fù)荷。用來計(jì)算供配電系統(tǒng)中電能需要量、電能損耗和選擇無功補(bǔ)償裝置等。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)線，并進(jìn)行保護(hù)的整定計(jì)算等，是負(fù)荷計(jì)算的目的。如果計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏大，導(dǎo)致有色金屬的浪費(fèi)和工程投資的增加；反之，如果確定過小，又將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏小，會(huì)使供電系統(tǒng)的線路及電氣設(shè)備由于承擔(dān)不了實(shí)際負(fù)荷電流而過熱，加速其絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供配電系統(tǒng)的正?？煽窟\(yùn)行。因此正確確定計(jì)算負(fù)荷具有重要的意義。3.6負(fù)荷計(jì)算第92頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一2.用電設(shè)備的工作制用電設(shè)備按工作制分為以下三類：

(1)長期連續(xù)工作制：這類設(shè)備長期連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷比較穩(wěn)定。絕大多數(shù)用電設(shè)備屬于此類工作制，如通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、各種泵類、照明、各種電爐、機(jī)床、電解電鍍?cè)O(shè)備等。

(2)短時(shí)工作制：這類設(shè)備是指工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間相對(duì)較長。如金屬切削機(jī)床用的輔助機(jī)械(橫梁升降，刀架快速移動(dòng)裝置等)、水閘用電機(jī)等。

(3)斷續(xù)周期工作制：這類工作制的設(shè)備以非連續(xù)的方式反復(fù)進(jìn)行工作，時(shí)而運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)而停歇，好像有周期一樣。工作時(shí)間tg與停歇時(shí)間to相互交替重復(fù)，一個(gè)周期一般不超過10min。此類設(shè)備典型的有起重設(shè)備和電焊設(shè)備。3.6負(fù)荷計(jì)算第93頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，可用“負(fù)荷持續(xù)率”(又稱暫載率)來表示其工作特征。負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，即：

（3-19）起重設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率有15％、25％、40％、60％等；電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率有40％、50％、65％、75％、100％等。這類設(shè)備如果負(fù)荷持續(xù)率不是100％的話，也就意味著不能滿載連續(xù)工作，否則會(huì)燒毀的。在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，斷續(xù)周期工作制設(shè)備要換算到統(tǒng)一負(fù)荷持續(xù)率下的負(fù)荷，負(fù)荷持續(xù)率換算公式為：3.6負(fù)荷計(jì)算

第94頁，共184頁，2023年，2月20日，星期一

（3-20）式中：Pe設(shè)備容量，kw。

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