工廠供電 第二章 用戶供電系統(tǒng)

第二章用戶供電系統(tǒng)工廠供電第二章用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng)的基本設(shè)計目標(biāo)是為各電力用戶的生產(chǎn)活動和人民生活提供一個安全、可靠、合理、優(yōu)質(zhì)的供電環(huán)境。電氣設(shè)計的基本要素包括：電力負荷及其計算；供電電壓的選擇與調(diào)整；電源（包括備用電源和應(yīng)急電源）的選擇；配電系統(tǒng)（包括變電所和配電網(wǎng)）的設(shè)計；供電系統(tǒng)的電能節(jié)約與電能質(zhì)量控制；第二章用戶供電系統(tǒng)內(nèi)容:負荷曲線，負荷的設(shè)備容量，負荷的計算方法，功率因數(shù)和無功功率補償，變電所與配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、接線方式、導(dǎo)線截面。難點:掌握負荷設(shè)備容量的計算，需要系數(shù)法負荷的計算方法，掌握功率因數(shù)的計算和無功功率補償計算，變電所、配電網(wǎng)的設(shè)計與選擇、接線方式與導(dǎo)線截面的選擇。第二章用戶供電系統(tǒng)§2.1電力負荷與負荷計算§2.2供電電壓與電源的選擇§2.3用戶變電所§2.4變電所的電氣主接線§2.5變電所的二次接線§2.6高低壓配電網(wǎng)§2.7用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約§2.8供電系統(tǒng)的方案比較§2.1電力負荷與負荷計算電力負荷的計算是正確選擇供配電系統(tǒng)中導(dǎo)線、電纜、開關(guān)電器、變壓器等電氣設(shè)備的基礎(chǔ)，是保障供配電系統(tǒng)安全可靠運行、合理設(shè)計的必不可少的環(huán)節(jié)、首要的環(huán)節(jié)，所以說電力負荷的計算是分析工廠供配電系統(tǒng)、進行供電設(shè)計計算的一個基礎(chǔ)。§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念1）設(shè)備安裝容量設(shè)備安裝容量（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的用電設(shè)備銘牌上的標(biāo)稱功率。

用電設(shè)備工作制分為：連續(xù)運行工作制、短時運行工作制、斷續(xù)周期工作制。

§2.1電力負荷與負荷計算連續(xù)工作制：連續(xù)運行時間較長，通常不小于10min。如通風(fēng)機、泵、空氣壓縮機、機床、電爐和照明燈等。短時工作制：連續(xù)工作時間很短，停歇時間相對很長。如機床上的某些輔助電動機（例如進給電動機）以及控制閘門的控制電動機等。斷續(xù)周期工作制：具有一定的運行周期，時而工作，時而停歇，反復(fù)運行。如電焊機和吊車電動機等?？捎谩柏摵沙掷m(xù)率”來表征。§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念2）負荷與負荷曲線

電力負荷是指用電設(shè)備從電源取用的電功率，包括有功功率、無功功率和視在功率。

注意：負荷與負載的區(qū)別；§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念2）負荷與負荷曲線

電力負荷隨時間變化的曲線稱為負荷曲線。（a）折線形負荷曲線（b）階梯形負荷曲線§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念2）負荷與負荷曲線

電力負荷隨時間變化的曲線稱為負荷曲線。負荷曲線電力負荷的變化規(guī)律記錄電力負荷變化的時間間隔（負荷變化規(guī)律不同得到的曲線亦不同）（同一變化規(guī)律的負荷，記錄負荷變化的間隔不同，得到的曲線亦不同）§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念2）負荷與負荷曲線

根據(jù)負荷性質(zhì)分類：有功負荷曲線：

描述有功功率隨時間變化的曲線；無功曲線：

描述無功功率隨時間變化的曲線§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念2）負荷與負荷曲線

根據(jù)負荷曲線繪制的時間長度分類：工作班負荷曲線：8小時工作班內(nèi)的負荷曲線；日負荷曲線：表示在一天中一定時間間隔

t內(nèi)的平均負荷隨時間的變化情況；周負荷曲線;月負荷曲線;年負荷曲線：表示全年負荷變動與負荷持續(xù)時間關(guān)系的曲線，是由不同季節(jié)典型日負荷曲線推算而來的。§2.1電力負荷與負荷計算補充：負荷曲線的繪制日有功負荷曲線的繪制主要采用描點法和階梯形繪制方法意義：日有功曲線與時間軸之間所圍成的面積為一天所消耗的有功電量。

§2.1電力負荷與負荷計算補充：負荷曲線的繪制年持續(xù)負荷曲線的繪制根據(jù)日負荷曲線在全年的變化特點，分為冬季日負荷曲線和夏季日負荷曲線。年持續(xù)負荷曲線的繪制需要借助于一年中具有代表性的夏季日負荷曲線和冬季日負荷曲線。夏季和冬季在全年所占天數(shù)視地理位置和氣溫情況而定。北方：冬季200天，夏季165天南方：冬季165天，夏季200天§2.1電力負荷與負荷計算年持續(xù)負荷曲線的繪制繪制夏季日負荷曲線、冬季日負荷曲線，并繪制年持續(xù)負荷的坐標(biāo)系；從夏季日負荷曲線和冬季日負荷曲線的最大功率開始，以功率遞減的順序，依次繪制年持續(xù)負荷曲線坐標(biāo)系中?！?.1電力負荷與負荷計算年持續(xù)負荷曲線的繪制（a）夏季日負荷曲線

（b）冬季日負荷曲線

（c）年負荷持續(xù)時間曲線§2.1電力負荷與負荷計算a)日有功負荷曲線b)年有功負荷曲線圖2-1日負荷曲線與年負荷曲線§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念3）平均負荷、最大負荷、有效負荷

(1)平均負荷Pav：指電力負荷在一段時間內(nèi)的平均值：

(2)最大負荷Pmax：是指一年中典型日負荷曲線中的最大負荷，記作Pmax或P30。(3)有效負荷Pe：指由典型工作班負荷曲線（工作班時間為T）按下式計算所得的有效值：4）年最大負荷利用小時數(shù)TmaxTmax是這樣一個假想時間：電力負荷按照最大負荷Pmax持續(xù)運行Tmax時間所消耗的電能恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能Wa。

圖年負荷曲線和年最大負荷利用小時數(shù)

§2.1電力負荷與負荷計算§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念平均負荷、最大負荷年最大負荷和年最大負荷利用小時年平均負荷

§2.1電力負荷與負荷計算一、關(guān)于負荷的基本概念5）計算負荷Pc:是為方便工程設(shè)計而假想的一個等效負荷。電力用戶的實際負荷并不等于用戶中所有用電設(shè)備額定功率之和，因為：

并非所有的用電設(shè)備都同時投入運行；并非所有的用電設(shè)備都能工作在額定狀態(tài)；并非所有的用電設(shè)備的功率因數(shù)都相同；用電設(shè)備的效率不完全相同；配電設(shè)備亦有功率損耗等§2.1電力負荷與負荷計算

在供電系統(tǒng)設(shè)計中，考慮上述因素后就需要確定一個最大的、恒定不變的等效負荷來代替實際變化的真實負荷，作為工程設(shè)計的依據(jù)。該最大的、恒定不變的等效負荷（假想負荷）在供電系統(tǒng)工程設(shè)計中稱為計算負荷。實際負荷：真實存在、隨機變化的；計算負荷：假想最大的、恒定不變的等效負荷;計算負荷與實際負荷之間的關(guān)系（等效含義）：

根據(jù)計算負荷所選擇的配電設(shè)備，在實際負荷長期作用下，其溫升不超過配電設(shè)備在規(guī)定使用年限內(nèi)所允許的最高溫升。

即：用電設(shè)備在實際運行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與計算負荷（等效負荷）產(chǎn)生的熱效應(yīng)相同。

§2.1電力負荷與負荷計算

計算負荷與實際負荷之間的關(guān)系（等效含義）：

計算負荷是供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)線及變壓器等配電設(shè)備參數(shù)選擇的依據(jù)。

從發(fā)熱的角度分析，計算負荷在數(shù)值上等于用戶典型日負荷曲線中的30min最大平均負荷P30。§2.1電力負荷與負荷計算

5）計算負荷：

計算負荷是供電設(shè)計計算的依據(jù)，計算負荷選擇的是否合理直接影響到電器以及導(dǎo)線電纜選擇的經(jīng)濟性：過大會導(dǎo)致投資以及有色金屬的浪費；過小選擇的電氣設(shè)備長期處于過負荷運行狀態(tài)下，增加電能消耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣老化甚至燒毀。

§2.1電力負荷與負荷計算

6）負荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù)

(1)負荷系數(shù)：負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷之比，它反映了負荷的平穩(wěn)程度。

(2)利用系數(shù)：定義為用電設(shè)備組在最大負荷工作班內(nèi)消耗的平均負荷與該設(shè)備組的總安裝容量之比?！?.1電力負荷與負荷計算(3)需要系數(shù)：定義為用電設(shè)備組的最大負荷與該設(shè)備組的總安裝容量之比。

(4)形狀系數(shù)：定義為有效負荷與平均負荷之比。形狀系數(shù)與負荷的平穩(wěn)程度有關(guān)。當(dāng)負荷曲線無間斷時，1

Kz<1.5。負荷越平穩(wěn)，Kz越小?！?.1電力負荷與負荷計算§2.1電力負荷與負荷計算二、負荷計算1）負荷計算的主要內(nèi)容：求計算負荷（需用負荷，假想負荷）：即正常工作時的實際最大負荷。目的是選擇各級電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量、電氣設(shè)備的型號等；保證使其在通過正常最大工作電流時不至過熱而損壞。（選擇設(shè)備）求尖峰電流：目的用于計算電壓波動、電壓損失，選擇熔斷器和保護元件等。（校驗設(shè)備）求平均負荷：目的是計算全廠的電能需要量、電能損耗以及選擇無功補償容量等（節(jié)能措施）§2.1電力負荷與負荷計算負荷計算

計算負荷情況復(fù)雜，影響因素多，難以精確計算：負荷是變化的與設(shè)備的性能、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)者的技能與能源供應(yīng)的狀況等許多因素有關(guān)。計算負荷的方法比較多：估算法、需要系數(shù)法、二項式法、單相負荷計算等近似求解方法。

二、負荷估算

1）單位產(chǎn)品耗電量法若已知年產(chǎn)量n、查表得該產(chǎn)品的單位產(chǎn)品耗電量ω和該類工廠的年最大負荷利用小時數(shù)Tmax,則

2）負荷密度法若已知建筑面積A(m2)，查表得到同類建筑的負荷密度指標(biāo)

(W/m2)：§2.1電力負荷與負荷計算

3）形狀系數(shù)法

(1)將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總安裝容量

(2)查出各用電設(shè)備組的利用系數(shù)及對應(yīng)的功率因數(shù)，計算平均負荷：(3)根據(jù)負荷的平穩(wěn)程度，適當(dāng)選擇形狀系數(shù)Kz的值（一般情況下可取Kz=1.15），按下式估計計算負荷：§2.1電力負荷與負荷計算§2.1電力負荷與負荷計算

需要系數(shù)相近工藝性質(zhì)基本相同§2.1電力負荷與負荷計算

§2.1電力負荷與負荷計算

§2.1電力負荷與負荷計算P(KW)S(KVA)QL(KVAR)P(KW)S(KVA)QC(KVAR)θθ(a)電感性負載(b)電容性負載PN——用電設(shè)備的安裝容量(kW)；tan

——用電設(shè)備銘牌功率因數(shù)角的正切值；UN——設(shè)備的額定電壓(kV)；Pc——有功計算負荷(kW)；Qc——無功計算負荷(kvar)；Sc——視在計算負荷(kVA)；Ic——計算電流(A)?！?.1電力負荷與負荷計算三、負荷計算（需要系數(shù)法）

1)單臺用電設(shè)備的計算負荷

考慮到設(shè)備可能在額定工況下運行，單臺用電設(shè)備的計算負荷就取設(shè)備的安裝容量。

對于某些設(shè)備，考慮到設(shè)備的運行效率

M，單臺電動機的計算負荷Pc.M應(yīng)按下式計算：§2.1電力負荷與負荷計算

需要系數(shù)法：適用于用電設(shè)備臺數(shù)較多、設(shè)備容量差別不大的場合。2)用電設(shè)備組的計算負荷（需要系數(shù)法）在計算范圍內(nèi)（配電干線第j條）首先將用電設(shè)備分組，求各設(shè)備組額定容量PNi求設(shè)備組計算負荷；§2.1電力負荷與負荷計算2)用電設(shè)備組的計算負荷（需要系數(shù)法）計算步驟：在計算范圍內(nèi)（變電所）將用電設(shè)備分組，求各設(shè)備組額定容量PNi求各設(shè)備組計算負荷；§2.1電力負荷與負荷計算3）車間或全廠的計算負荷計算原則：從負荷末端逐級推向電源端計算。

求變電所低壓母線上的計算負荷（在配電點應(yīng)乘以同期系數(shù)，其值參考P14表2－4）ScΣ2是選擇低壓變電所變壓器T2容量的依據(jù)。§2.1電力負荷與負荷計算3）車間或全廠的計算負荷低壓變電所高壓側(cè)的計算負荷等于低壓母線上的計算負荷與變壓器T2功率損耗之和。

在初步設(shè)計時，變壓器的功耗可按下式近似估算:§2.1電力負荷與負荷計算總降變電所低壓母線上的計算負荷（通常可忽略高壓配電線路上的功率損耗）ScΣ1是選擇總降變電所主變壓器T1容量的依據(jù)§2.1電力負荷與負荷計算總降變電所高壓側(cè)（用戶供電系統(tǒng)進線端）計算負荷總降變電所高壓側(cè)（用戶供電系統(tǒng)進線端）計算負荷是選擇進線導(dǎo)線和向電力部們申請用電的依據(jù)。§2.1電力負荷與負荷計算4）單相用電設(shè)備計算負荷的確定

(1)單相設(shè)備接于相電壓時，可將三相線路中單相用電設(shè)備容量最大一相的負荷乘以3作為三相等效設(shè)備容量。

(2)單相設(shè)備接于線電壓時，可參考P15式（2-20）及表2－5進行計算?！?.1電力負荷與負荷計算四、功率因數(shù)及其提高功率因數(shù)反映了用電負荷的性質(zhì)。《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，高壓供電用戶的功率因數(shù)應(yīng)不小于0.9，低壓供電用戶的功率因數(shù)應(yīng)不小于0.85。

功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響

電能損耗增加

電壓損失增大

供電設(shè)備利用率降低§2.1電力負荷與負荷計算四、功率因數(shù)及其提高

假設(shè)功率因數(shù)由提高到，這時在負荷需要的有功功率P30不變的條件下，無功功率將由Q30減小到Q‘30，視在功率將由S30減小到S’30

，相應(yīng)地負荷電流I30也得以減小§2.1電力負荷與負荷計算四、功率因數(shù)及其提高1）功率因數(shù)按照無功補償前后劃分，功率因數(shù)分為自然功率因數(shù)和總功率因數(shù)。按照功率因數(shù)的測算方法來分，有瞬時功率因數(shù)和平均功率因數(shù)?！?.1電力負荷與負荷計算瞬時功率因數(shù)是某一工頻周期的功率因數(shù)，即：

平均功率因數(shù)：是指一段時間內(nèi)功率因數(shù)的平均值。對于已經(jīng)運行的用戶負荷，一般是通過測定用戶在一段時間內(nèi)的有功電能和無功電能由下式計算：式中W：用電設(shè)備組在計量時段內(nèi)的有功電能消耗量；

V：用電設(shè)備組在計量時段內(nèi)的無功電能消耗量。§2.1電力負荷與負荷計算2）功率因數(shù)的提高電氣設(shè)計中，首先應(yīng)該提高用戶的自然功率因數(shù)。(1)無功補償方式無功補償應(yīng)本著就地平衡的原則。按照補償電容器的安裝位置，無功補償方式一般分為就地補償和集中補償?！?.1電力負荷與負荷計算

就地補償

——單從補償效果來看，是最好的補償方式。優(yōu)點：可以最大限度減少系統(tǒng)中流過的無功功率，使整個供電線路的功率損耗、送電線路的導(dǎo)線截面、開關(guān)設(shè)備和變壓器容量都可相應(yīng)減少或降低。不足：電容器利用率低而且易受到機械震動及其他環(huán)境條件的影響。

集中補償——和就地補償相比，所需的電容器總?cè)萘枯^少，即電容器的利用率較高，但其補償效果稍差?！?.1電力負荷與負荷計算(2)無功補償容量在新建用戶的設(shè)計階段，無功功率補償前的自然平均功率因數(shù)可按下式確定：式中Pc——用電設(shè)備或用電設(shè)備組的有功計算負荷；

Qc——用電設(shè)備或用電設(shè)備組的無功計算負荷；

——用電設(shè)備組的有功負荷系數(shù)；

——用電設(shè)備組的無功負荷系數(shù)；§2.1電力負荷與負荷計算采用固定補償裝置，無功補償容量可按下式確定：采用分組自動投切的補償裝置時，補償容量可確定為：

補償后的總功率因數(shù)為：§2.1電力負荷與負荷計算在確定了總的補償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個容量qC來確定電容器個數(shù)：

5.供電系統(tǒng)負荷計算示例（1）已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動機7.5kW3臺,4kW8臺,3kW17臺,1.5kW10臺。試求其計算負荷。

§2.1電力負荷與負荷計算解：此機床組電動機的總?cè)萘繛椋?/p>

查表可求得:Kd=0.2，

有功計算負荷：

無功計算負荷：

視在計算負荷：計算電流§2.1電力負荷與負荷計算PcQcScIc5.供電系統(tǒng)負荷計算示例（2）一機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW，其中較大容量電動機有7.5kW2臺，4kW2臺，2.2kW8臺；另接通風(fēng)機1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計算負荷（設(shè)同期系數(shù)K∑p、K∑q均為0.9）。

§2.1電力負荷與負荷計算解：先求各組的計算負荷

(1)冷加工機床：查附錄表1可得Kd1=0.2，cosφ1=0.5，tgφ1=1.73

得：

Pc1=Kd1Pe1=0.2×50=10kWQc1=Pc1tgφ1=10×1.73=17.3kvar

(2)通風(fēng)機：Kd2=0.8，cosφ2=0.8，tgφ2=0.75 Pc2=Kd2Pe2=0.8×2.4=1.92kWQc2=Pc2tgφ2=1.92×0.75=1.44kvar

(3)電阻爐：因只1臺，故其計算負荷等于設(shè)備容量

Pc3=Pe3=2kW

Qc3=0

§2.1電力負荷與負荷計算解：先求各組的計算負荷

(1)冷加工機床：Pc1=Kd1Pe1=0.2×50=10kW

Qc1=Pc1tgφ1=10×1.73=17.3kvar

(2)通風(fēng)機：Pc2=Kd2Pe2=0.8×2.4=1.92kWQc2=Pc2tgφ2=1.92×0.75=1.44kvar

(3)電阻爐：Pc3=Pe3=2kW

Qc3=0(4)車間計算負荷：

§2.1電力負荷與負荷計算5.供電系統(tǒng)負荷計算示例（3）某用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負荷數(shù)據(jù)如圖所示，按照需要系數(shù)法，各級負荷計算如下。負荷計算示例圖§2.1電力負荷與負荷計算1）用電設(shè)備組的負荷計算通風(fēng)機PN=29kW，查表得Kd＝0.85和tg

=0.75，則高頻加熱設(shè)備：PN=80kW，查表得Kd=0.6和tg

=1.02，則：§2.1電力負荷與負荷計算機加工車間冷加工機床：PN=50kW，查表Kd=0.16tan

=1.73；熱加工機床：PN=92kW，查表Kd=0.3tan=1.33；于是電焊機PN=90kW，查表得Kd=0.35和tan

=1.33，于是§2.1電力負荷與負荷計算2）1＃變電所低壓側(cè)計算負荷取1＃變電所各組負荷的同期系數(shù)為：K

=0.90，于是§2.1電力負荷與負荷計算3）低壓集中補償容量的計算采用電容器分組自動投切的低壓集中補償方式，設(shè)補償后功率因數(shù)為cos

=0.93，則補償后變壓器低壓側(cè)計算負荷為

（108kW+j30kvar）， Sc=112kVA?！?.1電力負荷與負荷計算4）變電所高壓側(cè)計算負荷

1＃變電所變壓器損耗按下式估算：

則1＃變電所高壓側(cè)計算負荷為：§2.1電力負荷與負荷計算5）全廠總計算負荷取全廠負荷的同期系數(shù)為：K

=0.90，于是§2.1電力負荷與負荷計算第二章用戶供電系統(tǒng)§2.1電力負荷與負荷計算§2.2供電電壓與電源的選擇§2.3用戶變電所§2.4變電所的電氣主接線§2.5變電所的二次接線§2.6高低壓配電網(wǎng)§2.7用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約§2.8供電系統(tǒng)的方案比較供配電電壓高低對于供電方案、有色金屬消耗、電能質(zhì)量以及用電經(jīng)濟型等因素都有影響；線路電壓損失是影響用戶供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的主要因素。供電電壓的選擇主要取決于負荷大小、供電距離和用電設(shè)備特性，用戶所在地區(qū)供電條件也會制約電壓的選擇?！?.2供電電壓與電源的選擇1.線路電壓損失

由于線路存在阻抗，當(dāng)輸送一定負荷時，線路首末端將存在電壓之差。線路首末端電壓的相量差稱為線路中的電壓降；線路首末端電壓的幅值差稱為線路中的電壓損失?！?.2供電電壓與電源的選擇下圖a所示為末端有一集中負荷的線路AB，以末端相電壓為基準，作出一相的電壓相量圖如圖b所示?！?.2供電電壓與電源的選擇根據(jù)定義，線路AB的電壓降為：

對于用戶供電系統(tǒng)，由于線路首末端電壓相角差小，在討論電壓對用戶電氣設(shè)備的實際影響時，往往只考慮電壓幅值的大小。§2.2供電電壓與電源的選擇

根據(jù)定義，線路AB的電壓損失為：

由于用戶供電系統(tǒng)內(nèi)輸電線路首末端電壓相角差較小，電壓損失（即為電壓降的模）近似等于電壓降的實部。即：§2.2供電電壓與電源的選擇

電壓損失常用電壓損失實際值對電網(wǎng)額定電壓的百分數(shù)來表示，由于用戶供電系統(tǒng)輸電距離短，可以認為UB≈UN，則有：§2.2供電電壓與電源的選擇

電壓損失的計算對于圖示系統(tǒng)，各參數(shù)關(guān)系如下：§2.2供電電壓與電源的選擇或：

線路首末端總電壓損失計算如下：§2.2供電電壓與電源的選擇如果各段導(dǎo)線的截面是相同的，則：式中r0、x0——分別是導(dǎo)線的單位長度電阻和電抗值。上式說明，輸送功率與輸送距離的乘積決定著線路上的電壓損失，常稱其為負荷距，它是判斷電壓質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。

§2.2供電電壓與電源的選擇2.電壓與負荷容量和輸送距離的關(guān)系受導(dǎo)線截面的限制和線路電壓損失的要求，每一標(biāo)稱電壓下線路的輸電能力是有限的。線路電壓損失一般應(yīng)不大于5％。在不同電壓下線路的輸送容量和輸送距離請參考P21表2-6。§2.2供電電壓與電源的選擇3.電壓的選擇用戶供電系統(tǒng)的電壓等級應(yīng)符合電力系統(tǒng)的額定電壓。§2.2供電電壓與電源的選擇4.電源的選擇供電電源應(yīng)滿足用電負荷的對供電可靠性的要求?？煽啃约锤鶕?jù)用電負荷的性質(zhì)和突然中斷其供電在政治或經(jīng)濟上造成損失或影響的程度對用電設(shè)備提出的不允許中斷供電的要求?！?.2供電電壓與電源的選擇4.電源的選擇1）負荷分級：

按照用電負荷對供電可靠性的要求，即中斷供電對人身生命、生產(chǎn)安全造成的危害及對經(jīng)濟影響的程度，用電負荷分為下列三級：一級負荷（關(guān)鍵負荷）二級負荷（重要負荷）三級負荷（一般負荷）§2.2供電電壓與電源的選擇§2.2供電電壓與電源的選擇4.電源的選擇1）負荷分級：

按對供電可靠性要求的負荷分類一級負荷：

中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成重大損失者；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟影響的用電單位的正常工作的負荷。

一級負荷應(yīng)由兩個獨立電源供電?！?.2供電電壓與電源的選擇4.電源的選擇1）負荷分級：二級負荷：中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成較大損失；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂者。二級負荷應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺。§2.2供電電壓與電源的選擇4.電源的選擇1）負荷分級：三級負荷：三級負荷為不屬于一級和二級負荷者。對一些非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬三級負荷。三級負荷對供電電源沒有特殊要求。一般由單回電力線路供電。4.電源的選擇1）電源及其選擇各級用電負荷的供電電源和供電方式，應(yīng)根據(jù)負荷對供電可靠性的要求和地區(qū)供電條件，按下列原則確定：一級負荷應(yīng)由兩個獨立電源供電。二級負荷應(yīng)由兩回線路供電。三級負荷對供電方式無特殊要求。

§2.2供電電壓與電源的選擇第二章用戶供電系統(tǒng)§2.1電力負荷與負荷計算§2.2供電電壓與電源的選擇§2.3用戶變電所§2.4變電所的電氣主接線§2.5變電所的二次接線§2.6高低壓配電網(wǎng)§2.7用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約§2.8供電系統(tǒng)的方案比較

用戶變電所是用戶供電系統(tǒng)的主要組成部分，其作用是向用戶分配電能并進行控制。§2.3用戶變電所1.變（配）電所的作用與組成

接受電能、變換電壓、分配電能

降壓變壓器是用戶變電所的最重要的設(shè)備。高低壓開關(guān)、供配電線路和測量保護設(shè)備等是變電所中的主要電氣設(shè)備，實現(xiàn)著電能的控制與分配和供電系統(tǒng)的監(jiān)視與保護。

用戶變（配）電所設(shè)計的基本要求：

安全、可靠、合理、經(jīng)濟§2.3用戶變電所1.變（配）電所的作用與組成2.變電所的設(shè)置1）總降壓變電所或總配電所當(dāng)用戶供電電壓為35kV及以上時，一般應(yīng)考慮設(shè)置總降壓變電所。總降壓變電所可以設(shè)置1～2臺總降壓變壓器。§2.3用戶變電所2.變電所的設(shè)置2）10(6)kV變電所（低壓變電所）

10(6)kV變電所數(shù)量、容量以及位置的設(shè)置主要取決于車間（或小區(qū)）負荷的大小、負荷分布之間的距離、各生產(chǎn)車間之間工藝聯(lián)動要求以及經(jīng)濟效果。

10(6)kV變電所一般設(shè)置1～2臺變壓器?！?.3用戶變電所

3.變電所位置的確定

1）總降壓變電所或總配電所

總降壓變電所的位置應(yīng)量靠近負荷中心；

總配變電所的位置應(yīng)量靠近電源的進線端；

（減少有色金屬耗量和線路功率及電能損耗）

還應(yīng)考慮變電所周圍的環(huán)境、進出線的方便和變電所電氣設(shè)備運輸?shù)姆奖?。?.3用戶變電所2）10(6)kV變電所

10(6)kV（低壓）變電所的位置應(yīng)量靠近負荷中心；一般10(6)kV變電所類型主要有：

獨立變電所附設(shè)變電所

箱式變電所地下變電所§2.3用戶變電所§2.3用戶變電所4.變壓器的選擇

變壓器的分類有很多種，比如：1、按照繞組的導(dǎo)體材料分：

銅繞組和鋁繞組2、按照冷卻方式和繞組絕緣分：

油浸式和干式3、按照調(diào)壓方式分：

無載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器§2.3用戶變電所4.變壓器的選擇變壓器型號的表示§2.3用戶變電所4.變壓器的選擇變壓器類型選擇需要注意的幾點：（1）應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器；（2）對于高層建筑、地下建筑等對消防要求較高場所，應(yīng)采用干式電力變壓器；（3）對電網(wǎng)電壓波動較大、電能質(zhì)量要求較高時,采用有載調(diào)壓電力變壓器；（4）供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨立變電所常采用三相油浸自冷式的電力變壓器?！?.3用戶變電所4.變壓器的選擇1）變壓器的過負荷能力

變壓器的負荷能力（額定容量）：變壓器的繞組絕緣在長期使用后，雖然電氣強度沒有顯著變化，但機械強度卻逐漸降低。繞組工作溫度越高，絕緣的機械強度與電氣強度的損傷老化越劇烈?！?.3用戶變電所試驗表明：當(dāng)變壓器繞組工作溫度為950C時，變壓器的工作年限為20年。當(dāng)變壓器繞組工作溫度為1450C時，變壓器的工作年限為三個月。目前我國變壓器的設(shè)計、制造是以在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下（運行時周圍最高空氣溫度400C，最高日平均氣溫300C）正常使用年限20年左右為依據(jù)的。實際運行：負荷變化；運行環(huán)境溫度達不到設(shè)計規(guī)定的條件；設(shè)計時容量選擇一般均有余量。§2.3用戶變電所變壓器的正常過負荷能力

根據(jù)變壓器設(shè)計標(biāo)準和實際運行情況，變壓器是具有過負荷潛能的。變壓器的過負荷分為正常過負荷和事故過負荷兩種。依變壓器日負荷的不足，決定的過負荷能力：§2.3用戶變電所依據(jù)變壓器夏季的欠負荷決定冬季的過負荷：

如果夏季變壓器的最大負荷比變壓器的額定容量小p%，則冬季允許變壓器過負荷p%。但最大過負荷量不得超過15％。上述兩種情況可以綜合相加使用，但總的過負荷：戶外自然循環(huán)油冷變壓器≤30％SNT；戶內(nèi)變壓器≤20％SNT；§2.3用戶變電所

變壓器的故障過負荷能力

一般指兩臺互為暗備用并聯(lián)運行的變壓器，當(dāng)一臺故障的情況下，另一臺若滿足一定的條件，則具有一定的過負荷能力。

條件：如果變壓器正常運行時的填充系數(shù)α≤0.75,

當(dāng)一臺故障時，另一臺變壓器可過負荷至140％SNT,可持續(xù)5天，每天不超過6小時?！?.3用戶變電所2）變壓器的經(jīng)濟運行

變電所的經(jīng)濟運行主要取決于變壓器的經(jīng)濟運行。

所謂變壓器的運行是經(jīng)濟的，是指變壓器在運行中傳輸單位kVA所消耗的有功功率損耗最小。

§2.3用戶變電所2）變壓器的經(jīng)濟運行單臺變壓器的經(jīng)濟運行與變壓器的負荷率有關(guān)。通常，單臺變壓器經(jīng)濟運行的負荷率約在70％左右。

對于多臺（一般為兩臺）并列運行的變壓器也存在經(jīng)濟運行的問題。隨著負荷的變化，可以改變運行變壓器的臺數(shù)，以便在不同的負荷區(qū)間，總損耗最小?！?.3用戶變電所3）變壓器數(shù)量和容量的選擇一、總降壓變電所主變壓器臺數(shù)和容量的確定

考慮因素：

供電條件、

負荷性質(zhì)、

用電容量、

運行方式等§2.3用戶變電所3）變壓器數(shù)量和容量的選擇一、總降壓變電所主變壓器臺數(shù)和容量的確定

1、變壓器臺數(shù)的確定：1~2臺

①滿足負荷對供電可靠性的要求,一、二級負荷比較大時,選擇2臺主變壓器。②季節(jié)性負荷或晝夜負荷比較大時，宜采用經(jīng)濟運行方式,技術(shù)經(jīng)濟合理時，可設(shè)2臺主變。③三級負荷一般選擇1臺主變壓器，如果負荷較大時，也可選擇2臺主變壓器。有少量一、二級負荷可從鄰近取得低壓備用電源，可設(shè)1臺主變壓器?！?.3用戶變電所兩臺并列運行的變壓器備用方式：

一般設(shè)有兩臺變壓器的變電所，通常選用兩臺等容量的變壓器。每一臺變壓器的容量選擇根據(jù)備用方式而定。

明備用一臺變壓器工作，一臺備用。兩臺變壓器均按最大負荷時變壓器負荷率為100％考慮。

暗備用兩臺變壓器同時運行，正常情況下每臺承擔(dān)全部負荷的50％。每臺變壓器的容量宜按全部最大負荷的70％選擇?！?.3用戶變電所3）變壓器數(shù)量和容量的選擇一、總降壓變電所主變壓器臺數(shù)和容量的確定

2、變壓器容量的確定：①1臺變壓器：SN

=(1.15～1.4)SC

②2臺變壓器：SN

=(0.6～0.7)SC

SN≥SC（1+2）§2.3用戶變電所3）變壓器數(shù)量和容量的選擇二、車間變電所的變壓器臺數(shù)和容量的確定1、變壓器臺數(shù)的確定：

①同總降變電所

②負荷不大時，視負荷大小及距鄰近車間變電所的距離決定是否設(shè)車間變電所。

由鄰近車間變電所供電的容量和距離§2.3用戶變電所計算負荷（kVA）180240320320以上供電最大距離（m）320230175單獨設(shè)變電所3）變壓器數(shù)量和容量的選擇二、車間變電所的變壓器臺數(shù)和容量的確定

2、變壓器容量的確定：①1臺變壓器：SN≥SC

②2臺變壓器：SN

=(0.6～0.7)SC

SN≥SC（Ⅰ+Ⅱ）③單臺容量不宜超過1000KVA

§2.3用戶變電所§2.3用戶變電所例4-1某一10/0.4kV車間變電所，總計算負荷為1350kVA，其中一、二級負荷680kVA。選擇變壓器的臺數(shù)和容量。解：該車間變電所有一、二級負荷，故宜選擇兩臺變壓器。

任一臺變壓器單獨運行時，要滿足60%~70%的負荷，即

SN

=（0.6~0.7）×1350kVA=810kVA~954kVA

且任一臺變壓器應(yīng)滿足SN≥680kVA，

因此，可選兩臺容量均為1000kVA的變壓器，具體型號為S9-1000/10。5.變電所的主要電氣設(shè)備一次設(shè)備:

變壓器、開關(guān)元件、母線、互感器等；二次設(shè)備:

開關(guān)的操作控制、繼電保護、測量儀表、信號系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)等。

§2.3用戶變電所一次設(shè)備按其功能來分，可分以下幾類：

(1).變換設(shè)備例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。

(2).控制設(shè)備例如各種高低壓開關(guān)。

(3).保護設(shè)備例如熔斷器和避雷器等。

(4).補償設(shè)備例如并聯(lián)電容器。

(5).成套設(shè)備例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱等?！?.3用戶變電所5.變電所的主要電氣設(shè)備變電所主要的一次設(shè)備簡介：高壓斷路器

（high-voltagecircuit-breaker，文字符號為QF）

作用：正常用來通斷負荷電流；線路故障時，在保護裝置的作用下用來切斷巨大的短路電流。斷路器具有良好的滅弧裝置和較強的滅弧能力。§2.3用戶變電所5.變電所的主要電氣設(shè)備變電所主要的一次設(shè)備簡介：負荷開關(guān)

（high-voltageloadswitch，文字符號為QL）

作用：正常用來通斷負荷電流，但不能用來切斷線路短路電流。負荷開關(guān)只有簡易的滅弧裝置，必須與高壓熔斷器配合使用，利用高壓熔斷器切斷短路故障電流?！?.3用戶變電所5.變電所的主要電氣設(shè)備變電所主要的一次設(shè)備簡介：隔離開關(guān)

（high-voltagedisconnector,文字符號為QS）作用：隔離開關(guān)沒有滅弧裝置。僅當(dāng)電氣設(shè)備停電檢修時，用來隔離電源，以保證檢修人員的工作安全。§2.3用戶變電所5.變電所的主要電氣設(shè)備變電所主要的一次設(shè)備簡介：母線作用：是電源進線到各條饋出線路之間的電氣主干線，其作用從電源接收電能和給各饋出線分配電能?！?.3用戶變電所5.變電所的主要電氣設(shè)備變電所主要的一次設(shè)備簡介：熔斷器

（fuse,文字符號為FU）作用：用于切斷強大的短路故障電流?！?.3用戶變電所5.變電所的主要電氣設(shè)備變電所主要的一次設(shè)備簡介：避雷器(文字符號:F)作用：用來抑制架空線路和配電母線上的雷電過電壓和操作過電壓，以保護電氣設(shè)備。靜電電容器作用：主要用于補償無功功率。所用變壓器作用：主要向變電所內(nèi)部的動力負荷、照明負荷、繼電保護操作電源等提供電力。§2.3用戶變電所5.變電所的主要電氣設(shè)備變電所主要的一次設(shè)備簡介：電流互感器（currenttransformer,縮寫為CT，文字符號為TA）作用：將主回路中的大電流變換為小電流信號，供計量和繼電保護用。§2.3用戶變電所電流互感器（currenttransformer,縮寫為CT，文字符號為TA）§2.3用戶變電所電流互感器的一次電流I1與其二次電流I2之間有下列關(guān)系：式中N1、N2為電流互感器一次和二次繞組的匝數(shù)；Ki為電流互感器的變流比，Ki=I1N/I2N

，例如Ki=100A/5A等。圖

電流互感器的基本結(jié)構(gòu)和接線

1-鐵心；2-一次繞組；3-二次繞組電流互感器（currenttransformer,縮寫為CT，文字符號為TA）§2.3用戶變電所電流互感器（currenttransformer,縮寫為CT，文字符號為TA）§2.3用戶變電所

圖LMZJ-0.5型電流互感器1)銘牌；2)一次母線穿孔；3)鐵心（外繞二次繞組，樹脂澆注）；4)安裝板；5)二次接線端子圖

LQJ-10型電流互感器一次接線端子；一次繞組（樹脂澆注）；3)二次接線端子；4)鐵心；5)二次繞組；6)警示牌（上寫“二次側(cè)不得開路”等字樣）電流互感器（currenttransformer,縮寫為CT，文字符號為TA）§2.3用戶變電所電流互感器的主要性能

①準確級電流互感器測量線圈的準確級設(shè)為0.1、0.2、0.5、1、3、5六個級別（數(shù)值越小越精確），保護用的互感器或線圈的準確級一般為５Ｐ和10Ｐ級兩種。②線圈鐵芯特性測量用的電流互感器的鐵芯在一次電路短路時易于飽和,以限制二次電流的增長倍數(shù)，保護儀表。③變流比與二次額定負荷電流互感器的一次額定電流有多種規(guī)格可供用戶選擇。使用注意事項：①工作時二次側(cè)不得開路；②二次側(cè)一端必須接地；③接線時注意極性。5.變電所的主要電氣設(shè)備變電所主要的一次設(shè)備簡介：電壓互感器（voltagetransformer或potentialtransformer，縮寫為PT，文字符號為TV），作用：將高電壓變換為低電壓，供計量和繼電保護用?！?.3用戶變電所電壓互感器（voltagetransformer或potentialtransformer，縮寫為PT，文字符號為TV），§2.3用戶變電所

電壓互感器的一次電壓U1與其二次電壓U2的關(guān)系為式中N1、N2為電壓互感器一、二次繞組的匝數(shù)；Ku為電壓互感器的變壓比，即其額定一、二次電壓比，例如10000V/100V等。

圖

電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和接線

1—鐵心；2—一次繞組；3—二次繞組

電壓互感器常用的四種接線方式：（1）單相電壓互感器的接線（2）兩個單相電壓互感器聯(lián)結(jié)成V/V形，或稱開口三角形聯(lián)結(jié)法；常用于中性點不接地系統(tǒng)中，可以測量三相相間電壓，也可接電度表或功率表。（3）三相三芯式的Y/Y0聯(lián)結(jié)法；可測量三相相間電壓，也可接電度表和功率表，但不能測量相對地電壓。（4）三相五芯三繞組電壓互感器的Y0/Y0/△聯(lián)結(jié)法；二次側(cè)Y0聯(lián)結(jié)法可用來測量線電壓、相電壓及接電度表和功率表，二次輔助線圈聯(lián)結(jié)成開口三角形，用來測量電路對地絕緣，即測量零序電壓值。§2.3用戶變電所電壓互感器，§2.3用戶變電所兩個單相電壓互感器的V/V聯(lián)結(jié)法；常用于中性點不接地系統(tǒng)中，可測量三相相間電壓，也可接電度表或功率表。b)三相三芯式電壓互感器的Y/Y0

結(jié)法；可測量線電壓，但不能測量相電壓。也可接電度表和功率表。c)三相五芯式電壓互感器聯(lián)結(jié)成Y0/Y0/△，可測量線、相電壓。也可接電度表和功率表；還可監(jiān)測系統(tǒng)對地絕緣?！?.3用戶變電所電壓互感器，§2.3用戶變電所使用注意事項：①工作時二次側(cè)不得短路，裝熔斷器；

②二次側(cè)一端必須接地；

③接線時注意極性。電壓互感器的準確級電壓互感器的二次繞組的準確級規(guī)定為0.1、0.2、0.5、1、3五個級別，保護用的電壓互感器規(guī)定為3P級和6P級，用于小電流接地系統(tǒng)電壓互感器（如三相五芯柱式）的零序繞組準確級規(guī)定為6P級。高壓開關(guān)柜，§2.3用戶變電所1.

作用：按一定的線路方案將有關(guān)一次設(shè)備和二次設(shè)備組裝在柜內(nèi)，節(jié)約空間、安裝方便。2.

種類和結(jié)構(gòu)

固定式

移開式

表4-3主要高壓開關(guān)柜型號及外型尺寸型

號結(jié)構(gòu)額定電壓(kV)寬×深×高(mm)JYN1-35金屬封閉戶內(nèi)移開式351818×2400×2925GFC-15（F）防誤型固定封閉式手車式10800×1500(2100)×2200KYN-10金屬鎧裝戶內(nèi)移開式10800×1500(1660)×2200KGN-10金屬鎧裝戶內(nèi)固定式101180×1600×2800XGN2-12箱型固定式101200×1200×2650注：括號內(nèi)數(shù)字適用于架空進（出）線柜。低壓斷路器，§2.3用戶變電所（1）作用：能帶負荷通斷電路，在短路、過負荷、欠壓或失壓的情況下自動跳閘。（2）型號：

（3）種類和結(jié)構(gòu)

塑殼式低壓斷路器

模數(shù)化小型斷路器第二章用戶供電系統(tǒng)§2.1電力負荷與負荷計算§2.2供電電壓與電源的選擇§2.3用戶變電所§2.4變電所的電氣主接線§2.5變電所的二次接線§2.6高低壓配電網(wǎng)§2.7用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約§2.8供電系統(tǒng)的方案比較1.電氣主接線及其要求

變電所的電氣主接線表示電能從電源分配給用電設(shè)備的路徑，相應(yīng)的一次電氣設(shè)備及其聯(lián)接關(guān)系。

基本要求安全、可靠、靈活、經(jīng)濟。2.母線制

母線制是指電源進線與各饋出線之間的連接方式。常用的母線制有：

單母線制、單母線分段制、雙母線制、雙母線分段制、雙母線加旁路母線制?！?.4變電所的電氣主接線1）單母線制單母線制如圖所示，用于只有一回進線的情況。單母線制的可靠性和靈活性都較低，母線或直接連接于母線上的任一開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，全部負荷都將中斷供電。

單母線制

§2.4變電所的電氣主接線2）單母線分段制

單母線分段制在可靠性和靈活性方面較單母線制有所提高，但缺點是，某分段上的母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，該段母線的負荷將中斷供電，而電源只能通過一回進線供電，供電功率較低。單母線分段制a)用隔離開關(guān)分段b)用斷路器分段

§2.4變電所的電氣主接線3）雙母線制雙母線制的優(yōu)點有：①輪流檢修母線或母線隔離開關(guān)，不致引起供電中斷。②在工作母線發(fā)生故障時，備用母線能迅速恢復(fù)供電。缺點有：開關(guān)數(shù)目增多，聯(lián)鎖機構(gòu)復(fù)雜，切換操作繁瑣，造價高。對用戶供電系統(tǒng)不推薦采用雙母線制。

雙母線制§2.4變電所的電氣主接線3、總降壓變電所的主接線

線路—變壓器組接線方式

1）線路—變壓器組接線圖示為線路—變壓器組的幾種典型接線方式，其共同特點是一回電源進線經(jīng)過一臺主降壓變壓器供電到用戶內(nèi)的配電母線上?！?.4變電所的電氣主接線

當(dāng)用戶有兩回電源進線時，可采用雙回線路—變壓器組接線配以單母線分段制，用于對一、二級負荷供電，如圖所示。如繼電保護和自動裝置無要求，母線分段開關(guān)可僅設(shè)隔離開關(guān)。

雙回線路—變壓器組接線方式

§2.4變電所的電氣主接線2）橋形接線橋形接線分為內(nèi)橋和外橋兩種，其共同特點是在兩臺變壓器一次側(cè)進線處用一橋臂將兩回線路相連。

橋臂連在進線斷路器之內(nèi)稱內(nèi)橋，

連在進線斷路器之外稱外橋。

§2.4變電所的電氣主接線兩種橋形接線都能實現(xiàn)線路和變壓器的充分利用，橋形接線可用于給一、二級負荷供電。b)外橋接線a)內(nèi)橋接線§2.4變電所的電氣主接線內(nèi)橋接線適用于線路較長或不經(jīng)常切換變壓器的情況；外橋接線適用于線路較短或需經(jīng)常切換變壓器的情況；橋式接線線路復(fù)雜，高壓設(shè)備多，操作不便，在用戶供電系統(tǒng)中應(yīng)用較少§2.4變電所的電氣主接線4、10(6)kV配電所的主接線

1)電源進線方式

電源進線的常用接線方式如圖。圖a適用于外來電源進線或引自總降壓變壓器的二次側(cè)，用于需帶負荷操作或繼電保護和自動裝置有要求的情況；圖b僅設(shè)一個隔離開關(guān)，適用于專線供電，且繼電保護和自動裝置無要求的情況。

配電所10(6)kV電源進線的接線方式

§2.4變電所的電氣主接線2)10(6)kV饋出線饋出線的常用接線方式如圖所示。配電所10(6)kV饋出線的接線方式

§2.4變電所的電氣主接線5、10(6)kV變電所的主接線

10(6)kV變電所供電線路常采用電纜，典型的主接線如圖所示。圖a在變壓器高壓側(cè)不設(shè)開關(guān)，變壓器的操作和保護在總降壓變電所或總配電所饋出線處實現(xiàn)。當(dāng)需要在車間變電所操作空載變壓器時，可選用圖b或圖c所示方案，其中，圖b適用于變壓器容量不大于630kVA的變電所。由電纜供電的10(6)kV變電所典型主接線

§2.4變電所的電氣主接線

10(6)kV變電所由架空線供電時，其典型方案如圖所示。通常，跌落式熔斷器安裝在變壓器室外墻上或架空線終端桿上。由架空線供電的10(6)kV變電所典型主接線

§2.4變電所的電氣主接線

10(6)kV變電所低壓饋出線的接線方式如圖。圖a、b、c適用于對非頻繁操作的線路、動力設(shè)備和照明配電箱配電，圖d、e、f用于對由交流接觸器操作的電動機、要求頻繁操作的用電設(shè)備等配電。變電所低壓饋出線的典型接線方式

§2.4變電所的電氣主接線6、變電所主接線的繪制變電所主接線中各支路的開關(guān)設(shè)備及其聯(lián)接關(guān)系通常作成標(biāo)準高壓開關(guān)柜和低壓配電屏以供選用，故而主接線圖的繪制應(yīng)與柜、屏的實際布局相對應(yīng)。

繪制變電所主接線圖時，所有電氣設(shè)備均表示處于不帶電狀態(tài)。

§2.4變電所的電氣主接線6、變電所主接線的繪制變電所主接線圖應(yīng)說明：

①電源電壓、電源進線回路數(shù)和線路結(jié)構(gòu)；

②變電所的接線方式和運行方式；③高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的類型和電路方案；

④高低壓電氣設(shè)備的型號及規(guī)格；

⑤各條饋出線的回路編號、名稱及容量等。

§2.4變電所的電氣主接線某35kV變電所系統(tǒng)主接線圖

§2.4變電所的電氣主接線10kV變電所低壓配電系統(tǒng)圖§2.4變電所的電氣主接線第二章用戶供電系統(tǒng)§2.1電力負荷與負荷計算§2.2供電電壓與電源的選擇§2.3用戶變電所§2.4變電所的電氣主接線§2.5變電所的二次接線§2.6高低壓配電網(wǎng)§2.7用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約§2.8供電系統(tǒng)的方案比較變電所設(shè)有大量二次設(shè)備，實現(xiàn)電能的監(jiān)測與控制、供電系統(tǒng)的監(jiān)視與保護等。根據(jù)測量、控制、保護和信號顯示的要求，表示二次設(shè)備互連關(guān)系的電路稱二次接線或二次回路。變電所二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的關(guān)系如圖所示。

變電所二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的關(guān)系

§2.5變電所的二次接線1、電氣測量儀表及測量回路

為保證供電系統(tǒng)一次設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟的運行，需要在變電所中裝設(shè)電氣測量儀表，用以監(jiān)視系統(tǒng)的運行情況。

§2.5變電所的二次接線1、電氣測量儀表及測量回路一般測量儀表應(yīng)滿足：

1)測量精度應(yīng)滿足測量要求，并不受環(huán)境溫度、濕度和外磁場等外界條件的影響。

2)儀表本身消耗的功率應(yīng)越小越好。

3)儀表應(yīng)有足夠的絕緣強度、耐壓和短時過載能力，以保證安全運行。

4)應(yīng)有良好的讀數(shù)裝置。§2.5變電所的二次接線6～10kV高壓線路電氣測量儀表接線原理圖

§2.5變電所的二次接線

6～10kV母線的電壓測量及絕緣監(jiān)視接線原理圖

TV－電壓互感器S－聯(lián)鎖開關(guān)Q－電壓切換開關(guān)KV－電壓繼電器KS－信號繼電器§2.5變電所的二次接線斷路器的控制與信號回路

2、斷路器的操作控制與信號回路斷路器的控制與信號回路一般分為控制保護回路、合閘回路、事故信號回路和預(yù)告信號回路等。LW2-Z型控制開關(guān)觸點表§2.5變電所的二次接線斷路器的控制與信號回路

2、斷路器的操作控制與信號回路§2.5變電所的二次接線控制斷路器的分合閘過程分析參閱P38~39(1)手動合閘

(2)自動合閘

(3)手動跳閘

(4)自動跳閘

(5)閃光電源裝置

(6)防跳裝置§2.5變電所的二次接線3、信號裝置變電所裝設(shè)的中央信號裝置，主要用來示警和顯示電氣設(shè)備的工作狀態(tài)，以便運行人員及時采取措施。中央信號裝置按形式來分有燈光信號和音響信號。按用途分有事故信號、預(yù)告信號和位置信號。事故信號系統(tǒng)故障，保護動作跳閘發(fā)出的信號；預(yù)告信號系統(tǒng)發(fā)生異常，但未中斷運行的信號（變壓器過負荷、中性點不接地系統(tǒng)的單相絕緣損壞）位置信號電氣設(shè)備的工作狀態(tài)信號（斷路器的分合閘位置、有載調(diào)壓變壓器分接頭位置等）§2.5變電所的二次接線

變電所的控制、信號、保護及自動裝置以及其他二次回路的工作電源稱為操作電源。為了保證供電系統(tǒng)的安全可靠運行，操作電源應(yīng)滿足如下基本要求：

1)正常情況下，提供信號、保護、自動裝置、斷路器跳合閘以及其他二次設(shè)備的操作控制電源。

2)在事故狀態(tài)下，當(dāng)電網(wǎng)電壓下降甚至消失時，應(yīng)能提供繼電保護跳閘和應(yīng)急照明電源，避免事故擴大。4、操作電源§2.5變電所的二次接線變電所中的操作電源有直流電源和交流電源兩種。重要用戶或變壓器總?cè)萘砍^5000kVA的變電所，宜選用直流操作電源；小型配電所中斷路器采用彈簧儲能合閘和去分流跳閘的全交流操作方式時，宜選用交流操作電源?！?.5變電所的二次接線單母線直流系統(tǒng)接線圖

直流操作電源

用戶變電所的直流操作電源多采用單母線接線式，并設(shè)有一組儲能蓄電池，如圖所示?！?.5變電所的二次接線

直流系統(tǒng)整流設(shè)備的交流電源來自于變電所所用變壓器。根據(jù)對操作電源的可靠性要求和是否采用蓄電池電源，所用變壓器可接于不同的位置，如圖所示：所用變壓器的接線方式

§2.5變電所的二次接線

交流操作電源

交流操作電源從所用變壓器、電壓互感器或電流互感器獲取。

所用變壓器、電壓互感器交流電壓型操作電源提供給：信號、控制、斷路器的合閘回路、斷路器分勵脫扣器線圈跳閘回路;

電流互感器交流電流型操作電源提供給：斷路器電流脫扣器線圈跳閘回路;

由于交流操作電源取自于供電系統(tǒng)電壓，系統(tǒng)故障，則操作電源消失，故可靠性較低。（增設(shè)UPS可提高可靠性）§2.5變電所的二次接線交流操作電源下斷路器保護跳閘原理接線圖a)直接動作方式b)跳閘線圈去分流方式c)中間繼電器去分流方式交流操作電源比直流操作電源更簡單，保護跳閘可以采用直接動作式繼電器或跳閘線圈去分流的方式§2.5變電所的二次接線第二章用戶供電系統(tǒng)§2.1電力負荷與負荷計算§2.2供電電壓與電源的選擇§2.3用戶變電所§2.4變電所的電氣主接線§2.5變電所的二次接線§2.6高低壓配電網(wǎng)§2.7用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約§2.8供電系統(tǒng)的方案比較1、配電網(wǎng)的接線方式

用戶供電系統(tǒng)的配電網(wǎng)主要由2部分組成：

高壓配電網(wǎng)絡(luò)——廠區(qū)中總變電所到車間變電所高壓電力線路，一般采用10KV/6KV，一般10KV優(yōu)先。

低壓配電網(wǎng)絡(luò)——車間變壓器到用電設(shè)備，一般1KV或者300V/220V。§2.6高低壓配電網(wǎng)1、配電網(wǎng)的接線方式典型高壓配電方式分為放射式、樹干式和環(huán)式。

1）放射式a）單回路放射式;b）雙回路放射式;c）帶有公共備用線路的放射式;§2.6高低壓配電網(wǎng)

放射式的優(yōu)點是：供電可靠性高，故障發(fā)生后影響范圍??；繼電保護裝置簡單且易于整定；便于實現(xiàn)自動化；運行簡單，切換操作方便。放射式的缺點是：

配電線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量多，投資大。§2.6高低壓配電網(wǎng)2）樹干式優(yōu)點：變配電所的饋出線回路數(shù)少、投資小、結(jié)構(gòu)簡單。缺點：可靠性差、線路故障影響范圍大。單樹干式接線圖a)架空線b)電纜

§2.6高低壓配電網(wǎng)

為滿足二級負荷的供電要求，可采用圖示的雙回路樹干式。若低壓系統(tǒng)加裝自動切換的備用聯(lián)絡(luò)線，還可提高供電可靠性。雙回路樹干式接線圖

§2.6高低壓配電網(wǎng)

3）環(huán)式

若將兩條樹干式配電線路在末端用開關(guān)連接起來，就構(gòu)成環(huán)式接線，如圖所示。環(huán)式接線的供電可靠性較高，運行方式靈活，可用于對二、三級負荷供電。環(huán)式接線圖

環(huán)式配電系統(tǒng)保護裝置及整定配合較復(fù)雜一般采用開環(huán)運行。§2.6高低壓配電網(wǎng)

低壓配電系統(tǒng)的接線方式有放射式、樹干式和鏈式等。放射式配電適宜對容量較大、負荷性質(zhì)重要或環(huán)境惡劣的車間的用電設(shè)備。樹干式配電應(yīng)用于正常環(huán)境下，大部分用電設(shè)備容量較小又無特殊要求的時候。采用鏈式配電應(yīng)用于對某些距供電點較遠、彼此相距又很近、容量也很小的次要用電設(shè)備。

低壓配電系統(tǒng)的接線方式

§2.6高低壓配電網(wǎng)

低壓配電系統(tǒng)配電方式直接影響著各個設(shè)備的供電可靠性和用電質(zhì)量。低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)遵循以下基本原則：低壓配電系統(tǒng)應(yīng)滿足用電設(shè)備對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求，注意簡化接線，操作安全方便，并能適應(yīng)生產(chǎn)和使用上的變化及設(shè)備檢修的需要。合理選擇配電方式?！?.6高低壓配電網(wǎng)

低壓配電系統(tǒng)配電方式直接影響著各個設(shè)備的供電可靠性和用電質(zhì)量。低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)遵循以下基本原則：對于平行的生產(chǎn)流水線上或互為備用的用電設(shè)備組，宜由不同的配電母線或線路配電；但對于同一生產(chǎn)線上的用電設(shè)備，宜由同一母線或線路配電。對于單相用電設(shè)備，應(yīng)盡量平衡地分配于三相中。為減小干擾，對沖擊性負荷宜采用放射式單獨配電?！?.6高低壓配電網(wǎng)2、配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)用戶供電系統(tǒng)高低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是架空線和電纜。

架空線的主要特點：設(shè)備簡單，造價低。利用空氣絕緣，建造比較容易。故障時易于發(fā)現(xiàn)、檢修和維護，需占一定的空間，線路縱橫交錯，占地較大，影響廠區(qū)環(huán)境美化。

電纜線路的主要特點：敷設(shè)方式相對復(fù)雜，造價高，故障時較難尋找故障點，修復(fù)工作量大。但埋于地下，不占地面上的空間，易于廠區(qū)環(huán)境美化。§2.6高低壓配電網(wǎng)§2.6高低壓配電網(wǎng)常用架空線路導(dǎo)線型號及選擇

戶外架空線路10KV及以上電壓等級一般采用裸導(dǎo)線，380V電壓等級一般采用絕緣導(dǎo)線。

裸導(dǎo)線常用的型號：（1）鋁絞線（LJ）

多用于6~10kV的線路。（2）鋼芯鋁絞線（LGJ）

在機械強度要求較高的場合和35kV及以上的架空線路上多被采用。（3）銅絞線（TJ）

（4）防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）具有鋼芯鋁絞線的特點，同時防腐性能好，一般用在沿海地區(qū)、咸水湖及化工工業(yè)地區(qū)等周圍有腐蝕性物質(zhì)的高壓和超高壓架空線路上。§2.6高低壓配電網(wǎng)常用電纜導(dǎo)線型號及選擇

①塑料絕緣電力電纜

常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣及護套電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜。

②油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜

可用于垂直或高落差處，敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機械壓力，但不能承受大的拉力。常用塑料絕緣線型號有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。

按照供電電壓和用戶的重要程度，架空線路可分為三級。架空線路的等級架空線路等級架空電力線路額定電壓／kV電力用戶級別I超過11035～110所有等級一級和=級II35～1101～20三級所有各級III≤1所有各級§2.6高低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)線材料線路等級IⅡⅢ單股線銅青銅鋼鋁及其合金不允許10mm2

3.5mm

3.5mm不允許6mm2

2.5mm

2.75mm10mm2多股線銅青銅鋼鋁及其合金16mm216mm216mm225mm210mm210mm210mm216mm26mm26mm210mm216mm2允許的導(dǎo)線最小截面積或直徑

電纜的導(dǎo)電部分和絕緣部分都在一個整體中，所以電纜線路的結(jié)構(gòu)問題實際上就是電纜的敷設(shè)方法。

電纜戶外敷設(shè)有三種類型：直接埋地敷設(shè)在混凝土管中敷設(shè)在電纜溝中§2.6高低壓配電網(wǎng)電纜敷設(shè)在混凝土管中

電纜敷設(shè)在電纜溝中a)戶內(nèi)b)戶外c)廠區(qū)1-蓋板2-電纜支架3-預(yù)埋鐵件電纜直接埋地

§2.6高低壓配電網(wǎng)1）電阻3、供電線路的